运动是2型糖尿病的一剂良药，何时运动有讲究｜EASD2021

编者按：在欧洲中部时间9月28日，来自瑞典的Claude Bernard奖获得者Juleen R. Zierath教授发表了关于运动对代谢影响的专题演讲。我们择其部分精华整理成稿，以飨读者！

自古以来，人们就遵循着“日出而作，日落而息”的规律繁衍生息。现代医学研究发现了这种自然现象背后的指挥棒——生物钟。人体的生理活动具有昼夜节律性，诸如睡眠、血压、血液激素水平以及能量代谢等都显示出以24小时为周期的波动性。这些生理活动的节律性均由生物钟所控制。

生物钟如何影响能量代谢？

生物钟可分为中枢和外周两大类，中枢生物钟位于下丘脑腹侧的视交叉上核神经元（SCN）内，是主生物钟；外周生物钟主要位于心、肺、肾、肝、脾等外周组织中（见下图）。通常情况下，SCN接受光线刺激并产生主生物钟信号，通过体液和神经内分泌通路传递到外周组织中，来协调外周生物钟，进而调控人体的各种生理活动，包括睡眠、运动、体温和代谢等。外周生物钟也可以影响主生物钟。在分子水平上，生物钟通过转录-翻译反馈回路驱动相关基因的表达，影响机体的生理活动。

生物钟影响机体的能量代谢。生物钟控制了数千个和代谢相关的基因，通过调节食物的摄入、能量的消耗等影响机体的能量代谢。生物钟的正常节律如果被破坏，会导致一系列的代谢紊乱症状。大量的临床流行病学调查显示，扰乱生物钟会引发包括代谢性疾病在内的多种疾病。例如轮班工作者的代谢性疾病发病率较高；短期的轮班也会降低机体的胰岛素敏感性等。

运动如何影响能量代谢？

运动是一项综合生理活动，涉及神经系统、呼吸系统、心血管和能量代谢等多个系统和组织活动（见下图）。运动对代谢的影响因运动类型不同而变化，例如：在低强度运动时，游离脂肪酸优先被肌肉氧化；而在高强度运动时，葡萄糖是首选的燃料来源。T2DM患者相比血糖正常人群人而言，在低强度运动期间更依赖葡萄糖氧化。

而在细胞分子层面，运动后几分钟到几小时，特定基因的mRNA表达会快速增加和回落，这导致有增强新陈代谢作用的蛋白质丰度增加，长期可发生表型适应，最终提高机体机能和增加新陈代谢率。

运动对血糖的影响

研究者在胰岛素抵抗的啮齿动物实验中发现，肌肉收缩本身也会增加肌肉对葡萄糖的摄取和利用。2型糖尿病患者的分离骨骼肌实验也证实运动增加了骨骼肌对葡萄糖的摄取。因此研究者得出的结论是：运动锻炼可以通过一种与胰岛素无关的途径来恢复葡萄糖稳态。

一项纳入了3例糖尿病前期和7例轻度2型糖尿病患者的研究显示：短短7天的高强度运动训练就可以显著改善胰岛素抵抗，促进全身水平的葡萄糖摄取。

一项针对肥胖2型糖尿病患者的短期运动试验发现：运动训练增加了肥胖2型糖尿病患者的全身胰岛素介导的葡萄糖处理。这些变化与胰岛素信号级联的功能改变无关，并且与葡萄糖转运蛋白-4（GLUT4）的含量增加有关。这也提示运动对于血糖的影响是独立于胰岛素之外的。

运动的血糖获益受到生物钟的影响

因为骨骼肌细胞作为外周生物钟的一部分，存在明显的昼夜节奏，而运动对代谢的影响很大一部分通过骨骼肌实现，因此研究者近年来开始关注运动时间对于代谢的影响。

在啮齿动物中的实验发现，不同时间段的剧烈运动对于多种代谢途径的影响并不相同。不同运动的时间对人体的影响是否也不一样呢？研究者进行了一项随机、交叉、对照的临床研究，招募了11例2型糖尿病男性患者，随机分组进入早晨训练组和下午训练组，持续2周后进入2周的洗脱期，最后相互交叉进行第二次试验。运动方式为每次6个周期的高强度间歇训练，每周3次，持续两周（见下图）。

动态血糖监测结果显示，下午锻炼组对血糖的改善明显优于上午锻炼组和锻炼之前。令人吃惊的是，当糖尿病患者在早上进行锻炼时，动态血糖监测显示患者血糖水平升高（见下图）。

因此，锻炼对血糖控制的影响和时间密切相关。下午锻炼对血糖的改善明显优于上午。

结语

昼夜节律是人类千万年适应自然进化而成，机体的生物钟控制了数千个和代谢相关的基因，通过调节食物的摄入、能量的消耗等影响机体的能量代谢以适应一天的能量需求。现代的生活方式扰乱了生物钟的正常运转，导致代谢性疾病大幅攀升。

运动可以提高机体机能和增加新陈代谢率，是预防和治疗代谢性疾病的有效方式。运动通过增加骨骼肌摄取葡萄糖而改善血糖。骨骼肌细胞作为外周生物钟的一部分，存在明显的昼夜节律，因而运动的降糖效果受到机体昼夜节律的影响，优化运动时间可以显著提高健康获益。