2型糖尿病合并肥胖患者运动心肺功能的特点

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-9605.2022.01.005

目的

利用心肺运动试验研究2型糖尿病（T2DM）合并肥胖患者运动心肺功能的特点。

方法

回顾性分析2020年6月至2021年3月就诊于天津市第三中心医院的T2DM患者124例，按照体质量指数（BMI）分组：非肥胖A组（n=60，BMI<28 kg/m²），肥胖B组（n=64，BMI≥28 kg/m²）。采用独立样本t检验、卡方检验比较两组基线指标及运动心肺功能指标的差异，采用分层分析校正年龄对峰千克体重摄氧量（VO_2peak/kg）的影响。

结果

基线：B组年龄低于A组（P<0.01）；代谢/心血管：校正年龄后，肥胖和非肥胖患者的VO_2peak/kg无显著差异，B组VO_2peak占预计值百分比低于A组（P<0.01），无氧域（AT）时的摄氧量高于A组（P<0.01），但AT时的千克体重摄氧量低于A组（P<0.05），氧脉占预计值百分比高于A组（P<0.05）；两组气体交换指标均无统计学差异；通气功能：B组最大分钟通气量（VE_max）、VE_max占预计值百分比均高于A组（P<0.01），呼吸储备、静息生理无效腔与肺总量比值VD/VT、静息VD/VT占预计值百分比、峰运动VD/VT、峰运动VD/VT占预计值百分比均低于A组（P<0.01）。

结论

T2DM患者在心肺适能绝对下降前将出现与自身相比心肺适能的相对下降，与非肥胖个体相比，肥胖个体的这种相对下降更加明显。运动过程中，肥胖个体需首先动用呼吸储备，降低无效腔通气以增加通气量，从而增加摄氧量以维持心肺适能的正常。

关键词: 2型糖尿病, 肥胖, 运动, 心肺功能

Objective

To investigate the characteristics of cardiopulmonary function during exercise in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) and obesity by cardiopulmonary exercise test (CPET).

Methods

Retrospectively analyze patients with T2DM who underwent CPET in Tianjin Third Central Hospital from June 2020 to March 2021. A total of 124 subjects were divided into non-obese group (group A, BMI<28 kg/m², n=60) and obese group (group B, BMI≥28 kg/m², n=64) by body mass index (BMI). Independent sample T test and chi-square test were used to compare the differences of baseline and cardiopulmonary indexes between the two groups.Hierarchical analysis was used to adjust the effects of age on peak oxygen uptake (VO_2peak/kg).

Results

Baseline: The age of group B was lower than that of group A (P<0.01). Metabolic/cardiovascular indicators: There was no statistical difference in age-adjusted VO_2peak/kg between obese and non-obese patients. The percentage of predicted VO_2peak/kg in group B was lower than that in group A (P<0.01). The oxygen uptake at anaerobic threshold (AT) in group B was higher (P<0.01) while the VO_2peak/kg at AT was lower (P<0.05), and the percentage of predicted oxygen pulse was higher than that in group A (P<0.05). No obvious differences in gas exchange indexes were found between the two groups. Ventilation function indicators: The maximum minute ventilation (VE_max) and the percentage of predicted VE_max in group B were higher than those in group A (P<0.01), while the respiratory reserve, ratio of physiological dead space to tidal volume VD/VT_rest , %VD/VT_rest , VD/VT_peak , %VD/VT_peak were lower than those in group A (P<0.01).

Conclusions

T2DM patients will experience a relative decline in cardiopulmonary fitness compared to themselves before the absolute decline, and this relative decline was more obvious in obese individuals than in non-obese individuals. During exercise, obese patients need to first use the breathing reserve and to reduce ineffective cavity ventilation to increase ventilation, thereby increasing oxygen uptake in order to maintain their cardiopulmonary fitness.

Key words: Type 2 diabetes mellitus, Obesity, Exercise, Cardiopulmonary function

表1 两组患者基线资料比较

指标		A组（非肥胖n=60）	B组（肥胖n=64）	P值
临床指标
	性别^*（男/女）	41/19	47/17	0.531
	吸烟史^*（有/无）	35/25	42/22	0.403
	高血压史^*（有/无）	40/20	46/18	0.530
	年龄（岁）	50.75±12.27	42.77±11.95	0.000
	BMI（kg/m²）	24.97±2.16	31.41±3.17	0.000
	血红蛋白（g/L）	147.72±18.68	148.20±13.91	0.874
生化指标
	LDL-C（mmol/L）	2.94±0.97	2.84±0.79	0.547
	HOMA-IR	5.57±7.56	5.74±5.12	0.887
	HbA1c（%）	8.66±2.29	8.08±2.14	0.165
心脏结构及功能指标
	LVMI（g/m²）	88.74±19.43	91.93±17.72	0.341
	LVEF（%）	59.28±1.80	59.16±1.73	0.690
	E/A	0.95±0.31	1.01±0.29	0.242
静态肺功能指标
	FVC（L）	3.22±0.89	3.49±0.80	0.074
	%FVC	84.58±14.86	83.64±12.67	0.704
	FEV1（L）	2.75±0.73	3.00±0.71	0.056
	%FEV1	87.93±13.62	86.52±12.63	0.553
	MVV（L）	107.37±31.01	112.75±28.74	0.320
	%MVV	103.88±22.70	97.87±20.12	0.122

表1 两组患者基线资料比较

指标		A组（非肥胖n=60）	B组（肥胖n=64）	P值
临床指标
	性别^*（男/女）	41/19	47/17	0.531
	吸烟史^*（有/无）	35/25	42/22	0.403
	高血压史^*（有/无）	40/20	46/18	0.530
	年龄（岁）	50.75±12.27	42.77±11.95	0.000
	BMI（kg/m²）	24.97±2.16	31.41±3.17	0.000
	血红蛋白（g/L）	147.72±18.68	148.20±13.91	0.874
生化指标
	LDL-C（mmol/L）	2.94±0.97	2.84±0.79	0.547
	HOMA-IR	5.57±7.56	5.74±5.12	0.887
	HbA1c（%）	8.66±2.29	8.08±2.14	0.165
心脏结构及功能指标
	LVMI（g/m²）	88.74±19.43	91.93±17.72	0.341
	LVEF（%）	59.28±1.80	59.16±1.73	0.690
	E/A	0.95±0.31	1.01±0.29	0.242
静态肺功能指标
	FVC（L）	3.22±0.89	3.49±0.80	0.074
	%FVC	84.58±14.86	83.64±12.67	0.704
	FEV1（L）	2.75±0.73	3.00±0.71	0.056
	%FEV1	87.93±13.62	86.52±12.63	0.553
	MVV（L）	107.37±31.01	112.75±28.74	0.320
	%MVV	103.88±22.70	97.87±20.12	0.122

表2 两组患者运动心肺功能比较

指标		A组（非肥胖n=60）	B组（肥胖n=64）	P值
代谢/心血管指标
	VO_2peak [mL/(kg·min)]	23.15±5.95	22.81±5.87	0.745
	% VO_2peak	75.13±19.11	65.17±18.29	0.004
	O₂ pulse（mL/beat）	13.57±11.67	24.63±6.38	0.411
	% O₂ pulse	95.3±28.34	109.78±32.19	0.011
	AT % of VO_2max	42.42±8.62	45.11±11.14	0.137
	AT（L/min）	1.00±0.24	1.17±0.28	0.000
	VO₂/kg@AT [mL/(kg·min)]	13.96±2.88	12.76±2.78	0.020
	HRR（%）	28.38±12.60	30.94±16.57	0.338
	HR/VO₂ [bpm/(kg·min)]	2.96±0.72	3.10±0.92	0.364
气体交换指标
	VE/VO₂ slope	20.65±3.93	20.85±5.80	0.823
	VE/VCO₂ slope	25.90±3.09	26.13±2.64	0.661
	PetO₂@AT mmHg	104.92±5.36	103.22±4.49	0.078
	PetCO₂@AT mmHg	40.09±3.86	39.89±3.33	0.772
	VE/VO₂@AT	27.98±3.99	26.66±2.90	0.052
	VE/VCO₂@AT	31.35±3.50	30.91±3.03	0.487
通气功能指标
	VE_max [L/(kg·min)]	0.81±0.22	0.77±0.17	0.190
	% VE_max	60.20±14.95	68.02±13.88	0.003
	BR（%）	43.45±16.24	35.36±16.94	0.008
	VD/VT_rest	0.33±0.06	0.29±0.06	0.001
	% VD/VT_rest	109.77±21.33	96.67±20.47	0.001
	VD/VT_peak	0.18±0.04	0.15±0.05	0.009
	% VD/VT_peak	97.77±23.92	85.80±25.62	0.008
其他指标：
	Work（watts/kg）	1.64±0.46	1.52±0.31	0.097
	VO₂/Work [mL/(kg·watt)]	9.46±1.63	9.97±1.63	0.088
	MET_peak	5.71±1.49	5.70±1.12	0.967
	SPO_2peak（%）	96.30±1.95	96.13±2.09	0.642

表2 两组患者运动心肺功能比较

指标		A组（非肥胖n=60）	B组（肥胖n=64）	P值
代谢/心血管指标
	VO_2peak [mL/(kg·min)]	23.15±5.95	22.81±5.87	0.745
	% VO_2peak	75.13±19.11	65.17±18.29	0.004
	O₂ pulse（mL/beat）	13.57±11.67	24.63±6.38	0.411
	% O₂ pulse	95.3±28.34	109.78±32.19	0.011
	AT % of VO_2max	42.42±8.62	45.11±11.14	0.137
	AT（L/min）	1.00±0.24	1.17±0.28	0.000
	VO₂/kg@AT [mL/(kg·min)]	13.96±2.88	12.76±2.78	0.020
	HRR（%）	28.38±12.60	30.94±16.57	0.338
	HR/VO₂ [bpm/(kg·min)]	2.96±0.72	3.10±0.92	0.364
气体交换指标
	VE/VO₂ slope	20.65±3.93	20.85±5.80	0.823
	VE/VCO₂ slope	25.90±3.09	26.13±2.64	0.661
	PetO₂@AT mmHg	104.92±5.36	103.22±4.49	0.078
	PetCO₂@AT mmHg	40.09±3.86	39.89±3.33	0.772
	VE/VO₂@AT	27.98±3.99	26.66±2.90	0.052
	VE/VCO₂@AT	31.35±3.50	30.91±3.03	0.487
通气功能指标
	VE_max [L/(kg·min)]	0.81±0.22	0.77±0.17	0.190
	% VE_max	60.20±14.95	68.02±13.88	0.003
	BR（%）	43.45±16.24	35.36±16.94	0.008
	VD/VT_rest	0.33±0.06	0.29±0.06	0.001
	% VD/VT_rest	109.77±21.33	96.67±20.47	0.001
	VD/VT_peak	0.18±0.04	0.15±0.05	0.009
	% VD/VT_peak	97.77±23.92	85.80±25.62	0.008
其他指标：
	Work（watts/kg）	1.64±0.46	1.52±0.31	0.097
	VO₂/Work [mL/(kg·watt)]	9.46±1.63	9.97±1.63	0.088
	MET_peak	5.71±1.49	5.70±1.12	0.967
	SPO_2peak（%）	96.30±1.95	96.13±2.09	0.642

表3 非肥胖组与肥胖组按年龄分层VO_2peak/kg的差异

指标	A1组（n=17）	B1组（n=40）	P值	A2组（n=43）	B2组（n=24）	P值
年龄（岁）	34.35±7.41	34.90±5.43	0.757	57.23±6.23	55.87±7.36	0.426
VO_2peak/kg [mL/(kg·min)]	26.68±6.84	23.78±4.96	0.077	21.75±4.99	21.18±6.94	0.697

表3 非肥胖组与肥胖组按年龄分层VO_2peak/kg的差异

指标	A1组（n=17）	B1组（n=40）	P值	A2组（n=43）	B2组（n=24）	P值
年龄（岁）	34.35±7.41	34.90±5.43	0.757	57.23±6.23	55.87±7.36	0.426
VO_2peak/kg [mL/(kg·min)]	26.68±6.84	23.78±4.96	0.077	21.75±4.99	21.18±6.94	0.697

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Characteristics of cardiopulmonary function during exercise in type 2 diabetes patients with obesity

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