摘要：胰島素抵抗是代謝綜合征發(fā)生和發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)代人靜坐少動(dòng)的生活方式和多油多鹽的飲食習(xí)慣也從側(cè)面導(dǎo)致了該疾病的蔓延。本文評(píng)述運(yùn)動(dòng)和代謝綜合征的關(guān)系，并從運(yùn)動(dòng)可通過(guò)延緩胰島素抵抗，減輕氧化應(yīng)激狀態(tài)，減少機(jī)體炎癥反應(yīng)，改善代謝紊亂等多靶點(diǎn)方面分析了運(yùn)動(dòng)調(diào)控代謝綜合征的機(jī)制研究，為有效預(yù)防、緩解及治療代謝綜合征提供有益參考。

關(guān)鍵詞：代謝綜合征" 機(jī)制" 運(yùn)動(dòng)調(diào)控" 代謝穩(wěn)態(tài)

Mechanistic study of exercise regulation of the metabolic syndrome

Zhang Zhengguang 1 Ge Beibei 1 Chen Yinghao 2

（1. Xinyang Aviation Vocational College， Xinyang， Henan Province，464006 China; 2. Liangyuan Science and Technology Vocational School， Shangqiu ， Henan Province， 476002 China）

Abstract：Insulin resistance is a key link in the occurrence and development of metabolic syndrome. The sedentary lifestyle and the eating habits of more oil and salt also lead to the spread of the disease from the side. This paper reviews the relationship between exercise and metabolic syndrome， and from exercise can delay insulin resistance， reduce oxidative stress， reduce the body inflammation， improve metabolic disorders， analyzed the mechanism of metabolic syndrome， provide useful reference for effective prevention， relief and treatment of metabolic syndrome.

KeyWords：Metabolic Syndrome；Mechanisms；Exercise regulation; Metabolic homeostasis

代謝綜合征（Metabolic Syndrome， MS）指的是一種臨床綜合征，其特征為個(gè)體內(nèi)多種病理狀態(tài)的聚集，包括腹部肥胖、血壓升高、血脂紊亂、糖代謝失調(diào)及高尿酸血癥等。此綜合征根植于多種物質(zhì)代謝失常的病理生理學(xué)基礎(chǔ)，蘊(yùn)含了多重促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)而可能誘發(fā)并加劇心腦血管疾病的進(jìn)程。當(dāng)前，代謝綜合征已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)峻的全球性公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)，它不僅直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還間接增加了經(jīng)濟(jì)壓力。目前還沒(méi)有公認(rèn)的方法和藥物來(lái)全面改善和治療MS，有研究認(rèn)為改變MS患者的生活方式是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的干預(yù)措施[1]。

1 代謝綜合征概述

1.1 代謝綜合征的流行病學(xué)

由“X綜合征”、“胰島素抵抗綜合征”到“代謝綜合征”，多年來(lái)，對(duì)代謝異常性疾病的關(guān)注越來(lái)越多。MS的全球患病率波動(dòng)在10%至84%之間，這一范圍的變化往往與肥胖的普遍性相關(guān)聯(lián)，并受性別、年齡、種族以及采用的診斷標(biāo)準(zhǔn)的影響[2]。在美國(guó)進(jìn)行的國(guó)家健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查顯示，超過(guò)三分之一的成年人患有MS，尤其是年齡超過(guò)40歲的成年人群中，約有40%的人受到影響，其患病率為34.2%[3]。在中國(guó)成年人的患病率高達(dá)33.9%，60歲以上的老年人患病率達(dá)到36.9%，據(jù)此估計(jì)，中國(guó)目前可能有4.5億人患有MS[4]。鑒于MS的巨大患者基數(shù)及其對(duì)健康的潛在威脅和經(jīng)濟(jì)成本，這一疾病應(yīng)當(dāng)受到充分地關(guān)注。

1.2 代謝綜合征的發(fā)病機(jī)制

胰島素抵抗（Insulin Resistance，IR）是構(gòu)成MS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一旦人體出現(xiàn)IR現(xiàn)象，細(xì)胞對(duì)胰島素的反應(yīng)能力便會(huì)減弱，致使血糖無(wú)法有效進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起血糖水平的升高。胰腺為了調(diào)節(jié)血糖會(huì)分泌更多的胰島素，導(dǎo)致高胰島素血癥的發(fā)生。而高胰島素血癥則可能引發(fā)一系列的代謝紊亂。在胰島素抵抗的背景下，若胰島β細(xì)胞的功能得以維持在正常水平，機(jī)體可以通過(guò)增加胰島素的分泌來(lái)補(bǔ)償，從而保持血糖水平的穩(wěn)定。研究表明，隨著病情的進(jìn)展，胰島β細(xì)胞的功能會(huì)經(jīng)歷從代償?shù)绞Т鷥數(shù)膭?dòng)態(tài)變化過(guò)程。此外，早期胰島素分泌降低被視為正常血糖人群中糖代謝異常的主要危險(xiǎn)因素。因此，對(duì)于處于不同糖代謝狀態(tài)的人群，了解其胰島β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的情況至關(guān)重要。

在IR狀態(tài)下，脂質(zhì)代謝出現(xiàn)異常，胰島素對(duì)游離脂肪酸釋放的抑制作用減弱，導(dǎo)致游離脂肪酸水平上升以及極低密度脂蛋白的合成增加。在膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白的作用下，小而密的低密度脂蛋白水平亦隨之上升。此外，脂蛋白酯酶活性的降低導(dǎo)致乳糜微粒的分解減少，進(jìn)而使得富含甘油三酯的脂蛋白水平升高，同時(shí)高密度脂蛋白水平降低。甘油三酯水平的升高、小而密低密度脂蛋白的增加以及高密度脂蛋白的降低，構(gòu)成了MS血脂異常的三大特征。

盡管IR與脂質(zhì)代謝紊亂已被公認(rèn)為MS發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵要素，近年來(lái)的若干研究卻提示，這兩者或許并非MS復(fù)雜病理狀態(tài)中的唯一機(jī)制。全身性炎癥反應(yīng)在MS的起始與進(jìn)展過(guò)程中扮演了至關(guān)重要的角色。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究已證實(shí)，諸如白細(xì)胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）、C-反應(yīng)蛋白等炎癥標(biāo)志物，在MS患者的體循環(huán)中呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，它們可能通過(guò)觸發(fā)氧化應(yīng)激、參與細(xì)胞自噬過(guò)程以及干擾胰島素信號(hào)傳導(dǎo)等多種途徑，共同促進(jìn)MS患者的代謝失常。

2 運(yùn)動(dòng)改善代謝綜合征的病理生理機(jī)制

當(dāng)前，JAMA在美國(guó)國(guó)家膽固醇教育項(xiàng)目中，針對(duì)MS患者提出了兩項(xiàng)核心治療目標(biāo)：一是通過(guò)體重控制及提升體力活動(dòng)水平來(lái)應(yīng)對(duì)根本病因；二是針對(duì)那些盡管生活方式已作調(diào)整但仍持續(xù)存在的心血管風(fēng)險(xiǎn)因素實(shí)施干預(yù)措施[5]。既往流行病學(xué)和群體研究已證明MS與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系密切，MS患者參與任何形式和強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)均能獲益，可延緩IR、調(diào)節(jié)脂肪因子分解、改善血脂異常。

2.1 增強(qiáng)胰島素敏感性，控制血糖變化

骨骼肌是機(jī)體充分利用葡萄糖的主要運(yùn)動(dòng)組織，也是MS患者發(fā)生抗胰島素抵抗的運(yùn)動(dòng)部位之一。適當(dāng)體力活動(dòng)可能會(huì)改變?nèi)硪葝u素敏感性和胰島素的分泌，有氧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，肝臟與肌肉內(nèi)存儲(chǔ)的糖原會(huì)發(fā)生分解，轉(zhuǎn)化為葡萄糖以供給能量，伴隨此過(guò)程，血糖水平逐漸降低，從而緩解高血糖。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，肝臟與肌肉促進(jìn)葡萄糖向糖原的轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存，進(jìn)一步促使血糖水平持續(xù)下降。此外，有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)改善患者的脂質(zhì)代謝異常具有積極效果。

對(duì)66名MS患者進(jìn)行16周不同量高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)和有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)，顯示4周高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)降低了無(wú)2型糖尿病的MS患者的胰島素原水平，表明這種運(yùn)動(dòng)改善了β細(xì)胞功能[6]。8周的抗阻運(yùn)動(dòng)也可以改善MS患者的胰島素抵抗。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中AMPK的激活也可以抑制葡萄糖－脂肪酸循環(huán)的機(jī)制，從而調(diào)節(jié)血糖水平以改善IR狀態(tài)。機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)刺激全身肌肉，分解肌肉的糖原儲(chǔ)備，肌肉攝取血糖的能力增加，這一過(guò)程使得機(jī)體的 GLUT4 總量和胰島素敏感性增加，改善機(jī)體血糖代謝狀況，緩解糖代謝紊亂，這是運(yùn)動(dòng)對(duì)血糖水平具有改善作用的可能機(jī)制[7]。

2.2 改善線粒體功能，減輕氧化應(yīng)激狀態(tài)

線粒體損傷與胰島素抵抗和代謝綜合征關(guān)系密切。此外，人體內(nèi)過(guò)高的氧化應(yīng)激水平與大量自由基水平被認(rèn)為對(duì)于健康具有極大威脅，而過(guò)高的氧化應(yīng)激水平與肥胖等MS是有極高相關(guān)性的，過(guò)高與過(guò)低氧化應(yīng)激水平都是不正常的。適度進(jìn)行的有氧及（或）力量型鍛煉，均能有效提升抗氧化酶與氧化損傷修復(fù)酶的活性水平，進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗氧化應(yīng)激的能力。氧化低密度脂蛋白水平的變動(dòng)直接映射了機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激的狀態(tài)。張崇林等人[8]的研究發(fā)現(xiàn)MS大鼠血清氧化低密度脂蛋白濃度顯著升高，運(yùn)動(dòng)降低MS大鼠血清氧化低密度脂蛋白水平。MCP-1在調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞上黏附分子的表達(dá)過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色。它不僅具有調(diào)控單核細(xì)胞黏附于動(dòng)脈壁并促其滲入的雙重效能，還在心血管系統(tǒng)的氧化應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮作用。諸如肥胖、糖尿病及心血管疾病等多種刺激因素，均可促使MCP-1的表達(dá)水平上升。運(yùn)動(dòng)后MCP-1水平的上升被視為機(jī)體炎癥反應(yīng)的一個(gè)重要預(yù)示指標(biāo)；而延緩感染后MCP-1的增高，有氧運(yùn)動(dòng)則展現(xiàn)出了顯著降低其表達(dá)的效果。根據(jù)Jürime[9]等人的研究，運(yùn)動(dòng)后MCP-1水平的上升被視為機(jī)體炎癥反應(yīng)的一個(gè)重要預(yù)示指標(biāo)；而延緩感染后MCP-1的增高，有氧運(yùn)動(dòng)則展現(xiàn)出了顯著降低其表達(dá)的效果。綜上所述，運(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)緩解機(jī)體的氧化應(yīng)激狀況，從而對(duì)MS產(chǎn)生改善作用。

2.3 減少機(jī)體炎癥，維持代謝穩(wěn)態(tài)

慢性低度炎癥屬于機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)異常狀態(tài)下的一種正常應(yīng)答反應(yīng)，但長(zhǎng)期的慢性炎癥被認(rèn)為是引發(fā)疾病的重要因素。代謝性炎癥是誘發(fā)MS的直接風(fēng)險(xiǎn)因素之一，該炎癥反應(yīng)在諸如脂肪組織、肝臟、骨骼肌以及心血管系統(tǒng)等多個(gè)目標(biāo)器官中均有發(fā)生[10]。MS患者通常會(huì)表現(xiàn)出促炎狀態(tài)，例如IL-6、TNF-α以及C-反應(yīng)蛋白的水平升高，同時(shí)伴有血栓前狀態(tài)；在腹型肥胖的個(gè)體中，IL-6和TNF-α的表達(dá)往往較高。盡管在脂肪組織中，TNF-α的基礎(chǔ)表達(dá)量相對(duì)較低，然而其濃度的上升卻與MS的發(fā)病率及死亡率呈現(xiàn)出正向關(guān)聯(lián)[11]。

運(yùn)動(dòng)可以直接通過(guò)單次運(yùn)動(dòng)或間接通過(guò)長(zhǎng)期代謝改善（如體成分、身體素質(zhì)、脂質(zhì)和葡萄糖代謝）來(lái)調(diào)節(jié)抗炎作用。體育活動(dòng)中引發(fā)的IL-6水平急劇上升，通過(guò)遏制TNF-α的活性，展現(xiàn)出直接的抗炎癥效應(yīng)。一項(xiàng)綜合了11項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的綜述研究揭示，長(zhǎng)期進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)可降低中老年人群中IL-6和TNF-α的基礎(chǔ)水平，此外白介素-6在維持正常的糖脂代謝方面具有直接的作用。探究運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)高脂飼養(yǎng)大鼠的影響，結(jié)果顯示，相較于未接受運(yùn)動(dòng)干預(yù)的對(duì)照組，實(shí)施運(yùn)動(dòng)干預(yù)的實(shí)驗(yàn)組大鼠體內(nèi)TNF-α顯著降低。范錦勤等[12]對(duì)IR的大鼠實(shí)施為期四周的有氧運(yùn)動(dòng)與低氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，研究結(jié)果表明，單獨(dú)進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)或低氧運(yùn)動(dòng)均能有效降低TNF-α的水平及體重綜上所述，運(yùn)動(dòng)能夠調(diào)節(jié)人體內(nèi)的炎癥水平，是很好的MS的候選治療策略。

2.4 促進(jìn)腸道微生態(tài)平衡，改善代謝紊亂

臨床研究揭示，MS患者的腸道菌群與健康個(gè)體存在顯著差異，其中益生菌的數(shù)量明顯減少[13]。體育活動(dòng)作為一種干預(yù)手段，已被驗(yàn)證能顯著調(diào)節(jié)腸道微生物群落構(gòu)成，增強(qiáng)菌群多樣性，并推動(dòng)腸道微生態(tài)平衡，進(jìn)而對(duì)機(jī)體健康產(chǎn)生正面效應(yīng)。PASINI等[14]對(duì)穩(wěn)定的2型糖尿病患者進(jìn)行了為期6個(gè)月的耐力、阻力和靈活性訓(xùn)練計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)表明長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)可以減少腸道霉菌過(guò)度生長(zhǎng)和緩解全身炎癥。有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群具有調(diào)節(jié)作用，促進(jìn)腸道菌群正?；l(fā)展，對(duì)MS具有預(yù)防和治療的作用，為后期預(yù)防及治療腸道菌群相關(guān)疾病提供一定的理論依據(jù)和參考。此外，運(yùn)動(dòng)亦能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群有效預(yù)防和治療多種慢性疾病。這表明，腸道菌群可作為潛在的疾病治療靶點(diǎn)，依據(jù)不同人群的特定需求，制定科學(xué)合理的運(yùn)動(dòng)方案，以進(jìn)一步增進(jìn)人體健康。

3 結(jié)論與展望

當(dāng)前，MS的發(fā)病率正逐步增加，對(duì)人類健康構(gòu)成了不利影響。體育活動(dòng)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)MS患者的IR、脂肪細(xì)胞因子，以及血脂代謝等多方面，對(duì)其整體生理機(jī)能產(chǎn)生廣泛影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MS的預(yù)防與治療作用。關(guān)鍵在于制定恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)處方。建議針對(duì)MS患者應(yīng)根據(jù)其年齡和健康狀況，以心率監(jiān)測(cè)法為基準(zhǔn)，選擇適宜的運(yùn)動(dòng)類型、強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間。對(duì)于老年或體質(zhì)較弱的人群，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并以個(gè)人代謝指標(biāo)的優(yōu)化作為最終的衡量標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、時(shí)長(zhǎng)和頻率還需遵循個(gè)體化和循序漸進(jìn)原則，有條件者制定運(yùn)動(dòng)計(jì)劃前進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)檢測(cè)，制定個(gè)性化運(yùn)動(dòng)方案。

同時(shí)，目前公眾對(duì)MS的認(rèn)知和重視程度尚顯不足，對(duì)于MS的科學(xué)防治知識(shí)掌握有限，長(zhǎng)期治療的遵從性亦較低，這為臨床康復(fù)工作者帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。在疾病發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)防，通常被視為更為理想的策略。除了加強(qiáng)對(duì)早期篩查干預(yù)的重視外，如何提升公眾對(duì)MS的科學(xué)認(rèn)知，激勵(lì)公眾參與運(yùn)動(dòng)，并增強(qiáng)長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)的遵從性，是亟須解決的難題。

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