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文档简介
肥胖与运动的研究进展总结2026世界卫生组织(WorldHealthOrganization,WHO)数据显示,1990年至2022年间,全球肥胖症患病率增长了近2倍,呈现急剧上升趋势。预计到2030年,美国近半数人口将罹患肥胖症。肥胖人口的增加与心血管疾病(cardiovasculardisease,CVD)、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(metabolicdysfunction-associatedsteatohepatitis,MASH)及2型糖尿病等多种疾病风险的增加相关,这凸显了深入探究肥胖发生机制并制定有效应对策略的重要性。运动是对抗肥胖与代谢性疾病的有效手段。在各种形式的运动中,有氧运动与抗阻训练常常因其对脂肪组织、肝脏及骨骼肌等关键代谢器官的分子适应性作用而备受关注。近年来,减重手术和减重药物等肥胖治疗策略日益普及,这些方法不仅能有效减轻体重,还能改善心血管结局与葡萄糖稳态等整体健康指标。最新的研究探讨了运动与减重药物或减重手术联合应用带来的潜在协同效应。本综述通过动物模型与人体研究,探讨了肥胖对脂肪组织、肝脏及骨骼肌等代谢器官的影响,并分析了肥胖如何影响线粒体功能、产热能力、内分泌调节及糖脂代谢等多种代谢过程,以及在肥胖状态下运动如何影响这些结果。本文还探讨了肠促胰素等疗法与减重手术等干预手段,及其与运动相结合可能产生的潜在效应,评估治疗过程中可能出现的代偿性生活方式改变,并强调在应对肥胖问题及其治疗策略时应采取全面且包容的方法。一、肥胖与运动的潜在益处肥胖症在美国及全球范围内呈流行态势,其增长伴随着多种相关疾病的增加。最常见的肥胖相关疾病包括2型糖尿病、CVD和MASH。2型糖尿病是一种慢性代谢性疾病,以血糖水平升高和胰岛素稳态失衡为特征;CVD指影响心脏与血管的循环系统疾病;而MASH则表现为肝脏脂肪堆积,伴随炎症及纤维化。肥胖人群罹患癌症与阿尔茨海默病等疾病的风险也会增加,这凸显了肥胖作为一种共病的重要意义。运动是对抗肥胖及其相关疾病的重要治疗手段。运动不仅能有效增强有氧代谢能力、降低静息心率与血压,还能全面改善代谢健康指标。此外,运动还有助于调节体重指数(bodymassindex,BMI)、腰围、臀围、体脂率、胰岛素抵抗及腰高比等指标,这些指标已被证实是影响代谢健康及相关疾病的重要风险因素。在多种不同形式的运动中,有氧运动与抗阻训练对改善肥胖人群人体测量指标的效果证据最为充分。运动还能对肥胖所涉及的关键分子通路产生积极调控作用,包括脂肪组织、肝脏及骨骼肌中的线粒体活性以及糖脂代谢过程。虽然运动能改善代谢健康并激活多种代谢通路,但患有肥胖相关代谢性疾病(如2型糖尿病)的个体,其肌肉中参与线粒体生物合成和氧化磷酸化(oxidativephosphorylation,OXPHOS)相关基因的表达会出现下调。白色脂肪组织(whiteadiposetissue,WAT)中的线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)及OXPHOS水平也会降低,这与脂肪组织炎症加剧及胰岛素抵抗密切相关。研究表明,在2型糖尿病患者中,有氧运动可使全身胰岛素敏感性提高约20%,并使HbA
1C水平降低0.8%;而高强度间歇训练(high-intensityintervaltraining,HIIT)与中等强度持续训练(moderate-intensitycontinuoustraining,MICT)则能提升肌肉线粒体活性及脂质代谢相关基因的表达。在MASH患者中,适度运动可降低肝脏三酰甘油含量和循环游离脂肪酸水平,增强葡萄糖及胰岛素敏感性,并减少白细胞介素(interleukins,IL)-6、肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)-α等促炎细胞因子。同样,任何水平或强度的身体活动均能降低CVD的风险因素,包括BMI、空腹血糖和收缩压。无论身体活动强度如何,CVD风险因素的降低都具有临床意义,因为用于评估身体活动和运动效果的测量方法在肥胖人群中可能存在差异。例如,最大耗氧量(maximaloxygenconsumption,VO
2max)是评估有氧适能的关键指标,即可以理解为反映内在有氧能力的绝对值,也可以根据去脂体重或瘦体重进行校正,从而更精准地评估肥胖者的肌肉耐力。二、肥胖与运动对代谢组织的影响运动通过诱导不同器官的分子适应来减轻肥胖产生的负面影响。受肥胖影响的重要代谢器官包括脂肪组织、肝脏与骨骼肌。下文将阐述运动如何在这些组织中引发的特异性适应,以对抗肥胖相关的代谢异常。(一)肥胖状态下运动与WAT脂肪组织是一种高度动态的组织,能够适应能量需求的变化。WAT主要由白色脂肪细胞及多种其他类型的细胞构成,负责保温和能量储存。WAT通常分为皮下脂肪组织(subcutaneousadiposetissue,scWAT)和内脏脂肪组织(visceraladiposetissue,vWAT)两种类型。两者均以三酰甘油的形式储存脂质,这些脂质可被动员并用于供能。scWAT位于皮肤下层,与较好的胰岛素敏感性和葡萄糖稳态相关;而vWAT分布于腹腔脏器周围,并与胰岛素抵抗相关。这两种亚型在运动诱导的适应性及胰岛素敏感性调节方面存在差异,提示两种WAT具有不同的生理功能。运动诱导的WAT适应性变化包括人类线粒体活性和内分泌功能的增强,以及在啮齿类动物中产热基因表达和线粒体活性的提高。运动还能诱导人类和啮齿类动物的性别特异性适应,这表明研究两性差异对于全面理解运动对WAT的影响具有重要意义。本节将讨论与肥胖相关的WAT改变,特别是炎症、线粒体活性、内分泌功能和产热重塑,并进一步阐述运动对这些调控过程的影响。1.WAT中的炎症:肥胖会诱导WAT发生多种适应性改变。为适应肥胖状态下增加的脂质储存,脂肪细胞会经历体积增大(肥大)和数量增多(增殖)。脂质过度蓄积会破坏多种细胞机制,包括线粒体生物合成以及糖脂代谢,从而对脂肪细胞的稳态产生不利影响。肥胖还与WAT的低度炎症、促炎M1型巨噬细胞浸润以及TNF-α和IL-6表达增加有关。此外,WAT会释放促炎脂肪因子,如TNF-α、IL-6、瘦素和抵抗素,以促进WAT的炎症反应。肥胖相关的炎症以及游离脂肪酸水平的增加,共同导致脂肪组织胰岛素抵抗。相反,运动可以减轻肥胖相关炎症,减少WAT纤维化,改善葡萄糖和胰岛素稳态。在饮食诱导肥胖(diet-inducedobesity,DIO)小鼠中,进行为期6周的跑轮运动可降低其vWAT中TNF-α等炎症标志物的表达;而12周的有氧与抗阻训练则能降低高脂饮食(high-fatdiet,HFD)诱导的葡萄糖耐受不良小鼠循环中的TNF-α水平。犬尿氨酸通路是介导WAT响应运动并调节炎症的重要通路。该通路作为色氨酸的分解代谢途径,首先产生中间代谢物犬尿氨酸(kynurenine,KYN),后者可进一步代谢为犬尿酸(kynurenicacid,KYNA),最终产物是氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamideadeninedinucleotide,NAD
+)。在小鼠中,循环KYN水平升高会通过芳香烃受体(arylhydrocarbonreceptor,AhR)/信号转导与转录激活因子3(signaltransducerandactivatoroftranscription3,STAT3)/IL-6信号通路损害脂肪细胞的胰岛素敏感性与脂质稳态,表明过量的KYN积累会对代谢健康产生不利影响。最近研究表明,作为KYN的有益代谢副产物,循环KYNA水平在小鼠运动中显著增加。KYNA的增加通过G蛋白偶联受体35(Gprotein-coupledreceptor35,GPR35)/AMP活化的蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)通路并上调去乙酰化酶(sirtuin,SIRT)6,减轻HFD小鼠脂肪组织与骨骼肌中棕榈酸盐诱导的炎症和胰岛素抵抗。KYNA处理可促进AMPK磷酸化,增加SIRT6表达,增强肌肉中的脂肪酸氧化,并抑制脂肪组织脂质储存;而通过siRNA抑制AMPK与SIRT6则导致KYNA介导的3T3-L1脂肪细胞的脂肪生成以及C2C12肌细胞的脂肪酸氧化基因表达逆转。此外,为期2周的KYNA治疗改善了HFD喂养小鼠的葡萄糖耐量并减缓了体重增加。在机制层面,KYNA激活GPR35,上调WAT中的产热基因如过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisomeproliferator-activatedreceptorgammacoactivator1-alpha,PGC1α)、PR结构域蛋白16(PRdomaincontaining16,Prdm16)和细胞死亡诱导DFFA样效应因子A(celldeathinducingDFFAlikeeffectorA,CIDEA),以及OXPHOS相关基因的表达。这些发现强调了KYNA在维持全身代谢平衡中的潜在作用。人体研究表明,运动训练与肥胖、BMI、体脂率和循环炎症细胞因子(如IL-6与TNF-α)的降低相关。最近一项研究表明,3周的有氧训练导致超重女性对scWAT发生适应性改变,使炎症和细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)相关的转录本与蛋白质水平显著降低,而对身体和脂肪质量并无影响,表明运动首先引发的是WAT在分子层面的适应,而非直接减少WAT质量。持续4个月的有氧与抗阻训练可导致肥胖或71岁以上患者的scWAT炎症基因(如IL-6、IL-8和TNF-α)与巨噬细胞标志物(CD36)表达降低。与动物模型一致,人体中KYN水平升高与较高的BMI相关;而参与耐力训练的活跃男性在运动后1h,其血浆KYNA水平可显著升高,增幅高达63%。综上所述,在小鼠模型中,运动通过减轻WAT中与肥胖相关的炎症与纤维化,改善葡萄糖代谢和胰岛素敏感性,提升KYNA水平,从而增强脂肪酸氧化、减少脂质蓄积并改善葡萄糖耐量。同样,在人体研究中,运动可以减少肥胖、BMI、体脂率及炎症细胞因子(如IL-6和TNF-α)水平,同时增加KYNA水平。2.运动对WAT中线粒体活性的调控:在脂肪细胞中,线粒体与在其他细胞中一样,掌控着多项关键生理机制,包括通过OXPHOS调节葡萄糖与脂质稳态以及生成三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate,ATP)。肥胖与脂肪细胞线粒体功能障碍相关,这可归因于肥胖状态下脂质和葡萄糖利用率增加导致的底物代谢超负荷,进而引起OXPHOS反应增强,最终使作为OXPHOS循环副产物的活性氧增加。在HFD喂养的啮齿类动物模型中,脂肪细胞的线粒体功能严重受损;PGC1α等线粒体蛋白表达下降,活性氧增多,线粒体分裂增加,最终导致线粒体自噬。此外,在脂肪组织特异性敲除PGC1α的小鼠模型中,HFD会诱发胰岛素抵抗,并导致WAT中OXPHOS相关蛋白减少,进一步证实了线粒体在维持脂肪细胞代谢稳态中的关键作用。在其他啮齿动物研究中,12周的HFD导致与线粒体葡萄糖氧化相关的基因及代谢物表达显著减少,其中包括短期血糖调节的血浆标志物1,5-脱水葡萄糖醇。此外,糖酵解的关键中间产物葡萄糖-6-磷酸水平下降,同时丙酮酸脱氢酶激酶同工酶4表达降低,进一步抑制了线粒体中丙酮酸脱氢酶的活性。在脂质氧化方面,对DIO大鼠的研究显示,其vWAT中脂肪氧化能力减弱,肉碱棕榈酰转移酶1(carnitinepalmitoyltransferase1,CPT1)mRNA表达降低,表明线粒体脂肪酸氧化功能受损。与体内研究结果类似,3T3-L1细胞的体外研究表明,高浓度葡萄糖和游离脂肪酸暴露会诱导线粒体形态改变,导致线粒体裂变蛋白(动力相关蛋白)增加,同时伴随线粒体生物发生蛋白PGC1α与核呼吸因子1(nuclearrespiratoryfactor1,NRF1)减少。然而,运动可以显著增强啮齿类动物的线粒体功能。为期4周的游泳运动增加了vWAT和scWAT中PGC1α的表达。本团队的研究表明,仅需11d的自主跑轮运动,即可上调scWAT中多个线粒体功能相关基因的表达,例如PGC1α、NRF1、线粒体转录因子A(mitochondrialtranscriptionfactorA,TFAM)以及解偶联蛋白1(uncouplingprotein1,UCP1)。这些基因表达的上调与脂肪细胞功能结局改善相关,与久坐小鼠分离出的细胞相比,从运动小鼠vWAT和scWAT的基质血管组分分化而来的脂肪细胞,其基础耗氧量与最大呼吸能力显著增加。据报道,在肥胖状态下,运动也能影响WAT的线粒体功能。8周的跑台运动增加了vWAT中PGC1α和UCP1的表达;而在经过HFD喂养与运动训练的小鼠中,6周的跑台运动则提高了其scWAT中柠檬酸合酶的活性。在肥胖人群中,WAT内线粒体生物合成关键转录因子,包括PGC1α、NRF1、TFAM以及OXPHOS相关蛋白均显著减少。同时,肥胖个体循环系统中的氧化应激标志物水平升高,包括血浆硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituricacidreactivesubstance,TBARS)和尿8-异构前列腺素F2α(urinary8-epi-prostaglandin-F2α,8-epi-PGF2α),这两种标志物均与较高的BMI及腰围增加相关。肥胖人群WAT中的线粒体耗氧量与柠檬酸合酶特异性活性也显著降低,上述指标与BMI及体重呈负相关。值得注意的是,对同卵双胞胎(一方偏瘦、一方肥胖)WAT的研究显示,mtDNA数量、PGC1α及OXPHOS相关蛋白表达下降,同时伴随炎症通路相关基因的上调,这表明线粒体功能减退可能是机体对肥胖状态的一种适应性反应。在健康受试者中,为期3周的中等至高强度有氧运动可增加其scWAT中mtDNA含量,并上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisomeproliferator-activatedreceptorgamma,PPARγ)和CPT1β等脂肪调节基因的表达;另一项研究则表明,无论在健康男性还是女性受试者中,上述指标并未在为期6周的HIIT中增加。与啮齿类动物研究结果不同,运动诱导的肥胖人群线粒体适应性反应更为复杂。一项针对中度肥胖(BMI为30~40kg/m
2)女性的研究表明,为期12周的有氧联合抗阻训练通过增强电子传递链复合体Ⅰ和Ⅱ的表达,改善了scWAT的线粒体呼吸功能。此外,8周的有氧联合力量训练可增加肥胖女性scWAT的线粒体能量生成,并提高柠檬酸合酶活性。值得注意的是,12周的有氧联合抗阻运动并未对肥胖男性scWAT中的OXPHOS及线粒体生物合成相关标志物产生显著影响。关于不同运动模式、持续时间及性别因素如何特异性地调控肥胖背景下WAT(尤其是线粒体)的功能机制,仍需通过进一步研究加以阐明。3.WAT的产热重塑:运动对啮齿动物scWAT产生的一项重要适应性变化是"米色化"。脂肪组织具有高度可塑性,且白色脂肪细胞的可塑性是双向的;在动物模型中,冷应激和运动可诱导其呈现"米色化"表型以增强产热能力,而肥胖则相反,导致脂肪组织"白色化"程度增加。在啮齿类动物中,运动可诱导scWAT呈现米色化表型,该表型在运动训练结束后的3周内仍可维持。这种表型在雄性啮齿类动物中更为明显,并伴随脂质利用、有氧代谢通路、组织重塑和血管生成等相关基因及通路的激活;而在雌性啮齿类动物中,运动则主要增强脂肪生成和胰岛素信号转导相关通路。在啮齿动物HFD模型中,运动诱导白色脂肪米色化的作用尚未得出一致结论。研究表明,运动对UCP1表达的影响存在差异,UCP1是一种线粒体蛋白,通过促进非颤栗产热以热能的形式消耗能量。一项研究表明,8周的有氧运动增加了HFD小鼠scWAT中UCP1的表达,但降低了线粒体蛋白含量;而其他研究表明,15周的HIIT或中等强度运动未对HFD小鼠scWAT中的UCP1和Prdm16等产热标志物产生显著影响。这些研究提示,UCP1基因表达的变化不能直接反映其活性及下游代谢效应,并指出要准确评估UCP1增加的相关功能,必须采用其他直接测量产热能力的方法,如间接测热法和红外热成像技术。值得注意的是,运动并不会直接导致人类scWAT发生米色化。多项研究表明,在瘦体质或肥胖人群中进行运动干预后,米色化标志物UCP1和Prdm16的表达无差异。相反,研究表明人类scWAT确实具备米色化能力,但运动并非其有效的刺激因素。针对啮齿类动物中观察到的运动诱发的米色化现象,学界提出了若干假说:一种观点认为,与通过增加产热来补偿热量损失的寒冷刺激和药物刺激不同,运动本身即是产热活动;另一观点认为,运动能减少scWAT中的脂滴体积和整体脂肪细胞大小,导致隔热能力下降并可能引发冷应激,从而促使啮齿类动物驱动机体增强产热。与此观点相符的是,在对人类适宜的室温(20℃~22℃)环境中,小鼠实际处于轻度冷应激状态。研究小鼠代谢反应的最适对照温度应为约30℃的热中性区。重要的是,当小鼠在热中性区条件下运动时,WAT的米色化效应减弱,这支持了冷应激在促进啮齿类动物scWAT米色化中的重要作用。综上所述,这些研究结果表明运动可诱导啮齿类动物WAT产热重塑,但不会诱导人类scWAT发生米色化。未来研究应着重于探讨这些物种差异,并特别将肥胖作为研究重点,这将为揭示运动诱导WAT适应性改变的机制提供更深入的见解,并增强其在转化医学中的应用价值。4.WAT的内分泌功能:WAT分泌多种脂肪因子,这些因子在调节能量储存与消耗、糖脂代谢、炎症反应及胰岛素敏感性方面发挥关键作用。脂肪因子可通过自分泌、旁分泌或内分泌途径发挥作用。本节将重点探讨WAT的内分泌功能,具体分析瘦素、脂联素、转化生长因子β2(transforminggrowthfactorbeta2,TGF-β2)、抑瘤素M以及脂肪组织来源的细胞外囊泡(adipose-derivedextracellularvesicles,AdEVs)的作用。(1)瘦素:瘦素由脂肪组织产生,通过与瘦素受体(leptinreceptors,LepR)结合,在维持能量摄入与消耗平衡中发挥关键作用。LepR在全身多个器官中均有表达,并富集于大脑下丘脑区域。瘦素与LepR结合后可激活下游信号通路,继而增加能量消耗并减少食物摄入。在动物模型中,循环瘦素水平与体脂量呈正比,肥胖程度增加会导致瘦素浓度升高。小鼠实验表明,瘦素治疗能降低高血糖并改善胰岛素抵抗。瘦素可激活其他代谢组织中的AMPK,从而促进脂肪酸氧化、减少脂肪蓄积并增强胰岛素敏感性。长期运动能降低体重,这与肥胖和非肥胖状态下瘦素水平的降低相一致。在人体研究中,肥胖个体的瘦素水平显著高于瘦体质人群。瘦素水平升高还与代谢综合征的发病率增加相关。虽然短期及中等强度运动不会显著影响瘦素水平,但长期训练(长达12个月)可降低循环瘦素浓度,这种变化与体脂率和脂肪含量的降低相关。另一项研究发现,12周的HIIT联合增强训练能降低肥胖受试者的瘦素水平,该变化同时伴随着脂肪含量的减少和瘦体重的改善。(2)脂联素:脂联素作为最丰富的脂肪因子之一,主要在WAT中表达,以其抗炎、抗肥胖和抗糖尿病特性而备受关注。在肥胖和糖尿病动物模型中,补充脂联素可改善高血糖症状,而其缺失则会导致胰岛素敏感性受损。运动能够提高啮齿类动物的血浆脂联素水平,从而改善2型糖尿病和CVD等代谢紊乱。此外,为期10~12周的运动干预可增加载脂蛋白E基因敲除小鼠的心肌脂联素受体表达,并改善2型糖尿病小鼠的主动脉内皮功能。同样地,在人体研究中,各年龄段的肥胖与糖尿病患者均表现出脂联素水平降低,而脂联素升高则与胰岛素抵抗改善相关。脂联素相关基因的突变会增加代谢紊乱的易感性。人体研究表明,为期6周至24个月的运动训练能提高脂联素水平,该变化伴随着三酰甘油水平下降、胰岛素敏感性增强以及心肺功能提升,这些都与体脂减少密切相关。值得注意的是,仅需2~3次有氧运动即可使脂联素水平升高260%,且不依赖于体重变化。此外,体育锻炼还能增强肌肉中脂联素受体及AMPK的表达,这凸显了脂联素在改善代谢综合征患者胰岛素抵抗中的潜在作用。(3)TGF-β2:为了评估运动诱导的WAT适应性变化是否对代谢健康产生有益影响,本实验室将经过运动训练的小鼠scWAT移植至静坐小鼠体内进行研究。值得注意的是,即使在HFD条件下,移植运动训练组来源的scWAT仍在移植后第9天显著改善了受体小鼠的葡萄糖耐量。这种代谢改善机制是通过脂肪因子TGF-β2介导的,该因子参与脂肪酸和葡萄糖代谢过程。此外,脂肪组织特异性敲除TGF-β2的小鼠未能出现运动诱导的全身葡萄糖摄取增强,进一步证实了TGF-β2在代谢适应中的关键作用。在人体研究中,12周的耐力运动使健康男性受试者scWAT中TGF-β2的表达增加;而为期6周的MICT、HIIT联合抗阻训练,以及2周的高强度训练方案,均能提升健康男性受试者的循环TGF-β2水平。这些数据共同表明,运动诱导的脂肪因子TGF-β2在调节血糖与脂质代谢途径通路中所起的未知作用,从而影响代谢健康。(4)AdEVs:细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)是一类由脂质包裹的纳米颗粒,当其释放到细胞外间隙时,可作为信使在组织间传递信息。EVs的主要类别包括外泌体、微囊泡和凋亡小体。包括脂肪细胞在内的多种细胞类型均可分泌源自脂肪组织的EVs(即AdEVs),这些囊泡携带microRNAs(miRNAs)、信使RNAs(messengerRNAs,mRNAs)、DNA、蛋白质、脂质及代谢物等生物活性分子。现有研究认为这些囊泡在肥胖及其相关合并症的发生发展中发挥重要作用。一项重要研究揭示了循环AdEVs的关键作用,即在缺乏脂肪特异性miRNA加工酶Dicer的小鼠中,循环miRNA水平显著降低。而脂肪组织移植逆转了这一现象,证实了脂肪组织作为循环miRNA来源的重要性。啮齿类动物研究表明,AdEVs通过多种途径诱导肥胖。例如,早期研究显示,使用肥胖小鼠的vWAT-EVs处理受体小鼠,会诱发受体小鼠的胰岛素抵抗。该效应由vWAT-EVs中的视黄醇结合蛋白4(retinolbindingprotein4,RBP4)介导,RBP4通过增加IL-6和TNF-α的产生来激活巨噬细胞,从而促进炎症状态。同样,其他研究显示肥胖小鼠的vWAT-Evs会导致miR-141-3p水平下降,这是一种在受体肝细胞中参与AKT磷酸化的miRNA,而AKT磷酸化是增强胰岛素信号转导的关键步骤。体外实验证实,miR-141-3p水平的下降损害了胰岛素信号转导,导致胰岛素敏感性降低。在DIO小鼠中,有氧运动能改变循环miRNA水平,这些变化与肝脏和WAT中的miRNA表达相关。具体而言,miR-22表达水平与WAT中的脂肪生成和胰岛素敏感性标志物的表达以及与肝脏脂肪变性程度呈负相关。研究表明,肥胖个体的AdEVs在大小、数量及携带物质组成方面均发生改变,这些变化与胰岛素信号转导和炎症通路相关。重要的是,包括miR-23b、miR-4429、miR-148b和miR-4269在内的多种miRNA在瘦体质与肥胖个体的脂肪细胞中存在差异表达。通路富集分析显示TGF-β和Wnt/β-catenin信号通路发生改变,提示其在炎症反应和组织纤维化的发展中发挥重要的调控作用。对人体EVs的运动效应研究表明,急性运动能促使EVs迅速释放至循环系统,在健康男性受试者中观察到这些囊泡与内皮细胞和白细胞有关。值得注意的是,通过比较正常体重与肥胖受试者,发现正常体重个体在运动后的微囊泡水平高于肥胖个体。此外,运动对男性循环EVs的降低作用较女性更为显著。尽管这些研究揭示了EVs在肥胖与运动中的作用,但其主要聚焦于循环EVs。未来需要开展针对AdEVs在对肥胖及运动应答中的专项研究,以深入解析这些变化并评估其在代谢性疾病治疗中的潜力。现有数据表明,运动对WAT产生深远影响,包括改变其内分泌活性,并提示由脂肪组织介导的EVs通信作为改善代谢健康的独特机制具有潜在重要作用。(5)运动诱导WAT中不同细胞类型的适应性:脂肪组织是一种由脂肪细胞及基质血管组分共同构成的异质性组织,包括前脂肪细胞、间充质细胞和免疫细胞等。研究发现,运动诱导的脂肪组织改变也介导了脂肪组织内各种细胞的不同变化,这些变化有助于WAT的内分泌功能。近期一项小鼠模型的研究揭示了运动调节间充质干细胞分子表型在肥胖中的独特作用。具体而言,6周的HFD导致WAT间充质干细胞中ECM重塑基因表达上调,这与人类和啮齿类动物的纤维化和炎症反应有关。而为期4周的运动干预则减弱了ECM相关基因的过度表达。HFD诱导的肥胖还会下调间充质干细胞中与胰岛素敏感性和脂肪生成相关的昼夜节律基因,而运动干预不仅逆转了这一作用,并且促进了这些基因的表达上调。另一项重要研究确定了抑瘤素M是一种由运动诱导的脂肪因子。在急性运动后,血糖正常个体或2型糖尿病患者的scWAT转录组中细胞因子抑瘤素M水平升高。进一步研究表明,抑瘤素M主要由scWAT中的免疫细胞组分产生,在体外实验中用抑瘤素M处理人类脂肪细胞可增强MAPK信号转导并促进脂肪分解。在3h的恢复期后,骨骼肌细胞中抑瘤素M受体的基因表达增加,提示了脂肪组织与肌肉之间可能通过免疫细胞介导的抑瘤素M实现对运动反应的交互作用。这些发现强调了运动对WAT中特定细胞类型潜在有益影响的调控作用,进而积极促进WAT内分泌功能的发挥。(6)运动诱导scWAT适应性改变是否是运动产生有益效应所必需的?鉴于运动诱导的WAT适应性变化的重要性,另一项研究通过切除小鼠scWAT后进行11d的运动方案,探讨了缺乏scWAT时运动仍能产生益处的机制。令人惊讶的是,去除scWAT对改善运动小鼠的葡萄糖和胰岛素稳态的影响甚微,且在骨骼肌等其他代谢组织中未观察到代偿性变化。这一发现提供了一个独特的视角,尽管大多数啮齿动物研究表明,运动诱导的scWAT适应性改变有助于改善代谢健康,而本研究结果提示,运动诱导的各种scWAT适应性改变及其对葡萄糖和胰岛素稳态的调节并非必然关联,二者可以彼此独立发生。综上,现有数据表明运动对WAT的各种功能具有积极的调节作用。重要的是,在人类和啮齿动物中观察到的WAT线粒体功能与内分泌活性调节,以及在啮齿类动物中特有的产热可塑性特征,共同揭示了WAT通过响应运动而发挥其改善代谢健康的作用,这为对抗肥胖及相关代谢疾病提供了潜在靶点。(二)肥胖状态下运动与棕色脂肪组织(brownadiposetissue,BAT)的适应性变化在啮齿类动物中,BAT分布于多个区域,包括肩胛间、纵隔、肾周、腋窝及颈部区域;而在人类中,BAT则主要存在于颈部、锁骨上区、腋窝及椎旁区域。BAT与人类2型糖尿病和CVD风险呈负相关,这使其已成为对抗肥胖及心血管代谢疾病的潜在治疗靶点。然而,BAT抗肥胖作用的具体机制尚未明确。下文将探讨肥胖状态下BAT线粒体功能、产热功能及内分泌活性的变化,以及运动对其功能的潜在调控作用(
图2B
、
表1
)。1.BAT的线粒体与产热功能:BAT的产热功能与其线粒体活性密切相关,这主要是由于线粒体中存在UCP1。有研究报道,肥胖动物的BAT线粒体功能受损。在啮齿类动物中,HFD诱导的肥胖和高血糖会增加线粒体活性氧的生成,同时伴随着BAT炎症反应的加剧。最近一项针对HFD喂养8周小鼠的研究发现,BAT中线粒体氧化还原蛋白硫氧还蛋白-2的特异性缺失,会通过显著增强线粒体活性氧的生成并破坏线粒体功能,并导致mtDNA向胞质释放。这些线粒体异常会进一步激活免疫应答,从而触发环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cyclicGMP-AMPsynthase,cGAS)-干扰素基因刺激因子(stimulatorofinterferongenes,STING)通路和NOD样受体蛋白3(NOD-likereceptorprotein3,NLRP3)炎症小体通路。在小鼠模型中,运动通过影响线粒体活性和产热作用,能够产生积极的抗肥胖效应。研究表明,HFD诱导的肥胖小鼠经过4~8周的有氧运动(游泳或跑台训练)后,其BAT重量增加,产热相关基因表达上调,糖脂代谢相关标志物的表达也得到改善。为期12个月的跑台训练使肥胖老龄小鼠BAT的产热基因表达得以维持。然而,其他几项研究显示,运动训练既未影响BAT重量或UCP1表达,也未提升UCP1蛋白表达水平,反而降低了基础耗氧率。这些数据差异值得关注,既然运动本身是一种产热活动,为何还需要增强BAT的产热活性?其具体机制尚不明确。关于BAT在人类中的作用,最近一项针对52487例患者的回顾性分析报告显示,通过
18F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层成像(
18F-fluorodeoxyglucosepositronemissiontomography-computedtomographyscans,FDG-PET)/CT检测到BAT存在的个体罹患2型糖尿病的概率较低,且与心血管代谢性疾病的关联较小。这种保护效应在肥胖人群中尤为明显,表明BAT可以减轻肥胖相关疾病。另一项人体研究发现,瘦体质人群和肥胖人群的BAT体积和活性没有差异,但BAT体积、冷诱导产热及FDG摄取量与内脏脂肪组织含量呈显著负相关。其他研究发现,与代谢不健康人群相比,代谢健康的超重或肥胖个体具有更高的BAT活性;同时,拥有活跃BAT的肥胖者其内脏脂肪量也显著低于无BAT活性个体。这些发现强调了BAT在改善肥胖相关健康结局中的潜在作用。关于运动对人体BAT影响的研究显示,运动对BAT的产热功能影响甚微。一项对男性受试者的对比研究表明,经过2h的低温暴露,耐力运动员通过FDG-PET/CT测得的BAT活性显著低于久坐人群,这表明运动训练抑制了BAT活性。另一项研究表明,在可检测BAT活性的个体中,运动训练会减少BAT对胰岛素的葡萄糖摄取。最近的ACTIBATE人体试验结果表明,24周耐力与抗阻训练并未影响BAT的葡萄糖摄取能力或BAT质量,提示运动不会改变BAT的葡萄糖摄取能力。目前关于运动对人体影响的研究主要是在健康人群中进行,尚不清楚运动是否会对肥胖人群的BAT产生类似效应。需要特别指出的是,当前测定BAT活性的标准测量技术FDG-PET/CT完全依赖于BAT摄取葡萄糖的能力,这种通过间接底物摄取机制反映活性的方法存在一定局限性。其他技术如红外热成像和近红外时间分辨光谱也已被证实能可靠评估人体BAT;另有一种基于磁共振成像来测量脂肪T2弛豫时间的T2mapping技术,利用BAT较WAT具有更高的含水量,无需低温暴露即可检测BAT。然而这些替代技术尚未经过充分优化,无法准确评估运动对BAT的潜在影响。2.BAT的内分泌活性:尽管这些研究表明运动不会增加BAT质量或其摄取葡萄糖的能力,但部分研究提示运动可能改变BAT的内分泌活性。值得注意的是,前述ACTIBATE研究并未对BAT分泌的内分泌因子进行检测。最近的研究发现运动可诱导BAT释放多种活性因子,本节将重点讨论两种棕色脂肪因子—12,13-二羟基-9Z-十八碳烯酸(12,13-dihydroxy-9Z-octadecenoicacid,12,13-diHOME)和成纤维细胞生长因子21(fibroblastgrowthfactor21,FGF21)在运动与肥胖中的作用。12,13-diHOME:12,13-diHOME是一种由BAT释放的脂肪因子,可在人体经历急慢性寒冷刺激和运动时产生。其水平与BMI、肥胖程度、循环三酰甘油水平及胰岛素敏感性呈负相关,而与峰值耗氧量呈正相关。在啮齿类动物中,急慢性运动刺激与寒冷暴露均可促使12,13-diHOME水平升高。通过手术切除小鼠肩胛间BAT后进行急性运动干预,其12,13-diHOME水平并未升高,这证实运动诱导的12,13-diHOME水平升高是BAT所特异的。体内试验(LucActaCre小鼠)与体外肌管试验(C2C12细胞)均表明,12,13-diHOME急性处理可促进骨骼肌、BAT及心脏对脂肪酸的摄取,同时改善心功能。持续过表达12,13-diHOME能有效抑制HFD喂养小鼠的体重增长,并维持其正常心功能。这些结果强调了运动后BAT发挥的重要内分泌作用。(2)FGF21:FGF21是一种主要由肝脏分泌的激素,在葡萄糖和脂质代谢过程中起关键作用。动物实验表明,WAT和BAT在寒冷刺激及β-肾上腺素能通路激活时也会释放FGF21。研究显示,小鼠接受BAT移植后,血清FGF21浓度增加5倍,内源性BAT中FGF21蛋白表达量增加2倍,并伴随葡萄糖耐量改善和胰岛素敏感性增强。在人类中,新生儿BAT中显著表达FGF21和UCP1,而轻度寒冷暴露会增加FGF21水平,这提示FGF21可能与人类BAT相关产热机制存在关联。在人类与啮齿动物研究中,急慢性运动可增加循环FGF21水平,但运动是否直接刺激BAT表达并释放FGF21,目前尚不明确。在肥胖状态下,研究BAT介导的FGF21在运动应答中的作用有望揭示其新的生理功能。总体而言,这些发现表明,在人类受试者中,运动在增加BAT的内分泌功能方面具有独特作用,而对其葡萄糖摄取功能的影响较为有限。(三)肥胖导致的肝脏改变肝脏作为全身代谢稳态的重要调节器官,在脂质和葡萄糖代谢中发挥关键作用。在非肥胖状态下,脂肪酸以三酰甘油形式储存,并与脂肪酸氧化形成严格调控的动态平衡,导致肝脏三酰甘油水平低于5%;而在肥胖状态下,脂肪组织与肝脏之间的交互作用发生改变,例如,由于脂肪组织功能障碍导致循环脂肪酸水平升高,进而引发肝脏脂质异位蓄积。这种异位脂质蓄积会损害肝脏线粒体及细胞功能,并加剧氧化应激。循环脂肪酸的增加通常伴随着低度全身性炎症,从而促进肝脏免疫细胞活化与浸润,最终导致炎症反应和纤维生成。这些细胞与分子的异常变化已被大量研究证实,表明肥胖可能驱动代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolicdysfunction-associatedfattyliverdisease,MAFLD)发生,并向MASH进展。运动已成为肥胖合并MAFLD/MASH患者生活方式干预的核心措施。下文将探讨运动对改善肥胖相关MAFLD及MASH的潜在作用机制。肥胖状态下运动对肝脏的调节作用:大量研究报道MASH中存在糖脂代谢紊乱,显著影响糖酵解、糖异生及脂肪酸氧化相关通路。在饮食诱导的肥胖动物模型中,糖酵解相关酶(如己糖激酶2、磷酸果糖激酶肌肉异构体、丙酮酸激酶肌肉异构体)表达上调,肝脏糖异生作用增强。脂代谢改变也促进了MASH的进展,包括新生脂肪生成、脂质摄取增强及脂肪酸氧化的增加。在动物脂肪肝模型中,PPARα、PGC1α、CPT1α、脂肪酸转位酶受体CD36及脂肪酸结合蛋白1(fattyacid-bindingprotein1,FABP1)等脂肪酸氧化相关基因均显著上调,表明脂肪酸摄取与氧化增加,从而导致肝脏胰岛素敏感性受损。运动对减轻MASH及MAFLD非常有效。研究表明,在动物模型中,多种运动形式能增强胰岛素信号转导、改善葡萄糖耐量并减轻肝脏脂肪变性。例如,HIIT可改善葡萄糖耐量,降低肝脏脂质生成相关标志物如PPARγ、二酰基甘油O-酰基转移酶1、乙酰辅酶A羧化酶α与乙酰辅酶A羧化酶β的表达。为期4周的运动干预还能降低果糖-1,6-二磷酸酶1等糖异生酶的活性,并伴随Ser473位点磷酸化水平升高,表明PKB/AKT胰岛素信号通路被激活。在DIO大鼠中,12周的力量训练与肝脏脂肪酸储存减少、脂肪酸摄取受体CD36表达下降以及脂质生成标志物固醇调节元件结合转录因子1(sterolregulatoryelement-bindingtranscriptionfactor1,SREBP1)表达降低相关;而HFD小鼠经12周游泳训练后,FABP1表达亦显著下降。运动还能增强AMPK活性,这是肝脏中脂肪酸氧化的关键调控因子。脂肪酸氧化功能重建的核心作用在另一项研究中得到证实,该研究中的小鼠经过8周MICT或HIIT后,两种训练方案均导致小鼠循环脂联素水平升高,肝脏中脂联素介导的脂肪酸氧化标志物[包括去SIRT1、PPARα、CPT1α、细胞色素P450家族2亚家族E成员1(cytochromeP450family2subfamilyEmember1,Cyp2e1)和胰岛素受体底物2(insulinreceptorsubstrate2,IRS2)]同步增加,同时肝糖原含量显著降低,SREBP1c、脂肪酸合酶(fattyacidsynthase,FAS)、CD36和lipin1的mRNA水平下降。此外,运动小鼠肝脏AMPK磷酸化水平升高,糖原含量降低。这些临床前研究表明,运动通过调节脂肪组织与肝脏之间的交互作用,重建正常的肝脏脂肪酸氧化功能,从而延缓肝脏疾病的进展。在人体研究中,脂肪性肝炎患者表现出肝脏葡萄糖磷酸化水平升高,而肝内三酰甘油水平升高的个体则表现为内源性葡萄糖生成增加及肝脏新生脂质生成的极低密度脂蛋白三酰甘油水平增多。MAFLD患者还伴有脂肪生成增加和肝脏X受体α水平上升,后者通过激活SREBP1c促进脂肪生成。一项针对超重或肥胖人群组织特异性胰岛素抵抗的代谢分析显示,循环支链氨基酸(如缬氨酸和异亮氨酸)、三酰甘油、乳酸及甘氨酸水平降低,与肝脏特异性胰岛素抵抗存在相关性。运动通过多种机制对MASH患者带来获益,包括降低肝内脂质含量、改善胰岛素敏感性及维持葡萄糖稳态。为期2周的抗阻训练、高强度间歇有氧训练和中等强度持续有氧训练均能有效降低肝脏脂肪含量,减轻肝脏硬度,并下调瘦素和铁蛋白等炎症标志物水平。此外,对MAFLD患者进行为期12周有氧联合抗阻训练后,其肝内脂质含量降低,外周胰岛素敏感性升高23%。人体研究也得出一致结论,证明有氧运动对降低炎症标志物表达方面的重要性。具体来说,循环TNF-α与IL-6水平同步下降,氧化应激标志物表达亦随之降低。对NASHFit试验肝活检标本的事后分析显示,20周中等强度运动与肝脏脂肪减少及FGF21水平下降相关。由于脂质氧化途径被破坏,FGF21被认为参与了MASH的进展。MASH/MAFLD与FGF21抵抗状态相关,这使得FGF21及其类似物成为肝病疾病的潜在治疗靶点。值得关注的是,简单的抗阻训练方案(如12周俯卧撑与深蹲抗阻训练,或持续1年的每周200min的步行)同样能实现肝脂肪变性减轻、肝纤维化逆转及FGF21水平降低。综上所述,动物与人类研究数据均表明,运动能在肥胖状态下诱导代谢重塑,并展现出防止肝脏疾病进一步发展的潜在保护作用。(四)肥胖导致的骨骼肌适应性改变骨骼肌是体内代谢最活跃的器官之一,在非肥胖状态下负责高达80%的胰岛素刺激葡萄糖的摄取与利用。然而在肥胖状态下,许多肌肉代谢通路会发生不利改变,导致胰岛素敏感性降低,胰岛素信号受体受损以及关键葡萄糖转运蛋白活性降低。肥胖还会破坏骨骼肌肉脂质代谢通路,导致脂质沉积增加和线粒体功能紊乱,引发脂肪酸不完全氧化。与其他代谢器官类似,运动训练能改善骨骼肌的糖脂代谢和线粒体功能,从而缓解肥胖带来的负面影响。下文将探讨运动诱导的骨骼肌适应性改变作为改善肥胖代谢调控的潜在机制。肥胖状态下运动介导的骨骼肌适应性改变:骨骼肌是维持代谢平衡的重要器官,其通过线粒体含量与氧化能力对能量消耗、胰岛素应答及适应机体代谢需求方面发挥重要作用。然而在肥胖状态下,骨骼肌表现为胰岛素介导的葡萄糖摄取减少、氧化代谢受损及乳酸生成增加,这些变化常伴随胰岛素信号转导和葡萄糖代谢通路的功能障碍,包括葡萄糖转运、糖原合成及葡萄糖氧化过程受阻。此外,脂质代谢通路也受到负面影响,包括脂肪酸转运系统增强,导致脂肪酸酯化增加和肌内三酰甘油水平升高。在动物模型中,HFD会导致肌肉脂质蓄积、胰岛素抵抗,并降低AMPK、PGC1α等线粒体生物合成标志物的水平,从而导致代谢功能障碍。小鼠研究表明,有氧/耐力运动可通过上调AKT和促进葡萄糖转运蛋白4(glucosetransportertype4,GLUT4)的膜转位来增强肥胖小鼠的胰岛素信号转导。AMPK还通过抑制Rab-GTP酶激活蛋白TBC1结构域家族成员4(TBC1domainfamily,member4,TBC1D4),在运动后促进胰岛素刺激的骨骼肌葡萄糖摄取中发挥关键作用,从而导致GLUT4转位至细胞膜上并增强葡萄糖摄取。全身性TBC1D4基因敲入小鼠模型显示,在1次急性跑台运动后,其全身及肌肉胰岛素敏感性的改善程度显著减弱。这一发现在一项著名的人体研究中得到证实,该研究发现携带TBC1D4p.Arg684Ter基因变异的个体,其骨骼肌在运动后的胰岛素增敏效应明显降低。具体而言,携带该变异的个体在运动1h后,骨骼肌葡萄糖摄取量降幅高达50%。啮齿类动物研究还表明,中等强度耐力训练可增强大鼠骨骼肌的OXPHOS能力、脂质氧化水平及线粒体生物合成能力,同时缓解线粒体应激反应。在人体研究中,肥胖与骨骼肌代谢功能受损相关,表现为胰岛素介导的葡萄糖摄取减少、氧化代谢减弱及乳酸生成增加。肥胖个体中胰岛素刺激的IRS1和AKT磷酸化水平降低、脂质氧化能力减弱,以及肌内三酰甘油水平升高。与啮齿类动物研究一致,人体试验表明耐力运动可以增强脂肪酸氧化、减少肌内三酰甘油蓄积,并缓解骨骼肌炎症。一项针对肥胖女性的研究显示,从中等强度到高强度的12周有氧联合抗阻训练改变了骨骼肌脂质中间物(如心磷脂和磷脂酰胆碱)水平,并伴随线粒体呼吸功能增强。其他耐力运动训练研究也证实,老年肥胖者的肌间脂肪组织减少,而饮食抵抗型肥胖女性的体脂减少的同时,肌肉线粒体含量也得到改善。此外,在肥胖状态下,运动诱导的肌因子(包括骨骼肌释放的细胞因子、小蛋白和多肽)也会发生适应性改变。受肥胖和运动影响的肌因子包括:具有抗炎作用、并能改善胰岛素刺激的葡萄糖摄取及骨骼肌GLUT4转位的IL-6;与葡萄糖耐量恶化相关,并在产热和能量消耗途径中发挥作用的Metrnl;以及与胰岛素抵抗有关、并在其肌肉骨骼作用外还涉及白色脂肪褐变的鸢尾素。这些肌因子(IL-6、Metrnl和鸢尾素)的详细机制及其在代谢疾病中的作用将在其他文章中作全面综述。综上所述,这些研究提供了有力证据,表明运动是缓解肥胖负面影响并提升整体健康水平的有效且强大的干预手段。然而,日益加剧的肥胖及相关疾病的态势构成了重大全球健康挑战,这迫切需要探索更多能与运动协同作用的干预机制。三、药物疗法、减重手术与运动干预:联合治疗的潜力?以肠促胰素疗法与减重手术为代表的替代疗法,已在减轻体重及改善心血管结局方面展现出显著成效。对于通过传统方法在减脂与代谢改善健康效果不佳的个体,这些有前景的结果可能有助于其健康获益。此外,由于运动对肥胖的有利影响,这些方法和运动的结合可能会开发有效的机制,为更广泛的肥胖人群带来健康效益。当前的人体研究证据表明,关于肠促胰素疗法、减重手术与运动相结合的干预策略,在对抗肥胖方面具有巨大潜力。(一)肠促胰素疗法与运动肠促胰素是胃肠道摄取营养物质后释放的一类激素,对多种器官发挥生理调节作用。其内源性功能包括以葡萄糖依赖的方式刺激胰岛β细胞分泌胰岛素,同时抑制胰升糖素分泌、延缓胃排空,从而促进饱腹感并降低食欲。多项研究表明胰升糖素样肽-1(glucagon-likepeptide1,GLP-1)的分泌与肥胖有关。例如,固体餐测试后,与瘦个体相比,肥胖者的血浆GLP-1水平更低,且其胃排空速率也更快。此外,纳入1462名参与者的ADDITION-PRO大型研究发现,经口服葡萄糖耐量测试后,被归类为肥胖或超重个体的血浆GLP-1水平降幅高达20%。值得注意的是,BMI和腰围均与GLP-1水平呈负相关。多种肠促胰素疗法已被作为肥胖治疗策略进行研究。其中,GLP-1[特别是GLP-1受体激动剂(GLP-1receptoragonists,GLP-1RAs)]在治疗2型糖尿病和肥胖方面应用最为广泛,并具有额外的心血管益处。GLP-1RAs是经过优化的GLP-1类似物,可模拟其生物活性,在实现降糖效益的同时延长半衰期,并避免严重的低血糖风险。目前,美国食品药品监督管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)已经批准了3种用于治疗肥胖的GLP-1RAs,包括利拉鲁肽、司美格鲁肽和替尔泊肽,后者是一种GLP-1/葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(glucose-dependentinsulinotropicpolypeptide,GIP)双受体激动剂。对利拉鲁肽的研究表明,在结合饮食控制与运动等生活方式干预下,每日治疗持续56周可实现体重最高达25.2%的显著减重效果。为期40周的利拉鲁肽联合运动干预还能改善个体内脏脂肪,导致vWAT降低12.49%。同样,司美格鲁肽治疗68周并配合生活方式改变,可显著降低体重、BMI、vWAT以及血脂与血压等心血管代谢性危险因素。替尔泊肽研究表明,不同剂量的替尔泊肽能显著减轻体重,降幅最高达25.3%,并且腰围、空腹胰岛素和血脂水平等心血管代谢参数显著改善尽管GLP-1RAs在肥胖治疗中展现出积极疗效,但其对骨骼健康的影响仍存争议,特别是其可能增加骨折风险并降低骨密度。此外,停药后的体重反弹也是当前治疗策略需要关注的问题。关于司美格鲁肽或替尔泊肽与运动联合作用的研究尚不充分。一项研究显示,对已接受司美格鲁肽治疗20周的2型糖尿病患者,联合12周有氧运动可进一步改善其胰岛素分泌功能、体脂组成等身体成分参数及血糖控制。另一项为期68周的研究表明,与对照组相比,每周使用司美格鲁肽并进行150min的体育活动,可实现14.9%的体重下降。然而停药后,受试者1年内体重反弹约为三分之二,心血管代谢风险的改善效益也随之逆转。在替尔泊肽联合运动中,一项为期6周的研究发现替尔泊肽联合抗阻训练并未对空腹血糖和三酰甘油水平产生叠加改善效应。研究表明,利拉鲁肽联合中等至高强度运动可改善多项代谢健康指标,包括胰岛素敏感性、HbA
1C水平,并减少腹型肥胖和体脂率;而为期1年的联合干预更有助于维持髋部及腰椎骨密度。以上表明利拉鲁肽联合运动不仅具有代谢和炎症相关益处,还有助于骨骼健康。值得注意的是,Jensen等研究了每日使用利拉鲁肽联合高强度运动在干预终止1年后的长期效益,发现接受联合治疗的参与者仍维持着初始体重10%的减重效果,且停药1年后体重反弹仅2.5kg。与对照组相比,该组别参与者的体力活动水平更高,提示高强度运动可能通过促进积极运动的习惯,直接或间接地延长GLP-1RAs的疗效持久性。最近研究结果表明,任何形式的体育活动都能增强GLP-1RAs的疗效。中等至高强度运动可进一步强化GLP-1RAs对减重及整体代谢健康方面的影响。未来仍需开展深入研究,以明确运动与GLP-1RAs协同作用的具体机制,从而更有效遏制单纯GLP-1RAs疗法可能引发的不良反应。(二)减重手术与运动减重手术是一组胃或肠道的外科术式,目的是在重度肥胖的情况下实现长期减重,术后10年仍可维持高达25%的减重效果。其中最常见的术式包括Roux-en-Y胃旁路术(Roux-en-Ygastricbypass,RYGB)和袖状胃切除术(sleevegastrectomy,SG)。减重手术能增强scWAT中线粒体OXPHOS的转录特征,并可调控IL-27等循环因子水平。随着减重手术后体重的急剧下降,患者会面临肌肉力量下降、体重反弹、蛋白质和微量营养素缺乏等长期不良影响。值得注意的是,研究表明运动训练,特别是有氧联合抗阻训练,可以改善术后临床结局。如在减重术后1年内实现更显著的脂肪减少、更长的6min步行距离、更低的收缩压以及更强的肌力(
表2
)。一项针对76例接受RYGB术后女性的研究分析了减重手术后抗阻训练联合蛋白质补充的疗效。结果显示,在每周3次抗阻训练基础上每日补充48g乳清蛋白,6个月后患者下肢肌力较对照组显著提升。这项5年随访的研究显示,尽管补充蛋白质与运动干预的患者肌力随时间逐渐下降,但其身体活动水平却有所增加,且与较低的术后体重反弹呈正相关。术前运动干预对减重手术患者有益(
表2
)。最近一项研究表明,与仅接受体育活动咨询的对照组相比,术前实施为期8周、每周2次60min的有氧舞蹈训练计划,可显著提升患者的肌力与耐力、身体活动水平、功能状态及生活质量,且这些改善效益可持续至术后5个月。此外,更长期的术前运动干预,包括6个月的有氧联合抗阻训练,还能进一步改善BMI、体脂率及血压水平。这些研究共同表明,运动对于实现减重手术长期有益结局的重要性,强调了其是肥胖管理中的重要组成部分。更重要的是,许多研究结果表明,运动产生的积极作用,包括改善胰岛素敏感性、增强肌力及减轻疲劳等,均独立于体重减轻(
表2
)。这充分说明,运动为肥胖个体带来的有利适应性变化,并非仅通过体重变化这一单一途径实现。四、运动能否克服肥胖的遗传因素?肥胖的原因是多方面的,由遗传与环境因素共同驱动。一些环境因素是可以改变的,如饮食和久坐的生活方式,有多项研究探讨了运动在对抗这些环境因素中的作用。虽然生活方式是肥胖的重要致病因素,遗传因素也在其发病中发挥重要作用。关键基因或调控过程中的单基因或多基因紊乱可导致非综合征性肥胖,其特征表现为早发性肥胖。非综合征性肥胖主要与瘦素-黑皮质素通路相关基因突变有关,并导致能量稳态失衡,其单基因形式影响约5%的早发性肥胖人群。基因序列、染色质结构及RNA转录后修饰水平的异常均可促成非综合征性肥胖的发生,这凸显了该疾病基因组的复杂性。尽管基因组对疾病的影响通常难以
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