代谢综合征(metabolic syndrome，MS)是一组以中心性肥胖、高血糖、血脂紊乱和高血压等为主要表现的临床综合征，目前MS的病因尚未明确，与遗传、免疫、环境等因素均有关系。根据已有的患病率资料，我国成年人MS的患病率为16.5%(约7 700万人)，2012年重庆市35岁及以上人群MS的标化患病率为18.72%^[1]。MS与糖尿病及心血管疾病的密切相关，研究显示，与无MS的人群相比，MS患者在5～10年中患2型糖尿病的风险增加了5倍，发生心血管疾病的风险增加约1.53倍^[2]。而运动锻炼及饮食干预对代谢有很大影响，两者有协同改善代谢的良好作用^{[3, 4, 5]}，美国糖尿病协会(ADA)第56届年会上许多专家提出运动锻炼是目前可供医治MS的“最佳药物”，在预防2型糖尿病和心血管疾病方面具有效果。本文就运动对代谢综合症的相关方面的影响作一综述。 1 运动对肥胖的影响

MS相关肥胖特征以腹型肥胖为主，传统认为肥胖是由于摄食太多导致，目前相关研究发现许多肥胖的原因是能量消耗过低，与持续缺乏体力活动明显相关^[6]。 运动时人体主要通过骨骼肌发挥一系列作用，骨骼肌是一种内分泌器官，约占人体体质量的40%，分泌着肌肉生长抑制素、白介素-6(IL-6)、IL-15和鸢尾素(irisin)等因子^{[6, 7]}。近年来有关研究发现，过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α，PGC-1a)是体内能量代谢调控的关键性蛋白质，参与调控适应性产热、线粒体生成、抗氧化、血管生成、能量代谢、胰岛素敏感性、骨骼肌转变及irisin分泌等生物学过程^[7]。而运动锻炼可增加PGC-1a的基因表达，后者 可促进含Ⅲ型纤连蛋白域蛋白5(fibronectin type Ⅲ domain containing protein 5，FNDC5)的表达，随后FNDC5在体内被剪切转变为一种新的形式irisin，irisin从骨骼肌合成分泌后，通过血液循环作用于白色脂肪细胞，使其转变为具有分解代谢脂肪特征的棕色脂肪细胞，脂肪分解代谢产生的能量以热的形式散发，从而导致能量消耗增多，产热增多，减轻体质量，从而发挥减肥作用^[8]。在以60岁以上的肥胖人群为研究对象的实验中发现，运动对骨骼肌中FNDC5的表达有促进作用，可以升高血浆中irisin的水平^[9]。 推测irisin的作用模式是通过运动锻炼，由肌细胞产生，然后诱导白脂肪组织棕色化，使之具有棕脂肪细胞的生物学特征，从而改善代谢状态，循环中irisin浓度与肌肉质量密切相关^[10]。Hou等^[11]就关于人类进行为期8周的急性冲刺跑和慢性短跑训练时，irisin水平是否发生改变这一问题进行了研究，结果显示，急性锻炼中irisin水平出现升高，其水平与肌肉腺苷三磷酸(adenosine-triphosphate，ATP)水平有密切的负相关关系，说明在急性冲刺跑后需要促进irisin的分泌以满足肌肉内ATP及代谢物合成的需要^[10] 。长期运动还可以有效降低腰围，并且腰围降低的程度与体质量的下降程度呈线性相关，King等^[12]的研究显示体质量每减少1kg，腰围可以减小3.7 cm。有研究还发现，保持积极的生活方式可预防MS的发展^[13]。

通过运动至少可控制两种脂肪细胞因子的释放和活性，包括肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-6。TNF-α通过抑制脂蛋白酯酶活性，促进游离脂肪酸的生成，从而抑制葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的表达，阻碍胰岛素受体及受体基质的信号转导，介导胰岛素抵抗。IL-6是在运动过程中第一个被释放到循环中的细胞因子，并且在锻炼时其水平以指数方式递增，在收缩骨骼肌过程中IL-6的mRNA表达被上调，IL-6基因的转录率通过锻炼也显著增强，同时IL-6又作为促炎和抗炎细胞因子，由T细胞和巨噬细胞分泌的IL-6会刺激免疫应答，增强炎症反应，而肌肉产生的IL-6通过对TNF-α、IL-1β的抑制和激活白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1ra)和IL-10发挥抗炎作用。运动诱发血浆IL-6水平的增加与参与运动的肌肉含量相关，也与运动模式、持续时间、特别是锻炼强度相关。运动具有保护作用，防止TNF-α诱导的胰岛素抵抗，诱发增加肾上腺素水平，也钝化了TNF-α的反应，运动可以通过减少内脏脂肪含量发挥其抗炎效果^[14]。在运动过程中，IL-6也增加肝葡萄糖生成,运动时葡萄糖摄取减少,收缩骨骼肌过程中产生IL-6，提示IL-6的释放是由通过耐力运动时糖原水平降低以及通过激酶A激活的肾上腺素刺激的IL-6基因的转录^[15]。Nieto-Vazquez等^[16]研究证实，在骨骼肌中IL-6对胰岛素敏感性的调节具有双重作用。短期IL-6治疗可增强胰岛素敏感性，长期暴露在IL-6影响下，可导致胰岛素抵抗。通过运动控制改变相关脂肪细胞因子，可以减少脂肪含量，从而控制体质量，减少脂肪含量对增加脂联素水平并改善细胞因子也有帮助，而且脂肪细胞因子的改变与MS相关联。 2 运动对糖代谢异常的影响

研究显示，至少有两种不同的途径参与葡萄糖转运，其一是由胰岛素或胰岛素类似物(insulin analogue)刺激，其二是由肌肉收缩或缺氧激活，磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)是参与胰岛素激活的通路，而5′腺嘌呤核糖核苷酸(5′adenosine monophosphate，5′-AMP)激活的蛋白激酶是参与收缩的活化反应^[17]。在肥胖及糖尿病患者的骨骼肌中，由PI3K和胰岛素刺激的Akt激酶活性的IRS-1以及活性胰岛素刺激的酪氨酸磷酸化均减少。目前，已有基础性实验结果表明，运动通过提高PI3K／Akt信号途径中信号转导，促进糖原合成，在罗凯等^[18]的8周中强度抗阻力跑台运动和有氧运动实验中，大鼠经过抗阻训练和有氧训练可以使股四头肌的PI3K mRNA和Akt mRNA表达上升。史仍飞等^[19]发现8周间隙性游泳负荷运动能通过PI3K／Akt信号通路促进骨骼肌生长，还通过注射LY294002和雷帕霉素等抑制剂，进一步发现当传导通路被抑制后，会阻断运动训练的效应。有规律的运动对健康人、肥胖患者、胰岛素抵抗及糖尿病患者的胰岛素功能和葡萄糖耐受性均有利。运动改善血糖、增加胰岛素敏感性的分子机制与参与骨骼肌葡萄糖和脂肪代谢的信号蛋白和酶的表达增加和活化有关，GLUT4为该反应链中的关键酶，运动能增加线粒体的生物合成过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1(PGC-1)，刺激GLUT4表达，PGC-1是一种转录共激活因子，在细胞能量代谢调节中发挥关键作用。它增加线粒体生物合成，参与碳水化合物和脂质代谢的调节，可以促进肌肉组织重塑,使其成为具有更大氧化能力和较少糖酵解代谢的纤维型组合物。单次的运动可以增加肌肉PCG-1的含量，运动量的增加可以增加在糖尿病患者中GLUT4的蛋白和mRNA，使胰岛素信号转导，特别是在远端的胰岛素PI3K级联反应(导致GLUT4易位和葡萄糖摄取)。研究表明运动和胰岛素促进细胞内GLUT-4转位至细胞膜上分别是通过不同的信号通路介导的，运动主要是通过AMPK信号通路，胰岛素主要是通过PI3K信号通路介导，因此运动和胰岛素促进GIUT-4转位至细胞膜上具有叠加作用^[20]。运动能促进细胞内GLUT-4转位至细胞膜上的AMPK信号转导通路上的信号蛋白表达，从而增加骨骼肌细胞内GLUT-4的转位，最终增加骨骼肌细胞摄取葡萄糖的能力。另外，运动也能够增强胰岛素引起的胰岛素底物-1相关的PI3K的活性，进而改善胰岛素的生理作用，运动训练能够改善糖尿病外周组织对胰岛素的敏感性，促进葡萄糖利用。 3 运动对血脂紊乱的影响

MS患者的血脂紊乱主要表现为循环游离脂肪酸和三酰甘油(TG)水平升高的严重脂质代谢失调。Lamina等^[21]研究发现，通过每周45～60 min的间歇运动训练8周后血压、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、TG显著下降，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平显著增加，间歇训练方案是一种有效的非药物治疗高血压和上调HDL-C的辅助手段。运动可以使血浆TG、LDL-C下降，HDL-C升高的机制可能是：运动可以充实骨骼肌氧化能力，可以明显提高全身脂肪的氧化速度。脂肪氧化能力增加的部分原因是由于增加了脂肪酸的转运蛋白，从而导致血浆去除游离脂肪酸的增加。运动也激活腺苷酸活化的蛋白激酶(AMP-activited protein kinase,AMPK)，刺激脂肪酸氧化，Morales等^[22]研究发现，运动强度能影响骨骼肌AMPK磷酸化水平。AMPK是代谢过程中的能量感受器，AMP、腺苷二磷酸(adenosine diphosphate，ADP)、ATP与AMPK的活性调节有关，体内ATP含量的改变可使AMPK激活成其活性形式-磷酸化的AMPK，进而激活其下游信号途径，促进骨骼肌组织中葡萄糖和脂肪的代谢,当机体缺乏能量时(如缺氧、氧化应激、低血糖、运动、或营养缺乏等)，体内ATP含量降低，AMP/ATP比值增高，AMPK可以被磷酸化和激活，从而增加ATP的生成，减少ATP的消耗^[23]。APMK的磷酸化可被瘦素(leptin)、脂联素、抵抗素等激活，也可在运动、急性氧化应激状态下被激活。运动可以激活AMPK,促进骨骼肌对葡萄糖的利用和脂肪酸的氧化应激，从而改善胰岛素抵抗。运动可以提高AMPK的活性，减少脂肪含量。

关于运动降血脂的机制，目前主要观点是：(1)运动增加了脂蛋白脂酶(LPL)的活性，使运动中和运动后体内脂肪的分解增加，从而增加脂肪作为能量的利用，同时也增加TG的表面成分向LDL的转移，并增加LDL的分子量，从而形成HDL；(2)运动可以使肝脏LDL-R的基因转录和蛋白表达明显提高，从而促使LDL从体内的清除增加；(3)有氧运动时骨骼肌以游离脂肪酸氧化作为其主要能量来源，随着游离脂肪酸的大量利用，血清TG分解代谢增强，浓度下降，从而达到运动降低血清TG，升高HDL-C。 4 运动对高血压的影响

生活方式改变可作为降低高血压的一个较为理想的初始策略^[24]。运动疗法降压作用已被多数实验证实，有氧运动是目前比较公认的安全降压的运动形式，Alemo等^[25]通过为期12周最大摄氧量65%的规律中等强度的有氧运动研究发现，该运动形式不仅可以降血压，还有助于改善心肺功能，降低心脑血管疾病的发病风险。规律的运动训练诱导了温和的降压作用，King 等^[12]的研究发现，体质量每下降1.0 kg，可以降低6.00 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)的收缩压和 3.9 mmHg的舒张压。Braz等^[26]对12名老年女性高血压病患者进行为期2周的慢走训练，在训练前后受试者的平均血压、收缩压、舒张压之间存在显著性差异，实验后，心率和血压恢复水平明显提高。 运动训练对血压影响的潜在机制可能包括以下几个方面。 4.1 中枢调节

运动可以调节大脑皮层及皮层下运动中枢，降低紧张度，重新调定机体的血压调控水平，使运动后血压能够平衡在较低的水平，从而降低血压。 4.2 调整血管内皮细胞生成的活性物质

运动对血管内皮细胞有直接的影响，并通过释放舒张因子和收缩因子调节着血管紧张度，运动训练后血清一氧化氮(nitric oxide，NO)含量显著增加，而血浆内皮素-1(endothelin-1,ET-1)含量显著下降。Gielen等^[27]研究发现体力活动可以增加内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的血管表达，运动诱导的血管eNOS表达与脉管系统物理力量的频率和强度的变化，尤其是与剪应力密切相关。运动诱导心率增加将增加心输出量和血管剪应力，导致eNOS的表达增加，继发于剪应力放大的一氧化氮合成增加以正反馈的方式诱导细胞外超氧化物歧化酶(SOD)的表达，从而抑制了ROS引起的NO降解^[27]。另一参与该调节的平行机制是通过运动诱发ROS产生的eNOS上调，因为运动诱导剪应力的增加通过内皮依赖性途径而刺激血管ROS的产生。eNOS表达可以诱导产生更多的NO，NO是内皮依赖性舒张因子，Roque等^[28]研究发现自发的高血压大鼠(SHR)通过运动训练改善了血管内皮功能和小肠系膜动脉的血管硬化，从而改善血压，这可能与降低氧化应激和NO的生物利用度的增加有关。另一方面，运动使血浆中ET-1浓度减少，从而减少ET-1介导的血管紧张度调节，导致动脉顺应性增加，从而降低血压。 4.3 肾素-血管紧张素系统的调节

适宜的运动可降低血浆肾素和醛固酮浓度，减少了RAAS的钠水潴留的作用，从而降低血压，其机制可能与下调心血管中枢的AT1受体表达^[29]，上调下丘脑、延髓和小脑等处ACE2基因和蛋白表达有关^[30]。 4.4 交感神经系统刺激减少

目前研究发现，瘦素能够介导一些细胞因子引起交感神经兴奋、血浆肾素活性增强，瘦素和肥胖、交感神经系统活性的增加、以及高血压有很大联系，高瘦素水平与肥胖受试者中肾交感神经张力增加之间有相互关联，瘦素受体前、受体或受体后功能异常，导致瘦素的促内皮细胞合成NO的作用异常以及诱发的代谢紊乱都影响着高血压病的发生，研究表明，进行规律的有氧运动可使超重成人瘦素水平下降10%，降低交感神经系统活性^[31]。刘文学^[32]研究发现，对20名老年肥胖妇女开展为期12周中等强度有氧运动训练后，血清瘦素水平也显著下降。 4.5 调制激素分泌水平

通过减少升压激素儿茶酚胺、5-羟色胺含量，增加降压激素多巴胺、前列腺素E、血浆心钠素含量，促进尿钠排泄，减少血容量，减轻心脏负荷，扩张毛细血管，减少外周阻力，这也是降低血压的重要机制之一。

综上所述，MS已经成为21世纪全球性的严重健康问题，目前明确的是与肥胖相关的炎症和氧化应激在MS的病理生理学中发挥了关键作用，而合并胰岛素抵抗导致氧化应激明显加剧。在肥胖患者中，由于体力活动缺乏，导致这些过程不断升级恶化，持续体力活动缺乏会导致恶性循环加重，最终导致与MS有关的一系列慢性亚临床炎症反应。目前许多研究已经证明运动对MS的诸多异常如肥胖、糖代谢异常、血脂紊乱、高血压的改善均能起到有益的作用，尽管有这些好处，但是运动精确持续时间和强度仍有待确定，运动处方个体化问题仍需进一步研究探讨。