韩奇 刘佳易 安楠 李雪阳 谢敏豪

1 国家体育总局运动医学研究所，国家运动营养测试研究中心，国家体育总局运动营养重点实验室（北京 100029）

2 北京体育大学运动人体科学学院（北京 100084）

3 清华大学丘成桐数学科学中心（北京 100084）

运动疗法在2 型糖尿病（type 2 diabetes melli⁃tus，T2DM）患者的早期治疗中扮演着重要角色，在预防和治疗T2DM 中有广泛应用[1]。“大庆糖尿病流行病学调查”研究了不同生活方式对T2DM 发病率及生活质量的影响，提示在饮食摄入相似的前提下，增加运动量可以降低糖尿病的发生率[2]。T2DM与静坐少动生活方式具有关联[3]，推广运动疗法具有重要意义[4]。美国糖尿病学会和运动医学学会推荐糖尿病患者每周完成2～3 次抗阻训练和≥5 次30 分钟的有氧训练[5]。中等强度持续运动（moderate intensity continuous train⁃ing，MICT）占用时间长，患者依从性较差，而高强度间歇运动（high intensity interval training，HIIT）耗时较短、依从率高[6]。Hollekim-Strand 等报道，与MICT 相比，HIIT 可以更好地增强心肺功能、提升峰值摄氧量（VO2peak）[7]。细胞分子生物学机制的研究方面，HIIT 在改善T2DM 患者心血管疾病风险因子上同样有优于MICT的报道。例如，Koh等研究发现，HIIT可以增加骨骼肌当中的线粒体含量，增加有氧代谢功能，增加肌糖原和血糖的消耗，同时降低骨骼肌中脂滴的大小[8]。Alvarez等研究发现，HIIT可以改善血脂异常、空腹血糖和血脂异常相关的高血糖症[9]。为了进一步探讨HIIT与MICT 对T2DM 患者血糖控制和心血管疾病风险因子的影响，本文比较HIIT与MICT对T2DM患者干预效果的差异，为T2DM 患者选择HIIT 的运动方式提供参考[7]。

1 研究方法

1.1 纳入标准

纳入荟萃（Meta）分析的标准如下：1）受试者年龄大于30 岁，患有2 型糖尿病且无其他严重影响受试者健康的并发症；2）开展了HIIT 和MICT 的对照实验，干预时间大于或等于8 周；3）实验期间保持原有用药和膳食习惯；4）报告了干预前后血糖和心血管风险因子指标。

1.2 文献检索

采用关键词结合医学主题词（MeSH）搜索策略，检索中国知网、万方数据、Pubmed/Medline、Cochrane Li⁃brary、SPORTDiscus 数据库，检索时间限定为2010年6月1日至2021年4月18日，且为学术期刊论文。英文检索词有：diabetes，type 2 diabetes mellitus，T2D，T2DM，exercise，training，aerobic exercise，moderate intensity continuous training，MICT，high intensity in⁃terval training，interval training，HIIT。中文检索词有：2型糖尿病、高强度间歇运动、中等强度持续运动。

两名研究人员独立完成文章初筛和纳入文献基本信息（国家、年份、作者）、受试者信息、运动干预内容、干预前后效应指标变化的统计，存在争议时由另一名高级研究人员协商解决。

1.3 数据整理与分析

使用RevMan5.3 软件分析数据，评价偏移风险、合并效应、敏感性分析等。HIIT组与MICT组的组间差异采取随机效应模型计算不同研究间的加权均数差（WMD）。若纳入研究仅给出平均值与标准误（SE），将SE换算为标准差（SD）。例如，Mitranun等[10]仅汇报SE，我们将SE 换算为SD 后进行统计分析。此外，若指标在转换为SD之后数值较其他组差距较大（可能是由于受试者间存在较大的个体差异所致），使用WMD 时该研究权重为0%，则该指标使用标准均数差（SMD）统计分析。本文报告了SMD 的指标有空腹血糖、糖化血红蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）和血脂四项。

采用Q 检验并结合I2进行异质性分析，当P≥0.10时，不同研究间不存在异质性或异质性可以忽略。当P<0.10时，不同研究间存在异质性，I2<0.4时异质性可以忽略；0.4≤I2≤0.6 时，不同研究间存在中等的异质性；I2>0.6 时，不同研究间的异质性较高。异质性高时，去除单项研究（设置权重=0%），讨论异质性来源，并观察敏感性。

2 结果

2.1 文献检索结果

共检索出相关文献1486 篇（Pubmed 933 篇，Co⁃chrane Library 494篇，SPORTDiscus 59篇，其他来源1篇），通过文体、发表时间去除论文1024 篇，剔除研究目的和研究设计不符合纳入要求的445 篇，剔除数据不完整4篇，最终纳入研究13篇。

2.1.1 纳入文献的基本情况

纳入研究的基本情况如表1所示。共纳入337 位糖尿病患者，其中172 位患者参加了HIIT，165 位患者参加了MICT。研究分别来自丹麦3篇，美国1篇，法国1篇，加拿大1篇，挪威2篇，澳大利亚2篇，葡萄牙1篇，埃及1篇，泰国1篇。训练干预8～52周，每周2～5次，受试者保持原有的用药情况和膳食习惯。受试者如在随访过程中停用了降糖药，则剔除该受试者后进行数据分析，例如，Terada 等[11]在研究过程中有一位受试者停药，该研究在计算HbA1c 和空腹血糖时将该被试者剔除。

表1 纳入研究基本情况（n=13）

（续表1）

（续表1）

2.1.2 偏倚性评估

两位研究人员独立地完成偏倚评价，未达成一致时由另一位高级研究人员进行判定。分别从选择性偏倚（随机抽样、随机分组）、实施偏倚（对受试者和实验人员是否采用盲法实验）、测量偏倚（对实验操作员是否采用了结局盲法）、随访偏倚（结果的完整性）、选择性报告偏倚和其他偏倚进行评价，偏倚风险评价见图1。

图1 纳入研究的偏倚风险评价图

2.2 HIIT与MICT干预效果对比

2.2.1 对人体测量学指标的干预效果对比

体重：10篇研究报告了240位患者，体重数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT 与MICT 组干预效果WMD=0.83（95%CI:0.03～1.64，P=0.04），HIIT在降低体重方面的效果优于MICT（见图2A）。

身体质量指数（body mass index，BMI）：10 篇研究纳入272 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT 与MICT 组干预效果WMD=0.32（95%CI:0.02～0.61，P=0.04），HIIT 在降低BMI 方面的效果优于MICT（见图2B）。

体脂百分比（percentage of body fat，%Fat）：8 篇研究纳入了201 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT 与MICT 组干预效果WMD=0.11（95%CI:－0.46～0.69，P=0.70），无显着差异（见图2C）。

腰围：7 篇研究纳入179 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT与MICT组干预效果WMD=0.18（95%CI:－0.72～1.07，P=0.70），无显着差异（见图2D）。

腰臀比（waist to hip ratio，WHR）：4 篇研究纳入了101位患者，数据存在异质性（P<0.10，I2=96%），HI⁃IT 与MICT 组干预效果WMD=0.03（95%CI:－0.03～0.09，P=0.33），无显着差异；去除Hwang 等[16]的研究时，异质性减小至无（P>0.10，I2=0%），进一步分析认为该研究可能夸大了HIIT对WHR的效果，去除该研究后WMD=0.02（95%CI:0～0.03，P=0.03），即HIIT在降低WHR方面的效果优于MICT（见图2E）。

图2 HIIT与MICT对T2DM患者人体测量学指标的影响对比

2.2.2 对VO2peak和安静心率干预效果的对比

VO2peak：11 篇研究纳入289 位患者，数据存在中等程度的异质性（P<0.10，I2=51%），HIIT与MICT组干预效果WMD=1.89（95%CI:0.64～3.14，P=0.00），HIIT提升VO2peak的效果优于MICT（见图3A）。

安静心率（resting heart rate，RHR）：5 篇研究纳入143 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT与MICT组干预效果WMD=0.06（95%CI:－1.50～1.63，P=0.94），无显着差异（见图3B）。

图3 HIIT与MICT对T2DM患者的VO2peak和安静心率的影响对比

2.2.3 对空腹血糖、空腹胰岛素、HbA1c 和胰岛素抵抗指数干预效果的对比

HbA1c：12 篇研究纳入300 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT 与MICT 干预效果SMD=0.25（95%CI:0.02～0.48，P=0.03），HIIT在降低HbA1c方面的效果优于MICT（见图4A）。

空腹血糖：8 篇研究纳入180 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT 与MICT 干预效果SMD=0.14（95%CI:－0.16～0.43，P=0.37），无显着差异（见图4B）。

空腹胰岛素：5篇研究纳入122位患者，数据存在较高异质性（P<0.10，I2=75%）。进一步分析发现，去除Sabag等[12]的研究后数据存在中等程度异质性（P>0.10，I2=41%），说明该研究可能夸大了HIIT对空腹胰岛素的干预效果，去除Sabag 的研究后HIIT 与MICT 组干预效果WMD=12.37（95%CI:0.38～24.36，P=0.04），HIIT在降低空腹胰岛素方面的效果优于MICT（见图4C）。

胰岛素抵抗指数（homeostatic model assessment for insulin resistance，HOMA-IR）：8 篇研究纳入222位患者，数据存在中等的异质性（P<0.10，I2=59%），HIIT 与MICT 干预效果WMD=0.04（95%CI:－0.29～0.37，P=0.82），无显着差异；去除Hwang 等[16]的研究时，异质性减小至无（P>0.10，I2=0%），进一步分析认为该研究可能夸大了HIIT 对HOMA-IR 的效果，去除该研究后WMD=－0.19（95%CI:－0.37～0.00，P=0.05），无显着差异（见图4D）。

图4 HIIT与MICT对T2DM患者空腹血糖、空腹胰岛素、HbA1c（%）和HOMA-IR的影响对比

2.2.4 对血脂四项干预效果的对比

总胆固醇（total cholesterol，TC）：10 篇研究纳入256位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT与MICT 组干预效果SMD=0.27（95%CI:0.02～0.52，P=0.03），存在显着差异（见图5A）。

高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）：11 篇研究纳入271 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=0%），HIIT 与MICT 干预效果SMD=0.09（95%CI:－0.15～0.33，P=0.44），无显着差异（见图5B）。

低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cho⁃lesterol，LDL-C）：10篇研究纳入256位患者，数据存在异质性（P<0.10，I2=67%），HIIT 与MICT 组干预效果SMD=0.17（95%CI:－0.28～0.62，P=0.46），无显着差异；去除Karstoft 的研究后，异质性减小（P>0.10，I2=37%），进一步分析认为该研究可能夸大了HIIT 对LDL-C 的干预效果，去除该研究后SMD=0.00（95%CI:－0.33～0.34，P=0.99），无显着差异（见图5C）。

甘油三酯（triglyceride，TG）：11篇研究纳入271位患者，数据不存在异质性（P=0.10，I2=37%），HIIT 与MICT 组干预效果SMD=0.19（95%CI:－0.12～0.50，P=0.24），无显着差异（见图5D）。

图5 HIIT与MICT对T2DM患者血脂四项的改善作用对比

2.2.5 对血压干预效果的对比

收缩压（systolic blood pressure，SBP）：9篇研究纳入251 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=18%），HIIT与MICT组干预效果WMD=0.26（95%CI:－2.44～2.97，P=0.85）（见图6A）。

舒张压（diastolic blood pressure，DBP）：9 篇研究纳入251 位患者，数据不存在异质性（P>0.10，I2=63%），HIIT 与MICT 组干预效果WMD=－0.19（95%CI:－1.15～0.77，P=0.70），均无显着差异（见图6B）。

图6 HIIT与MICT对T2DM患者血压影响的对比

3 讨论

近些年来，HIIT 备受关注，在T2DM 患者中的应用和报道逐渐增加，然而，其功效是否优于MICT，以及其安全性尚未得到大规模的流行病学双盲随机对照研究验证。

本文纳入统计的文献采用了70%～100%强度的HIIT 运动，干预期间无心血管意外和心血管损伤事件发生，仅报道1例因注射胰岛素引起低血糖伴头晕和1例呼吸急促（2人休息和补水后均自行恢复并完成了后续实验）[16]，可见HIIT 在无严重并发症T2DM 患者的治疗当中是安全的。

T2DM 与心血管疾病（cardio vascular disease，CVD）具有部分共同的风险因子，例如，家族史、增龄、高血压、高血糖、脂肪代谢紊乱（TC、TG、LDL-C 上升，HDL-C 下降）、肥胖、静坐少动的生活方式。由于T2DM常伴随着炎症反应的发生，而血管内膜炎症可以引起斑块的形成并发展为动脉粥样硬化，说明T2DM的发生与发展会进一步提升CVD风险。

虽然HIIT 在改善空腹血糖、TG、TC、HDL-C 和LDL-C 方面，不同研究之间存在差异，但是综合来说，在HIIT与MICT的对比中发现，HIIT在改善T2DM患者体重、BMI、空腹胰岛素、HbA1c、WHR、VO2peak方面的效果优于MICT；而在改善T2DM 患者体脂率、腰围、空腹血糖、HOMA-IR、血压、安静心率和血脂四项上不具有显着差异，其中血压和血脂方面的结果与Jung等[6]的研究具有一致性。

胰岛素抵抗是T2DM 普遍存在的现象和致病因素，通过运动训练加强骨骼肌对葡萄糖的消耗，从而改善胰岛素受体底物（insulin receptor substrate，IRS）敏感性，可以达到改善血糖调控的作用。Hafstad 等[22]研究发现，与MICT相比，HIIT显着增加心肌重量，提高柠檬酸合成酶活性、糖的利用率（36%）和VO2peak。Little等[23]发现，两周HIIT 训练后，T2DM 患者餐后血糖显着下降，骨骼肌柠檬酸合成酶活性提高20%，复合物Ⅱ的70 kDa亚基（ComplexⅡ70 kDa subunit）蛋白表达提升37%，复合物Ⅲ核心蛋白2 型亚基（Complex ⅢCore 2 protein）蛋白表达提升51%，复合物Ⅳ蛋白表达提升68%，线粒体融合蛋白（Mitofusion）表达提升71%，葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter type 4，GLUT4）表达提升369%。

HbA1c、空腹血糖和HOMA-IR是评价血糖控制效果的重要指标。HbA1c 与血糖水平成正相关，并且通过了验证[24]。本研究发现HIIT降低HbA1c的效果优于MICT。尽管HIIT 和MICT 在空腹血糖以及HOMA-IR指数方面不具有显着差异，但HIIT 在改善HbA1c 方面具有更为积极的作用（P<0.05），与有关研究一致[25]。

5篇研究纳入了空腹胰岛素指标，从结果可见HIIT降低空腹胰岛素的效果优于MICT（P<0.05）。空腹胰岛素降低可能与HIIT影响合成胰岛素的基因表达变化有关，例如，Koranyi等[26]发现大鼠每周6天15%的坡度跑（90 min，25 m/min）3周后，胰腺葡萄糖激酶和胰岛素原（proinsulin）的mRNA 水平显着降低。此外，Slentz等[27]发现运动训练可以直接影响T2DM 患者胰岛B 细胞的功能，改善患者的糖耐量。

肥胖、血脂异常和高血压是T2DM 和CVD 的风险因子。尽管HIIT 和MICT 在改善腰围和体脂率上不具有显着差异（P>0.05），但HIIT 在降低体重、BMI 和WHR 方面更为有效（P<0.05）。本研究中HIIT 与MICT仅在改善TC 方面优于MICT（P<0.05），但在HDL-C、LDL-C 以及TG 方面无显着差异（P>0.05），与Liu 等[25]的分析一致。HIIT 提升VO2peak的效果优于MICT（P<0.05），但是在改善RHR、DBP、SBP方面与MICT不具有显着差异（P>0.05），说明HIIT没有起到比MICT更好的改善RHR和血压作用，与Tjonna[28]等的研究一致。

本文纳入的13 项研究干预时间最短持续8 周，最长持续52周，平均持续15.2周，其中持续12周的研究5项、持续16周的研究3项、持续11周的研究2项、持续8周的研究2 项、持续52 周的研究仅1 项。由于本研究的变量为运动方式，干预时间为无关变量，因此，本文未开展不同干预时间对T2DM 相关指标影响的分析。未来，可以从干预时长角度分析，探讨不同干预时间的HIIT对T2DM的干预效果。

4 结论

综上，HIIT 可改善2 型糖尿病患者的血糖控制情况，降低部分心血管疾病风险因子（如，体重、身体质量指数、腰臀比），且在改善2型糖尿病患者体重、身体质量指数、腰臀比、空腹胰岛素、糖化血红蛋白、峰值摄氧量、总胆固醇方面的效果优于MICT。二者在改善空腹血糖、胰岛素抵抗指数、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯和血压上不具有显着差异。持续8～52 周、每次20～60 分钟的HIIT 在改善2 型糖尿病患者的血糖控制、体重管理、血压、血脂异常和运动能力方面是安全的，同时起着积极的作用。