4周有氧运动对不同肥胖程度_肥胖类型儿童少年血清胰岛素水平的影响

中国运动医学杂志2012年3月第31卷第3期ChinJSportsMed,Mar2012,Vol.31,No.3··207

4周有氧运动对不同肥胖程度、肥胖类型儿童少年

血清胰岛素水平的影响

林云陈文鹤

上海体育学院运动科学学院（上海200438）

摘要目的：探讨4周有氧运动对不同肥胖程度、肥胖类型儿童少年血清胰岛素水平的影响。方法：以参加2011年上海巅峰运动减肥夏令营的82名肥胖儿童少年为研究对象，进行4周有氧运动为主结合适当饮食控制的减肥运动训练，实验前后测定身高、体重、体脂率、腰围等身体形态指标及空腹血清胰岛素水平。分别依据体脂率、腰围身高比，对受试对象进行肥胖程度及肥胖类型分组。结果：实验前，肥胖儿童少年血清胰岛素水平由高到低依次为：极重度肥胖组>重度肥胖组>中度肥胖组>轻度肥胖组>超重组，腹型肥胖组胰岛素水平显著高于周围型肥胖组（P<0.01）。实验后，受试对象腰围身高比、体脂率、胰岛素均显著下降（P<0.01），胰岛素下降幅度由高到底依次为：极重度肥胖组>重度肥胖组>中度肥胖组>轻度肥胖组>超重组。腹型肥胖组各指标下降幅度均大于周围型肥胖组（P<0.01）。结论：儿童少年血清胰岛素水平随肥胖程度加重而升高，腹型肥胖者胰岛素水平较周围型显著升高，有氧运动减肥是降低肥胖儿童少年尤其腹型肥胖者肥胖程度和血清胰岛素水平的有效途径。

关键词运动减肥；肥胖儿童少年；血清胰岛素；体脂率；腰围身高比

EffectofAerobicExerciseonSerumInsulinofChildrenandAdolescentswithDifferent

ObeseDegreeandObeseType

LinYun，ChenWenhe

SchoolofSportsScience，ShanghaiUniversityofSport，Shanghai，China200438

CorrespondingAuthor：ChenWenhe，Email：wenhechen@http://wendang.chazidian.com

AbstractObjectiveToinvestigatetheeffectof4-weekaerobicexerciseontheseruminsulinofchildrenandadolescentswithdifferentobesedegreeandobesetype.MethodsThesubjectswere82obesechildrenandadolescents，recruitedfromweightreductioncampsduring2011inShanghai.Theirheight，mass，fatpercentage（F%），fatmass，waistcircumference，fastingbloodinsulinweremeasuredbothatthebeginningandbytheendofthe4-weekweightreductionprogram.F%andwaist-heightratiowereemployedtocategorizetheirobesedegreeandobesetype.ResultsAllsubjectswithhigherF%wasfoundtohavehigherlevelofseruminsulin（P<0.01）．Thelevelofseruminsulininabdominalobesegroupwerehigherthanthatintheuniformityobesegroup（P<0.01）．After4weeks，thebodyweight，F%，waist-heightratioandseruminsulininobesechildrenandadolescentsreducedsignificantly（P<0.01），andthedecreasesintheabdominalobesegroupwasapparentlygreaterthaninuniformityobesegroup（P<0.01）．ConclusionsThechildrenandadolescentswithhigherlevelofbodyfatpercentageor收稿日期：2011.11.30

基金项目：“上海市人类运动能力开发与保障重点实验室（上海体育学院）（项目编号：11DZ2261100）”资助，上海体育学院研究生

科研创新项目（YJSCX201118）

通信作者：陈文鹤，Email：wenhechen@http://wendang.chazidian.com；Tel：021-51253250

··208

中国运动医学杂志2012年3月第31卷第3期ChinJSportsMed,Mar2012,Vol.31,No.3

waist-heightratiohavegreaterriskofgettinginsulinresistance，andthesetwofactorsinabdominalobesegroupweremoreapparentthanthatinuniformityobesegroup．4-weekaerobicexerciseincombinationwithproperdieteffectivelyimprovedthesomatometricmeasurementsandinsulinresistanceofobesechildrenandadolescents，especiallyfortheabdominalobesesubjects．

Keywordsaerobicexercise，obesity，childrenandadolescents，seruminsulin，bodyfatpercentage，waist-heightratio

随着经济水平的提高及生活方式的改变，儿童少年肥胖发生率不断增长。有研究发现，儿童少年期肥胖症不仅影响该阶段的生命质量，造成活动能力下降，影响心血管、呼吸功能，更影响其成年后的健康状况，是成人期患心血管疾病、糖尿病、高血压等疾病的重要危险因素［1］。经过多年研究探索，运动减肥成为治疗肥胖症的重要方法，适宜的有氧运动通过氧化脂肪供能，减少体内过多堆积的脂肪，改善脂代谢，达到减肥效果。肥胖症与胰岛素抵抗之间有密切关系，有氧运动减肥是否能有效改善肥胖儿童少年的胰岛素水平，对不同肥胖程度、肥胖类型儿童少年的影响如何，尚缺乏深入研究。本研究通过观察肥胖儿童少年进行4周有氧运动减肥前后体脂率、腰

围身高比、空腹胰岛素水平的变化，探讨4周有氧运动对不同肥胖程度、肥胖类型儿童少年血清胰岛素的影响，为运动减肥改善肥胖儿童少年代谢紊乱、促进健康提供实验依据。

1对象与方法

1.1研究对象

以82例参加2011年上海巅峰运动减肥夏令营的肥胖儿童少年为研究对象，其中男41人、女41人，年龄为9~16岁，体重（75.41±16.50）kg，BMI为

30.25±8.01，体脂率为（40.75±7.50）%，腰围身高比为0.59±0.08，具体情况见表1。实验前与家长签署实验

知情同意书。

表1肥胖儿童少年基本资料

?? ?? ??

???? 41 41 82

???????? 12.25±1.69 12.88±1.89 12.53±1.79

??????cm?? 158.18±10.73 159.97±6.16 158.96±9.02

??????kg?? 78.58±17.53 71.30±14.28 75.41±16.50

BMI 31.90±8.56 28.12±6.78 30.25±8.01

????????%?? 42.00±8.43 39.14±5.84 40.75±7.50

?????????? 0.62±0.08 0.56±0.07 0.59±0.08

??

1.2实验方法

采用有氧运动为主结合适当饮食控制进行减肥。运动项目主要包括羽毛球、乒乓球、篮球等球类运动以及慢跑、快走、游泳、蹬功率自行车等。运动中由专业技术人员通过POLAR表监控受试对象心率，运动心率基本控制在心率储备的20%~40%，以确保运动强度在中小强度的有氧运动范围内。研究对象每天运动2次，每次2小时，运动前后各进行15~20分钟准备活动及整理活动。饮食控制以保证肥胖儿童少年每日总能量生理需要量为原则。根据测得受试者基础代谢率，计算其每日总热能生理需要，由专业营养师进行配餐和分餐，糖、脂肪、蛋白质的热能供给比例约为60~70%、10~15%、20~25%，并供给必需脂肪酸、必需氨基酸、维生素等营养素。

运动减肥持续4周，分别于运动前一天、运动最后一天进行形态、血液指标测试。采用日本COM-

BIWELLNESS公司CombiFitnessStation人体成分

分析仪测定身高、体重、体脂率、基础代谢率，采用皮尺测定腰围，采集清晨空腹状态肘静脉血，室温静置

30min后，以3000r/min离心10min提取血清，放

射免疫法测定空腹血清胰岛素（FastingInsulin，

FIN）。

分别依据体脂率、腰围身高比，对受试对象进行肥胖程度及肥胖类型分组。根据体脂率（BodyFat

Rate，Fat%）进行肥胖程度分组［2］，即体脂率男20~30%、女25~30%属于超重，30～35%属于轻度肥胖，35～40%属于中度肥胖，40～50%属于重度肥胖，超过50%属于极重度肥胖。根据腰围身高比（Waist-To-HeightRatio，WHtR）进行肥胖类型分组［3］，即WHtR≥0.50为腹型肥胖，WHtR<0.50为周围型肥胖。1.3统计学分析

所有测试数据均用均数±标准差（Mean±SD）表

中国运动医学杂志2012年3月第31卷第3期ChinJSportsMed,Mar2012,Vol.31,No.3

··209

示，采用SPSS17.0软件进行统计分析。4周有氧运动前后各项指标变化的比较采用配对样本t检验，指标之间相关分析采用Pearson相关性检验。随着肥胖程度加重，体脂率、腰围身高比、胰岛素等指标的男女性别差异不明显，因此本研究不分性别对实验结果进行统计。

表2显示，4周有氧运动前肥胖儿童少年空腹血清胰岛素水平由高到低排列依次为：极重度肥胖组>重度肥胖组>中度肥胖组>轻度肥胖组>超重组。实验后，各组体脂率均显著下降（P<0.01），除超重组外，轻、中、重、极重度肥胖组胰岛素水平也显著下降（P<0.01），下降幅度由高到底排列依次为：极重度肥胖组>重度肥胖组>中度肥胖组>轻度肥胖组>超重组。

2结果

2.1不同肥胖程度受试者血清胰岛素水平比较

表24周有氧运动前后体脂率和胰岛素的变化

?? ???? ???????? ???????? ???????? ??????????

n 10 16 16 28 12

Fat%

?????? 29.68±0.67 33.35±1.04 37.19±1.20 44.18±2.68 53.72±2.99

?????? 26.83±2.22* 27.86±2.68** 33.84±4.38** 38.27±4.08** 47.87±9.22*

???????? 2.85±1.93 5.49±2.41 3.34±4.22 5.99±3.04 8.30±2.76

?????? 52.60±23.51 78.01±33.24 87.27±38.56 95.83±38.91 117.25±32.44

FIN??pmol/L??

?????? 29.18±15.11 36.34±13.50** 36.90±15.40** 40.84±17.13** 46.72±17.65**

???????? 23.42±27.77 41.66±26.34 50.37±42.72 58.56±34.09 79.93±18.58

??

注：*P<0.05，**P<0.01，减肥前后比较。

2.2不同肥胖类型受试者血清胰岛素水平比较

表3显示，4周有氧运动前，腹型肥胖组WHtR、体脂率、血清胰岛素水平均显著高于周围型肥胖组

（P<0.01）。实验后，受试对象WHtR、体脂率、血清胰岛素水平均显著下降（P<0.01），且腹型肥胖组各指标下降幅度均大于周围型肥胖组。

表34周有氧运动前后体脂率、腰围身高比和胰岛素的变化

???? WHtR Fat%

FIN??pmol/L??

???? ??????n = 68??

?????? 0.61±0.07 41.88±7.31 93.40±38.31

?????? 0.56±0.06** 36.65±8.22** 40.11±16.81**

???????? 0.05±0.02 5.46±4.64 53.42±38.07

??????

?????? ??????n = 14??

?????? 0.44±0.02** 29.22±2.57** 31.79±9.16**

???????? 0.04±0.01 3.57±2.02 30.86±35.76

0.48±0.01## 33.08±2.98## 67.80±34.10##

??

注：#P<0.05，##P<0.01，不同肥胖类型组间比较；*P<0.05，**P<0.01，减肥前后比较。

2.3血清胰岛素与体脂率、腰围身高比的相关性

Pearson相关性分析结果（表4）显示，4周有氧

运动前，肥胖儿童少年血清胰岛素水平与体脂率、腰围身高比呈显著正相关（P<0.01）。

表4血清胰岛素水平与体脂率、腰围身高比的相关性

胰岛素水平下降幅度与体脂率、腰围身高比下降幅度均呈正相关（P<0.05），周围型肥胖组血清胰岛素水平下降幅度与体脂率、腰围身高比下降幅度无相关性（P>0.05）。

表54周运动减肥后血清胰岛素下降幅度与体脂率、

腰围身高比下降幅度的相关性

、、 Fat% WHtR

n 82 82

、、、、、、pmol/L、 r 0.433 0.309

P < 0.01 < 0.01

????

0.254

<0.05 <0.05

0.483 0.378

0.157 0.282

Fat%????????

??

如表5所示，4周运动减肥后，腹型肥胖组血清

WHtR???????? 0.283

??

··210

中国运动医学杂志2012年3月第31卷第3期ChinJSportsMed,Mar2012,Vol.31,No.3

3讨论

3.1肥胖程度与儿童少年血清胰岛素水平之间的关

系

肥胖是体内脂肪堆积过多、体脂含量过高引起的。已有研究表明，与体重、BMI相比，体脂率是评价儿童青少年肥胖程度和运动减肥效果的理想指标

［4］

。这是由于运动可能增加肌肉体积和重量，并且儿

童青少年处于生长发育的旺盛时期，瘦体重增加使运动减肥后体重变化低于体脂率变化。因此，本研究采用体脂率直观反映肥胖儿童少年的肥胖程度和减肥效果。

胰岛素是机体一种重要的内分泌激素，与其受体结合后经过一系列的信号转导，调节包括PI3K信号通路、胰岛素信号下游及其他调控糖脂代谢的相关基因表达，主要作用于肝脏、肌肉和脂肪组织等靶器官，参与体内多种物质的代谢调节。胰岛素维持正常血糖的能力下降，其生物学效应低于正常水平，或组织对胰岛素的反应性下降，被称为胰岛素抵抗。胰岛素抵抗可引起脂蛋白脂酶活性下降，极低密度脂蛋白胆固醇代谢减慢，导致甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇水平升高，诱发脂质代谢紊乱，是发生代谢紊乱综合征的重要环节［5］。肥胖是影响血液胰岛素水平及敏感性的一个重要因素［6］，其主要作用机制是，脂肪组织分泌一系列激素和细胞因子，参与调节并破坏胰岛素信号通路，脂肪细胞体积明显增大，使组织细胞膜上的胰岛素受体相对不足，降低胰岛素敏感性，引起或加重胰岛素抵抗［7］。本研究中，肥胖儿童少年在4周有氧运动前血清胰岛素水平较高，反映了机体通过代偿性地增加胰岛素分泌，以维持糖耐量正常和内环境稳定。但胰岛素含量持续增加，可能导致其分泌功能和生物学效应进一步降低，直至出现胰岛素抵抗。本实验发现，极重度肥胖儿童少年空腹血清胰岛素水平最高，然后依次为重度肥胖组、中度肥胖组、轻度肥胖组和超重组。经相关性分析检验，血清胰岛素水平与体脂率之间呈显著正相关。这提示肥胖程度越高者，血清胰岛素水平越高，其发生胰岛素抵抗的潜在可能性越高。

3.2肥胖类型与儿童少年血清胰岛素水平之间的关

系

根据机体脂肪聚集部位的不同，肥胖可分为腹型肥胖（即中心性肥胖）和周围型肥胖两种。腹型肥胖脂肪主要积聚于腹部内脏周围，而周围型肥胖脂肪主要积聚于四肢及皮下。越来越多的证据证实，腹

型肥胖比周围型肥胖有更高的代谢综合征危险性

［8，9］

。腰围和腰臀比反映腹部内脏周围的脂肪堆积程

度，是衡量腹型肥胖的常用指标。近年来，腰围身高比作为腰围的衍生指标，日益受到关注。研究证实，由于儿童青少年有其生长发育的特殊性，腰围身高比校正了身高的影响，准确性优于腰围；与腰臀比相比，测量身高比臀围更简便，腰围身高比可作为反映内脏脂肪水平、筛查腹型肥胖及预测代谢异常的指标［3，10］。

本研究中，腹型肥胖组体脂率和空腹血清胰岛素水平均显著高于周围型肥胖组，表明腹型肥胖者发生胰岛素抵抗、代谢综合征的潜在危险性比周围型肥胖者更高。相关分析结果显示，血清胰岛素水平与腰围身高比之间呈显著正相关，推测内脏脂肪组织含量升高易导致胰岛素敏感性下降。与四肢皮下脂肪相比，腹部内脏脂肪细胞分解率较高，产生大量的游离脂肪酸，可直接进入门脉循环，为肝脏糖原异生提供能量，并抑制胰岛素降解，使血中胰岛素浓度增高，从而导致血脂、血糖及血压调节的异常［11］。因此，腹型肥胖是胰岛素抵抗、代谢综合征发生的重要危险因素，腹型肥胖程度越高者，发病几率越大。

3.3运动减肥对儿童少年血清胰岛素水平的影响

本实验结果显示，经过4周中小强度的有氧运动减肥，肥胖儿童少年体脂率下降显著，轻度肥胖组下降幅度最大（16.5%），其次为极重度肥胖组（15.5%）、重度肥胖组（13.62%）、超重组（9.64%）和中度肥胖组（9%）。血清胰岛素水平除超重组下降不显著外，轻、中、重、极重度肥胖组均显著降低。血清胰岛素下降幅度由高到低依次为：极重度肥胖组>重度肥胖组>中度肥胖组>轻度肥胖组>超重组，表明有氧运动结合适当的饮食控制，能明显改善肥胖儿童少年的肥胖程度，提高胰岛素敏感性，且随着肥胖程度减轻，胰岛素水平逐渐下降，其发生胰岛素抵抗的潜在可能性也随之降低。这可能与长期有氧运动降低脂肪细胞的体积和数量，改善胰岛素受体功能有关［12，13］。本实验中，运动减肥使腹型肥胖和周围型肥胖儿童少年的体脂率、WHtR、空腹血清胰岛素水平均显著下降，且腹型肥胖组各指标下降幅度均大于周围型肥胖组。腹型肥胖儿童少年血清胰岛素水平下降幅度与体脂率、WHtR下降幅度均呈正相关，周围型肥胖儿童少年的血清胰岛素水平下降幅度与体脂率、WHtR下降幅度无显著相关性。由此推测，有氧运动降低腹型肥胖者腹部内脏周围脂肪堆积程度的效果相比周围型肥胖者更为显著。

中国运动医学杂志2012年3月第31卷第3期ChinJSportsMed,Mar2012,Vol.31,No.3

·

·211

4总结

儿童少年的血清胰岛素水平随着肥胖程度的加重而逐渐升高，腹型肥胖者血清胰岛素水平较周围型肥胖者显著升高，儿童少年肥胖程度越高，尤其腹型肥胖者，发生胰岛素抵抗的倾向越明显。有氧运动减肥可有效降低肥胖儿童少年的肥胖程度，降低血清胰岛素水平，尤其对腹型肥胖者效果更为显著，对预防胰岛素抵抗的发生有积极作用，有助于降低肥胖儿童少年成年后代谢综合征的发病几率。

［6］GokulakrishnanK，DeepaM，MonickarajF，etal．Relationship

ofbodyfatwithinsulinresistanceandcardiometabolicriskfactorsamongnormalglucose-tolerantsubjects．JPostgradMed，2011，57（3）：184-188．

［7］ReavenG，AbbasiF，McLaughlinT．Obesity，insulinresist-

ance，andcardiovasculardisease．RecentProgHormRes，2004，59：207-223．

［8］BoggsDA，RosenbergL，CozierYC，etal．Generaland

abdominalobesityandriskofdeathamongblackwomen．NEnglJMed，2011，365（10）：901-908．

［9］CarrDB，UtzschneiderKM，HullRL，etal．Intraabdominal

5参考文献

［1］SteinbergerJ，DanielsSR．Obesity，insulinresistance，

fatisamajordeterminantofthenationalcholesteroleducationprogramadulttreatmentPanelⅢcriteriaforthemetabolicsyndrome．Diabetes，2004，53（8）：2087-2094．

［10］Elizondo-MontemayorL．Waist-to-height：cutoffmattersin

diabetes，andcardiovascularriskinchildren．Circulation，2003，107：1448-1453．

［2］郭吟，陈文鹤．肥胖症与运动减肥效果的影响因素．上海

体育学院学报，2010，34（3）：64-67．

［3］MaffeisC，BanzatoC，TalaminiG．Waist-to-heightratio，a

predictingmetabolicsyndromeinMexicanchildren．MetabSyndrRelatDisord，2011，9（3）：183-190．

［11］VolovelskyO，WeissR．Fattyliverdiseaseinobesechildren-

usefulindextoidentifyhighmetabolicriskinoverweightchildren．JPediatr，2008，152（2）：207-213．

［4］郭吟，陈佩杰，陈文鹤．4周有氧运动对肥胖儿童青少年

身体形态、血脂和血胰岛素的影响．中国运动医学杂志，

relationtoothermetabolicriskfactors．IntJPediatrObes，2011，6（1）：59-64．

［12］StefanovskiD，RicheyJM，WoolcottO，etal．Consistency

ofthedispositionindexinthefaceofdietinduced?insulinresistance：potentialroleofFFA．PloSOne，2011，6（3）：e18134．

［13］毕业，李建设．有氧运动对单纯性肥胖儿童血中瘦素、神

经肽、胰岛素和肿瘤坏死因子的影响研究．体育科学，

2011，30（5）：426-411．

［5］QuijadaZ，PaoliM，ZerpaY，etal．Thetriglyceride/HDL-

cholesterolratioasamarkerofcardiovascularriskinobesechildren；associationwithtraditionalandemergentriskfactors．PediatrDiabetes，2008，9（5）：464-471．

2005，25（12）：37-39．

（上接第206页）

［8］宇传华主编.SPSS与统计分析.北京：电子工业出版社，

［10］GeldhofE，CardonG，DeBourdeaudhuijI，etal.Staticand

2007.171-173.

［9］RedfernMS，YardleyL，BronsteinAM.Visualinfluenceson

dynamicstandingbalance：test-retestreliabilityandrefer-encevaluesin9to10yearoldchildren.EurJPediatr，2006，165（11）：779-786.

balance.JAnxietyDisord，2001，15（1-2）：81-94.