综述:有氧运动、抗阻运动、间歇训练及组合训练对老年人葡萄糖代谢的影响:关于训练类型、强度及机制的探讨
《Frontiers in Physiology》:Effects of aerobic, resistance, interval, and combined training on glucose metabolism in older adults: insights into type, dose, and mechanism
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时间:2025年11月21日
来源:Frontiers in Physiology 3.4
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衰老伴随骨骼肌胰岛素敏感性降低、脂肪分布异常及胰岛β细胞功能衰退,导致血糖稳态失调和2型糖尿病风险上升。运动作为核心非药物干预策略,其不同模式(有氧、抗阻、HIIT、综合训练)通过改善肌肉GLUT4表达、抑制炎症、促进β细胞分泌等机制调节血糖代谢。综合训练在长期干预中展现出更全面的代谢改善效果,而HIIT在短期内对β细胞功能和胰岛素敏感性提升显著。运动处方需根据个体体能、合并症及代谢状态调整强度、频率和组合模式,未来需通过大规模长期临床试验和机制研究优化运动干预方案。
衰老与葡萄糖代谢紊乱密切相关,表现为骨骼肌胰岛素敏感性下降、脂肪分布异常以及胰岛β细胞功能的逐渐减弱,这些变化最终导致葡萄糖稳态失衡,并增加2型糖尿病及其相关并发症的风险。随着全球人口老龄化的加速,这一问题已成为一个紧迫的公共卫生挑战。目前,运动被认为是改善老年人葡萄糖代谢的重要非药物干预手段。本文通过系统回顾PubMed和Web of Science数据库截至2025年9月的文献,总结了不同运动方式(包括有氧运动、抗阻运动、高强度间歇训练和综合训练)对改善与年龄相关的葡萄糖代谢障碍的有效性。研究发现,长期综合训练在提升胰岛素分泌能力和多种代谢指标方面表现出更全面的改善效果,相较于单一运动模式更具优势。此外,本文还探讨了运动干预中强度、频率和持续时间的剂量反应特征,以及其对老年人实际应用的指导意义。
在生理机制层面,运动对葡萄糖代谢的改善作用涉及多个层面的调控,包括骨骼肌中葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的表达增强、线粒体功能的提升、内脏和异位脂肪的减少、慢性低度炎症的抑制,以及β细胞胰岛素分泌能力的改善。这些机制共同作用,帮助老年人维持正常的葡萄糖代谢。然而,尽管运动对改善代谢障碍具有显著作用,目前的研究仍需进一步探索不同运动方式的剂量反应关系,并深入研究老年人特有的代谢适应性,以优化运动处方,提高其临床效果。
在有氧运动方面,大量研究证实其对老年人的葡萄糖代谢具有积极影响。无论是长期、中期还是短期干预,有氧运动都能有效提升胰岛素敏感性和β细胞功能。例如,长期有氧运动(如6个月)可以改善β细胞分泌能力,减少血糖波动,提高心血管功能,同时有助于改善身体成分,如减少内脏脂肪,增加瘦体重。中期干预(如8-12周)同样显示出显著效果,如在糖尿病前期人群中的研究发现,有氧运动可降低HbA1c、空腹胰岛素水平和胰岛素抵抗指数。短期干预(如2周)虽然对整体代谢改善的效果有限,但已能观察到对胰岛素分泌能力和胰腺异位脂肪的改善。值得注意的是,有氧运动的强度、频率和持续时间是影响其效果的关键因素。研究表明,中等至高强度的有氧运动(如60%-85%最大心率)能显著提升胰岛素敏感性和心血管健康,而低强度运动的效果则相对有限。此外,结合饮食控制的有氧运动方案,如能量限制,可以进一步放大代谢改善效果。
抗阻运动在改善老年人的肌肉质量和代谢功能方面也显示出积极作用。研究表明,抗阻训练可以有效提高肌肉力量、减少脂肪含量、改善β细胞功能,并有助于延缓肌肉萎缩(即肌少症)。然而,抗阻运动的代谢效果因个体差异而异,尤其是在患有糖尿病的老年人中,其效果可能不如健康个体显著。抗阻运动的剂量反应关系表明,中等强度的训练(如50%-70%最大单次重复量)在大多数研究中被证明是最安全、最有效的方案。然而,长期抗阻训练的效果并不总是一致,部分研究显示,高强度抗阻训练可能对血糖控制和胰岛素敏感性改善有限,这可能与研究对象的基线代谢状态、药物使用或训练依从性有关。因此,抗阻运动的处方需要根据个体的健康状况和功能水平进行调整,以确保安全性和有效性。
高强度间歇训练(HIIT)作为一种新兴的运动模式,近年来在改善老年人葡萄糖代谢方面展现出显著潜力。HIIT通过间歇性的高强度运动与低强度恢复相结合,能够在较短时间内提高胰岛素敏感性和心肺功能。研究发现,HIIT在短期内(如12周)能显著降低血糖水平、减少腰围,并改善β细胞功能。然而,HIIT的效果也受到多种因素的影响,如运动强度、总训练量和饮食控制。对于某些老年人,尤其是存在运动耐受性较差或有心血管、关节问题的个体,低强度或短时间的HIIT可能更为适宜。此外,HIIT的剂量反应关系表明,达到接近最大心率的高强度训练能产生更显著的代谢改善效果,而较低强度的训练则可能效果有限。
综合训练则在多个方面展现出更全面的改善效果,特别是在长期干预中,它在提高胰岛素敏感性、改善身体成分和增强心肺功能方面具有独特优势。研究发现,综合训练可以同时激活有氧和抗阻运动的益处,从而在改善葡萄糖代谢的同时,增强肌肉力量和耐力。此外,综合训练还可能通过减少腹部脂肪、增强线粒体功能和调节炎症环境,进一步促进代谢健康。然而,综合训练的效果也可能受到训练方案中各运动模式的组合方式和总训练量的影响。例如,某些研究发现,将抗阻运动与HIIT结合可能带来更显著的代谢改善,而单日集中进行不同运动模式的训练效果可能不如分日训练。因此,制定合理的综合训练方案,结合个体的运动能力、健康状况和生活方式,是实现最佳代谢改善的关键。
在运动处方方面,本文强调了个体化和循序渐进的重要性。对于老年人而言,运动的强度、频率和持续时间需根据其身体状况和功能水平进行调整。有氧运动通常建议每周进行3-5次,每次30-60分钟,强度控制在50%-60%最大心率或最大摄氧量的范围内。而抗阻运动则建议采用中等强度,每周进行3次,每次60分钟,以50%-70%最大单次重复量为宜。HIIT则更适合有一定运动基础的老年人,通常建议每周进行2-4次,每次训练时间较短(如15-30分钟),但强度需达到85%-90%最大心率。对于运动能力较差或存在多种慢性病的老年人,低强度的有氧运动或抗阻训练可能是更安全的选择,但需注意,单纯的低强度运动可能不足以带来显著的代谢改善,因此在设计训练方案时,应结合其他干预措施,如饮食调整和能量限制。
运动与药物治疗的结合也值得关注。例如,与运动相比,二甲双胍在改善胰岛素敏感性方面表现出一定的效果,但其对运动诱导的代谢改善可能产生抑制作用。研究表明,二甲双胍会减弱运动对骨骼肌中mTORC1信号通路的激活,从而影响肌肉生长和线粒体功能。然而,SGLT-2抑制剂则显示出与运动的协同效应,能够进一步改善血糖控制和胰岛素反应。此外,某些药物如胆汁酸结合剂(如考塞洛韦)在与运动结合时,不仅能够降低血糖和血脂,还可能减少药物使用负担,提高治疗的安全性。因此,在制定老年糖尿病患者的治疗方案时,需综合考虑其肝脏和肾脏功能、合并症以及药物与运动之间的相互作用,以实现个体化的干预策略。
总体而言,运动作为一种非药物干预手段,在改善老年人葡萄糖代谢障碍方面具有重要的临床价值。不同运动方式对代谢改善的效果各异,有氧运动在提高胰岛素敏感性和心肺功能方面效果显著,抗阻运动则有助于维持肌肉质量和代谢健康,HIIT在短期内能快速改善血糖水平和β细胞功能,而综合训练则在长期代谢改善方面表现出更全面的益处。未来的研究应进一步明确不同运动方式的剂量反应关系,优化运动处方,并深入探讨其在不同人群中的适应性。此外,结合先进的研究技术,如稳定同位素示踪法,可更精确地评估运动对肝脏和外周胰岛素敏感性的调节作用,从而推动对运动诱导葡萄糖稳态调控机制的深入理解。最终,通过科学的运动干预,有望有效延缓老年人的代谢功能衰退,提高其生活质量,并降低糖尿病相关并发症的发生率。
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