短期运动和营养对肥胖少年部分代谢指标的影响

李博文,王正珍

近年来,随着人们生活方式的变化,超重和肥胖儿童的检出率逐年猛增[1]。随之而来的是儿童生理机能和身体素质的下降,以及高血压、糖尿病、血脂异常、代谢综合征[2]等代谢疾病发生的增加。本研究在降低超重和肥胖少年肥胖程度的同时,试图探讨运动、营养和运动结合营养干预对其脂肪和糖代谢影响的差异,为超重和肥胖少年改善代谢的个体化干预方案的设计提供理论和实践资料。

1 对象与方法

1.1 对象 本研究以北京市西城区某中学初一、初二学生为研究对象。超重及肥胖者符合2004年中国肥胖问题工作组界定的中国学龄儿童青少年超重及肥胖标准[3],年龄12～16岁;性别不限;根据学生入学体检资料以及基本测试结果对学生进行筛选,最终有94名超重或肥胖学生参与本研究,其中男生46人,女生48人。在受试者自愿的基础上,将超重/肥胖学生随机分为4组,并由其监护人签署知情同意书。实验组要求能够参加至少每周3次锻炼课,或者能够按照营养指导进行饮食。排除标准:继发性肥胖者;确诊的糖尿病患者;有心、脑、肺、肾及运动系统等严重器质性病变者;肝功能不良者;有进展性的致命性疾病;酗酒或滥用药物史者;有慢性疾病正在服用药物者;不愿签署知情同意书者。

1.2 方法 根据受试者的运动负荷试验结果,分别对运动组、营养组、运动+营养组制定出运动和营养干预方案,连续实施10周。对照组学生仍维持目前的饮食和运动习惯。在干预前、后分别对各组进行相关指标的测试。

1.2.1 运动方案 主要以快走、慢跑、上下楼梯等有氧运动练习为主,结合力量、柔韧性和灵活性练习,并穿插体育游戏。运动强度50%～60%最大耗氧量(VO2max)。每次锻炼课的时间为1 h,其中至少包括30～40 min有氧运动,以及5～10 min准备活动和整理活动。每人每周至少出勤3次。

1.2.2 营养方案 根据中国儿童青少年推荐营养摄入量(RNI)建议值(中体力活动)[4],计算正常儿童每日需要量。根据超重和肥胖不同,分别给予正常儿童理想体重全日总能量的80%和70%,理想体重参考“九市城区正常男、女童身高标准体重”[5]。制定每日膳食食谱。每日总能量中蛋白质占15%～20%,脂肪占25%～30%,糖类占50%～60%。

1.3 血样的采集和检测 在研究前和10周后对受试者各采血1次。受试者于取血前晚8:00后不再进食。由专业医务人员在次日早8:00开始采集受试者肱静脉血5 ml。研究后的测试距离末次锻炼课的时间＞48 h,并要求受试者在此期间不做剧烈运动。当天采用7170型全自动生化分析仪(日本日立公司)测试测定高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、空腹血糖(FBG)。采用Friedewald公式[6]计算得出低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C):

LDL-C=TC-HDL-C+TG/2.2

使用胰岛素检测试剂盒及化学发光检测系统IMMULITE(美国DPC公司)检测空腹血清胰岛素(FINS)。采用牛津内分泌研究中心制作的HOMA2-IR软件计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和及胰岛β细胞功能值(HOMA-β)。

1.4 体成分测试 采用BC-418专业型脂肪体重计(日本)进行身体成分测试,测试要求受试者空腹、排尿、排便,男生只穿短裤、女生只穿背心和短裤,不带金属首饰,脱袜,测试前不做剧烈运动。测试项目包括:体重、脂肪重量和体脂百分比等,计算瘦体重(瘦体重=体重-脂肪重量)。

2 结果

2.1 体成分测试 干预后,运动组、营养组和运动+营养组的体重指数(BMI)、脂肪重量、体脂百分比都较干预前明显降低(P＜0.01),运动组、运动+营养组的瘦体重明显增加(P＜0.01),营养组体重明显降低(P＜0.01)。见表1。

2.2 血脂 干预后,运动组、营养组、运动+营养组的TC均降低(P＜0.05)。营养组、运动+营养组LDL-C降低(P＜0.05)。各组HDL-C均明显降低(P＜0.01)。实验前后各组TG变化均不显著。见表2。

2.3 血糖及胰岛素 干预后,各组FBG均无显著性改变,运动组、运动+营养组FINS升高(P＜0.05),运动组HOMA-IR明显升高(P＜0.01),运动组、运动+营养组HOMA-β升高(P＜0.05)。见表3。

3 讨论

本研究显示,10周的运动和营养干预可以成功降低肥胖和超重青少年的脂肪含量。这与多数此类研究的结果相一致。干预后,运动组、营养组、运动+营养组的TC的下降均较明显;比较3组TC的降低幅度和百分比,以运动+营养组效果最佳。营养组、运动+营养组的 LDL-C降低,但同时,各实验组与对照组的HDL-C与研究前比也降低。李时莲等对4～16岁肥胖儿童研究中,大龄肥胖儿童的体质量比率和体脂百分比与HDL-C呈弱负相关[7];而刘文等对12～14岁肥胖少年进行为期9个月的运动干预后,HDL-C在整个干预期均无显著变化[8]。寻找提高超重/肥胖青少年HDL-C的生活干预措施仍是一个有待解决的问题。

各组实验前后FINS在运动组、运动+营养组的升高较明显。丛琳等对糖尿病大鼠的研究显示,经过12周跑步训练后,糖尿病大鼠的血糖浓度下降,血胰岛素浓度升高[9],与本研究结果相似。提示有氧运动可以通过改善胰岛β细胞功能,增加胰岛素的分泌。实验后,各组HOMA-IR均有升高趋势,其中,运动组的变化有统计学意义,但均值仍在正常范围之内。鉴于对照组HOMA-IR也部分升高,考虑与某种未加控制的因素有关,如HOMA-IR测量方法本身的缺陷;肥胖,特别是腹部肥胖与胰岛素抵抗的发生相关;另一方面,本研究对象正处于青春发育期,体内生长激素分泌旺盛,生长激素对胰岛素有拮抗作用[10]。比较各组HOMA-IR的增加程度,营养组、运动+营养组的增加程度略低于对照组(分别较干预前升高0.07、0.20和0.37),而运动组升高最明显(升高0.63),这也提示营养干预可能对胰岛素抵抗有重要意义,有待进一步研究。

综上所述,应根据超重/肥胖青少年的身体素质以及代谢特点不同,选择适宜的干预方法来达到降低脂肪量、改善代谢的目的。同时,对青少年胰岛素抵抗的干预方法有待进一步研究。

表1 干预前后各组体成分的变化

表2 干预前后各组血脂的变化(mmol/L)

表3 干预前后各组血糖和胰岛素的变化

[1]季成叶,孙军玲,陈天娇.中国学龄儿童青少年 1985～2000年超重、肥胖流行趋势动态分析[J].中华流行病学杂志,2004,25(2):103-108.

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[3]中国肥胖问题工作组.中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准[J].中华流行病学杂志,2004,25(2):97-102.

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[5]吴瑞萍,胡亚美,江载芳.诸福棠实用儿科学[M].北京:人民卫生出版社,1997.

[6]Friedewald WT,Levy RI,Fredrickson DS.Estimation of the concentration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma,without use of the preparative ultracentrifuge[J].Clin Chem,1972,18:499-502.

[7]李时莲,张美和,宋文琪.肥胖儿童血脂、载脂蛋白与心血管疾病的关系[J].实用儿科临床杂志,2008,23(19):1494-1498.

[8]刘文,常翠青,赵小倩.基于学校的有组织的运动干预对肥胖青少年BMI和糖、脂代谢的影响[J].中国运动医学杂志,2008,27(3):294-333.

[9]丛琳,郭启煜.运动对糖尿病大鼠骨骼肌GLU T4和 MAPK的作用[J].中国糖尿病杂志,2001,9(6):345-347.

[10]Dunger DB,Salgin B,Ong K.Muscle mass and insulin sensitivity in children and adolescents[J].Horm Res,2006,66:79-84.