T2D 胰島素阻抗主要是因為胰島素訊息傳遞路徑異常，使周邊組織對葡萄糖的吸 收能力下降，導致葡萄糖代謝失調。而過去研究指出，T2D 透過運動調控血糖的路徑 可 能 與 胰 島 素 刺 激 下 的 訊 息 傳 遞 路 徑 不 同 ， 屬 於 非 胰 島 素 依 賴 訊 息 傳 遞 路 徑 (Wojtaszewski, Nielsen, & Richter, 2002)。非胰島素訊息傳遞路徑主要是由運動時肌肉的 收縮和組織缺氧作用來執行葡萄糖的運送，運動刺激會促進 GLUT4 轉位到細胞膜上，
將大量的葡萄糖運送至肌肉組織中，提升周邊組織的葡萄糖吸收與維持血糖控制的能力 (Kennedy et. al., 1999)。肌肉收縮誘發 GLUT4 運送葡萄糖的過程中，腺苷單磷酸活化 蛋白激酶 (5'AMP-activated protein kinase, AMPK) 可能為重要的媒介，AMPK 是一種調 控能量的蛋白激酶，於細胞能量調節中參與多種訊息傳遞，在運動改善葡萄糖的機轉上 扮演關鍵角色。當骨骼肌進行收縮時，ATP 會經過一連串水解作用轉換成環磷酸腺苷 (cyclic adenosine monophosphate, cAMP) 以活化 AMPK，進而刺激骨骼肌上 GLUT4 轉 位至細胞膜表面，加速肌肉細胞葡萄糖的吸收 (Sriwijitkamol et. al., 2007; Wright, Hucker, Holloszy, & Han, 2004)；此外，研究也進一步指出，細胞內的鈣離子 (Ca2+) 平衡與葡萄 糖攝取有密切關係，運動時肌肉產生收縮促使肌漿網內 Ca2+ 快速湧入細胞內，活化
AMPK 傳遞路徑 (Hawley et al., 2005)，同時促使胰臟 β 細胞接收到訊號增加胰島素分 泌，提升葡萄糖吸收 (Rose & Richter, 2005) (圖 2-1)。因此，對血糖異常者而言，運動 時肌肉收縮活化 AMPK 進行非胰島素訊息傳遞機制，使 GLUT4 移至細胞膜，以增進 細胞內葡萄糖吸收的效率，促使周邊組織胰島素敏感度提升，是控制血糖的有效策略。
圖 2-1 運動對血糖調控的可能影響路徑。
註：↑：向上調節；↓：向下調節；實線：主要影響路徑；虛線：可能影響路徑。
ACSM 及 ADA 曾聯合聲明對改善糖尿病提出運動處方參考方針，每週至少從事 3 天、總運動時間累積 150 分鐘以上、強度為 40-60% V‧
O2max (maximal aerobic capacity) 的 中強度有氧運動為佳 (Colberg et al., 2010)。過去文獻曾以不同頻率、強度、時間或類型 的運動介入探討對糖尿病相關因子的影響，而在有氧運動方面，包含單次運動與運動訓 練兩類，茲敘述如下：
一、 單次有氧運動對糖尿病前期及第二類型糖尿病血糖調控的影響
規律運動對健康之益處無庸置疑，Sriwijitkamol 等 (2007) 認為單次運動能刺激提 升 AMPK 及磷酸化 AS160 的活性，其中 AS160 是一個小型的 G 蛋白分子，在胰島
素訊息傳遞路徑中扮演調節 GLUT4 轉位表現的角色，協助 GLUT4 動員轉位到細胞 膜，故單次運動能提升骨骼肌吸收葡萄糖以達到控制血糖的作用。特別的是，運動激活 AMPK 及磷酸化 AS160 的程度除了受到運動時間及強度的影響外，也與個體本身的血 糖濃度高低有關，於體內高血糖、胰島素濃度、甚至是胰島素阻抗現象者身上發現，相 較於健康族群，從事相同運動負荷下，較不易誘發 AMPK 及磷酸化 AS160 的活性，
代表著醣類代謝異常者如透過運動以改善血糖狀況，可能頇從事較高強度的運動方能引 發 AMPK 訊息路徑活化反應，帶來運動促進胰島素作用、降低血糖之效應。
Alizadeh, Rahmani-Nia, Mohebbi 與 Zakerkish (2016) 以單次 60% V‧
O2max 運動強 度、能量消耗 300 大卡的跑步運動介入，觀察運動前、運動後立即及運動後 24 小時之 血糖、胰島素與食慾激素 A (orexin A) 濃度的變化，結果發現雖然運動後立即出現葡萄 糖濃度下降、orexin A 濃度顯著上升反應，但胰島素濃度與阻抗現象並無改變，作者認 為運動後立即血糖濃度下降的現象與 orexin A 濃度增加有關，而胰島素濃度沒有變化 將受運動的能量消耗影響，運動能量消耗少可能不足以影響胰島素濃度的改變。而讓糖 尿病前期及第二類型糖尿病者從事比 ACSM 及 ADA 建議運動處方更高強度的有氧 運動，能降低血糖值、提升胰島素敏感度、 GLUT4 的表現，增加骨骼肌對葡萄糖的吸 收率 (Jamurtas et al.,2006; Kennedy et al., 1999; McClean et al., 2009; Musi et al., 2001;
Rynders et al., 2014)，但值得注意的是，有氧運動對醣類代謝之改善幅度與運動劑量並 非呈完全正相關，Wright 與 Swan (2001) 曾提出，當從事高強度有氧運動 (＞75%
‧V
O2max)，體內可能會產生自由基、氧化壓力等代謝反應，將短暫對 IGT 者之胰島素作 用及葡萄糖耐受度產生損害；據此，單次有氧運動改善糖尿病前期及第二類型糖尿病血 糖相關指標、胰島素敏感度與阻抗的現象，與運動時間、強度及能量消耗有關 (表 2-3、
2-4)，而綜合過去文獻顯示，運動強度介於最大攝氧量 60% 至 75% 之間、運動時間持 續 30-60 分鐘的有氧運動，抑或是不同運動類型之高強度間歇運動，皆能有效改善血糖 控制，對胰島素阻抗與敏感度有正面影響。
表 2- 1 單次有氧運動對糖尿病前期者血糖調控的影響
註：IGT：葡萄糖耐受度異常 (impaired glucose tolerance)；V‧
O2max：最大攝氧量 (maximum oxygen uptake)；
‧V
O2peak：攝氧峰值 (peak oxygen uptake)；HRmax：最大心跳率 (maximal heart rate)；HRpeak：心跳率峰值 (peak heart rate)；HIIT：高強度間歇運動 (high intensity interval training)；PWV：脈波傳導速率 (pulse wave velocity)；P-AKT：phosphorylated Ak thymoma。
表 2- 2 單次有氧運動對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響
表 2- 2 單次有氧運動對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 (續) 最大功率 (maximum workload)；GLUT4：葡萄糖運輸蛋白 4 (glucose transporter 4)；AMPK：腺苷單磷酸 活化蛋白激酶 (5'AMP-activated protein kinase)；mRNA：信使核糖核酸 (messenger RNA)；PGC1：過氧 化體增生劑活化受體γ輔啟動因子-1α (peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1)；↑：顯著上 升；—：未達顯著；↓：顯著下降。
二、 有氧運動訓練對糖尿病前期及第二類型糖尿病血糖調控的影響
透過數週的有氧運動訓練能有效改善糖尿病前期及的第二類型糖尿病的血糖控 制。運動訓練可降低空腹狀態時的血糖、胰島素及 A1c 濃度等參數指標，達到提高胰 島素敏感度、誘發 GLUT4 轉位至肌肉細胞表面的能力、降低血脂肪及全身性低發炎反 應等現象 (de Lemos, Oliveira, Pinheiro & Reis, 2012)。茲將蒐集到的文獻進行整理如表 2-3 及 2-4。
有氧運動訓練雖然被作為預防或是改善糖尿病的有效方法，但 Karstoft 等 (2013) 的研究發現，儘管經過四個月的運動訓練，若運動時的強度偏低仍可能無法帶來健康效 益，反而中高強度的運動較能有效調節糖尿病患者的胰島素與血糖濃度，推論可能與運 動當下肌肉肝醣的利用率有關，當運動的強度越高，肌肉仰賴碳水化合物作為能量來源 的需求就越大，肝醣儲存減少，進而降低血糖。然而，近年也有文獻以高強度間歇運動 訓練 ( high intensity interval training, HIIT) 作為運動介入，觀察到數次短時間高強度的 間歇運動模式與持續性中等強度的有氧運動訓練同樣皆能帶來血糖調控效果 (Rowan, Riddell, Gledhill, & Jamnik, 2017)。除此之外，過去研究以不同運動頻率及運動型態介入 探討對糖尿病代謝相關因子的改善效果，結果文獻指出運動後胰島素敏感度的改善時間 約 2-72 小時不等 (Colberg et al., 2010)，因此建議應從事規律的運動，並且次與次之間 不超過 2 天的休息日 (Boulé, et al., 2005)，方能延續運動提升胰島素敏感度的效益。
Vancea 等 (2009) 更進一步提出，在單次相同的運動負荷下，運動頻率會影響血糖調控 與身體組成，運動頻率高所帶來的改善效果較佳，同時，合併有氧與阻力的運動型態似 乎比單一阻力或有氧運動更有利於改善糖尿病的危險因子 (Church, et al., 2010)。
表 2- 3 有氧運動訓練對糖尿病前期者血糖調控的影響 最大心跳率 (maximal heart rate)；HIIT：高強度間歇運動 (high intensity interval training)；LDL：低密度 脂蛋白 (low-density lipoprotein)；HbA1C：糖化血色素 (glycated hemoglobin)；HOMA-IR：胰島素抗性指數 (homeostatic model assessment- insulin resistance index)；HOMA-β：β 細胞功能指標 (homeostatic model assessment-β cell function)；RM：最大反覆次數 (repetition maximal)；HRR：儲備心跳率 (heart rate reserve)；
metformin：降血糖藥。
表 2-4 有氧運動訓練對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 (續)
O2max：最大攝氧量 (maximum oxygen uptake)；HRmax：最大心跳率 (maximal heart rate)；LDL：低
密度脂蛋白 (low-density lipoprotein)；HDL：高密度脂蛋白 (high-density lipoprotein)；E3：每週運動3天；
E5：每週運動5天；EER：能量消耗率 (energy expenditure rate)；CGM：連續血糖監測 (continuous glucose monitoring) ； IRS-1 ： 胰 島 素 接 受 器 -1 (insulin receptor substrate -1) ；HbA1c： 糖 化 血 色 素 (glycated hemoglobin)；HOMA-IR：胰島素抗性指數 (homeostatic model assessment-insulin resistance index)；hs-CRP：
高敏感度C-反應蛋白 (high sensitivity C-reactive protein)。