高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練應(yīng)用于慢性心力衰竭患者的研究現(xiàn)狀

心力衰竭(heart failure, HF)簡(jiǎn)稱心衰，是一種表現(xiàn)為心室射血功能和(或)充盈功能受損的臨床綜合征。近年來心臟再同步化治療、植入式心臟復(fù)律除顫器得到更廣泛的應(yīng)用

，但是心衰的發(fā)病率與死亡率隨著人口老齡化的發(fā)展仍持續(xù)升高

，部分患者尚需輔以非藥物手段來達(dá)到更佳的治療效果

。2013年，美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)基金會(huì)、美國(guó)心臟學(xué)會(huì)建議穩(wěn)定的慢性心力衰竭(chronic heart failure, CHF)患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

，運(yùn)動(dòng)方案多以中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練(moderate-intensity continuous training, MICT)為基礎(chǔ)，其療效得到臨床研究的證實(shí)

。近年來更多證據(jù)表明高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high-intensity interval training, HIIT)相比于MICT具有一定優(yōu)勢(shì)

。因此，HIIT對(duì)于CHF患者是否為最優(yōu)康復(fù)方案值得探討。本文對(duì)HIIT應(yīng)用于CHF患者心臟康復(fù)中的發(fā)展、作用機(jī)制、應(yīng)用及治療可行性進(jìn)行綜述。

(1)網(wǎng)絡(luò)密度(density)：網(wǎng)絡(luò)密度是衡量旅游經(jīng)濟(jì)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的緊密程度，用網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際存在的關(guān)系數(shù)量與理論可能存在的關(guān)系數(shù)量的比值表示。其取值范圍為[0，1]，密度值越大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)育越完備，各節(jié)點(diǎn)間旅游經(jīng)濟(jì)聯(lián)系越密切。

1 概述及發(fā)展

1.1 概述 HIIT是指反復(fù)多次、每次持續(xù)時(shí)間短的高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，每組高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)被短暫的較低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或休息期間隔

。目前研究中CHF患者HIIT方案的訓(xùn)練強(qiáng)度多大于75%最大耗氧量，間歇期為靜止性休息或中低等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)期和間歇期持續(xù)時(shí)間從20s到數(shù)分鐘不等，頻率多采用3次/周，訓(xùn)練周期一般為3～16周。HIIT的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度接近運(yùn)動(dòng)者的最大能力，單次運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間較短，機(jī)體達(dá)到高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的累積時(shí)間較長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的累積有氧刺激較強(qiáng)

。

1.2 發(fā)展歷程 間歇性跑步及步行方案首先在19世紀(jì)被提出

，后來作為運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練方式得到普及，但對(duì)心衰患者來說仍被視為禁忌

。1990年Meyer等

將HIIT應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈旁路搭橋術(shù)患者術(shù)后康復(fù)中，開啟了HIIT在心臟康復(fù)中的應(yīng)用。HIIT與MICT訓(xùn)練的區(qū)別在于，MICT的訓(xùn)練強(qiáng)度一般小于75%最大耗氧量，存在持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)模式單一等局限性；而HIIT能讓患者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度短時(shí)內(nèi)達(dá)到高水平，患者通過間歇期恢復(fù)，不易產(chǎn)生疲勞、更易堅(jiān)持，HIIT的總運(yùn)動(dòng)刺激更大，最短獲益周期為6周

，且在改善心臟功能及有氧能力等方面使CHF患者獲益更多

。因此，對(duì)于CHF患者而言，HIIT作為一種依從性好、運(yùn)動(dòng)時(shí)效性高、獲益周期短的訓(xùn)練方式逐漸得到應(yīng)用。近期研究表明，根據(jù)臨床特征進(jìn)行個(gè)性化HIIT運(yùn)動(dòng)處方制定或改良HIIT運(yùn)動(dòng)模式均能達(dá)到良好療效，并增加了訓(xùn)練挑戰(zhàn)性和趣味性

。

2 HIIT在心力衰竭康復(fù)的作用機(jī)制

2.1 改善骨骼肌的功能 骨骼肌的纖維總量與類型、線粒體含量與功能在機(jī)體攝取、利用能量底物的環(huán)節(jié)起決定作用，與運(yùn)動(dòng)耐力密切相關(guān)

。HIIT使CHF患者肌肉得到更長(zhǎng)更多的刺激，誘導(dǎo)骨骼肌產(chǎn)生適應(yīng)性變化從而改善因骨骼肌功能障礙引起的肌肉耐力下降和疲勞感。其生理機(jī)制在于改善骨骼肌的結(jié)構(gòu)和功能：結(jié)構(gòu)方面改善骨骼肌的萎縮狀態(tài)，表現(xiàn)為增加骨骼肌總纖維數(shù)量和降低IIb型肌纖維比例，進(jìn)而有效增加運(yùn)動(dòng)耐力、減少疲勞感

；功能方面改善骨骼肌的氧化狀態(tài)，提高線粒體功能和骨骼肌對(duì)能源物質(zhì)的利用效率，表現(xiàn)為上調(diào)機(jī)體的過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγ coactivator-1α，PGC-1α)、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及氧化應(yīng)激通路基因表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)線粒體的生物發(fā)生和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，提高骨骼肌攝氧能力，進(jìn)而提高患者的有氧運(yùn)動(dòng)能力

。

2.2 改善心肌細(xì)線粒體功能 Vettor等

的研究發(fā)現(xiàn)HIIT可增加小鼠心肌線粒體轉(zhuǎn)錄因子A的表達(dá)，提高線粒體的合成能力。Jiang等

探究了HIIT對(duì)心肌梗死后大鼠心肌線粒體的保護(hù)作用，結(jié)果顯示HIIT通過抑制氨基末端激酶P53信號(hào)通路并提高PGC-1α的表達(dá)水平，阻止線粒體的病理進(jìn)程，恢復(fù)線粒體功能進(jìn)而改善心功能。

2.3 改善血管內(nèi)皮功能 血管內(nèi)皮功能障礙與CHF患者心肌灌注受損、心功能不全相關(guān)。研究表明，CHF患者在HIIT訓(xùn)練后血管內(nèi)皮依賴性舒張功能(flow-mediated dilatation，F(xiàn)MD)明顯改善。FMD由一氧化氮(nitric oxide，NO)的生物利用度調(diào)節(jié)，HIIT能通過增加NO的生物利用度提高FMD

。研究發(fā)現(xiàn)HIIT可強(qiáng)化P13K(p110α)和Akt信號(hào)通路，通過提高磷酸化糖原合成酶激酶、NO合成酶活性改善內(nèi)皮功能與心功能

。

3.4 改善生活質(zhì)量 Wisl?ff等

指出HIIT使CHF患者M(jìn)acNew心臟疾病健康相關(guān)生活質(zhì)量問卷得分明顯改善，效果優(yōu)于MICT，另外幾項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)HIIT使心衰患者的明尼蘇達(dá)生活質(zhì)量表(Minnesota living with heart failure questionnaire, MLHFQ)得分明顯提高，提示HIIT在改善生活質(zhì)量方面存在優(yōu)勢(shì)

。而一項(xiàng)納入13項(xiàng)研究共411例患者的薈萃分析提示HIIT在改善生活質(zhì)量方面不優(yōu)于MICT

，這可能與不同研究使用的量表差異性、納入使用相同量表的研究數(shù)量不足有關(guān)。HIIT改善生活質(zhì)量方面的優(yōu)勢(shì)仍存在爭(zhēng)議，有待更精確的定量分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

3 HIIT在心力衰竭康復(fù)的應(yīng)用

3.2 改善心肺儲(chǔ)備功能 多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)HIIT相較于MICT使CHF患者的峰值攝氧量(peak oxygen uptake, VO2peak)升高更顯著

。Haykowsky等

納入7項(xiàng)研究共168例患者的薈萃分析結(jié)果顯示HIIT改善HFrEF患者的VO2peak明顯優(yōu)于MICT。Freyssin等

納入26名CHF患者的研究發(fā)現(xiàn)HIIT組患者訓(xùn)練后VO2peak、6min步行距離顯著優(yōu)于MICT組，反映HIIT改善心肺儲(chǔ)備功能方面的優(yōu)勢(shì)。另一項(xiàng)納入13項(xiàng)研究共411例HFrEF患者的薈萃分析結(jié)果亦顯示HIIT訓(xùn)練改善VO2peak的效果優(yōu)于MICT

，但這種優(yōu)勢(shì)在等熱量訓(xùn)練方案的亞組分析中消失了，2020年ESC心血管疾病患者運(yùn)動(dòng)心臟病學(xué)和運(yùn)動(dòng)指南對(duì)此指出，對(duì)于希望恢復(fù)高強(qiáng)度有氧和混合耐力運(yùn)動(dòng)的低風(fēng)險(xiǎn)穩(wěn)定患者，可以考慮開始進(jìn)行HIIT方案(Ⅱb級(jí)推薦，C級(jí)證據(jù))

。另一項(xiàng)納入180名CHF患者的多中心臨床研究表明，HIIT和MICT均可改善VO2peak，兩組比較無明顯差異

，得出此結(jié)果主要考慮訓(xùn)練時(shí)間及周期較長(zhǎng)導(dǎo)致患者依從性下降等因素所致。HIIT的優(yōu)勢(shì)仍需更多大型隨機(jī)對(duì)照研究驗(yàn)證。

3.1 改善心臟功能 研究發(fā)現(xiàn)，HIIT使CHF患者左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)明顯提高，左室舒張末期容積和收縮末期容積明顯降低(

<0.02)，而MICT組患者無明顯變化，提示HIIT改善心臟收縮和舒張功能相較于MICT存在顯著優(yōu)勢(shì)

。Tomczak等

的研究表示CHF患者進(jìn)行HIIT后左室收縮末期容積減少6%、二尖瓣環(huán)收縮速度增加21%、LVEF增加2.4%，提示HIIT對(duì)心衰患者訓(xùn)練后的短期心室功能產(chǎn)生有益作用。一項(xiàng)納入7項(xiàng)研究共119例心衰患者的薈萃分析提示，HIIT在改善LVEF方面優(yōu)于MICT

。另一項(xiàng)納入120例心衰患者的隨機(jī)對(duì)照研究也顯示，應(yīng)用改良的HIIT相比于MICT在改善LVEF方面有明顯優(yōu)勢(shì)

。一項(xiàng)薈萃分析納入18項(xiàng)研究共701例射血分?jǐn)?shù)降低的心衰(heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF)患者，其中HIIT組相比于對(duì)照組的LVEF提高更顯著，但與MICT組相比沒有差異

。一項(xiàng)納入261例心衰患者的多中心臨床研究(SMARTEX-HF)發(fā)現(xiàn)HIIT改善左室舒張末期內(nèi)徑優(yōu)于進(jìn)行體育鍛煉建議的對(duì)照組(

=0.02)但不優(yōu)于MICT組

。這兩項(xiàng)研究結(jié)果均未體現(xiàn)HIIT的優(yōu)勢(shì)，可能原因在于患者進(jìn)行HIIT時(shí)訓(xùn)練強(qiáng)度不足，SMARTEX-HF研究中51%的HIIT組患者運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低于規(guī)定值，80%的MICT組患者運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度高于規(guī)定值，兩組間訓(xùn)練強(qiáng)度差異的縮小會(huì)掩蓋HIIT改善心功能的優(yōu)勢(shì)；此外，MICT的療效主要體現(xiàn)在訓(xùn)練6個(gè)月之后，而HIIT不超過3個(gè)月。綜上兩個(gè)因素可以說明訓(xùn)練強(qiáng)度在HIIT改善心功能中起關(guān)鍵作用；若期望在短期內(nèi)改善心功能，HIIT是更優(yōu)選的方案。

3.3 改善自主神經(jīng)功能 Guiraud等

發(fā)現(xiàn)CHF患者進(jìn)行HIIT訓(xùn)練后心率顯著降低、室性早搏發(fā)生減少，心率變異性(heart rate variability, HRV)分析結(jié)果中規(guī)一化的高頻段功率(normalized high-frequency power, HFnu%)明顯提高，與MICT組及對(duì)照組相比存在優(yōu)勢(shì)，Besnier等

的研究結(jié)果也顯示HIIT使患者HFnu%明顯增高，而MICT組患者無明顯改善，提示HIIT在改善心率變異性、提高自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能方面優(yōu)于MICT。

式(15)將狀態(tài)向量XL的15維狀態(tài)簡(jiǎn)寫成5維,給出了當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系中的力學(xué)編排方程,Wr、Wv、WR均為白噪聲向量。這個(gè)導(dǎo)航方程的輸出包括地理坐標(biāo)(φ,λ,h)、速度(ve,vn,vu)和姿態(tài)角信息(翻滾角γ,俯仰角p,航向角y)。

第四象限包括“8”、“10”、“11”、“14”和“19”共5個(gè)感知指標(biāo)。游客對(duì)這5個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)低于重要性感知得分的總體均值，但高于滿意度感知得分的總體均值，表明這些指標(biāo)在游客心中期望值不高但得到了認(rèn)可。所以，青秀山現(xiàn)階段可以維持在潔手設(shè)備、照明、外觀、裝飾等方面的管理和建設(shè)，合理配置資源進(jìn)行第二象限和第三象限的項(xiàng)目改進(jìn)。

4 HIIT在心力衰竭康復(fù)的治療可行性

4.1 安全性 HIIT應(yīng)用于CHF的研究均未出現(xiàn)肌鈣蛋白T升高、心律失常、血壓異常、心衰癥狀加重等報(bào)道

。在一項(xiàng)納入了261例患者的研究中發(fā)現(xiàn)了與運(yùn)動(dòng)不直接相關(guān)3例不良事件

；一項(xiàng)納入254例患者的研究中HIIT組發(fā)生3例嚴(yán)重不良事件，但與MICT組及常規(guī)運(yùn)動(dòng)組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

。不良事件的出現(xiàn)提示選擇HIIT訓(xùn)練時(shí)機(jī)及評(píng)估的重要性。癥狀未得到控制、心功能分級(jí)IV級(jí)的患者進(jìn)行的任何運(yùn)動(dòng)均被視為禁忌。CHF患者在進(jìn)行HIIT前應(yīng)嚴(yán)格排除訓(xùn)練禁忌癥，通過心臟超聲、心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)等評(píng)估確?；颊叩倪\(yùn)動(dòng)耐受性，控制心衰危險(xiǎn)因素、預(yù)先優(yōu)化心衰治療(包括必要的裝置植入)。全運(yùn)動(dòng)過程監(jiān)導(dǎo)是必要的，在出現(xiàn)癥狀時(shí)及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方案或適時(shí)終止訓(xùn)練

。

2007—2017年世界鋸材出口額排名前5位的國(guó)家包括加拿大、瑞典、美國(guó)、俄羅斯和德國(guó)、奧地利和芬蘭，2007年依次為加拿大、瑞典、美國(guó)、俄羅斯和德國(guó)，2017年為加拿大、美國(guó)、俄羅斯、瑞典和德國(guó)。加拿大始終居第1位，世界占比2007年達(dá)到29%，其余年份均高于15%;瑞典在2007—2013居第2，在2014—2015年居第3或第4位;俄羅斯在2007年居第4，之后穩(wěn)居第3，且市場(chǎng)份額有上升態(tài)勢(shì)，在2014——2016年排名第2;德國(guó)、美國(guó)也是重要的鋸材出口國(guó)，近10年來其份額一直保持在前5;奧地利和芬蘭則在個(gè)別年份進(jìn)入前5。

4.2 依從性 多項(xiàng)研究表明，心臟疾病患者能很好的耐受康復(fù)治療中應(yīng)用的HIIT訓(xùn)練

。相較于MICT，患者更傾向于選擇HIIT，這可能與患者進(jìn)行HIIT訓(xùn)練時(shí)主觀疲勞感覺(rating of perceived exertion，RPE)評(píng)分更低有關(guān)，即HIIT通過改善CHF患者呼吸困難狀況增加患者的依從性

。Normandin等

納入20例HFrEF患者的研究中，HIIT組患者的訓(xùn)練完成度比MICT組更高，這與Papathanasiou等

的研究結(jié)果一致。此外，盡管HIIT訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)輸出功率更大，但是HIIT組患者運(yùn)動(dòng)后的RPE得分并不高于MICT組，提示HIIT是一項(xiàng)高效的運(yùn)動(dòng)方式，且患者具有很好的耐受性和依從性

。

5 小結(jié)

多項(xiàng)研究證實(shí)HIIT可以改善CHF患者的心功能、逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)，提高心肺儲(chǔ)備功能、生活質(zhì)量并調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)功能，具有良好的依從性和安全性。目前在心衰患者中應(yīng)用HIIT與MICT的優(yōu)劣尚無定論，HIIT的優(yōu)勢(shì)仍需大型隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)一步驗(yàn)證。值得注意的是，為CHF患者進(jìn)行HIIT運(yùn)動(dòng)處方制定時(shí)，需充分考慮患者的實(shí)際情況選擇搭配不同的間歇時(shí)間、間歇方式、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及運(yùn)動(dòng)方式，為患者制定科學(xué)、個(gè)性化的最適運(yùn)動(dòng)方案。

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