糖尿病前期人群的运动处方_设计与实施_罗曦娟

第37卷第11期北京体育大学学报Vol.37No.11
2014年11月Journal of Beijing Sport University
Nov.2014
投稿日期：2014－07－08
基金项目：中国健康促进基金会健康管理研究所科研项目：糖尿病风险人群筛查及早期干预多中心研究；高等学校博士学科点
专项基金（20131112110002）：运动对糖尿病前期人群糖调节的作用机制研究。

通信作者：王正珍。

作者简介：罗曦娟，副教授，博士研究生，研究方向慢性疾病运动处方。

●运动人体科学与运动心理学
糖尿病前期人群的运动处方：设计与实施
罗曦娟1，2，王正珍1
，朱
玲3，赵小兰4
，潘
妮1
，赵
莉
1
（1.北京体育大学，北京100084；2.贵州大学，贵州贵阳550023；3.北京医院体检中心，北京100005；4.西南医院体检中心，重庆400038）
摘
要：目的：整合医疗和体育资源，确定糖尿病前期人群运动干预的指导原则和实施方案，为控制或逆转
糖尿病前期、预防糖尿病提供实践依据。

设计和实施：参考国内外相关研究设计、方法和结果，在前期实验的基础上，按照随机对照试验的设计原则，设计了糖尿病前期人群的运动处方；在试点体检中心实施并验证和修改，考察其依从性。

通过11个月的实施证明了干预方案能够适应客观条件和参与者主观需求，并具有良好的依从性（总回访率达到88．9%，两个运动干预组的回访率达到92．3%和96．3%）。

结论：在循证医学证据支持下，运用制定运动处方的基本理论设计的糖尿病前期运动干预方案具有良好的可行性和依从性，可以在更大范围内推广应用以增强运动干预在糖尿病预防中的作用。

关键词：糖尿病前期、运动干预、运动处方、体医结合中图分类号：G804.5
文献标志码：A
文章编号：1007－3612（2014）11－0062－06
Exercise Prescription for Pre -diabetes ：Design and Implementation
LUO Xi-juan 1，
2
，WANG Zheng-zhen 1，ZHU Ling 3，ZHAO Xiao-lan 4，PAN Ni 1，ZHAO Li 1（1．Beijing Sport University ，Beijing 100084，China ；2．Guizhou University ，Guiyang 550023，Guizhou China ；
3．Beijing Hospital Health Management Center ，Bejing 100005，China ；4．Southwest Hospital Health Management Center ，Chongqing 400038，China ）
Abstract ：Objective ：Combining medicine and exercise resources ，we confirmed the principles and implement pro-gram of exercise prescriptions for pre-diabetes ，in order to provide a practical reference for controlling ，reversing and preventing pre-diabetes or diabetes．Design and Implementation ：Ｒeferring to relative research design ，meth-ods and results at home and abroad ，according to the principles of designing Ｒandomized Controlled Trial （ＲCT ），basing on the results of our own finished research ，we proposed an exercise intervention program for pre-diabetes ，and put it into practice in health management centers to test its feasibility and compliance．Ｒesults of 11months intervention demonstrated that this exercise intervention program can fit all local situations and meet all demands of subjects．The total follow-up rate is 88．9%，and two intervention group's are 92．3%and 96．3%respectively．Conclusion ：The designed exercise intervention program for pre-diabetes has good feasibility and compliance sup-ported by evidence-base medicine．It can be spread to enhance its effect on preventing diabetes．
Key words ：pre-diabetes ；exercise intervention ；exercise prescription ；combination of medicine and exercise
随着生活方式的改变，糖尿病（DM ）和糖尿病前期（IGＲ）在全球的发病率逐年攀升，威胁着人们的生活质量和生命。

2008年，我国成年人DM 患病率为9．7%，IGＲ的患病率为15．5%［1］。

2010［2］年，
DM 发病率上升到了11．6%，总人数达到1．139亿；同时，IGＲ的发病率也迅速增长到了50．1%，总人数达到4．934亿，成为DM 的强大后备军。

因此，控制或逆转IGＲ，预防2型糖尿病（T2DM ）已成为广泛关注的问
第11期罗曦娟，等：糖尿病前期人群的运动处方：设计与实施
题。

糖尿病前期又称糖调节受损（IGＲ），是正常人发
展为DM的必经阶段，它可以持续存在、可以转归为正
常也可以转变为DM［3－6］。

由于目前国内尚缺少对
IGＲ的具体干预方案或模式，导致我国IGＲ及部分糖
尿病患者未能从健康体检和早期运动干预中获益，错
失了预防、控制甚至逆转IGＲ和DM的机会。

2013年
在中华医学会健康管理中心和教育部博士点基金等
的资助下，在西南医院等多个体检中心试点实施了
“拦截糖尿病”项目，以期整合医疗和体育资源，规范
IGＲ的管理，为控制或逆转IGＲ、预防DM提供实践
依据。

目前进行的“拦截糖尿病”项目是一个随机对照
试验，用于比较相同运动时间、频率下的有氧运动、抗
阻运动干预结合饮食健康教育与单纯饮食健康教育
之间对糖尿病前期人群干预效果及其机制的不同，以
便确定糖尿病前期人群运动干预的指导原则和具体
实施方案。

同时，进一步开发糖尿病前期人群运动处
方制定软件、干预指导手册、弹力带操、标准化体力活
动日记，以及运动处方实施监测网络信息平台、记录
终端和计算软件，为下一步进行大样本的前瞻性队列
研究奠定理论和实践基础，并为推广应用提供简单、
科学、有效的干预和监测工具。

1研究设计
1．1对象
1．1．1纳入标准1）经OGTT筛查血糖符合我国
IGＲ诊断标准（表1）并自意参与运动干预的18 69
岁的糖尿病前期人群；2）危险分层后属于中、低危的
人群，以及经专科治疗疾病得到有效控制并得到专科
医生同意参与运动干预项目的无运动测试禁忌症（表
2）的高危人群；3）完成体力活动评估者。

排除标准：
1）小于18岁或大于69岁者；2）经专科医生诊治不能
参加运动干预的高危人群，以及有运动测试禁忌症的
人群；3）不能或不愿完成研究者（如：在研究完成前有
移居或长期出差等情况）；4）不能完成体力活动评估
者；5）基线测试时OGTT结果不满足糖尿病前期诊断
标准者。

表1糖代谢状态分类标准［2］mmol/L
糖代谢分类
静脉血浆葡萄糖
空腹血糖（FPG）糖负荷后2h血糖（2hPG）
正常血糖（NGＲ）＜6．1＜7．8
空腹血糖受损（IFG）6．1 ＜7．0＜7．8
糖耐量减低（IGT）＜7．07．8 ＜11．1糖尿病（DM）≥7．0≥11．1注：IFG和IGT统称为糖调节受损（IGＲ，即糖尿病前期）1．1．2招募和筛查根据体检中心常规体检筛查出来的糖尿病前期或糖尿病前期高危人群［9］的体检结果，由医生转介或电话招募并动员预约至运动干预中心，并（再次）进行OGTT筛查。

表2运动测试禁忌症［7－8］
绝对禁忌证：
·近期安静心电图显示有严重心肌缺血、近期心肌梗死（2天内）或其它
急性心脏事件
·不稳定型心绞痛
·可引起症状或血流动力学改变的未受控制的心律失常
·严重的有症状的主动脉狭窄
·未控制的有症状的心力衰竭
·急性肺栓塞或肺梗死
·急性心肌炎或心包炎
·怀疑或已知动脉瘤破裂
·急性全身感染，伴发热、全身疼痛或淋巴结肿大
相对禁忌证：
·冠状动脉左干支狭窄
·中度狭窄性心瓣膜病
·电解质紊乱（如：低钾血症、低镁血症）
·严重高血压［如收缩压＞200mmHg和（或）舒张压＞110mmHg］
·心动过速或心动过缓
·肥厚型心肌病或其他形式的流出道狭窄
·运动中加重的神经肌肉、肌肉骨骼疾病和风湿性疾病
·重度房室传导阻滞
·室壁瘤
·未得到控制的代谢性疾病（如：糖尿病、甲状腺功能亢进或粘液性水肿）·慢性感染性疾病（如：艾滋病）
·精神或躯体障碍导致的运动能力显著低下
用运动前体力活动准备问卷（PAＲ-Q问卷和AHA/ACSM健康机构运动前筛查问卷［7－8］的综合改良问卷）对研究对象进行危险分层：将同时存在已知的心血管、肺部、代谢疾病和其他限制运动的情况（如：怀孕），或存在心血管、肺部或代谢疾病的症状和体征者归为高危人群，其余归为中、低危人群。

推荐高危人群到相应的专科门诊咨询和治疗相关疾病，征得专科医生同意后回到运动干预中心。

为最终满足纳入标准的人群建立健康档案并签署知情同意书。

1．1．3分组根据年龄段（20岁一个年龄段）和性别对研究对象进行分层随机抽样（通过计算机随机数发生器），将干预对象分为有氧运动组（A）和抗阻运动组（Ｒ）2个运动处方干预组，以及1个对照组（C），即单纯健康教育组。

1．2设计方法采用“糖尿病前期”、“运动干预”、
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“运动处方”等关键词在Pubmed和CNKI中检索到近15年来相关文献96篇进行综述，并在世界各国的研究、推荐和实践经验的基础上［7－8］，参考课题前期“糖尿病前期运动处方研究与应用”的研究成果和预实验的结果［9］，按照随机对照试验的设计原则，设计了适合于我国现状的糖尿病前期人群运动干预研究方案。

其中，根据之前的课题和预实验的结果，较为准确地评估了项目所需的样本量，证明了研究对象招募和项目实施的可行性和安全性［10］，确定了主要的测试指标、优化了结果评价和组织实施方法。

然后在试点体检中心进行实施并验证和修改，并考察其依从性。

1．3测试指标和干预方法
1．3．1测试指标问卷信息：年龄、首次检出血糖异常时间、药物使用情况、体力活动水平（CPAQ短问卷［11］）、心血管危险因素评估［7－8］。

心肺耐力测试：功率车次大强度运动测试推测O2max（有运动心电、血压监测），同时记录安静和每级负荷末心率、血压测试值和ＲPE值。

肌肉力量测试：仅抗阻运动组第0、4、8和12周时测。

用5 10个涉及全身主要肌群的弹力带抗阻练习动作，按照练习时的速度（节奏），以递增负荷测试测14≥16ＲM值（开始阶段）、12 16ＲM值（提高阶段1）、8－16ＲM值（提高阶段2）。

由于弹力带是一个变阻力负荷，且阻力无法精确控制在4个ＲM以内，因此只能逐渐减少其最大重复次数的低值以增加强度。

形态学和体成分测试：身高（身高仪，精确到0．1cm）；腰围（皮尺，精确到0．1cm）；体重和体成分（生物电阻抗，Tanita MC180）
血糖控制水平指标：空腹血糖（FPG）；口服糖耐量试验2h血糖（OGTT2hPG）、糖化血清蛋白（GSP）其他测试指标：探讨干预效果产生机制的相关指标：空腹血胰岛素（Ins）、胰岛素抵抗指数（HOMA-IＲ）、β细胞功能指数（HOMA-β）；游离脂肪酸（FFA）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素6（IL－6）、C反应蛋白（CＲP）、瘦素（LEP）、脂联素（ADP）、皮质醇（Cor）等。

日常体力活动水平测试：干预过程中参与者的主观反馈，计步器1周（7a）体力活动数据（仅在干预前后进行日常体力活动水平的调查，干预过程中不用计步器干预日常体力活动）。

1．3．2干预方法营养和体力活动教育干预：各组发放相同的营养和体力活动教育干预宣传手册。

手册的具体内容包括：IGＲ相关医学常识和IGＲ阶段进行干预治疗的意义；预防糖尿病的营养和运动建议；科学运动基本常识及其注意事项等。

运动处方干预：干预前根据《ACSM运动测试与运动处方指南》［7－8］和其他研究成果［12－14］，结合应用实际开发专用“糖尿病前期人群有氧、抗阻运动处方软件”。

然后根据基线测试结果，为每个干预对象制定个性化运动处方（根据研究需要限制运动方式）。

各组运动处方原则为：1）有氧运动组：运动方式以持续的走/跑（根据个体心肺耐力水平确定）为主，适当结合有氧操和游泳（特别针对少数有关节活动限制不宜过多进行走/跑者），每周3次，每次50min。

第1 4周用40% 49% VO
2
Ｒ的强度进行适应，第5
12周用50% 59% VO
2
Ｒ的强度进行锻炼。

每次运动的准备和整理活动各5min（包括关节活动和拉伸）。

（2）抗阻运动组：弹力带递增负荷抗阻运动。

每周3次（隔天进行），每次5 10个涉及全身主要肌群的动作，每一肌群进行2 3组、组间间隔2 10min，每组重复8 16次，每组练习之间穿插拉伸活动，总运动时间每次为50min。

“适应阶段”（开始的2 4周）用14≥16ＲM的强度进行适应，“提高阶段1”用12 16ＲM的强度进行练习，“提高阶段2”用8 16ＲM的强度进行练习。

练习时以中等速度（向心1 2s，离心1 2s）配合呼吸进行。

练习时的负重根据个人情况随时调整：当参加运动干预者用某一练习动作在给定的负重下能够较轻松地完成每组16次的重复次数时，则对该练习动作重新进行测试以增加到下一阶段的负重。

每次运动的准备和整理活动各5min。

1．4统计学处理研究结果用均数ʃ标准差（珔XʃSD）或百分比（%）表示。

变化率=（干预后-干预前）/干预前ˑ100%。

干预前后差值=干预后-干预前。

根据实验分组，用K－S检验检验数据是否符合正态分布，同时使用Levene Text检验方差齐性。

如符合正态分布，则使用配对样本T检验检验每组干预前后的变化；用单因素方差分析（ANOVA）来判断组间差异，并进一步用独立样本T检验比较组间两两差异。

用SPSS19．0软件完成统计分析，显著性水平设为P＜0．05，非常显著性水平设为P＜0．01。

2管理实施
2．1实施流程具体实施流程见图1。

其中“基线测试一”包括：空腹血糖、OGTT2h血糖；心血管危险因素评估、体力活动水平问卷评估、药物使用情况、首次检出血糖异常时间；心肺耐力测试。

“基线测试二”包括：心率、血压、体成分、身高、体重、BMI、腰围；空腹血胰岛素、糖化血清蛋白、血脂四项、游离脂肪酸、炎症因子（TNF-α、IL－6、CＲP）、瘦素、脂联素、皮质醇等；肌肉力量测试（仅抗阻运动组）。

随访测试指标包括所有基线测试指标，7a计步器数据。

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2．2体力活动干预实施过程中的日常监控在实施过程中确定监测人员并进行监测前集中业务培训。

每位监测人员负责一定量的干预对象并定期收集和整理体力活动监测数据：包括记录出勤情况（未参加干预或迟到/早退超过30min者视为缺勤，缺勤者应及时跟进情况并进行强化教育和调整，第12周末统计出勤情况，出勤率低于75%者排除研究并取消随访测试）；药物使用情况；损伤、疾病、意外的发生情况；计步器数据。

对完成体力活动任务好的干预对象进行鼓励（如：语言、小礼品等手段）。

对2个运动处方干预组的对象，由专业人员按各组的运动处方带领并监督执行。

各组用心率、ＲPE（12 13，“尚且轻松”到“有些吃力”）和计步器监测运动强度和运动量。

2．3方案实施的依从性项目按照所设计的研究方案在西南医院体检中心实施了11个月（2013年8月至2014年7月），除受当地自然人群发病率及人们对运动干预的认知程度影响，招募的研究对象数量和速度受限之外，整个干预实施过程顺利，能够适应客观条件和研究对象的主观需求。

项目共收入糖尿病前期人群81人，丢失9人，回访72人，总回访率达到88．9%；其中对照组的回访率相对较低，两个干预组的回访率较高（表3），这可能与对照组相对于两个运动干预组的研究对象而言运动干预频率低，对项目干预结果的关注程度不高，主观上不重视随访测试有关。

尽管如此，项目实施的总体依从性良好，特别是运动干预组的依从性较高。

表3项目实施的依从性
纳入人数收回人数丢失人数回访率/%
有氧运动组2726196．3
抗阻运动组2624292．3
对照组2822678．6
总计8172988．9
3分析讨论
3．1干预方案中指标的筛选胰岛素分泌异常和外周胰岛素抵抗（IＲ）是糖尿病前期人群糖调节受损的主要原因。

大量研究证明，体力活动（包括运动）可以通过快速和逐步改善胰岛素活性来实现对T2DM的控制和预防［15－16］。

而引起IＲ的主要原因有肥胖、氧化应激等［17］。

肥胖时脂肪细胞体积增大或数量增多和异位蓄积（可用BMI结合腰围和体成分测试结果反映）引起血浆游离脂肪酸（FFA）增多和一系列激素和细胞因子的分泌，包括炎症因子（TNF-α、IL－6、CＲP 等）、瘦素（Leptin，LP）等，然后通过多种机制引起胰岛素分泌异常并导致外周IＲ。

而IＲ
的产生机制又以多
图1糖尿病前期运动干预项目具体实施流程
个水平的异常为特征，包括受体前异常、受体水平异常和受体后异常［9］。

受体前异常包括：胰岛基因突变和胰岛素合素合成、分泌异常（可用空腹血胰岛素、HOMA2－IＲ、ISI、HOMA2－B反映），血循环中存在抗胰岛素物质；受体水平异常与胰岛素受体（InsＲ）数量和亲和力有关；而受体后异常则包括受体磷酸化异常、细胞内信号传导异常等［17］。

此外，高血糖和高FFA可导致线粒体产生大量活性氧簇（ＲOS），通过氧化应激引起IＲ。

同时，大量研究认为有氧和抗阻运动可以帮助减肥、减少内脏脂肪和FFA、减少炎症因子并改变一些激素，如：瘦素和鸢尾素（Irisin，抑制食欲、增加能量消耗、减少脂肪细胞的合成或促进白色脂肪棕色化）的释放［15，18］。

而且抗阻运动也能提高T2DM患者的胰岛素活性［19］，其机制可能与肌肉体积增加和内脏脂肪减少有关（可用体成分测试结果反映）［15，20］。

3．2方案中体力活动量的确定
3．2．1有氧和抗阻运动处方的制定美国糖尿病协会（ADA）认为：以增加体力活动和减轻5% 10%的体重为目标的系统生活方式干预能预防和延缓IGT 人群发展为糖尿病。

ACSM和ADA共同推荐的预防糖尿病的体力活动量为：T2DM的高危人群应进行至
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少2．5h/周的中等到较大强度体力活动以预防T2DM。

但这一推荐并没有给出抗阻运动的运动处
方，也没有给出有氧运动处方制定的细节指导，因此对于糖尿病前期有氧和抗阻运动处方的制定可参考ACSM［7－8］等对T2DM患者的体力活动推荐和其他有关T2DM患者有氧和抗阻运动/力量训练干预的研究，具体内容如下。

3.2.1.1有氧运动处方
1）运动频率：至少应为3a/周［21］，且两次运动间隔不超过2a（因为单次运动引起的胰岛素活性改善是短暂的［22］）。

目前成年人的指南推荐的是3 7a/周（最好是5a/周）中等强度有氧运动［7－8］。

2）运动强度：至少应是中等强度，相当于40% 59%储备摄氧量（ VO
2
Ｒ）。

进行较大强度运动（60%
80% VO
2
Ｒ）可获得更大的收益。

一项Meta-分析显示［23］运动强度对血糖控制水平预测程度比运动量的预测程度更大（对心血管疾病的预测程度可能类似）。

因此，对已经参与中等强度运动的患者可考虑参加一些较大强度的体力活动以获得更好的血糖控制。

3）持续时间：T2DM患者应参加不少于150min/周的中等强度及以上的运动。

每次持续运动20 60 min或不少于10min。

T2DM患者运动干预的多个Meta－分析显示，每周平均运动持续时间（包括较大强度的有氧运动时间）基本一致。

4）运动方式。

大肌肉群参与、有节奏的持续性有氧运动（包括健步走等多种形式的有氧运动）都是有益的。

同时考虑个人兴趣和运动目的。

5）能量消耗目标：美国政府指南［24］建议运动总能量消耗目标为500 1000梅脱min/周是可以获益并且容易达到的。

3.2.1.2抗阻运动处方
1）运动频率：作为T2DM患者运动处方的一部分，在进行规律有氧运动的同时，应每周至少进行2次抗阻运动，2次抗阻运动应间隔1 2a（48h）［24］，每周3次更理想［19］。

2）运动强度：中等（50% 70%1 ＲM）或较大强度（70% 85%1 ＲM）［8］是增强力量和胰岛素活性的适宜强度［25］。

ACSM推荐的强度为60% 80%1 ＲM或8 12ＲM，老年人和体适能较差的人群应以10 15ＲM（60% 70%1－ＲM）开始训练，逐渐适应后增加到8 12ＲM［7－8］。

练习时的速度，如果以增大肌肉体积为目的，则应使用中等速度（向心1 2s、离心1 2s）［26］。

3）重复次数和组数：每次练习包括5 10个涉及全身主要肌群的练习动作（上肢、下肢及躯干）。

在早期阶段每个动作进行每组10 15次的练习以达到疲劳［25］，然后逐渐增加负荷（或阻力）到每组只能重复8 10次，每个动作进行3 4组练习。

ACSM推荐进行2 3组，每组8 10次重复的抗阻运动，组间休息2 3min；推荐老年人和低体适能者进行1组或多组，每组重复10 15次中等强度（如60% 70%1 ＲM）的抗阻运动，待适应之后再用成年人的量进行练习［7－8］。

4）运动方式：抗阻练习器械或自由负重（如哑铃和杠铃）。

5）抗阻运动量的增加过程：为了避免损伤，练习的强度、频率和持续时间应缓慢增加。

在大多数练习中，首先增加重量或阻力（重量或阻力的增加原则是：在给定负荷下，重复次数每超过给定数值的1 2次，重量或阻力增加2% 10%［26］），然后增加重复次数，最后增加频率。

持续6个月达到每周3次，一次8 10个动作，每个动作3组，每组重复8 10次75% 85%1 ＲM的目标［19］。

3．2．2日常生活中的体力活动（无组织的活动）鼓励T2DM患者通过增加他们日常生活中的体力活动来获得更多的健康益处，并使用计步器来促进日常体力活动。

非运动形式的日常能量消耗能产生大量能量负平衡来阻止体重增加［27－28］。

一项观察性研究报道，肥胖个体与苗条的对照组相比每天静坐时间增加了2．5h，而每天平均步行距离减少了3．5英里。

大多数苗条的人更多的体力活动来自于短时间（＜15min）低速度（每小时1英里）的步行［28］。

客观的测量方法（如：计步器）能促进日常生活中体力活动目标（如：将每天的体力活动目标设定为10000步［29］）的实现。

一项包括2767名参与者（主要是非糖尿病者）、26项研究（8项随机对照试验，18项观察性研究）的Meta-分析发现，在平均18周的干预中，使用计步器者体力活动增加了26．9%［29］。

4结论和建议
在循证医学证据支持下，运用运动处方的基本理论设计的糖尿病前期运动干预方案具有良好的可行性和依从性，可以在更大范围内推广应用以增强运动干预在糖尿病预防中的作用。

建议在糖尿病和糖尿病前期发病率高的地区推广运动干预活动并加强活动的宣传力度和人们对运动干预益处的认知教育［30］，以便让更多的糖尿病前期人群得到科学、有效的运动干预指导，获得预期的健康益处。

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