独立有氧运动对肥胖儿童代谢综合征患者作用效果的Meta分析

徐瑞 曹友祥 陈玉婷

(1.南京体育学院 江苏南京 210014;2.上海体育学院 上海 200438)

随儿童肥胖发生率的不断升高，代谢综合征（metabolic syndrome，MS）在儿童青少年中发生率逐年增加。MS是由糖类、蛋白质、脂类等物质代谢紊乱而引起一系列病理状态的代谢功能紊乱症候群［1］。运动和生活方式干预是治疗MS的有效手段，但当前多数研究以混合运动干预［2，3］或增加体力活动作为干预手段来探讨运动对MS的治疗效果［4］，难以深入探究运动对儿童MS的治疗效果的剂量—效应关系。

有氧运动作为减肥的经典运动形式［5］，能够促进青少年心肺功能的发展，运动风险低。但目前缺乏独立有氧运动干预肥胖儿童MS的循证医学论证。因此，该文将有氧运动作为独立干预，以符合国际糖尿病联盟标准［6］的肥胖儿童MS患者为研究对象，对国内外相关随机对照试验（RCT）进行Meta分析，探究独立有氧运动治疗儿童MS的效果，以期为实际应用提供理论参考。

1 研究方法

1.1 文献检索

检索电子数据库包括PubMed、Embase、SPORTDiscus、the Cochrane library、中国知网、万方、维普等数据库进行检索，检索期限为建库至2020年10月。英文检 索 以“aerobic exercise”“obese children”“metabolic syndrone”等为主题词进行组合式混合检索；中文检索以“有氧运动”“有氧”“肥胖儿童”“代谢综合征”等为主题词进行组合式混合式检索。此外，对纳入研究的参考文献进行手工检索，以补充获取相关文献。

1.2 文献纳入标准

根据PICOS 原则进行文献纳入的筛选，纳入文献的研究类型为随机对照实验；研究对象是患有代谢综合征的肥胖儿童，年龄5～19岁，性别不限；运动干预形式为独立有氧运动，如跑步、游泳、骑自行车等，总干预周期≥4周，排除一次性的急性运动干预，结局指标为国际糖尿病联盟的标准的代谢综合征判断指标［6］。

1.3 文献筛选

从各数据库检索得到的文献统一导入至Endnote X9 软件后由2 名独立的研究人员进行文献筛选工作。步骤为首先删除重复文献，然后通过阅读题目、摘要进行初筛，得到初步满足筛选条件的文献，再下载全文，通过阅读全文得到合格的文献。最后将2名研究人员的筛选结果进行对比，如有不一致，则与第三名研究人员共同讨论决定。

1.4 资料提取

对满足鉴定标准的文献进行阅读和资料提取。提取内容主要有第一作者、国家（地区）、发表年限、研究对象样本量、干预方案（运动类型、运动周期、运动时间、运动强度）以及结局指标，包括腰围（Waist Circumference，WC）、体脂百分比（Body Fat Percentage，BF%）、空腹血糖（Fasting Plasma Glucose，FPG）、高密度脂蛋白胆固醇（High Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C）、甘油三酯（Triglycerides，TG）、收缩压（Systolic Blood Pressure，SBP）、舒张压（Diastolic Blood Pressure，DBP）、身体质量指数（Body Mass Index，BMI）。

1.5 纳入文献质量评价

使用Cochrane 风险评价工具［7］对纳入的文献进行质量评估，主要从随机分组、分配隐藏、实施偏倚、测量偏倚、随访偏倚、报告偏倚及其他偏倚等6 个方面共7个条目进行判断，判断标准为低风险、未知风险和高风险。

1.6 数据统计分析

对所有数据采用Review Manager 5.3和Stata 16软件进行数据统计分析、异质性检验、敏感性分析、森林图制作等。结局指标采用均数差（mean difference，MD）或标准均数差（standardized mean difference，SMD）以及95%置信区间（95%CI）作为Meta分析的合并效应尺度。用P值和I2进行异质性判断，P≥0.1，I2≤50%，表明无统计学异质性，采用固定效应模型；P＜0.1，I2＞50%，表明存在统计学异质性，采用随机效应模型。

2 结果

2.1 文献检索结果

通过对PubMed、Embase、SPORTDiscus、the Cochrane library、中国知网、万方、维普等数据库的检索，共检索到文献1726 篇，导入Endnote X9 后，删除重复文献422篇后，剩余1304篇。通过阅读篇名、摘要后，排除1203篇，剩余101篇可能合格文献待筛选。经过进一步严格筛选，最终纳入符合条件的文献，共8篇［8-15］，包括10个研究。具体的文献筛选流程，如图1所示。

图1 文献检索流程图

2.2 纳入文献基本特征

最终纳入的8篇文献中，有英文文献6篇［8-12，15］，中文文献2篇［13，14，16］。所有研究均为随机对照干预实验，共包括337名肥胖儿童。运动干预形式均为有氧运动，包含游泳、跑步、快走、骑自行车等；干预周期最短为5周，最长为1 年；干预的频率主要是以每周3 次为主。具体纳入研究特征，如表1所示。

表1 纳入研究基本特征

2.3 发表偏倚结果

由图2 和图3 可知，纳入的研究存在一定的偏倚性，但是整体的文献质量尚可。由于代谢综合征是一种以多种单项指标来综合判定的慢性疾病，因此有部分研究报告并没有包含所有的结局指标［9，10，15］，这也导致偏倚风险增加。

图2 纳入文献偏倚评价表

图3 纳入文献偏倚汇总表

2.4 Meta分析结果

2.4.1 体重、BF%、BMI、WC效应量Meta分析

在纳入的文献中，分别有7 篇、7 篇、8 篇、5 篇文献报告了体重、BF%、BMI、WC 的统计数据，如图4 所示，有氧运动能够显著性降低肥胖儿童的体重（MD=-4.16kg，P＜0.01，95%CI：-5.92～-2.41），组间异质性较小（P=0.53，I2=0%），故采用固定效应模型；有氧运动能够显著性降低肥胖儿童的BF%（MD=-5.39，P＜0.01，95%CI：-8.57～-2.21），组间异质性较高（P＜0.1，I2=86%），故采用随机效应模型；有氧运动能够显著性降低肥胖儿童的BMI（SMD=-0.48，P＜0.01，95%CI：-0.63～-0.32），组间异质性较小（P=0.54，I2=0%），故采用固定效应模型；有氧运动能够显著性降低肥胖儿童的WC（MD=-3.08cm，P＜0.01，95%CI：-4.84～-1.32），组间异质性较低（P=0.79，I2=0%），故采用固定效应模型。

图4 有氧运动对身体形态的Meta分析结果

BF%的异质性较高（I2＞50%），故需要探讨异质性来源。使用敏感性分析逐个剔除体脂百分比的纳入研究，评估每一项研究对BF%的影响，结果显示当剔除任一篇文献后，合并效应量差别不大，Meta分析结果较稳定（见图5）。

图5 有氧运动对体脂百分比影响的敏感性分析结果

2.4.2 FPG效应量Meta分析

在纳入的文献中，各有6 篇文献报告了FPG 的统计数据。如图6 所示，单独有氧运动干预能够显著性降低肥胖儿童MS 患者的FPG 水平（MD=-5.66mg/dl，P＜0.01，95%CI：-11.39～-0.07），组间异质性较高（P＜0.1，I2=91%），故采用随机效应模型。

图6 有氧运动对FPG的Meta分析结果

FPG 的异质性较高（I2＞50%），故需要探讨异质性来源。使用敏感性分析逐个剔除FPG 的纳入研究，评估每一项研究对FPG 的影响，结果显示当剔除任一篇文献后，合并效应量差别不大，Meta 分析结果较稳定（见图7）。

图7 有氧运动对空腹血糖影响的敏感性分析结果

2.4.3 TG、HDL-c效应量Meta分析

在纳入的文献中，各有8篇文献报告了TG、HDL-C的统计数据。如图8所示，单独进行有氧运动能够显著性降低肥胖儿童MS患者的TG水平（MD=-30.27mg/dl，P＜0.01，95%CI：-38.30～-22.24），组间异质性中等（P=0.07，I2=43%），故采用固定效应模型；另外，有氧运动对肥胖儿童MS患者的HDL-C无显著性作用（MD=0.07，P=0.07，95%CI：-0.36～10.52），组间异质性较高（P＜0.1，I2=91%），故采用随机效应模型。

图8 有氧运动对血脂的Meta分析结果

HDL-C 的异质性较高（I2=91%），为探讨异质性来源，故使用敏感性分析逐个剔除所纳入的研究，分别评估每一项研究对HDL-C的影响（见图9），结果显示，当剔除任一篇文献后，合并效应量差别不大，Meta分析结果较稳定。

图9 有氧运动对HDL-C影响的敏感性分析结果

2.4.4 血压效应量Meta分析

在纳入的文献中，分别有5 篇、4 篇文献报告了SBP、DBP的统计数据。如图10所示，有氧运动能够显著性降低肥胖儿童MS患者的SBP（MD=-10.64mmHg，P＜0.01，95%CI：-14.81～-6.47），组间异质性较高（P=0.01，I2=67%），故采用随机效应模型；有氧运动能够显著性降低肥胖儿童MS 患者的DBP（MD=-4.33mmHg，P＜0.01，95%CI：-5.96～-2.71），组间异质性很低（P=0.24，I2=28%），故采用固定效应模型。

图10 有氧运动对血压的Meta分析结果

SBP 的异质性较高（I2=67%），为探讨异质性来源，故使用敏感性分析，逐个剔除所纳入的研究，分别评估每一项研究对SBP的影响（见图11），结果发现，当剔除某一篇文献后，合并效应量差别不大，Meta分析结果较稳定。

图11 有氧运动对SBP影响的敏感性分析结果

3 讨论

科学运动干预是辅助治疗代谢综合征的有效手段之一，但不同形式的运动带来的健康效应不同，有关单一运动形式作为独立干预手段对MS，尤其是肥胖儿童MS患者的作用效果的Meta分析研究鲜有报道，运动作为一剂“处方”治疗代谢综合征效果的剂量—效应关系尚待探究。该研究旨在分析独立有氧运动对肥胖儿童MS 患者的干预作用。通过对纳入文献的Meta 分析发现，每周进行3 次，干预周期为5 周～1 年的单纯有氧运动能够显著改善肥胖儿童MS 患者体重、WC、BMI、血压、TG及FBG等结局指标，但干预后肥胖儿童MS患者HDL-C 未见显著性升高，WC 指标显著降低但未能达到判定标准以下。

该研究通过Meta 分析发现，单独有氧运动能够显著改善肥胖儿童MS患者的身体成分及身体维度，干预后体重、BMI、BF%比以及WC 均显著性降低（P＜0.01）。但该研究结果显示，运动干预后肥胖儿童MS患者WC，虽由95.13±10.57cm降低至92.53±11.49cm，却未达到对于肥胖儿童MS 患者WC 指标的评定标准以下。Sigal 等［17］对肥胖儿童进行有氧运动干预后发现，6 个月的有氧运动干预后WC 从96.6±1.2cm 降低至93.6±1.3cm，显著性降低，但未低于评判标准，与该研究结果相一致。Lee等［18］研究也发现，3个月有氧运动能够显著降低肥胖女童内脏脂肪，但运动干预后WC变化幅度较小，未见显著性差异。提示独立有氧运动干预对肥胖儿童BF%和体重有显著改善作用，但干预后WC变化幅度有限。同时，该研究在合并BMI效应量数据后发现，运动干预后肥胖儿童MS 患者BMI 为27.98±8.74，仍处于超重或肥胖水平，未达到健康标准阈值。WC和BMI是判断中心性肥胖的重要依据，该研究结果显示，5 周至1 年独立有氧运动干预后，肥胖儿童MS 患者腹部脂肪堆积仍较多，不能使肥胖MS 患者BMI 恢复至健康标准。Dâmaso 等［11］研究发现，与单独进行有氧运动干预相比较，以抗阻和有氧相结合的运动形式对降低肥胖儿童内脏脂肪有更显著的作用，因此在干预周期较短的情况下可以通过增加其他运动形式来帮助治疗MS。肥胖MS治疗是一个持续漫长的过程，在短期内想获得显著效果，除了单纯的治疗手段外，健康观念、膳食结构等也是有效的辅助手段［19］。Eckel等［1］认为，6～12个月的运动干预及生活习惯的改善才能够完全治愈MS。控制饮食热量摄入是辅助有氧运动降低MS 患者体脂的有效方法。蒋志颖等［20］对52例肥胖儿童青少年进行为期1年的膳食热量控制和身体活动指导后，肥胖儿童青少年体脂率降低，骨骼肌质量增加的同时，肥胖相关代谢紊乱的检出率显著降低。该研究也发现，增加饮食热量控制会使单独有氧运动干预效果更好。在该研究结果中体脂百分比异质性明显（I2=86%），在对纳入文献进行异质性探究后发现，李娟等［13］研究对象是在减肥训练营中，在饮食上存在热量控制，运动干预后受试者体脂百分比降低约13%，显著高于其他研究中体脂百分比降低幅度（约3%），剔除李娟等人的研究后，异质性降低至I2=53%，此研究有可能是异质性的来源。因此，可以通过增加运动形式或配合饮食控制来辅助有氧运动干预中心性肥胖，从而治愈肥胖儿童MS。

血压是反应心血管健康的核心指标，改善血压能够降低肥胖儿童MS 患者发生心血管疾病风险。研究发现，与抗阻运动和混合运动相比较，有氧运动更能够降低肥胖儿童血压［17］。该研究结果显示，独立有氧运动干预能够显著降低肥胖儿童MS 患者的SBP 和DBP，与García-Hmermoso等［21］研究结果相一致。运动能够通过改善肥胖青少年血管内皮功能，来降低肥胖者的血压计心血管病发生风险［22］。有氧运动作为降低肥胖儿童血压的有效手段，能够通过促进脂肪分解，降低血液中的游离脂肪酸来降低血压，并通过神经内分泌调节作用减轻应激反应，增加一氧化氮/内皮素-1水平，降低血管紧张素Ⅱ来降低血压［23］，从而降低MS患者心血管疾病发生危险。该研究结果显示，单独的有氧运动干预就能够将肥胖儿童MS患者血压控制在标准阈值，能够有效提高心血管健康，从而预防心血管疾病的发生。

血液指标反映机体的糖脂代谢水平。TG和HDLC与儿童MS具有很强相关性，是预测儿童代谢综合征的指标［24］。该研究发现，独立有氧运动干预能够显著降低肥胖儿童MS患者的TG（93.91±72.18mg/dL），将其降低到MS判定标准以下，这与前人研究相一致［4］，但干预后HDL-C 未见显著性提高。可能原因是：首先，HDL-C 水平与身体脂肪含量密切相关，运动干预后肥胖儿童MS患者体重和BMI未达到标准阈值，反应内脏脂肪的WC仍处于患代谢综合征范围，这可能也是导致HDL-C未见显著性升高的原因；其次，HDL-C的变化受运动强度影响较大，与中、低强度运动相比较，高强度运动能够刺激HDL-C显著增加，而中等强度运动后HDLC未见明显变化［25］，不论是有氧运动还是抗阻运动，高强度的运动才能够刺激HDL-C显著升高［26］，想要大幅改善HDL-C可能需要更高强度的运动刺激。此外，该研究通过合并HDL-C 效应量数据后发现，干预前后HDL-C水平均符合儿童MS判定标准阈值，干预后难以出现显著性变化。可能是由于受试者处于儿童青少年阶段，肥胖相关代谢指标和临床表现异常现象在肥胖儿童青少年早期表征现象不明显［19］，所以儿童患MS后血液HDL-C未见明显降低。这也提示，应从多种结局指标维度识别儿童青少年肥胖及MS，以免耽误治疗疾病进程，增加成年期肥胖并发症发病率和病死率。

FPG是反映机体糖代谢及胰岛素敏感性的指标，该研究发现，对肥胖儿童MS患者进行独立有氧运动能够显著性降低FPG，与前人研究相一致［27］。与抗阻训练、综合性训练相比较，有氧运动对肥胖儿童空腹胰岛素水平和胰岛素指数降低关系更加密切［4］。但该研究结果异质性较高（I2=91%），在纳入分析的研究中，李娟等和马丽等［13，14］研究中均对受试者在饮食上进行一定控制，导致空腹血糖水平在干预后降低幅度较大，在排除潜在影响后，研究间的异质性降低至I2=4%。说明空腹血糖水平与饮食密切相关，García等［27］研究也发现以饮食热量控制干预辅助有氧运动会收到更好的效果。

在探讨可能的异质性来源中，该研究发现对受试者进行饮食上的控制对异质性有显著意义的影响，尤其是对于体脂百分比和空腹血糖这2 个指标。因此，虽然单独有氧运动能够有效改善肥胖儿童代谢综合征患者的核心判定指标，但是在进行运动干预的同时，施加饮食热量控制［28，29］及健康教育［30］等辅助手段，改善家庭饮食习惯，增加社区活动时间等［31］影响儿童青少年肥胖发生率的因素，能够增强有氧运动干预效果，对于长期维持治疗效果大有裨益。

4 局限和不足

第一，检索文献时，未能检索到数据库之外的灰色文献；第二，纳入文章数量较少，该研究旨在探讨单一运动形式干预对肥胖儿童代谢综合征的研究，同时符合单一运动形式和患有代谢综合征的肥胖儿童这两个特征的研究数量有限；第三，由于文献数量有限，未能对纳入文章进行民族、地区、年龄等亚组分析，这可能会对结果产生一定影响；第四，各研究间的设计存在一定的差异性，尤其是干预周期和干预时间，这也有可能会对结果造成影响。

5 结语

进行5 周至1 年的有氧运动干预能够显著降低肥胖儿童MS 患者的体重、BMI、体脂百分比、WC、血压、TG以及FPG等指标，但HDL-C未出现显著性升高，WC未恢复到判定标准以下。因此，独立有氧运动对干预肥胖儿童MS有积极作用，但不能治愈肥胖儿童MS。