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運動結合飲食干預對肥胖非酒精性脂肪肝女大學生身體成分和脂代謝及腸道菌群的影響

來源：泰然健康網時間：2024年12月11日 00:24

中國大學生體質與健康調研報告顯示，女大學生超重及肥胖率呈逐年上升趨勢，是誘導女大學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[2]。研究表明，適度飲食控制結合有規(guī)律的運動是一種具有治療和預防價值的干預手段，可通過降低內臟脂肪含量和體重，改善輕度至中、晚期NAFLD患者的肝功能和肝內脂肪標志物[3]。于春霞等[4]研究認為，飲食控制與運動作為環(huán)境刺激性因素可有效調節(jié)腸道菌群的成分和結構、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)數量，從而改善肥胖患者身體成分肝功能。然而Keating等[5]認為，運動水平與NAFLD患者肝臟組織學變化之間無相關性，而運動強度在NAFLD管理中起重要作用。除了傳統(tǒng)的運動方式外，高強度間歇訓練(high-intensity interval training, HIIT)具有強度大、時間短等特點。前期研究認為，HIIT在改善肥胖兒童身體脂肪量、內臟脂肪面積及腰圍等方面效果優(yōu)于中等強度持續(xù)訓練(moderate intensity continuous training, MICT)[6]。本研究通過比較HIIT及MICT結合飲食控制對肥胖NAFLD女大學生身體成分、脂代謝及腸道菌群的影響，為改善肥胖NAFLD女大學生的健康水平、降低體脂肪量，以及調節(jié)脂質代謝和腸道菌群紊亂提供理論依據。

1. 對象與方法

1.1 對象

于2022年3—4月通過網上發(fā)布通知及選取體育保健班學生和至福建船政交通職業(yè)學院健康體檢中心體檢的在校本科女大學生肥胖NAFLD患者48例[體質量指數(BMI)≥28 kg/m2[7]]，用隨機數字表法隨機分為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)學院倫理委員會批準(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險，每個參與者均簽署了知情同意書。

納入標準：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診斷標準；近半年無規(guī)律性運動史；排除病毒性肝炎、藥物性肝炎以及其他疾病所導致的脂肪肝患者。排除標準：任何患有嚴重限制運動的疾病，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結合飲食干預。HIIT和MICT運動干預時間為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生月經期等，則適當調整；節(jié)假日期間，提前告知每位學生的運動處方，要求每位學生按照運動處方進行鍛煉并做好運動記錄。訓練前均被進行訓練指導且每次訓練均安排1名教練及1名醫(yī)務人員進行醫(yī)務監(jiān)督。受試者每次運動前2 h不進食，以避免運動引起氣道阻塞。

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

1.2.2 身體成分測量

實驗前及實驗結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)、腰臀比及內臟脂肪面積(cm2)進行測量。具體方法如下：受試者赤足、手握電極柄站在腳板上，根據提示輸入受試者相關信息(編號、性別、年齡及身高)，然后根據儀器提示開始測試，測試數據自動進入電腦儲存并打印。

1.2.3 血脂水平測量

分別于實驗前后采集受試者空腹狀態(tài)下的肘靜脈血，為避免生物節(jié)律對實驗結果的影響，血液采集時間均選擇在8：00—10：00進行。日本東芝全自動生化檢測儀檢測受試者血脂指標，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本，然后取1 g標本放入厭氧菌稀釋液中，0.9%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，經平板菌落計數法計算糞便菌群含量，結果以1 g糞便濕重中菌落形成單位(colony-forming unit, CFU)的對數值表示(lg CFU/g)。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 21.0軟件包對實驗數據進行統(tǒng)計學分析，所有實驗數據均用(x±s)表示，配對t檢驗進行組內身體成分、脂代謝及腸道菌群指標實驗前后比較，獨立樣本t檢驗對實驗前、后組間差異進行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2. 結果

2.1 不同組別肥胖NAFLD女大學生干預前后身體成分指標比較

與干預前比較，HIIT及MICT組肥胖NAFLD女大學生體重、BMI、體脂肪量、軀干脂肪量、腰臀比及內臟脂肪面積均下降(P值均＜0.01)。干預前，HIIT及MICT組肥胖NAFLD女大學生身體成分指標差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05)；干預后，與MICT組比較，HIIT組除體脂肪量、軀干脂肪量及內臟脂肪面積低于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女大學生干預前后身體成分指標比較(x±s)

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

組別干預前后人數統(tǒng)計值體重/kg BMI/(kg·m-2) 體脂肪量/kg 軀干脂肪量/kg 腰臀比內臟脂肪面積/cm2 HIIT組干預前 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女大學生干預前后脂代謝指標比較

與干預前比較，HIIT及MICT組肥胖NAFLD女大學生TG、TC及LDL水平均下降，僅有HIIT組HDL水平升高(P值均＜0.05)。干預前，HIIT及MICT組脂代謝所有指標差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05)；干預后，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女大學生干預前后脂代謝指標和腸道菌群指標比較(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)

組別干預前后人數統(tǒng)計值脂代謝指標/(mmol·L-1)腸道菌群指標/(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女大學生干預前后腸道菌群指標比較

與干預前比較，HIIT組及MICT組肥胖NAFLD女大學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)。干預前及干預后，HIIT組及MICT組腸道菌群所有指標差異均無統(tǒng)計學意義(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)約成本的運動干預模式應運而生。越來越多的研究表明，與MICT相比，HIIT在干預超重/肥胖人群方面具有獨特的優(yōu)勢，不僅更有效地減少腹部和內臟脂肪量，而且可以改善體成分和血脂異常[11]。本研究發(fā)現，無論是采用HIIT還是MICT聯(lián)合飲食控制，肥胖NAFLD女大學生的體重、BMI、體脂肪量及軀干脂肪量、腰臀比及內臟脂肪面積均下降，可能因為本研究為受試者制定了詳細的飲食控制計劃，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運動，可大量促進身體脂肪供能，最終實現改善身體成分和降脂的目的。研究認為，腹部肥胖特別是內臟脂肪增加，與NAFLD的風險增加有關，使其成為改善NAFLD的重要目標[12]。有Meta分析顯示，除飲食控制外，運動強度在降低腹部內臟脂肪中發(fā)揮重要作用，與中強度和低強度運動訓練相比，HIIT能誘導體脂肪及內臟脂肪更大程度的降低[13]。本研究結果與上述學者研究一致，可能與HIIT運動后兒茶酚胺(促進脂肪氧化和內臟脂肪組織的分解)及運動后過量耗氧量增加和食欲下降有關[14]。

有研究認為，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[15]。前期研究證實，相較于單一運動或飲食控制，4周有氧運動結合飲食控制更能有效改善肥胖男、女青年脂質代謝紊亂(TG及TC水平下降)[16]。Adalberto等[17]研究發(fā)現，與MICT比較，8周HIIT可更有效地改善老年糖尿病患者脂質(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，8周HIIT及MICT結合飲食干預均可使肥胖NAFLD女大學生血清TC、TG及LDL水平均下降，而僅有HIIT組肥胖NAFLD女大學生血清HDL水平升高，并且與MICT組比較，HIIT組TC水平下降，與上述學者研究結果基本一致。原因可能是運動可加速身體脂肪分解，運送到肌肉組織中，在三酰甘油酶的作用下分解成脂肪酸，在運動中起主要供能作用；在運動訓練結束后身體恢復會消耗更多的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，并且運動結束后過量氧耗(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結合飲食干預后脂代謝改善效果優(yōu)于MICT結合飲食干預，具體機制需進一步研究。

研究證實，能量限制的膳食結構是影響腸道菌群最重要的環(huán)境因素，對腸道菌群結構有著不可替代的影響[18]。Dong等[19]研究發(fā)現，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量，豐富腸道菌群的多樣性，恢復菌群平衡從而改善身體健康[20]。此外有研究認為，運動結合飲食干預對腸道菌群結構的影響優(yōu)于單一運動和膳食干預[21]，但是不同運動強度結合飲食干預對腸道菌群是否有不同影響相關尚不清楚。雷岱[22]研究發(fā)現，12周HIIT與MICT均可預防高脂膳食對腸組織的損傷，促進腸道菌群多樣性及豐度的恢復，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女大學生進行8周HIIT與MICT結合能量限制干預，結果發(fā)現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)計學意義，表明HIIT與MICT結合飲食干預均可在一定程度上促進腸道菌群穩(wěn)態(tài)的恢復。研究認為，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(空腹胰島素、空腹血糖機胰島素抵抗指數(水平)及脂代謝指標(血漿TG、TC水平)呈負相關，與HDL水平呈正相關，而腸桿菌、腸球菌與糖脂代謝指標呈正相關，與HDL水平呈負相關[23]。張黎雯等[24]認為，大腸桿菌、腸球菌與肥胖兒童NAFLD患者BMI及腰圍呈正相關，乳酸桿菌、雙歧桿菌與BMI及腰圍呈負相關。因此，HIIT及MICT結合飲食干預均可使肥胖NAFLD女大學生腸道菌群發(fā)生有益的變化，并且均可以改善NAFLD患者身體成分(體脂及內臟脂肪下降)及脂代謝紊亂，可能是由腸道菌群介導的，其機制需進一步研究。

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