與疾病相關的運動/糖尿病人群中的高強度運動

以下華夏公益教科書頁面是對 Little 等人 (2011) 的期刊文章 “低容量高強度間歇訓練可降低 2 型糖尿病患者的高血糖症並提高肌肉線粒體容量” 的分析。^[1]

高強度間歇訓練

高強度間歇訓練或 HIIT 不是透過跑最遠的距離或持續最長的時間來完成的。而是透過在定義的間隔內以最大強度進行鍛鍊，這由個人在進行鍛鍊時對努力或費力的感覺來定義。^[2] HIIT 已經被證明是一種提高健康狀況的省時方法，HIIT 的有效性已經在改善心力衰竭、阻塞性肺病以及代謝綜合徵患者的狀況方面得到證明。^[1]

優點

HIIT 是比常規有氧運動（如 45 分鐘慢跑）更受歡迎的鍛鍊方式，原因有很多。^[2]

• 這種訓練方法會引發EPOC（運動後過量氧耗）過程，從而增加訓練結束後的氧氣消耗量
• 與相同型別的常規持續時間運動相比，HIIT 訓練可以在至少一半甚至四分之一的時間內產生相同的代謝效應
• 慢跑時，代謝率在運動持續時間內提高，而 HIIT 短跑時，代謝率在運動後最多可保持 48 小時提高，這對患有糖尿病等代謝疾病的人來說非常重要
• Tabata 進行的一項研究表明，經過 8 周的 HIIT，參與者的無氧能力提高了 28%，而 VO2max 結果提高了 14%。^[3]

缺點

這種訓練方法可能並不適合所有人群，原因有很多。

• HIIT 實際上是高強度的，雖然這與個人的感知努力度（RPE）評級有關，但老年人和肥胖人群不太可能適合這種方法
• 它也可能不適合那些久坐不動並恢復活動的人，HIIT 對身體要求很高，可以迅速改變心率和血壓，而久坐不動的人群不會出現這種波動
• 過度訓練的可能性要大得多

HIIT 注意事項

在說明了這種訓練方法的一些優點和缺點後，重要的是在進行 HIIT 時記住一些關鍵點。

• 訓練到力竭以刺激新的生長
• 良好的營養與在整個訓練計劃中保持良好的強度一樣重要
• 每個練習都應該以良好的質量和一致性進行，使用動量或打破姿勢應被視為失敗

當前研究

這項研究的背景是什麼？

這項研究與 2 型糖尿病 (T2D) 患者有關。T2D 是一種代謝疾病，其特點是血液中的葡萄糖水平過高，這種型別的糖尿病影響著約 90% 的糖尿病患者。^[4] 胰島素是一種由胰腺中的 β 細胞產生的激素，負責開啟通道，使血液中的葡萄糖被轉運到體細胞中。^[5] 2 型糖尿病不同於 1 型糖尿病 (T1D)，因為受 T1D 影響的人無法產生胰島素，而患有 T2D 的人會發生胰島素抵抗，產生的胰島素不足以滿足需求，這種胰島素缺乏意味著進入細胞的胰島素更少，而血液中殘留的胰島素更多，這往往會導致併發症。^[4]

基於對 T2D 的瞭解以及對 HIIT 運動後與常規和傳統有氧運動相比的代謝效應的瞭解，人們認為 HIIT 必須對 2 型糖尿病患者的葡萄糖和胰島素活性產生一些定性影響。研究人員指出，“大多數研究 2 型糖尿病中運動治療效果的研究都涉及持續的低到中等強度的運動，如步行、慢跑或騎腳踏車，持續 30 分鐘，儘管最佳策略尚未確定，但高強度運動可能更有效地改善 2 型糖尿病患者的血糖控制。” ^[1]

這項研究來自哪裡？

這項研究是由安大略省麥克馬斯特大學運動機能學、兒科學和醫學系的以及不列顛哥倫比亞大學健康與運動學院的研究人員進行的。加拿大糖尿病協會和加拿大自然科學與工程研究理事會 (NSERC) 為這項研究提供了資金，並提供了血糖監測儀和感測器。^[1]

這是一項什麼樣的研究？

進行的研究是一項具有明確實驗設計的對照臨床試驗。其目的是觀察低容量 HIIT 對 2 型糖尿病患者高血糖症以及肌肉線粒體容量的影響。建議每週進行 150 分鐘的中等至劇烈運動。^[6] 雖然這項研究中患者每週只進行 30 分鐘高強度運動。

這項研究涉及什麼？

參與者

參與者透過糖尿病診所篩選，他們在三個月前被診斷，符合空腹和口服葡萄糖測試的標準，沒有其他無法控制的風險因素。在選定的八名參與者中，六名自我報告為久坐不動，每週鍛鍊時間少於 30 分鐘，而另外兩名參與者報告每週鍛鍊時間超過 30 分鐘。在八名參與者中，六名目前正在服用降血糖藥物。參與者也被告知不要改變他們日常活動或飲食習慣，主要是因為干預時間很短，只有兩週。

實驗設計

實驗包括四個階段，將解釋如下

醫療檢查和熟悉

為了開始測試，所有參與者都需要進行最大負荷測試，包括測試前和測試後 12 導聯心電圖 (ECG)，以確保沒有可能因研究而加重的健康狀況。該篩選測試從腳踏車功率計上的 30 W 開始，每分鐘增加 15 W，直到疲勞或停止訊號。記錄了最大功率和最大心率。在醫生根據心電圖結果判定安全後，進行了兩次熟悉測試。這也作為一種校準測試，透過找到適當的間隔時間和功率變化來達到最大心率的 90% 左右。

基線測試

在獲得許可後，參與者進行了一個 15 分鐘的亞最大負荷步行測試，以檢查心血管反應 (心率) 和 RPE，RPE 使用 0-10 連續量表測量。

兩天後，插入連續血糖監測裝置 (CGM)，並向參與者提供血糖儀和說明，以及每個人都適用的控制飲食。兩天後，取下 CGM 並從股直肌處獲取靜息骨骼肌活檢樣本。

訓練

活檢後五天，參與者開始訓練。訓練包括每週三次 (週一、週三和週五)，持續兩週，總共六次。每次訓練包括 3 分鐘的熱身，功率為 50 W，每個人的負荷都是根據基線測試定製的，但所有人都需要進行 10 組 60 秒的騎行間歇訓練。這些間歇訓練間隔 60 秒的恢復時間，在此期間參與者可以選擇休息或以 50 W 的阻力踩踏。整個訓練課程需要 25 分鐘，每週總共需要 75 分鐘。

測試後

在為期兩週的訓練期結束後，再次記錄 CGM 資料，時間為最後一次訓練課程後 48 小時，並控制每個參與者的飲食與訓練前相同。在最後一次訓練課程前 72 小時，再次採集肌肉活檢樣本。在活檢後 72 小時，進行步行測試和最大負荷測試，測試方法與測試前相同。最後，透過簡單地詢問參與者使用 1 到 9 的點李克特量表來評估對低容量 HIIT 的感知樂趣。詢問的問題是，他們會覺得以下情況有多享受

• 一次 10 組 1 分鐘 HIT
• 在接下來的四周內每週三次 HIIT

結果

連續血糖監測

兩週的 HIIT 改善了血糖控制。所有參與者的訓練前和訓練後值遵循類似的趨勢，在 24 小時測試期間的平均血糖濃度。

• 測試前結果：7.6 mmol/l
• 測試後結果：6.6 mmol/l

雖然餐後 (餐後三小時的總和) 的結果明顯更低，這證實了 HIIT 研究表明 HIIT 會增加 EPOC 並提高運動後 48 小時的代謝率。

• 測試前結果：965 mmol/l−1·9 h−1
• 測試後結果：679 mmol/l−1·9 h−1

骨骼肌適應

在訓練結束後，與測試前的結果相比，骨骼肌活檢樣本中測量的檸檬酸合酶 (CS) 活性升高。

• 測試前 CS：2.7mmol/kg/hr
• 測試後 CS：3.5mmol·kg/hr

另一個有趣的結果是，訓練前和訓練後 GLUT4 濃度顯著增加，這種受胰島素調節的蛋白質濃度幾乎翻了四倍。

• 測試前 GLUT4：1 a.u.
• 測試後 GLUT4：3.9 a.u.

功能性運動表現

最大負荷測試中的最大負荷從測試前增加到測試後，強化了骨骼肌適應的發現。

• 測試前功率：111 W
• 測試後功率：124 W

訓練降低了步行測試中的心率和 RPE。

• 測試前心率和 RPE：73 和 2.4
• 測試後心率和 RPE：66 和 1.3

結論

從這項研究的結果中可以清楚地看出，即使是兩週的低容量 HIIT，也僅包括 30 分鐘的劇烈運動，不僅可以降低平均血糖濃度，還可以顯著降低餐後血糖升高。這可能是由於骨骼肌線粒體活性增加和能力增強，表現為 GLUT4 蛋白增加。 這種蛋白質使肌肉能夠正確地吸收葡萄糖，這對於血糖調節具有重大影響。總的來說，HIIT 可以降低人體對胰島素的抵抗力。所有這些都可以在每週 75 分鐘的投入中實現，這僅僅是目前建議的至少 150 分鐘的一半。 從這項研究可以清楚地看出，儘管需要進行更長期和更廣泛（更多參與者）的研究才能對 HIIT 對 2 型糖尿病的影響給出明確的結果，但從這些結果可以清楚地看到，預計這些積極的結果將得到重複。

實用建議

每週進行三次 10 分鐘的 HIIT 訓練，就可以改善 2 型糖尿病患者的健康狀況。這種改善表現為肌肉中 GLUT4 蛋白增加，從而降低胰島素抵抗，以及改善血糖調節。重要的是要注意這項研究中的醫療檢查以及步行測試和最大負荷測試。雖然你可能覺得你能夠進行這些運動，但建議你諮詢醫療專業人員或糖尿病護理團隊，以獲得轉診或建議，瞭解適合你和你特定病情的運動，因為並非所有 2 型糖尿病患者都相同，並非所有人都相同。雖然這項研究建議 HIIT，但也要考慮到，並非所有人群都能夠進行 HIIT，建議在嘗試劇烈 HIIT 之前進行適當的測試。

更多資訊

更多關於糖尿病的基礎資訊。

糖尿病概述 https://www.diabetesaustralia.com.au/what-is-diabetes

糖尿病的病因 https://www.niddk.nih.gov/health-information/diabetes/overview/symptoms-causes

與糖尿病共處 https://www.diabetesaustralia.com.au/managing-type-2

運動與糖尿病 https://www.endocrineweb.com/conditions/type-2-diabetes/type-2-diabetes-exercise

本綜述中使用的研究 http://m.jap.physiology.org/content/111/6/1554.full