高强度划船运动对久坐青年男性餐后血糖、甘油三酯和胰岛素水平的影响

刘静芹蔡欢尹贺欣王宁

1保定市第一医院内分泌科（河北 保定 071000）2拉夫堡大学运动生理专业（英国 莱斯特 LE113TU）

高强度划船运动对久坐青年男性餐后血糖、甘油三酯和胰岛素水平的影响

刘静芹1蔡欢2尹贺欣1王宁1

1保定市第一医院内分泌科（河北 保定 071000）2拉夫堡大学运动生理专业（英国 莱斯特 LE113TU）

目的：探讨3分钟重复高强度间歇划船运动是否可以影响久坐青年男性高脂饮食后的血糖、甘油三酯和胰岛素的水平。方法：选择18名青年男性随机分为运动组和对照组。第1天，运动组进行17 RPE的半小时间歇性高强度运动，对照组未做运动；第2天行75 g口服葡萄糖耐量试验（OGTT）并进食高脂食物，保持休息状态8个小时。间隔1周后两组对换，重复试验。期间采集静脉血监测空腹和餐后血糖、甘油三酯和胰岛素的变化，计算曲线下面积（AUC）和稳态模型评估的胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）、β细胞功能指数（HOMA-β），评价胰岛素敏感性和胰岛β细胞功能。结果：在高脂饮食前14个小时进行高强度划船运动（运动能耗约为900 kJ）可以显著降低空腹（P=0.004）和高脂餐后甘油三酯（P=0.005），而空腹和餐后的血糖及胰岛素水平没有显著变化（P＞0.05）。结论：半小时间歇性高强度划船运动可以显著降低空腹和高脂餐后甘油三酯水平。

高强度；划船运动；高脂饮食；餐后血脂

根据美国心脏联合会的调查数据表明心血管疾病是世界范围内主要的致死疾病，与以高血糖、高血脂、高血压和胰岛素抵抗为特征的代谢综合征有密切关系[1]。其中，相比于空腹高血脂，餐后高甘油三酯（TG）血症是心血管疾病的独立预测因素，Zilversmith在1979年指出人体每天有18个小时以上保持在餐后状态，而且动脉粥样硬化是一种餐后现象，因此监测餐后甘油三酯的变化具有重要意义[2]。高强度间歇运动是一种运动量小、运动强度大、运动时间短的运动形式，由于它的运动时间短并且可以降低甘油三酯，越来越多的人开始采用这种形式运动[3]。实验证明由30秒重复进行的间歇跑台运动可以显著降低高脂饮食后的餐后甘油三酯[4]，而且其降低甘油三酯的幅度大于长时间中等强度运动。然而当高强度间歇运动每组运动时间过短时餐后甘油三酯的水平却没有显著变化，原因在于能量消耗的不足[4]。久坐行为被认为是每周身体活动小于等于1次，或能量消耗在1.0～1.5 MET之间的行为[3]。久坐人群并不适于进行大强度的运动，需考虑采取一种舒适度和安全度高的运动形式。本文讨论3分钟高强度间歇划船运动对餐后TG、血糖及胰岛素的影响以及餐后TG的变化与身体成分的关系。

1 对象和方法

1.1对象

18名久坐的青年普通男子自愿参加此次实验。在实验开始之前，实验程序以及实验中可能遇到的危险因素均告知实验者。每个实验者均签署知情同意书以及健康情况调查表。患有凝血障碍、代谢疾病、心血管疾病、服用影响糖和脂肪代谢药物以及吸烟者被排除在外。实验数据包含15个人，另外3人的数据被排除，其中1人对高脂饮食中奶酪过敏，1人静脉采血不成功，另1人餐后2小时血糖不正常（餐后2小时血糖9. 31 mmol/L）。15人平均年龄23.0±2.4岁，身高180.0 ±6.0 cm，体重79.6±13.3 kg，BMI 24.5±3.7 kg/m2，皮褶厚度总和219.4±60.5 mm，腰围83.8±9.9 cm，臀围98.8±6.9 cm，腰臀比0.85±0.05。

1.2方法

1.2.1人体基本参数测定

每位实验者静坐休息10 min，只穿内衣，脱鞋，应用测距仪测量身高，精确到0.1 cm；体重精确到0.01 kg，BMI通过体重除以身高（m）的平方而得。用卡钳采集身体右侧的皮褶厚度，采集于肱三头肌、肱二头肌、腹部和肩胛下角，精确到0.02 mm。腰围、臀围测量精确到0.1 cm。计算腰臀比。实验者在划船器上进行划船运动，熟悉器械，掌握每日食物测量的方法。

1.2.2实验设计

每个实验者完成1次预测试和2次为期两天的实验（运动组和对照组），两次实验之间间隔1周。在正式实验前60个小时内，实验者避免体力活动，不服用酒精和咖啡因，并且完成食物的测量日记以便在第二次实验前食用同样的食物。饮食的总热量以及营养组成用饮食分析软件进行分析。

第1天：对照组静坐1.5 h；运动组静坐1 h，继而完成高强度划船运动0.5 h。第2天：实验者空腹12～14 h，于7：45到达实验室，静躺10 min后，手臂静脉埋套管，5 min后采集空腹静脉血样。每次取血过后，通过套管向静脉中注射等量0.9%氯化钠注射液。然后实验者进行75 g OGTT试验。糖耐量试验2 h后，服用高脂饮食。实验方法与Sedgwick等人[5]的方法一致。实验者在实验室休息8 h，每0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、7、8小时取静脉血样。

1.2.3运动干预

高强度划船运动包括5组每次3 min的划船运动，每组之间休息3 min，运动在划船器上进行。第1组为热身，实验者以主观用力评分法（rating of perceived exertion，RPE）为10的强度（轻微）进行运动，之后的4组用RPE为17的强度（非常疲劳）进行运动。用心率记录器每15 s记录心率，在第3组和第5组实验最后1分钟用Douglas袋子采集呼出气体，用气体分析仪分析呼出气体来获得呼吸商和摄氧量值。运动中的总能耗通过1 L/min的摄氧量大约消耗20.3千焦（kJ）能量来计算。

1.2.4高脂饮食

高脂饮食由白面包、黄油、奶酪、薯片和巧克力奶组成，总热量为56.1 kJ/kg体重，其中脂肪1.7 g/kg体重，碳水化合物1.2 g/kg体重、蛋白质0.4 g/kg体重，脂肪、碳水化合物和蛋白质提供的热量分别为51%、37%和12%。实验者在15 min之内完成进食。在到达实验室的0～2 h之内禁食和水，高脂饮食后允许适量饮水，饮水的量进行记录，以便第2次试验时摄取等量的水。

1.2.5血样和生化检测

静脉血采集后放入EDTA-采血管，以1500转的速度离心10 min，用移液器取1 ml的血清移入EPPendorf试管内，储存于-20度的冰箱内待检验。血清甘油三酯和血糖通过酶染色技术进行检测。血清胰岛素水平通过ELISA技术进行检测。用稳态模型评估的胰岛素抵抗指数（HOMA-IR），HOMA-IR=（空腹血糖×空腹胰岛素）/22.5；β细胞功能指数（HOMA-β），HOMA-β=20×空腹胰岛素/（空腹血糖—3.5）；计算血糖曲线下面积（AUCG）。胰岛素浓度vs.时间曲线下面积由梯形法则计算，净增加量的计算则将基础值看作0来计算。0～8 h的血红蛋白含量和红细胞压积用来判断8 h之内血浆总量的变化。全血在离心机内离心10 min，然后在红细胞压积读数器（Hawksley&Sons Ltd，Sussex，UK）上读出红细胞的含量，血红蛋白通过分光光度计取得血红蛋白含量（Cecil CE 1011，London，UK）。

1.2.6统计学处理

所得数据用SPSS 21.0进行统计学分析（IBM，New York，USA）。通过ShaPiro Wilk进行正态分布检验，正态计量资料以±s表示，非正态分布资料（甘油三酯和胰岛素）经对数转换为正态分布资料。同一组运动前后数据的比较采用配对t检验；组间差异的比较采用两独立样本的t检验；多组间比较采用单因素方差分析（ANOVA），比较甘油三酯、血糖和胰岛素浓度在不同时间段的变化。相关分析采用Pearson相关分析。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1运动的反应

划船运动中平均摄氧量为3.36±0.76 ml/kg/min，平均能耗为59.9±27 kJ/min，平均呼吸商为1.05±0. 09。热身阶段平均心率为125±17次/min，为63%最大心率，高强度划船运动时平均心率为179±11次/min，为91%最大心率。其他运动指标见表1。

表1　热身运动以及划船运动4次平均值指标

2.2两组实验者血浆总量的变化

运动组和对照组血浆总量（0～8 h）运动后较运动前均有降低，但差异无统计学意义（运动组：P=0.21，对照组：P=0.33）。运动后运动组和对照组血浆总量分别减少3.62±4.43 ml和2.36±3.71 ml，两组比较P=0. 422，差异无统计学意义。因此两组之间血浆量的变化不会影响血清甘油三酯、血糖、胰岛素水平。

2.3饮食分析

实验前60个小时内，运动组平均摄入2406±738 kJ热量，其中碳水化合物299±123 kJ、脂肪94±41 kJ和蛋白质106±31 kJ；对照组平均摄入2470±838 kJ热量，其中碳水化合物302±128 kJ、脂肪96±46 kJ和蛋白质113±41 kJ。两组摄入总热量及碳水化合物、脂肪和蛋白质的摄入量比较，差异无统计学意义（P=0.425；P=0.669；P=0.711；P=0.244），因此运动前饮食状况不会影响实验结果。

2.4空腹生化指标比较

运动组的空腹甘油三酯水平低于对照组（P=0. 004），空腹血糖和胰岛素水平两组比较差异无统计学意义（P=0.747 vs P=0.395）。运动组的HOMA-IR水平低于对照组（P=0.367），HOMA-β高于对照组（P=0. 628），但均无统计学意义。见表2。

表2　生化指标的比较（±s，n=15）

表2　生化指标的比较（±s，n=15）

注：HOMA-IR：稳态模型评估的胰岛素抵抗指数;HOMA-β：稳态模型评估的β细胞功能指数;运动组与对照组比较*P＜0.05

组别 空腹血糖(mmol/L） 甘油三酯(mmol/L) 空腹胰岛素(Mu/L) HOMA-IR HOMA-ß对照组 5.56 ± 0.44 0.99 ± 0.32 31.32 ± 11.78 1.30 ± 0.52 17.93 ± 4.48运动组 5.54 ± 0.30 0.86 ± 0.29* 29.49 ± 11.17 1.21 ± 0.47 19.18 ± 4.79

2.5餐后指标分析

餐后甘油三酯浓度运动组在各时间点均显著低于对照组[见图1（a），P=0.005]，在各个时间段曲线下面积，运动组也显著低于对照组（P<0.05），曲线下面积净增长量两组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

餐后血糖浓度在两组之间变化并不明显[见图1（b），P=0.795]。当实验者摄入300 ml含75 g葡萄糖的水溶液后，血糖急剧上升，0.5小时达高峰，两小时后回到正常值。曲线下面积和曲线下面积净增加量两组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

餐后胰岛素水平两组比较差异无统计学意义[见图1（c），P=0.371]。当饮用葡萄糖水溶液后，胰岛素水平升高，0.5 h达高峰，在2 h后恢复到基础水平。高脂饮食后出现第二次升高，因此胰岛素水平曲线有两个高峰，第1个在0.5 h，第2个在2.5 h。而曲线下面积和曲线下面积净增加值两组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

图1　运动组和对照组0～8 h甘油三酯（a）、血糖（b）、胰岛素浓度（c）对比

2.6甘油三酯水平与身体成分的相关性分析

血清甘油三酯浓度与时间（0～8 h）曲线下绝对面积与BMI（r=0.526，P=0.044）和肩胛下角皮褶厚度（r=0. 543，P=0.037）有关，而与腰臀比（r=0.214，P=0.443）、臀围（r=0.410，P=0.129）、腰围（r=0.367，P=0.179）、肱二头肌部皮褶厚度（r=0.417，P=0.122）、肱三头肌部皮褶厚度（r=0.368，P=0.177）以及腹部皮褶厚度（r=0.463，P=0. 082）无关。血清甘油三酯浓度与时间（0～8 h）曲线下净增面积与以上身体成分均无联系（P＞0.05）。

3 讨论

冠心病是最常见的心血管疾病（CVD），它的致死率占心血管总致死率的53%，而动脉粥样硬化是主要导致冠心病的致病因素之一，它的产生与高空腹甘油三酯和高极低密度脂蛋白（VLDL）有关[6]。很多研究比较空腹和餐后高甘油三酯血症与心血管疾病的危险因素的关系，证明餐后高甘油三酯血症是判断CVD最可靠的因子[7，8]。过高的餐后甘油三酯通过降低高密度脂蛋白的含量，提高VLDL的含量，损伤内皮功能，导致了早期的动脉粥样硬化[3]。因此，降低餐后甘油三酯水平对心血管疾病的防控至关重要。

中等强度运动的减脂效果不仅作用于肥胖者和正常者、男性和女性、成人和少年儿童，而且作用于心血管疾病患者[9]。Lee等[10]对超重的黑人少年和白人少年运动后餐后甘油三酯的比较也说明了这一点。有两项研究表明高强度运动后并不能降低餐后甘油三酯，因为运动时间过短，运动能耗不足以产生降脂效果[11，12]。本研究结果显示，一次性高强度间歇性划船运动显著降低了餐后甘油三酯的浓度（绝对曲线下面积降低14%，相对曲线下面积降低7%）。其他研究也证明了高强度运动的减脂效果[3，4]，他们让一组人既进行高强度运动又进行中等强度运动，来对比降低甘油三酯的幅度，结果证明更省时的高强度运动比中等强度运动降低甘油三酯效果更好。此外，本研究发现高强度运动除了能有效降低餐后甘油三酯水平，还能有效降低空腹甘油三酯水平。因为8 h的甘油三酯与时间曲线下绝对面积有大幅降低而净增加面积却不明显，因此降低的餐后甘油三酯水平与空腹甘油三酯降低有关。其他研究也证明了运动可以有效降低空腹甘油三酯[5，13]。

运动时的能量消耗被认为是导致运动后甘油三酯降低的主要原因[14，15]。虽然对于导致甘油三酯降低的最低能耗并没有确切的定论，但是Gill[16]在2000年指出，90 min健步走可以将餐后甘油三酯降低20%。Magkos[9]提出，90 min能耗在2500～2900 kJ的中等强度运动可以将空腹甘油三酯降低15%～30%。此外，Maraki[17]提出每千克体重能耗在30 kJ即可降低甘油三酯。和传统的耐力运动相比，高强度运动所消耗的能量比其低57%[4]。然而尽管高强度运动能耗低、时间短，但还是能够降低甘油三酯浓度[9]。在本次研究中，划船运动的能耗为59.9 kJ/min，运动中的总能耗为900 kJ（215 kcal），划船运动显著的降低了空腹（13%）和餐后甘油三酯（14%），说明900 kJ的能耗即可降低甘油三酯，因此高强度运动可在降低能耗的同时降低甘油三酯。

本次实验中，大部分实验者甘油三酯都显著降低，但有4名实验者运动后甘油三酯较对照组升高，此外，甘油三酯绝对值下降最多的人，甘油三酯相对变化却不是最大的，因此说明了运动导致的甘油三酯变化有很大的个体差异，这与Tolfery[18]的研究结果相一致。为了探究导致个体差异的原因，我们设想身体成分的不同可能是导致甘油三酯变化差异的原因，体脂比高的人比体脂比低的人甘油三酯降低的幅度更大。然而实验结果证明，虽然BMI和身体成分（体密度由肩胛下皮褶厚度与肱三头肌皮褶厚度决定）与甘油三酯下降绝对值有关，但每个人的甘油三酯相对值变化与身体成分无关。BMI虽然是判断身体成分的常用指标，但是它忽视了脂肪组织也占据了体重的一部分[19]。对于个体之间甘油三酯差异的原因，Gill等[15]提出，可能是每个人运动后肝脏脂肪酸的代谢不同，因此出现个体差异。

本次实验中，空腹和餐后的血糖、胰岛素水平，以及胰岛素敏感性和胰岛β细胞功能两组之间无明显变化，与其他实验的结果不同，他们发现运动后胰岛素敏感性有一定的提高[5]。本研究的实验方案可能有影响，也可能与胰岛素敏感性检验方法的不同有关[20]。此外，相对于有氧运动，抗阻运动可以显著提高胰岛素敏感性，因为抗阻运动中肌肉更多的运动单位被激活，肌肉和血液中葡萄糖利用增多，从而提高了胰岛素的敏感性。本文血糖、胰岛素无显著变化可能因为运动强度不足或运动时间不足以引起肌糖原和血糖的变化[21，22]。

总之，本研究发现在高脂饮食前14个小时进行高强度间歇性划船运动，可以显著降低餐后和空腹甘油三酯水平，而对血糖和胰岛素无明显影响。此外，身体成分也不是判断餐后甘油三酯降幅大小的可靠指标。900 kJ（215 kcal）的运动能量消耗足以给机体带来有益的改变。

本文的局限性在于：第一，实验者为健康的男性，在今后的研究中可选择肥胖者、老年人、女性作为实验对象，并适量降低高强度间歇运动的运动强度（因为这些人无法接受过于高强度的运动）；第二，应该测量运动后VLDL的变化，因为VLDL是体内主要的脂质的载体，相比于甘油三酯更具有指向意义，而且VLDL不同的组分在运动后的变化也不同。

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Acute Intensive Rowing before High-fat Diet Reduces the Levels of Fasting and Postprandial Triglyceride in Sedentary Young Men

Liu Jingqin1,Cai Huan2,Yin Hexin1,Wang Ning1
1 Department of Endocrinology,the First Hospital of Baoding,Hebei,China 071000 2 Exercise Physiology,Loughborough University,Leicester LE113TU,United Kingdom Corresponding Author:Cai Huan,Email:liujingqin11@aliyun.com

Objective The purpose of this study is to investigate the effect of acute intensive rowing prior to a high-fat meal on the levels of postprandial glucose,triglyceride and insulin in sedentary young men. Methods 18 sedentary young men were randomly divided into control group and exercise group.The exercise group underwent 5-section（3 minutes each section）rowing with an interval of 3 minutes at the intensity of 17 RPE and then consumed a high-fat meal（approximately 900kJ），and OGTT test of the subjects was performed in the next day.After refraining from exercise for 1 week，the control group underwent the same rowing as exercise group.Fasting and postprandial blood samples of the subjects were collected and the levels of glucose,triglyceride and insulin were determined to calculate the AUC,HOMA-IR and HOMA-β.Results Completion of an intensive exercise 14 hours before a high-fat meal could reduce fasting and postprandial triglyceride concentration significantly，while postprandial glucose and insulin concentration remained unchanged.Conclusions These results demonstrated that half an hour of intensive rowing 14 hours prior to the high-fat meal can reduce fasting and postprandial plasma triglyceride concentration significantly.

high intensity exercise，rowing，high-fat diet，postprandial triglyceride

2015.05.11

蔡欢，Email：liujingqin11@aliyun.com