運動對代謝症候群患者藥物使用和健康的影響

Basketball by the ocean, sports

台灣師大 方進隆 名譽教授

壹、前言  

代謝症候群(metabolic syndrome)是高血壓、高血糖、血脂肪異常和肥胖的統稱,是健康的危險訊號,具有潛伏性且會逐漸惡化。世界各國成年人的盛行率約20-40%,患者如沒有及早預防控制,罹患心血管疾病、中風和糖尿病的機率會大大增加。目前,控制代謝症候群常用的策略是藥物治療和健康生活方式,但許多患者只依賴藥物,這樣能有效控制? 服藥劑量與種類會越來越多?如在藥物治療過程融入運動訓練,能減緩藥物種類和劑量增加? 對心血管疾病風險有好處?

不同處理方式(如藥物與非藥物治療)何者較佳?對於藥物劑量、醫療費用和健康狀況是否會有不同的效果?過去較少研究探討相關問題,最近一篇隨機分派研究(Morales-Palomo, et al., 2023),以不同介入方式「藥物治療併同運動介入」與「單純藥物治療」,在五年介入期間,探討和比較代謝症候群成年人的藥物劑量、費用和益處的差異,內容與結果提供諸多信息,具有意義和啟發性,也值得了解與參考。 本文介紹這篇研究的動機、研究方法和結果,最後提出運動指導與建議。

貳、 研究論文的內容與結果

這篇論文的題目為「每年運動介入對代謝症候群患者的藥物費用和效益的影響:隨機分派研究」,2023年於運動醫學和科學期刊發表(Medicine & Science in Sports & Exercise),其研究動機、方法與結果說明如下:

一、研究動機 規律運動可改善代謝症候群的症狀,包括改善高血壓、高血脂、高血糖、體重與體脂肪,但運動介入對患者的藥物使用、經費支出和健康狀況的效益如何?過去少有研究加以探討。本研究的目的在評估五年長期運動訓練是否可以減緩代謝症候群患者的藥物使用與費用支出。

二、研究方法 研究有關的參與者、實驗設計與運動介入、評估方法、研究結果分別敘述如下:

(一)參與者條件 徵求64位有代謝症候群的中年人參與研究,條件為靜態生活者(中等強度身體活動量每週少於150分)和體重過重或肥胖。排除罹患心臟病、腎臟病或無法忍受運動的疾病患者,最後有51位完成研究實驗。

(二)實驗設計和運動介入 依參與者的年齡、代謝症候群數目、身體質量指數等變項群組化後,以隨機分派方式分為運動介入組和控制組(或標準照顧組)。兩組參與者於實驗時間,皆正常服用藥物,運動介入組從事有教練指導的高強度間歇訓練,每週三次,每次約四十分鐘的腳踏車運動,每年訓練四個月(由十一月末到四月初),連續五年,而控制組則沒有接受運動訓練。

(三)資料收集與評估 受試者在五年過程中,有三個時間(訓練前、第二年和第五年)在十一月初同一時間收集資料,以避免季節所造成的影響。 受試者於十一月初接受評估,距運動介入組參與者最後一次訓練(四月初)已有八個月,所以評估觀察的是長期效果,而非短期效果。

1. 代謝症候群症狀分析 參與者於上午約定時間到達實驗室,經一個晚上的空腹後,測量體重、身高、腰圍。休息十分鐘後,測量血壓。 然後,抽取7毫升的血液作為血糖、胰島素、血脂肪等項目分析。

2, 十年後心血管風險百分比 預測十年心血管危險百分比,是使用粥狀心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)危險因素加以演算,包括種族、性別、年齡、三酸甘油脂、高密度脂蛋白膽固醇、心縮壓、高血壓處理、糖尿病狀態和抽菸作為預測指標。

3. 藥物使用和費用  參與者將其所有服用的藥物帶到實驗室,由被隨機分派的醫師到每個測量場域確認,醫師在不知參與者組別狀況下,核計開始訓練前、第二年和第五年參與者的藥物使用種類和劑量,並估計藥物費用,只有控制高血糖、高血壓、高血脂肪的藥物被計算。

4. 藥物種類和劑量估計 此研究採用世界衛生組織(WHO)推薦的國際標準的藥物使用方法,即ATC/DDD (Anatomical Therapeutic Chemical /Defined Daily Dose ) 系統來觀察五年期間藥物使用的數目和劑量變化。分析藥物使用劑量通常需要有客觀數據,才可跟國際做比較並跟其他數據做分析,ATC是藥物作用在身體解剖器官或系統的編碼, DDD為「定義每日劑量」,是指一藥物用在主要症狀時,每日成年人(如70公斤)所需使用的平均劑量,必須在有ATC碼的藥物才會有相對應的DDD。

5. 醫療費用的計算 參與者的藥物使用費用,依據西班牙衛生部網路公告的費用計算,依據每一種藥物每天服用幾顆,每顆費用,乘以一年365天,可得每年一種藥物的使用費用,此研究只計算服用高血壓、高血糖和高血脂三種藥物費用,以歐元(€)計算。

6. 運動訓練的費用 運動訓練費用包括(1)運動教練的費用、(2)場地出租費用和(3)每位參與者的運動意外險,以歐元(€)計算。

三、結果

於研究介入前,兩組參與者在年齡、身體質量指數、代謝症候群數目、藥物使用費用、身體活動量與能量攝取皆沒有顯著差異。有關本研究結果的藥物費用、服藥數目、每天藥物劑量、運動訓練與藥物節省費用比和十年後預測心血管粥狀硬化結果等項目做說明。

(一)藥物費用 兩組參與者在5年期間每人每年的藥物費用如表1,在開始運動介入前,控制組和運動介入組沒有顯著差異,分別為139 和 151歐元(€)。控制組第5年每人的藥物費用比基礎值顯著增加160% (P < 0.001),而運動介入組第5年的費用和訓練前比較沒有顯著增加。兩組第5年的醫藥費用有顯著差異(p<.05),控制組比運動介入組增加74%。

表1:運動訓練組和控制組參與者在五年期間每人每年藥物費用支出比較表

組別/時間/藥物支出參與前基礎值兩年後五年後備註
控制組139歐元240歐元a361歐元a, b,  2.60倍(第5年和訓練前比)
運動介入組151歐元187歐元208歐元c1.37倍(第5年和訓練前比)
兩組差異比較兩組間每人每年藥物費用沒有顯著差異控制組2年後的藥物費用比基礎值顯著增加(p<.05), 兩組間沒有顯著差異(p>.05)     控制組5年後的藥物費用比基礎值和第2年皆顯著增加(p<.05)。兩組間有顯著差異(p<.05),控制組比運動介入組增加74%。 

註:a代表和訓練前比有顯著增加。  b 代表第二年到第五年有顯著增加  c代表兩組間有顯著差異。

(二)服藥種類  兩組參與者在5年期間代謝症候群的服藥種類(只算高血糖、高血壓和血脂異常三種藥物,如只服用高血壓藥,則為一種)如表2。控制組的服藥種類由參與前每人平均1.4種,增加到第2年1.8種和第5年2.7種,第2年到第5年的藥物使用數目也顯著增加0.9種。而運動介入組於5年期間的藥物使用數目雖稍有增加,但沒有顯著差異。控制組每人使用的藥物種類,由參與前之基礎值到第2年和第5年分別增加0.42種(增加30%)和1.27種 (增加89%),皆有顯著增加,從第二年到第五年也顯著增加0.85種 (46%)。

表2:兩組參與者在五年期間每人每年服藥種類比較表

組別\時間參與前基礎值第二年第五年備註
控制組1.4 ± 0.31.8 ± 0.3 a2.7 ± 0.4 a, b 
運動介入組1.6 ± 0.31.8 ± 0.31.9 ± 0.3 

註:a代表和參與前比有顯著增加。  b 代表第2年到第5年有顯著增加。

(三)每天藥物劑量 兩組參與者在5年期間每人每天藥物使用劑量指數(整體藥物使用量,DDD index)如表3。控制組每天平均藥物劑量由開始基準值到第2年和第5年分別增加1.15 (增加56%)和1.89 (增加93%),而有第2年到第5年增加0.75 (增加23%),皆有顯著增加。而運動介入組參與者於5年期間的每天用藥劑量則沒有顯著增加。

表3:兩組參與者在5年期間每天平均的藥物使用劑量指數比較表

組別\時間參與前基礎值第二年第五年備註
控制組2.0 ± 0.63.2 ± 0.8 a3.9 ± 0.7 a,b 
運動介入組2.4 ± 0.42.7 ± 0.42.7 ± 0.4 

註:a代表和參與前比有顯著增加。  b 代表第2年到第5年有顯著增加。

(四)運動介入與藥物節省費用比 參與者每人的運動介入費用和藥物節省費用如表4,每人的運動介入所需費用包括教練(21.9歐元)、場租(16.9歐元)和保險費(12歐元),總共每人花費50.8歐元。在第5年藥物費用,控制組與運動介入組分別為每年每人361歐元與208歐元,相差(節省)153歐元。以每人每年節省藥物(利益)153歐元,而運動訓練支出50.8歐元,約3 :1。

表4: 每人運動介入費用與藥物利益比

項目\支出費用每人費用說明
運動教練指導費21.9歐元大學畢業教練費每小時11.4歐元,一年48小時(每週3次,每次1小時,持續4個月,16週),總共574.2 歐元,由25位參與者均分,每人費用21.9歐元
運動場地租用費16.9歐元場地租金每小時8.8歐元,48小時,總共422.4歐元,25位參與者,每位平均16.9歐元
保險費12歐元每人保險費
每人運動訓練總支出費用50.8歐元21.9+16.9+12= 50.8歐元
藥物節省費用153歐元第5年運動訓練組和控制組參與者每人藥物費用的差異153歐元(如表1,  361歐元與208歐元)
節省藥費(利益)與運動訓練支出比3 : 1153歐元與50.8歐元之比

(五)動脈粥狀硬化心血管疾病風險  兩組參與者在五年不同時間的動脈粥狀硬化心血管疾病風險如表5。本研究採用的ASCVD演算公式,評估十年內罹患心臟病或中風的風險百分比。控制組參與前的平均風險為15.5%,於第五年時增加至17.9%,顯著增加15% (17.9 /15.5),而運動介入組於五年之內則沒有增加。

表5: 兩組參與者於五年期間的心血管疾病風險比

組別/時間參與前基礎值第二年第五年
控制組15.5 ± 1.7 %17.0 ± 1.9 %17.9 ± 1.9 %
運動介入組16.5 ± 1.7%14.4 ± 1.6 %16.4 ± 1.4 %

研究限制:一,只分析控制代謝症候群的高血糖、高血壓和高血脂的藥物使用,而沒有包括其他健康食品、和住院服務和出院服務、長期照顧服務。二,運動介入只包括一種運動, 即高強度間歇訓練,有研究顯示阻力訓練可以改善代謝症候群控制,特別是提升胰島素敏感度和肌肉適能。

四、結論

於五年研究介入期間,以藥物控制代謝症候群,而沒有運動的參與者會持續增加藥物使用費用、劑量和種類,五年後也會增加心血管疾病風險。而運動介入的參與者,可以有效降低藥物使用費用、劑量與種類,也不會增加心血管疾病的罹患風險,其因運動介入之費用,僅為省下來之藥物費用的三分之一。

參、運動指導與建議:

約有30%的成年人罹患代謝症候群,大部分患者以藥物來控制症狀,上述的研究結果,已明確指出,只依賴藥物治療還是有所不足,需要養成健康的生活方式,尤其是運動,如何有效運動和養成運動習慣,以下幾個運動指導和建議供參考:

ㄧ、相信運動益處:美國健康服務部(US Department of Health and Human Service, 2018)指出,規律運動可以改善代謝症候群和相關疾病,包括改善高血壓、血糖和血脂肪、減輕體重和減少心血管疾病(包括心臟病和中風)和糖尿病罹患率和死亡率。能夠深信規律運動是預防和改善代謝症候群,而沒有副作用,獨特且有效方法,並下決心養成運動習慣。

二、運動是良藥:運動是良藥(Exercise is Medicine)的理念已在世界各國推動,台灣也開始推動這理念,新北市衛生局率先舉辦「運動是良藥」的研習會,讓更多的醫師、醫護人員和運動教練,了解更多「運動與疾病」的知能,希望看診時,醫師能將「運動處方」當作疾病治療的一部分,鼓勵病人運動,給予運動處方,並轉介到專業的運動中心或教練,協助患者從事運動,以養成運動習慣,相信這是多贏的理念與策略,這篇研究提供許多的省思和創意。

三、注意運動安全:代謝症候群患者可能有些人會有症狀或疾病,如有心血管疾病或糖尿病,所以開始從事運動時,如有慢性疾病(如心臟病或糖尿病)出現,要先去請教醫師或專業健康照護人員,原則上,從事的運動強度要低,持續時間要短,不要運動到不舒服。等身體慢慢適應,體能狀況較佳後,再慢慢增加時間或強度,以提升體適能和改善症狀,能夠持久運動,才能獲得長期效果。

四、有氧和阻力訓練:有氧運動或阻力運動皆可改善代謝症候群,從事兩種運動的效果比單一運動好。代謝症候群的有氧和阻力運動處方,美國運動醫學會建議和一般人相同,每週從事中等強度有氧運動(如走路)至少150分鐘,或從事每週至少5天,每天至少30分鐘的有氧運動,另外,每週至少兩天的阻力訓練,包括八至十個全身重要的肌肉群。

五、規律運動:代謝症候群或慢性疾病的預防與控制,需要由健康促進的方向著手,鼓勵民眾及早養成健康生活方式,包括規律運動和體重控制。體重控制是改善代謝症候群一個重要目標,而運動是減輕體重有效的方法,ACSM(ACSM, 2022)建議開始時要慢慢的累積走路(中等強度)到150分,再逐漸增加到每週250-300分鐘,在配合適度的飲食與營養攝取,就會有更好的效果。目前規律有氧運動的民眾僅約1/3,同時有規律從事有氧與阻力訓練的比率更少,不到20%。顯然,鼓勵民眾養成健康生活方式與規律運動的大道,還需要我們一起關注和努力。

六、從事研究:在高齡和長照時代,民眾慢性疾病疾病的醫療支出、藥物使用和醫療資源,將成為國家和家庭巨大負擔,甚至拖垮國家財政。 過去有關「運動與慢性疾病、醫療支出和藥物使用」的研究不多,目前的研究指出規律運動或良好體適能可以減少疾病患者的醫療支出和資源(方進隆,2019), 未來需要投入更多的人力、資源與研究,來探討比較有運動訓練與沒有訓練的患者,在藥物使用、醫療經費、醫療資源耗用的差異。本土需要更多的研究,來補足資訊了不足。

參考文獻:

方進隆(2019)。身體活動、體適能與醫療資源。運動生理週訊,第394期, October.1.2019。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=394

American College of Sports Medicine (2022). ACSM’s Guidelines for Exercise testing and Prescription, 11th edition, Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, 441-460.

MORALES-PALOMO, F., A. MORENO-CABAÑAS, L. ALVAREZ-JIMENEZ, J. F. ORTEGA, and R. MORA-RODRIGUEZ (2023). Effect of Yearly Exercise on Medication Expense and Benefit–Cost Ratio in Individuals with Metabolic Syndrome: A Randomized Clinical Trial. Medicine & Science in Sports & Exercise, 55(2), 158- 166.

Medicine & Science in Sports & Exercise, 53(4), 770-775.

U.S. Department of Health and Human Service (2018). Physical Activity Guidelines for Americans, 2nd edition. Washington, DC: U.S. Department of Health and Human Service.