2型糖尿病患者峰值摄氧量与临床资料的相关性研究∗

白金晨，李 英

1.天津市天津医院康复科，天津 300211；2.天津市第三中心医院内分泌科，天津 300170

随着社会的发展及经济水平的不断提高，糖尿病等慢 性病的发病率逐年上升，直接威胁人类的生命健康。有研究［1］指出，2015 年全球范围内20～79 岁人群中大约有4.15亿人患有糖尿病，预计到2040年将达到6.42亿。近年来，亚洲是糖尿病发病率增长最快的区域之一，其中尤其以中国和印度增长为主。在中国的一项以人口为基础的大规模调查［2］显示，2010 年有1 139 万成年人（占成年人口的11.6%）患有糖尿病。90%的糖尿病患者属于2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）。值得注意的是，T2DM 经常发生在实际诊断的数年之前，而现有的调查数据仅限于医院检测出来的数据，因此实际情况将严重超出预测数据。峰值摄氧量是反映心肺耐力的指标，也是对有氧运动能力的评价标准，与全因死亡率和心血管死亡率呈负相关［3］。心肺运动试验（cardiopulmonary exercise test，CPET）是临床上检测峰值摄氧量的金标准［4］。对于T2DM患者而言，即使没有严重的心肺系统并发症，其峰值摄氧量仍然明显低于正常人，这可能与胰岛素抵抗、血管内皮功能障碍、微血管病变等因素有关［5］。早期的峰值摄氧量降低往往没有明显的临床症状，但是会降低T2DM 患者出现心肺系统疾病时的代偿能力［6］。因此，T2DM 患者在出现心肺系统疾病时，重症率和死亡率均远高于正常人［7］。如何降低峰值摄氧量受损的发生风险对提高T2DM 患者的心肺系统代偿能力具有重要的意义。因此，本研究通过CPET检测T2DM患者的峰值摄氧量，探讨其与临床资料的相关性，为降低患者峰值摄氧量受损的发生风险提供依据，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019 年3 月—2022 年3 月天津市第三中心医院收治的138 例T2DM 患者作为研究对象，其中，男97 例，女41 例，平均年龄（46.87±12.49）岁。纳入标准：（1）T2DM 诊断标准均符合中国T2DM 防治指南（2017 年版），（2）T2DM 持续时间至少1 年，（3）空腹血糖值＜16.7 mmol/L，（4）可配合完成CPET。排除标准：（1）有急性感染，（2）有原发性心肺系统疾病，（3）合并严重并发症，（4） 由于年龄等其他因素影响运动能力，（5）CPET 结果分析表明存在心功能不全、贫血、肌肉骨骼等其他影响峰值摄氧量的因素。本研究经医院医学伦理委员会批准通过，所有患者均签署知情同意书。

1.2 测量峰值摄氧量

本研究采用心肺功能测试仪（VmaxEncore，Sensor⁃Medics，American）检测患者的峰值摄氧量。试验方案选用斜坡递增式症状、限制性心肺运动试验。给患者配戴合适大小的面罩，检查确认无漏气后，连接流量传感器，检测静态肺功能。检测者告知患者检测流程、检测过程中可能存在的风险及应对风险的抢救措施。将功率车座椅调整至患者合适高度，配戴12 导联心电图、血氧饱和度监测仪、血压计等监护设备。整个测试过程为静坐3 min，无功率热身3 min、斜坡式递增负荷运动8～12 min，嘱患者全程尽量避免说话，以60～65 转/min 的转速蹬踏功率车，询问并记录患者在检测过程中每个阶段的主观疲劳度。当患者出现终止指征后进入恢复阶段，时间为5～10 min。

1.3 观察指标

采用问卷调查法收集患者的年龄、性别、身高、体质量、体质量指数（BMI）、颈围、腰围、臀围、腰臀比、握力/体质量、吸烟史、T2DM 病程等信息。收集并记录患者的临床检查数据，包括空腹血糖（FPG）、空腹胰岛素（FINs）、计算胰岛素抵抗指数（HOMA-IR，HOMA-Ir=FPG×FINs/22.5）、糖化血红蛋白（HbA1c）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL-C）、低密度脂蛋白（LDL-C）等实验室检测指标，以及左心室射血分数（LVEF）、左心室舒张功能（LVDD）、节段性室壁运动异常（SWMA）等心脏彩超结果。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 软件进行统计分析。采用Shapiro-Wilk检验对数据进行正态性检验，采用Levene test 检验进行方差齐性检验。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示。采用Spearman 相关或Pearson 相关研究变量间的相关性，其中，相关系数用r表示，0＜|r|≤0.3 提示相关性较弱，0.3＜|r|≤0.7提示相关性中等，0.7＜|r|≤1提示相关性较强。将具有相关性的因子纳入多元线性回归模型。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 峰值摄氧量与临床特征的相关性分析

T2DM 患者的峰值摄氧量与BMI、腰围、T2DM 病程呈弱负相关，与男性性别呈弱正相关，与握力/体质量呈中等强度正相关，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 峰值摄氧量与临床特征的相关性分析

2.2 峰值摄氧量与临床检查指标的相关性分析

T2DM 患者的峰值摄氧量与HDL-C 呈弱正相关，与LVDD 呈中等强度负相关，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 峰值摄氧量与临床检查指标的相关性分析

2.3 T2DM 患者峰值摄氧量的影响因素多元线性回归分析结果

多元线性回归分析结果显示，LVDD、腰围是T2DM患者峰值摄氧量的独立危险因素，握力/体质量、男性是T2DM患者峰值摄氧量的独立保护因素，见表3。在逐步线性回归模型中，单独纳入握力/体质量可以解释19.6%的峰值摄氧量的变化，R2变化量加入LVDD 可以增加11%，加入腰围可以增加3.5%，加入性别可以增加4.2%，见表4。

表3 峰值摄氧量与临床资料的多元线性回归分析结果

表4 峰值摄氧量与临床资料的逐步线性回归分析结果

3 讨论

本研究结果显示，LVDD、腰围是T2DM 患者峰值摄氧量的独立危险因素，握力/体质量、男性性别是T2DM 患者峰值摄氧量的独立保护因素。女性T2DM 患者较男性更容易出现峰值摄氧量降低的情况，LVDD、腰围过低会增加峰值摄氧量降低的发生风险，提高握力/体质量可以降低峰值摄氧量降低的发生风险。

有研究［8-9］显示，即使没有临床症状的LVDD 也会导致患者的峰值摄氧量降低，与本研究结果一致。这可能是因为，随着疾病的进展，T2DM 患者的心脏和结构会出现相应的变化。在进行CPET 的同时，采用心脏彩超监测患者的心脏功能，结果发现，T2DM 患者在峰值运动时表现出LVDD 障碍，进而影响射血能力，导致峰值摄氧量降低［8,10］。其具体机制可能是，在T2DM 患者中脂肪酸的过度吸收和氧化会显著增加心肌细胞的氧气消耗，导致活性氧化物（reactive oxygen species，ROS）堆积，引起线粒体功能障碍，诱发氧化应激反应，损伤心肌细胞，导致出现心肌细胞纤维化，进而影响到心脏的舒张功能［11-13］。T2DM 患者的胰岛素抵抗会抑制AKT 信号通路激活，由于蛋白激酶B（AKT）信号通路磷酸化与糖原合成密切相关，抑制AKT信号将会造成糖原大量沉积，进一步加剧心肌纤维化［14］。此外，持续高血糖会引起高级糖基化终末产物（advanced glycation end-products，AGEs）大量堆积，导致心脏微血管收缩增加，扩张减少，影响心肌微循环，减少进入心肌细胞及间质细胞的氧气和能量，限制心肌收缩及舒张功能［13］。这提示应该重视T2DM 患者没有症状的LVDD 障碍，并采取积极的应对措施，减少其对患者心肺耐力的影响。

握力是一种操作简单、花费较低的检测人体肌力的一种方法。有研究［15］显示，握力与患糖尿病的风险呈负相关关系，并且当用体质量校正握力后，这种关系会进一步加强。这提示用体重校正后的握力更能反应T2DM 患者的肌肉力量，因此本研究选用握力/体质量来代表患者肌力的强弱。通常来说，T2DM 患者的握力较正常人明显降低，血糖控制不良、糖化血红蛋白水平较高、炎症反应等因素会增加T2DM 患者握力降低的发生风险［16］。这可能是因为随着T2DM 病情的发展，患者肌肉的结构及功能都会发生病变，导致肌肉萎缩、利用葡萄糖的能力降低。握力降低是T2DM 患者血糖控制不良的独立危险因素［17］。如果同时存在肥胖和握力降低，T2DM 患者蛋白尿，尤其是大量蛋白尿的发生风险会显著增加［19］。除此之外，低握力会显著增加T2DM 患者心血管疾病的发生风险［20］，还会增加患者再入院和严重感染的发生风险［21］。本研究结果显示，低握力/体质量是峰值摄氧量降低的独立保护因素，握力/体质量可以作为反映T2DM 患者心肺耐力的标志物，也可以作为反映T2DM 患者长期预后的预测因子。这提示对于没有条件进行心肺运动试验的患者，可以通过检测肌力间接反映是否存在峰值摄氧量降低的发生风险，也为如何预防及治疗T2DM患者峰值摄氧量降低提供了方向。

腰围可以反映T2DM 患者的体型和内脏脂肪含量，腰围越大，提示肝脏内的脂肪越多，肝脏纤维化的发生风险也越高。有研究［22］显示，肝脏内的纤维化程度与心肌细胞的纤维化程度呈正相关关系，患者的腰围越大，心肌细胞可能的纤维化程度越高，进而影响心肺耐力。腹部堆积的大量脂肪会影响膈肌在呼吸时的活动，导致肺脏的顺应性降低，肺容积下降，从而影响心肺耐力。本研究结果显示，腰围是峰值摄氧量降低的危险因素，可以通过减小腰围控制峰值摄氧量降低的发生风险。

综上所述，LVDD、腰围是T2DM 患者峰值摄氧量的独立危险因素，握力/体质量、男性性别是T2DM 患者峰值摄氧量的独立保护因素，T2DM 患者握力/体质量降低会增加心肺耐力受损的发生风险。本研究提供了一种简单方便的预测T2DM 患者心肺耐力受损的方法，并为预防及治疗T2DM患者心肺耐力受损提供了理论依据。