不同強度健身鍛煉對中老年血脂異常人群心肺功能的影響

張培珍，田 野

1.Beijing Sport University，Beijing 100084，China；2.China Institute of Sport Science，Beijing 100061，China.

血脂異常是心血管疾病發(fā)生的主要危險因素［12］，中老年人群則是血脂異常的高發(fā)人群。目前，有關(guān)運動鍛煉對血脂異常人群的心肺功能改善的研究甚少。為了探討血脂異常人群適宜的健身鍛煉強度，本研究選擇血脂異常的高發(fā)人群——中老年人作為研究對象，觀察了不同的健身鍛煉方案實施2個月后心肺功能的變化，探討了不同的健身鍛煉方案對血脂異常人群的心肺功能的改善作用。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象的篩選與分組

1.1.1 研究對象的篩選

在北京市海淀區(qū)隨機選取若干社區(qū)，通過問卷調(diào)查對50～70歲的中老年人進(jìn)行初步篩選，在問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行安靜心電圖、血壓、心率檢測和空腹血糖、血脂檢測，進(jìn)而篩選出符合條件的患有血脂異常的中老年人作為研究對象。

研究對象均符合下列條件：1）血清甘油三酯＞1.70 mmol／L，總膽固醇＞5.20mmol／L（空腹）［7］；2）除血脂異常外沒有其他疾病，收縮壓＜180mmHg，舒張壓＜110 mmHg［8］；3）最近6個月內(nèi)沒有服用過調(diào)節(jié)血脂的藥物以及對脂質(zhì)代謝有影響的藥物；4）女性已經(jīng)絕經(jīng)，并且沒有采用雌激素替代療法。

1.1.2 研究對象的分組

首先采用運動耐量試驗對研究對象的心臟功能（Functional Capacity，F(xiàn).C.）進(jìn)行測定，然后根據(jù)性別、年齡和F.C.，將研究對象隨機分為鍛煉組和對照組（C組）。鍛煉組又按血清總膽固醇（Total Cholesterol，TC）和F.C.進(jìn)行配伍，根據(jù)隨機區(qū)組的原則分為低強度短時間鍛煉組（TLS組）、低強度長時間鍛煉組（TLL組）、中等強度短時間鍛煉組（TMS組）和中等強度長時間鍛煉組（TML組）。

1.2 研究方法

1.2.1 問卷調(diào)查

在北京市海淀區(qū)的若干社區(qū)中，對50～70歲的中老年人進(jìn)行健康狀況和生活方式的問卷調(diào)查。問卷的內(nèi)容包括基本情況、血脂異常及其他疾病的患病情況、日常飲食情況、參加體育鍛煉的基本情況等，根據(jù)問卷調(diào)查的結(jié)果可以獲得研究對象的基本情況，并為研究對象的篩選提供依據(jù)。

1.2.2 測試指標(biāo)及方法

1.2.2.1 形態(tài)指標(biāo)測試

采用電子身高計和電子體重計測量研究對象的身高、體重，測試要求依國民體質(zhì)監(jiān)測要求［1］。

1.2.2.2 安靜心肺功能測試

采用芬蘭產(chǎn)Polar A3型心率遙測儀、血壓計、FCS－10000電子肺活量計測量安靜心率、血壓、肺活量等，測試要求依國民體質(zhì)監(jiān)測要求［1］。

1.2.2.3 定量負(fù)荷后心率測定

定量負(fù)荷試驗采用臺階試驗，登臺階的頻率為25次／min，臺階高度為15cm，相應(yīng)的運動強度是5.0梅脫（METs）。測定臺階試驗后的即刻心率（芬蘭產(chǎn)Polar A3型心率遙測儀）。

1.2.2.4 心臟功能（F.C.）測定

運動耐量試驗采用功率自行車遞增負(fù)荷運動試驗（Graded Exercise Testing，GXT），測定研究對象的心臟功能（F.C.）。GXT方案如下：起始負(fù)荷為30W，女性每級增加15W，男性每級增加30W，每級持續(xù)時間為3min，直到研究對象達(dá)到最大運動負(fù)荷，并記錄完成遞增負(fù)荷運動試驗的時間（GXT時間）。

試驗時同時記錄研究對象的心電圖（美產(chǎn)MAC 1200ST心電圖機）、血壓、心率（芬蘭產(chǎn)Polar A3型心率遙測儀）、RPE（Rating of Perceived Exertion，自覺疲勞程度等級）及主觀感覺的變化。

將運動耐量試驗中最大運動負(fù)荷時相應(yīng)的功率代入ACSM（American College of Sports Medicine，美國運動醫(yī)學(xué)會）計算梅脫值的公式［14］，即可得到研究對象的心臟功能（F.C.）。然后在此基礎(chǔ)上制訂個性化的健身鍛煉方案。

1.2.3 健身鍛煉方案的制訂

在對既往關(guān)于運動改善血脂的研究方案進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，確定了本研究中患有血脂異常的中老年人健身鍛煉的運動強度為50%～70%F.C.。

運動方式為走跑運動。中等強度鍛煉組的運動強度為60%～70%F.C.，低強度鍛煉組的運動強度為50%～60%F.C.，分別以60%～70%F.C.和50%～60%F.C.相應(yīng)的心率作為靶心率來監(jiān)控鍛煉時的運動強度。4個鍛煉組每天運動1次，中等強度、低強度短時間鍛煉組每次的有效運動時間是30min，長時間鍛煉組每次的有效運動時間是60min。運動頻率為每周5天，運動周期為2個月。

研究期間，要求各鍛煉組在按方案鍛煉的同時保持其余的日常行為生活方式不變。對照組則在此期間保持其日常行為生活方式。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

2 研究結(jié)果

2.1 研究對象的基本情況

由于中途退出等原因，研究對象各組情況最終見表1。如表1所示，各組的年齡、體重和身高均無顯著性差異（P＞0.05）。

表1 研究對象的基本情況一覽表Table 1 Basic Characteristic of the Subjects

2.2 實施不同健身鍛煉方案后血脂異常人群心血管功能的變化

如表2所示，不同健身鍛煉方案實施2個月后，4個鍛煉組的HR、定量負(fù)荷后HR都有不同程度地下降，但僅TLS組和TLL組的HR、定量負(fù)荷后HP的下降具有顯著性（P＜0.05，P＜0.01），而且 TLS組和 TLL組的 HR、定量負(fù)荷后HR的變化與對照組相比具有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）。SBP各鍛煉組都有不同程度地下降，其中，TLS組和TLL組的SBP較2個月前顯著降低（P＜0.05，P＜0.01）；DBP各鍛煉組都沒有顯著性變化（P＞0.05）。4個鍛煉組的GXT時間和F.C.均有不同程度地改變，其中，TML組的GXT時間和F.C.較2個月前顯著增加（P＜0.05），且其變化與對照組相比具有顯著性差異（P＜0.05）。2個月前后C組的上述指標(biāo)都沒有明顯改變（P＞0.05）。

表2 本研究受試者實施不同健身鍛煉方案2個月后心血管功能的變化一覽表Table 2 Changes in Cardiovascular Function after Different Exercise Projects

2.3 實施不同健身鍛煉方案后血脂異常人群肺活量的變化

如表3所示，不同健身鍛煉方案實施2個月后，無論是TLS、TLL組，還是TMS、TML組，肺活量都較鍛煉前顯著增加（P＜0.05，P＜0.01）。C組的肺活量在2個月前后均無明顯改變（P＞0.05）。

表3 本研究受試者實施不同健身鍛煉方案2個月后肺活量的變化一覽表Table 3 Changes in Vital Capacity after Different Exercise Projects of Two Months

3 分析與討論

3.1 不同健身鍛煉方案對血脂異常人群心血管功能影響

3.1.1 不同健身鍛煉方案對血脂異常人群心臟功能（F.C.）的影響

心臟功能（Functional Capacity，F(xiàn).C.）指的是機體在盡力活動時，所能達(dá)到的最大梅脫值（Metabolic Equivalent of Energy，MET），也就是在有氧范圍內(nèi)，機體所能完成的最大強度活動相應(yīng)的梅脫值［5］。心臟功能是反映有氧工作能力和心肺功能的綜合指標(biāo)。對一般健康人而言，最大攝氧量（˙VO2max）相應(yīng)的梅脫值就是其心臟功能的水平。所以，機體心臟功能水平的變化實質(zhì)上可以反映最大攝氧量水平的變化。成年以后，最大攝氧量隨著增齡而下降，一般年齡每增長10歲，最大攝氧量大約下降10%左右。但是，經(jīng)常堅持規(guī)律性地運動鍛煉能夠明顯對抗伴隨年齡增長而發(fā)生的最大攝氧量的下降，維持甚至增加最大攝氧量。

本研究中的運動耐量試驗采用功率自行車進(jìn)行遞增負(fù)荷運動試驗（Graded Exercise Testing，GXT），測試了不同的健身鍛煉方案實施2個月后，血脂異常人群GXT時間和F.C.的變化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中等強度長時間的走跑鍛煉2個月后，血脂異常鍛煉者的GXT時間明顯增加（P＜0.05），F(xiàn).C.水平顯著升高（P＜0.05），同時，GXT時間和F.C.的變化與對照組相比具有顯著性差異（P＜0.05）；而低強度的走跑鍛煉2個月后，血脂異常鍛煉者的GXT時間和F.C.都沒有顯著性變化（P＞0.05）。對照組的上述指標(biāo)在2個月前后都沒有明顯變化（P＞0.05）。這一研究結(jié)果表明，中等強度長時間的走跑鍛煉能夠提高血脂異常人群的心臟功能，而低強度的走跑鍛煉則有利于保持血脂異常人群的心臟功能，使之不致下降。也就是說，中等強度長時間的走跑鍛煉有利于提高血脂異常人群有氧工作能力和心臟功能，低強度的走跑鍛煉則有利于血脂異常人群的有氧工作能力和心臟功能的保持。Hagberg等人［11］以高血壓人群為對象進(jìn)行的研究也獲得了類似的結(jié)果。高血壓人群以53%˙VO2max強度進(jìn)行耐力性運動訓(xùn)練9個月后，最大攝氧量沒有明顯改善；但是，以73%˙VO2max強度進(jìn)行耐力性運動訓(xùn)練9個月后，高血壓人群的最大攝氧量顯著增加（P＜0.05）。

3.1.2 不同健身鍛煉方案對血脂異常人群血壓的影響

血脂異常和高血壓都是心血管疾病的危險因素。二者之間又相互影響，研究顯示，血脂異常能夠促進(jìn)高血壓的發(fā)生發(fā)展［13］。血脂異常能夠使動脈血管內(nèi)皮功能受損，由于動脈血管的收縮性在很大程度上是受血管內(nèi)皮功能的調(diào)節(jié)，因而血脂異常能夠通過影響血管內(nèi)皮的調(diào)節(jié)功能，進(jìn)而影響動脈的擴(kuò)張性（彈性），從而促進(jìn)高血壓的發(fā)生發(fā)展［6］。

目前有關(guān)研究認(rèn)為，血脂異常對血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的損害，主要的途經(jīng)是通過氧化低密度脂蛋白（oxidized LDL，ox－LDL），減少了血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放前列腺素I2（Prostaglandin I2，PGI2）和一氧化氮（Nitric Oxide，NO）等舒血管物質(zhì)，同時增加釋放血栓素A2（Thromboxane A2，TXA2）和內(nèi)皮素1（Endothelin 1，ET－1）等縮血管物質(zhì)［3］。一氧化氮水平下降和內(nèi)皮素1水平升高，與血壓的增高有著直接的關(guān)系。Chin等［9］的研究發(fā)現(xiàn)，氧化低密度脂蛋白可以濃度依賴性地抑制內(nèi)皮源性舒血管因子（Endothelium－derived Relaxing Factor，EDRF）的活性，有效地阻斷一氧化氮刺激的環(huán)磷酸鳥苷聚積效應(yīng)，降低一氧化氮的活性。因而，血脂異?？赡苁峭ㄟ^血管內(nèi)皮調(diào)節(jié)這一環(huán)節(jié)，降低了動脈的順應(yīng)性及彈性。

血管緊張素II（Angiotensin II，Ang II）的作用是收縮小動脈的平滑肌，使外周血管的阻力增加；刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌醛固酮，引起水鈉潴留，是導(dǎo)致高血壓發(fā)生并使高血壓持續(xù)存在的重要機制。Vuagnat等［15］的研究觀察了注射血管緊張素II對血壓的影響，發(fā)現(xiàn)，血液膽固醇濃度，尤其是低密度脂蛋白膽固醇（Low Density Lipoprotein Cholesterol，LDL－C）濃度與血管緊張素II注射后收縮壓（r＝0.24，P＜0.01）和舒張壓（r＝0.23，P＜0.01）的升高幅度呈正相關(guān)。Vuagnat等認(rèn)為，血管緊張素II的升血壓作用，在很大程度上受血液膽固醇濃度特別是低密度脂蛋白膽固醇濃度的影響，因而強調(diào)血脂水平也是影響血壓調(diào)節(jié)的重要因素之一。

此外，患有血脂異常的人，血液中的低密度脂蛋白、乳糜微粒等脂蛋白增多，致使血液的粘稠度增高，血液流動的阻力增大，也會導(dǎo)致血壓升高。

研究表明，如果血脂異常和高血壓同時存在，那么發(fā)生冠心病的危險性將會大大增加。根據(jù)著名的弗萊明漢心臟研究［16］（Framingham Heart Study，F(xiàn)HS）的 結(jié) 果，以 1名50歲的男性為例，如果他的收縮壓為120mmHg，舒張壓為80mmHg，血液TC（Total Cholesterol，總膽固醇）的濃度為4.65mmol／L（180mg／dl），HDL－C（High Density Lipoprotein Cholesterol，高密度脂蛋白膽固醇）的濃度為1.17 mmol／L（45mg／dl），那么，10年內(nèi)他發(fā)生冠心病的危險性是6%；如果他的收縮壓為160mmHg，舒張壓為90mmHg（患有高血壓），那么，10年內(nèi)他發(fā)生冠心病的危險性將升高到11%；如果他的血液TC的濃度為6.22mmol／L（240 mg／dl），HDL－C的濃度為0.78mmol／L（30mg／dl）（患有血脂異常），這時，10年內(nèi)他發(fā)生冠心病的危險性將升高到14%；但是，如果他同時患有高血壓和血脂異常，則10年內(nèi)發(fā)生冠心病的危險性將升高到27%。因此，將血脂異常人群的血壓降低，對于血脂異常人群而言具有重要的意義。

本研究中，不同的健身鍛煉方案實施2個月后，低、中強度短時間和長時間走跑鍛煉組在安靜狀態(tài)下的收縮壓均有不同程度地下降，其中，低強度短時間鍛煉組和低強度長時間鍛煉組安靜狀態(tài)下的收縮壓較鍛煉前顯著降低（P＜0.05）；各鍛煉組安靜狀態(tài)下的舒張壓都沒有顯著性改變（P＞0.05）。對照組安靜狀態(tài)下的收縮壓、舒張壓都沒有顯著性變化（P＞0.05）。這一研究結(jié)果表明，就降低血脂異常人群安靜狀態(tài)下的收縮壓而言，低強度的走跑鍛煉具有良好的效果。

既往大多數(shù)的流行病學(xué)橫斷面調(diào)查結(jié)果表明，經(jīng)常參加運動的人，他們的血壓要低于靜坐少動的人。在有關(guān)耐力性運動訓(xùn)練對高血壓治療效果的研究中［11］，76%的高血壓患者的收縮壓平均下降了11mmHg，81%的高血壓患者的舒張壓平均下降了8mmHg，而且，在參加耐力性運動訓(xùn)練1～10周內(nèi)，高血壓患者的收縮壓和舒張壓就有明顯下降，收縮壓在10周以后仍然繼續(xù)下降，舒張壓則在此后保持穩(wěn)定；低強度的耐力性運動訓(xùn)練就能夠起到有效地降低血壓的作用。Hagberg等［10］的研究表明，高血壓患者以53%˙VO2max強度（低強度）進(jìn)行耐力性運動訓(xùn)練9個月后，收縮壓的下降幅度明顯大于以73%˙VO2max強度進(jìn)行耐力性運動訓(xùn)練的高血壓患者，但是，舒張壓的下降并沒有差別。本研究的結(jié)果顯示，無論是低強度短時間走跑鍛煉，還是低強度長時間走跑鍛煉，不僅可以有效改善血脂異常人群的血脂水平，同時能夠使血脂異常人群的安靜收縮壓發(fā)生有益性改變，這對于降低血脂異常人群的心血管疾病危險性具有重要的意義。

3.1.3 不同健身鍛煉方案對血脂異常人群心率的影響

心率是反映心血管功能的指標(biāo)之一。本研究也觀察了不同健身鍛煉方案實施前后血脂異常人群安靜心率、定量負(fù)荷運動（5.0METs）后心率的變化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的健身鍛煉方案實施2個月后，低強度和中等強度走跑鍛煉組的定量負(fù)荷后心率和安靜心率均有不同程度地下降，其中，低強度短時間和低強度長時間走跑鍛煉組的心率下降具有顯著性（P＜0.05）；而且，低強度走跑鍛煉組的定量負(fù)荷后心率和安靜心率的變化與對照組相比較具有顯著性差異（P＜0.05）。對照組的定量負(fù)荷后心率和安靜心率在2個月前后均無顯著改變（P＞0.05）。這一研究結(jié)果表明，低強度的走跑鍛煉對于改善血脂異常人群的安靜心率和定量負(fù)荷后心率也具有良好的作用，可以使心臟的泵血功能增強，安靜狀態(tài)下和運動時的每搏輸出量增加，表現(xiàn)為安靜心率和定量負(fù)荷后心率的降低。隨著血脂異常人群安靜心率和定量負(fù)荷后心率的降低，心肌的工作時間相對縮短，休息時間則相對延長；同時，心臟的舒張期延長，冠狀動脈的血流灌注量增加，有利于安靜時和運動中心肌血液供應(yīng)的改善。血脂異常人群的心臟泵血功能增強，每搏輸出量增加，血流速度較快，有利于減少膽固醇在動脈血管壁上的沉積，預(yù)防或減輕動脈粥樣硬化，進(jìn)而降低血脂異常人群發(fā)生心血管疾病的危險性。

3.2 不同健身鍛煉方案對血脂異常人群肺活量的影響

肺活量是指一次最大深吸氣之后，再盡最大能力呼氣，所能呼出的最大氣體量。它反映了肺的容積及肺的擴(kuò)張能力。隨著年齡的增長，機體呼吸系統(tǒng)的功能逐漸減退，肺逐漸萎縮變小，肺的彈性降低、順應(yīng)性明顯下降，胸廓的活動度減小，再加上呼吸肌萎縮和肺彈性回縮力減弱，共同導(dǎo)致肺活量減小，殘氣量增多。研究顯示，肺活量是隨著增齡而逐漸減少的，一個人在30～80歲之間大約減少50%，每年平均減少約0.6%，每增長1歲，肺活量約降低20～50ml［4］。經(jīng)常參加規(guī)律性地運動鍛煉有助于延緩機體隨著增齡而出現(xiàn)的呼吸系統(tǒng)的功能減退，促進(jìn)肺活量的改善。

本研究中，不同的健身鍛煉方案實施2個月后，不論是低強度的走跑鍛煉，還是中等強度的走跑鍛煉，各鍛煉組的肺活量都較鍛煉前顯著升高（P＜0.05），但對照組的肺活量在2個月前后沒有顯著性變化（P＞0.05）。這說明，中、低強度的走跑鍛煉都可以起到有效地改善血脂異常人群的肺活量的作用。走跑鍛煉時，由于呼吸深度的加大和呼吸頻率的加快，使呼吸肌得到了鍛煉，呼吸肌的力量增強，肺的彈性加大，胸廓的活動度增加，因而肺活量增大。這一研究結(jié)果表明，走跑鍛煉能夠減緩血脂異常人群隨著增齡而發(fā)生的呼吸系統(tǒng)的功能減退，增強機體的攝氧能力，進(jìn)而改善大腦、心臟及其他器官的氧氣供應(yīng)，促進(jìn)全身各個系統(tǒng)功能的改善和提高。

本研究結(jié)果顯示，走跑鍛煉能夠有效地改善血脂異常人群的心肺功能。就心血管功能的改善而言，低強度的走跑鍛煉具有良好地改善安靜狀態(tài)下心率和收縮壓的作用。中等強度長時間的走跑鍛煉有利于提高血脂異常人群的心臟功能；而低強度的走跑鍛煉則有助于血脂異常人群心臟功能的保持，減緩伴隨增齡而發(fā)生的心臟功能的下降。無論是低強度還是中等強度的走跑鍛煉，都能夠顯著增加血脂異常人群的肺活量。鍛煉引起的心肺功能的改善將大大提高血脂異常人群的生活質(zhì)量。

4 結(jié)論

綜上所述，不同的健身鍛煉方案實施后，中老年血脂異常人群的心血管功能在不同程度上得到了改善：60%～70%F.C.強度的走跑鍛煉有利于提高血脂異常人群的心臟功能；50%～60%F.C.強度的走跑鍛煉能夠降低血脂異常人群的安靜心率、定量負(fù)荷后心率和收縮壓，有利于血脂異常人群心臟功能的保持。這提示，不同強度的走跑鍛煉對血脂異常人群的心血管功能的影響不同。60%～70%F.C.和50%～60%F.C.強度的走跑鍛煉都可以增加血脂異常人群的肺活量。

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