24周太极拳对2型糖尿病患者肺功能的影响

24-Week Taichi Improves Pulmonary Function in Patients with Type 2 Diabetes

摘要: 本研究旨在评估24周干预后太极拳对2型糖尿病(T2D)患者肺功能的影响。方法：40名患有T2D的老年参与者被随机分为太极训练组(A组，n = 20)和对照组(C组，n = 20)。A组的参与者每天练习太极60分钟，每周6天，持续24周。C组的参与者维持正常的生活方式。分别于干预前和干预后对所有受试者进行肺功能测试以评估24周太极拳干预的效果。检测空腹血糖(FBG)和糖化血红蛋白(HbA1C)以评估血糖控制状况。结果：干预后，A组的FBG和HbA1C显著降低，FVC、FEV1、FEV1%F和MVV显著改善。结论：24周太极训练可改善T2D患者的肺功能和肺弥散。

Abstract: Objective: This study was designed to evaluate the effect of Taichi after 24-week intervention on pulmonary function in patients with type 2 diabetes (T2D). Methods: Forty elderly participants with T2D were randomly divided into the group trained with Taichi (n = 20) (Group A) and the control group (Group C). The participants in Group A practiced Taichi 60 min per day, 6 days per week for 24 weeks. The participants in Group C maintained their normal lifestyle. Pulmonary function tests were performed to assess pulmonary function before and after 24-week interventions. Results: After 24-week training with Taichi, compared to previous Group A and present Group C, FVC, FEV1, FEV1%F, MVV, and DLCO were significantly improved. Conclusions: 24-week Taichi training can improve lung function and pulmonary diffusion in patients with T2D.

1. 引言

糖尿病由胰岛素抵抗或胰岛素分泌缺陷引起，其特征是缺乏胰岛素导致血糖升高 [1] 。据估计，2030年全球将有3.7亿糖尿病患者 [2] 。糖尿病被认为是公共健康的主要威胁之一。由于微血管循环丰富，肺是糖尿病的主要靶器官 [3] 。许多研究发现糖尿病患者肺微循环障碍 [4] 、异常呼吸状况及肺的纤维化 [4] 。Borst等的研究证明在没有明显肺部疾病的情况下，糖尿病与中度肺功能受损相关 [5] 。Laursen等发现糖尿病患者出现肺泡壁增厚，这可能引起糖肺扩散能力下降 [6] 。Sternberg等人的一项研究表明，肺弹性蛋白和胶原纤维糖基化导致肺泡表面积肺气肿样减少，从而引起肺硬化、血管扩散受损和弹性回缩力减少 [7] 。

太极拳是是中国传统武术的精华，是呼吸和身体活动的结合，可以增加人的肺活量，大量研究调查了太极在治疗慢性疾病中的作用。研究证明太极拳对心血管疾病、免疫和感染、慢性肌肉骨骼疼痛和二型糖尿病(T2D)的有效性 [8] 。Li等人证明太极可以改善轻度哮喘儿童的炎症状况和肺功能 [9] 。基于此，本研究探讨太极运动干预对T2D患者肺功能的影响。

2. 研究对象与方法

2.1. 研究对象

40名(20名女性)T2D患者，年龄在58岁至69岁之间(表1)，在给予书面知情同意并通过体检后自愿参与研究。研究方案由湖北民族大学伦理委员会审查和批准。糖尿病根据既定标准定义和专业医生的诊断确定，并通过口服降糖药控制。排除标准如下：1) 糖尿病微血管或大血管并发症的临床表现；2) 糖化血红蛋白(HbA1C) ≥ 9%；3) 服用胰岛素；4) 吸烟(从不吸烟)或饮酒；5) 不能行走锻炼；6) 已经参与系统的运动锻炼；7) 贫血或血液血红蛋白异常；8) 慢性阻塞性肺病患者；9) 运动禁忌；10) 肺病或肺部感染(在治疗或恢复期间)。

2.2. 锻炼方案

受试者通过计算机生成的随机数随机分为两组：太极拳训练组(A组) (n = 20，10名女性)和对照组(C组) (n = 18，9名女性)。A组的参与者每天练习太极60分钟，每周6天，持续24周。C组受试者维持现有的生活习惯，不参与有计划的运动锻炼，同时接受糖尿病的常规治疗。在试验期间A组有两名受试者退出太极拳锻炼，C组有两名受试者因出外工作退出研究。

2.3. 肺功能测试

所有受试者坐在合适凳子上，用鼻夹轻轻呼吸。通过单次呼吸技术测量肺对一氧化碳(DL_CO)的扩散能力(Power cube Boay; Ganshorn, Germany)，测量的呼吸保持时间分别为11 ± 0.4 s和5 ± 0.3 s。同时检测肺总量(TLC)、肺活量(VC)、残气量(RV)，最大通气量、1秒用力呼气量FEV1)、FEV1% (1秒用力呼气量(FEV1)/用力肺活量(FVC)、最大通气量(MVV)和每分钟静息通气量(VE)。

2.4. 数据处理

所有数据在SPSS 25.0软件包中进行输入和统计，采用析因分析确定受试者组别和时间的交互效应，采用配对T检验分析太极拳组受试者干预前后差异的统计学意义，采用独立样本的T检验分析试验前后A组和C组间的差异显著性。所有结果均用平均值±标准差表示，检验标准为 P < 0.05。

3. 研究结果

3.1. 试验前后受试者基本情况

由表1可知，本研究A组受试者平均年龄为60.6岁，C组受试者平均年龄为61.3岁，两组间年龄差异没有统计学意义。同时A组和C组受试者在身高、体重、BMI、血压和心率方面差异均不显著。

Table 1. The basic information of the subjects

表1. 受试者基本情况

3.2. 试验前后两组受试者肺功能的比较

由表2可知，ERV、FVC、FEV1、FEV1%F、PEF、MVV和DL_CO均出现时间和组别的交互作用，24周太极拳干预后，A组受试者IRV、ERV、FVC、FEV1、FEV1%F、PEF、MVV和DL_CO显著高于试验前；同时试验后A组受试者ERV、FVC、FEV1、FEV1%F、PEF和MVV显著高于C组受试者。

Table 2. The comparison of the lung function of the two groups of subjects before and after the test

表2. 试验前后两组受试者肺功能的比较

VT，潮气量；MV，1分钟最大通气量；IRV，深吸气量；ERV，深呼气量；FVC，最大肺活量；FEV1，第一秒时间肺活量；FEV1%F，第一秒时间肺活量占比；PEF，最大呼气流速；MVV，最大通气量。

4. 讨论

FVC、FEV1、FEV1%F、PEF和MVV被用作无肺部疾病受试者呼吸肌强度的指标 [10] 。横断面研究和前瞻性研究均观察到糖尿病患者肺功能降低。Klein、Borst等人表明，糖尿病与FEV1和强制肺活量FVC的适度降低有关 [5] [11] 。由于呼吸装置结缔组织的糖基化，肺的反冲力和呼吸肌肉的收缩力可能会降低，导致PEF显著降低 [12] 。T2D是(感觉)运动和自主神经病变的最常见原因 [10] 。在本研究中，我们发现24周的太极训练可以改善T2D患者的FVC、FEV1、FEV1%F、PEF和MVV，这表明呼吸肌力量的改善。太极可以稳定交感神经系统和调节自主神经的功能，降低气道阻力，并通过身体和精神放松提高肌肉力量 [13] 。与对照组相比，老年T2DM患者的肌肉质量减少，肌肉毛细血管密度降低，肌纤维大小和数量减少 [14] 。根据传统中医，太极的扩张作用通过深呼吸影响肺部和呼吸肌肉，因此可以增加肌肉毛细血管密度和肌肉质量 [15] 。

DL_CO用于测量气体从气道转移到肺毛细血管中与血红蛋白(Hb)的反应。许多研究发现T2D患者的DL_CO显著降低 [15] [16] ，可能的解释是慢性高血糖导致肺泡和小血管壁增厚。Sinha等人还得出结论，DL_CO的损害与胰岛素抵抗和血脂异常有关 [17] 。我们发现T2D患者肺弥散减少与他们一致。然而，我们发现24周太极后DL_CO显著增加，这是首次研究证明24周太极可以改善T2D肺弥散功能。如前所述，太极可以增加FVC，这导致之前未灌注的肺泡现在接收毛细血管血液，从而增加气体交换的总表面积 [18] ，其机理可能和太极拳能改善T2D患者血糖调节有关，当血糖降低能够改善肺部毛细血管功能和降低炎症，这些均能使肺部毛细血管交换能力增加，从而改善肺部弥散功能。太极作为一种有氧运动，通过深呼吸可以降低胸腔压力，促进静脉回流，可以增加心输出量 [19] ，同时在练习太极拳时缓慢而深的呼吸可以增加肺泡通气，有助于增加气体交换膜的扩散表面积，并增强肺通气灌注的耦合 [18] 。基于太极拳对T2D患者肺扩散的影响，需要在该领域进行进一步研究以阐明其机制。

5. 结论

24周太极训练可改善T2D患者的呼吸功能和肺弥散。

基金项目

湖北省大学生创新创业计划，编号：S202210517067；恩施州科技局计划项目资助，编号：E20210049。

NOTES

^*通讯作者。