王娟王正珍羅曦娟李新

1北京體育大學(xué)（北京 100084）2中山大學(xué)（廣州 510275）

高強度間歇訓(xùn)練降低2型糖尿病和糖尿病前期人群心血管疾病風(fēng)險的有效性和安全性

王娟1王正珍1羅曦娟2李新1

1北京體育大學(xué)（北京 100084）2中山大學(xué)（廣州 510275）

目的：降低心血管疾病風(fēng)險對于2型糖尿?。═2DM）和糖尿病前期（IGR）人群來說至關(guān)重要，本文探討高強度間歇訓(xùn)練（HIIT）對此人群心血管疾病風(fēng)險的作用和HIIT的安全性。方法：查閱數(shù)據(jù)庫PubMed、EBSCO、Web of Science查找文獻(xiàn)，根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)選擇文獻(xiàn)進(jìn)行分析。結(jié)果：1）共有12項研究報道了HIIT對T2DM和/或IGR人群的作用。2）HIIT使T2DM和IGR人群1項或多項糖調(diào)節(jié)指標(biāo)出現(xiàn)下降；對血脂的影響不明確；降低了收縮壓和安靜心率，但對舒張壓影響不明顯；較長期的HIIT干預(yù)對BMI、體脂和心肺耐力（VO2max或VO2peak）均有明顯改善作用。3）在實驗過程中，HIIT組與MICT（中等強度持續(xù)性運動）組受試者依從性相似，但HIIT的安全性還缺少足夠的證據(jù)。結(jié)論：較長時間的HIIT可以改善多項T2DM和IGR人群心血管疾病風(fēng)險因素，有助于降低心血管疾病風(fēng)險，HIIT的安全性還需要更多的研究來證實，在運動過程中應(yīng)采取積極的預(yù)防措施。

HIIT；T2DM；IGR；心血管疾病風(fēng)險；運動有效性；運動安全性

大量研究證明，規(guī)律運動可以幫助預(yù)防和改善2型糖尿病人的糖調(diào)節(jié)，降低發(fā)生心血管疾病的風(fēng)險[1]，這對于全球T2DM和糖尿病前期（又稱為糖調(diào)節(jié)受損（Impaired Glucose Regulation，IGR））人群急速增長[2]來說具有重要意義，因為糖尿病本身是心血管疾病危險因素之一，而且很多糖尿病患者死于心血管并發(fā)癥，降低糖尿病患者的血糖和其他心血管疾病風(fēng)險應(yīng)成為防治糖尿病的主要目標(biāo)。但這些運動主要是指低-中強度的有氧、抗阻或伸展運動，較少涉及到較大或高強度的運動[1]。2008年美國體力活動指南指出，獲得同樣的健康益處時，較大強度的運動所需要的時間（每周75 min）只是中等強度運動（每周150 min）的一半[3]。而對于很多人來說，時間是影響運動參與及持續(xù)時間的重要因素。因此，高強度間歇訓(xùn)練（High intensity interval training，HIIT）因其運動時間較短、存在間歇、更容易被接受而得到研究人員的重視。

HIIT是指短時間的高強度運動和短時間的間歇期（低強度運動或安靜休息）交替進(jìn)行，不斷重復(fù)多組的運動[4]。HIIT中所指的高強度運動其運動強度一般＞90%VO2max[5]，也有研究認(rèn)為較高的運動強度（≥70% VO2max）也滿足HIIT要求[6，7]，因此，HIIT可以分為沖刺間歇訓(xùn)練和有氧間歇訓(xùn)練。已有研究證明，HIIT與中等強度持續(xù)性運動（Moderate intensity continuous training，MICT）一樣，可以增強人體骨骼肌氧化能力，提高胰島素敏感性，減低心血管疾病風(fēng)險[8]，并且在提高心肺能力和糖耐量方面優(yōu)于MICT[9-11]。而且，由于在兩組運動之間存在間歇期，可以緩和高強度運動帶來的不適，因此，更容易被接受。目前，它在世界范圍內(nèi)的健身行業(yè)受到了越來越多的關(guān)注[12]。但HIIT對T2DM和IGR人群的健康影響的研究還剛剛起步[13]，其作用是否與MICT效果相似，其高強度的運動是否會產(chǎn)生安全性方面的問題還未得到明確解答。因此，本文從HIIT對T2DM和IGR人群的心血管疾病危險因素影響入手，探討HIIT的有效性，同時從受試者退出率、整個訓(xùn)練計劃完成情況、運動中意外事件的發(fā)生情況等方面，探討HIIT應(yīng)用于T2DM和IGR人群的依從性和安全性。

1 資料來源和分析指標(biāo)

本文查閱了數(shù)據(jù)庫Medline、EBSCO、Web of Science，搜索所有與HIIT和T2DM和IGR人群相關(guān)的研究，時間截止為2015年8月29日，涉及的檢索主題詞：T2DM，diabetes，type2diabetes，pre-diabetes，

Impairedglucosetolerance，IGR和high-intensity interval training，high-intensity interval exercise，HIIT，HIT，并根據(jù)檢索到的文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步的手

工檢索，檢索的文獻(xiàn)限于人體研究，語言為英語，T2DM和IGR人群有明確的說明和/或診斷標(biāo)準(zhǔn)，并排除會議摘要。檢索結(jié)果顯示，共有12項研究（共14篇文獻(xiàn)，排除2項重復(fù)數(shù)據(jù)的研究）報道了HIIT對T2DM和IGR人群的作用，其中，有1項研究進(jìn)行了為期1年的跟蹤數(shù)據(jù)，另1項研究觀察了運動后1個月后的各指標(biāo)變化情況。這些研究中，只包含2TDM人群的研究9項，只包含IGR人群的1項，兩種人群均包含的為2項。這些研究共涉及樣本量234人次，有144人進(jìn)行了HIIT訓(xùn)練，其中，有128人按實驗要求完成了HIIT訓(xùn)練。HIIT干預(yù)時間從一次性訓(xùn)練到16周訓(xùn)練不等，每次高強度運動時間為30～60 s，間歇時間1～4 min，間歇方式有靜止休息和小強度運動兩種。根據(jù)BMI結(jié)果，這些受試者均屬于超重肥胖人群。

本文涉及的心血管疾病風(fēng)險因素包括糖代謝、血脂、血壓、體重指數(shù)（BMI）、腰圍、體脂。心肺耐力（VO2max或VO2peak）雖然不是典型的心血管疾病風(fēng)險因素，但它對全因死亡率和心血管疾病死亡率具有較高的預(yù)測性[14，15]，因此，本文也對這一因素也進(jìn)行了探討。

2 HIIT對T2DM和IGR人群心血管風(fēng)險因素的影響

表1 0～8周HIIT對T2DM和IGR人群糖調(diào)節(jié)的影響

2.1 糖調(diào)節(jié)

在12項HIIT與T2DM和IGR人群研究中（見表1和表2），對糖調(diào)節(jié)使用的測試指標(biāo)不一，包括空腹血糖、餐后血糖曲線下面積（AUC）、24 h平均血糖、峰值血糖、糖化血紅蛋白（HbA1c）、胰島素抵抗指數(shù)敏感性（HOMA-IR）、空腹胰島素等。研究結(jié)果表明，一次性的HIIT對T2DM和IGR人群的餐后血糖和24 h平均血糖等糖調(diào)節(jié)指標(biāo)具有明顯改善作用（P＜0.05），稍長時

間（2周和8周）HIIT同樣對血糖有改善作用（P＜0.05），Little[16]和Madsen[17]的研究結(jié)果證明了這一點。而相對較長時間的HIIT運動（≥12周）對糖調(diào)節(jié)各項指標(biāo)的作用與MICT相似，可以降低如HbA1c（%）、空腹胰島素、胰島素抵抗（HOMA）和毛細(xì)血管血糖（CapBG）等指標(biāo)的一項或幾項（P＜0.05）。這些糖調(diào)節(jié)指標(biāo)出現(xiàn)變化差異的原因除了因為不同研究選擇的指標(biāo)有差異外，還與研究設(shè)計（包括運動方案、運動時間等）的差異有關(guān)，或許還可能與不同研究中的血糖測定時間不完全相同有關(guān)系，因為血糖在一天的不同時刻會出現(xiàn)波動，各研究之間很難保證測定時間完全相同。但盡管如此，所有這些研究中，均有部分糖調(diào)節(jié)指標(biāo)在HIIT運動后出現(xiàn)了改變，證明了HIIT對T2DM和IGR人群的糖調(diào)節(jié)有改善效果。而這些研究中，干預(yù)時間最長的為16周，因此，還需要更長時間的干預(yù)性研究來證明HIIT對糖調(diào)節(jié)的長期效果。

表2 ≥12周HIIT對T2DM和IGR人群糖調(diào)節(jié)的影響

2.2 血脂

有4項研究探討了HIIT對T2DM和IGR人群甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）的影響[6，7，17，23，24，27]，1項為8周HIIT[17]，2項為12周HIIT[23，24，27]，1項為16周HIIT[6，7]，結(jié)果顯示，HIIT后，4項研究的TG均無明顯變化，TC只在Mitranun的研究中出現(xiàn)了下降（13.7%），HDL-C只在Mitranun的研究出現(xiàn)了升高（29.2%），LDL-C在Mitranun和Karstoft的研究中出現(xiàn)下降（P＜0.05）（見表3）。這4項研究結(jié)果的差異可能與

HIIT的具體實施方案不同有關(guān)，4項研究中的運動干預(yù)時間（8周、12周、16周）、運動方式（跑臺、步行、跑臺與功率車交替）、單次運動時間（30 min或60 min）、運動強度（持續(xù)一個運動強度或遞增運動強度）、間歇時間（3 min或4 min）都存在差異。從這些結(jié)果表明還不能確定HIIT對血脂的影響，或許具有一定程度的改善作用，但需要進(jìn)行更多的相關(guān)研究。

2.3 血壓和安靜心率

有6項研究（1項2周HIIT運動、1項8周HIIT運動和4項12周HIIT運動）報道了HIIT對T2DM和IGR人群血壓的影響[17，21，22，25-27]，5項研究結(jié)果表明HIIT后受試者收縮壓SBP下降，2項研究表明舒張壓DBP下降（見表3）。而對于安靜心率共有4項研究報道[22，25-27]，有3項研究中HIIT干預(yù)后出現(xiàn)下降（P＜0.05），另一項未出現(xiàn)安靜心率變化的Hollekim-Strand的研究中，12周的HIIT卻使左心室舒張和收縮功能分別上升了25.7%和14.7%（P＜0.05），而在跟蹤一年后，左心室的舒張功能仍能高于最初水平[26]，說明HIIT對心臟功能具有明顯改善作用。另有1項研究指出，HIIT干預(yù)后進(jìn)行同樣的步行測試，受試者心率下降（P＜0.05）[16]，也表明了心臟功能的提高。因此，基本可以確定，HIIT可以降低收縮壓和安靜心率，改善血管和心臟功能。

表3 HIIT對T2DM和IGR人群血脂、血壓和安靜心率的影響

2.4 人體測量學(xué)和心肺耐力指標(biāo)

除了2項一次性HIIT研究外，其余10項對HIIT對人體測量學(xué)指標(biāo)的影響進(jìn)行了探討，涉及的指標(biāo)有體重、BMI、體脂、腰圍（見表4）。其中，3項2周HIIT研究中這些指標(biāo)沒有任何改變[16，20，21]。1項8周HIIT研究中，體重和BMI下降（P＜0.05），雖然體脂百分比無明顯變化，但瘦體重明顯增加（P＜0.01）[17]。在≥12周HIIT的5研究中，4項出現(xiàn)了體重、BMI、體脂、腰圍的下降（P＜0.05），只有1項研究的體重、BMI和腰圍在12周HIIT后無明顯變化，但是體脂出現(xiàn)了下降（P＜0.01）[23，24]。其中的一項研究在12周HIIT后跟蹤1年，腰圍和體脂仍然低于最初數(shù)值[26]。這些研究結(jié)果說明降低體重、BMI、體脂、腰圍需要一個過程，要達(dá)到明顯的效果，HIIT的時間應(yīng)不少于12周，同時，≥12周的HIIT運動不僅可以在當(dāng)時改善這些指標(biāo)，還具有更長期的效果。

共有8項研究對心肺耐力指標(biāo)（VO2max或VO2peak）進(jìn)行了研究，其中，除了1項2周HIIT的研究外[16，20]，另外1項2周HIIT的研究[21]、1項8周HIIT的研究[17]和5項≥12周HIIT的研究中VO2max相對值/絕對值或VO2peak均上升（P＜0.05）[6，7，23-27]，而且，這種提高比MICT的作用更為明顯P＜0.05）[6，7，26，27]。另有1項2周HIIT研究沒有對心肺耐力指標(biāo)進(jìn)行研究，但是其最大輸出功率上升P＜0.05）[16]。說明，2周的HIIT運動可能已經(jīng)引起了心肺功能的改變，但要達(dá)到明顯的心肺耐力水平的提高，應(yīng)進(jìn)行至少8周的HIIT運動。

表4 HIIT對T2DM和IGR人群人體測量和心肺耐力的影響

3 HIIT對于T2DM和IGR人群的安全性

出于安全性的考慮，HIIT很長時間內(nèi)都是用于競技運動訓(xùn)練，直到近幾年才逐漸應(yīng)用于一般人群和臨床中[28，29]。這里所指的安全性，主要是指在運動過程中和運動后受試者可能出現(xiàn)各種不適、不良反應(yīng)和誘發(fā)各種心腦血管疾病、肌肉韌帶及骨骼損傷的風(fēng)險。有一項回顧性研究分析了7年里約4846名冠心病患者進(jìn)行心臟康復(fù)運動的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)HIIT出現(xiàn)非致命性心血管事件的概率為每23182 h出現(xiàn)1例[30]，但關(guān)于HIIT對于T2DM和IGR人群的安全性卻尚未見到明確的報道。

綜合所有HIIT與T2DM和IGR人群的研究（表1、表2和表5），發(fā)現(xiàn)有144人次進(jìn)行了HIIT訓(xùn)練，其中的128人次按照要求完成HIIT，但有9人退出實驗，另有7人完成實驗過程但未完成整個運動方案的80%，有1人次出現(xiàn)運動后低血糖，2人次出現(xiàn)血壓過高。所有這些實驗中86人次參與MICT運動，其中的77人次按實驗要求完成MICT運動，9人次退出實驗。隨訪中，HIIT組隨訪35人次，9人次退出實驗，而MICT組隨訪的34人次中7人次退出實驗。這些數(shù)據(jù)說明，T2DM和IGR人群對HIIT的依從性與MICT相似，其原因可能有2個，一是研究中均有人對HIIT運動過程進(jìn)行指導(dǎo)，二是相同能量消耗下，HIIT的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于MICT[19，21，26]。在所有研究中，HIIT組1人出現(xiàn)哮喘退出實驗，MICT組1人出現(xiàn)膝損傷而退出實驗，另外，HIIT組有1人次出現(xiàn)運動后低血糖，2人次出現(xiàn)血壓過高，沒有出現(xiàn)明顯的心血管事件，但HIIT的安全性還不能由此確定，因為這些研究中所涉及的總樣本量小，HIIT持續(xù)時間不長，而且T2DM和IGR人群尤

其是T2DM人群存在患病時間、并發(fā)癥、鍛煉習(xí)慣等方面的差異，HIIT對他們而言是否足夠安全還需要更多的研究來評價。因此，在進(jìn)行HIIT運動時應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，正如研究中所示，HIIT組均包含了運動前的熱身運動和運動后的整理活動，在整個運動過程中給予心電監(jiān)護，服藥的受試者也按照原來的習(xí)慣服藥，在運動方式的選擇上，選擇比較簡便易行的運動，如功率自行車、快步走、跑步以及混合模式，這些措施都有助于降低運動風(fēng)險。

4 小結(jié)

已有的研究證實了一次性HIIT和短期的HIIT可以降低T2DM和IGR人群的餐后血糖，較長期的HIIT（12周及以上）不僅可以改善T2DM和IGR人群的糖調(diào)節(jié)作用，也能降低舒張壓、安靜心率、BMI、體脂和心肺耐力，這將有益于降低心血管疾病風(fēng)險。但這些研究的樣本量小、干預(yù)時間較短，還需要更多的研究進(jìn)行證明。HIIT的依從性與MICT相似，但安全性還缺乏足夠的證據(jù)來證實。對于那些被證明可以參與較大到大強度的人群來說，HIIT或許是一項不錯的運動方式，但是在運動過程中，應(yīng)做好相應(yīng)的防范措施。

[1]Colberg SR，Sigal RJ，F(xiàn)ernhall B，et al.Exercise and type 2 diabetes：the American college of sports medicine and the americandiabetesassociation：jointpositionstatement. Diabetes Care，2010，33（12）：e147-167.

[2]Danaei G，F(xiàn)inucane MM，Lu Y，et al.National，regional，and globaltrendsinfastingplasmaglucoseanddiabetes prevalencesince1980：systematicanalysisofhealth examination surveys and epidemiological studies with 370 country-years and 2.7 million participants.Lancet，2011，378（9785）：31-40.

[3]Department of Health and Human Services.2008 Physical Activity Guidelines for Americans.http：//www.health.gov/ paguidelines，2008-10-01/2015-09-20.

[4]Billat L.Interval training for performance：a scientific and empirical practice.Special recommendations for middle-and long-distance running.Part II：anaerobic interval training. Sports Med，2001，1（31）：13-31.

[5]Gibala MJ，Mcgee SL.Metabolic adaptations to short-term high-intensity interval training：a little pain for a lot of gain? Exerc Sport Sci Rev，2008，36（2）：58-63.

[6]KarstoftK，WindingK，KnudsenSH，etal.Mechanisms behind the superior effects of interval vs continuous training on glycaemic control in individuals with type 2 diabetes：a randomisedcontrolledtrial.Diabetologia，2014，57（10）：2081-2093.

[7]Karstoft K，Winding K，Knudsen SH，et al.The effects of free-living interval-walking training on glycemic control，body composition，and physical fitness in type 2 diabetic patients：a randomized，controlled trial.Diabetes Care，2013，36（2）：228-236.

[8]Kessler HS，Sisson SB，Short KR.The potential for highintensity interval training to reduce cardiometabolic disease risk.Sports Med，2012，42（6）：489-509.

[9]Nybo L，Sundstrup E，Jakobsen MD，et al.High-intensity

training versus traditional exercise interventions for promoting health.Med Sci Sports Exerc，2010，42（10）：1951-1958.

表5 HIIT實驗中T2DM和IGR人群的依從性

[10]Ciolac EG，Bocchi EA，Bortolotto LA，et al.Effects of highintensity aerobic interval training vs.moderate exercise on hemodynamic，metabolic and neuro-humoral abnormalities of youngnormotensivewomenathighfamilialriskfor hypertension.Hypertens Res，2010，33（8）：836-843.

[11]Burgomaster KA，Howarth KR，Phillips SM，et al.Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans.J Physiol，2008，586（1）：151-160.

[12]王娟，王正珍，李勇勤，等.ACSM 2015年世界健身趨勢調(diào)查報告及對我國全民健身活動的啟示.北京體育大學(xué)學(xué)報，2015，38（1）：51-56.

[13]尚畫雨，張丹，王瑞元，等.高強度間歇訓(xùn)練對糖尿病作用效果研究進(jìn)展.中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2014，29（8）：793-798.

[14]Blair SN，Kohl HR，Paffenbarger RJ，et al.Physical fitness and all-cause mortality.A prospective study of healthy men and women.JAMA，1989，262（17）：2395-2401.

[15]Blair SN，Kohl HR，Barlow CE，et al.Changes in physical fitness and all-cause mortality.A prospective study of healthy and unhealthy men.JAMA，1995，273（14）：1093-1098.

[16]Little JP，Gillen JB，Percival ME，et al.Low-volume highintensityintervaltrainingreduceshyperglycemiaand increases muscle mitochondrial capacity in patients with type 2 diabetes.J Appl Physiol（1985），2011，111（6）：1554-1560.

[17]Madsen SM，Thorup AC，Overgaard K，et al.High Intensity Interval Training Improves Glycaemic Control and Pancreatic β Cell Function of Type 2 Diabetes Patients.PLoS One，2015，10（8）：e0133286.

[18]Gillen JB，Little JP，Punthakee Z，et al.Acute high-intensity interval exercise reduces the postprandial glucose response and prevalence ofhyperglycaemia in patients with type 2 diabetes.Diabetes Obes Metab，2012，14（6）：575-577.

[19]Francois ME，Baldi JC，Manning PJ，et al.'Exercise snacks' before meals：a novel strategy to improve glycaemic control in individuals with insulin resistance.Diabetologia，2014，57（7）：1437-1445.

[20]Shaban N，Kenno KA，Milne KJ.The effects of a 2 week modified high intensity interval training program on the homeostatic model of insulin resistance（HOMA-IR）in adults with type 2 diabetes.J Sports Med Phys Fitness，2014，54（2）：203-209.

[21]Jung ME，Bourne JE，Beauchamp MR，et al.High-intensity interval training as an efficacious alternative to moderateintensity continuous training for adults with prediabetes.J Diabetes Res，2015，2015：191595.

[22]ParpaKM，MichaelidesMA，BrownBS.EffectofHigh Intensity Interval Training on Heart Rate Variability in Individuals with Type 2 Diabetes.J Phys Act Health，2009，12（4）：23-29.

[23]TeradaT，F(xiàn)riesenA，ChahalBS，etal.Exploringthe variability in acute glycemic responses to exercise in type 2 diabetes.J Diabetes Res，2013，2013：591574.

[24]TeradaT，F(xiàn)riesenA，ChahalBS，etal.Feasibilityand preliminary efficacy of high intensity interval training in type 2 diabetes.Diabetes Res Clin Pract，2013，99（2）：120-129.

[25]Fex A，Leduc-Gaudet JP，F(xiàn)ilion ME，et al.Effect of Elliptical High Intensity Interval Training on Metabolic Risk Factor in Pre-and Type 2 Diabetes Patients：A Pilot Study.J Phys Act Health，2015，12（7）：942-946.

[26]Hollekim-StrandSM，BjorgaasMR，AlbrektsenG，etal. High-intensity interval exercise effectively improves cardiac function in patients with type 2 diabetes mellitus and diastolic dysfunction：a randomized controlled trial.J Am Coll Cardiol，2014，64（16）：1758-1760.

[27]Mitranun W，Deerochanawong C，Tanaka H，et al.Continuous vs interval training on glycemic control and macro-and microvascular reactivity in type 2 diabetic patients.Scand J Med Sci Sports，2014，24（2）：e69-e76.

[28]王京京，張海峰.高強度間歇訓(xùn)練運動處方健身效果研究進(jìn)展.中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2013，32（3）：246-254.

[29]黎涌明.高強度間歇訓(xùn)練對不同訓(xùn)練人群的應(yīng)用效果.體育科學(xué)，2015，35（8）：59-75.

[30]Rognmoφ，Moholdt T，Bakken H，et al.Cardiovascular risk of high-versus moderate-intensity aerobic exercise in coronary heart disease patients.Circulation.2012，126（12）：1436-1440.

2015.10.12

中國健康基金會項目編號（CHPF2014-FITEX）;高等學(xué)校博士學(xué)科點專項基金編號（20131112110002）

王正珍，Email：zhengzhenwang1005@126.com