短期饮食热量限制结合有氧运动对超重或肥胖且患有膝关节骨关节炎的个体全身炎症的影响：一项随机对照试验

《Musculoskeletal Science and Practice》：The effects of short-term dietary calorie restriction combined with aerobic exercise on systemic inflammation in overweight or obese individuals with knee osteoarthritis: a randomised controlled trial

该研究比较了4周单独饮食热量限制（CR）与CR结合有氧运动（CR+E）对肥胖/超重膝关节炎患者全身炎症及膝盖疼痛的影响。结果显示，CR+E组IL-6水平显著降低（p<0.01，d=1.69），VAS疼痛评分降低（p<0.01，d=1.29），且爬楼梯时间缩短（p=0.016，d=1.17），而CRP无显著差异（p=0.517）。

　　

Rachel Deere | Matthew Farrow | Bruno Spellanzon | Enhad Chowdhury | Dylan Thompson | James, L.J. Bilzon

英国巴斯大学健康系营养与运动代谢中心（CNEM），巴斯，英国

摘要

目的

本研究旨在探讨为期4周的单纯饮食热量限制（CR）与结合有氧运动的饮食热量限制（CR+E）对超重和肥胖且患有膝关节骨关节炎（OA）个体的全身炎症及膝关节疼痛指数的影响。

方法

23名膝关节骨关节炎患者参与了这项随机对照试验。CR组（n=9，BMI：30.0 ± 2.4 kg/m2，年龄56 ± 5岁）被要求在4周内将日常能量摄入量减少5000千卡；CR+E组（n=14，BMI：32.3 ± 4.8 kg/m2，年龄57 ± 5岁）则在相同饮食限制的基础上每周进行5次、每次30分钟的中等强度骑行锻炼。通过ANOVA分析比较干预前后血液中的炎症标志物、身体成分、功能指标及疼痛情况，其中干预前的数据作为协变量。

结果

干预后，两组患者的C反应蛋白（CRP）水平无显著差异（p=0.517，d=0.31）。CR+E组的IL-6水平较低（p<0.01；d=1.69，CR+E组为1.36 mg/dL，CR组为2.98 mg/dL）。CR+E组的视觉模拟量表（VAS）膝关节疼痛评分也较低（p<0.01；d=1.29，CR+E组为2分（1-3分），而CR组为4分（3-5分）。此外，CR+E组完成爬楼梯测试所需时间较短（p=0.016，d≥1.17）。

结论

与单纯饮食热量限制相比，结合中等强度有氧运动的4周干预能更显著降低IL-6水平，但对CRP水平影响较小。同时，运动能更有效地减轻膝关节疼痛。

试验注册

ClinicalTrials.gov（ID：NCT05518890）

引言

膝关节骨关节炎（OA）是全球慢性残疾的主要原因之一，其患病率在过去30年里翻了一番。过去该疾病被认为是由磨损引起的，但最新研究表明，低度慢性炎症在OA的进展中起关键作用。X光检查用于诊断和监测OA的病情进展，但其对疾病活动的反映有限，与疼痛和功能改善的相关性也不强，许多有临床症状的患者X光检查结果仅有轻微变化或无变化。这表明OA的进展可能受全身代谢、炎症和生物力学过程的影响，而这些过程无法通过影像学手段检测到。此外，膝关节OA包含不同表型，不同表型对保守治疗的反应可能不同。整合生物标志物评估有助于更深入地理解病理机制，预测治疗反应，并制定更个性化的管理策略。 与膝关节OA炎症病理相关的生物标志物中，C反应蛋白（CRP）、白细胞介素（IL）-6、肿瘤坏死因子（TNF）-α、IL-1β、IL-4、IL-10和IL-13是研究最为广泛的。CRP是最常研究的炎症标志物之一，已被证明能减少软骨损失、延缓疾病进展并改善局部关节炎症。这些生物标志物还与疼痛、功能和生活质量（QoL）相关。一项长期队列研究显示，CRP的基线值及5年内的变化与总膝关节疼痛、夜间疼痛及坐卧时的疼痛（使用Western Ontario和McMaster大学关节炎指数WOMAC评估）呈正相关。CRP水平降低还与术后生活质量改善有关。TNF-α、IL-1β和IL-6与疼痛、僵硬和身体功能有关。除了与疾病进展相关的炎症标志物外，抗炎标志物（如IL-4、IL-10和IL-13）通过抑制TNF-α和IL-1β来促进软骨修复。 减肥和运动是膝关节OA的首选保守治疗方法。长期减肥研究（涉及饮食和运动调整）表明，这些方法对超重或肥胖的膝关节OA患者的整体炎症及临床结果（如疼痛、功能和生活质量）有积极影响。然而，目前关于饮食单独或结合运动对这类人群全身炎症生物标志物的影响证据尚不足，需要短期干预（≤4周）来验证是否能在短期内改善炎症和临床结果。 本研究旨在探讨4周单纯饮食热量限制或结合有氧运动对超重/肥胖膝关节OA患者全身炎症的影响。主要假设是CR+E组的CRP降低幅度会比CR组更大。

研究人群

研究招募了45至69岁的男性和绝经后女性。符合条件的参与者需具备单侧或双侧膝关节OA的临床诊断，并自报BMI在27.5至40 kg/m2之间。此外，参与者还需完成Oxford膝关节评分（OKS）以评估OA严重程度，评分在20至35分之间的患者将被邀请参加面对面筛查。

身体成分

体重使用BRW1000仪器（Decto，美国密苏里州韦伯城）测量，精度达到0.1公斤。采用双能X射线吸收测定法（DEXA，Hologic，英国贝德福德）评估身体成分，参与者需躺在扫描台上，双脚均匀分布在身体中线两侧，双臂置于躯干两侧。腰围和臀围使用非金属卷尺测量，精度达到0.5厘米。

结果 共有23名参与者同意参与，其中3人在初次筛查时不符合条件。4名参与者退出了研究（图1），退出率为约15%（4/27）。最终有23名参与者完成了基线、干预前和干预后的评估。

讨论

本研究比较了单纯饮食热量限制与结合有氧运动对膝关节OA患者全身炎症生物标志物和疼痛的影响。据我们所知，这是首个在膝关节OA患者中比较CR+E和CR单独效果的短期干预研究。干预后两组患者的CRP水平无差异，但CR+E组的IL-6水平较低。

局限性

首先，各组的样本量未达到预设值，CR组有4名参与者退出，导致组间不平衡（CR组9人，CR+E组14人）。CRP组间的效应量较小（d=0.31），这限制了研究的可靠性，因此结果应视为初步结果而非确证性结论。此外，这可能影响了我们检测到显著差异的能力。

结论

虽然短期联合热量限制和有氧运动干预未能降低CRP水平，但显著降低了肥胖和/或超重膝关节OA患者的循环IL-6水平。CR+E组在VAS疼痛评分上的改善更为明显，这可能与IL-6水平的降低有关。

伦理审批和参与同意

该随机对照试验获得了西南国家研究伦理委员会（REC参考编号：20/SW/0063）的批准，并在ClinicalTrials.gov网站上注册（ID：NCT05518890）。

利益冲突声明

作者声明本研究未涉及任何可能构成利益冲突的商业或财务关系。

作者贡献声明

- Matthew Farrow：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目管理、方法学设计、调查实施、数据分析。 - Rachel Deere：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法学设计、调查实施、数据分析、概念构思。 - James Bilzon：撰写、审稿与编辑、监督工作、资源协调、方法学设计、资金争取、概念构思。 - Dylan Thompson：撰写、审稿与编辑。

出版同意

不适用

数据和材料获取

本研究使用的数据集可向相应作者提出合理请求后获取。

资助 本研究部分得到了**项目的支持。

致谢 作者感谢所有参与这项随机对照试验的参与者。