Exercise Breaks｜久坐中斷與連續步行的代謝效應：BURST2D 研究於糖尿病前期成人的初步結果

場次開場：Exercise Breaks 專題架構

本場次由加拿大英屬哥倫比亞大學（University of British Columbia）教授 Jonathan Little 主持，主題為 Exercise Breaks。本場為一小時 symposium，共安排四位講者；每位講者有 10 分鐘簡報與 5 分鐘問答。提問者需至麥克風前、先自我介紹，並盡量一次只問一個問題，以保留其他與會者提問時間。若無其他問題，可再排隊提出第二個問題。投影片是否可拍照由各講者自行宣布；本場第一位講者表示可自由拍攝。

第一場報告由 Ana J. Pinto 進行，題目為：

Metabolic Effects of Active Breaks to Sitting versus Continuous Walking in Adults with Pre-diabetes: Preliminary Results from the BURST2D Study

本研究團隊來自多個單位，包括 University of Colorado Anschutz Medical Campus、State University of Campinas、George Washington University、University of São Paulo，以及 CNRS／Université de Strasbourg 等；共同作者包括 Ana J. Pinto、Heloisa Castanheira Santo-Andre、Carmen P. Ortega-Santos、Isabella Gudewicz、Melissa L. Mamele、Patricia R. Smith、Naleia Sowell、Rayna Rinaldi、Fabiula I. Novelli、Dan H. Bessesen、Audrey Bergouignan 與 Sheila Steinke 等。

Ana J. Pinto 開場感謝 ADA 提供分享研究的機會，並說明自己無利益衝突，也允許聽眾拍攝投影片。

研究背景：久坐行為、血糖調節與第二型糖尿病風險

久坐行為（sedentary behavior） 已被證實與多項不利代謝表現相關，包括：

高血糖（hyperglycemia）
血糖變異度增加（glycemic variability）
胰島素阻抗（insulin resistance）

這些狀態都可能進一步增加 第二型糖尿病（type 2 diabetes） 的風險。

運動在第二型糖尿病的預防與管理中扮演重要角色；然而，近年的臨床與公共衛生指引不再只強調「增加運動」，也開始納入與減少久坐時間、打斷久坐行為相關的訊息。換句話說，身體活動量不足（physical inactivity）與久坐行為雖然常常同時存在，但它們並不是完全相同的概念：一個人即使有規律運動，仍可能每天長時間坐著。

目前已有急性與慢性研究證據顯示，打斷久坐行為（breaking up sedentary behavior） 可以改善葡萄糖調節，包含降低高血糖、降低血糖變異度與改善胰島素阻抗等結果。特別是在直接比較「分散式活動中斷」與「單次連續活動」時，至少在急性研究中，active breaks 對改善餐後血糖反應（postprandial glucose responses）似乎優於單次連續運動。

背景證據整理中引用了 Cavalot et al.（J Clin Endocrinol Metab, 2006）、Wang et al.（Diabetes Care, 2022）、Wilmot et al.（Diabetologia, 2012）、Pinto et al.（Physiol Rev, 2023）與 Loh et al.（Sports Med, 2020）等文獻。急性能量匹配研究的統合分析顯示，active breaks 相較於 continuous activity 對餐後血糖反應有較佳效果；森林圖整體標準化平均差約為 SMD −0.26，95% CI −0.49 至 −0.03，整體效果 p=0.03，異質性約 I²=21%，方向 favor breaks。

Pinto 團隊先前也曾在過重與肥胖成人中證明，持續六週打斷久坐，相較於時間長度匹配的單次活動，更能改善血糖變異度與葡萄糖耐受性（glucose tolerance）。不過，這項優勢是否同樣存在於糖尿病前期（pre-diabetes）成人，仍不清楚。

因此，本研究的核心問題是：
在糖尿病前期成人中，將同樣總量的快走活動安排成「整天分散的短暫 active breaks」，是否比「單次 45 分鐘連續快走」更能改善葡萄糖調節、血脂與身體組成？

研究目的

本研究旨在比較兩種活動策略對糖尿病前期成人代謝結果的影響：

打斷久坐行為：以短時間、重複的快走中斷久坐
連續快走：以一次完整、時間匹配的快走活動完成同樣活動量

主要評估結果包含：

葡萄糖調節指標
血脂輪廓（lipid profile）
身體組成（body composition）

研究目標明確定義為：比較「短回合快走打斷久坐」與「時間長度匹配的連續快走」對 pre-diabetes 成人之 glucose regulation markers、lipid profile 與 body composition 的效果。

研究設計與參與者：12 週隨機對照試驗

這是一項仍在進行中的研究；報告時團隊剛完成最後一位參與者招募。不過，在 abstract 提交時，已納入 48 位糖尿病前期成人，所有人皆符合 ADA 的糖尿病前期標準。

參與者特徵為：48 位久坐成人，女性 39 位、男性 9 位；平均年齡 49 ± 9 歲；BMI 31 ± 5 kg/m²。基線代謝指標包括 fasting plasma glucose 92 ± 12 mg/dL、2 小時血糖 127 ± 26 mg/dL、HbA1c 5.8 ± 0.3%。依 ADA pre-diabetes 類別來看，IFG 約 27%、IGT 約 33%、HbA1c 介於 5.7–6.4% 者約 67%。

研究採 12 週隨機對照試驗（randomized controlled trial） 設計，參與者被隨機分派到兩組：

BREAK 組：active breaks to sitting

BREAK 組被要求在一天中進行：

每小時一次
每次 5 分鐘
共 9 次
以 brisk walking（快走） 形式完成
每週 5 天

也就是每天總計 45 分鐘快走，但分散在 9 個小段落中，用來打斷久坐。

ONE 組：single continuous bout

ONE 組被要求進行：

單次 45 分鐘
brisk walking
每週 5 天

因此兩組的每日快走總時間一致，差異在於活動累積的型態：
BREAK 組是分散式、用來中斷久坐；ONE 組則是傳統單次連續運動。

評估流程：久坐／活動量、CGM、空腹抽血與身體組成

所有參與者先完成 screening visit，以確認資格與糖尿病前期診斷。介入前後，研究團隊進行多項評估。

首先，參與者在介入前與介入後各接受 10 天監測，以評估平日久坐行為與身體活動量。研究團隊使用兩種加速度／姿勢監測設備：

ActiGraph
activPAL

同一段期間內也配戴 continuous glucose monitor（CGM），用以評估血糖變異與 24 小時組織間液葡萄糖濃度。

10 天監測結束後，參與者至診所接受空腹抽血，測量：

空腹血糖（fasting glucose）
空腹胰島素（fasting insulin）
HbA1c
血脂輪廓
並以 HOMA-IR 估算胰島素阻抗

另外，研究團隊也使用 DXA（dual-energy X-ray absorptiometry） 測量身體組成。

由於介入是在自由生活環境（free-living condition）中進行，研究團隊也讓參與者配戴商用活動監測器，例如 Fitbit，以便評估每天是否確實依照 protocol 完成活動。

統計分析方面，group-by-time interaction 以 linear mixed models 檢定，模型調整了 body composition、adherence 與 sex 等因素。

介入遵從性評估：如何確認 BREAK 組真的完成 9 次 active breaks？

對於 ONE 組，遵從性相對直觀：因為傳統運動通常就是一次完成一段連續活動，因此只要確認參與者是否完成單次 45 分鐘快走即可。

BREAK 組則較複雜，因為重點不只是「有沒有走滿 45 分鐘」，而是是否真的在一天中以 9 次短回合方式打斷久坐。Pinto 以一位參與者的監測資料為例說明：

上方為 activPAL 資料
下方為 ActiGraph 資料
圖中可見每次活動時出現的尖峰，代表參與者起身活動或走動
商用監測器的資料也能看到對應的尖峰，且與研究級設備的活動尖峰相當吻合
研究團隊再將參與者回報完成的 9 次 break 標示出來，確認其與客觀活動資料是否對應

研究級設備雖然精準，但通常無法提供即時回饋；相較之下，Fitbit 類型的裝置在自由生活條件下可用於日常遵從性監測，而且與研究設備資料的時間分布相當一致。

BREAK protocol 的 adherence 判讀依賴多來源資料對照：研究級姿勢／活動監測器提供客觀行為軌跡，商用活動監測器協助每日回饋與紀錄，而參與者自我回報的 9 次 break 可與活動尖峰時間對齊，用以判定 protocol completion。

行為結果：兩組皆增加 MVPA、降低總久坐；BREAK 組較可能減少長時間連續久坐

在進入代謝結果前，Pinto 先強調兩組對介入的遵從性都很高，皆超過 85%。

具體而言，BREAK 組 adherence 為 85.6 ± 18.5%，ONE 組為 86.6 ± 21.3%，兩組間無顯著差異，group effect p=0.979。

以 ActiGraph 資料進行 compositional data analysis（CoDA）後可見，兩組皆有顯著降低總久坐時間，且減少的久坐時間被替換為：

輕強度身體活動（light-intensity physical activity, LPA）
中高強度身體活動（moderate-to-vigorous physical activity, MVPA）

其中 MVPA 正是研究團隊要求參與者進行 brisk walking 介入的強度範圍。兩組在總久坐、LPA 與 MVPA 的改變上，並沒有顯著組間差異。

行為組成改變的數字顯示：BREAK 組久坐時間約減少 4%（約 29 分鐘／日），light PA 增加約 5%（約 44 分鐘／日），MVPA 增加約 1%；ONE 組久坐時間約減少 6%（約 51 分鐘／日），light PA 增加約 4%（約 33 分鐘／日），MVPA 增加約 2%。time effect 皆達顯著，p≤0.001；group-by-time interaction 則未達顯著，p≥0.881。

然而，當使用 activPAL 進一步分析「連續久坐超過 60 分鐘」的時間時，出現一個接近顯著的 group-by-time interaction：BREAK 組傾向於減少長時間連續久坐，但 ONE 組沒有類似趨勢。

這一點其實符合研究設計本身，因為 BREAK 組每天被要求在 9 個小時中主動打斷久坐；而 ONE 組雖然同樣完成 45 分鐘活動，但其餘時間並未被要求系統性地中斷久坐。

血糖結果：兩組皆降低最大血糖與血糖變異，但平均葡萄糖未明顯改變

接著是 CGM 結果。研究團隊展示了 24 小時組織間液葡萄糖濃度曲線。介入後的曲線整體看起來在兩組中都略低於介入前，但若計算平均葡萄糖，兩組隨時間並沒有顯著變化。

也就是說，這些糖尿病前期成人的 mean interstitial glucose 並未因 12 週介入而明顯下降。

不過，兩組皆有顯著降低：

maximum glycemia（最大血糖）
high blood glucose index（HBGI）
glycemia standard deviation（血糖標準差）
mean amplitude of glucose excursions, MAGE（平均血糖波動幅度）

HBGI 的下降代表發生高血糖風險或傾向降低；血糖標準差與 MAGE 下降則代表血糖變異度改善。重要的是，這些血糖相關效益在 BREAK 與 ONE 兩組皆出現，且兩組之間沒有顯著差異。

24 小時 CGM 曲線的視覺呈現顯示，介入後兩組的組織間液葡萄糖曲線在多個時段略低於介入前；但統計上主要改變集中在 maximum glycemia 與 variability 指標，而非 mean glucose。

這裡的重點是：
在糖尿病前期成人中，只要增加身體活動並減少久坐，無論活動是分散成 active breaks，或集中為單次 45 分鐘快走，都能改善部分血糖調節指標，特別是血糖高峰與血糖波動。

血脂、體重與身體組成：總膽固醇、LDL 與脂肪量改善；但連續運動在胰島素敏感性與三酸甘油脂上更有利

兩種介入策略也都改善了血脂中的：

total cholesterol（總膽固醇）
LDL cholesterol（低密度脂蛋白膽固醇）

這些血脂改善在兩組之間沒有顯著差異。

在體重與 BMI 方面，研究沒有觀察到明顯改變；這並不意外，因為此類中等強度、12 週、未特別設計為減重的活動介入，通常不一定會造成明顯體重下降。

不過，身體組成仍有改變：兩組皆出現小幅但顯著的 fat mass（脂肪量）下降。

真正出現組間差異的是胰島素敏感性與三酸甘油脂：

只有 ONE 組出現顯著下降的 fasting insulin
只有 ONE 組相較 BREAK 組出現較佳的 HOMA-IR 改善
ONE 組也相較 BREAK 組有較明顯的 triglycerides（三酸甘油脂）下降

這與研究團隊原本假設相反。基於先前急性研究與六週研究結果，原先可能預期 BREAK 組會更有利；然而在這項 12 週糖尿病前期成人研究中，連續 45 分鐘快走反而在胰島素敏感性與三酸甘油脂上帶來額外優勢。

主要結論：增加活動、減少久坐有益；但活動累積型態可能影響特定代謝結果

整體而言，不論身體活動以何種方式執行，只要能增加身體活動並減少久坐，都能改善糖尿病前期成人的：

血糖調節
總膽固醇
LDL 膽固醇
脂肪量

結論中強調：regardless of how physical activity is performed，increasing physical activity and reducing sedentary behavior improve glycemic regulation, total and LDL cholesterol, and fat mass in adults with pre-diabetes。

然而，與原先假設相反，連續型身體活動（continuous physical activity） 對胰島素敏感性產生了更大的改善，並且也對三酸甘油脂較有利。這表示連續 45 分鐘快走可能提供 active breaks 之外的額外代謝效益。

更重要的是，這些 ONE 組較佳的效益並不是因為總身體活動量或總久坐時間改變較多；兩組在總活動與久坐改變上大致相近。因此，Pinto 強調，身體活動如何累積（pattern of physical activity accumulation）可能本身就會影響某些代謝結果。

換句話說，活動總量相同並不代表代謝效果完全相同；活動是被分散到一天中，還是集中成一次連續運動，可能會對胰島素敏感性、血脂與其他代謝端點產生不同影響。

研究資助包括 American Diabetes Association Fellowship #1-25-PDF-103（2025–2027，A. Pinto）、NIH/NIDDK R01DK123334、P30DK048520、Ludeman Family Center for Women’s Health Research seed grant、Colorado School of Public Health seed grant 與 NORC pilot grant 等。

問答討論

主要結局為何？CGM 中哪些指標最重要？

第一個問題詢問本試驗的 primary outcome。Pinto 回答，主要結局為 continuous glucose monitor（CGM）相關結果。

接著追問者進一步詢問：在 CGM 指標中，是否平均葡萄糖（mean glucose）是最好的主要結局？Pinto 表示，隨著越來越多研究使用 CGM，大家會發現許多介入對 glycemic variability（血糖變異度） 的影響往往比對 mean interstitial glucose 更明顯。對糖尿病前期族群而言，這尤其合理，因為他們的平均葡萄糖通常不一定已明顯異常；因此，血糖波動與高血糖風險指標可能更能反映早期代謝改善。

如果先讓兩組都達到相同活動量，再改變活動型態，結果會不同嗎？

另一位聽眾指出，兩組在研究中都增加了活動量；如果設計一個 run-in period，先讓參與者都已經達到相同活動水準，再把他們分派到短暫 active breaks 或連續運動，是否可能看到不同結果？

Pinto 回答，這是一個很好的問題，但目前她不知道答案，也不清楚是否已有研究這樣做。她認為，如果未來越來越多研究顯示活動累積型態本身很重要，那麼下一步可能就需要研究：當一個人已經有一定運動量時，改變運動分布方式是否仍能帶來額外好處；或者目前看到的效益主要只是來自「一開始增加活動量」本身。

這個問題直接指向本領域的重要方法學挑戰：要分辨代謝效益究竟來自活動總量增加，還是來自活動時間分布模式。

如何定義 brisk walking？

有聽眾詢問，本研究中的 5 分鐘 brisk walking 是如何定義的。

Pinto 說明，研究團隊安排了 familiarization visit，並使用 indirect calorimetry（間接熱量測定） 來個別化設定快走速度。參與者在跑步機上進行 submaximal protocol，每分鐘結束時逐步增加走路速度。研究團隊同時收集：

間接熱量測定資料
心率（heart rate）
參與者主觀感受／自覺用力程度（perceived exertion）

接著根據這些資料，為每位參與者選擇一個符合 moderate intensity（中等強度） 且對該參與者而言可視為 brisk walking 的速度。

如何向大眾解釋「身體不活動」與「久坐」的差異？

University of Colorado 的 Judy Regensteiner 提出一個公共衛生傳播上的問題：在向病人或大眾解釋時，常很難說清楚「inactive」與「sedentary」的差別；她詢問是否有較好的訊息傳遞方式。

Pinto 回答，關鍵是讓人理解：一個人可以有運動習慣，但仍然在一天中花很多小時坐在椅子上。這兩種行為對健康有不同影響，因此兩者都需要關注。

不過，她也承認公共衛生訊息越來越複雜。光是要求人們達到每週 150 分鐘中高強度身體活動已經不容易；現在又要再加上「少坐一點」，但「少坐」本身是相當模糊的訊息。若要幫助人們實際改變行為，未來需要更具體、更簡化的建議，例如坐多久要起來、起來做什麼、每次多久、一天幾次等。

Judy 也以自身經驗回應：她最近在寫大型 grant 時坐了很久；即使知道自己有運動，也知道坐太多。Pinto 笑著同意，自己也是如此。這段對話凸顯久坐行為的普遍性：即使是研究運動與代謝健康的專家，也會在工作環境中長時間坐著。

是否測量 cardiorespiratory fitness？VO₂peak／VO₂max 可能是長期動機

來自丹麥哥本哈根的 Kirsten Nørgaard 詢問，研究團隊是否考慮在兩組介入後測量 cardiorespiratory fitness（心肺適能）。她指出，VO₂peak 或 VO₂max 與死亡率高度相關，若能證明活動介入改善心肺適能，也可能成為鼓勵病人長期維持活動的重要動機。

Pinto 表示同意這點很重要，但本 12 週 protocol 其實是她在 ADA fellowship 及 pilot study 中，附加到一個機轉性研究上的設計。原本的機轉研究主要比較特定時間點的生理反應，因此在研究一開始並不容易再加入完整的心肺適能測量。結果是，研究團隊使用 submaximal protocol 來設定介入強度，但沒有在 12 週前後測量 VO₂peak 或 VO₂max。

她也承認，因為介入強度屬於中等強度，參與者確實可能改善了 fitness，但本研究沒有捕捉到這項結果。Nørgaard 笑稱「那就下一個研究做」，Pinto 回答：「是的，下一個研究。」

Take-home Summary

久坐行為與高血糖、血糖變異度、胰島素阻抗及第二型糖尿病風險相關；運動指引已逐漸將「減少久坐／打斷久坐」納入核心訊息。
BURST2D 初步結果比較糖尿病前期成人中兩種時間匹配的快走策略：
BREAK：9 次 × 5 分鐘 active breaks；
ONE：單次 45 分鐘連續快走。
兩組 adherence 皆高於 85%，且皆增加 MVPA、降低總久坐時間。
BREAK 組較符合設計地傾向減少「超過 60 分鐘的連續久坐」。
兩組皆改善 CGM 指標中的 maximum glycemia、HBGI、血糖標準差與 MAGE，但平均葡萄糖未明顯改變。
兩組皆改善 total cholesterol、LDL cholesterol 與 fat mass。
與原假設相反，ONE 組在 fasting insulin、HOMA-IR 與 triglycerides 上表現較佳，提示連續運動可能對胰島素敏感性與部分血脂結果有額外效益。
關鍵概念是：活動總量重要，但活動累積型態也可能重要。未來研究需要釐清，在活動量相同的前提下，分散式 active breaks 與連續運動各自最適合改善哪些代謝結果。