韓奇 劉佳易 安楠 李雪陽 謝敏豪

1 國家體育總局運動醫(yī)學(xué)研究所，國家運動營養(yǎng)測試研究中心，國家體育總局運動營養(yǎng)重點實驗室（北京 100029）

2 北京體育大學(xué)運動人體科學(xué)學(xué)院（北京 100084）

3 清華大學(xué)丘成桐數(shù)學(xué)科學(xué)中心（北京 100084）

運動療法在2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes melli?tus，T2DM）患者的早期治療中扮演著重要角色，在預(yù)防和治療T2DM 中有廣泛應(yīng)用[1]。“大慶糖尿病流行病學(xué)調(diào)查”研究了不同生活方式對T2DM 發(fā)病率及生活質(zhì)量的影響，提示在飲食攝入相似的前提下，增加運動量可以降低糖尿病的發(fā)生率[2]。T2DM與靜坐少動生活方式具有關(guān)聯(lián)[3]，推廣運動療法具有重要意義[4]。美國糖尿病學(xué)會和運動醫(yī)學(xué)學(xué)會推薦糖尿病患者每周完成2～3 次抗阻訓(xùn)練和≥5 次30 分鐘的有氧訓(xùn)練[5]。中等強度持續(xù)運動（moderate intensity continuous train?ing，MICT）占用時間長，患者依從性較差，而高強度間歇運動（high intensity interval training，HIIT）耗時較短、依從率高[6]。Hollekim-Strand 等報道，與MICT 相比，HIIT 可以更好地增強心肺功能、提升峰值攝氧量（VO2peak）[7]。細胞分子生物學(xué)機制的研究方面，HIIT 在改善T2DM 患者心血管疾病風(fēng)險因子上同樣有優(yōu)于MICT的報道。例如，Koh等研究發(fā)現(xiàn)，HIIT可以增加骨骼肌當(dāng)中的線粒體含量，增加有氧代謝功能，增加肌糖原和血糖的消耗，同時降低骨骼肌中脂滴的大小[8]。Alvarez等研究發(fā)現(xiàn)，HIIT可以改善血脂異常、空腹血糖和血脂異常相關(guān)的高血糖癥[9]。為了進一步探討HIIT與MICT 對T2DM 患者血糖控制和心血管疾病風(fēng)險因子的影響，本文比較HIIT與MICT對T2DM患者干預(yù)效果的差異，為T2DM 患者選擇HIIT 的運動方式提供參考[7]。

1 研究方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

納入薈萃（Meta）分析的標(biāo)準(zhǔn)如下：1）受試者年齡大于30 歲，患有2 型糖尿病且無其他嚴重影響受試者健康的并發(fā)癥；2）開展了HIIT 和MICT 的對照實驗，干預(yù)時間大于或等于8 周；3）實驗期間保持原有用藥和膳食習(xí)慣；4）報告了干預(yù)前后血糖和心血管風(fēng)險因子指標(biāo)。

1.2 文獻檢索

采用關(guān)鍵詞結(jié)合醫(yī)學(xué)主題詞（MeSH）搜索策略，檢索中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、Pubmed/Medline、Cochrane Li?brary、SPORTDiscus 數(shù)據(jù)庫，檢索時間限定為2010年6月1日至2021年4月18日，且為學(xué)術(shù)期刊論文。英文檢索詞有：diabetes，type 2 diabetes mellitus，T2D，T2DM，exercise，training，aerobic exercise，moderate intensity continuous training，MICT，high intensity in?terval training，interval training，HIIT。中文檢索詞有：2型糖尿病、高強度間歇運動、中等強度持續(xù)運動。

兩名研究人員獨立完成文章初篩和納入文獻基本信息（國家、年份、作者）、受試者信息、運動干預(yù)內(nèi)容、干預(yù)前后效應(yīng)指標(biāo)變化的統(tǒng)計，存在爭議時由另一名高級研究人員協(xié)商解決。

1.3 數(shù)據(jù)整理與分析

使用RevMan5.3 軟件分析數(shù)據(jù)，評價偏移風(fēng)險、合并效應(yīng)、敏感性分析等。HIIT組與MICT組的組間差異采取隨機效應(yīng)模型計算不同研究間的加權(quán)均數(shù)差（WMD）。若納入研究僅給出平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤（SE），將SE換算為標(biāo)準(zhǔn)差（SD）。例如，Mitranun等[10]僅匯報SE，我們將SE 換算為SD 后進行統(tǒng)計分析。此外，若指標(biāo)在轉(zhuǎn)換為SD之后數(shù)值較其他組差距較大（可能是由于受試者間存在較大的個體差異所致），使用WMD 時該研究權(quán)重為0%，則該指標(biāo)使用標(biāo)準(zhǔn)均數(shù)差（SMD）統(tǒng)計分析。本文報告了SMD 的指標(biāo)有空腹血糖、糖化血紅蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）和血脂四項。

采用Q 檢驗并結(jié)合I2進行異質(zhì)性分析，當(dāng)P≥0.10時，不同研究間不存在異質(zhì)性或異質(zhì)性可以忽略。當(dāng)P<0.10時，不同研究間存在異質(zhì)性，I2<0.4時異質(zhì)性可以忽略；0.4≤I2≤0.6 時，不同研究間存在中等的異質(zhì)性；I2>0.6 時，不同研究間的異質(zhì)性較高。異質(zhì)性高時，去除單項研究（設(shè)置權(quán)重=0%），討論異質(zhì)性來源，并觀察敏感性。

2 結(jié)果

2.1 文獻檢索結(jié)果

共檢索出相關(guān)文獻1486 篇（Pubmed 933 篇，Co?chrane Library 494篇，SPORTDiscus 59篇，其他來源1篇），通過文體、發(fā)表時間去除論文1024 篇，剔除研究目的和研究設(shè)計不符合納入要求的445 篇，剔除數(shù)據(jù)不完整4篇，最終納入研究13篇。

2.1.1 納入文獻的基本情況

納入研究的基本情況如表1所示。共納入337 位糖尿病患者，其中172 位患者參加了HIIT，165 位患者參加了MICT。研究分別來自丹麥3篇，美國1篇，法國1篇，加拿大1篇，挪威2篇，澳大利亞2篇，葡萄牙1篇，埃及1篇，泰國1篇。訓(xùn)練干預(yù)8～52周，每周2～5次，受試者保持原有的用藥情況和膳食習(xí)慣。受試者如在隨訪過程中停用了降糖藥，則剔除該受試者后進行數(shù)據(jù)分析，例如，Terada 等[11]在研究過程中有一位受試者停藥，該研究在計算HbA1c 和空腹血糖時將該被試者剔除。

表1 納入研究基本情況（n=13）

（續(xù)表1）

（續(xù)表1）

2.1.2 偏倚性評估

兩位研究人員獨立地完成偏倚評價，未達成一致時由另一位高級研究人員進行判定。分別從選擇性偏倚（隨機抽樣、隨機分組）、實施偏倚（對受試者和實驗人員是否采用盲法實驗）、測量偏倚（對實驗操作員是否采用了結(jié)局盲法）、隨訪偏倚（結(jié)果的完整性）、選擇性報告偏倚和其他偏倚進行評價，偏倚風(fēng)險評價見圖1。

圖1 納入研究的偏倚風(fēng)險評價圖

2.2 HIIT與MICT干預(yù)效果對比

2.2.1 對人體測量學(xué)指標(biāo)的干預(yù)效果對比

體重：10篇研究報告了240位患者，體重數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.83（95%CI:0.03～1.64，P=0.04），HIIT在降低體重方面的效果優(yōu)于MICT（見圖2A）。

身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）：10 篇研究納入272 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.32（95%CI:0.02～0.61，P=0.04），HIIT 在降低BMI 方面的效果優(yōu)于MICT（見圖2B）。

體脂百分比（percentage of body fat，%Fat）：8 篇研究納入了201 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.11（95%CI:－0.46～0.69，P=0.70），無顯著差異（見圖2C）。

腰圍：7 篇研究納入179 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=0.18（95%CI:－0.72～1.07，P=0.70），無顯著差異（見圖2D）。

腰臀比（waist to hip ratio，WHR）：4 篇研究納入了101位患者，數(shù)據(jù)存在異質(zhì)性（P<0.10，I2=96%），HI?IT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.03（95%CI:－0.03～0.09，P=0.33），無顯著差異；去除Hwang 等[16]的研究時，異質(zhì)性減小至無（P>0.10，I2=0%），進一步分析認為該研究可能夸大了HIIT對WHR的效果，去除該研究后WMD=0.02（95%CI:0～0.03，P=0.03），即HIIT在降低WHR方面的效果優(yōu)于MICT（見圖2E）。

圖2 HIIT與MICT對T2DM患者人體測量學(xué)指標(biāo)的影響對比

2.2.2 對VO2peak和安靜心率干預(yù)效果的對比

VO2peak：11 篇研究納入289 位患者，數(shù)據(jù)存在中等程度的異質(zhì)性（P<0.10，I2=51%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=1.89（95%CI:0.64～3.14，P=0.00），HIIT提升VO2peak的效果優(yōu)于MICT（見圖3A）。

安靜心率（resting heart rate，RHR）：5 篇研究納入143 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=0.06（95%CI:－1.50～1.63，P=0.94），無顯著差異（見圖3B）。

圖3 HIIT與MICT對T2DM患者的VO2peak和安靜心率的影響對比

2.2.3 對空腹血糖、空腹胰島素、HbA1c 和胰島素抵抗指數(shù)干預(yù)效果的對比

HbA1c：12 篇研究納入300 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果SMD=0.25（95%CI:0.02～0.48，P=0.03），HIIT在降低HbA1c方面的效果優(yōu)于MICT（見圖4A）。

空腹血糖：8 篇研究納入180 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果SMD=0.14（95%CI:－0.16～0.43，P=0.37），無顯著差異（見圖4B）。

空腹胰島素：5篇研究納入122位患者，數(shù)據(jù)存在較高異質(zhì)性（P<0.10，I2=75%）。進一步分析發(fā)現(xiàn)，去除Sabag等[12]的研究后數(shù)據(jù)存在中等程度異質(zhì)性（P>0.10，I2=41%），說明該研究可能夸大了HIIT對空腹胰島素的干預(yù)效果，去除Sabag 的研究后HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=12.37（95%CI:0.38～24.36，P=0.04），HIIT在降低空腹胰島素方面的效果優(yōu)于MICT（見圖4C）。

胰島素抵抗指數(shù)（homeostatic model assessment for insulin resistance，HOMA-IR）：8 篇研究納入222位患者，數(shù)據(jù)存在中等的異質(zhì)性（P<0.10，I2=59%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果WMD=0.04（95%CI:－0.29～0.37，P=0.82），無顯著差異；去除Hwang 等[16]的研究時，異質(zhì)性減小至無（P>0.10，I2=0%），進一步分析認為該研究可能夸大了HIIT 對HOMA-IR 的效果，去除該研究后WMD=－0.19（95%CI:－0.37～0.00，P=0.05），無顯著差異（見圖4D）。

圖4 HIIT與MICT對T2DM患者空腹血糖、空腹胰島素、HbA1c（%）和HOMA-IR的影響對比

2.2.4 對血脂四項干預(yù)效果的對比

總膽固醇（total cholesterol，TC）：10 篇研究納入256位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT與MICT 組干預(yù)效果SMD=0.27（95%CI:0.02～0.52，P=0.03），存在顯著差異（見圖5A）。

高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）：11 篇研究納入271 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果SMD=0.09（95%CI:－0.15～0.33，P=0.44），無顯著差異（見圖5B）。

低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cho?lesterol，LDL-C）：10篇研究納入256位患者，數(shù)據(jù)存在異質(zhì)性（P<0.10，I2=67%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果SMD=0.17（95%CI:－0.28～0.62，P=0.46），無顯著差異；去除Karstoft 的研究后，異質(zhì)性減?。≒>0.10，I2=37%），進一步分析認為該研究可能夸大了HIIT 對LDL-C 的干預(yù)效果，去除該研究后SMD=0.00（95%CI:－0.33～0.34，P=0.99），無顯著差異（見圖5C）。

甘油三酯（triglyceride，TG）：11篇研究納入271位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P=0.10，I2=37%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果SMD=0.19（95%CI:－0.12～0.50，P=0.24），無顯著差異（見圖5D）。

圖5 HIIT與MICT對T2DM患者血脂四項的改善作用對比

2.2.5 對血壓干預(yù)效果的對比

收縮壓（systolic blood pressure，SBP）：9篇研究納入251 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=18%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=0.26（95%CI:－2.44～2.97，P=0.85）（見圖6A）。

舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）：9 篇研究納入251 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=63%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=－0.19（95%CI:－1.15～0.77，P=0.70），均無顯著差異（見圖6B）。

圖6 HIIT與MICT對T2DM患者血壓影響的對比

3 討論

近些年來，HIIT 備受關(guān)注，在T2DM 患者中的應(yīng)用和報道逐漸增加，然而，其功效是否優(yōu)于MICT，以及其安全性尚未得到大規(guī)模的流行病學(xué)雙盲隨機對照研究驗證。

本文納入統(tǒng)計的文獻采用了70%～100%強度的HIIT 運動，干預(yù)期間無心血管意外和心血管損傷事件發(fā)生，僅報道1例因注射胰島素引起低血糖伴頭暈和1例呼吸急促（2人休息和補水后均自行恢復(fù)并完成了后續(xù)實驗）[16]，可見HIIT 在無嚴重并發(fā)癥T2DM 患者的治療當(dāng)中是安全的。

T2DM 與心血管疾?。╟ardio vascular disease，CVD）具有部分共同的風(fēng)險因子，例如，家族史、增齡、高血壓、高血糖、脂肪代謝紊亂（TC、TG、LDL-C 上升，HDL-C 下降）、肥胖、靜坐少動的生活方式。由于T2DM常伴隨著炎癥反應(yīng)的發(fā)生，而血管內(nèi)膜炎癥可以引起斑塊的形成并發(fā)展為動脈粥樣硬化，說明T2DM的發(fā)生與發(fā)展會進一步提升CVD風(fēng)險。

雖然HIIT 在改善空腹血糖、TG、TC、HDL-C 和LDL-C 方面，不同研究之間存在差異，但是綜合來說，在HIIT與MICT的對比中發(fā)現(xiàn)，HIIT在改善T2DM患者體重、BMI、空腹胰島素、HbA1c、WHR、VO2peak方面的效果優(yōu)于MICT；而在改善T2DM 患者體脂率、腰圍、空腹血糖、HOMA-IR、血壓、安靜心率和血脂四項上不具有顯著差異，其中血壓和血脂方面的結(jié)果與Jung等[6]的研究具有一致性。

胰島素抵抗是T2DM 普遍存在的現(xiàn)象和致病因素，通過運動訓(xùn)練加強骨骼肌對葡萄糖的消耗，從而改善胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）敏感性，可以達到改善血糖調(diào)控的作用。Hafstad 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，與MICT相比，HIIT顯著增加心肌重量，提高檸檬酸合成酶活性、糖的利用率（36%）和VO2peak。Little等[23]發(fā)現(xiàn)，兩周HIIT 訓(xùn)練后，T2DM 患者餐后血糖顯著下降，骨骼肌檸檬酸合成酶活性提高20%，復(fù)合物Ⅱ的70 kDa亞基（ComplexⅡ70 kDa subunit）蛋白表達提升37%，復(fù)合物Ⅲ核心蛋白2 型亞基（Complex ⅢCore 2 protein）蛋白表達提升51%，復(fù)合物Ⅳ蛋白表達提升68%，線粒體融合蛋白（Mitofusion）表達提升71%，葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4（glucose transporter type 4，GLUT4）表達提升369%。

HbA1c、空腹血糖和HOMA-IR是評價血糖控制效果的重要指標(biāo)。HbA1c 與血糖水平成正相關(guān)，并且通過了驗證[24]。本研究發(fā)現(xiàn)HIIT降低HbA1c的效果優(yōu)于MICT。盡管HIIT 和MICT 在空腹血糖以及HOMA-IR指數(shù)方面不具有顯著差異，但HIIT 在改善HbA1c 方面具有更為積極的作用（P<0.05），與有關(guān)研究一致[25]。

5篇研究納入了空腹胰島素指標(biāo)，從結(jié)果可見HIIT降低空腹胰島素的效果優(yōu)于MICT（P<0.05）?？崭挂葝u素降低可能與HIIT影響合成胰島素的基因表達變化有關(guān)，例如，Koranyi等[26]發(fā)現(xiàn)大鼠每周6天15%的坡度跑（90 min，25 m/min）3周后，胰腺葡萄糖激酶和胰島素原（proinsulin）的mRNA 水平顯著降低。此外，Slentz等[27]發(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練可以直接影響T2DM 患者胰島B 細胞的功能，改善患者的糖耐量。

肥胖、血脂異常和高血壓是T2DM 和CVD 的風(fēng)險因子。盡管HIIT 和MICT 在改善腰圍和體脂率上不具有顯著差異（P>0.05），但HIIT 在降低體重、BMI 和WHR 方面更為有效（P<0.05）。本研究中HIIT 與MICT僅在改善TC 方面優(yōu)于MICT（P<0.05），但在HDL-C、LDL-C 以及TG 方面無顯著差異（P>0.05），與Liu 等[25]的分析一致。HIIT 提升VO2peak的效果優(yōu)于MICT（P<0.05），但是在改善RHR、DBP、SBP方面與MICT不具有顯著差異（P>0.05），說明HIIT沒有起到比MICT更好的改善RHR和血壓作用，與Tjonna[28]等的研究一致。

本文納入的13 項研究干預(yù)時間最短持續(xù)8 周，最長持續(xù)52周，平均持續(xù)15.2周，其中持續(xù)12周的研究5項、持續(xù)16周的研究3項、持續(xù)11周的研究2項、持續(xù)8周的研究2 項、持續(xù)52 周的研究僅1 項。由于本研究的變量為運動方式，干預(yù)時間為無關(guān)變量，因此，本文未開展不同干預(yù)時間對T2DM 相關(guān)指標(biāo)影響的分析。未來，可以從干預(yù)時長角度分析，探討不同干預(yù)時間的HIIT對T2DM的干預(yù)效果。

4 結(jié)論

綜上，HIIT 可改善2 型糖尿病患者的血糖控制情況，降低部分心血管疾病風(fēng)險因子（如，體重、身體質(zhì)量指數(shù)、腰臀比），且在改善2型糖尿病患者體重、身體質(zhì)量指數(shù)、腰臀比、空腹胰島素、糖化血紅蛋白、峰值攝氧量、總膽固醇方面的效果優(yōu)于MICT。二者在改善空腹血糖、胰島素抵抗指數(shù)、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯和血壓上不具有顯著差異。持續(xù)8～52 周、每次20～60 分鐘的HIIT 在改善2 型糖尿病患者的血糖控制、體重管理、血壓、血脂異常和運動能力方面是安全的，同時起著積極的作用。