运动对肥胖相关代谢异常的作用
作者：文阅期刊网 来源：文阅编辑中心 日期：2022-03-02 17:35人气：
摘 要：肥胖发病率逐年增高，已经成为流行于全世界的一种疾病，由肥胖带来一系列代谢异常也引起了人们的广泛关注。生活方式的改变尤其是运动可改善肥胖以及肥胖相关代谢异常，如2型糖尿病、高血压、高脂血症以及高尿酸血症等，及其进一步引发的大血管、微血管、肿瘤等并发症。文章将从不同运动方式、运动强度等对肥胖相关代谢异常的影响及相关机制方面进行综述。
关键词：运动 肥胖 代谢异常
Effect of exercise on obesity-related metabolic abnormalities
WANG Qian-qian WANG Xiao-hang QIU Shan-hu SUN Zi-lin
Department of Endocrinology,Zhongda Hospital,Southeast Univercity;
Abstract：The incidence of obesity is increasing in recent years,and it has become a popular disease all over the world. A series of metabolic abnormalities caused by obesity have also attracted widespread attention. Lifestyle changes,especially exercise,can improve obesity and obesity-related metabolic abnormalities,such as type 2 diabetes,hypertension,hyperlipidemia,and hyperuricemia,and further complications such as macroangiopathy,microangiopathy,and tumors.This review will show the effects of different exercise styles and exercise intensity on obesity-related metabolic abnormalities and their mechanisms.
Keyword：movement; obesity; metabolic abnormality;
随着生活水平的提高，高热量的饮食以及久坐等不健康的生活方式导致肥胖患病率逐渐上升，并导致一系列的代谢异常，如过多的脂质沉积会导致高脂血症、非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）等，还可以抑制胰岛素信号，导致胰岛素抵抗和2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM），此外脂肪细胞功能障碍会引起全身炎症和血管僵硬，从而导致高血压、心血管疾病，随着体重的增加，血清中的尿酸浓度也相应增加，导致高尿酸血症、痛风等，这些与肥胖关系密切的疾病我们称之为肥胖相关代谢性疾病。肥胖相关性代谢性疾病给全球带了巨大的社会经济负担。
保持健康的生活方式，可以改善肥胖和其相关的代谢异常。健康的生活方式包括增加运动，避免久坐、健康饮食和保证充足睡眠。而运动是改善生活方式中的重要一环。但运动干预的作用经常被医生和患者忽视，相比药物治疗，运动疗法显然更加经济与健康。运动可促进脂肪减少、减轻体重和肥胖而产生的并发症。在肥胖以及肥胖相关代谢异常的临床治疗上，运动与特定药物的使用相结合往往能产生更大的积极作用。本文将重点阐述运动在改善糖代谢异常、高血压、脂代谢异常以及嘌呤代谢异常中的作用。
1 运动在糖代谢异常中的作用
缺乏体育活动、久坐和肥胖是导致T2DM的重要危险因素。运动可以通过增加机体的能量消耗，从而减少体内的脂质沉积，减少脂毒效应，促进胰岛素分泌。剧烈运动会促进骨骼肌中的葡萄糖转运蛋白4(GLUT4）从细胞内转位到细胞膜以增加葡萄糖摄取，改善胰岛素抵抗[1]。而长期运动训练可改善线粒体功能，增加葡萄糖转运蛋白等代谢基因的表达[2]。此外，运动还可以通过降低白介素6(IL-6）、升高瘦素等脂肪因子从而改善胰岛素分泌[3]。
我们课题组前期研究显示，有监督的规律运动的患者其血糖、血脂、血压及体质指数控制更佳，糖尿病相关并发症的患病率更低[4]。有研究指出，每周运动时间超过150 min就可以达到良好的降糖效果[5]。然而有研究显示，低强度和中等强度的运动通常与血糖下降有关，而高强度运动可能与血糖升高有关[6]。所以与药物治疗一样，对于运动治疗必须规定正确的剂量（强度、容量和频率）并仔细考虑潜在的副反应和禁忌证[7]。有氧耐力运动可选择散步、慢跑、骑自行车、游泳以及有氧体操等中低强度的节律性运动，并一周间隔进行2～3次抗阻训练；对于老年体弱者可每周做2～3 d柔韧性训练；有跌倒风险患者可尝试平衡训练。低容量高强度间歇性训练（high intensity interval training,HIIT）的运动时间比指南推荐的低50%，即可达到改善T2DM患者血糖控制的效果，表明HIIT是治疗T2DM的一种潜在的、省时的运动策略。但鉴于实际效果与安全性尚有争论，因此只推荐病情稳定且有中等强度运动基础的患者实施，且最好在专业指导下进行[8]。
笔者提出了“两筛三防”糖尿病分级管理体系，所谓的两筛三防即筛糖尿病、筛糖尿病并发症，防糖尿病发生、防并发症发生、防并发症进展减少致死致残。其中一级预防指的就是在糖尿病的前期进行糖尿病筛查和运动与饮食等生活方式的干预[9]。我们还倡导以“体医融合”的方式对糖尿病患者进行管理。我们一项随机对照研究发现，经过模式运动干预3个月后，受试人群中30.43%患者降低了降糖药物的使用强度，17.39%患者甚至可以完全停药，初步证实了“体医融合”院外糖尿病运动干预模式的有效性[10]。
2 运动在高血压中治疗的作用
根据全球高血压大规模流行病学调查显示，39～79岁的成年人高血压患病人数已经从30年前的6.5亿增加到12.8亿[11]。运动在治疗高血压中的作用也逐渐引起全球学者们的关注。许多指南均建议将非药物生活方式改变作为一线治疗，其中就包括增加体力活动水平[12]。多种途径参与了运动改善高血压的效应。如运动可以通过减少氧化应激，调节肾素-血管紧张素系统来改善改善血管功能并改善高血压。有氧运动还可以改善动脉的顺应性，降低动脉僵硬度[13-15]。除此之外，运动还可以对自主神经系统进行调节，其会减少交感神经系统活动并将压力反射敏感性恢复到正常血压控制水平[16]。
一项纳入了93项随机对照实验，共32 404例高血压患者的网络荟萃分析显示，单独通过运动治疗可以显著降低高血压患者舒张压，并能在一定程度上降低收缩压，然而一线降压药仍为首选[17]。另外一项荟萃分析显示，耐力、动态阻力和等长阻力训练可降低高血压患者得收缩压和舒张压，其中等长阻力训练可以最大幅度地降低收缩压，这些体现了抗阻运动在治疗高血压中的作用[18]。一项随机对照实验显示有氧运动，无论是中等强度持续训练还是HIIT训练（每周2 d）均可降低高血压患者的血压与体重[19]。由此可见，有氧运动与抗阻运动相结合，为高血压患者的血压、心肺健康和身体成分的管理提供了最佳的非药物工具。
3 运动在脂代谢异常中的作用
异常的血脂代谢谱包括4个指标的变化：高总胆固醇（TC）、高三酰甘油（TG）、低高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）和升高的低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）。血脂升高是动脉粥样硬化的重要预测因素，是非酒精性脂肪肝、多囊卵巢综合征、冠心病和缺血性脑卒中的独立危险因素[20]。越来越多的研究证实，体育运动可以改善脂代谢异常，是治疗脂代谢异常的重要措施之一。运动可以通过增加能量消耗，从而减轻体重、降低空腹胰岛素水平以及肝脏中TG的合成[21]。一项最新的研究为我们揭示了线粒体在运动改善脂代谢中的作用。研究显示，高脂高能量饮食可以增强小鼠肝脏与骨骼肌中的线粒体的呼吸能力，诱导线粒体底物氧化与丙酮酸和乙酰辅酶A驱动的脂质合成，而运动可以抵消高脂高热量饮食带来的效应，使肥胖小鼠脂代谢情况改善并可以减轻胰岛素抵抗[22]。运动还可以增加小鼠骨骼肌中促进脂肪酸氧化酶（UCP3）的表达，改变脂肪酸通量来保护肝功能[23]。
一项纳入了48项研究的荟萃分析报道，在至少患有3个代谢综合征的2990名参与者中，进行中等强度的有氧运动训练组（心率储备或最大摄氧量的40%至60%）脂代谢情况显著改善，其中TC下降了0.29 mmol/L,TG下降了0.17 mmol/L,HDL-c升高了0.08 mmol/L,LDL-c下降了0.12 mmol/L，研究还发现进行至少12周的有氧运动训练后，代谢综合征患者的冠心病发生率也可降低10%～15%[24]。除了有氧运动，抗阻运动也可以改善脂质代谢。一项研究表明，在餐前进行1 h的抗阻运动可以明显降低糖尿病前期男性的餐后血浆总TG水平以及乳糜微粒-TG水平[25]。在患有2型糖尿病的男性和女性中，餐后阻力运动通过降低极低密度脂蛋白-TG浓度来降低餐后血浆TG[26]。一项随机对照实验显示，长期（1年以上）联合高强度间歇训练与抗阻运动可用于防止T2DM患者的TC、LDL-c和IL-6进一步紊乱，然而中等强度的持续训练没有观察到对血脂谱的有利影响[3]。中国的传统运动方式也可有效改善血脂代谢，尤其在中老年人群中[27]。由此可见，无论何种方式的运动均可改善脂代谢。我们课题组的一项多中心横断面研究也显示，T2DM患者只要完全遵循运动方案治疗，可改善明显其TC、TG、体质指数等脂代谢相关指标[4]。
4 运动在嘌呤代谢紊乱中的作用
肥胖与嘌呤代谢紊乱存在着明显的相关性[28]。嘌呤代谢紊乱可导致高尿酸血症，其主要体现为血清尿酸生成增高或者排泄减少。研究表明，长期的有氧运动可以促进ATP的周转，使体内ATP不至于积累过量，从而减少尿酸的产生[29]。而剧烈的有氧运动消耗ATP的速度高于骨骼肌补充的速度，导致腺嘌呤核苷酸降解，随后次黄嘌呤、黄嘌呤和尿酸盐的血浆浓度升高[30]。此外，剧烈有氧运动还会增加血液中乳酸和去甲肾上腺素的浓度，并降低肌酐清除率，从而导致尿酸、黄嘌呤和羟嘌呤醇的尿排泄减少[31]。高尿酸血症患者病情持续加重，常导致痛风的发生。高尿酸血症是多种疾病发病的独立危险因素，如糖尿病、高血压、NAFLD、冠心病。我们前期研究显示，促进尿糖排泄可能是控制血清尿酸水平的有效策略，特别是对于高尿酸血症合并肥胖的人群[32]。
生活方式的干预也是重要的高尿酸血症治疗策略之一。研究表明，长期体育训练如慢跑1600 m持续45 d可以通过加速ATP周转，使血尿酸水平显著降低，而短期体育锻炼并不能显著降低血尿酸[33]。另外一项随机对照研究也显示对轻中度高血压男性患者进行8周的中等强度有氧运动干预后（最大心率储备为60%～79%），血清尿酸水平显著降低。然而，高强度的短时间体育锻炼也可降低肌酐清除率，抑制尿中羟嘌呤醇的排泄，从而增加血尿酸浓度[31]。另一项研究也表明在T2DM患者中进行12周的抗阻训练增加了患者的血清尿酸水平[34]。由此可见，高尿酸血症的患者更适合长时间的中低强度有氧体育运动。
5 肥胖相关代谢异常的并发症
大量的临床证据表明，肥胖与大血管疾病存在明显的相关性，如冠心病、心力衰竭、高血压、脑卒中、心房颤动、室性心律失常和心源性猝死[35]。运动可以通过增强心肺势能从而降低血管疾病患者的全因死亡率。如一项纳入33项研究的荟萃分析显示，运动每增加一个代谢当量，患者全因死亡率和心血管事件的发生率就可分别降低13%和15%[36]。由此可见运动可以改善肥胖相关的大血管事件的发生率与死亡率。
除了大血管病变，肥胖以及肥胖相关代谢异常还会对人体微循环造成影响，如视网膜病变、肾脏血管病变、性功能障碍等。芬兰糖尿病预防队列研究显示，对糖耐量受损的超重和肥胖个体进行至少为期4年的生活方式干预，其中包括饮食指导和运动指导（30 min/d的有氧和循环式中等强度运动干预），视网膜微动脉瘤的发生率明显降低[37]。而缺乏运动还可以使慢性肾病患者的病情发生恶化，增加运动可以改善肾脏血流，缓解慢性肾病患者的病情[38]。运动在改善肥胖相关微循环障碍中的作用也不言而喻。
肥胖相关代谢异常，尤其是高脂血症引起的易位脂肪沉积是NAFLD的独立危险因素。脂肪肝可导致肝细胞损伤、炎症，最终会引起肝硬化。生活方式的改变尤其是运动可以改善NAFLD。一项荟萃分析显示，单独的HIIT、有氧和阻力训练或与有氧训练相结合运动均可以显著降低肝内脂肪堆积[39]。
肥胖以及肥胖相关代谢异常还与许多癌症风险增加有关。如肥胖是肝细胞癌（HCC）发展的独立危险因素，运动可以降低HCC的发生率[40]。长期、中等强度的有氧运动减少了内脏脂肪组织含量，并降低了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ期结肠癌患者的结肠癌复发风险，还可以通过改善患者的心肺功能，提高峰值摄氧量降低患乳腺癌的风险[41]。运动还可对癌症患者起到辅助治疗的作用[42]。
肥胖和缺乏运动还是阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,AD）的危险因素。目前AD发病机制尚不明确，药物治疗效果不佳。但研究显示AD患者有规律地、有系统地锻炼，可以有效的改善AD患者的认知、功能和行为症状[42]。
6 小结
由此可见，运动不仅可以降低体重，还可以改善肥胖相关代谢异常，并对其引起的并发症也有积极的缓解与治疗作用。作为临床医生，我们更应当重视运动疗法在肥胖以及肥胖相关代谢综合症预防和治疗中的作用，针对不同的患者、疾病状态以及疾病阶段，选择个性化的运动方式。
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