糖尿病患者具有更大程度的大动脉硬化、脉搏波反射和血流动力学特点，促进了该人群心血管疾病的快速发展。已证明高强度有氧运动可有效降低健康人的大动脉硬化、脉搏波反射和血流动力学变化；然而，高强度有氧运动在糖尿病患者钟是否能产生上述效果仍不明确。最近，与传统的有氧运动相比，高强度间歇运动（HIIT）在改善心血管健康方面表现出了优越性。然而，HIIT对糖尿病患者的作用尚不清楚。本研究的目的是（i）描述成人糖尿病患者在一次HIIT和中等强度持续运动（MICE）后的大动脉硬化、脉搏波反射和血流动力学反应；（ii）比较HIIT和MICT对上述结果的影响。结果发现与MICT相比，一次HIIT似乎会导致短暂的更明显的大动脉收缩压下降；然而，HIIT和MICT在糖尿病患者的心率为75次/分钟时都能改善增强指数。HIIT和MICT产生的所有结果没有显著差异。这为HIIT在糖尿病患者中的应用提供了初步证据。

心血管疾病（CVD）是糖尿病患者并发症发生率和死亡率的主要原因，这些患者发生CVD的可能性增加2-3倍。1型糖尿病（T1D）和2型糖尿病（T2D）患者的大（主动脉）动脉硬化、脉搏波反射和血流动力学反应均高于健康人，导致该人群CVD进展加速。尽管T1D和T2D的基本病理学存在差异，但糖尿病类型与动脉硬化程度和中心血流动力学随时间的进展无显著差异。考虑到糖尿病患者所经历的巨大心血管负担，治疗这些患者动脉状况不佳的问题以及由此产生的心血管疾病风险非常重要。

大动脉硬化程度升高、脉搏波反射和中心血流动力学被认为是全因死亡率和心血管事件的强预测因子。另外，这些指标与心功能，如左心室功能密切相关。颈动脉-股动脉脉搏波速度（PWV）是衡量大动脉硬化的金标准，也是心血管死亡和心血管事件的预测因子。PWV较高对心脏负荷产生不利影响，升高中心收缩压（SBP），降低心肌灌注。增强指数（AIx）以百分比表示，表示初始峰值收缩波后由于脉搏波反射而增加的压力。AIx升高会增加左心室后负荷，导致慢性心血管疾病，如左心室肥厚。

众所周知，有氧运动可以改善糖尿病患者心血管健康状况，改善血糖控制和胰岛素敏感性。有研究表明，有氧运动可以降低健康成年人和心血管疾病患者的PWV、AIx和中心血压。然而，有氧运动对糖尿病患者中心动脉硬化和血流动力学的影响尚不清楚。调查一次剧烈运动的影响，有助于深入了解可能导致不良结局的健康获益的潜在瞬时反应，如高强度有氧运动可以提高糖尿病患者的胰岛素敏感性。检测急性反应有助于指导进一步研究，来明确哪些干预措施值得进一步调查，又节约资源，减轻受试者的负担。一次有氧运动会引起许多心血管变化，包括增加心输出量和血管系统的剪应力，这些反应取决于运动强度。同时，运动期间的这些心血管反应被认为会减少大动脉硬化和脉搏波反射。

最近，有证据表明，高强度间歇运动（HIIT）可能是改善心血管结局（如心肺适能较低和血管功能障碍）的一种较好的有氧运动模式。然而，HIIT对大动脉硬化程度、脉搏波反射和血流动力学的影响，尤其是对糖尿病患者的影响尚不清楚。本研究的主要目的是描述成人糖尿病患者两种运动方式HIIT和MICT时大动脉硬化程度（通过PWV测量）、大动脉脉搏波反射（AIx和心率为75次/min时AIx(AIx@75)）和中心血流动力学的急性变化。第二个目的是比较HIIT和MICT（独立于运动能量消耗）对患者上述指标的影响。

1、受试者

招募确诊为T1D或T2D的成年人（年龄29~59岁）。招募地点为悉尼大学Charles Perkins中心、Alfred皇家糖尿病中心以及当地内分泌专家诊室。招募时间为2016年9月至2017年12月。排除禁忌运动（如心脏状况不稳定、血糖控制不佳、肌肉骨骼疾病、活动性足部溃疡或未经治疗的严重糖尿病视网膜病变）的患者。收集初始测量数据后，通过计算机将患者随机分为HIIT组和MICT组。

2、运动方案

所有训练均由经认证的运动生理学家（KLW）和/或医师（ASL）监督，使用电子制动坐位功率自行车进行训练。每一次干预均在48小时内进行，所有受试者完成2次运动后均接受对照组处理。整个运动过程中，间歇监测HR、RPE、肱动脉血压和可能的低血糖症状。出于安全原因，使用记忆性血糖仪在运动前后测量每位受试者的毛细血管血糖水平（BGL）。为了避免发生低血糖事件，要求所有志愿者进食后再进行运动。对出现高血糖（>14 mmol/L）的T1D患者进行毛细血管血酮检测。如果血酮水平≥0.5 mmol/L，则重新安排训练时间。在血酮水平<0.5 mmol/L的情况下，研究医生（ASL）给受试者注射治疗剂量的胰岛素，并在60分钟内重新检查BGL。运动前必须将受试者BGL控制在7.0~14.0 mmol/L内。如果BGL不在此范围内，则重新安排训练。受试者在每次训练前后分别以60%峰值心率完成5分钟的热身，以50%峰值心率完成3分钟整理运动。

HIIT训练方案包括以85%-95%峰值心率进行4分钟，重复4次高强度训练，以3次3分钟50%-70%峰值心率的积极恢复作为间歇。HIIT总持续时间为28分钟。MICT训练方案，在功率自行车上连续进行33分钟，强度为60%-70%峰值心率的踏车训练。对照包括仰卧位安静休息30分钟（每次平均运动时间）。

1、受试者

筛选34例参与试验的个体，24例受试者（11例男性和13例女性；12例T1D患者和12例T2D患者）进行了初步评估和随机分组。所有受试者都完成了所有运动训练和对照方案。在每次干预和对照方案期间收集所有受试者大动脉硬化程度与血流动力学反应数据。研究人群的平均年龄为48.6±2.4岁，HbA1c为7.4%±0.2%，VO2peak为25.2±1.1 mL/kg/min。大多数受试者肥胖（BMI=30.8±1.4 kg/m2），腹部肥胖（腰围100.7±3.5 cm），处于高血压前期状态（131/75 mmHg）。受试者基线特征表明，T1D和T2D患者很多特征存在显著差异，包括年龄、性别、糖尿病病程、BMI和HbA1c水平（p≤0.05；表1）。全部T1D患者应用胰岛素（n=12），所有T2D患者服用口服降糖药（n=12）。两例受试者同时应用口服降糖药和胰岛素（T1D：n=1；T2D：n=1）。1/2的受试者服用降脂药物（T1D：n=3；T2D：n=9），其中8人服用高血压药物（T1D：n=1；T2D：n=7）。

2、大动脉硬化程度与脉搏波反射

模型1的结果显示了以AIx@75表示的脉搏波反射变化的显著时间（F=9.83，p<0.01）和组间×时间交互作用（F=2.32，p=0.04）（图1），HIIT和MICT都导致脉搏波反射短暂降低。HIIT后，与干预前（ 30分钟）相比，AIx@75运动后即刻显著增加（p=0.05），运动后60分钟显著降低（p<0.01）。患者PWV或AIx没有发现明显的时间或组间×时间交互作用（表2）。模型2的分析显示，大动脉硬化程度和脉搏波反射的变化没有明显的时间或组间×时间交互作用。

3、中心血流动力学

模型1显示了大动脉收缩压变化的显著时间（F=3.45，p=0.02）和组间×时间交互作用（F=3.20，p=0.01；图2）。HIIT组患者干预后30分钟（p=0.06）和60分钟（p=0.03），大动脉收缩压低于干预后即刻测量值（0分钟）。大动脉舒张压（DBP）的反应存在显著时间（F=4.06，p=0.01）和组间×时间交互作用（F=2.42，p=0.03；表2），HIIT后立即显著升高（p<0.01），运动后30分钟和60分钟下降。但对照和MICT组无上述变化。患者脉压存在显著的时间交互作用（F=5.22，p<0.01），但未观察到显著的组间×时间交互作用（p=0.28）。平均动脉压无明显的时间或组间相互作用（表2）。通过模型2进行分析时，没有观察到中心血流动力学反应所有变化的显著时间或组间×时间交互作用。

此项研究首次探索高强度有氧运动对糖尿病患者的大动脉硬化程度、脉搏波反射和血流动力学反应的影响。我们还比较了HIIT和MICT对上述结局以及糖尿病分类影响。

采用交叉随机对照试验，我们发现HIIT导致运动后60分钟大动脉收缩压显著降低，但在MICT或CON后没有。HIIT和MICTAIx@75显著下降。CON后AIx@75也下降，不过这是由长时间仰卧位造成的。到目前为止，研究有氧运动对中心血压和脉搏波反射等的中心反应的证据非常有限。

与健康人群相比，糖尿病患者的中心动脉硬化和血液动力学反应明显增大，这些反应促使糖尿病人群心血管疾病进展加速。有确切的证据表明，有氧运动对心血管危险因素，如心肺适能低下、血糖升高和外周血压升高有积极的影响。因此，了解有氧运动的急性反应可能有助于了解有氧运动是否能改善心血管疾病进展的其他标志（如大动脉硬化、脉搏波反射和中心血流动力学）。

此项研究发现HIIT后，随时间推移AIx@75下降的趋势，这可能会持续至少24小时。而且，我们确实发现CON情况下AIx@75随着时间的推移也在下降，不过这种情况不太可能与锻炼相关获益有关。鉴于T1D患者AIx@75下降更明显，这可能归因于胰岛素介导的血管舒张。胰岛素增加一氧化氮和Na+/K+ATP酶活性，这在放松血管平滑肌的信号通路中是必需的，因此可能会降低AIx@75。

很少有研究探讨高强度有氧运动对中心血流动力学的影响。我们观察到HIIT后中心收缩压显著降低，但在MICT之后没有，表明有氧运动模式，即HIIT，能降低中心收缩压。原因可能在于间歇式运动中观察到更明显的顺向剪切率，这使得内皮一氧化氮生物利用度增高并增强了内皮功能。我们的研究中观察到HIIT后AIx@75显著降低，主动脉收缩压的降低可以用脉搏波反射降低来解释。

有趣的是，我们没有发现高强度有氧运动后中心动脉硬化程度（PWV）显著降低。大多数证据支持健康人高强度有氧运动后PWV的降低。考虑到糖尿病患者晚期糖基化终产物导致的主动脉慢性病变（纤维化），剧烈运动不太可能导致PWV降低。HIIT和MICT的中心动脉脉压无变化进一步证实了这一点。中心动脉脉压与主动脉直径和动脉硬度有关。

此项研究首次探索有氧运动对糖尿病患者（T1D或T2D）的大动脉硬化程度、脉搏波反射和中心血流动力学的急性影响。急性HIIT可导致脉搏波反射和中心动脉收缩压的短暂下降，但MICT对上述指标无显著影响。我们的研究为糖尿病患者更好地管理心血管健康的可能获益提供了借鉴。

本文由北京大学第三医院心内科宋燕新翻译整理，转载请注明出处和作者。

原文：

Way KL, Lee AS, Twigg SM, et al. The effect of acute aerobic exercise on central arterial stiffness, wave reflections, and hemodynamics in adults with diabetes: A randomized cross-over design. J Sport Health Sci. 2021, 10(4): 499-506. doi: 10.1016/j.jshs.2020.02.009. Epub 2020 Mar 3.

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