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心臟康復網(wǎng) 不同運動方式對高血壓患者心肺功能影響的研究進展 心臟康復網(wǎng)

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月21日 18:15

高血壓人數(shù)龐大且不斷增長,目前全球30~79歲高血壓患者有12.78億,中國高血壓患者達2.45億。全球高血壓控制率低,管理現(xiàn)狀不容樂觀,每年850萬人死于腦卒中、缺血性心臟病,帶來沉重的社會經(jīng)濟和醫(yī)療保健負擔。為了改變這一現(xiàn)狀,我國采取預防為主的策略,倡導健康生活方式?!吨袊哐獕悍乐沃改稀窂娬{(diào)生活方式干預應貫穿高血壓防治全程,提倡每周進行4~7次中等強度有氧運動。因此,近年來高血壓運動療法受到廣泛關注。運動鍛煉可使心肺功能(cardiorespiratory fitness,CRF)增加3%,高血壓發(fā)病風險降低11%。

1、高血壓運動療法概述

運動療法是高血壓防治策略中重要的非藥物治療手段。Naci研究結(jié)果顯示,所有類型的運動干預(如耐力訓練、動態(tài)抗阻訓練、等長肌力訓練)都可有效降低收縮壓。有氧運動可使收縮壓降低7.6mmHg,舒張壓降低4.7mmHg。根據(jù)機體代謝方式不同,運動主要分為有氧運動和抗阻運動。有氧運動主要指大肌肉群的運動,包括持續(xù)有氧運動(moderate-intensity continuous training,MICT)和間歇有氧運動,后者改善機體CRF和代謝的效果更為顯著。間歇運動根據(jù)運動強度、運動時間和間歇休息方式和時間不同,進一步分為低運動量和高運動量間歇運動,高強度間歇運動(highintensity interval training,HIIT)和間歇沖刺運動,但通常指的是HIIT。不同運動方式對高血壓治療產(chǎn)生顯著降壓效果,同時可以通過提高心臟泵血和骨骼肌氧化來改善CRF,降低心血管疾病的發(fā)生和提高生存率。

研究表明HIIT較MICT降壓效果更顯著,Meta分析顯示HIIT在降低中心動脈壓(MD=-3.12mmHg)和外周收縮壓(MD=-2.67mmHg)方面優(yōu)于MICT,機制可能與HIIT更能抑制機體的內(nèi)皮素分泌,改善內(nèi)皮功能;此外HIIT運動過程中,機體更加缺血缺氧、剪切力增大,誘導一氧化蛋白酶磷酸化,增加NO的分泌從而促使血管擴張。此外,歐洲高血壓學會建議抗阻運動作為治療高血壓的良好補充,堅持每周3次的等長抗阻訓練可降低SBP6~7mmHg。抗阻運動通過促進壓力反射敏感性,介導改善機體的氧化還原平衡和炎癥狀態(tài),直接或間接促進血管健康;其次,抗阻運動促進心血管自主調(diào)節(jié)能力,降低血壓變異性,緩解外周血管交感活動,降低血管阻力。有氧運動降壓的機制包括:①減少內(nèi)臟脂肪和脂肪細胞因子(例如脂肪壞死因子、瘦素等,與炎癥增加,血壓升高有關)的分泌;②增加胰島素敏感性,降低高血糖和代償性高胰島素血癥;③調(diào)節(jié)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng),降低血漿腎素活性;④改善血管結(jié)構(gòu),增加動脈管腔直徑及骨骼肌毛細血管密度;⑤改善內(nèi)皮功能和動脈僵硬度,增加NO(血管舒張劑)的生物利用度,運動增加剪切力促進NO和內(nèi)皮生長因子的產(chǎn)生,促進小血管舒張;⑥運動過程機體分泌運動因子(肌因子、脂肪因子)能發(fā)揮抗炎作用,降低促炎因子的循環(huán)水平,研究表明肌肉分泌的鳶尾素可直接降低血壓;⑦改善心血管自主神經(jīng)系統(tǒng)功能,通過降低交感神經(jīng)活性和增加迷走神經(jīng)張力降壓。

2、心肺功能概述

CRF定義為氧氣從大氣輸送到線粒體進行工作的綜合能力,可量化一個鏈接過程,即肺通氣和擴散、心臟舒縮功能、脈管系統(tǒng)容納和運氧功能、肌肉利氧功能,代表整體健康水平。CRF是評估運動耐受力的客觀指標,是高度量化、個體化的運動表現(xiàn);相對于自我報告活動量方式,CRF評估更具科學性,也為高血壓精準運動管理奠定基礎。美國心臟協(xié)會認定CRF為第五臨床生命體征,不僅能預測個體發(fā)生心血管疾病風險,在預測心血管事件不良結(jié)局上也發(fā)揮重要作用。峰值攝氧量/最大攝氧量(peak oxygen consumption,VO2peak/ maximal oxygen uptake,VO2max)、代謝當量(metablic equivalent,MET)、通氣閾(ventilatory threshold,VT)都是CRF的精確指標。其中,VO2max是于評價CRF最常用、最直接的指標,其定義為當機體進行長時間有大量肌肉群參加的劇烈運動、機體氧運輸系統(tǒng)供能和肌肉利用氧的能力達到最高水平時,機體每分鐘所攝取的氧量,單位為ml/(kg·min)。決定VO2max的主要因素包括心血管機能、肺通氣、氣體交換、骨骼肌特征、相關酶活性等。VO2max的測試通常采用心肺運動試驗,隨著運動負荷逐漸增加和時間延長,通過氣體代謝分析儀測得攝氧量也上升,在某一級負荷中,CRF發(fā)揮最大水平時,攝氧量不再增加或趨于平穩(wěn),甚至下降,此時的攝氧量即為VO2max。代謝當量與最大攝氧量的換算公式:1MET=3.5ml/(kg·min)。

CRF與全因死亡率呈負相關,獨立于傳統(tǒng)的心血管病危險因素。一項大型前瞻研究結(jié)果表明,CRF每增加1MET,男性死亡率可降低11%~15%,女性死亡率降低11%~16%。最近研究表明,普通人群CRF每增加1MET,高血壓患病風險降低10%。薈萃分析提示,CRF每增加1MET,心血管病和全因死亡風險分別降低20%和22%。因此要重視CRF在運動評估中的作用,對降低高血壓患者心血管事件發(fā)生率、提高生活質(zhì)量極其重要。但具體何種運動方式對高血壓患者的CRF更為有益,尚未得出一致結(jié)論。本文主要綜述了MICT、HIIT和抗阻運動對CRF的影響,為制定科學運動方案提供參考。

3、MICT對心肺功能的影響

MICT指機體在氧氣供應充足情況下,使儲存的能量主要通過有氧糖酵解進行代謝,一般運動強度為40%~69%VO2max,持續(xù)時間長,主要包括快走、慢跑、騎單車等。MICT提升CRF的機制主要通過兩方面:①增加骨骼肌和心肌內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growthfactors,VEGF),是調(diào)控血管新生的關鍵分子,能促進毛細血管和阻力血管新生,增大組織灌注量,從而增加氧氣供應。②線粒體合成能力的強弱對提高心肺耐力起著至關重要作用,運動增加PGC-1α三種亞型的mRNA表達(PGC1α-a、PGC-1α-b和PGC-1α-c),促進骨骼肌中線粒體生物合成,肌纖維類型向氧化型轉(zhuǎn)化和血管再生,同時加速線粒體自噬,使衰老或質(zhì)量不佳的線粒體降解,提高線粒體整體功能。MICT通過上述機制作用于高血壓患者提高CRF,研究人員也陸續(xù)將焦點著重于臨床研究,為高血壓運動管理提供臨床證據(jù)。因此MICT不僅是高血壓非藥物治療的有效途徑,也可改善高血壓患者的CRF。

雖然MICT具備上述優(yōu)勢,但對血壓正常者影響較小,其降壓效果可能與運動頻率和持續(xù)時間有關。運動形式多樣,認知接受度高,患者可根據(jù)身體狀況和個人偏好選擇,普遍適用于高血壓人群。但MICT無法適用于肢體功能障礙的高血壓患者,此外運動方式單調(diào)枯燥且達到運動療效所需時間長,對工作壓力大的中青年人群存在時間和精力條件限制,導致運動依從性不佳。因此,需根據(jù)不同年齡段高血壓患者的偏好,制定省時高效、時間地點可變性大且融合趣味性特點的運動康復方案。

4、HIIT對心肺功能的影響

HIIT定義為負荷強度≥無氧閾或者最大乳酸穩(wěn)態(tài),并在每兩次訓練間安排不足以充分恢復的靜息或低強度訓練方法。HIIT通過增加心輸出量、改善線粒體功能和肌肉利氧率提高CRF,機制包括四個方面:①長期HIIT可通過激活心肌IGF1-PI3K-Akt信號通路,使心臟發(fā)生生理性肥厚,進而增強心臟功能和儲備能力,心肌收縮能力增強,每搏輸出量增大,增加機體供氧。②HIIT增加AMP依賴蛋白激酶(AMPK),直接磷酸化和激活PGC-1α三種亞型,促進線粒體合成,提高CRF。③HIIT致循環(huán)中的多種組織非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)的轉(zhuǎn)運載體—外泌體顯著增加,運動后的ncRNA表達能參與代謝調(diào)節(jié)和心血管保護,促進骨骼肌代謝相關蛋白MAPK及PGC-1α的表達增加,進而改善機體的代謝,提高CRF。④運動強度的增強導致血液中二氧化碳分壓升高或PH值下降,誘導氧解離曲線左移,促進動脈血中的血紅蛋白與氧氣的低親和力狀態(tài),提高骨骼肌氧利用率以滿足肌肉對氧氣的需求。HIIT給予機體多次重復刺激,相較MICT強度更大,因此HIIT在改善CRF上亦優(yōu)于MICT。

既往HIIT廣泛用于競技體育訓練和研究,近年來其以省時、高效優(yōu)點進入慢性病運動康復領域的視野。但HIIT對血壓與CRF影響缺乏劑量-反應關系研究,需進一步研究適合高血壓患者的HIIT的運動頻率、強度、時間、間歇運動強度和間歇運動時間;若運動強度過大,超過身體的承受能力則會造成心源性猝死、急性心肌梗死和腎功能損傷。因此,建議身體綜合狀況較好的中青年和有運動基礎的高血壓患者,循序漸進進行HIIT,并動態(tài)評估心血管功能;高齡、伴有心腦腎慢性疾病和遺傳性、先天性心臟病的高血壓患者,需謹慎行HIIT。

5、抗阻運動對心肺功能的影響

抗阻運動是在無氧酵解狀態(tài)下進行的運動,指身體克服阻力,通過肌肉收縮達到肌肉增長和力量增加目的,分為等長收縮(肌肉的長度縮短或延長)和等距收縮(靜態(tài)或肌肉長度不變)。目前關于抗阻運動對高血壓患者CRF的機制研究不足,可能與抗阻運動刺激心血管系統(tǒng)使肌肉收縮阻斷血流,產(chǎn)出代謝產(chǎn)物形成酸性環(huán)境,促使肌肉增長、增加肌紅蛋白濃度和心輸出量有關;增加骨骼肌質(zhì)量的總量,即瘦體重,其與VO2max有密切關系。目前研究集中于有氧運動或有氧聯(lián)合抗阻運動對CRF的影響,極少有單一抗阻運動影響CRF的研究。Schroeder等研究表明,每周3次抗阻訓練無法改變高血壓患者的CRF,而有氧運動組和有氧聯(lián)合抗阻訓練組分別CRF改善7.7、4.9mL/ (kg·min)。類似研究也表明,有氧聯(lián)合抗阻運動提升CRF18.2%。Seguro等對高血壓伴糖尿病患者行每周2~3次40min的抗阻運動,結(jié)果證實,抗阻運動可有效降低血壓,提高CRF,改善整體健康水平。

抗阻運動可改善機體整體功能、健康結(jié)局指標和骨骼肌質(zhì)量,與CRF存在相關性。建議高血壓患者在有氧運動基礎上增加漸進性低中強度抗阻運動,但其降壓和提高CRF的效果受到運動強度、重復組數(shù)和持續(xù)時間的影響,應鼓勵患者保持規(guī)律的運動習慣,提高健康感知,運動前后自測血壓了解自身狀態(tài),避免血壓的大幅度升降。此外,考慮抗阻運動實施條件簡單易行,便于身體活動障礙的高血壓患者做低強度的等長握力運動。當然,抗阻運動影響高血壓患者CRF的臨床證據(jù)和機制研究相對缺乏,需進一步針對不同高血壓人群深入研究。

6、存在問題及展望

本文綜述了MICT、HIIT和抗阻運動對高血壓患者CRF的影響,發(fā)現(xiàn)省時高效的HIIT對改善高血壓患者。但是考慮到隨著運動強度的增加,心血管事件發(fā)生風險亦增加。短時中高強度運動導致交感神經(jīng)張力增高,兒茶酚胺增多引起急劇血壓升高,促使心肌高耗氧,誘導已有病變的冠狀動脈段發(fā)生缺血和痙攣,引發(fā)急性心肌梗死;HIIT導致容量衰竭,腎臟濾過率減少,血肌酐和尿素氮升高,呈一過性的腎臟損傷。而長時間高強度運動引起冠狀動脈鈣化,舒張功能不全,心律失常及大動脈壁僵硬度增加,增加心臟負荷,引起急性心肌梗死、主動脈夾層甚至猝死等。因此,對有心血管事件高風險的高血壓人群(老年人、合并明確心血管疾病、2型糖尿病或腎病、有早發(fā)冠心病或其他先天性心臟病家族史),不建議進行高強度運動。

綜上,對于高血壓患者高強度運動臨床指導的安全性仍有爭議;如何針對不同生理狀態(tài)的高血壓患者提供精準、個體化運動康復處方,需要進一步探索。醫(yī)務人員需在評估高血壓患者心血管病風險(心臟結(jié)構(gòu)、冠狀動脈供血、心律失常及心臟功能)前提下,針對不同特征高血壓患者提供最適宜、最優(yōu)的科學運動方案,以達到降低血壓水平和提高CRF的目的。

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