대사증후군 환자의 혈당변동성 관리를 위한 간헐적 좌식 차단 전략: 가자미근 운동의 잠재적 중재 가능성
Abstract
PURPOSE
Metabolic syndrome (MS) is a major precursor to type 2 diabetes and cardiovascular disease. Conventional glycemic markers such as fasting glucose and HbA1c do not capture dynamic glucose fluctuations. This review examines the metabolic risks associated with glycemic variability (GV) in adults with MS and explores the potential of breaking up prolonged sitting and the soleus push-up (SPU).
METHODS
A narrative review was conducted using Web of Science, PubMed, and Google Scholar for literature published from January 2000 and August 2025. Search terms included “glycemic variability,” “metabolic syndrome,” “breaking up prolonged sitting,” “continuous glucose monitoring (CGM),” and “SPU.” Evidence regarding GV was limited to studies involving MS, while studies in broader populations included to contextualize mechanisms of sedentary interruption strategies.
RESULTS
GV is independently linked to oxidative stress, endothelial dysfunction, and inflammation, contributing to elevated diabetes and cardiovascular risks in MS. CGM studies generally report higher GV indices in MS than in metabolically healthy adults, although findings for coefficient of variation and mean amplitude of glucose excursions are inconsistent. Prolonged sedentary behavior worsens postprandial glycemia, whereas interrupting sitting with light walking or standing consistently improves postprandial glucose and, in some trials, lowers mean glucose or iAUC without uniform changes in GV metrics. Emerging evidence suggests that SPU, utilizing the high oxidative capacity of the soleus muscle, reduces postprandial glucose and hyperinsulinemia with minimal fatigue, with additional potential benefits for lipid metabolism.
CONCLUSIONS
Breaking up prolonged sitting is a practical strategy to attenuate postprandial dysglycemia, and SPU represents a promising sedentary-interruption modality. However, evidence on its direct effects on GV in MS is limited, underscoring the need for large-scale randomized trials.
Keywords: Metabolic syndrome, Glycemic variability, breaking up prolonged sitting, Soleus push-up, Non-pharmacological intervention
색인어: 대사증후군, 혈당변동성, 간헐적 좌식 차단, 가자미근 운동, 비약물적 중재
서 론
대사증후군(metabolic syndrome)은 복부비만(visceral obesity), 고혈압(hypertension), 고혈당(hyperglycemia), 이상지질혈증(dyslipidemia)과 같은 대사적 위험 요인이 군집된 상태로, 제2형 당뇨병과 심혈관계 질환의 강력한 예측 인자로 알려져 있다[ 1, 2]. 서구화된 식습관과 신체활동 부족으로 인해 전 세계적으로 유병률이 급증하고 있으며, 특히 20-30대 청년층에서도 발병률이 빠르게 증가하여 조기 만성질환의 주요 원인으로 지목되고 있다[ 3, 4]. 대사증후군은 명확한 당뇨병 진단 이전 단계에서 이미 인슐린저항성(insulin resistance)에 기반한 대사 불균형이 심화되는 시기이므로, 이 시점에서의 조기 개입은 만성질환의 진행을 예방하는데 전략적으로 중요한 의미를 가진다[ 5, 6].
전통적으로 대사증후군 및 당뇨병 전단계의 혈당 관리는 공복혈당(fasting glucose, FG)과 당화혈색소(hemoglobin A1c, HbA1c)와 같은 지표를 중심으로 평가되어 왔다[ 7]. 그러나 이러한 지표들은 장기적인 평균 혈당 수준을 반영할 뿐, 인슐린 저항성에 의해 나타나는 혈당의 단기적·역동적인 변화를 충분히 포착하지 못하는 한계가 있다[ 8, 9]. 최근 연구에 따르면 평균 혈당이 정상 범위라 하더라도 혈당변동성(glycemic variability)이 클 경우 산화스트레스(oxidative stress)와 혈관내피기능저하(endothelial dysfunction)를 유발하여 당뇨병 및 심혈관 합병증의 독립적 위험 요인으로 작용할 수 있다[ 10, 11]. 실제로 대사증후군 환자는 정상인에 비해 혈당변동성이 유의하게 높게 나타나므로, 혈당변동성의 조기 관리가 당뇨병 예방의 핵심 전략이 될 수 있다[ 12, 13]. 이러한 혈당변동성은 연속혈당측정기(continuous glucose monitoring, CGM)를 이용하여 평가할 수 있다. 연속혈당측정기는 24시간 혈당 변화를 정밀하게 기록하여 표준편차(standard deviation, SD), 변동계수(coefficient of variation, CV), 평균혈당변동폭(mean amplitude of glucose excursion, MAGE), 일정간격 내 혈당변화율(continuous overall net glycemic action, CONGA) 등과 같은 핵심 지표를 산출할 수 있으며, 목표혈당범위 내 체류시간(time in range, TIR)을 통해 혈당 조절의 안정성을 종합적으로 평가할 수 있다[ 14– 16].
대사증후군 환자에서 혈당변동성을 악화시키는 대표적 생활 습관 요인은 장시간의 좌식 생활(prolonged sedentary behavior)이다[ 17– 19]. 좌식 시간이 길어질수록 골격근의 포도당(glucose) 흡수는 저해되고 인슐린 민감성(insulin sensitivity)은 저하되어 식후 고혈당을 유발하며, 이는 혈당변동성을 상승시키는 주된 기전으로 작용한다[ 18, 20]. 이러한 병태생리학적 특성은 좌식 생활 방식의 개선이 대사증후군 환자의 혈당변동성을 조절하기 위한 효과적인 중재 전략으로 작용할 수 있음을 시사한다.
최근 주목받고 있는 접근법으로 장시간 지속되는 좌식 행동을 주기적으로 가벼운 신체활동으로 차단하는 ‘간헐적 좌식 차단(breaking up prolonged sitting)’이 있다[ 21– 23]. 이 중재는 고강도의 운동 능력이나 전문 장비를 필요로 하지 않기 때문에, 대사증후군 환자들이 일상생활 속에서 비교적 쉽게 실천할 수 있는 실용적 전략으로 제안되고 있다. 일부 연구에서는 간헐적 좌식 차단이 식후 혈당 반응의 개선에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하고 있으나[ 23], 대사증후군 환자를 대상으로 한 혈당변동성 관련 지표에 대한 체계적 분석은 아직 부족한 실정이다.
한편, 최근에는 앉은 자세를 유지하면서 특정 근육의 대사적 특성을 활용하는 새로운 전략이 제시되고 있다. 대표적인 예로 가자미근 운동(soleus push-up, SPU)이 있다. 이는 가자미근의 높은 산화대사능력(oxidative capacity)을 이용해 혈중 포도당을 효과적으로 소모시키는 방법이다[ 24]. 이러한 중재는 기존의 좌식 차단 전략과는 다른 기전을 통해 대사적 위험을 관리할 수 있는 가능성을 보여주지만, 이에 대한 연구 역시 아직 초기 단계에 머물러 있다.
따라서 본 종설에서는 대사증후군 환자를 대상으로 한 선행 연구를 중심으로, 연속혈당측정기(CGM)를 통해 평가된 혈당변동성이 지니는 대사적 위험성을 체계적으로 검토하고, 간헐적 좌식 차단이 혈당 조절 안정성에 미치는 효과를 분석하고자 한다. 더 나아가, 비교적 낮은 강도로 장시간 수행할 수 있는 가자미근 운동(SPU)의 잠재적 기전을 논의하고, 이러한 기전이 혈당변동성 개선에도 기여할 가능성을 탐색하는 것을 목표로 한다.
연구 방법
1. 자료 검색 및 수집
본 종설은 2000년 1월부터 2025년 8월까지 출판된 문헌들을 대상으로 하였다. 문헌 검색은 학술 데이터베이스인 Web of Science, PubMed, Google Scholar를 활용하였다.
본 종설에서는 대사증후군 환자의 혈당변동성 특성과 이를 개선하기 위한 중재의 잠재적 효과를 종합적으로 평가하기 위해, 포함된 연구들을 세 가지 주제로 분류하였다.
(1) 대사증후군 환자의 혈당변동성 특성: 대사증후군 환자 또는 대사증후군을 동반한 당뇨병 환자를 대상으로, 연속혈당측정기를 이용해 혈당변동성 지표를 보고한 연구를 포함하였다(Tables 1, 2).
(2) 혈당변동성 개선과 관련된 간헐적 좌식 차단의 효과: 대사증후군 환자에게 적용 가능한 잠재적 전략을 평가하기 위해, 당뇨병, 비만, 당뇨병 전단계 성인 및 건강한 성인을 대상으로 좌식 차단 중재를 시행하고, 연속혈당측정기를 기반으로 혈당변동성을 보고한 연구를 포함하였다(Table 3).
(3) 가자미근 운동의 대사 효과 및 적용 가능성: 가자미근 운동 수행 후 혈당, 인슐린, 지질, 염증 지표 등 대사 반응을 평가한 실험 연구를 대상으로 하였으며, 대사증후군 환자에 적용 가능성을 검토하기 위해 포함하였다(Table 4).
Table 1.
Comparison of glycemic variability in subjects with and without metabolic syndrome
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Study |
Subjects |
Group |
Main outcomes (Glycemic variability) |
Secondary outcomes (Others) |
|
Buscemi et al., 2009 [12] |
Overweight or obese |
MS– (n=6, 32.0±14.7 yr) MS+ (n=14, 33.0±15 yr) |
CV ↔ |
Mean glucose ↑ |
|
Buscemi et al., 2010 [42] |
Overweight or obese |
MS– (n=30, 47±11 yr) MS+ (n=23, 49±9.6 yr) |
CV ↔, MAGE ↔ |
Mean glucose ↔, AUC ↔ |
|
Giordani et al., 2014 [41] |
Adults |
CON (n=9, 52.6±3.6 yr) MS (n=18, 59.1±10.6 yr) |
MAGE ↑, J-index ↑, Mean absolute glucose ↑, Lability index ↑, SD ↑ |
HbA1c ↔ |
|
Kaya et al., 2017 [43] |
Obese adolescents |
MS– (n=23, 13.9±2.3 yr) MS+ (n=27, 13.9±2.3 yr) |
GV ↔ |
IL-6 ↑, Peak insulin ↑, HOMA-IR ↑ |
Table 2.
Comparison of glycemic variability according to the presence of metabolic syndrome in patients with diabetes
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Study |
Subjects |
Group |
Main outcomes (Glycemic variability) |
Secondary outcomes (Others) |
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Fang et al., 2025 [54] |
T1D patients |
MS– (n=148, 48.5 [35–60] yr) MS+ (n=58, 63 [41–69] yr) |
TAR ↑, SD ↑, CV ↔ |
Mean glucose ↑, GRI ↑, IQR ↑, GMI ↑ |
|
Guo et al., 2022 [13] |
T1D patients |
MS– (n=135, 40 [27.5–56] yr) MS+ (n=72, 44.5 [27.5–63.5] yr) |
CV ↑, MAGE ↔, SD ↑, TIR ↔, LBGI ↔, HBGI ↔ |
Mean glucose ↔ |
Table 3.
Effects of breaking up prolonged sitting on glycemic variability measured by CGM
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Author |
Subjects |
Conditions |
Intervention |
Results |
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Type |
Intensity |
Frequency |
Duration per bout |
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Bhammar et al., 2017 [69] |
Overweight or obese (n=10, 32±5 yr) |
SIT 30-min MOD 2-min MOD 2-min VG |
Walk |
71±4% HRmax 53±5% HRmax 79±4% HRmax |
1 time 21 times (every 20 min) 8 times (every 60 min) |
30 min 2 min 2 min |
Mean Interstitial Glucose (18.7 h) ↓, MAGE ↔, CONGA ↔, SD ↔ |
|
Blankenship et al., 2014 [67] |
Overweight or obese (n=10, 51.9±15.4 yr) |
AGW FLB FSB |
Walk and Stand |
~ 300 kcal ~ 300 kcal minimize energy expended |
1 time 37 times (every 20 min) 40 times (every 20 min) |
30 min 8 min 4 min |
MAGE ↓, CONGA ↓, SD ↓ |
|
Blankenship et al., 2019 [63] |
T2D patients (n=30, 64±8.2 yr) |
CON WALK BR |
Walk |
Low Moderate High |
12 times (every 30 min) 12 times (every 30 min) 12 times (every 30 min) |
1.6 min 3.3 min 5 min |
CV ↔, Mean glucose ↓ |
|
Campbell et al., 2023 [61] |
T1D patients (n=32, 27.9±4.7 yr) |
SIT SIT-LESS |
Walk |
Self-paced light intensity |
12 times (every 30 min) |
3 min |
Mean glucose ↓, TIR ↑, TAR ↓, TBR ↔, CV ↓ |
|
Gale et al., 2024 [68] |
Young adults (n=28, 26±6 yr) |
SIT RAB |
Resistance exercise |
Not reported |
8 times (every 30 min) |
3 min |
Mean glucose ↓, CONGA-1 ↔, SD ↔ |
|
Hatamoto et al., 2021 [65] |
Young adults (n=9, 21.1±0.9 yr) |
LT 60% LT OBLA |
Jogging |
28±7% HRR 51±8% HRR 85±7% HRR |
16 times (every 30 min) |
1-3.5 min |
SD ↓ |
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Smith et al., 2021 [64] |
Obese |
CON (n=8, 47±5 yr) FABS (n=8, 49±10 yr) |
Circuit training) |
Low to moderate |
3 wks, 20 times (every 30 min) |
60 min/day |
y CV ↓, SD ↔, CONGA ↔ |
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Toledo et al., 2023 [66] |
Prediabetes (n=10, 46.8±10.6 yr) |
CS HFLD LFHD |
Standing break |
Not reported |
24 times (every 15 min) 6 times (every 60 min) |
2.5 min 10 min |
MAGE ↔, Mean glucose ↓ |
Table 4.
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Study |
Subjects |
Group |
SPU Intervention |
Results |
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Elek et al., 2025 [72] |
Prediabetes (n=10, 53.3±2.7 yr) |
CON SPU EMG_SPU |
Acute, 1 time (120 min) |
iAUC ↓ |
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Gökaslan et al., 2025 [83] |
CAD patients |
CON (n=19, 65.89±8.86 yr) SPU (n=24, 60.67±10.36 yr) |
12 wks, 3 times/day (each time 8 min) |
HDL-C ↑, LDL-C ↓, TC ↓, SII ↓ |
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Hamilton et al., 2022 [24] |
Inactive adults (n=15, 54.3±19 yr) |
CON SPU1 SPU2 |
Acute, 1 time (180 min), ~1.3 METs Acute, 1 time (180 min), ~1.7 METs |
iAUC ↓, Insulin ↓ |
문헌 검색에 사용된 핵심어는 주제별로 다음과 같이 조합하여 사용하였다. 대사증후군과 혈당변동성에 관한 검색어는 ‘ glucose variability’ OR ‘ glycemic variability’ OR ‘ GV’, ‘ metabolic syndrome’ OR ‘ MetS’, ‘ CGM’ OR ‘ continuous glucose monitoring’ 등을 조합하여 실시하였다. 연구 대상은 대사증후군 환자 또는 대사증후군을 동반한 당뇨병 환자를 포함한 경우로 제한하였으며, 당뇨병을 제외한 특정 질환군을 대상으로 한 연구는 제외하였다. 혈당변동성 개선에 대한 간헐적 좌식 차단의 효과에 관한 검색어는 ‘ interrupt prolonged sitting’ OR ‘ breaking up prolonged sitting’ OR ‘ breaks in sedentary time’ OR ‘ intermittent sedentary breaks’ OR ‘ sedentary breaks’ OR ‘ activity break’ OR ‘ exercise snack’, ‘ CGM’ OR ‘ continuous glucose monitoring’ 등을 조합하여 실시하였다. 마지막으로 가자미근 운동에 관한 검색어는 ‘ Soleus push-up’ OR ‘ SPU’ 등을 조합하여 실시하였다. 포함 기준으로 가자미근 운동 연구를 제외한 모든 연구는 연속혈당측정기(CGM)를 사용하여 혈당변동성을 보고한 경우에만 포함하였다.
문헌 검색을 통해 총 1,141편의 기록을 확인하였으며, 중복문헌 58편을 제거한 1,083편을 대상으로 제목과 초록 검토를 수행하였다. 이 단계에서 주제와 명백히 관련성이 낮은 963편을 제외하고 120편을 원문 단계에서 평가하였다. 원문 평가에서는, 앞서 제시한 첫 번째 주제 대상 범위에 부합하지 않는 연구 36편, 좌식 차단 또는 가자미근 운동과 무관한 중재를 사용한 25편의 연구, 단일군 연구, 관찰 연구, 증례보고, 종설 및 메타분석 등 연구설계가 본 종설의 포함 기준에 적합하지 않은 12편의 연구, 연속혈당측정기 기반 혈당변동성 지표를 보고하지 않은 30편의 연구는 제외하였다.
최종적으로 17편의 연구가 분석에 포함되었으며, 이 중 6편은 대사증후군 유무에 따른 혈당변동성을 다룬 연구, 8편은 간헐적 좌식 차단 중재를 평가한 연구, 3편은 가자미근 운동을 다룬 연구에 해당하였다. 연구의 단계적 선정 과정은 Fig. 1에 제시하였다.
Fig. 1.
Fig. 1.Flow chart of article selection.
연구 결과
1. 대사증후군의 생리적 특성과 혈당변동성의 위험성
대사증후군의 주요 병태생리학적 기전은 인슐린 저항성과 이로 인한 만성 저등급염증(low-grade chronic inflammation)이다[ 25, 26]. 특히 내장지방(visceral fat)의 과도한 축적은 유리지방산(free fatty acid)과 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6 등)의 분비를 촉진하여 인슐린 신호전달기전을 방해하고, 간의 당신생(gluconeogenesis)을 억제하는 능력을 저하시켜 포도당 대사 불균형을 심화시킨다[ 27– 30]. 이러한 인슐린저항성 상태는 췌장 베타세포(pancreatic β-cell)의 보상적 인슐린 과분비를 유도하여 고인슐린혈증(hyperinsulinemia)을 초래하고, 시간이 경과함에 따라 베타세포 기능저하로 이어져 혈당 조절 능력이 손상된다[ 31]. 그 결과, 반복되는 식후 고혈당과 상대적 저혈당(hypoglycemia)은 혈당의 불안정성을 심화시켜 혈당변동성을 증가시킨다[ 27].
혈당변동성은 평균 혈당 수준과 달리 혈당의 진폭(amplitude)과 빈도(frequency)를 포함하는 동적 지표이다[ 32]. 동일한 당화혈색소(HbA1c) 수치를 보이는 환자라 할지라도 혈당 변동 패턴에는 뚜렷한 차이가 나타날 수 있으며, 급격한 혈당 변동은 평균 혈당치와는 독립적으로 혈관계 및 여러 장기에 유해한 영향을 미친다고 보고되었다 [ 33– 35]. 실제 임상 연구에서는 혈당변동성이 저혈당 및 심혈관계질환 발생과 독립적으로 연관됨이 보고되었다[ 36]. 예를 들어, DCCT (Diabetes Control and Complications Trial) 연구에서는 집중적 혈당 조절군에서도 목표 혈당 도달 후 10–30%의 저혈당 발생률이 관찰되었으며, 혈당 수치가 낮을수록 중증 저혈당의 빈도가 증가하는 것으로 보고되었다[ 37]. 당화혈색소는 측정이 간편하고 경제적이며, 장기적 평균 혈당을 반영할 수 있다는 장점이 있으나, 중증 저혈당 예측 능력은 제한적이다. 반면, 혈당변동성 지표는 저혈당 위험을 약 40-50% 수준에서 예측할 수 있는 것으로 보고되었다[ 38, 39]. 따라서, 효과적인 당뇨병 관리를 위해서는 평균혈당 수치뿐만 아니라 혈당변동성을 함께 고려하는 것이 필수적이다.
높은 혈당변동성은 혈관 내피세포 기능 부전, 산화스트레스 및 염증 반응을 촉발하는 핵심적인 병태생리학적 기전(pathophysiological mechanism)으로 작용하며, 이는 심혈관계질환(cardiovascular disease) 등 다양한 대사성 합병증의 위험이 증가한다[ 11, 32– 36]. 이러한 현상은 당뇨병 환자뿐 아니라 당뇨병 전단계 및 대사증후군 환자에서도 관찰된다. 실제로 당뇨병 전단계(prediabetes) 환자는 정상혈당 조절군에 비해 더 높은 혈당변동성을 보였으며[ 40], 대사증후군 환자에서도 유사한 경향이 보고되었다[ 41]. 일부 연구에서는 대사증후군과 혈당변동성 간의 명확한 연관성을 보고하지 않았으나[ 12, 39, 40], 대사증후군을 동반한 제1형 당뇨병 환자에서 혈당변동성이 유의하게 증가하는 것으로 나타나, 인슐린저항성으로 인한 대사적 부담이 혈당 안정성을 저해함을 뒷받침한다[ 41].
아직 혈당변동성의 표준화된 임상적 기준치는 확립되지 않았으나, 다수의 연구에서 혈당 변동계수(CV)가 27–36%를 초과할 경우 임상적으로 유의미한 혈당 불안정 상태로 간주될 수 있음이 제시되었다[ 34]. 이는 연속혈당측정기(CGM)를 기반으로 한 혈당변동성 평가지표가 대사증후군 환자의 대사적 위험을 조기에 탐지하고, 운동과 같은 비약물적 중재 효과를 검증하는 데 중요한 도구임을 시사한다.
2. 대사증후군 유무에 따른 혈당변동성 비교
연속혈당측정기(CGM)를 활용한 최근 연구들은 대사증후군 환자군이 대사적으로 건강한 대조군에 비해 변동계수(CV) 및 평균혈당변동폭(MAGE)을 포함한 다양한 혈당변동성 지표에서 유의하게 악화되었다고 보고하고 있다[ 12, 41– 43]. 이러한 결과에 대한 종합은 Table 1에 요약하여 제시하였다.
Giordani et al. [ 41]은 당뇨병이 없는 대사증후군 환자와 건강한 대조군을 대상으로 24시간 연속 혈당 측정을 비교 분석하였다. 그 결과, 혈당변동성 지표 전반에서 건강한 대조군 대비 대사증후군 환자에서 유의한 증가가 관찰되었으며, 특히 평균혈당변동폭(MAGE)은 약 2배가량 높게 나타났다. 또한 J-index, 평균절대혈당변동(mean absolute glucose), 불안정성지수(lability index), 표준편차(SD) 등 모든 혈당변동성 지표에서 일관된 증가가 보고되었다. 이 중 J-index는 평균 혈당과 표준편차를 종합해 혈당조절의 질을 평가하고, 평균절대혈당은 단위 시간당 혈당 변화의 크기를, 불안정성 지수는 혈당의 급격한 변동 정도를 각각 나타낸다. 해당 연구는 대사증후군이 만성 고혈당 여부와는 독립적으로, 혈당 조절 불안정성을 내재하고 있음을 시사한다.
비만 성인을 대상으로 한 Buscemi et al. [ 12]의 연구에서는 48시간 연속혈당측정 결과, 대사증후군 환자는 대조군에 비해 평균 혈당이 높게 나타났으며, 혈당변동성은 변동계수로 평가했을 때 대조군과 대사증후군 환자 간에 점진적으로 증가하는 경향을 보였지만, 변동계수의 집단 간 차이는 통계적으로 유의하지는 않았다. 이러한 결과는 대사증후군을 동반한 비만 성인에서 평균 혈당 상승과 함께 혈당변동성이 다소 커질 수 있음을 시사한다. 비록 소규모 연구라는 한계가 있으나, 이들 연구는 대사증후군을 단순히 정적인 고혈당 상태로 간주하던 기존의 관점에서 벗어나, 혈당항상성의 점진적 손상 과정으로 이해할 수 있는 근거를 제공한다.
반면 일부 연구에서는 대사증후군 유무가 혈당변동성에 미치는 영향이 유의하지 않다는 상반된 결과도 보고되었다. Buscemi et al. [ 42]의 연구에서는 과체중 또는 비만 성인을 대상으로 실험을 진행했을 때, 대사증후군이 있는 그룹과 없는 그룹의 혈당 변동계수(CV)가 각각 26.7%와 28.3%로 나타났으며, 두 집단 간 유의한 통계적 차이는 발견되지 않았다. Kaya et al. [ 43] 역시 비만 아동 50명을 대상으로 한 연구에서 대사증후군 여부에 따른 혈당변동성 차이를 확인하지 못했다. 다만, 이 연구에서는 평균 혈당변동계수(glycemic variability coefficient)가 인슐린저항성 지표(Homeostatic Model Assessment for Insulin Resistance, HOMA-IR), 공복 및 최고 인슐린 수치와는 유의한 양의 상관성을 보여 소아에서는 대사증후군보다는 인슐린저항성 정도가 혈당변동성과 더 밀접한 관련이 있음을 시사하였다[ 43]. 이러한 결과의 상충은 각 연구에서 설정한 대조군의 특성 차이에서 기인하는 것으로 해석된다. 혈당변동성의 명확한 증가를 보고한 Giordani et al. [ 41]의 연구는 대사증후군 그룹을 대사적으로 건강한 정상인과 비교하였다. 반면, 유의한 차이를 발견하지 못했거나 증가하는 경향성만을 보인 연구는 모두 대사적으로 건강하지 않은, 즉 과체중, 비만 또는 인슐린저항성을 기저에 가진 집단을 대조군으로 포함시켜 차이가 희석되었을 가능성이 있다[ 12, 42, 43]. 대사증후군에서 혈당변동성의 증가는 인슐린 저항성과 밀접하게 연관된다. 인슐린 저항성이 심화되면 말초 조직(근육, 지방 등)과 간에서 포도당 흡수 및 저장 능력이 감소하여 혈당 조절이 불안정해진다[ 44]. 이러한 인슐린 저항성은 고인슐린혈증이 동반되며, insulin receptor substrate (IRS), c-Jun N-terminal kinase (JNK) 신호 경로가 비정상적으로 활성화되어 대사 조절 장애를 유발한다. 특히 대사증후군 환자에서는 복부 비만 등으로 인해 지방 조직에서 유리 지방산이 과도하게 분비되고, 이는 인슐린 신호전달을 억제하는 주요 인자로 작용한다[ 44]. 지방 조직에서는 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6)이 증가하여 만성 저등급 염증과 산화스트레스를 촉진시킨다[ 45]. 반복적인 혈당변동은 활성산소종(reactive oxygen species, ROS) 생성 증가와 함께 미토콘드리아 기능저하, 내피세포(endothelial cell) 손상 및 혈관기능 저하를 가속화하며, 결과적으로 췌장 β-세포의 기능을 악화시킨다.
또한 대사증후군 환자에서 증가한 혈당변동성은 뇌혈관반응성(cerebrovascular reactivity)의 저하를 유발할 수 있다[ 41]. 혈당변동성이 증가하면 산화스트레스 및 염증 반응이 증폭되며, 세포 내 에너지 생성 장애, ATP 생산 감소 및 ROS 과잉 생성이 동반된다[ 46– 48]. 이러한 세포 내 손상 기전은 혈관 내피세포의 기능적 불안정성을 높이고, 장기적으로 혈관 내 미세손상을 유발한다[ 49]. 또한 염증 및 산화스트레스 반응은 뇌혈관장벽(blood brain barrier)의 투과성 증가를 유도해 신경조직의 손상 위험을 증가시킨다[ 46, 49]. 따라서 당뇨병 발병 이전 단계에서도 대사증후군 환자는 뇌혈관계 손상 및 혈관 합병증의 위험이 현저히 증가한다[ 50, 51]. 최근 연구들은 혈당변동성이 뇌혈관 반응성 저하와 신경학적 합병증의 독립적인 예측 인자로 작용할 수 있음을 보고하고 있다[ 46, 52, 53].
3. 당뇨병 환자에서 대사증후군 동반 유무에 따른 혈당변동성 비교
연속혈당측정기(CGM)를 활용한 선행연구들을 종합한 결과, 대사증후군이 동반된 당뇨병 환자는 대사증후군이 없는 환자에 비해 평균혈당 및 일부 혈당변동성 지표에서 더 높게 나타났다( Table 2). 반면, 혈당변동성의 핵심 지표인 변동계수(CV)와 평균혈당변동폭(MAGE)은 연구 간 결과가 일관되지 않거나 통계적으로 유의한 차이가 확인되지 않았다. 그럼에도 대사증후군 동반군에서 다른 보조 혈당변동성 지표들에서 유의한 증가가 관찰되었으며, 이러한 혈당변동성의 증가는 염증반응 및 혈관 내피세포기능저하와 같은 심혈관계 위험지표의 악화로 이어지는 중요한 병태생리학적 기전으로 작용할 가능성이 제시되었다.
Fang et al. [ 54]의 연구에 의하면 제1형 당뇨병 환자를 대상으로 한 연구에서 대사증후군 동반군이 비동반군에 비해 목표 혈당범위를 초과하는 시간(time above range, TAR), 표준편차(SD) 등 혈당변동성 지표가 유의하게 증가함을 보고하였다. 또한, 혈당변동성 지표 외에도 여러 보조 지표에서 차이를 확인하였다. 대사증후군 동반군은 혈당관리지표(glucose management indicator, GMI), 혈당위험지표(glycemic risk index, GRI), 그리고 사분위범위(interquartile range, IQR)에서도 비동반군에 비해 높은 수치를 보여, 당화혈색소(HbA1c)나 단순 평균혈당만으로 파악하기 어려운 대사적 특성을 반영하였다. 구체적으로, 혈당관리지표(GMI)는 평균혈당치를 기반으로 한 당화혈색소 추정치로 단기적인 혈당조절 상태를 평가할 수 있으며, 혈당위험지표(GRI)는 고·저혈당 위험도를 종합적으로 수치화하며, 사분위범위(IQR)는 혈당 분포의 중간 범위를 나타내어 혈당 변동성의 안정성을 보다 직관적으로 보여준다. 이 결과는 대사증후군이 제1형 당뇨병 환자의 전반적인 혈당수준을 높이고 변동성을 심화시키는 독립적인 위험인자임을 시사한다. Guo et al. [ 13]의 연구 또한 대사증후군 동반군에서 혈당변동성의 핵심 지표인 혈당 변동계수(CV)가 유의하게 높았고, 혈당변동성 증가의 위험이 약 2.6배 높다고 보고하였다. 이와 같은 혈당변동성과 대사증후군의 연관성은 당뇨병 합병증 발생의 핵심 기전인 혈관내피세포 기능부전 및 염증반응과 직접적인 관련이 있다.
요약하면, 대사증후군은 당뇨병 환자에서 혈당변동성을 심화시키며, 이는 염증 반응과 혈관내피세포 기능저하를 매개로 하여, 당뇨병성 혈관합병증의 발생 및 진행위험을 높이는 핵심적인 요인으로 작용할 수 있다.
4. 혈당변동성 개선에 대한 간헐적 좌식 차단의 효과
좌식생활(sedentary behavior)은 신체활동 부족과는 구별되는 독립적인 건강 위험 요인으로, 에너지 소비량이 1.5 MET 이하인 앉거나 누운 상태에서의 각종 활동을 포함한다[ 55]. 이러한 생활양식은 대사증후군 환자에게서 두드러지며[ 56], 장시간 좌식생활이 지속되면 골격근의 인슐린 수용체(insulin receptor)의 민감성이 감소, 글루코스 수송체 GLUT4 발현억제 등으로 인해 말초조직에서의 포도당 섭취율이 저하되고, 식후 고혈당 및 보상적 고인슐린혈증을 유발한다[ 31, 57].
이 과정은 β-세포 기능 저하와 더불어 인슐린 저항성이 심화되어 만성적인 혈당 이상으로 이어진다. 실제로 좌식생활은 짧은 시간 내에도 포도당 대사 유전자의 발현 조절을 통해 빠른 대사환경 변화를 초래하며, 이는 당화혈색소(HbA1c) 및 공복혈당(FG)의 상승으로 이어진다[ 55, 58].
이러한 문제를 해결하기 위한 전략으로 최근 ‘간헐적 좌식 차단(breaking up prolonged sitting)’이 주목받고 있다[ 21, 23, 59]. 간헐적 좌식 차단은 오랜 시간 앉아 있는 동안 일정 주기로 짧게 걷거나 가벼운 활동을 수행해 좌식을 중단하는 방법이다[ 60]. 선행연구들을 종합 분석한 결과, 장시간의 좌식생활을 간헐적으로 차단하는 것은 식후 혈당과 평균 혈당을 낮추는 데에는 비교적 일관된 개선 효과를 보였으며, 일부 연구에서는 혈당변동성과 관련된 지표에서도 유의한 개선이 보고되었다( Table 3).
Campbell et al. [ 61]은 제1형 당뇨병 환자에게 30분마다 3분간 가벼운 걷기를 시행한 결과, 48시간 동안 변동계수(CV)가 7.8% 감소하고, 목표혈당범위 내 체류시간(TIR)이 13.7% 증가하여 혈당조절 능력이 향상되었다. 제2형 당뇨병 환자 12명을 대상으로 진행한 Paing et al. [ 62] 연구에서는 좌식 차단 빈도(15분, 30분, 60분 간격)를 달리한 보행 개입을 수행한 결과, 15분 간격의 간헐적 걷기 조건에서 새벽 고혈당 발생 지속시간과 야간 혈당 변동계수(CV)가 유의하게 개선되었다. 이는 좌식 차단의 빈도 증가가 혈당변동성 개선에 기여할 수 있음을 보여준다. 반면 Blankenship et al. [ 63]의 연구에서는 실제 생활환경에서 동일한 개입을 적용했을 때, 아침 식사 후 0–120분 iAUC (식전 평균을 기준선으로 한 기준선 초과 면적, 즉 식후 혈당 상승의 크기와 지속시간을 함께 반영한 총 혈당노출 지표)는 개입 조건에서 대조 대비 유의하게 감소하였지만, 점심 및 저녁 식사 후에는 유의한 변화가 나타나지 않아, 시간대와 환경의 차이를 보고하였다.
또한, 비만 및 당뇨병 전단계 성인 집단에서도 유사한 효과가 확인되었다. Smith et al. [ 64]은 비만 성인을 대상으로 한 3주간의 자유 생활 중재에서 30분마다 3분의 활동으로 좌식 시간의 차단이 일일 혈당변동성을 감소시키고 공복혈당(FG)을 개선한다고 보고하였다.
Hatamoto et al. [ 65]은 동일한 운동량 조건에서 고강도 조깅이 저강도 조깅보다 혈당 표준편차(SD)를 더 크게 감소시켜 활동 강도의 중요성을 제시하였다. 반면, Toledo et al. [ 66]의 연구에서는 당뇨병 전단계 성인에서 서 있기 중재를 비교한 결과, 긴 시간 드물게 서 있는 것보다 짧은 시간이라도 더 자주 서 있는 것이 식후 혈당 개선에 효과적이어서 저강도 활동에서는 지속 시간보다 빈도가 더 중요한 요인일 수 있음을 시사했다. Blankenship et al. [ 67]은 실제 근무 중 앉아 있는 시간을 자주 그리고 길게 차단하는 조건(frequent long breaks, FLB)이 한 번의 30분 걷기 운동(activity guidelines walk, AGW)보다 평균혈당변동폭(MAGE), 혈당변화율(CONGA) 지표를 개선하는 데 더 효과적임을 보고하여, 활동을 하루 동안 분산시키는 전략이 혈당 조절에 더 유리할 수 있음을 시사한다.
그러나 이러한 효과가 항상 지속적이거나 모든 조건에서 일관되게 나타나는 것은 아니었다. Gale et al. [ 68]은 건강한 성인을 대상으로 한 연구에서 중재 기간 중에는 평균 혈당이 감소했으나, 그 효과가 야간이나 다음 날까지 지속되지는 않았으며, 오히려 중재 후 24-48시간 동안에는 혈당변동성이 대조군보다 다소 증가하는 예상 밖의 결과가 관찰되기도 하였다. Bhammar et al. [ 69] 또한 다양한 강도의 걷기 중재가 식후 혈당 개선에는 효과적이었으나, 혈당변동성 지표에는 유의한 변화를 유도하지 못하여 혈당변동성의 개선 효과는 이미 혈당 조절에 어려움을 겪는 임상 집단에서 더 뚜렷하게 나타날 수 있음을 시사한다.
결론적으로, 간헐적 좌식 차단은 특히 당뇨병 환자 및 비만인구에서 혈당변동성을 포함한 다각적인 혈당 지표를 개선할 수 있는 효과적이고 실용적인 비약물적 중재 전략으로 제시될 수 있다. 그러나 그 효과는 활동의 빈도, 강도, 유형 및 대상자의 기저 상태에 따라 상이하게 나타날 수 있으며, 장기적 효과를 규명하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.
5. 대사증후군 환자의 혈당변동성 개선을 위한 SPU의 적용 가능성
가자미근 운동(SPU)은 앉은 자세에서 발 앞부분을 고정한 채 뒤꿈치를 반복적으로 들어 올리는 단순한 동작으로 구성된다[ 24]. 이 운동은 인체의 가자미근(soleus muscle)이 가진 고유한 생리학적 특성을 활용한 운동법으로, 장시간 지속되는 활동에 특화된 지근 섬유(Type I, slow-twitch fiber)가 풍부한 가자미근의 높은 산화 대사 능력을 이용한다[ 70]. 가자미근 운동의 핵심 기전은 에너지원으로 근육 내 저장된 글리코겐(glycogen) 대신 혈액 내 포도당과 지방산과 같은 혈중 기질을 우선적으로 사용하여 에너지를 소비한다는 점이다. 실제 연구에서 270분간의 지속적인 가자미근 운동(SPU)에도 가자미근의 글리코겐 소모는 활동에 필요한 전체 에너지의 약 4%에 불과하며, 이는 글리코겐 고갈로 인한 피로 발생이 거의 없어 수 시간 동안 운동을 지속할 수 있는 생리학적 기반이 된다[ 24, 71]. 또한 가자미근 운동은 심박수나 혈압에 큰 부담을 주지 않는 낮은 전신 에너지 소비량(약 1.3-2.0 METs)에도 불구하고, 국소적으로는 높은 수준의 산화대사율을 유발하여 전신적 피로감 없이 근육대사를 효과적으로 활성화시킬 수 있다[ 24]. 이러한 생리학적 특성을 바탕으로 가자미근 운동은 식후 혈당 조절 및 혈당변동성 개선에 기여할 가능성이 있음을 시사한다. 다만, 이러한 기전은 주로 단일 연구팀에서 수행된 실험실 기반 연구에 근거하고 있으며, 대사증후군 환자에서 혈당변동성을 직접적으로 개선한다는 근거는 아직 초기 단계에 머물러 있어 추가 연구가 필요한 실정이다.
가자미근 운동이 혈당조절 및 혈중지질에 미치는 효과에 관한 선행연구를 Table 4에 제시하였다. Hamilton et al. [ 24]의 연구에 따르면, 가자미근 운동은 식후 혈당 상승 폭을 최대 52%, 과인슐린혈증(hyperinsulinemia)을 60%까지 유의하게 감소시켰다. 이는 활성화된 가자미근이 식사 후 혈중 포도당을 빠르게 산화 기질(substrate)로 활용하기 때문이다. 이 과정에서 가자미근의 탄수화물 산화량은 신체의 다른 모든 조직을 합친 것보다 높았다. 이러한 혈당 조절 효과는 당뇨병 전단계 환자군을 대상으로 한 연구에서도 일관되게 확인되었으며, 경구당부하검사(oral glucose tolerance test) 중 가자미근 운동을 수행했을 때 좌식 상태 대비 혈당 상승 폭이 약 32% 감소하였다[ 72]. 이러한 결과는 가자미근 운동이 식후 혈당최고점을 낮추고 전반적인 혈당곡선을 완만하게 만들어 줄 수 있음을 보여주지만, 연구 대상이 건강한 성인 또는 당뇨병 전단계 환자에 한정되어 있고 표본 수가 적으며, 연속혈당측정기 기반 혈당변동성 지표(MAGE, HBGI 등)를 직접 평가한 연구는 매우 제한적이라는 점에서, 대사증후군 환자에서의 혈당변동성 개선 효과를 규명하기 위해서는 추후 연구가 필요하다.
전통적 형태의 운동이 하루 중 특정 시간대에만 수행되는 반면, 가자미근 운동은 특별한 장비 없이 좌식 상태에서도 수시로 수행할 수 있어, 하루 대부분을 차지하는 좌식 시간이 유발하는 부정적 대사 영향을 상쇄할 수 있다는 장점이 있다. 현재 임상 가이드라인에서는 주당 150–300분의 중강도 유산소 운동과 주 2회 이상의 저항성 운동, 그리고 식이 조절을 대사증후군 관리의 1차 전략으로 제시하고 있으며[ 73, 74], 이러한 권고는 체중 감소, HbA1c 및 공복혈당 개선, 혈중 지질 및 혈압 조절에 대해 확립된 근거를 보유하고 있다[ 75– 77]. 그러나 SPU 를 포함한 간헐적 좌식 차단 전략은 총 에너지 소비량 증가나 체중 감소 효과는 상대적으로 제한적일 수 있다. 그럼에도 권장 운동량을 충족한 경우 장시간 좌식이 독립적으로 대사위험을 증가시키는 점을 고려할 때[ 78], SPU는 장시간 운동이 어렵거나 관절통, 호흡기질환, 시간 부족 등으로 고강도 운동에 제한이 있는 대사증후군 환자에게 추가적인 대사 자극을 제공할 수 있다. 이러한 관점에서 기존의 운동, 식이 중재를 보완하는 현실적이고 적용 가능한 보조 전략으로 고려될 수 있다[ 60, 79– 82]. 최근 연구에서는 가자미근 운동 효과가 혈당 조절을 넘어 대사증후군의 복합 위험 인자 개선으로 확장됨이 보고되었다. 3개월간의 가자미근 운동은 저밀도 지단백 콜레스테롤(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)과 총 콜레스테롤(total cholesterol, TC)을 낮추고, 고밀도 지단백 콜레스테롤(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)을 높였으며, 전신 면역-염증 지수(systemic immune-inflammatory index)를 유의하게 감소시켜 이상지질혈증과 만성 염증 상태의 개선에도 기여함을 시사한다[ 83].
따라서 가자미근 운동은 대사증후군 환자가 일상생활에서 안전하고 지속적으로 수행할 수 있는 비약물적 운동 중재법으로, 혈당변동성뿐 아니라 전반적인 대사 건강 개선에도 기여할 잠재력이 있다. 그러나 그 임상적 유효성과 장기적 효과를 확립하기 위해서는 다양한 특성을 지닌 대사증후군 환자군을 대상으로 한 대규모 연구가 추가적으로 필요하다.
결 론
본 종설은 대사증후군 환자를 대상으로, 평균 혈당 지표만으로는 평가하기 어려운 혈당변동성의 대사적 위험성을 체계적으로 고찰하고, 그 주요 기전인 장시간 좌식 행동을 개선하기 위한 효과적인 전략을 탐색하였다. 선행연구 분석 결과, 높은 혈당변동성은 대사증후군 환자에서 당뇨병과 심혈관질환의 독립적 예측 인자로 작용하며, 이러한 위험성은 인슐린저항성, 만성염증, 산화스트레스 등 병태생리학적 기전과 밀접하게 연관됨을 확인하였다.
이러한 문제를 완화하기 위한 방안으로, 주기적인 신체활동을 통해 좌식시간을 단절하는 간헐적 좌식 차단 전략은 식후 혈당반응과 혈당변동성을 개선할 수 있는 실용적 중재로 제안될 수 있다. 특히 가자미근 운동(SPU)은 가자미근의 고유한 생리학적 특성을 활용하여, 전신 피로감이나 심혈관계 부담을 최소화하면서도 식후 혈당 급증과 과인슐린혈증을 효과적으로 억제한다는 점에서 주목된다[ 24]. 더불어 이상지질혈증 및 염증 지표개선 가능성도 제시되어, 대사증후군의 다요인적 위험군을 포괄적으로 관리할 수 있는 잠재적 접근법으로 평가된다[ 83].
그러나 이러한 근거의 상당한 부분은 건강한 성인 또는 당뇨병 전단계 환자를 대상으로 한 소규모, 단기간 연구에 기반하고 있으며, 대사 증후군 환자를 대상으로 한 체계적 검증은 매우 제한적이다. 따라서 현 단계에서 가자미근 운동을 대사증후군 환자의 혈당변동성 개선 전략으로 일반적 권고로 제시하기에는 근거 수준이 충분하지 않다. 그럼에도 불구하고 가자미근의 높은 산화대사 특성과 장시간 저강도 수축 능력은 혈당 및 지질 대사 안정화에 기여할 잠재적 기전을 제공하며, 이는 근글리코겐 비의존적 포도당 산화, 지방산 이용 증가, 모세혈관 관류 개선, 산화 기질 대사 향상 가능성을 포함한다( Fig. 2).
Fig. 2.
Fig. 2.Potential Effects of SPU on Metabolic Syndrome. SPU promotes oxidative metabolism by sustaining the activation of Type I slow-twitch fibers with minimal fatigue. Because muscle glycogenolysis is minimal during SPU, there is a preferential utilization of blood glucose and fatty acids, which lowers postprandial glucose and improves lipid metabolism by decreasing LDL-C and increasing HDL-C. These mechanisms indicate that SPU may also have a potential beneficial effect on improving glycemic variability. ATP, Adenosine triphosphate; GV, Glycemic variability; HDL-C, High-density lipoprotein cholesterol; LDL-C, Low-density lipoprotein cholesterol; SPU, Soleus Push-up.
종합하면, 간헐적 좌식 차단, 특히 가자미근 운동은 대사증후군 환자의 혈당 조절과 대사 건강 전반에 긍정적인 영향을 미칠 잠재적 가능성을 지닌다. 이는 약물 치료나 장시간 운동 수행이 어려운 대상자에게 실용적 대안이 될 수 있으며, 생활환경 속에서 손쉽게 적용할 수 있는 중재라는 점에서 임상적 의미가 크다. 그러나 그 효과는 활동의 빈도·강도·지속 시간 및 대상자의 기저 상태에 따라 상이하게 나타날 수 있으며, 장기적 지속성에 대해서는 아직 충분히 규명되지 않았다.
따라서 향후 연구에서는 가자미근 운동의 임상적 유효성을 대규모 무작위 대조시험(large-scale RCT)을 통해 검증하고, 이를 기반으로 대사증후군 환자를 위한 표준화된 생활 습관 가이드라인(standardized lifestyle guidelines)을 마련할 필요가 있다. 결론적으로, 혈당변동성 관리가 대사증후군 환자의 선제적 당뇨예방(proactive diabetes prevention)의 핵심 전략으로, 가자미근 운동은 이를 위한 유망한 비약물적 중재 방법(non-pharmacological intervention)으로 고려될 수 있다.
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