中等強度有氧運動對人群運動中心血管風險的影響論文

中等強度有氧運動對人群運動中心血管風險的影響論文

　　運動中心血管風險屬於運動風險中運動條件的風險，目前還未有統一的定義。運動中心血管風險主要包括心血管意外和腦血管意外。遺傳或先天性心血管系統異常是年輕人心血管意外的主要原因，而動脈硬化性疾病則是中老年人發生心血管事件的主要原因。運動干預是降低心血管風險的有效途徑，如何規避運動風險實施有效安全的運動干預一直是研究探索的重點。既往研究[1 -5]顯示，很多影像學、生理學及生化指標均可預測運動中心血管風險，但大多數研究均集中於臨床觀察和流行病學統計資料進行分析，對普通人群的實證研究尚存不足。此外，對存在運動中心血管風險的普通人群，應如何進行既有效又能避免風險的運動，未有明確結論。

　　目前國外已有研究[6 -9]表明，急性心肌梗死（ A-cute Myocardial Infarction,AMI） 患者進行為期 6 周 ~ 1年不等的有氧運動鍛鍊可降低冠心病的發病率和死亡率，提高運動能力和預後，但是國內外鮮有研究觀察存在運動中心血管風險的普通受試者採用何種負荷的運動干預改善心電血壓的異常，進而降低風險。

　　本研究首次針對遞增負荷實驗中出現心電血壓異常和心電血壓一過性異常的受試者進行為期 3 個月的跑步干預，探討 ACSM 推薦的以改善心肺耐力為主的中等強度運動干預是否可降低運動中心血管風險高危受試者的心血管風險和危險因素的影響，為運動中心血管風險高危人群進行二級預防，控制和糾正其危險因素，避免再次發生運動中心血管風險，進而為今後制定有效的健身指導方案提供科學的依據。

　　1 研究物件和方法

　　1. 1 受試者及干預方案 透過自設問卷與國際體力活動問卷（ IPAQ） 長卷[10]組成《運動與健康問卷》（ 包括個人資訊、吸菸/飲酒習慣、既往史/健康狀況、飲食數量及頻率、飲食習慣及體力活動等內容，問卷在使用前進行了信效度的檢驗，整體重測信度 R = 0. 859,效度 R = 0. 661,說明信效度較好） ,對北京市 5 大區407 例非體力勞動者行問卷調查，從有效問卷中入選247 例符合入選標準的受試者，並獲取本人書面知情同意。受試者的入選標準為50 ~59 歲、無心腦血管疾病、肺/肝臟/腎臟疾病和/或 1 年內患有代謝疾病，無身體發育異常，1 月內未曾患急性疾病，半年內肢體或關節無骨折/脫位。

　　對 247 例受試者進行遞增負荷實驗，為了避免由於受試者初次實驗對遞增負荷實驗不適應導致出現假異常情況，對本研究中出現異常的受試者均在初次實驗後的 1 個月再次進行了重複實驗，最終 24. 46%的男性和 32. 41%的女性出現運動中的心電血壓異常（ 表 1） .心電血壓異常的終止測試的判斷標準參照2002 年美國心臟病學院和美國心臟病協會聯合釋出的運動測試指南[11].根據遞增負荷實驗中受試者出現的不同異常情況，排除研究期間因身體狀況、鍛鍊積極性及自身工作、生活原因未能完成研究，最終分別入選 25 例對照者（ C 組） 、21 例一過性異常者（ YH組） 及 20 例異常者（ Y 組） ,獲取書面知情同意，進行為期 3 個月的跑步干預（ 50% ~ 60%歏O2max強度，5 d/周，60 min/次） .為方便監督運動情況，發放運動干預日誌，要求受試者每次鍛鍊結束後自行填寫並按月上交。干預期間，研究者進行不定期隨訪。除要求設定干預外，受試者儘量保持原有生活習慣和飲食習慣，不額外進行其他方式運動（ 表 2） .

　　1. 2 測試指標及方法 干預前和干預後，分別測量以下指標：

　　1） 身高、體重、腰圍、臀圍 採用國產健民牌國民體質測量儀測試，並根據所測得的身高體重和計算 BMI.

　　2） 血壓、心率、心率變異性（ heart rate viriability,HRV） 測試 血壓採用韓國 BIOspaceTM-2655 / P 電子血壓計，心率採用美國 Custo Med 產 cardio 100 12 導心電測試儀，HRV 採用美國 Omega Wave 實時機能狀態監控系統測試。

　　3） 脈搏波傳導速度（ pulse wave velocity,PWV） 、踝臂指數（ ankle-brachial index,ABI） 採用日本 Om-ron BP-203RPEⅢ測試儀測試。

　　4） 遞增負荷實驗 採用 Bruce 遞增負荷實驗測定歏O2max,並同時檢測每級負荷下的心電與血壓，記錄受試者的主觀疲勞感。氣體代謝採用德國 CORTEXMETALYZER-ⅡB 臺式氣體代謝分析儀，心率採用美國 Custo Med cardio 100 12 導心電測試儀，血壓採用美國 SunTec Tango+動態血壓計測試。

　　5） 頸動脈內膜中層厚度（ carotid intima-media thick-ness,CIMT） 採用美國 GEVIVID7 彩色超聲儀測試。

　　6） 血液學指標 收集空腹血樣，應用日本日立7020 全自動生化分析儀測試血糖、血常規、血脂（ TC、TG、HDL-C 及 LDL-C） ,利用 ELISA 法測試腫瘤壞死因子 α（ tumor necrosis factor-α，THF-α） .此外，記錄遞增負荷運動後 1 min 心率恢復及運動結束後 30 ~ 45min 後採血，應用日本日立 7020 全自動生化分析儀測試心肌損傷相關指標，包括肌酸激酶（ creatine kinase,CK） 、肌酸激酶同工酶 （ creatine kinase isoenzyme,CK-MB） 、（ aspartate amino transferase,AST ） 、肌紅 蛋白（ myohemoglobin,Mb） .

　　1. 3 統計學分析 所有資料經 SPSS17. 0 統計軟體包進行處理，結果均用平均數 ± 標準差（ x珋 ± s） 記錄。

　　組內採用配對 T 檢驗分析，組間採用一般線性單變數模型分析。顯著性水平取 P < 0. 05,非常顯著性水平取 P<0. 01.

　　2 結 果

　　2. 1 不同組受試者運動中心血管異常發生率和運動後心肌酶情況 由表 3 可見，Y 組受試者經 3 個月的干預後，男性和女性的心電血壓異常發生率由 100%分別降低為69. 2%和58. 3%.YH 組男性和女性心電血壓異常發生率由 100%分別降低至 23. 1%和 75%.由表 4 可見，干預前 Y 組男性和女性的 CK、AST、Mb 均顯著高於 C 組和 YH 組（ P < 0. 01） ,而 YH 組與C 組無明顯差異。Y 組的男性受試者干預後 CK、AST、Mb 均顯著性低於干預前（ P < 0. 05） ,女性受試者 CK 和 Mb 非常顯著性低於干預前（ P < 0. 01） ,AST也顯著性低於干預前（ P < 0. 05） .YH 組的男性受試者干預後 AST 顯著低於干預前（ P < 0. 05） ,女性受試者干預後 CK 顯著性低於干預前（ P < 0. 05） .組間比較發現，Y 組男性受試者的 CK、AST、Mb 和女性受試者的 AST、M 均顯著高於 C 組干預後（ P < 0. 01） ,YH組各指標無明顯差異。

　　2. 2 不同組受試者干預前後出現異常負荷級別及相關心率血壓情況 由表 5 可見，干預前 Y 組男性和女性的運動後 1 min HRR 顯著低於 C 組和 YH 組（ P<0. 05） ,女性的終止舒張壓顯著高於 C 組和 YH 組（ P< 0. 05） .透過 3 個月運動干預，3 組患者的終止負荷均顯著提高。與干預前相比，Y 組男性和女性受試者干預後異常時的負荷速度與坡度均顯著增高（ P <0. 01） ,與 C 組無明顯差異； 男性受試者的舒張壓及收縮壓以及女性受試者的舒張壓顯著降低（ P < 0. 05） ,YH 組受試者的異常時負荷速度與坡度顯著增高（ P <0. 01） ,心率顯著降低，且與 C 組無顯著差異。運動後恢復心率結果顯示，Y 組受試者及 YH 組女性受試者干預後的運動後 1 min HRR 顯著增高（ P < 0. 05） ,與對照組無明顯差異。

　　2. 3 不同組受試者干預前後心血管機能和超聲指標情況 由表 6 可見，干預前 Y 組女性的安靜心率較 C組和 YH 組高（ P < 0. 05） ,其他指標無明顯差異。干預 3 個月後，C 組僅可見男性靜息心率及女性靜息DBP 降低（ P < 0. 05） ; YH 組男性心率、血壓及 ABI 均未見明顯變化，女性 DBP 顯著降低（ P<0. 01） ; Y 組男性心率及血壓呈下降趨勢，但未達統計學差異，ABI 顯著增高（ P <0. 01） ,女性心率則顯著降低（ P < 0. 01） .就 CIMT 而言，各組不同性別受試者干預前後均無顯著變化。

　　2. 4 不同組受試者干預前後形態學指標和血脂情況由表 7 可見，干預前 Y 組男性的 TC 顯著高於 C 組（ P<0. 05） ,同時女性的 BMI 和 TG 顯著高於 C 組和YH 組（ P < 0. 05） .干預 3 個月後，C 組受試者 BMI 及LDL-C 均顯著降低（ P < 0. 05） ,男性體重也呈現顯著下降（ P < 0. 05） .與干預前相比，Y 組干預後 TG、LDL-C 顯著降低（ P < 0. 05） ; YH 組干預後 LDL-C 顯著降低（ P <0. 01） ,HDL-C 顯著增高（ P < 0. 05） ; 男性受試者 TG 顯著降低（ P < 0. 05） ,女性受試者腰圍（ P< 0. 01） 、BMI 顯著降低（ P < 0. 05） .同時與 C 組相比1HDL-C 顯著降低（ P < 0. 01） .

　　2. 5 不同組受試者干預前後自主神經功能情況 由表 8 可見，干預前 Y 組男性 SDSD 與 C 組有顯著差異（ P < 0. 05） ,女性 SDNN、RMSSD、SDSD 與 C 組和 YH組有顯著差異（ P<0. 05） ; 同時男性和女性 LF、HF 與C 組均有顯著差異（ P < 0. 01） .3 個月干預後 YH 組男性 SDSD 和 LF/HF 顯著增高（ P < 0. 05） ,提示迷走神經功能增強，交感神經/迷走神經均衡性增強； 女性SDNN 增高（ P < 0. 05） ,而 LF 降低 （ P < 0. 05 ） ,提示HRV 增強，交感神經張力減弱。干預後 Y 組男性SDSD 及 HF 增高（ P < 0. 05） ,LF、HF 及 LF / HF 對照組及一過性異常組均有顯著差異（ P < 0. 01） ,提示迷走神經功能增強； 女性 SDNN、RMSSD 和 HF 顯著增高（ P< 0. 05） ,其中 SDNN、LF 與 HF 與 C 組及 YH 組有顯著差異（ P <0. 05） .

　　3 討 論

　　規律的體力活動可增強體質，降低慢性疾病的發病率和死亡率，提高生活質量。大多數成年人為促進健康參加適宜的體育鍛煉，發生運動中的心血管意外和風險的機率都較低，但本身具有心血管風險、患有心血管疾病的個體或特定職業的人群，在開始大強度的運動計劃時，往往容易出現急性心血管事件，如心絞痛、心肌梗死甚至猝死[12 -13].人群中較大強度運動期間心臟猝死的絕對風險是每年在15 000 ~18 000 人中有 1 例死亡[14 -15].因此，運動醫學領域的專家和機構都建議其在進行較大強度的運動前進行極量負荷或者次級量負荷運動測試，篩查可能存在的異常反應，進而為制定個性化的運動處方提供依據。而臨床上遞增負荷實驗用於診斷 CVD 患者的心肌缺血狀況時，結合心電圖判斷缺血的敏感性達到 68%,而其特異性可達 77%.遞增負荷實驗中 SBP 突然下降超過10 mmHg 時，說明受試者左心室心力衰竭，是運動測試終止的重要標準。心電圖中 ST 段下降超過 0. 1 mV是高危人群心血管疾病判斷的標準[11].本研究中，247 名受試者透過遞增負荷實驗時，有 14 名男性和 17名女性出現了持續心電圖和血壓異常，20 名男性和18名女性出現了一過性心電圖和血壓異常，最終持續異常組有 10 名男性和 10 名女性完成了干預，一過性異常組有 13 名男性和 8 名女性完成了干預。研究發現，干預前 Y 組男性和女性的 CK、AST、Mb 均較 C 組明顯升高，提示 Y 組受試者可能在運動中存在不同程度的心肌損傷，進而誘發了心血管風險。同時 Y 組受試者終止負荷時的血壓、運動後恢復期的心率、安靜心率、血脂、BMI、自主神經功能與 C 組相比均有明顯不同，提示該人群正是因為日常生活中的危險因素的積累導致運動中內皮功能障礙，運動時交感神經和副交感神經平衡性受限制，造成心臟衝動產生和傳導市場，進而形成心律失常[16].

　　積極預測運動中的心血管風險、探尋可預測一過性風險及持續性風險的相關預警指標是有效規避運動風險的重要措施。既往研究發現，體力活動越低，心血管風險越高。Siscovick 等[17]研究發現，雖然各種習慣性運動水平的人群在運動時發生心跳驟停的'相對運動中心血管風險更高（ 與安靜時對比） ,但是隨著體力活動的增加，安靜時和運動時總的心臟驟停的風險卻下降。雖然目前鮮有研究觀察遞增負荷運動心電血壓異常的受試者在運動干預後如何改善心電血壓的異常情況，但是從 AMI 患者的相關運動干預中也能得到一些借鑑。AMI 是冠心病的重要型別，已成為影響公眾健康的重要問題，目前不同研究均證明了AMI 患者進行為期 6 周 ~ 1 年不等的有氧運動康復鍛鍊可 降 低 冠 心 病 的 發 病 率 和 死 亡 率，提 高 運 動能力[6 -9].

　　鑑於運動心電血壓異常者的客觀存在，在開具運動處方時，既要考慮減輕心肌缺血癥狀、提高有氧能力，又要考慮運動強度是否適宜。就運動強度的選擇而言，既要保證大於日常體力活動強度，又要低於遞增負荷實驗中出現缺血癥狀的強度，從而確保不引起臨床症狀或不適。既往研究指出，運動強度的選擇可控制在 50% ~ 70% HRmax或 60% ~ 80% HRmax[18 -19].

　　該研究選擇既往研究推薦的50% ~60%歏O2max強度對運動中心電血壓異常者進行干預後發現，3 個月干預後受試者的運動中心電血壓的異常情況有了明顯改善。持續異常男性的異常陽性率由 100% 降低至69. 2% ,女性由 100% 降低至 58. 3% ; 一過性異常的男性異常後恢復的異常發生率由 100% 降低至 25%,女性由 100%降低至 75%.此外，研究發現，上述規律運動不僅能有效抑制心電血壓異常症狀，還能讓受試者更好地適應運動負荷，提高安全運動負荷級別，顯著提高遞增負荷實驗中出現異常的速度與坡度，改善受試者的運動能力及運動耐受能力。同時隨著運動負荷增加，受試者干預後達到最大負荷時的心率顯著下降。這可能與干預後受試者心臟泵血功能及神經調節機能增強有關，對受試者運動能力提高及運動風險預防具有重要意義。這一結果也體現於本研究中受試者干預前後心率變異性和運動後心率的變化中。Y組的男性 HRV 時域指標和頻域指標都在干預後出現了升高，同時 HRR1 較干預前有升高。女性的頻域指標和 HRR1 較干預前也有提高，同時 YH 組的男性和女性時域指標有提高，頻域指標中 LF 下降，女性的HRR1 也出現了提高，說明 3 個月的中等強度的跑步干預有效提高了受試者的 HRV 水平，改善了交感神經和迷走神經的協調性，進而調節心臟的節律性運動，使受試者達到最大負荷時的心率下降，減少運動中的心血管風險。HRV 和 HRR 均是反映交感神經及迷走神經功能的重要指標。既往有研究發現，隨著HRV 的下降，心血管事件發生風險增高。而中等強度的跑步鍛鍊對於青年人和中年人提高 HRV 和 HRR 都有效，同 時 還 能 降 低 安 靜 心 率 和 運 動 中 的 最 大心率[20 -21].

　　本研究中，3 個月的干預後 Y 組男性的 CK、AST均較干預前有了下降，女性中的 CK 和 AST 也有下降。這與 Brodie 等[22]的研究一致，認為 AMI 患者進行 12周的有氧鍛鍊能降低遞增負荷運動後的血液中的心肌酶含量，加速其恢復至正常。同樣地，YH 組的男性和女性分別觀察到 AST 和 CK 的下降。表明 3 個月中等強度的運動干預降低了心肌缺血的發生，可能是適宜的有氧運動發揮了抗炎作用。已有的研究推測，運動引起肌肉大量釋放 IL-6 入血，而 IL-6 可透過上調抗炎性因子和下調促炎性因子發揮抗炎性作用。另外，運動還可透過提高腎上腺素的水平、增加血漿中兒茶酚胺水平而消除 TNF-α 的產生。脂肪組織也是 TNF-α 高表達的場所之一，而運動還可以增加脂肪的消耗供能，減小脂肪細胞的體積，從而影響脂肪細胞分泌TNF-α，這 也 是 運 動 改 善 炎 性 因 子 分 泌 的 重 要原因[23].

　　ABI 是心血管疾病風險率和死亡率的獨立預測因子，隨著 ABI 的降低，心血管風險事件的發生率增高。

　　ABI 在檢測四肢的外周動脈血管疾病的過程中，其敏感性和特異性分別可達 90% 和 98%[24].另有研究指出，ABI 在預測 CVD、中風和心血管疾病死亡的預測率分別為 92. 7%、92. 2% 和 87%[25].而動脈粥樣硬化早期最容易累及的部位為頸動脈，所以 CIMT 的增加也可作為動脈粥樣硬化的早期表現。對於運動是否可透過改善 ABI 和 CIMT 的水平而改善內皮功能，減輕動脈粥樣硬化的程序，進而預防運動中的心血管風險，目前未有一致結論。但是在本研究中，Y 組男性出現了運動干預後 ABI 的升高，表明中等強度的規律跑步運動對外周血管機能及血流動力學有一定的改善效果，可抑制血小板的聚集，擴張血管，進而預防和減緩動脈粥樣硬化的形成，減少心血管風險。但是3 個月的干預對 CIMT 無明顯影響，從既往有關有氧運動對健康 CIMT 的不一致結果中分析來看，這可能與受試者本身 CIMT 增厚程度不足以導致動脈粥樣硬化或干預時間較短未造成足夠刺激故變化不明顯有關。

　　此外，該研究顯示，心電血壓異常和一過性異常者的腰圍和/或 BMI 有一定的降低，運動干預可顯著降低心電血壓異常者的 TG 和/或 LDL-C,增高 HDL-C,能改善受試者的血脂。這一結果伴隨著安靜時血壓的下降，血管彈性的增強帶來運動中血流阻力的下降，進而造成運動終止時 DBP 的降低，也會顯著降低受試者運動中的心血管風險。至於運動干預改善血脂的具體機制，則可能與其提高脂蛋白酶及卵磷脂膽固醇轉醯基酶活性以及促進兒茶酚胺分泌進而促進脂肪分解有關[26].

　　4 結 論

　　3 個月 50% ~ 60%歏O2max強度的跑步鍛鍊，能夠透過降低 BMI、改善血脂代謝、調節心血管機能和改善自主神經功能，減少50 ~59 歲運動中心血管風險高危受試者再次發生運動風險的機率，同時提高出現風險的負荷級別和負荷強度，使受試者的安全運動上限提高。