糖尿病是当前威胁全球人类健康最主要的慢性非传染性疾病之一｡据国际糖尿病联盟统计,2015年全球糖尿病的患病人数达4.15亿,约500万人因糖尿病死亡｡既往研究表明,糖尿病患者代谢当量每增加1METs,死亡率就减少19%｡目前,国内外对2型糖尿病(type 2 diabete smellitus,T2DM)患者的研究热点多集中在血液学指标及药物治疗,对于心肺耐力的观察､影响因素分析及康复疗效较少提及,但T2DM患者是多器官功能障碍的一种慢性疾病,存在心肺健康问题,临床实践中应兼顾多系统多器官的整体康复方案｡定量评定､精准化治疗是近年来康复医学的发展方向,本研究应用心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)评估T2DM患者心肺耐量,并探讨心肺耐量减低的影响因素及可能机制,以期提高对T2DM患者心肺耐量指标的关注,为后期制定精准化､安全有效的康复方案奠定基础｡

1.1一般资料

入选2021年1月—2022年12月,于我院行CPET检查的169例T2DM患者,其中男性86例,女性83例,年龄45—84岁,平均年龄(62.2±10.1)岁｡

入选标准:

①糖尿病诊断符合1999年WHO糖尿病诊断标准;

②均完成CPET检查｡

排除标准:

①急性心肌梗死,不稳定型心绞痛,可引起症状或血流动力学改变的未控制的心律失常,未控制的心力衰竭,急性肺栓塞或肺梗死,急性心肌炎或心包炎;严重的主动脉瓣狭窄,怀疑或已知动脉瘤破裂;

②急性感染､增殖性视网膜病､糖尿病酮症酸中毒等糖尿病严重并发症;

③空腹血糖低于3.9mmol/L或高于16.7mmol/L､反复低血糖或血糖波动较大;

④严重肝肾疾病､严重脑血管､严重肺部疾病､精神异常､肢体残障不能配合及其他运动禁忌证｡

本研究通过医院伦理委员会批准,并获得患者及家属知情同意｡

1.2方法

1.2.1一般资料:在参阅国内外相关指南､专家共识及文献的基础上,设计T2DM心肺耐量影响因素调查表｡收集病史资料,主要包括:性别､年龄､身高､体重､糖尿病病程､基础疾病(高血压､高血脂､冠心病､肺部疾病)､血液学指标(空腹血糖､空腹胰岛素､糖化血红蛋白､胰岛素抵抗指数)､服药情况､糖尿病家族史､吸烟史､饮酒史､婚姻状况､体育锻炼习惯及医疗保险性质等资料｡

1.2.2CPET相关指标评价:采用肺运动一体机完成心肺运动试验,连续动态监测O₂和CO₂量,全导12导联动态心电测试仪､袖带无创血压测试仪进行心电和血压监测｡依据美国运动医学会(American College of Sports Medicine,ACSM)推荐的连续斜坡递增负荷方案(ramp incremental exercise test,Ramp),根据性别､年龄､身高､体重､功能状态等选择10—20W/min的功率递增速率｡受试者坐在功率自行车上,接好面罩､呼出气采集管､心电图､袖带血压,静坐3min,无功率负荷热身运动3min,递增负荷下运动8—12min,转速保持在(60±5)r/min,结束后6min休息恢复｡纳入分析的CPET参数包括:峰值运动负荷(peakload)､无氧阈(oxygen uptake at anaerobic threshold,AT)､峰值摄氧量(peak oxygen uptake,peakVO₂)､峰值氧脉搏(peakVO₂/HR)､峰值代谢当量(metabolic equivalent,MET)､峰值摄氧量占预计值百分比(peakVO₂%)､CO₂通气当量(minutev entilation/carbon dioxide production,VE/VCO₂)｡最新指南定义,根据CPET核心指标峰值摄氧量占预计值的百分比水平,将peakVO₂%>84%分为心肺耐量正常组,VO₂peak%≤84%为心肺耐量减低组｡本研究中,体育锻炼习惯指,每周运动3—5次,每次20—30min的中等强度的运动｡

胰岛素抵抗指数=空腹胰岛素×空腹血糖÷22.5｡

1.3统计学分析

应用SPSS22.0统计软件进行统计学分析｡计量资料符合正态分布,以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验;非正态分布计量资料以M(QR)表示,组间比较采用Mann-WhitneyU检验;计数资料以百分率(%)表示,组间比较采用χ²检验｡将组间差异有显著性意义的单因素资料进一步行二元Logistic回归分析运动耐量减低的影响因素｡按检验水准P<0.05表示差异具有显著性意义｡

2.1 T2DM患者CPET相关指标

169例T2DM患者行CPET,根据峰值摄氧量占预计值百分比这一指标,心肺耐量正常组有48例,心肺耐量减低组有121例｡心肺耐量正常组的峰值运动负荷､无氧阈和峰值摄氧量､氧脉搏､峰值代谢当量､峰值摄氧量占预计值的百分比均明显高于运动耐量减低组,VE/VCO₂低于运动耐量减低组,组间差异均具有显著性意义(P值均P<0.05),见表1｡

2.2 影响T2DM患者心肺耐量的单因素分析

本研究共入选169例T2DM,其中两组的年龄､性别､病程､高血脂病史､肺部疾病史､空腹血糖､空腹胰岛素､药物使用情况､糖尿病家族史､吸烟史､饮酒史､医保性质未见显著性意义(P>0.05),而体重指数､高血压病史､冠心病病史､糖化血红蛋白､胰岛素抵抗指数､婚姻状况､体育锻炼习惯均有显著性意义(P<0.05),见表2｡

2.3  影响T2DM患者心肺耐量的多因素分析

将单因素分析有显著性意义的变量:体重指数､高血压病史､冠心病病史､糖化血红蛋白､胰岛素抵抗指数､婚姻状况､体育锻炼习惯纳入多因素Logistic回归分析,结果显示体重指数､高血压病史､冠心病病史､糖化血红蛋白､胰岛素抵抗指数是T2DM运动耐量减低的独立危险因素,体育锻炼习惯是运动耐量的保护因素,差异均具有显著性意义(OR=1.278,5.159,3.876,2.911,2.586,0.086),余自变量与T2DM患者运动耐量减低不相关｡见表3｡

CPET是临床上公认的无创评价人体整体功能和心肺适能的金标准｡CPET在评估T2DM心肺耐量､判断病情严重程度､规避运动风险､制定个体化运动处方､评价康复治疗效果､预后预测及指导康复治疗等方面具有独特优势]｡心肺耐力和糖尿病发病率密切相关,是糖尿病患者死亡的独立危险因素之一,2型糖尿病患者进行心肺耐力测定值得临床推广应用｡

3.1T2DM心肺耐量的评估

本研究入选了169例T2DM,有71.6%的患者出现了心肺耐量减低,peakVO2平均值为(19.3±5.0)ml/(kg·min),峰值代谢当量平均为(5.6±1.5)Mets｡既往荟萃分析结果显示,中国普通健康人群的最大峰值摄氧量约为27.26ml/(kg·min)｡本研究中的平均最大摄氧量较普通人群明显降低,与Francisco等研究结论吻合｡

T2DM患者的骨骼肌微血管功能异常,影响毛细血管向组织运输氧的能力;体内胰岛素不足,妨碍组织内糖有氧代谢过程,从而降低氧利用能力｡另外,由于T2DM患者通过更多的无氧酵解供能,酸性代谢产物增加,会导致肌肉酸痛而停止运动试验｡

以CPET为核心的心肺耐量评估及康复方案制定,是目前临床康复模式的一个转变｡因此,对T2DM行心肺耐量科学评估,根据心肺耐量指标制动安全有效的运动处方,以及定量评价康复疗效尤为重要｡

3.2  T2DM心肺耐量的影响因素

3.2.1BMI:既往一项对3542例普通人群的研究观察到,BMI与peakVO₂呈负相关关系｡严重肥胖人群的peakVO₂显著降低,结果甚至与Ⅲ—Ⅳ级的心衰患者相似｡刘海萍等研究提到,肥胖与糖尿病发病机制从遗传学角度来看可能相同,所以很大一部分糖尿病患者伴随肥胖发生｡本研究针对2型糖尿病患者,结果也发现BMI是心肺耐量减低的因素之一｡超重和肥胖最突出的特点是皮下脂肪蓄积较多,而脂肪组织是不代谢氧的,高体重指数的T2DM患者心肺运动耐量减低｡

3.2.2高血压病史:本研究显示,合并高血压病史为影响T2DM的心肺耐量的确切因素｡本研究证明,高血压是T2DM心肺耐量减低的影响因素,高血压患者交感神经系统活性增强,血浆儿茶酚胺水平升高,引起血管收缩,影响运动时外周组织血供,增加心脏负荷,从而使运动耐量下降｡另外,高血压患者在心肺运动试验过程中,由于血压异常升高,可能出现提前终止试验而影响VO_2peak｡

3.2.3冠心病病史:王岚等研究结果显示,2型糖尿病合并冠心病病史心肺耐量更低｡本研究结果表明,合并冠心病病史是T2DM心肺耐量减低的危险因素｡分析其机制可能为,T2DM合并冠心病动静脉末梢摄氧障碍､钙离子运输不足､骨骼肌灌注受损,限制骨骼肌血流和摄氧能力,最终导致VO2peak增加受限｡另外有研究显示,合并冠心病的T2DM患者在极限运动时,由于心输出量不能相应的提高而诱发心肺､骨骼肌等缺血,能导致更严重的运动耐量下降｡

3.2.4糖化血红蛋白水平:本研究中,糖化血红蛋白水平是T2DM心肺耐量减低的危险因素之一,心肺耐量减低组糖化血红蛋白水平高于正常组,与Ta-gougui等的研究结果相同｡分析机制可能是血糖控制不佳抑制去氧血红蛋白形成,血红蛋白糖基化提高氧气结合力､扰乱血流量平衡､造成微血管功能紊乱,损害骨骼肌运输和再利用氧气的能力,最终影响运动耐量｡另外,高血糖还能引起主动脉等大血管硬化,使冠脉血流调节受损,进一步影响心脏工作能力即运动耐量;还能导致周围组织血流量下降,影响周围组织清除运动产生的酸性代谢产物,从而导致运动耐量下降｡

糖化血红蛋白水平升高表示近3个月血糖控制较差,持续高血糖易导致糖尿病周围神经病变,下肢痛觉过敏､骨骼肌肌力减退甚至萎缩,可能提早结束心肺运动试验,从而影响试验过程所测定的VO_2peak的真实性｡

3.2.5胰岛素抵抗指数:本研究结果显示,胰岛素抵抗指数与峰值摄氧量有关｡既往有一项研究显示,即使校正了年龄､性别､吸烟史､BMI,HOMAIR仍与峰值摄氧量呈负性关系(r=﹣0.328,P<0.001)｡胰岛素抵抗导致动脉粥样硬化､冠状动脉血流储备不足,影响运动时心肌供血,从而影响运动耐量｡Nadeau等研究提示,胰岛素抵抗水平比糖化血红蛋白与运动心肺耐量的相关性更强｡

3.2.6体育锻炼习惯:本研究中,规律体育锻炼是心肺运动耐量的保护因素(β=﹣2.45,P<0.001)｡Gus-so等给予糖尿病患者20周有氧康复训练,在血糖控制水平不变的情况下,不仅胰岛素使用剂量减少10%,而且有氧能力提高10%｡既往研究,给予T2DM患者个体化有氧联合抗阻运动12周后,其血糖水平､心肺耐量､身体成分､生存质量有不同程度的改善｡糖尿病患者运动过程中,肌肉血管内皮生长因子A的表达能促进毛细血管再生,更好地营养骨骼肌细胞,最终增强心肺运动耐量｡总体来说,规律的体育锻炼对T2DM患者是大有裨益｡

本研究发现,T2DM患者行CPET,可定量评估其心肺运动耐量情况,提高对该人群心肺整体功能的关注｡T2DM患者应该积极控制体重､血糖水平､胰岛素抵抗指数,预防高血压及冠心病并发症,这对于提高其心肺运动耐量具有重大意义｡本研究将CPET定量评定以及运动处方的概念引入T2DM患者,旨在把精准康复应用于T2DM患者,为T2DM患者康复方案优化和康复关键技术创新提供良好的参考依据,强调整体一体化健康管理｡

本研究仅分析T2DM患者的心肺耐量指标,后期可研究T2DM患者与正常健康人群心肺耐量的对照,进一步评估观察该人群心肺耐量｡本研究为回顾性研究,患者的自我报告内容可能存在偏倚,纳入的影响因素不够全面,尚需更大规模的研究进一步证实｡

参考文献：略

作者：孟 晴 翟宏伟 刘娜 高民 李瑾 毕迎立 陈伟

单位：徐州市康复医院 江苏医药职业学院教学医院 

徐州市中心医院

来源：中国康复医学杂志2024年第39卷第9期