有氧运动和抗阻运动的交替顺序对2型糖尿病患者的短期和长期血糖控制有影响：一项随机试验

《iScience》：Sequence of aerobic and resistance exercise influences short- and long-term glycemic control in type 2 diabetes: A randomized trial

　　亮点：
- 有氧运动后进行抗阻运动能够降低平均血糖水平和HbA1c，相比干预前有显著效果。
- 两种运动序列均能降低未接受胰岛素治疗的参与者的空腹胰岛素水平。
- 有氧运动后进行抗阻运动在降低夜间血糖方面比抗阻运动后进行有氧运动更有效。

总结：
结合有氧运动和抗阻运动可以提高2型糖尿病（T2D）患者的血糖控制，但两种运动方式的顺序是否会影响血糖控制结果尚不清楚。我们研究了对56名社区居住的2型糖尿病患者进行有氧运动后抗阻运动（AR，n = 28）与抗阻运动后有氧运动（RA，n = 28）在8周内的急性及长期血糖反应（每周3次）。有氧运动在自行车测功机上以心率储备的40%–70%强度进行30分钟；抗阻运动针对主要肌肉群，强度为1RM的60%–80%。与运动前相比，只有AR组的平均血糖（p = 0.043）和HbA1c（p = 0.007）显著下降。在未接受胰岛素治疗的参与者中，两组的胰岛素水平均有所下降（AR：p < 0.001；RA：p = 0.001）。第8周时，AR组在运动期间和恢复期的血糖更低（p = 0.036），夜间血糖降低幅度也更大（p = 0.015）。虽然两种顺序下的血糖都有所改善，但有氧运动先于抗阻运动会导致血糖波动更大，而抗阻运动先于有氧运动则能最小化血糖波动。

引言：
2型糖尿病（T2D）患者的慢性高血糖与心血管、微血管、神经系统及其他并发症的风险显著增加有关。临床数据显示，除了血糖水平外，血糖波动（包括高血糖和低血糖）也与T2D患者的并发症和死亡率增加相关。血糖波动受多种行为因素影响，如体力活动、饮食、睡眠以及这些因素的时间和昼夜节律。在T2D中，夜间体内葡萄糖生成增加，导致空腹和早晨血糖升高。因此，改善日间血糖控制对T2D管理有益。连续血糖监测可以追踪血糖波动，并提供额外的临床参数。这些参数不仅有助于理解血糖管理，也在糖尿病的临床研究和常规护理中得到广泛应用。

运动干预被广泛认为是T2D的有效非药物管理方法。近年来，人们对特定类型运动对血糖控制的影响产生了浓厚的研究兴趣。许多研究探讨了不同形式体力活动在血糖管理中的效果及其潜在机制。有氧运动通过改善β细胞功能、调节胰岛素信号通路和提高胰岛素敏感性来增强血糖控制。抗阻训练通过增加肌肉质量和基础代谢率来降低血糖水平。虽然有氧运动和抗阻运动都能改善葡萄糖的摄取和利用，但结合这两种运动方式被认为在血糖控制方面更有效，常被用于T2D患者的运动计划中。

由于有氧运动和抗阻运动对糖原利用和骨骼肌葡萄糖摄取的影响不同，因此对于组合训练计划而言，它们的顺序可能会对血糖产生额外的影响。先前的研究已探讨了组合有氧运动和抗阻运动对非糖尿病个体的心肺功能、肌肉力量、身体组成和血糖曲线的影响。在久坐且超重的女性中，有氧运动后抗阻运动（AR）对总能量消耗的影响大于相反顺序。我们的先前研究表明，对于久坐的年轻女性，进行急性AR运动相比相反顺序的组合运动能更好地控制血糖。另一方面，一项针对1型糖尿病（T1D）患者的研究表明，急性抗阻运动后有氧运动（RA）在改善血糖控制和稳定夜间血糖方面更有效。

先前的随机研究主要关注单一类型或组合类型运动对血糖控制的影响，对于其他类型的运动及其组合顺序对血糖控制的影响尚缺乏研究。因此，在本随机试验中，我们评估了训练中有氧运动和抗阻运动的顺序（即AR vs. RA）是否会对T2D患者的血糖控制产生不同影响。基于我们在代谢健康人群中的初步研究，我们假设8周的AR运动计划比相同时长和频率下的RA运动在改善短期和长期血糖控制方面更有效。

参与者特征：
共有56名符合条件的参与者纳入分析。详细的基线特征见表1。两组在血糖、血压、年龄、性别比例、人体测量指标以及基线时是否使用降糖药物方面没有差异。二甲双胍是两组中最常用的降糖药物，其次是SGLT-2抑制剂。AR组和RA组分别有18%和25%的参与者接受胰岛素治疗。其中，32%的参与者仅接受口服降糖药治疗，68%使用多种降糖药，4%未接受任何T2D药物治疗。

数据汇总：
| 总计（n = 56） | AR（n = 28） | RA（n = 28） |
|-----------|-----------|-----------|
| 年龄（岁） | 62.5 ± 4.3 | 61.7 ± 4.1 |
| 性别（%） | 53.6%（女） | 46.4%（男） |
| BMI（kg/m2） | 24.5 ± 3.1 | 24.3 ± 3.2 |
| 收缩压（mmHg） | 126.5 ± 15.0 | 125.5 ± 14.3 |
| 舒张压（mmHg） | 80.7 ± 7.8 | 88.9 ± 8.0 |
| 空腹血浆葡萄糖（mmol/L） | 7.6 ± 2.0 | 7.7 ± 2.0 |
| HbA1c（%） | 7.6 ± 1.1 | 7.6 ± 1.2 |
| T2D病程（年） | 9.3 ± 5.9 | 9.8 ± 6.1 |
| 降糖药物（%） | 80.3%（二甲双胍） | 82.1%（其他） |

表1 基线特征（按干预组划分）

运动干预后的连续血糖监测（CGM）特征：
运动完成率（计算为[实际完成的运动次数/计划运动次数] × 100%）在AR组为82 ± 23%，在RA组为80 ± 29%。调整基线CGM相关指标后，两组在运动后的平均血糖（MG，F1,54 = 4.662, p = 0.036, 部分η2 = 0.087）和变异系数（CV，F1,50 = 7.629, p = 0.008, 部分η2 = 0.140）存在显著差异。运动后，AR组的平均血糖下降（Δ = ?0.7 ± 1.5 mmol/L, t = 2.136, p = 0.043），而变异系数显著增加（Δ = 3.5 ± 3.5%, t = ?4.627, p < 0.001）。为排除运动的急性效应，我们对仅包括非运动日数据的CGM相关参数进行了敏感性分析。干预后，两组在非运动日的CGM变异系数无显著差异（表S1）。此外，AR组在非运动日的血糖范围时间（TIR）增加，超出范围时间（TAR）减少（表S1）。

干预前后的HbA1c、空腹血浆葡萄糖和空腹胰岛素水平：
组内比较显示，两组在运动后空腹血糖无显著变化（p > 0.05）。AR组HbA1c显著降低（Δ = ?0.3 ± 0.5%）。排除研究中接受胰岛素治疗的参与者（n = 12）后，两组在运动后的空腹胰岛素水平均显著下降（AR Δ = ?3.6 ± 3.4 mIU·L?1；RA Δ = ?2.1 ± 2.6 mIU·L?1）。干预后，两组在HbA1c、空腹血糖或胰岛素水平上无组间差异（所有p > 0.05）（表S2）。

运动期间血糖变化：
第一周时，运动和恢复期间血糖的时间效应显著（F1,54 = 5.232, p < 0.001），时间和组的交互作用以及组的效果均不显著（p > 0.05）。第八周时，运动和恢复期间血糖的时间效应显著（F1,54 = 7.524, p < 0.001），时间和组的交互作用也显著（F1,54 = 2.833, p = 0.010）。进一步分析显示，两种顺序下时间的简单效应均显著（AR：F1,54 = 5.555, F1,54 = 5.555, p < 0.001；RA：F1,54 = 4.769, p < 0.001）。多组比较显示，在AR顺序下，血糖水平从0分钟到105分钟逐渐下降，所有下降均具有统计学意义；在RA顺序下，血糖水平从30分钟到135分钟逐渐下降，所有下降均具有统计学意义。

夜间血糖水平：
干预后，AR组的夜间血糖水平显著下降，而RA组无显著变化。

讨论：
本随机研究探讨了组合运动计划（AR vs. RA）中顺序对T2D患者血糖控制的影响。8周的干预后，两种运动序列均带来了类似的血糖控制改善。在组间比较中，AR序列在平均血糖降低和基于CGM指标的夜间血糖变化率增加方面表现更优，但AR组的变异系数较高，表明血糖波动较大。值得注意的是，在未接受胰岛素治疗的参与者中，两组胰岛素浓度下降幅度相似。观察到两组在运动过程中胰岛素浓度下降幅度相似，且与运动顺序无关，这一点值得特别关注。结合有氧运动和抗阻运动训练已被证明能显著降低胰岛素抵抗的稳态模型评估值（HOMA-IR），表明通过包括增强葡萄糖摄取在内的机制提高了胰岛素敏感性。2025年的一项荟萃分析进一步表明，12周的连续有氧运动与短期休息的抗阻运动结合使用可显著降低HbA1c和HOMA-IR，强调了联合训练的代谢益处。然而，运动顺序对胰岛素动态的不同影响——特别是在未经胰岛素治疗的患者与已接受胰岛素治疗的患者之间——仍大部分未得到探索。目前关于运动顺序对血糖变异性的影响的研究有限，尤其是在糖尿病患者中。有氧运动和抗阻运动的顺序可能会导致线粒体生物发生的不同信号，这可能与mTOR或PGC-1α信号通路的预激活有关。在运动过程中，骨骼肌优先利用储存的糖原来生成ATP作为能量，从血液中摄取葡萄糖的速率与肌肉糖原含量成反比。不同类型的运动对糖原消耗的影响也不同：有氧运动涉及多个肌肉群，由于血流量增加导致糖原消耗更均匀，主要依靠氧化脂肪酸和糖原来提供能量，相对于抗阻运动对糖原的依赖性较低。抗阻运动主要针对特定肌肉群，通过糖酵解过程迅速消耗糖原。单次运动显著上调了先前运动过的肌肉中参与葡萄糖摄取的蛋白质（GLUT1和GLUT4）。尽管本研究未评估2型糖尿病（T2D）患者的肌肉糖原水平，但我们推测先前运动后的糖原消耗状态可能会影响后续运动中的糖原利用，从而改变肌肉收缩时的葡萄糖摄取能力。先进行有氧运动会消耗肌肉糖原，导致抗阻运动时糖原储备减少，从而提高从血液中摄取和利用葡萄糖的能力，从而改善血糖控制。此外，在抗阻运动前进行有氧运动会显著增加生长激素及相关激素的分泌，这可能会影响糖生成激素的波动。与相反的顺序相比，先有氧后抗阻运动会导致TNF-α浓度升高，这可能类似于运动过程中动员细胞外葡萄糖和游离脂肪酸的激素，从而影响血糖的波动。我们还研究了运动顺序对血糖变化的短期影响。在第一周，不同运动顺序后的血糖浓度下降幅度和趋势相似。有氧运动和抗阻运动后的立即血糖下降率分别为-12.74%和-9.96%。我们没有观察到T2D患者在抗阻运动期间血糖升高；相反，只有短暂的稳定期（约15分钟）。先前对1型糖尿病（T1D）患者的研究发现，当先进行抗阻运动时，血糖下降不显著，而在有氧运动后进行抗阻运动则会导致血糖迅速升高。不同的运动顺序会产生不同的急性分子反应，可能直接影响骨骼肌中的葡萄糖处置。与骑自行车相比，抗阻运动后15分钟Akt和Akt1Ser473的磷酸化水平升高，尤其是在先骑自行车后进行抗阻运动时增幅最大。Akt磷酸化在介导GLUT4运输和葡萄糖摄取中起着关键的限速步骤作用。抗阻运动后IGF-I mRNA水平降低了42%。由于IGF-I是重要的局部能量代谢调节剂，这种急性转录抑制可能表明骨骼肌中独立于胰岛素的葡萄糖处置能力减弱。虽然这些发现来自健康人群，但它们提供了分子层面的机制见解，表明运动顺序特异性不同地影响Akt和IGF-I之间的调节关系，进而影响短期血糖稳态。未来的研究应旨在验证这些急性分子波动是否直接与运动后的血糖波动相关，从而为T2D患者提供最佳的运动处方策略。

在这项研究中，先进行抗阻运动（AR）的顺序在8周后显著改善了夜间血糖水平。这一发现与1型糖尿病患者的研究结果相反，后者表明先进行有氧运动（RA）更能稳定和降低夜间血糖。这种差异可能是由于1型糖尿病患者和2型糖尿病患者对胰岛素的依赖性和夜间低血糖发生率的不同。2型糖尿病患者通常对胰岛素治疗的依赖性较低，运动后夜间低血糖的发生频率和严重程度较低。因此，不同运动顺序对血糖调节的影响可能取决于基线血糖状态。本研究的结果可以通过几种机制来解释。首先，血糖波动与胰岛素分泌的节律性变化密切相关，夜间胰岛素敏感性通常较低。已知有氧运动可以增强胰岛素敏感性并改善葡萄糖代谢，也有助于肝脏糖原的储存。因此，AR顺序可能通过改善胰岛素敏感性和葡萄糖调节的联合效应，在管理夜间血糖方面提供更大的益处。这项为期8周的研究表明，AR和RA联合训练序列都有助于改善2型糖尿病患者的葡萄糖代谢。具体来说，两种序列都显著降低了胰岛素水平，组间没有显著差异，而只有AR序列显著降低了HbA1c。关于连续血糖监测（CGM）得出的指标，序列效应混合：与RA相比，AR更有效地降低了平均血糖并改善了夜间血糖变化率，但与更大的血糖波动相关。此外，两种序列在运动过程中的血糖下降模式不同，AR显示出更早的下降。临床选择运动顺序应根据患者的优先事项来进行：AR可能更适合降低平均血糖和改善夜间血糖控制，而RA可能更适合减少血糖波动。

**研究的局限性**

这是首项研究运动顺序对短期和长期血糖控制潜在影响的人类研究。运动干预措施得到了良好的指导和实施，各组之间的强度水平相同。引入CGM使我们能够更详细地了解参与者随时间的血糖水平。然而，我们的研究也存在一些局限性。首先，RA组对血糖没有显著影响。这可能是由于干预期不足。然而，这也可能表明AR在改善血糖控制方面的效果比RA更快。其次，在研究期间没有记录用餐时间和营养摄入，因此我们无法准确比较组间或每个组在干预前后的餐后血糖反应。第三，我们观察到干预后AR组的CGM得出的血糖波动率（CV）增加。然而，干预后的CV仍低于国际和中国指南的阈值标准（36%/33%）。第四，由于设施可用性、设备限制和参与者的日程安排，运动干预不能标准化为固定的上午或下午时间段，因此无法排除昼夜节律对血糖反应的潜在影响。第五，我们没有评估性别对血糖结果的影响。此外，与一般2型糖尿病患者相比，我们的参与者BMI相对较低，这可能限制了研究的代表性。未来的研究需要在更大的2型糖尿病患者群体中验证我们的发现，并进一步阐明运动顺序如何影响葡萄糖代谢的潜在机制。

**资源可用性**

**主要联系人**
如需更多信息和资源，请联系主要联系人Xiao Tan（[e-mail]）。

**材料可用性**
本研究没有生成新的独特试剂。

**数据和代码可用性**
• 本研究报告的完整原始数据不能存放在公共存储库中。如需访问，请联系主要联系人。
• 本文没有报告原始代码。
• 如需重新分析本文报告的数据，可向主要联系人索取相关信息。

**致谢**
作者感谢Maigaoqiao社区健康服务中心的所有参与者和临床工作人员对研究实施和数据收集的支持。本研究由江苏省重点研发计划（Z.S., BE2022828）和浙江大学ZJU 100青年教授项目（X.T.）资助。资助者在研究的进行、数据收集、管理、分析或解释、手稿的准备、审阅或批准以及提交手稿发表的决策过程中均没有发挥作用。

**作者贡献**
Y. Zhao、Y. Zha和X.T. 分析数据，起草和修订手稿，并负责信息的完整性和准确性；Y. Zhao和X.T. 设计研究并获取资金；Y. Zha、Y.J.、Y.C.、Z.Z.和X.T. 进行研究；B.C.、L.W.和Z.S. 对方法论做出贡献并对手稿进行了严格审阅。所有作者都审阅并批准了最终手稿。

**利益声明**
作者声明没有竞争利益。

**STAR**

**方法**
**关键资源表**
试剂或资源
来源
标识符

**生物样本**
空腹血浆葡萄糖

**参与者**
临床实验室分析
空腹胰岛素
血红蛋白A1c（HbA1c）

**软件和算法**
SPSS Statistics
Statistical Product and Service Solutions
https://www.ibm.com
G?Power 3.1
Heinrich-Heine-Universit?t Düsseldorf
https://www.psychologie.hhu.de
EndNote
Clarivate
https://endnote.com

**其他**
FreeStyle Libre Pro CGM系统
Abbott Diabetes Care Ltd
V. FreeStyle libre Pro, UK

**实验模型和研究参与者详情**
有氧运动后抗阻运动 vs. 抗阻运动后有氧运动（ARRA）是一项单中心、平行组、随机试验，于2023年11月至2024年2月进行。参与者通过南京市栖霞区Maigaoqiao社区健康服务中心的在线/印刷广告招募。该研究遵循赫尔辛基宣言的原则。获得了南京体育学院（RT-2023–17）和南京栖霞区社区健康服务中心（2023-QX-040）的伦理批准。所有参与者在基线测量前都签署了书面知情同意书。

**参与者**
符合条件的参与者为50至70岁的2型糖尿病患者，糖尿病病程至少一年。糖尿病的诊断标准如下：随机血糖≥11.1 mmol L?1（200 mg dL?1），空腹血浆葡萄糖≥7.0 mmol L?1（126 mg L?1），口服葡萄糖耐量测试≥11.1 mmol L?1（200 mg dL?1），或HbA1c≥6.5%（48 mmol/mol）。排除标准包括1型糖尿病患者、因严重心血管疾病、急性感染、肌肉骨骼疾病等不适合运动干预的疾病患者、有规律进行体育活动（每周90分钟中等强度运动或75分钟高强度运动）的患者，以及目前正在减肥饮食计划中的患者。九名初始参与者不符合纳入标准或因个人原因无法参与。

**随机化和分组**
共有56名参与者被纳入研究，并以1:1的比例随机分为有氧运动后抗阻运动组（AR，n = 28）和抗阻运动后有氧运动组（RA，n = 28）。在随访期间，AR组有两名参与者失访（一名因个人原因，一名因流感），RA组也有两名参与者失访（两名都因个人原因）（见图S1）。随机化按照年龄和HbA1c（≤或>中位数）分层，块大小为4。

**方法细节**
**协变量和常规血糖结果的评估**
基线信息包括年龄、性别、糖尿病病程等，由专业医生在招募过程中获取。在运动干预之前，参与者在研究地点（Maigaoqiao社区健康服务中心）测量了体重指数（BMI）和血压。BMI计算为体重（kg）除以身高2（m2）。收缩压和舒张压由专业医生使用电子血压计（Omron HEM-7132，Omron Healthcare Co., Ltd.，京都）测量。参与者的空腹血浆葡萄糖（FPG）、空腹胰岛素和血红蛋白A1c（HbA1c）在8周运动干预前后的那一周内进行了测量。在经过至少8小时的夜间禁食后，于早餐前（7:00–8:00）采集了10毫升的静脉血，并由社区健康服务中心的实验室部门进行了检测。

连续葡萄糖监测
参与者在两个时间点进行了为期14天的连续葡萄糖监测（CGM，FreeStyle libre Pro，Abbott Diabetes Care Ltd，Witney，英国）：一是开始运动干预前一周，二是干预的第8周（图S2）。将动态葡萄糖监测传感器固定在参与者的非主导手臂的后侧，并使用导针将其植入皮下组织。传感器安装工作由研究助理在采血当天8:00至10:30之间完成。实时葡萄糖数值以15分钟为间隔记录。在监测期间，参与者无法访问自己的CGM数据。监测结束后，研究助理使用CGM系统的扫描仪将数据导出并保存。

CGM的参数包括：日均葡萄糖（MG）、葡萄糖标准差（SDBG）、葡萄糖变异系数（CV）、葡萄糖最大波动幅度（LAGE）、在目标范围内的时间（TIR，3.8 mmol L?1至10 mmol L?1）、低于目标范围的时间（TBR，<3.8 mmol L?1）以及高于目标范围的时间（TAR，>10 mmol L?1）。此外，还通过CGM获取了运动期间、恢复期（运动后90分钟）以及午夜至6:00之间的血糖数据。CGM数据从传感器安装后的第二天00:00开始记录，直到传感器拆除当日00:00，这些数据均被纳入最终分析中。

运动干预计划
运动干预在社区健康中心的健身房内进行。该房间配备了多种有氧和抗阻训练设备，最多可同时容纳六名参与者。房间温度由空调控制在18°C至22°C之间。训练计划设计为每周进行三次，持续八周。每次训练约70分钟（30分钟有氧运动和30分钟抗阻训练，两种训练之间没有休息时间，每次训练前后有5分钟的准备和拉伸运动），时间为周一至周六的8:00至11:00或14:00至16:30。运动开始时间至少在饭后30分钟。

有氧运动的目标心率设定为静息心率（HR）加上心率储备（HRR）的40%–70%。参与者的HRR根据其静息心率和最大心率（HRmax = 208 - 0.7×年龄）计算得出。所有运动过程中均使用心率监测仪（OH1，Polar Oy，奥卢，芬兰）来监测运动强度，确保其保持在指定范围内。有氧运动在自行车测力计（Ergoselect 100K，Ergoline GmbH，比特茨，德国）上进行，持续30分钟，强度逐步增加至HRR的40%–70%（表S4）；抗阻训练根据首次干预前的适应性训练来设定阻力水平，踏频为50-60次/分钟。

抗阻训练使用的设备来自南京冠悦健康科技有限公司（南京，中国），包括胸部推举/划船机、腿部伸展/弯曲机、腹部/背部训练机、二头肌/三头肌训练机以及下肢内/外侧训练机。在对上下肢主要肌肉进行1次最大重复次数（RM）测试之前，所有参与者都接受了正确的设备使用方法指导。根据记录的阻力和重复次数，使用Brzycki 1RM预测公式估算1RM。所有参与者使用的重量为1RM的60%–80%（表S4）。每个训练项目的每个动作重复10–12次，共完成4组，每组之间休息30秒。抗阻训练在整个8周内逐步增加负荷。

在所有干预过程中，AR组的参与者在有氧运动后进行抗阻训练，而RA组的参与者则以相反的顺序进行两种类型的运动。参与者被要求保持平时的生活方式，在整个干预期间避免其他形式的常规运动。在报名前和干预期间，社区健康中心的营养师每周提供糖尿病管理方面的饮食指导，以减少干预期间饮食变化的可能性。

量化和统计分析
根据中等效应大小（f = 0.25，G?Power，版本3.0.10），样本量54名参与者被认为足以达到95%的检测效力，以识别干预前后组内和组间交互作用。分析遵循意向治疗原则。进行分析的人员对参与者的随机分组情况不知情。使用Shapiro-Wilk检验检查数据的正态性。组间结果变量比较采用协方差分析（ANCOVA），同时控制了感兴趣变量的基线值；组内干预前后的比较采用配对样本t检验。对于非正态分布的结果变量（TAR、TBR、空腹血浆葡萄糖、胰岛素和HbA1c），使用Mann-Whitney U检验进行组间比较；组内比较采用Wilcoxon符号秩检验。重复测量方差分析（ANOVA）用于分析运动和恢复期（运动后90分钟）各时间点的血糖水平，包括时间和组的主效应以及时间×组的交互效应。此外，还分析了非运动日CGM记录的夜间血糖水平的变化率，以研究组的主效应。基线值的组间比较采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验或卡方检验。所有检验均为双尾检验，p值<0.05视为统计学显著。所有分析均使用SPSS统计软件26版（IBM公司，阿蒙克，纽约，美国）完成。

额外资源
该试验在ClinicalTrials.gov上注册（NCT06145542）。

补充信息（1）
PDF（654.54 KB）
文件S1：图S1和S2以及表S1–S4