樊賢進(jìn) 李月紅 (巢湖學(xué)院體育系，安徽 合肥 238000)

運(yùn)動(dòng)對(duì)老年人睡眠方式和代謝特征的影響

樊賢進(jìn) 李月紅 (巢湖學(xué)院體育系，安徽 合肥 238000)

目的 評(píng)價(jià)中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)坐式生活方式的老年人睡眠質(zhì)量和代謝特征的影響。方法 14例坐式生活，健康男性老年人自愿參與研究。受試者完成每天60 min中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，每周3 d，共24 w，功率等于個(gè)體通氣無(wú)氧閾。環(huán)境溫度保持在(23±2)℃，空氣濕度為(60±5)%。分別進(jìn)行3次血液收集和多功能睡眠記錄:基礎(chǔ)值(訓(xùn)練前1 w)、訓(xùn)練3個(gè)月后和訓(xùn)練6個(gè)月后。結(jié)果 訓(xùn)練3個(gè)月后與基礎(chǔ)值相比，訓(xùn)練促進(jìn)有氧能力增加(相對(duì)VO2，時(shí)間和速度VO2max;P＜0.05)，降低血清自由脂肪酸，胰島素濃度和HOMA指數(shù)改善(P＜0.05)，脂肪細(xì)胞因子水平增加(P＜0.05)。訓(xùn)練6個(gè)月后與基礎(chǔ)值相比，睡眠參數(shù)，覺醒時(shí)間和REM睡眠潛伏期降低(P＜0.05)。結(jié)論 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)改善老年人睡眠特征，但是代謝適應(yīng)不能持久改善，建議老年人群需要修正運(yùn)動(dòng)策略以保證持續(xù)改變相關(guān)的代謝。

有氧能力;睡眠;代謝;中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)

衰老是以幾項(xiàng)生理和功能變化為特征，包括激素降低、肌組織和最大攝氧量降低、一些疾病的發(fā)病率增加如代謝綜合征、肥胖和糖尿病〔1〕。此外，衰老引起睡眠的變化，夜間覺醒增加和深睡眠減少〔2〕。而且，Ⅰ期和Ⅱ期睡眠增加，Ⅲ期和Ⅵ期睡眠減少，快速眼球運(yùn)動(dòng)睡眠減少，斷裂睡眠增加，總睡眠時(shí)間和睡眠效率降低和睡眠障礙發(fā)生率增加，如呼吸暫停和失眠〔2～4〕。常常伴隨衰老的另一個(gè)因素是坐式生活方式。運(yùn)動(dòng)缺乏增加發(fā)生心血管和糖尿病的危險(xiǎn)〔5〕，同時(shí)很多與代謝紊亂相關(guān)的其他疾病增加。Foti等〔6〕觀察到，最小化運(yùn)動(dòng)影響睡眠質(zhì)量。最近，有研究表明急性中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)降低慢性原發(fā)性失眠患者的睡眠前焦慮和改善睡眠質(zhì)量〔7〕。睡眠相關(guān)的問(wèn)題和衰老相關(guān)的代謝紊亂至少有部分是坐式生活方式導(dǎo)致的〔8，9〕。另外，有些研究指出30歲以上的健康坐式生活人群的最大攝氧量降低近10%〔10〕。另一方面，急性和慢性運(yùn)動(dòng)可能是代謝紊亂和睡眠障礙的一個(gè)非藥理治療手段〔11，12〕。這些效應(yīng)是由運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)量和持續(xù)時(shí)間引起的〔13〕。因此，本研究旨在探討運(yùn)動(dòng)對(duì)老年人睡眠方式和代謝特征的影響。

1 資料與方法

1.1 受試者 14名長(zhǎng)期坐式生活方式，身體健康的男性自愿參與研究，告知受試者研究目的和風(fēng)險(xiǎn)。受試者填寫知情同意書。對(duì)所有受試者進(jìn)行測(cè)底的醫(yī)學(xué)檢查后，在運(yùn)動(dòng)醫(yī)生的允許下才進(jìn)入實(shí)驗(yàn)研究。排除標(biāo)準(zhǔn)是出現(xiàn)心血管病癥或其他疾病，不能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或影響研究結(jié)果的。見表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和訓(xùn)練計(jì)劃 所有受試者在07∶00～09∶00進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)包括每天60 min跑，每周3 d，共24 w。功率等于各自的通氣無(wú)氧閾。運(yùn)動(dòng)的環(huán)境溫度控制在(23±2)℃，空氣濕度為(60±5)%。在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集數(shù)據(jù)，即基礎(chǔ)值(運(yùn)動(dòng)開始前1 w)、運(yùn)動(dòng)3個(gè)月后和運(yùn)動(dòng)6個(gè)月后。為了排除運(yùn)動(dòng)的急性影響，數(shù)據(jù)收集在休息24 h后進(jìn)行。

表1 6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)后老年受試者人體測(cè)量和生理特征(±s)

表1 6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)后老年受試者人體測(cè)量和生理特征(±s)

與基礎(chǔ)值比較:1)P＜0.05，2)P＜0.01

變量 基礎(chǔ)值 3個(gè)月后 6 70.32±0.72 - -身高(cm) 168±0.1 - -體重(kg) 72.88±9.08 73.52±8.98 73.02±9.38 BMI(kg/m2) 25.20±3.55 25.59±3.47 25.58±3.49體脂(%) 25.77±7.44 26.28±5.52 25.93±6.57絕對(duì)VO2(L/min)個(gè)月后年齡(歲)2 092.23±445.5 2 241.50±394.2 2 409.27±420.5相對(duì)VO2(ml·kg-1·min-1)28.92±4.82 30.54±4.651) 33.77±5.871)時(shí)間 VO2(min) 15.48±1.90 16.92±1.431) 18.07±1.042)速度VO2(km/h)6.03±0.85 6.54±0.661) 7.05±0.612)VO2Borg指數(shù)15.23±1.59 14.64±1.50 15.55±2.07

1.3 體成分 整體體積描記法測(cè)量體重和脂肪百分比。測(cè)距儀測(cè)量身高。計(jì)算體重指數(shù)(BMI)。

1.4 通氣閾和最大攝氧量 在跑臺(tái)上進(jìn)行遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，測(cè)定每位受試者的最大攝氧量(VO2max)和有氧通氣閾。初速度為2.5 km/h，每分鐘增加1 km/h，直到力竭。每級(jí)終末收集呼出氣體測(cè)定有氧閾。通過(guò)測(cè)量呼吸氣體交換獲得呼吸和代謝變量。測(cè)試獲得的變量有:VO2max、通氣無(wú)氧閾(VATI)、心率、VATI時(shí)心率和負(fù)荷閾值(W)。

1.5 多功能睡眠記錄 根據(jù)Pires等〔14〕方法進(jìn)行多功能睡眠記錄。根據(jù)10-20系統(tǒng)放置電極。用于記錄的房間防止隔聲、控制溫度和光線。有一名熟練的睡眠技師用數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行記錄。接下來(lái)記錄包括:腦電圖(C3-A2，C4-A1，O2-A1)，眼動(dòng)電圖、下顎和脛骨肌電圖，心電圖、氣流(熱傳感器)，胸腹部運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)音器放置于頸側(cè)探測(cè)鼾聲，脈搏血氧飽和和體位。根據(jù)睡眠專家的視覺檢查和標(biāo)準(zhǔn)以30 s為分段時(shí)間。分析以下參數(shù):①總睡眠時(shí)間(min，實(shí)際睡眠時(shí)間);②睡眠潛伏期(min，從熄燈到3個(gè)連續(xù)期的Ⅰ期睡眠或深睡眠開始);③睡眠效率(總記錄睡眠時(shí)間百分比);④睡眠開始后醒覺(min，睡眠片段);⑤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期睡眠和REM睡眠(總睡眠時(shí)間百分比);⑥REM潛伏期(從睡眠開始到第一段REM睡眠的時(shí)間)。

1.6 血樣收集和生化測(cè)定 受試者最后一次運(yùn)動(dòng)后，空腹12 h于第24小時(shí)從肘前靜脈取血20 ml，置于含肝素?zé)o菌試管中。血樣以離心15 min。血清樣本-80°C保存用于分析。用試劑盒評(píng)價(jià)每一樣本的血清葡萄糖、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、甘油三酯(TG)濃度。用Friedewald等〔15〕方法計(jì)算低密度脂蛋白(LDL)。試劑盒比色法評(píng)價(jià)自由脂肪酸(NEFA)。用ELISA試劑盒評(píng)價(jià)纖溶酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)和脂肪細(xì)胞因子。用ELISA定量血清胰島素。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS18.0軟件進(jìn)行單因素ANOVA評(píng)價(jià)、Tukey Post hoc檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

3個(gè)時(shí)間點(diǎn)受試者個(gè)體生理和人體測(cè)量特征見表1。另外，表1顯示3個(gè)月和6個(gè)月中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后有氧能力有效改善，與基礎(chǔ)值相比，相對(duì) VO2max(P＜0.040)、時(shí)間 VO2max(P＜0.000 1)和速度VO2max(P＜0.000 1)增加。表2顯示的是多功能睡眠記錄結(jié)果。與基礎(chǔ)值相比，運(yùn)動(dòng)6個(gè)月后醒覺時(shí)間(P＜0.040)和 REM 睡眠潛伏期(P＜0.05)降低，其他參數(shù)沒有差異。與基礎(chǔ)值比較，血漿葡萄糖、TG、LDL、HDL和PAI-1濃度沒有差異。運(yùn)動(dòng)3個(gè)月后，NEFA、胰島素水平、HOMA指數(shù)降低(P＜0.05)和脂肪細(xì)胞因子(P＜0.05)。但是6個(gè)月訓(xùn)練后沒有變化。見表3、表4。

表2 6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)后老年受試者的睡眠特征(±s)

表2 6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)后老年受試者的睡眠特征(±s)

與基礎(chǔ)值比較:1)P＜0.05，下表同

變量 基礎(chǔ)值 3個(gè)月后 6 330.86±60.18 342.00±52.12 355.77±30.64睡眠效率 (%) 78.31±10.82 78.14±10.20 83.05±6.24覺醒時(shí)間 (min) 79.11±43.98 87.87±40.54 58.77±20.191)Ⅰ期睡眠 (%) 7.42±6.05 7.21±3.23 5.95±2.61Ⅱ期睡眠 (%) 57.94±9.92 57.63±8.00 56.38±8.79Ⅲ和Ⅳ期睡眠 (%) 12.86±6.24 14.34±7.06 16.92±6.92快速眼球運(yùn)動(dòng)睡眠 (%)21.76±8.42 20.79±4.64 20.54±0.93 REM 睡眠潛伏期 (min)92.43±38.40 81.18±33.43 75.14±31.881)個(gè)月后總睡眠時(shí)間(min)

表3 訓(xùn)練后受傷者胰島素抵抗相關(guān)激素(±s)

表3 訓(xùn)練后受傷者胰島素抵抗相關(guān)激素(±s)

變量 基礎(chǔ)值 3個(gè)月后 6個(gè)月后葡萄糖(mmol/L)5.56±0.64 5.46±0.35 5.50±0.79胰島素(ng/ml) 0.794±0.239 0.390±0.0801) 0.582±0.094 HOMA-IR 4.846±0.910 2.356±0.4521) 3.408±0.547脂肪細(xì)胞因子(μg/ml)1.554±0.511 2.237±0.7321)1.777±0.604

表4 訓(xùn)練后受試者脂質(zhì)特征與基礎(chǔ)值相比(±s)

表4 訓(xùn)練后受試者脂質(zhì)特征與基礎(chǔ)值相比(±s)

變量 基礎(chǔ)值 3個(gè)月后 6 821.348±228.42總膽固醇 (mg/dl) 195±36.28 197.25±22.05 196.92±28.94 HDL(mg/dl) 51.07±9.73 51.08±7.38 49.15±7.98 LDL(mg/dl) 121.43±29.51 122.08±18.52 125.85±20.05 TG(mg/dl) 127.71±54.19 120.75±38.44 110.23±38.15 PAI-1(ng/ml)NEFA(μmol/L) 938.503±251.24 664.355±192.881)31.24±3.55 31.27±2.95 27.62±4.40個(gè)月后

3 討論

本文顯示，受傷者進(jìn)行慢性中等強(qiáng)度訓(xùn)練后改善有氧能力參數(shù)、胰島素抵抗、代謝特征和睡眠質(zhì)量。另外，這些變化有時(shí)間依賴性，表明需要調(diào)整運(yùn)動(dòng)負(fù)荷以達(dá)到最大的有益效應(yīng)。

已知衰老伴隨坐式生活方式導(dǎo)致瘦體重丟失，降低有氧能力，激素變化，高脂血癥和睡眠障礙〔16〕。另外，所有這些因素促進(jìn)集中疾病的發(fā)生，如糖尿病、肥胖和代謝綜合征。

衰老和坐式生活方式伴隨有氧能力降低〔17，18〕，這些因素與功能能力降低有關(guān)，做家務(wù)能力也受到損害。下降的病因是多方面的，歸于生物衰老(首要衰老)、生活方式習(xí)慣(第二衰老)和亞臨床和臨床顯現(xiàn)疾病(第三衰老)發(fā)生的影響〔19〕。

有氧運(yùn)動(dòng)早已被推薦給患有慢性病的老人〔20〕。本文觀察到與胰島素抵抗相關(guān)的代謝參數(shù)在訓(xùn)練3個(gè)月后得到改善。有氧運(yùn)動(dòng)作為降低體重的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，引起有氧能力、骨骼肌脂肪氧化的增加，降低總膽固醇、極低密度脂蛋白(vLDL)、TG、NEFA，所有這些存進(jìn)血脂改善〔21，22〕。

本文顯示訓(xùn)練3個(gè)月后NEFA水平降低，反映骨骼肌最大攝取脂肪酸用于氧化，證實(shí)有氧能力的改變。然而，訓(xùn)練6個(gè)月后NEFA水平回到基礎(chǔ)值。這個(gè)結(jié)果可能是骨骼肌對(duì)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果?？赡苁怯?xùn)練后骨骼肌細(xì)胞內(nèi)TG庫(kù)增加，在這樣的情況下，骨骼肌TG氧化〔22〕。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練也降低胰島素水平和改善HOMA指數(shù)，訓(xùn)練3個(gè)月后脂肪細(xì)胞因子水平增加。

胰島素抵抗是老年人共有的狀態(tài)，是診斷和治療2型糖尿病的特有條件〔23〕。胰島素對(duì)外周組織(骨骼肌、脂肪組織)的影響包含一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致GLUT-4轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白易位到細(xì)胞表面，其負(fù)責(zé)葡萄糖穿漿膜轉(zhuǎn)運(yùn)到靶細(xì)胞〔24〕。任何相關(guān)通路的變化都會(huì)導(dǎo)致胰島素效應(yīng)降低，導(dǎo)致胰島素抵抗和葡萄糖耐受不良〔25〕。脂聯(lián)素是脂肪組織分泌的脂肪細(xì)胞因子，已經(jīng)被提出時(shí)胰島素作用的一個(gè)重要調(diào)節(jié)因子，因此可能與肥胖和胰島素敏感性有關(guān)〔26〕。

根據(jù)美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)和糖尿病協(xié)會(huì)〔27〕，運(yùn)動(dòng)是2型糖尿病預(yù)防和管理中的一個(gè)關(guān)鍵元素。幾項(xiàng)研究顯示，運(yùn)動(dòng)降低胰島素抵抗，改善葡萄糖控制和糖尿病，同時(shí)增加脂聯(lián)素水平和骨骼肌胰島素受體蛋白質(zhì)的表達(dá)〔28〕。研究中，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練3個(gè)月后這些變化都出現(xiàn)，但6個(gè)月后不明顯。這些差異可能是，至少部分是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中沒有調(diào)整運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的結(jié)果。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，覺醒時(shí)間和REM睡眠潛伏期減少。睡眠時(shí)良好健康的一個(gè)組成部分。睡眠的病態(tài)中斷和睡眠習(xí)慣的改變與很多不利健康和安全的結(jié)果相關(guān)。阻塞性睡眠呼吸暫停是一個(gè)常見病，這些人群多發(fā)與其他重大慢性疾病如哮喘、慢性阻塞性肺病、2型糖尿病和冠心病相當(dāng)〔29〕。

有研究強(qiáng)調(diào)了身體活動(dòng)作為睡眠障礙非藥物治療的重要性。運(yùn)動(dòng)促進(jìn)睡眠結(jié)構(gòu)的變化機(jī)制比較清楚。研究者們推測(cè)很多激素和代謝產(chǎn)物可能影響睡眠。實(shí)際上，幾項(xiàng)研究指出中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能部分糾正睡眠問(wèn)題。

已知代謝紊亂與阻塞性睡眠呼吸暫停有關(guān)。本研究顯示運(yùn)動(dòng)改善代謝參數(shù)，可能改善睡眠質(zhì)量。然而，睡眠質(zhì)量的改善僅在運(yùn)動(dòng)6個(gè)月后出現(xiàn)。但是，實(shí)驗(yàn)中使用的訓(xùn)練計(jì)劃僅訓(xùn)練6個(gè)月后誘導(dǎo)REM潛伏期和覺醒時(shí)間改善。這些結(jié)果的一個(gè)解釋是受試者出現(xiàn)更高的睡眠效率。因此，運(yùn)動(dòng)可能更大影響老年人的睡眠。僅在訓(xùn)練后6個(gè)月出現(xiàn)有益影響，推測(cè)需要長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)才能誘導(dǎo)這些人群睡眠參數(shù)的改變。

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R338.63

A

1005-9202(2015)09-2470-03;

10.3969/j.issn.1005-9202.2015.09.075

樊賢進(jìn)(1975-)，男，副教授，碩士，主要從事人體科學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練研究。

〔2013-08-30修回〕

(編輯 趙慧玲/曹夢(mèng)園)