阻力运动训练改善老年2型糖尿病患者血糖控制的随机对照试验

共有62名居住在社区的拉丁裔男性和女性，年龄>55岁，患有至少3年的2型糖尿病，他们被随机分为16周的标准护理（对照组）或标准护理加PRT。这项研究是在新英格兰医学中心的普通诊所研究中心和塔夫茨大学的让·迈耶美国农业部人类营养研究中心（HNRCA）进行的。筛查程序包括通过空腹血糖≥7.0 mmol/l或使用糖尿病药物确认糖尿病诊断(16)体检、血压、心电图以及血液学和化学。排除标准包括心肌梗死（过去6个月内）和任何不稳定的慢性疾病，包括痴呆、酗酒、透析、视网膜出血或脱离，或目前参与阻力训练。符合条件的受试者提供了塔夫茨大学人体调查审查委员会批准的西班牙文书面知情同意书。

受试者每周在HNRCA锻炼三次。每次监督训练持续约45分钟，包括5分钟的热身（六个椅子站立和围绕锻炼设施快速步行1分钟），35分钟的PRT，使用五台气动阻力训练机（胸部和腿部按压、上背部、膝盖伸展和屈曲；Keiser Sports Health Equipment，Fresno，CA），以及5分钟的放松（柔韧性和伸展运动）。受试者在每台机器上进行三组八次重复。PRT方案旨在在第9周和第15周期间，通过周期性的几周降低强度（比当前工作量低约10%），使强度逐步增加，以将受伤和过度训练的风险降至最低(17)并在研究中期和最后一次最大重复测试（1RM）期间优化结果。第1-8周的训练强度为基线1RM的60-80%，而第10-14周的训练强度为研究中期1RM的70-80%。

使用一触式血糖仪（Lifescan，Johnson&Johnson，Milpitas，CA）在运动前后监测餐后血糖(18). 如果接受胰岛素治疗的受试者在运动前的血糖<5.5 mmol/l，或非胰岛素使用者在运动前血糖<6.6 mmol/l，则提供含有25 g碳水化合物和7 g蛋白质的零食。将血糖监测日志表提供给受试者的初级护理医生进行后续护理。建议受试者服用糖尿病药物的时间以及低血糖症状和体征。

对照组受试者每隔一周接到一次电话，并在基线检查、研究中期和研究后前往HNRCA进行测试。

所有研究对象继续他们通常的医疗护理，接受西班牙语翻译的糖尿病自我管理建议(19)除了遵循他们的健康提供者的建议之外，他们没有接受饮食咨询。两组均接受每周症状检查表的管理，以记录血糖自我监测、糖尿病控制、就诊、药物变化、急性病和住院情况。

随机分组前进行基线测量。在禁食状态下采集生化测量值。除肌肉力量外，研究后测量以盲法进行。

血糖控制的主要结果是血浆糖化血红蛋白浓度，其次是肌肉糖原储备。使用GlycTest II分析法（皮尔斯化学公司，伊利诺伊州罗克福德）分析糖化血红蛋白，变异系数（CV）为2%。通过己糖激酶酶促和分光光度分析（Sigma Diagnostics，St.Louis，MO）测定肌糖原储备，CV为5%(20). 使用5毫米Bergstrom针经皮穿刺活检非显性股外侧肌标本(21)在基线和最终强度测试后48小时。

采用己糖激酶酶法（Sigma Diagnostics）测定血糖。血清胆固醇和甘油三酯水平通过Cobas Mira分析仪（罗氏诊断系统，新泽西州蒙克莱尔）中的酶法测定，CV为10%。将受试者的糖尿病药物剂量记录在症状检查表上，并通过比较药瓶的报告变化和/或与医生的直接沟通，记录和确认初级保健医生所做的任何变化。

体重和身高分别精确到0.1 kg和0.25 cm。BMI由体重和身高确定，单位为千克/平方米。使用Hologic QDR2000（马萨诸塞州沃尔瑟姆）扫描仪以阵列模式运行，软件版本为5.64A，总瘦肉和脂肪质量的CV分别为1.4和1.8%，通过双X射线吸收法测定全身和局部瘦肉和肥胖质量(22). 该方法已通过多室方法验证，并与体内中子非弹性散射进行了比较(23,24). 腰围通过标准技术测定(25).

使用老年人体力活动量表（PASE，10项，得分0-400，分数越高，表示体力活动水平越高）来确定前7天的自述休闲和家庭活动。分析中不包括PRT。通过将PASE评分与静息心率相关联来建立结构效度(第页=−0.13），握力(第页=0.37），静态平衡(第页=0.33），以及疾病影响概况得分(第页= −0.42;P（P）< 0.05) (26).

在基线时（随机分组前）对每台机器进行两次1RM评估，在研究中期（第9周）和研究后（第16周）进行一次评估。两个基线1RM值中的最高值用于设置初始训练负荷和进行分析。基线和最终肌力计算为所有用于训练的机器的1RM测量值之和。

通过适用于拉丁裔人群的食物频率问卷评估总能量和大量营养素摄入(27).

统计分析基于意向治疗方法，使用SPSS 10.0 for Windows（SPSS，Evanston，IL）。如果双尾P（P）值<0.05。数据显示为平均值和标准误差（SE），但显示了组中值和范围的非正态分布变量（血清甘油三酯）除外。对非正态分布变量进行对数转换，在对数转换后检查其正态性，并将其用作连续对数转换变量进行分析。通过独立样本评估基线比较t吨检验或χ²视情况而定。为了测试阻力训练在预测研究结果中的重要性，在调整胰岛素使用（基线时组间唯一不同的变量）、糖尿病年数、性别、体力活动变化后，对血糖、代谢和生理变量的绝对变化（第16周至第0周）进行协方差分析，以及糖尿病药物治疗方案的改变。采用χ评估糖尿病药物治疗方案改变比例的组间差异²测试。

62名受试者被随机分配，除2名外，其余均完成了研究(图1). 基线检查时各组之间的唯一差异是，对照组受试者中处方胰岛素的比例较高(表1).

符合PRT为90±10%。没有运动相关伤害的报告。运动后立即观察到五起低血糖事件，这些事件通过服用高糖零食得以解决。锻炼者没有在家里或非训练日报告低血糖。相比之下，对照组的受试者报告了7起低血糖事件。冠心病患者在训练期间观察到三次胸痛事件。两名受试者不需要治疗，也没有被排除在继续锻炼计划之外。另一名受试者被送往急诊室并住院一周，在此期间排除了心肌梗死。经医生批准，她在3周后恢复了阻力训练，没有出现进一步的问题。

如所示表2与对照组相比，PRT组受试者的血浆糖化血红蛋白水平显著提高（−12.6±2 vs.+1.2±1%，P（P）=0.01）和肌糖原储备（+31±7 vs.-23±6%，P（P）=0.04）调整胰岛素使用、糖尿病年数、性别、体力活动和糖尿病药物的变化后，如下所述。

各组间空腹血糖无变化(表2). PRT组31名受试者中有22名（72%）的糖尿病药物治疗方案减少。每个药物类别剂量减少的受试者人数如下：13种磺酰脲类药物、7种双胍类药物和2种胰岛素。此外，21%的锻炼者没有变化，7%的糖尿病药物剂量增加。相比之下，对照组的受试者表现出相反的趋势，31名受试者中有13名（42%）增加了处方药物，3%减少了处方药物。对于这些药物，每个给定药物类别的受试者人数为双胍类6人，磺酰脲类4人，胰岛素类3人，这反映了研究期间观察到的血糖控制恶化。药物的这些变化在各组之间是不同的(P（P）= 0.03). 在所有情况下，受试者的初级保健医生都对糖尿病处方药物进行了修改。

各组间总胆固醇、HDL和LDL胆固醇水平没有变化(表2). 与对照组相比，PRT有降低血清甘油三酯水平的趋势(P（P）= 0.08,表2). 最后，与对照组相比，锻炼者的收缩压显著降低(P（P）= 0.05,表2).

两组的体重保持稳定(表3). 与对照受试者相比，PRT使全身瘦组织质量平均增加1.2 kg(P（P）= 0.04). 同样，区域性瘦组织质量随着运动而增加(P（P）=0.08，手臂和躯干，P（P）=0.07（对于支腿）。各组之间的总脂肪量、手臂脂肪量和腿部脂肪量没有变化。与对照受试者相比，PRT使躯干脂肪量减少0.7 kg(P（P）= 0.01). 在PRT组中，糖化血红蛋白的变化与瘦组织质量的变化相关(第页= −0.35,P（P）=0.03）和躯干脂肪(第页= 0.30,P（P）= 0.02).

与对照组受试者相比，锻炼者在PRT训练之外的自述休闲和家庭体育活动增加(P（P）= 0.001,表3). 平均体力活动在基线时非常低（每周消耗113千卡[23分钟]），16周后增加（每周消耗300千卡[120分钟]）。PRT组的受试者通过出租车往返于HNRCA，以尽量减少与旅行相关的体力活动增加。

平均训练强度为1RM的70.2±1.3%（范围66-75%）。锻炼者全身肌肉力量增加了33±7%（从389±30公斤增加到518±48公斤），而对照组则减少了15±3%（351±31公斤减少到299±30千克(P（P）= 0.0001). 糖化血红蛋白的变化与肌肉力量的变化相关(第页= −0.45,P（P）=0.01）。

干预后，饮食摄入量没有变化。之前，PRT组和对照组的能量摄入具有可比性（77.6±4.9 vs.83.9±6.2 MJ·kg⁻¹·天⁻¹)干预后（64.8±4.0 vs.75.3±6.5 MJ·kg⁻¹·天⁻¹). 各组内或组间的宏观营养成分没有变化。两组的总能量摄入中碳水化合物约占50%，蛋白质18%，总脂肪30%，饱和脂肪10%。

这项研究首次证明，高强度PRT对血糖控制不佳的拉丁裔老年高危人群的糖尿病治疗有效。阻力训练显著改善了血糖控制，增加了无脂体重，减少了对糖尿病药物的需求，减少了腹部肥胖和收缩压，增加了肌肉力量和自发体力活动。

基线检查时，研究对象的血糖控制较差，糖化血红蛋白浓度为～8.5%，与NHANES III研究中糖尿病患者的血糖控制相似(2). 除非实施强化药物治疗，否则很难实现最佳血糖控制(28,29). 在本研究中，对照组服用胰岛素的受试者比例明显高于运动组。然而，抵抗训练对血糖控制的改善与胰岛素使用、糖尿病病程、糖尿病药物的变化以及自发体力活动的变化无关。这表明，阻力训练作为标准护理的辅助手段对该患者群体可能是有益的。对于可能不遵守医疗建议（即糖尿病自我管理和药物治疗）并可能获得不合格医疗保健的个人来说，这一点尤为重要(4).

接受阻力训练的受试者改善了许多与代谢综合征相关的异常：即葡萄糖不耐受、高胰岛素血症、腹部肥胖、高血压和高甘油三酯血症。鉴于60岁以上美国人群中代谢综合征的发病率增加(30)，一种有可能改善代谢综合征异常的干预措施是有希望的，尤其是在患有未确诊糖尿病的老年人中，与那些没有糖尿病的人相比，他们更有可能患有高血压、肥胖和腹部肥胖(31). 虽然我们没有直接测量胰岛素敏感性，但其他人通过阻力训练显示胰岛素作用有所改善(32). 运动者糖化血红蛋白的变化与瘦体重或力量之间的反比关系表明，阻力训练通过在骨骼肌的细胞水平上引发葡萄糖摄取来降低高血糖，骨骼肌中葡萄糖摄取的比例最大(15). 我们发现糖化血红蛋白的绝对平均减少1.2%是之前在接受中等强度阻力训练的糖尿病受试者中观察到的两倍(9,–11)这表明高强度的阻力训练可能会对葡萄糖摄取产生更强的刺激。需要更多的研究来单独或结合针对饮食和体力活动的生活方式干预来评估PRT，如Tuomilehto等人报告的那样(13). 尽管现有证据表明，阻力运动对葡萄糖稳态和胰岛素作用的影响可能与耐力运动的影响相似(33)阻力训练增加了肌肉质量这一事实表明，这两种锻炼方式的结合可能是相加的。

本研究存在一些局限性。首先，通过设计，对照组受试者只接受标准护理，因此没有与锻炼者相同的接触时间。通过阻力训练观察到的生化和生理参数在统计学上显著改善，而对照组受试者中的参数恶化表明，对于标准护理，除非实施强化药物治疗，否则很难实现最佳血糖控制(28,29). 其次，我们在锻炼者中观察到五种低血糖事件。虽然这一事件的数量听起来很高，但与任何其他运动干预或强化药物治疗的报告类似(28,29). 第三，虽然不复杂，但训练期间观察到的胸痛事件强调了在开始运动计划之前进行充分的医学筛查、运动处方和监督的重要性。第四，我们不能就视网膜病变状态推断高强度阻力训练的安全性，因为我们没有测量这一点。最后，在糖尿病药物治疗方案和自发体力活动中观察到的变化可能会产生混淆效应。然而，我们的结果表明，血糖和代谢控制的改善与这些变化无关。在没有任何口头鼓励的锻炼者中观察到的体力活动增加是阻力训练的一个额外好处，这在其他人群中也得到了证明(34,–36). 到研究结束时，PRT组的受试者更接近于满足卫生部长关于体力活动的建议(37). 采用更积极的生活方式的患者减少糖尿病药物治疗的潜力是有希望的，值得进一步研究。糖尿病预防计划最近发表的一项研究确实表明，在2型糖尿病高危人群中，以减轻体重和增加习惯性体力活动为目的的生活方式干预在延缓或预防2型糖尿病方面比单独使用二甲双胍更有效(38).

总之，在2型糖尿病高危老年人中，适当处方和监督的高强度阻力训练证明是可行和有效的，从而改善了血糖和代谢控制。需要更多的研究来确定阻力训练的最佳强度，从而在确保安全的同时获得最大的效益。鉴于近年来糖尿病的流行，在糖尿病患者的管理中，阻力训练可能是标准医疗护理的辅助手段。

这项工作的部分资金来自布鲁克代尔基金会、美国农业部ARS协议58-1950-9-001、美国国立卫生研究院普通临床研究中心M01 RR000054和北美国际生命科学研究所。Carmen Castaneda博士获得了布鲁克代尔国家奖学金和国际生命科学研究所未来领袖奖。

本出版物中表达的任何意见、调查结果、结论或建议均为作者的观点，并不一定代表美国农业部或任何资金来源的观点。2001年6月在费城举行的美国糖尿病协会年会上部分介绍了这项研究的结果。

我们特别感谢志愿者们的友好和宝贵合作，他们使这项研究成为可能。我们感谢GCRC和HNRCA员工的帮助，感谢Keiser Sports Health Equipment提供的阻力训练设备。感谢Ali Coffey、Caren Smith、Lisa Coughlin、Margaret Stewart、Erin Torres、Sandra Ward、Nathania Figueroa和Rebecca Seguin在培训监督方面的协助。