標(biāo)題運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與飲食控制對(duì)肥胖人群心血管功能的影響

1、標(biāo)題：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與飲食控制對(duì)肥胖人群心血管功能的影響短標(biāo)題：運(yùn)動(dòng)，飲食和心血管功能方案編號(hào)：Trial2016.1 Version 1.0項(xiàng)目單位：廣州體育學(xué)院 廣州市廣州大道中1268號(hào)項(xiàng)目代理人：王丹 廣州市廣州大道中1268號(hào)廣州體育學(xué)院科研樓1樓+86 (0)20 3802 5087 17880383項(xiàng)目醫(yī)學(xué)專(zhuān)家：黃俊豪 廣州市廣州大道中1268號(hào)廣州體育學(xué)院科研樓1junhaohuang2006項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：胡敏廣州市廣州大道中1268號(hào)廣州體育學(xué)whoomin試驗(yàn)地點(diǎn)：惠州市陽(yáng)光光亞減肥訓(xùn)練營(yíng)1.研究背景1.1肥胖發(fā)生趨勢(shì)肥胖（o

2、besity）是引起血脂紊亂、II型糖尿病、高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾?。–VD）的重要危險(xiǎn)因素 (Ortega et al., 2016)。今年4月發(fā)表在柳葉刀雜志上的一份涵蓋186個(gè)國(guó)家的研究發(fā)現(xiàn)，40年來(lái)，全球男性肥胖率從3.2%升至10.8%，女性肥胖率則從6.4%升至14.9%。調(diào)查還指出，中國(guó)的肥胖人口位居世界首位，分別占全球的16.3%和12.4%；而在嚴(yán)重肥胖的人口中，中國(guó)從1975年男性和女性分列第60和第41位升至第二，僅次于美國(guó)。研究稱(chēng)，如果現(xiàn)下這種趨勢(shì)持續(xù)下去，那么到2025年，全球男性肥胖率將達(dá)到18%，女性肥胖率將超過(guò)21%，而同期男性和女性的嚴(yán)重肥胖率將分別超

3、過(guò)6%和9% (Collaboration, 2016)。1.2肥胖與心血管功能的關(guān)系血管功能障礙是動(dòng)脈硬化的基礎(chǔ)，許多心血管疾病及危險(xiǎn)因素可導(dǎo)致內(nèi)皮功能損傷，而內(nèi)皮功能損傷也常常伴發(fā)和加重心血管疾病，后者又與肥胖關(guān)系密切(Brook, 2006)。然而，除了已知的心血管危險(xiǎn)因素，系統(tǒng)的炎癥增加、氧化應(yīng)激而且體重增加改變的血流動(dòng)力學(xué)可能直接導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷與功能障礙，可能是肥胖者動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)理。通過(guò)超聲測(cè)量肱動(dòng)脈血流介導(dǎo)的血管舒張(flow-mediated dilation, FMD)評(píng)估血管內(nèi)皮功能(Korkmaz and Onalan, 2008)以及通過(guò)檢測(cè)脈搏波傳導(dǎo)速度（pu

4、lse wave velocity, PWV）判斷動(dòng)脈硬化的方法(Van Guilder et al., 2006; Acree et al., 2007)，越來(lái)越多地用于心血管功能特別是內(nèi)皮功能的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，逐漸成為CVD初級(jí)預(yù)防和早期治療的新策略。因此，臨床上檢測(cè)FMD和PWV，可以更準(zhǔn)確、有效地評(píng)估運(yùn)動(dòng)對(duì)超重或肥胖人群血管功能包括內(nèi)皮功能的影響。1.3肥胖與EPC的關(guān)系內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPC）在維持血管內(nèi)皮層的完整性發(fā)揮重要的作用(Koutroumpi et al., 2012)。它具有缺血區(qū)定向歸巢并分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞、遲發(fā)高增殖潛能等特性，不僅參與胚胎發(fā)育時(shí)的血管發(fā)生，在出生后也起著促進(jìn)受

5、損內(nèi)皮修復(fù)、微血管新生等重要作用。大量研究表明，肥胖與EPC的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)(Muller-Ehmsen et al., 2008)。例如，MacEneaney等在對(duì)正常體重、超重和肥胖成人的比較中發(fā)現(xiàn)，肥胖人群中EPC的數(shù)量低于前兩者，而EPC集落形成能力在超重及肥胖者要弱于體重正常人群，提示EPC數(shù)量和功能的受損可能是肥胖導(dǎo)致相關(guān)心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)上升的機(jī)制之一(MacEneaney et al., 2009; Heida et al., 2010; Tobler et al., 2010)。1.4.運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管功能的影響大量研究證實(shí)，運(yùn)動(dòng)有助于改善血管內(nèi)皮功能(Weinsier et al.,

6、 1998)，此外，飲食也能改善肥胖人群血管內(nèi)皮功能(Sasaki et al., 2002)，兩者結(jié)合的效果最明顯(Woo et al., 2004)。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究開(kāi)始關(guān)注運(yùn)動(dòng)對(duì)EPC的影響，這可能是運(yùn)動(dòng)改善內(nèi)皮功能的作用機(jī)制之一(Van Craenenbroeck et al., 2010; Schlager et al., 2011; Cesari et al., 2012)。2.研究目的8周運(yùn)動(dòng)和飲食干預(yù)對(duì)肥胖受試者心血管功能包括血管內(nèi)皮功能、EPC數(shù)量和功能、自主神經(jīng)系統(tǒng)和動(dòng)脈硬化的影響，以及其中的內(nèi)在機(jī)理。3.研究方法3.1.研究設(shè)計(jì)受試者本研究擬選取參加運(yùn)動(dòng)減肥訓(xùn)練營(yíng)的

7、成年肥胖者（年齡大于18歲，BMI > 30kg/m2）為研究對(duì)象。剔除標(biāo)準(zhǔn)包括不穩(wěn)定心絞痛，1年內(nèi)發(fā)生過(guò)心肌梗塞，失代償心衰竭，心肌病，嚴(yán)重的心瓣膜疾病，嚴(yán)重肺部疾病，不受控的高血壓，腎衰竭，整形手術(shù)或者神經(jīng)疾病導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)受限，運(yùn)動(dòng)干預(yù)期進(jìn)行手術(shù)，藥物或酒精濫用等。所有受試者均要求預(yù)先了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程及目的，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可隨時(shí)自由退出實(shí)驗(yàn)，填寫(xiě)知情同意書(shū)。運(yùn)動(dòng)干預(yù)期間所有受試者的飲食均為經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)師調(diào)配的低鹽低脂飲食, 平均每日攝入的食物量熱量大概在1300-2200kcal之間。早、中及晚餐提供的熱量比例約為30%，40%，30%，其中糖、脂肪及蛋白質(zhì)的供能量約占總熱量的60%，20%

8、及20%，嚴(yán)格統(tǒng)一作息制度。所有受試者每周訓(xùn)練6天，休息1天，共訓(xùn)練8周；每天訓(xùn)練5小時(shí)，上午下午各2.5小時(shí)，訓(xùn)練內(nèi)容以中高強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)以及高強(qiáng)度的間歇訓(xùn)練為主，每天的訓(xùn)練課程平均熱量消耗約在1500-2500kcal之間。中高強(qiáng)度的有氧訓(xùn)練以70%85%最大心率進(jìn)行訓(xùn)練；高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練采用高強(qiáng)度期間（如以90%的最大心率進(jìn)行運(yùn)動(dòng)）和低強(qiáng)度期間（如以60%最大心率進(jìn)行運(yùn)動(dòng)）來(lái)回交替；此外，受試者也會(huì)進(jìn)行一些抗阻力量訓(xùn)練，負(fù)荷一般為1215RM。訓(xùn)練由專(zhuān)業(yè)教練帶動(dòng)受試者共同完成課程訓(xùn)練任務(wù)。首要指標(biāo)和次要指標(biāo)首要指標(biāo)是血管內(nèi)皮功能（FMD值）。次要指標(biāo)包括身高、體重、體成分、安靜心率、收縮壓

9、、舒張壓、有氧能力、最大力量、中心動(dòng)脈壓、中心動(dòng)脈壓差、主動(dòng)脈溢壓、心臟負(fù)荷指數(shù)和心率變異性（HRV）；血液生化指標(biāo)：總甘油三酯 （ total triglyceride, TG）、總膽固醇（total cholesterol, TC）、高密度脂蛋白（high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C）、低密度脂蛋白（low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C）、空腹血糖(FBG)、空腹血胰島素（FINS）；炎癥相關(guān)指標(biāo)：-反應(yīng)蛋白（CRP）、腫瘤壞死因子-（TNF-）；氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)：超氧化物歧化酶（SOD）；血

10、管功能指標(biāo)：FMD、cfPWV、baPWV、外周血的eNOS、VEGF和EPC含量；EPC數(shù)量和功能。3.2.樣本量計(jì)算根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)室的預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)定運(yùn)動(dòng)干預(yù)后首要指標(biāo)FMD的觀測(cè)比較閾值為1%，標(biāo)準(zhǔn)差為1.3%；設(shè)定為0.05,效能為80%，在G-power中計(jì)算出最小樣本量，考慮到樣本的依從率和流失情況（20%），最后確定肥胖訓(xùn)練人數(shù)為每組20人。3.3.測(cè)量方法身體基本情況測(cè)試對(duì)所有研究對(duì)象進(jìn)行身高、體重、腰臀比、BMI、安靜心率、血壓等指標(biāo)的測(cè)試；并采用體成分測(cè)試儀對(duì)所有研究對(duì)象的體成分進(jìn)行測(cè)試。心血管功能檢測(cè)使用心血管功能檢測(cè)儀（型號(hào)：EM3/MM3；AtCor；澳大利亞）檢測(cè)中心

11、動(dòng)脈壓（CAP）、中心動(dòng)脈壓差（CPP）、主動(dòng)脈溢壓（AP）、心臟負(fù)荷指數(shù)（AIx）和心率變異性（HRV）。該儀器測(cè)量橈動(dòng)脈或頸動(dòng)脈的脈搏信號(hào)，同時(shí)測(cè)量肱動(dòng)脈血壓，使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的通用的轉(zhuǎn)換公式可估算出中心血壓。與直接測(cè)量的動(dòng)脈內(nèi)血壓進(jìn)行的比較研究證實(shí)，SphygmoCor計(jì)算出的中心動(dòng)脈壓基本準(zhǔn)確，可以作為評(píng)價(jià)心血管風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。血管內(nèi)皮功能檢測(cè)采用UNEX EF血管內(nèi)皮功能檢測(cè)儀(UNEX-EF, UNEX Co. Ltd., Nagoya, Japan)，對(duì)受試者肱動(dòng)脈血流介導(dǎo)舒張功能(FMD)進(jìn)行測(cè)定。UNEXEF是專(zhuān)門(mén)用于血管內(nèi)皮功能檢測(cè)的超聲檢測(cè)儀，能自動(dòng)敏銳的捕捉出血管內(nèi)徑的實(shí)時(shí)

12、變化。根據(jù)血管和短軸傳感器的位置關(guān)系，可以掌握探頭的調(diào)整方向，并且通過(guò)微型電動(dòng)機(jī)可以自動(dòng)微調(diào)整探頭方向，儀器通過(guò)其內(nèi)置的軟件自動(dòng)計(jì)算出肱動(dòng)脈內(nèi)徑的變化率。測(cè)試時(shí)間統(tǒng)一安排在上午8-10點(diǎn)進(jìn)行，受試者處于仰臥位，選取其右側(cè)肘關(guān)節(jié)上方2-10cm處的肱動(dòng)脈。脈搏波傳導(dǎo)速度（PWV）檢測(cè)PWV是由心臟搏動(dòng)射血而引起脈搏波動(dòng)的傳導(dǎo)速度，通過(guò)此項(xiàng)指標(biāo)來(lái)判斷動(dòng)脈彈性的狀況，管壁越硬脈搏波傳導(dǎo)速度越快。PWV是評(píng)價(jià)動(dòng)脈硬度的經(jīng)典指標(biāo)。cfPWV是頸股動(dòng)脈間脈搏波傳導(dǎo)速度，是衡量中心大動(dòng)脈血管彈性和動(dòng)脈硬化情況的指標(biāo)，是目前檢測(cè)大動(dòng)脈硬度的金標(biāo)準(zhǔn)。cfPWV增大提示主動(dòng)脈硬度增高，cfPWV越大，主動(dòng)脈的損害

13、越嚴(yán)重。我們采用心血管功能檢測(cè)儀（型號(hào)：EM3/MM3；AtCor；澳大利亞），可以測(cè)量頸股動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（cfPWV）、踝臂脈搏波傳導(dǎo)速度（baPWV）、踝臂指數(shù)（ABI）、左右手臂血壓差，并自動(dòng)計(jì)算各重要指標(biāo)。生化指標(biāo)測(cè)試分別在運(yùn)動(dòng)干預(yù)前、后收集空腹?fàn)顟B(tài)下的肘靜脈血，分離血清置-80oC保存待測(cè)。脂代謝指標(biāo)采用酶比色法測(cè)定：包括TG、TC、HDL-C、LDL-C；氧化應(yīng)激指標(biāo)包括SOD，采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定；炎癥指標(biāo)包括CRP、TNF-,均采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定；eNOS、VEGF、Irisin采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定；血糖（FBG）采用氧化酶法測(cè)定，血胰島素（FINS）水平采用酶聯(lián)免

14、疫吸附法測(cè)定，并計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)：HOMA-IR=FBG x FINS/22.5。外周血EPC數(shù)量的檢測(cè)取血5ml，放置于含有EDTA的管中，血細(xì)胞用熒光素標(biāo)記的抗人單克隆抗體，包括AlexaFlour488標(biāo)記的CD309（VEGFR-2/KDR）(Biolegend公司)和APC標(biāo)記的CD34（eBioscience公司）。按照抗體說(shuō)明書(shū)，血液樣品（200ul）室溫下在抗體中孵育30min。相應(yīng)的同種型匹配的抗體作為陰性對(duì)照?？贵w溫育后，將各樣品用2.5ml的1X裂解液10min(BD Biosciences公司)，然后用FACS緩沖液洗滌兩次。每個(gè)樣品在Cytomics FC500流式

15、細(xì)胞儀(Beckman Coulter公司)檢測(cè)，上樣量為4X105events，后用CXP software 2.0進(jìn)行分析。外周血EPC的分離、培養(yǎng)以及EPC遷移和粘附能力檢測(cè)采集肥胖成年人新鮮的抗凝外周血10 ml,分離單個(gè)核細(xì)胞(MNCs)。將MNCs 接種在HFN (5µg/cm2)包被的6孔培養(yǎng)板上,置于37、5%的CO2、飽和濕度的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)4天后,去除未附著細(xì)胞,繼續(xù)培養(yǎng)粘附細(xì)胞至第7天,倒置顯微鏡觀察其生長(zhǎng)情況。EPC遷移和粘附能力檢測(cè)在獲得理想的EPC后，按照文獻(xiàn)的方法檢測(cè)EPC遷移和粘附的能力，比較肥胖對(duì)EPC功能活性的改變，以及培養(yǎng)基孵育一定

16、濃度的Irisin對(duì)EPC功能活性的影響。3.4.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。運(yùn)動(dòng)前、后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。兩變量前、后變化值的相關(guān)性采用等級(jí)相關(guān)分析（pearson），檢測(cè)水平為P < 0.05。4.參考文獻(xiàn)Acree, L.S., Comp, P.C., Whitsett, T.L., Montgomery, P.S., Nickel, K.J., Fjeldstad, A.S., et al. (2007). The influence of obesity on calf blood flow and vascul

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