与疾病相关的运动/糖尿病人群中的高强度运动

以下维基教科书页面是对 Little 等人 (2011) 的期刊文章 “低容量高强度间歇训练可降低 2 型糖尿病患者的高血糖症并提高肌肉线粒体容量” 的分析。^[1]

高强度间歇训练

高强度间歇训练或 HIIT 不是通过跑最远的距离或持续最长的时间来完成的。而是通过在定义的间隔内以最大强度进行锻炼，这由个人在进行锻炼时对努力或费力的感觉来定义。^[2] HIIT 已经被证明是一种提高健康状况的省时方法，HIIT 的有效性已经在改善心力衰竭、阻塞性肺病以及代谢综合征患者的状况方面得到证明。^[1]

优点

HIIT 是比常规有氧运动（如 45 分钟慢跑）更受欢迎的锻炼方式，原因有很多。^[2]

• 这种训练方法会引发EPOC（运动后过量氧耗）过程，从而增加训练结束后的氧气消耗量
• 与相同类型的常规持续时间运动相比，HIIT 训练可以在至少一半甚至四分之一的时间内产生相同的代谢效应
• 慢跑时，代谢率在运动持续时间内提高，而 HIIT 短跑时，代谢率在运动后最多可保持 48 小时提高，这对患有糖尿病等代谢疾病的人来说非常重要
• Tabata 进行的一项研究表明，经过 8 周的 HIIT，参与者的无氧能力提高了 28%，而 VO2max 结果提高了 14%。^[3]

缺点

这种训练方法可能并不适合所有人群，原因有很多。

• HIIT 实际上是高强度的，虽然这与个人的感知努力度（RPE）评级有关，但老年人和肥胖人群不太可能适合这种方法
• 它也可能不适合那些久坐不动并恢复活动的人，HIIT 对身体要求很高，可以迅速改变心率和血压，而久坐不动的人群不会出现这种波动
• 过度训练的可能性要大得多

HIIT 注意事项

在说明了这种训练方法的一些优点和缺点后，重要的是在进行 HIIT 时记住一些关键点。

• 训练到力竭以刺激新的生长
• 良好的营养与在整个训练计划中保持良好的强度一样重要
• 每个练习都应该以良好的质量和一致性进行，使用动量或打破姿势应被视为失败

当前研究

这项研究的背景是什么？

这项研究与 2 型糖尿病 (T2D) 患者有关。T2D 是一种代谢疾病，其特点是血液中的葡萄糖水平过高，这种类型的糖尿病影响着约 90% 的糖尿病患者。^[4] 胰岛素是一种由胰腺中的 β 细胞产生的激素，负责打开通道，使血液中的葡萄糖被转运到体细胞中。^[5] 2 型糖尿病不同于 1 型糖尿病 (T1D)，因为受 T1D 影响的人无法产生胰岛素，而患有 T2D 的人会发生胰岛素抵抗，产生的胰岛素不足以满足需求，这种胰岛素缺乏意味着进入细胞的胰岛素更少，而血液中残留的胰岛素更多，这往往会导致并发症。^[4]

基于对 T2D 的了解以及对 HIIT 运动后与常规和传统有氧运动相比的代谢效应的了解，人们认为 HIIT 必须对 2 型糖尿病患者的葡萄糖和胰岛素活性产生一些定性影响。研究人员指出，“大多数研究 2 型糖尿病中运动治疗效果的研究都涉及持续的低到中等强度的运动，如步行、慢跑或骑自行车，持续 30 分钟，尽管最佳策略尚未确定，但高强度运动可能更有效地改善 2 型糖尿病患者的血糖控制。” ^[1]

这项研究来自哪里？

这项研究是由安大略省麦克马斯特大学运动机能学、儿科学和医学系的以及不列颠哥伦比亚大学健康与运动学院的研究人员进行的。加拿大糖尿病协会和加拿大自然科学与工程研究理事会 (NSERC) 为这项研究提供了资金，并提供了血糖监测仪和传感器。^[1]

这是一项什么样的研究？

进行的研究是一项具有明确实验设计的对照临床试验。其目的是观察低容量 HIIT 对 2 型糖尿病患者高血糖症以及肌肉线粒体容量的影响。建议每周进行 150 分钟的中等至剧烈运动。^[6] 虽然这项研究中患者每周只进行 30 分钟高强度运动。

这项研究涉及什么？

参与者

参与者通过糖尿病诊所筛选，他们在三个月前被诊断，符合空腹和口服葡萄糖测试的标准，没有其他无法控制的风险因素。在选定的八名参与者中，六名自我报告为久坐不动，每周锻炼时间少于 30 分钟，而另外两名参与者报告每周锻炼时间超过 30 分钟。在八名参与者中，六名目前正在服用降血糖药物。参与者也被告知不要改变他们日常活动或饮食习惯，主要是因为干预时间很短，只有两周。

实验设计

实验包括四个阶段，将解释如下

医疗检查和熟悉

为了开始测试，所有参与者都需要进行最大负荷测试，包括测试前和测试后 12 导联心电图 (ECG)，以确保没有可能因研究而加重的健康状况。该筛选测试从自行车功率计上的 30 W 开始，每分钟增加 15 W，直到疲劳或停止信号。记录了最大功率和最大心率。在医生根据心电图结果判定安全后，进行了两次熟悉测试。这也作为一种校准测试，通过找到适当的间隔时间和功率变化来达到最大心率的 90% 左右。

基线测试

在获得许可后，参与者进行了一个 15 分钟的亚最大负荷步行测试，以检查心血管反应 (心率) 和 RPE，RPE 使用 0-10 连续量表测量。

两天后，插入连续血糖监测设备 (CGM)，并向参与者提供血糖仪和说明，以及每个人都适用的控制饮食。两天后，取下 CGM 并从股直肌处获取静息骨骼肌活检样本。

训练

活检后五天，参与者开始训练。训练包括每周三次 (周一、周三和周五)，持续两周，总共六次。每次训练包括 3 分钟的热身，功率为 50 W，每个人的负荷都是根据基线测试定制的，但所有人都需要进行 10 组 60 秒的骑行间歇训练。这些间歇训练间隔 60 秒的恢复时间，在此期间参与者可以选择休息或以 50 W 的阻力踩踏。整个训练课程需要 25 分钟，每周总共需要 75 分钟。

测试后

在为期两周的训练期结束后，再次记录 CGM 数据，时间为最后一次训练课程后 48 小时，并控制每个参与者的饮食与训练前相同。在最后一次训练课程前 72 小时，再次采集肌肉活检样本。在活检后 72 小时，进行步行测试和最大负荷测试，测试方法与测试前相同。最后，通过简单地询问参与者使用 1 到 9 的点李克特量表来评估对低容量 HIIT 的感知乐趣。询问的问题是，他们会觉得以下情况有多享受

• 一次 10 组 1 分钟 HIT
• 在接下来的四周内每周三次 HIIT

结果

连续血糖监测

两周的 HIIT 改善了血糖控制。所有参与者的训练前和训练后值遵循类似的趋势，在 24 小时测试期间的平均血糖浓度。

• 测试前结果：7.6 mmol/l
• 测试后结果：6.6 mmol/l

虽然餐后 (餐后三小时的总和) 的结果明显更低，这证实了 HIIT 研究表明 HIIT 会增加 EPOC 并提高运动后 48 小时的代谢率。

• 测试前结果：965 mmol/l−1·9 h−1
• 测试后结果：679 mmol/l−1·9 h−1

骨骼肌适应

在训练结束后，与测试前的结果相比，骨骼肌活检样本中测量的柠檬酸合酶 (CS) 活性升高。

• 测试前 CS：2.7mmol/kg/hr
• 测试后 CS：3.5mmol·kg/hr

另一个有趣的结果是，训练前和训练后 GLUT4 浓度显著增加，这种受胰岛素调节的蛋白质浓度几乎翻了四倍。

• 测试前 GLUT4：1 a.u.
• 测试后 GLUT4：3.9 a.u.

功能性运动表现

最大负荷测试中的最大负荷从测试前增加到测试后，强化了骨骼肌适应的发现。

• 测试前功率：111 W
• 测试后功率：124 W

训练降低了步行测试中的心率和 RPE。

• 测试前心率和 RPE：73 和 2.4
• 测试后心率和 RPE：66 和 1.3

结论

从这项研究的结果中可以清楚地看出，即使是两周的低容量 HIIT，也仅包括 30 分钟的剧烈运动，不仅可以降低平均血糖浓度，还可以显着降低餐后血糖升高。这可能是由于骨骼肌线粒体活性增加和能力增强，表现为 GLUT4 蛋白增加。 这种蛋白质使肌肉能够正确地吸收葡萄糖，这对于血糖调节具有重大影响。总的来说，HIIT 可以降低人体对胰岛素的抵抗力。所有这些都可以在每周 75 分钟的投入中实现，这仅仅是目前建议的至少 150 分钟的一半。 从这项研究可以清楚地看出，尽管需要进行更长期和更广泛（更多参与者）的研究才能对 HIIT 对 2 型糖尿病的影响给出明确的结果，但从这些结果可以清楚地看到，预计这些积极的结果将得到重复。

实用建议

每周进行三次 10 分钟的 HIIT 训练，就可以改善 2 型糖尿病患者的健康状况。这种改善表现为肌肉中 GLUT4 蛋白增加，从而降低胰岛素抵抗，以及改善血糖调节。重要的是要注意这项研究中的医疗检查以及步行测试和最大负荷测试。虽然你可能觉得你能够进行这些运动，但建议你咨询医疗专业人员或糖尿病护理团队，以获得转诊或建议，了解适合你和你特定病情的运动，因为并非所有 2 型糖尿病患者都相同，并非所有人都相同。虽然这项研究建议 HIIT，但也要考虑到，并非所有人群都能够进行 HIIT，建议在尝试剧烈 HIIT 之前进行适当的测试。

更多信息

更多关于糖尿病的基础信息。

糖尿病概述 https://www.diabetesaustralia.com.au/what-is-diabetes

糖尿病的病因 https://www.niddk.nih.gov/health-information/diabetes/overview/symptoms-causes

与糖尿病共处 https://www.diabetesaustralia.com.au/managing-type-2

运动与糖尿病 https://www.endocrineweb.com/conditions/type-2-diabetes/type-2-diabetes-exercise

本综述中使用的研究 http://m.jap.physiology.org/content/111/6/1554.full