久坐行为间断干预对血糖、胰岛素和血脂影响的系统综述与Meta分析

2018-08-01 05:57马生霞曹振波
中国体育科技 2018年4期
关键词:甘油三酯步行综述

马生霞,曹振波



久坐行为间断干预对血糖、胰岛素和血脂影响的系统综述与Meta分析

马生霞,曹振波

上海体育学院, 上海 200438

目的:久坐行为间断干预备受关注,其间断方式因涉及因素多(间断频率、间断时长及强度)而呈现多样化。从间断前静坐时长、间断时长以及间断时身体活动强度的角度综述久坐行为间断干预对血糖、胰岛素和血脂的影响并进行Meta分析,为久坐间断干预制定提供参考依据。方法:在Pubmed、Google学术、CNKI检索截止2017年11月的英文和中文的原始研究文献。筛选久坐行为间断干预对糖脂代谢影响的研究,结局指标至少包括一项有关血糖、胰岛素和血脂的指标。由一名作者按照拟定方案对纳入的研究进行数据提取,并进行质量评分,再由另一名作者进行复核;对符合纳入标准的文献进行系统综述,并根据文献可提取数据的情况进行Meta分析。结果:共29项研究符合纳入标准,Meta分析了其中18项探讨久坐过程中每20 min进行2 min(2/20 min,9项)和每30 min进行100 s~5 min(100 s-5/30 min,9项)身体活动间断干预对糖脂代谢影响的研究,对其它久坐间断方式和结局指标的研究进行了综述。结果显示,2/20 min和100s-5/30 min的低强度和中高强度步行间断干预均可降低身体活动不足的超重/肥胖者餐后血糖和胰岛素的曲线下面积(AUC)/曲线下面积增加值(iAUC),对2型糖尿病或血糖调节受损的中老年人中效果更显著;而对于身体活动不足的正常体重健康人只有中高强度步行间断干预可降低餐后血糖的AUC/iAUC;并且这种间断方式可降低次日甘油三酯的AUC/iAUC。其它类型的久坐行为间断方式研究较少,不能得出一致的结论。结论:久坐行为间断干预对血糖、胰岛素和血脂的效应依间断方式各要素(间断频率、间断时长、间断强度)以及受试者健康状况的不同而不同。短暂频繁的低强度身体活动间断干预(如2/20 min,3-5/30 min)即可改善身体活动不足的超重/肥胖者餐后血糖和胰岛素应答,在中老年人群和血糖异常者中效果更好;对于身体活动不足的正常体重健康者可能需要更高强度的身体活动(如MVPA)间断干预以改善血糖、胰岛素和甘油三酯;对甘油三酯的效应可能具有滞后性。然而,短暂频繁的间断干预实际应用性较低,今后需要对可接受性较高的久坐行为间断干预方式(较低的间断频率、较短的间断时长)进行更多的探讨。

久坐行为;身体活动;血糖;胰岛素;血脂

久坐行为(Sedentary behavior,SB)——人体清醒时坐姿或卧姿时一类低能量消耗(≤1.5METs)的行为,这一概念区别于身体活动不足(Physical Inactivity)——没有进行足够的中高强度的身体活动(如没有达到指定的身体活动指南)[68]。随着经济社会的发展和科学技术的进步,人们在工作、交通以及日常生活中所需要的身体活动量大幅减少,而工作、休闲和交通出行时的屏幕时间(用于电脑、手机、电视和电子娱乐等设备的时间)以及久坐行为所占的比重越来越大,多坐少动已成为现代人普遍的生活方式。美国国家调查研究及Meta分析结果显示[35,49,23,61],成人每天在工作、交通和休闲时累积久坐时间达10 h或更多。近10年来,越来越多的证据表明,过度的久坐行为与健康之间具有不利关联[63,66,71,74,11,14,16,31]。久坐会导致腿部血流量减少,动脉血管壁的摩擦力降低,血管扩展能力下降[72],进而导致下肢脉管系统的致动脉粥样化血液动力学环境恶化,从而增加患病风险[60]。此外,系统综述和Meta分析结果显示,久坐行为与代谢综合征、2型糖尿病(T2D)、心血管疾病、癌症等疾病的发病以及全因死亡风险的增加密切相关[62,78,30,25,11,79,48,2,71,1],并具有剂量效应关系[16,31,13,78,11]。而且,一些高质量Meta分析结果表明,久坐行为对健康的不利影响是独立于中高强度身体活动而存在的[11,13,31]。因此,对于久坐人群,除了增加中高强度的身体活动,达到身体活动推荐量外,还需要避免长时间的久坐行为[24]。

当今时代坐姿主导的工作、学习生活模式下,很难做到大量的减少久坐行为。通过多次短暂的间断活动将长时间静坐少动的行为分割成较短时长的静坐行为,其目的是通过将久坐行为碎片化而降低或消除长期久坐对健康的不良影响。久坐行为间断(Breaking up prolonged sitting,BPS)在加速度计中是指最小的加速度计计量段的从坐姿状态到活动状态的转变[15],即两次久坐之间的非久坐时间[73]。2008年,Healy等学者通过加速度计测量的数据发现[37],久坐时有更频繁间断的人相比于持续久坐的人,心血管代谢状况更好。自此,开启了久坐行为间断研究的大门。近10年来,越来越多的观察性研究[39,38,17,67,8]和短期干预研究(<5天)[26,3,41,47,40,42]表明,频繁的久坐间断可改善心血管代谢风险指标。然而,久坐行为间断干预方式涉及因素较多(不同的间断频率、间断时长及强度)而呈现多样化。虽然已有2015年发表的久坐行为间断研究的综述[9]和Meta分析[15],但因纳入的研究较少,其目的只局限于探讨久坐行为间断是否有健康效应,而没有从各涉及因素的角度分类分析不同久坐行为间断干预方式的健康效应。这种分类分析的研究(如多少的间断频率、间断时长、间断强度有效?)在制定定量化的久坐行为指南中是非常有必要的。随着近两年大量相关研究的出现,为细化、定量化的综述研究提供了条件。近几年,一些国家在身体活动指南中增加了久坐行为指南,绝大多数是针对儿童青少年屏幕时间每天<2h和减少持续久坐时间的定性建议[4,36,33,52,43],个别国家针对成人也给出了尽量减少久坐时间,经常间断长时间坐姿行为的推荐建议[36,43],但都缺乏定量化的推荐量。因此,本研究旨在从久坐行为间断频率、间断时长以及间断强度的角度综述现有的久坐行为间断干预对糖脂代谢影响的实验并进行Meta分析,为定量化久坐行为指南的制定提供依据。

1 研究方法

1.1 文献来源及检索

本综述和Meta分析中遵循了系统评价和Meta分析指南的首选报告项目指南(PRISMA)标准[59]。通过在Pubmed(自由词和MeSH词)、Google学术(自由词)、CNKI(自由词)等电子文献数据库检索发表的久坐行为间断干预对糖脂代谢影响的研究,结局指标包括血糖、胰岛素、C肽和血脂指标。搜索2017年12月前的英文和中文的原始研究文献,不限制出版日期。检索词包括:(sit OR sitting OR sedentar*)AND(break OR breaking OR breaks OR interrupting OR interruption OR accumulat*)AND(physical activity OR exercise OR standing OR walk OR walking OR run OR running OR cycle OR cycling OR resistance)AND(glucose OR glycaemic OR glycemic OR glycaemia OR glycemia OR insulin OR lipid OR lipids OR lipaemia OR triglyceride OR triglycerides OR triacylglycerol)AND(humans[MeSH]);由于中国该领域研究甚少,所以使用了限制少的“久坐行为”和“静坐行为”两个检索词。检索到的文献依次通过标题、摘要筛选,然后提取全文进行评估;最后,追踪筛查出的文献的参考文献以补充电子文献数据库检索遗漏文献;筛选流程图见图1。

1.2 文献筛选

文献纳入标准为:1)英文或中文文献;2)针对成人(≥18岁)的久坐行为间断干预作为自变量的原始研究;3)以连续久坐行为为对照条件的随机对照干预研究;4)至少包括一项相关的糖脂代谢指标,如血糖、胰岛素、c肽和甘油三酯;5)久坐行为间断干预方式中间断前静坐时长大于间断时长。

Figure 1 The Flow Chart of Search Results

1.3 数据提取和质量评估

由一名作者按照拟定方案对纳入的研究进行数据提取,并进行质量评分,再由另一名作者进行复核,如果发现同一研究的多篇文献从最近发表的文献中提取。提取内容包括,第一作者,发表年份、样本量、受试者信息(性别、年龄、BMI、健康状况、身体活动水平)、研究设计、干预方式、结局指标、干预条件与对照条件下糖脂指标检测值。

使用由Kmet(2004)等制定的研究质量评价清单对所纳入研究进行质量评价[45]。根据14项标准对每一项研究进行评分(“是”=2,“部分”=1,“否”=0;见表1)。不适用于特定研究设计的项目被标记为“不适用”,并且不包括在总分的计算中;通过实际得到的相关项目总分除以应得分计算每项研究的质量评分。

表1 定量研究质量评估清单

注:斜杠前数字表示达到标准的实际文献数,斜杠后数字表示共纳入的文献数,括号中数字表示达标率(%)。

1.4 数据综合与分析

从间断频率和间断时长的角度对各研究进行分类,标准化各研究中的结局指标,并统一各研究中的结局指标单位,对相同结局指标进行Meta分析。各研究具有同质性时,使用固定效应模型;异质性时(Meta分析异质性检验≤0.10,I2>50%),首先找出引起异质性大的研究寻找原因,进行亚组分析,找不出明确的原因时,采用随机效应模型。为解决各研究之间的差异性,使用倒方差法(inverse variance),为离散度较小的研究赋予较大的权重。使用干预条件与对照条件间的均数差(MD)表示效应量,无法统一结局指标单位时采用标准化均数差(SMD)表示。若达不到Meta分析要求(如提取不到相关数据、相关研究很少),则进行综述讨论。结局指标使用曲线下面积(AUC)或曲线下面积增加值(iAUC)表示,由于AUC和iAUC属于同一范畴的概念,在反映同一指标的变化趋势上基本一致,所以,放在一起进行Meta分析。由于动态血糖监测系统(CGMs)通过监测组织间隙葡萄糖浓度来反映血糖状态,并且监测时间长、数据量较大,导致CGMs所得AUC或iAUC指标值与采集静脉血或指血测得的值差异大,因此对使用CGMs监测血糖的研究进行单独的Meta分析。Meta分析使用RevMan 5.3软件(国际Cochrane协作网制作)。

2 结果

2.1 文献检索结果

通过检索词在Pubmed检索到5 834篇文献,通过标题排除5 693篇、进一步通过摘要排除109篇,最后对32篇文献进行全文通读审核后,最终纳入19篇文献。Google学术检索到6 850篇文献,经标题筛选排除 6 804篇,再去重(同Pubme检索结果)、摘要筛选后排除34篇,最后对剩余12篇文献进行了全文通读审核,最终纳入了10篇。在中国知网检索到93篇文献,经标题筛选排除91篇,摘要筛选排除2篇,最终纳入0篇。本文最终合计纳入29篇文献(表2)。

2.2 纳入文献概况

所纳入研究的质量评价总结见表1,质量评分及各研究概括见表2,所有研究均为随机交叉干预研究,其质量分数均在70%以上。除3项研究在模拟自由环境下完成外[28, 29, 12],其余均在实验室环境下完成。29项研究均为短期干预研究(≤ 5天)。每一研究均包括久坐对照条件和至少1种间断干预条件,两两干预间为消除上一干预的滞后效应,除Brocklebank(2017)等的研究洗脱期为1天外[12],其它研究的洗脱期均≥3天。每一干预前至少24 h作为稳定期限制日常活动外的其它身体活动,尤其是中高强度身体活动,并且同一研究的不同干预条件提供标准化饮食。所有纳入研究的受试者均为身体活动不足或很少进行身体活动的人。按间断频率和间断时长分,研究较多的依次为久坐过程中每20 min进行2 min间断(2/20 min)的研究9项、每30 min进行100 s~5 min间断(100 s~5/30 min)的研究9项、每60 min进行5~8 min间断(5~8/60 min)的研究3项(其中1项也有2/20 min),其它间断方式的研究9项。

2.3 发表偏倚和异质性

由于按间断频率、间断时长、间断强度以及指标的不同测试法(如血糖的血液直接测试,血糖的CGMs间接测试)逐级分类后,可纳入Meta分析的研究较少,可能会高估偏倚效应,因此本文不进行发表偏倚的报告。

图2至图5总结了各Meta分析中各个研究间的异质性。每 20 min(图2b、b1)和每30 min(图4b)进行1次间断干预相对久坐对照条件在血糖应答的研究中存在异质性外,其余各间断干预方式对糖脂指标影响的研究均具有同质性。

2.4 敏感性分析

本文对纳入研究数量较多的Meta分析,通过排出相对不健康受试者(超重/肥胖或/和血糖异常)的研究进行敏感性分析,其结果显示每20 min进行1次的低强度(LPA)间断干预对血糖和胰岛素影响以及每30 min进行1次的LPA间断干预对血糖的影响从有统计学效应转为无统计学效应。对于纳入研究数量较少的Meta分析,不适合排除某一研究的方法进行敏感性分析,但各单项研究显示的结果与Meta分析结果均基本一致。

表2 29篇纳入文献基本情况

注:GLU:血糖; INS:胰岛素; TG:甘油三脂; T-chol:胆固醇; HDL-C:高密度脂蛋白; LDL-C:低密度脂蛋白; NEFA:游离脂肪酸; apoA1:载脂蛋白A1; apoB:载脂蛋白B

2.5 不同频率的久坐行为间断干预对糖脂指标的影响

2.5.1 每20min进行1次的间断干预

久坐过程中2/20 min的间断干预研究共有9项(表2: 1-9),间断时长均为2 min,间断活动有站立以及低强度(LPA)、中高强度(MVPA)步行,多数研究(6/9项)的实验总时长为6~7 h,累计间断14~17次,共合计间断时长为28~34 min。对可提取数据的研究进行Meta分析见图2和图3。

血糖:图2a-c显示了2/20 min的站立以及LPA和MVPA步行间断干预对餐后血糖AUC/iAUC影响的Meta分析结果。采用站立间断干预方式研究的Meta分析结果表明(图2a),站立间断干预对健康青年人餐后血糖应答没有显著影响(合并效应量0.19[CI,-1.90~2.28])。LPA(图2b)和MVPA步行间断(图2c)干预方式的Meta分析结果显示,两种干预方式均可显著降低餐后血糖的增加(LPA:合并效应量-1.22[CI,-1.87~-0.57];MVPA:iAUC合并效应量-0.67[CI,-1.08~-0.26])。但是,剔除以超重/肥胖中老年人为受试者的两个研究[Dunstan(2012)和Larsen(2015)],只保留正常体重的健康中青年为研究对象的研究进行Meta分析结果显示(图2b1),LPA步行间断干预方式降低餐后血糖增加的效应消失(合并效应量-0.84[CI,-2.06~0.38])。一项没有纳入到Meta分析的利用CGMs评价血糖状态的研究发现[12],站立间断和LPA步行间断均可显著降低超重中老年人群的5h血糖的iAUC。此外,由图2d-e可见,LPA步行间断相比于站立间断(AUC合并效应量-3.67[CI,-5.77~-1.58]),MVPA步行间断相比于LPA步行间断(iAUC合并效应量-1.25[CI,-2.33~-0.17])均显著降低了餐后的血糖应答;说明随着间断强度的增加,餐后血糖的应答幅度降低。

注:结局指标为血糖 AUC/iAUC;单位mmol/L·h

Figure 2 The Effects of Sitting with 2-minute Bouts of Physical Activity Every 20 minutes on Postprandial Glucose Response

胰岛素:由图3a-b可见,2/20min的LPA步行间断(合并效应量-26.2 [CI,-42.1~-10.3])和MVPA步行间断(合并效应量-13.8[CI,-25.9~-1.6])均可有效降低餐后胰岛素应答,但是两种干预方式的改善效果程度上并没有差异(合并效应量-0.04[CI,-15.5~15.4];图3c)。然而,剔除以超重/肥胖中老年为受试者的研究[Dunstan(2012)和Larsen(2015)],只保留正常体重的健康中青年为受试对象的研究进行的Meta分析显示(图3a1, 3b1),LPA和MVPA步行间断干预方式降低餐后胰岛素应答的效应消失(LPA:合并效应量-26.8[CI,-74.4~20.7];MVPA:iAUC合并效应量-4.5[CI,-20.4~11.5])。

Figure 3 The Effects of Sitting with 2-minute Bouts of Physical Activity Every 20 Minutes on Postprandial Insulin Response

血脂:2/20 min间断干预对血脂影响的研究有2项。Bailey(2015b)等研究表明[6],共14次累积28min的站立或LPA步行间断干预后,甘油三酯、总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇浓度均无显著性变化;Larsen(2015)等在为期3天的间断干预研究中也表明[47],无论是1天,还是连续3天的LPA步行间断干预,餐后甘油三酯应答均无显著性变化。

2.5.2 每30 min进行1次间断干预

久坐过程中每30 min进行1次间断干预的研究共有9项(表2: 10-18),间断时长为100 s~5 min,间断活动有站立以及LPA和MVPA步行,实验总时长为7~8 h,累计间断10~18次,合计间断时长30~60 min。对可提取数据的研究进行Meta分析结果见图4~图5。

血糖:图4a-c显示3~5/30min的LPA步行间断或100s~2/30min的MVPA步行间断对间质葡萄糖iAUC和血糖的AUC/iAUC影响的Meta-分析结果。由图4a-b可见,LPA步行间断可显著降低餐后间质葡萄糖(iAUC合并效应量-59.0[CI,-77.6~-40.4])和血糖应答(iAUC合并效应量-2.47[CI,-3.69~-1.25])。图4b显示有显著的异质性,通过亚组分析显示(图4b1),剔除超重/肥胖且患有2型糖尿病(T2D)受试者的研究后(Dempsey2016b),Meta-分析转为同质性,且仍具有统计学效应(iAUC合并效应量-2.08[CI,-3.33~-0.82]),但需注意的是,Henson(2016)和Mccarthy(2017b)两项研究的受试者均为超重/肥胖的血糖调节受损或T2D高风险者。Henson(2016)等的研究还发现,站立间断也可有效降低餐后血糖应答。由图4c可见,100 s~2 min的MVPA步行间断干预有效降低了健康青年受试者餐后血糖应答(iAUC合并效应量-1.92[CI,-3.14~-0.70])。

胰岛素:由图5a-b可见,3~5/30 min的LPA或100 s~2/30 min的MVPA步行间断干预均可有效降低餐后胰岛素应答(LPA: iAUC合并效应量-140.3[CI,-200.0~-80.6]; MVPA: iAUC合并效应量-0.32[CI,-0.59~-0.05])。但需说明的是,LPA间断干预研究中,除Mccarthy(2017a)等的研究对象为正常体重健康的中青年外,其余3项研究对象均为超重/肥胖的中老年T2D或T2D高风险者或血糖调节受损者。

Figure 4. The Effects of Sitting with 100-second to 5-minute Bouts of Physical Activity Every 30 minutes on Postprandial Glucose Response

注: a、b的结局指标均为胰岛素 iAUC,a的单位mU/L·h

Figure 5. The Effects of Sitting with 100-second to 5-minute Bouts of Physical Activity Every 30 minutes on Postprandial Insulin Response

2.5.3 每60 min进行1次间断的干预

久坐行为间断干预研究中,每60 min进行1次间断干预的研究甚少(表2:7,19,20项)。Altenburg等(2013)对健康青年人的研究发现[3],在总计8 h久坐过程中,8/60 min的累积6次共48 min的MVPA自行车间断干预显著降低了C-肽浓度,而血糖、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白没有显著变化。Holmstrup等(2014)在肥胖青年人的研究中发现[41],5/60 min的累积12次共60 min的MVPA步行间断显著降低了胰岛素的iAUC和餐后2 h C-肽的iAUC,但血糖的iAUC没有显著变化。Bhammar等(2017)针对超重/肥胖青年人的研究中也发现[10],2/60 min的累积8次共16 min的MVPA步行间断干预中,3餐后2 h血糖的iAUC也没有显著变化。可见,2~8/60 min的间断干预中,MVPA间断干预可降低餐后胰岛素或C-肽应答,但对血糖没有显著性效应;这与同样以健康青年人为受试者且样本量相似的Bailey等的2/20 min间断干预研究结果相反[5-7]。

2.5.4 其它间断频率的久坐行为间断干预

久坐过程中,除每20 min、30 min和60 min进行1次短暂间断的研究外,也有其它短暂久坐间断的干预方式(表2:21~23)。Miyashita(2016)等的研究表明[58],中老年人8 h久坐过程中每15 min进行1.5 min(1.5/15 min)的LPA步行间断(共20次,累积30 min)显著降低了餐后甘油三酯的AUC,而作为次级指标的餐后血糖和胰岛素的AUC没有显著变化。这与每20 min和30 min进行1次间断干预研究得出的结果相反,有待于进一步研究。Engeroff(2017)等的研究发现[32],健康青年4 h久坐过程中每40 min进行6 min(6/40 min)的大强度(VPA)自行车运动间断干预(共5次,累积30 min)后,甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白浓度没有显著变化。而与之相反,Miyashita等(2009)针对健康青年的研究中发现[57],9 h久坐过程中每85 min进行5 min(5/8 5min)的VPA跑步间断干预(共6次,累积30 min)显著降低了餐后甘油三酯和胰岛素的AUC。Engeroff(2017)等的研究结果不同于Miyashita(2009)等的研究其可能原因有:首先,前者是干预结束后与基线值两个点之间的比较,而Miyashita等的研究是多个时间点的曲线下面积,累积曲线下面积的效应值较单个值高;其次,前者总干预时长(4 h)远低于后者(9 h),可能对脂代谢指标的影响较小;最后,两者的活动类型也不同,前者是自行车间断,而后者是跑步间断。Miyashita(2009)等的研究与同样以健康青年为受试者的每20 min[6]和每30 min[64]进行MVPA步行间断对餐后甘油三酯没有显著影响的结果不一致;其原因可能在于VPA跑步的强度更大,对机体刺激深刻而能更快的引起餐后血脂应答。

2.5.5 长时间间断的久坐间断干预

以上进行Meta分析和综述的间断干预中其间断时长均为<10 min的短时间的间断方式,有一些学者做了一些较长时间间断的干预研究(表2:24~29)。

Kim等(2014)的研究表明[44],9h久坐过程中每60min进行24min(24/60min)的LPA步行间断(共9次,累积3.5h)显著降低了健康青年男性次日餐后血糖浓度和6h甘油三酯的iAUC,增加了脂肪氧化。Duvivier等(2013)针对18名健康青年人在自由生活环境的干预研究发现[28],为期4天的每天16 h久坐过程中多次不规律的步行(累积4 h)+站立(累积2 h)间断干预后,第5日空腹甘油三酯(-22%)以及口服糖耐量试验下2 h胰岛素的AUC(-13%)均有显著降低,但血糖浓度没有显著变化。Duvivier等(2017)针对24名(13男)超重/肥胖中老年人的研究中发现,为期4天的每天每16 h的久坐过程中每30 min进行站立或LPA步行间断干预(累积4.3 h)后,第5日空腹甘油三酯浓度(-32%)、餐后胰岛素的AUC(-20%)和女性的血糖的AUC均有降低,空腹游离脂肪酸(+17%),胰岛素敏感性(Matsuda指数,+16%)均有升高。Duvivier等(2016)在另一项相似设计的研究中[29],以19名患有T2D的肥胖中老年人为受试对象,发现为期4天每天16 h的久坐过程中多次步行(累积3 h)+站立(累积2 h)间断干预后,第4天24 h血糖的iAUC(-36%)、24 h高血糖时间(-44%)及第5日空腹胰岛素(-12%)、甘油三酯(-24%)及胰岛素抵抗指数(HOMA2 -IR)(-13%)均下降,空腹游离脂肪酸升高(+19%)。Crespo(2016)等对超重/肥胖的高血压前期或血糖异常的成人研究中发现[19],LPA步行或自行车运动也均可降低24h血糖浓度(-7%~-16%)、三餐后累积6 h血糖的iAUC(-24%~-44%);此外,站立间断也降低了24h血糖浓度(-5%)和三餐后累积6 h血糖浓度(-8%)。这与Brocklebank(2017)等[12]针对中老年超重者2/20 min站立间断干预和Henson(2016)等[40]针对超重/肥胖血糖异常的中老年受试者5/30 min站立间断干预,可以有效降低餐后血糖应答的结果一致。Kowalsky(2017)等针对超重/肥胖的中老年人的研究表明[46],4 h久坐过程中每60 min进行20 min(20/60 min)的低强度抗阻间断干预(共4次,累积80 min),餐后1 h血糖和胰岛素浓度降低,甘油三酯没有显著变化。可见,累积长时间的低强度间断干预均可降低正常体重健康者和超重/肥胖或/和血糖异常/T2D患者餐后血糖和胰岛素应答,但对后者的效果更明显;对甘油三酯的效果同每静坐30 min间断干预研究结果一致,具有滞后性。

3 讨论

由本综述结果可见,2/20 min和3~5/30 min的LPA或MVPA步行间断均可改善身体活动不足的超重/肥胖者餐后血糖和胰岛素应答,对中老年超重/肥胖者和T2D或血糖调节受损者的效果更显著;对血糖调节受损的超重/肥胖者,站立间断也可改善餐后血糖应答;而对于身体活动不足的正常体重健康人群至少MVPA步行间断才可改善餐后血糖应答。此外,在相同间断时长的方案中,站立间断、LPA和MVPA步行间断干预对血糖应答的影响程度依次增加。为数不多的研究探讨了每60 min短暂间断1次对糖脂代谢的影响,发现2~8/60 min的MVPA间断干预可改善胰岛素或C-肽应答,但不能改善血糖应答。这与每20 min和30 min进行1次短暂间断干预的研究结果不一致;其它间断频率的久坐间断干预研究更少,其结果与每20 min和30 min进行1次间断干预的研究结果也不一致;这种差异是否真实存在及其原因,还有待于进行不同间断频率间的比较研究。而间断时间较长的LPA间断(累积数小时),无论对健康青年,还是超重/肥胖或/和T2D的中老年人,均可改善餐后血糖和胰岛素应答。久坐行为间断干预对血脂影响的研究也较少,从现有的研究可见,每30 min进行1次的间断干预中间断时间较长(5 min)或间断强度较大(MVPA)的步行间断干预以及累积长时间(数小时)的LPA步行间断对餐后甘油三酯应答的改善效应均具有滞后性。

本综述中,2/20 min的LPA间断干预的Meta分析存在异质性,其原因在于纳入的6项研究中,Bailey(2015b)和Pulsford(2017)的结局指标为血糖的AUC,而其它4项结局指标为血糖的iAUC,因此两者的值差异较大,但两者在反应指标变化趋势基本一致,其Meta分析结果是可靠的。此外,每30 min进行LPA间断干预在血糖应答也存在异质性,其原因在于Dempsey(2016b)等研究的受试者为T2D,其血糖基线值高,并且运动对高血糖患者血糖的影响远大于非高血糖人群的血糖,排除Dempsey等(2016b)的研究后的亚组分析转为同质性,并且结果仍具有显著的合并统计效应。

2/20 min的LPA间断干预不能改善干预当日或干预次日甘油三酯应答,每30 min进行1次的间断干预中,3~5 min的LPA和100 s~2 min的MVPA间断干预,当日也没有改善甘油三酯应答,但次日均有改善。因此,久坐行为间断干预对甘油三酯的影响具有滞后性。研究表明,骨骼肌脂蛋白脂肪酶活性在运动后8 h以上达到峰值[69],该酶可促进血液中TG的清除[70]。Miyashita等在4项设计方案相似的间歇性运动对血脂影响的研究中发现,有积极身体活动的正常体重青年人中每休息30 min进行3 min(累积30 min)[54]和每休息30 min进行6 min(累积66 min)[55]的大强度跑步间歇运动后,次日餐后7 h甘油三酯的iAUC分别降低31%和35%;每休息30 min进行3 min(累积30 min)中高强度快步走间歇运动后[56],次日餐后7 h甘油三酯的iAUC下降18%;而身体活动不足的超重或肥胖青年人中每休息30 min进行3 min(累积30 min)中等强度自行车间歇运动后[53],次日餐后6 h甘油三酯的iAUC下降39%。可见,间断运动干预对餐后甘油三脂应答的影响具有滞后性,且与运动强度有剂量效应关系,其效果在身体活动不足和健康状况较差的人群中可能更明显。但需说明的是,这Miyashita等的这4项研究没有监测干预当日餐后TG的应答。Miyashita(2009)等的一项久坐行为间断干预的研究表明[57],久坐过程中大强度跑步间断干预当日改善了餐后甘油三酯应答。并且,Dempsey(2016b)等研究也表明[22],3/30 min的LPA步行间断对干预当日餐后TG应答没有显著影响,而简单抗阻间断干预相对于久坐对照条件和LPA步行间断均改善了干预当日餐后甘油三酯的应答。这不同于每20 min和每30 min进行1次LPA或MVPA步行间断干预当日得出的阴性结果,其原因可能在于Miyashita(2009)等的大强度和Dempsey(2016b)等的抗阻间断干预对肌肉的刺激更强而导致的。Thosar(2015)等的研究表明[72],坐姿的固有本质是没有明显的肌肉的收缩,不增加能量的消耗和血液流动/剪切应力。而大强度运动与抗阻运动对肌肉的刺激作用远高于LPA和MVPA步行运动。这些结果说明,久坐行为间断干预后脂代谢应答反应效果的出现快慢,可能依从于间断时运动的强度大小。

本综述前,关于久坐行为间断干预研究的一般综述[9]和Meta分析[15]各有一项,2项研究均表明,久坐行为间断干预可改善心血管代谢指标。不同于本研究的是,先前的综述和Meta分析的目的在于讨论分析久坐行为间断干预是否有利于改善心血管代谢健康,纳入的研究包括观察性研究和发表不多的干预性研究,干预性研究的分析过程中对间断干预只从强度角度分类分析,而没有对其它间断方式的因素(间断频率、间断时长及强度)进行分类分析,并且纳入的有些研究是不符合久坐行为间断定义的研究,因此得出的结果较为泛化,甚至不准确的结论。而且没有量化具有健康效应的间断频率和间断时长,因此,在制定久坐行为指南推荐量以指导他们打破久坐行为时缺乏量化的参考依据。并且自这两篇综述出版之后,近两年出现了大量的久坐间断干预研究,为细化、定量化的综述研究提供了条件。本文依据国际久坐行为研究联盟—术语共识项目[73](来自20各国家84名本领域学者作为会员)给出的久坐行为间断定义(两次久坐之间的非久坐时间)的基础上考虑实际应用性(间断前静坐时长大于间断时长),纳入研究的标准更为严格;同时,将久坐行为间断干预方式各要素以及受试者基本特征进行逐级分类分析;因此,得出量化的更具体、更具有指导性的结果。

本综述也发现,现有的久坐行为间断干预研究存在一些不足。首先,现有的大多数间断干预研究缺乏可行性和实用性。现在研究较多的久坐过程中每20 min、30 min进行1次间断干预的间断频率高,对于久坐行为最为普遍的学生和办公室工作者,无论从客观环境,还是主观意愿,其可行度和接受度较差。我们的一项网络问卷调研(回收326份)结果显示,久坐过程中每30 min进行1次3 min、每45 min进行1次5 min和每60 min进行1次8 min间断干预的接受率分别为20%、30%和35%;可见,即使是间断时长很短,其间断越频繁其接受度越低。有些间断干预的累积时间过长,累积运动量过大,因此在指导或推荐日常健身中可操作性小;如Duvivier等对健康大学生的间断干预中每日累积间断时长和步行数分别达5 h和27 590步[28],对患有T2D的肥胖中老年人的间断干预中每日累计时间达6 h和17 502步[29];对这种间断干预方式可操作性,其他学者也提出了质疑[21]。现有的研究在该领域初期阶段给广大学者提供了参考,在今后的研究中需要结合实际应用性进行研究,为制定量化的久坐行为指南提供依据。其次,缺乏不同间断频率和间断时长的久坐行为间断方式的比较研究,以及长期实验干预研究。目前,久坐行为间断干预研究主要以检验某一间断干预方式是否有健康效应为主,缺乏不同间断干预方式间的比较,尤其是从不同间断频率和间断时长的角度,而这种比较研究在制定量化的久坐行为指南中是必要的。此外,现有的久坐行为间断干预研究中绝大多数干预期≤1天,极少数达到3~5天。然而,久坐行为间断干预方式的研究是为了指导人们进行健康生活,需要长期实施;短期久坐行为间断干预的效果是否在长期的久坐行为间断干预中同样有效,尚不清楚,需要进一步的研究。此外,身体活动与久坐行为可能是相互排斥的;比如,达到身体活动推荐量的人在清醒状态的其余时间可能处于久坐状态,而没有规律运动的达不到身体活动推荐量的人可能一直处于非久坐行为[18]。因此,对于达到和没达到身体活动推荐量[77]的久坐人群,久坐间断干预效果如何也是值得进一步探讨的。

本综述也存在一些限制和不足。首先,文献搜索仅限于英文和中文,这可能会导致语言或文化偏倚;此外,久坐行为间断干预涉及因素较多,考虑多因素的逐级分类分析的研究较少,所以,所得出的结论还需更多的研究进行验证;最后,我们所得数据来自于发表文献,有些研究缺乏可提取的数据,限制了纳入Meta分析的文献数量。这些不足都有待于进一步的研究探讨弥补。

4 结论

久坐行为间断干预对血糖、胰岛素和血脂的效应依间断方式各要素(间断频率、间断时长、间断强度)以及受试者的健康状况的不同而不同。短暂频繁的低强度身体活动间断干预(如2/20 min,3~5/30 min)即可改善身体活动不足的超重/肥胖者餐后血糖和胰岛素应答,在中老年人群和血糖异常者中效果更好;对血糖调节受损的超重/肥胖者,站立间断也可改善餐后血糖应答。对于身体活动不足的正常体重健康者可能需要更高强度的身体活动(如MVPA)间断干预。短暂频繁身体活动间断干预方式对甘油三酯的效应可能具有滞后性。其它间断频率和间断时长的久坐行为间断干预方式的研究较少,不能得出一致的结论。然而,过于频繁的间断干预实际应用性较低,并且缺乏不同久坐行为间断干预方式间的比较研究和长期研究的佐证。今后,需要对可接受性较高的久坐行为间断干预方式(较低频率、较短时长的间断方式)和长期久坐行为间断干预方式进行研究探讨。

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Systematic Review and Meta-analysis on Effects of Sedentary Behavior with Intermittent Intervention on Glycemia, Insulin and Lipidemia

MA Sheng-xia, CAO Zhen-bo

Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China.

Objective: Aa to break the sedentary behavior and reduce health risks associated with sedentary behavior, sedentary behavior with intermittent intervention has got much attention, the related factors (frequency, duration and intensity) tend to diversified. This paper, based on duration of sedentary before break, break time and physical activity intensity during break, makes systematic review and meta-analysis on effects of sedentary behavior with intermittent intervention on glycemia, insulin and lipidemia, and provides a reference for the development of sedentary behavior guidelines. Method: The original research literature in English and Chinese are searched in Pubmed, Google scholar, and CNKI as of November 2017. Screening studies on the effects of sedentary behavior with intermittent intervention on glycolipid metabolism included at least one indicator of glycemia, insulin and lipidemia. Data were extracted from the included studies by one author in accordance with the proposed programme, and quality scores were given and reviewed by another author. The literature that meets the inclusion criteria was systematically reviewed and Meta analysis was carried out based on the data available from the literature. Result: A total of 29 studies included in the standard, in the process of 18 exploration sedentary, the meta-analysis of every 20 min for 2 min break (2/20 min, 9), and every 30 min for 100 s - 5 min break (100 s - 5/30 min, 9) of physical activity with intermittent intervention on glucolipid metabolism is made, for the the other break of sedentary behavior and outcome indicators research are reviewed. The result shows that 2/20 5/30 min min and 100 s - low intensity and middle-high walking intensity intermittent interventions can reduce the lack of physical activity of overweight/obese postprandial blood glucose and insulin area under curve (AUC)/added value of the area under the curve (iAUC), for type 2 diabetes or blood sugar regulation damaged of the middle-aged and old people is more effective. For normal weight healthy people with insufficient physical activity, only moderate and high intensity walking intermittent intervention can reduce postprandial blood glucose AUC/iAUC. Moreover, the AUC/iAUC of the next day triglycerides can be reduced by this intermittent method. There are few studies on other types of sedentary behavior with intermittent and no consistent conclusions can be drawn. Conclusion: The effect of sedentary behavior with intermittent interventions on glycemia, insulin and lipidemia is different with the intermittent modes (frequency, duration, intensity) as well as the health of the subjects. Short frequent interminttent with low intensity physical activity (such as 2/20 min, 3-2/20 min) can improve the physical activity of overweight/obese postprandial blood glucose and insulin response, better in middle-aged and old people and abnormal blood sugar. Healthy people with normal weight who are physically inactive may need more intensive physical activity (such as MVPA) intermittent interventions to improve blood sugar, insulin and triglycerides. The effect on triglycerides may be delayed. Short frequent intermittent intervention in practical applications, however, is low. In the future, we need to explore more acceptable ways (frequency, the shorter duration) to intervene in sedentary behavior.

G804.7

A

1002-9826(2018)04-0075-17

10.16470/j.csst.201804010

2018-03-10;

2018-07-01

上海市科学技术委员会资助项目(16080503300);上海高校特聘教授(东方学者)岗位计划资助(TP2014057)

马生霞,女,助理研究员,在读博士,研究方向为身体活动/营养与健康促进,E-mail:msx-27@163.com;曹振波,男,教授,博士,博士研究生导师,研究方向为身体活动/营养与健康促进,运动生理,E-mail:caozhenbo@sus.edu.cn。

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