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運(yùn)動結(jié)合飲食干預(yù)對肥胖非酒精性脂肪肝女大學(xué)生身體成分和脂代謝及腸道菌群的影響

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月11日 00:24

中國大學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研報告顯示，女大學(xué)生超重及肥胖率呈逐年上升趨勢，是誘導(dǎo)女大學(xué)生肥胖非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)發(fā)展最重要的危險因素[1]。最近研究指出，腸道微生物群紊亂與肥胖、NAFLD及代謝綜合征發(fā)病密切相關(guān)[2]。研究表明，適度飲食控制結(jié)合有規(guī)律的運(yùn)動是一種具有治療和預(yù)防價值的干預(yù)手段，可通過降低內(nèi)臟脂肪含量和體重，改善輕度至中、晚期NAFLD患者的肝功能和肝內(nèi)脂肪標(biāo)志物[3]。于春霞等[4]研究認(rèn)為，飲食控制與運(yùn)動作為環(huán)境刺激性因素可有效調(diào)節(jié)腸道菌群的成分和結(jié)構(gòu)、提高腸道菌群的豐度、增加有益菌群(雙歧桿菌和乳酸桿菌等)數(shù)量，從而改善肥胖患者身體成分肝功能。然而Keating等[5]認(rèn)為，運(yùn)動水平與NAFLD患者肝臟組織學(xué)變化之間無相關(guān)性，而運(yùn)動強(qiáng)度在NAFLD管理中起重要作用。除了傳統(tǒng)的運(yùn)動方式外，高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high-intensity interval training, HIIT)具有強(qiáng)度大、時間短等特點(diǎn)。前期研究認(rèn)為，HIIT在改善肥胖兒童身體脂肪量、內(nèi)臟脂肪面積及腰圍等方面效果優(yōu)于中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練(moderate intensity continuous training, MICT)[6]。本研究通過比較HIIT及MICT結(jié)合飲食控制對肥胖NAFLD女大學(xué)生身體成分、脂代謝及腸道菌群的影響，為改善肥胖NAFLD女大學(xué)生的健康水平、降低體脂肪量，以及調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和腸道菌群紊亂提供理論依據(jù)。

1. 對象與方法

1.1 對象

于2022年3—4月通過網(wǎng)上發(fā)布通知及選取體育保健班學(xué)生和至福建船政交通職業(yè)學(xué)院健康體檢中心體檢的在校本科女大學(xué)生肥胖NAFLD患者48例[體質(zhì)量指數(shù)(BMI)≥28 kg/m2[7]]，用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為HIIT組(24名)及MICT組(24名)。HIIT組2名受試者及MICT組3名受試者由于個人原因沒有完成實驗，最后納入分析HIIT組22名，MICT組21名?；€時兩組受試者的年齡(19.50±1.44，19.33±1.35)歲、身高(1.61±0.03，1.60±0.02)m、體重(76.92±2.78，77.81±2.06)kg及BMI(29.59±1.15，30.25±1.44)kg/m2，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為0.83，-1.44，-1.88，P值均>0.05)。本研究獲得福建船政交通職業(yè)學(xué)院倫理委員會批準(zhǔn)(批號：20220018)，所有患者在參與本研究項目前均被告知研究目的及實驗可能存在的風(fēng)險，每個參與者均簽署了知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：通過B超診斷，符合《中國非酒精性脂肪性肝病診療指南》[8](2018年更新版)NAFLD診斷標(biāo)準(zhǔn)；近半年無規(guī)律性運(yùn)動史；排除病毒性肝炎、藥物性肝炎以及其他疾病所導(dǎo)致的脂肪肝患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：任何患有嚴(yán)重限制運(yùn)動的疾病，如癌癥、心肝腎及血液系統(tǒng)疾病、骨科疾病和可能影響體育鍛煉的內(nèi)分泌疾病患者；服用影響肝臟功能或代謝性藥物的患者；存在飲酒史(男性每周>140 g，女性每周>70 g)。

1.2 方法1.2.1 HIIT和MICT訓(xùn)練方案[9]

于2022年3月1日至4月25日對HIIT組及MICT組被試實施8周HIIT及MICT結(jié)合飲食干預(yù)。HIIT和MICT運(yùn)動干預(yù)時間為8周(每周4次)，鍛煉時間安排在每周一、三、五、日，若遇到特殊天氣及學(xué)生月經(jīng)期等，則適當(dāng)調(diào)整；節(jié)假日期間，提前告知每位學(xué)生的運(yùn)動處方，要求每位學(xué)生按照運(yùn)動處方進(jìn)行鍛煉并做好運(yùn)動記錄。訓(xùn)練前均被進(jìn)行訓(xùn)練指導(dǎo)且每次訓(xùn)練均安排1名教練及1名醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行醫(yī)務(wù)監(jiān)督。受試者每次運(yùn)動前2 h不進(jìn)食，以避免運(yùn)動引起氣道阻塞。

MICT運(yùn)動方案包括5 min熱身及5 min放松(慢跑及伸展運(yùn)動)，然后受試者第1~2周以60%~70% HRmax跑臺運(yùn)動30 min，以后每2周增加10 min，直到最后2周的運(yùn)動時間為60 min；HIIT運(yùn)動方案包括5 min熱身及5 min放松(慢跑及伸展運(yùn)動)，然后受試者進(jìn)行大強(qiáng)度運(yùn)動每次2 min(90%~95% HRmax)間歇2 min(運(yùn)動強(qiáng)度：50% HRmax)共計5組間歇訓(xùn)練，每4周增加1組。HIIT及MICT實施期間，運(yùn)動營養(yǎng)專家參考《中國居民飲食膳食指南》[10]根據(jù)每個受試者的飲食和生活習(xí)慣制定飲食方案，受試者每日攝入的總能量根據(jù)個人標(biāo)準(zhǔn)體重{標(biāo)準(zhǔn)體重=[身高(cm)-105]×極輕體力勞動單位熱體重能量供應(yīng)量[(20~25)kcal/kg]}計算得出；此外每周對全體受試者進(jìn)行健康知識講座。

1.2.2 身體成分測量

實驗前及實驗結(jié)束后用韓國人體組成分析儀(ioi 353)對受試者體重(kg)、BMI(kg/m2)、體脂肪量(kg)、軀干脂肪量(kg)、腰臀比及內(nèi)臟脂肪面積(cm2)進(jìn)行測量。具體方法如下：受試者赤足、手握電極柄站在腳板上，根據(jù)提示輸入受試者相關(guān)信息(編號、性別、年齡及身高)，然后根據(jù)儀器提示開始測試，測試數(shù)據(jù)自動進(jìn)入電腦儲存并打印。

1.2.3 血脂水平測量

分別于實驗前后采集受試者空腹?fàn)顟B(tài)下的肘靜脈血，為避免生物節(jié)律對實驗結(jié)果的影響，血液采集時間均選擇在8：00—10：00進(jìn)行。日本東芝全自動生化檢測儀檢測受試者血脂指標(biāo)，包括三酰甘油(triglyceride, TG)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)及低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)。

1.2.4 腸道菌群測定

所有被試均于實驗前后晨起采集一份新鮮中后段糞便標(biāo)本，然后取1 g標(biāo)本放入?yún)捬蹙♂屢褐校?.9%生理鹽水稀釋后接種于腸球菌、腸桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)48 h，經(jīng)平板菌落計數(shù)法計算糞便菌群含量，結(jié)果以1 g糞便濕重中菌落形成單位(colony-forming unit, CFU)的對數(shù)值表示(lg CFU/g)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 21.0軟件包對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，所有實驗數(shù)據(jù)均用(x±s)表示，配對t檢驗進(jìn)行組內(nèi)身體成分、脂代謝及腸道菌群指標(biāo)實驗前后比較，獨(dú)立樣本t檢驗對實驗前、后組間差異進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2. 結(jié)果

2.1 不同組別肥胖NAFLD女大學(xué)生干預(yù)前后身體成分指標(biāo)比較

與干預(yù)前比較，HIIT及MICT組肥胖NAFLD女大學(xué)生體重、BMI、體脂肪量、軀干脂肪量、腰臀比及內(nèi)臟脂肪面積均下降(P值均＜0.01)。干預(yù)前，HIIT及MICT組肥胖NAFLD女大學(xué)生身體成分指標(biāo)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05)；干預(yù)后，與MICT組比較，HIIT組除體脂肪量、軀干脂肪量及內(nèi)臟脂肪面積低于MICT組外(t值分別為-2.20，-2.10，-2.15，P值均＜0.05)，體重、BMI及腰臀比兩組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為-1.80，-1.98，-1.15，P值均>0.05)。見表 1。

表 1 不同組別肥胖NAFLD女大學(xué)生干預(yù)前后身體成分指標(biāo)比較(x±s)

Table 1. Comparison of the body composition in obese NAFLD female college students before and after interventions among different groups(x±s)

組別干預(yù)前后人數(shù) 統(tǒng)計值體重/kg BMI/(kg·m-2) 體脂肪量/kg 軀干脂肪量/kg 腰臀比內(nèi)臟脂肪面積/cm2 HIIT組干預(yù)前 22 76.92±2.78 29.59±1.15 29.20±1.71 16.08±1.39 0.89±0.05 115.32±4.30 干預(yù)后 22 72.32±3.04 27.82±1.25 25.24±2.28 13.07±1.65 0.83±0.04 106.50±5.06 t值 15.56 15.48 15.74 13.92 6.51 11.55 P值＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 MICT組干預(yù)前 21 77.81±2.06 30.25±1.44 29.69±1.93 16.36±1.48 0.88±0.02 116.05±4.95 干預(yù)后 21 73.80±2.29 28.69±1.47 26.65±1.90 14.35±2.27 0.85±0.04 109.90±5.31 t值 13.64 13.48 15.82 6.53 4.40 9.53 P值＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.012.2 不同組別肥胖NAFLD女大學(xué)生干預(yù)前后脂代謝指標(biāo)比較

與干預(yù)前比較，HIIT及MICT組肥胖NAFLD女大學(xué)生TG、TC及LDL水平均下降，僅有HIIT組HDL水平升高(P值均＜0.05)。干預(yù)前，HIIT及MICT組脂代謝所有指標(biāo)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05)；干預(yù)后，與MICT組比較，除TC水平下降外(t=-2.26，P＜0.05)，TG、LDL及HDL兩組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為-0.48，-0.58，0.82，P值均>0.05)。見表 2。

表 2 不同組別肥胖NAFLD女大學(xué)生干預(yù)前后脂代謝指標(biāo)和腸道菌群指標(biāo)比較(x±s)

Table 2. Comparison of the lipid metabolism and the gut microbiota in obese NAFLD female college students before and after the interventions among different groups(x±s)

組別干預(yù)前后人數(shù) 統(tǒng)計值脂代謝指標(biāo)/(mmol·L-1)腸道菌群指標(biāo)/(lg CFU·g-1) TC TG HDL LDL腸球菌大腸桿菌乳酸桿菌雙歧桿菌 HIIT組干預(yù)前 22 5.41±0.95 2.08±0.70 1.16±0.17 3.44±0.40 7.92±0.93 9.25±1.38 6.14±1.04 6.72±1.17 干預(yù)后 22 4.15±0.62 1.94±0.59 1.25±0.13 2.94±0.31 7.04±0.97 8.68±1.28 7.00±0.84 7.28±0.99 t值 6.75 2.16 -5.08 6.86 7.85 3.06 -6.64 -5.89 P值＜0.01 0.04 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 MICT組干預(yù)前 21 5.24±1.01 2.11±0.50 1.14±0.26 3.39±0.51 7.73±0.85 9.09±1.48 6.44±0.89 6.65±1.18 干預(yù)后 21 4.60±0.69 2.02±0.46 1.20±0.28 3.02±0.55 7.26±1.06 8.60±1.32 7.01±0.81 7.01±1.03 t值 3.55 2.36 -2.02 4.00 -5.94 -3.32 -5.11 -4.71 P值＜0.01 0.03 0.06 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.012.3 不同組別肥胖NAFLD女大學(xué)生干預(yù)前后腸道菌群指標(biāo)比較

與干預(yù)前比較，HIIT組及MICT組肥胖NAFLD女大學(xué)生有益菌乳酸桿菌及雙歧桿菌增加，有害菌大腸桿菌及腸球菌均減少(P值均＜0.01)。干預(yù)前及干預(yù)后，HIIT組及MICT組腸道菌群所有指標(biāo)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05)。見表 2。

3. 討論

近年來，HIIT作為一種新興、高效、節(jié)約成本的運(yùn)動干預(yù)模式應(yīng)運(yùn)而生。越來越多的研究表明，與MICT相比，HIIT在干預(yù)超重/肥胖人群方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，不僅更有效地減少腹部和內(nèi)臟脂肪量，而且可以改善體成分和血脂異常[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，無論是采用HIIT還是MICT聯(lián)合飲食控制，肥胖NAFLD女大學(xué)生的體重、BMI、體脂肪量及軀干脂肪量、腰臀比及內(nèi)臟脂肪面積均下降，可能因為本研究為受試者制定了詳細(xì)的飲食控制計劃，主要以低碳水化合物、低鹽、低脂飲食為主，并且通過每日針對性的HIIT及MICT運(yùn)動，可大量促進(jìn)身體脂肪供能，最終實現(xiàn)改善身體成分和降脂的目的。研究認(rèn)為，腹部肥胖特別是內(nèi)臟脂肪增加，與NAFLD的風(fēng)險增加有關(guān)，使其成為改善NAFLD的重要目標(biāo)[12]。有Meta分析顯示，除飲食控制外，運(yùn)動強(qiáng)度在降低腹部內(nèi)臟脂肪中發(fā)揮重要作用，與中強(qiáng)度和低強(qiáng)度運(yùn)動訓(xùn)練相比，HIIT能誘導(dǎo)體脂肪及內(nèi)臟脂肪更大程度的降低[13]。本研究結(jié)果與上述學(xué)者研究一致，可能與HIIT運(yùn)動后兒茶酚胺(促進(jìn)脂肪氧化和內(nèi)臟脂肪組織的分解)及運(yùn)動后過量耗氧量增加和食欲下降有關(guān)[14]。

有研究認(rèn)為，降低血脂TG、TC、LDL水平及升高HDL水平是改善NAFLD病情的重要靶點(diǎn)[15]。前期研究證實，相較于單一運(yùn)動或飲食控制，4周有氧運(yùn)動結(jié)合飲食控制更能有效改善肥胖男、女青年脂質(zhì)代謝紊亂(TG及TC水平下降)[16]。Adalberto等[17]研究發(fā)現(xiàn)，與MICT比較，8周HIIT可更有效地改善老年糖尿病患者脂質(zhì)(TG及TC水平降低)和血糖譜(血糖和糖化血紅蛋白水平降低)。本研究發(fā)現(xiàn)，8周HIIT及MICT結(jié)合飲食干預(yù)均可使肥胖NAFLD女大學(xué)生血清TC、TG及LDL水平均下降，而僅有HIIT組肥胖NAFLD女大學(xué)生血清HDL水平升高，并且與MICT組比較，HIIT組TC水平下降，與上述學(xué)者研究結(jié)果基本一致。原因可能是運(yùn)動可加速身體脂肪分解，運(yùn)送到肌肉組織中，在三酰甘油酶的作用下分解成脂肪酸，在運(yùn)動中起主要供能作用；在運(yùn)動訓(xùn)練結(jié)束后身體恢復(fù)會消耗更多的TG供能，與MICT相比，HIIT可招募到更高比例的肌纖維且更有利于脂肪酸氧化，并且運(yùn)動結(jié)束后過量氧耗(能量來源主要為脂肪)會消耗更多的TG供能，可能部分解釋了8周HIIT結(jié)合飲食干預(yù)后脂代謝改善效果優(yōu)于MICT結(jié)合飲食干預(yù)，具體機(jī)制需進(jìn)一步研究。

研究證實，能量限制的膳食結(jié)構(gòu)是影響腸道菌群最重要的環(huán)境因素，對腸道菌群結(jié)構(gòu)有著不可替代的影響[18]。Dong等[19]研究發(fā)現(xiàn)，8周能量限制飲食可增加超重及肥胖患者雙歧桿菌和乳酸桿菌豐度，提示能量限制飲食可通過重塑腸道菌群發(fā)揮長期減肥作用；而運(yùn)動作為一種環(huán)境刺激性因素，可增加有益腸道菌群種類的數(shù)量，豐富腸道菌群的多樣性，恢復(fù)菌群平衡從而改善身體健康[20]。此外有研究認(rèn)為，運(yùn)動結(jié)合飲食干預(yù)對腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響優(yōu)于單一運(yùn)動和膳食干預(yù)[21]，但是不同運(yùn)動強(qiáng)度結(jié)合飲食干預(yù)對腸道菌群是否有不同影響相關(guān)尚不清楚。雷岱[22]研究發(fā)現(xiàn)，12周HIIT與MICT均可預(yù)防高脂膳食對腸組織的損傷，促進(jìn)腸道菌群多樣性及豐度的恢復(fù)，但HIIT在改善腸道菌群的物種多樣性方面作用優(yōu)于MICT。本研究對肥胖NAFLD女大學(xué)生進(jìn)行8周HIIT與MICT結(jié)合能量限制干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使益生菌乳酸桿菌及雙歧桿菌呈增高趨勢，腸桿菌科呈降低趨勢，且兩組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，表明HIIT與MICT結(jié)合飲食干預(yù)均可在一定程度上促進(jìn)腸道菌群穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。研究認(rèn)為，乳酸桿菌、雙歧桿菌與肥胖型多囊卵巢綜合征患者糖代謝指標(biāo)(空腹胰島素、空腹血糖機(jī)胰島素抵抗指數(shù)(水平)及脂代謝指標(biāo)(血漿TG、TC水平)呈負(fù)相關(guān)，與HDL水平呈正相關(guān)，而腸桿菌、腸球菌與糖脂代謝指標(biāo)呈正相關(guān)，與HDL水平呈負(fù)相關(guān)[23]。張黎雯等[24]認(rèn)為，大腸桿菌、腸球菌與肥胖兒童NAFLD患者BMI及腰圍呈正相關(guān)，乳酸桿菌、雙歧桿菌與BMI及腰圍呈負(fù)相關(guān)。因此，HIIT及MICT結(jié)合飲食干預(yù)均可使肥胖NAFLD女大學(xué)生腸道菌群發(fā)生有益的變化，并且均可以改善NAFLD患者身體成分(體脂及內(nèi)臟脂肪下降)及脂代謝紊亂，可能是由腸道菌群介導(dǎo)的，其機(jī)制需進(jìn)一步研究。

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