老年人心力衰竭和運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展

謝恩禮 江 雷

(安徽建筑大學(xué),安徽 合肥 230022)

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老年人心力衰竭和運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展

謝恩禮 江 雷

(安徽建筑大學(xué),安徽 合肥 230022)

心力衰竭；衰老；運(yùn)動(dòng)功能

心力衰竭(HF)的易感因素主要是老年人群體和傳統(tǒng)的心血管風(fēng)險(xiǎn)較高的疾病，如高血壓、高血脂和老年2型糖尿病等〔1，2〕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球人口HF發(fā)病率約為0.3%～2%，而老年人(>65歲)約高達(dá)10%；每年HF發(fā)病率大概是0.1%～0.5%，45歲后相關(guān)疾病發(fā)病率每年加倍出現(xiàn)〔3〕。在老年人群中很難把HF的癥狀和體征與人類自然衰老過程區(qū)分開來。為延遲老年人身體功能的消退，運(yùn)動(dòng)一直被推薦為增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力和維護(hù)身體健康的一種手段。本文主要探討運(yùn)動(dòng)鍛煉后身體的動(dòng)態(tài)變化，尤其是HF老年患者，并分析HF的臨床評估和老年人功能能力的關(guān)系。

1 HF的含義與臨床特點(diǎn)

HF通常被定義為在一定條件下心臟無法泵出足夠的血以滿足身體的需要。它的癥狀和體征主要有兩種：肺循環(huán)紊亂的后果和腎素血管緊張素系統(tǒng)變化的結(jié)果。左心室(LV)相關(guān)的臨床表現(xiàn)：呼吸困難(伴隨相關(guān)的呼吸窘迫)、支氣管痙攣和咳嗽，這些特征出現(xiàn)在肺血管外空間流體體積增加之前。陣發(fā)性夜間呼吸困難是LV衰竭的一種特殊表現(xiàn)，患者在夜間睡眠時(shí)身體呈水平姿勢，血管外液會聚集在肺部。盡管事實(shí)上，呼吸窘迫是HF的主要特征，很顯然通氣異常沒有限制大多數(shù)患者的最大運(yùn)動(dòng)能力，呼吸儲備仍然很高，動(dòng)脈缺氧一般也不會發(fā)生。通氣閾發(fā)生在早期逐步運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中，全身和局部靜脈飽和度最小，最大攝氧量每次都很平穩(wěn)，可以看出所有這些顯示是循環(huán)而不是肺限制〔4〕。在右心房衰竭時(shí)，右心房和下腔靜脈的靜水壓力會增加，這種肺微循環(huán)的靜水壓力不會影響LV衰竭；同時(shí)，這種呼吸道癥狀也不會在右心室衰竭中顯示。然而，氣道血管外液和肺穩(wěn)態(tài)也取決于肺有效的淋巴引流。頸外靜脈密切聯(lián)系淋巴管的泵壓大概170 mmHg。因此，當(dāng)泵壓超過頸外靜脈，肺淋巴引流很有可能會受損，從而導(dǎo)致血管外流體體積的增加和呼吸道疾病癥狀的出現(xiàn)〔5〕。

HF第二部分是心輸出量的還原活性。交感神經(jīng)系統(tǒng)被激活，表現(xiàn)為血管張力的增強(qiáng)，也有腎功能并發(fā)變異誘發(fā)鈉水潴留。后者自然反應(yīng)是腎灌注還原液量的增加。因此，目前HF管理方法遵循的理論基礎(chǔ)是血管張力降低和腎素血管緊張系統(tǒng)受到干擾。適當(dāng)?shù)那闆r下，可以使用正性肌力藥物；而且，控制血管緊張系統(tǒng)激活的另一效應(yīng)是對尼克酰胺嘌呤二核苷酸氧化酶的刺激，從而導(dǎo)致活性氧化物種的產(chǎn)生。后者降低了一氧化氮(NO)的療效，反過來導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。NO作為一種血管舒張流體依賴的重要介質(zhì)，它的釋放是由于運(yùn)動(dòng)鍛煉促進(jìn)個(gè)人健康效益刺激引起的，而在HF患者出現(xiàn)有所減緩。

2 功能能力是影響老年人HF的決定因素

2.1 心臟 老化(特別是沒有危險(xiǎn)因素)與心臟重構(gòu)相聯(lián)系，其特點(diǎn)表現(xiàn)為：①增加LV壁厚；②降低LV尺寸；③增加縮短分?jǐn)?shù)。性別、身體質(zhì)量指數(shù)、血壓指數(shù)、高血壓的治療與LV尺寸和壁厚密切聯(lián)系。婦女和糖尿病病人隨著年齡增長，LV壁厚增加比較明顯?；加刑悄虿』蚋哐獕旱牟∪耍琇V尺寸較小也變緩了。這些特定性別的研究已經(jīng)在日本被證實(shí)〔6〕。心臟傳輸足夠的血液以供身體活動(dòng)的需要這種能力是基于人體兩種基本生理變量：心率(HR)和每搏量(SV)。由于最大HR會隨著衰老而下降，在一定程度上老年人最大心輸出量的維持大部分由SV決定。靜息射血分?jǐn)?shù)(EF)盡管被認(rèn)為是一種廣泛采用的測量心室功能的方法，但卻被證明是一種比較貧乏的預(yù)測功能能力的方法〔7〕。最大攝氧量的變化率對HF患者有較好預(yù)測作用。通過有氧鍛煉能提高老年人的心功能，同時(shí)必須承認(rèn)重點(diǎn)集中在力量訓(xùn)練的訓(xùn)練程序，也能增加最大攝氧量。

2.2 肺 進(jìn)行體育鍛煉的能力不僅要依靠心血管系統(tǒng)為肌肉提供充足的氧氣而且需要利用肺把血液中CO2清除出去。這個(gè)過程分為4個(gè)部分：①通氣，是大氣中的空氣運(yùn)輸?shù)椒?；②肺對CO2和肌肉對O2的共同運(yùn)輸；③擴(kuò)散，促進(jìn)肺和血液之間的氣體交換；④毛細(xì)血管氣體交換，或者叫CO2和O2之間的交換。前兩個(gè)階段被列為外呼吸，后兩個(gè)階段為內(nèi)呼吸。心血管系統(tǒng)連接這兩個(gè)階段的呼吸。

SV的增加會導(dǎo)致肺血流量相應(yīng)增加，也就是通氣的同步增加，這兩個(gè)因素都有利于O2吸收和CO2的清除。在運(yùn)動(dòng)過程中，一個(gè)更大的提取鍛煉肌肉的血氧灌注也會導(dǎo)致動(dòng)靜脈血氧差進(jìn)一步擴(kuò)大。在健康個(gè)體的最大攝氧量的測量涉及在逐步增大負(fù)荷的氧消耗測量，一直到高原狀態(tài)(盡管增加負(fù)荷)。對那些功能受損的LV，去確定一個(gè)有意義的最大值這是不可能的，這是因?yàn)樗茈y實(shí)現(xiàn)高原狀態(tài)所表述的這些條款。務(wù)實(shí)的選擇是對癥狀限制最大值的測量(峰值最大攝氧量)。另一種測量運(yùn)動(dòng)能力指數(shù)是使用來自亞極量測試的呼吸參數(shù)，比如無氧酵解閾值(VT)，它是指一種活動(dòng)能力，其呼出氣體增加的速度比吸入氣體增加的速度快。VT類似于無氧閾，其生理基礎(chǔ)是肌肉在缺氧或氧氣不充足情況下的運(yùn)動(dòng)，這種不平衡可以以肌肉的無氧糖酵解來彌補(bǔ)，產(chǎn)生乳酸并把乳酸當(dāng)作最后的產(chǎn)品。

2.3 外周循環(huán) 普通人進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)動(dòng)會提高心輸出量，也就是增加SV和HR。通常在大強(qiáng)度訓(xùn)練時(shí)，流向大腦的血液會保存下來，而在區(qū)域有必要通過溫度調(diào)節(jié)導(dǎo)致血管舒張使流向皮膚的血液增多。靜脈回流的同步增加會提高舒張期充盈，從而使訓(xùn)練中保持較高的心輸出量。這些外周循環(huán)會導(dǎo)致收縮壓和平均血壓增加，而舒張壓卻變化較小甚至沒有。鍛煉肌肉時(shí)血流相應(yīng)增加是通過外周阻力的整體下降來反映的，可以通過下面表達(dá)式描述：總外周阻力=(平均動(dòng)脈壓-平均靜脈壓)/CO。阻力通常用mmHg·L-1·min-1來表示(也被稱作伍茲單位)，在分級的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中，相比血壓的變化，心輸出量呈非比例的增加，結(jié)果是外周阻力的下降。因此，當(dāng)一個(gè)健康個(gè)體從休息到最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，外周阻力會從20下降到5 mmHg·L-1·min-1。可以看出，負(fù)荷和耗氧量方面血管阻力的下降呈現(xiàn)一個(gè)曲線輪廓〔8〕。

2.4 鍛煉肌肉的作用 Alam等〔9〕認(rèn)為運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物會膨脹在肌肉袖口，從而阻止大腿接下來的運(yùn)動(dòng)。這些研究結(jié)果的獲得都基于肌肉化學(xué)反射概念的發(fā)展。這些反射反映在缺血狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)會減弱〔10〕?？傮w而言，代謝反射具有多種功能，它可以提高和降低肌肉血流量，取決于：①收縮的強(qiáng)度和形式；②肢體誘發(fā)反射；③肌肉質(zhì)量定義的信號強(qiáng)度；④從血管床到增加中心血流量的血流再分配；⑤心輸出量增加。運(yùn)動(dòng)中肌肉血流的變化內(nèi)容包括血壓控制、心輸出量和肌肉代謝反應(yīng)時(shí)的肌肉血流量〔11〕。代謝反射激活的整體傳出反應(yīng)會加大激活交感神經(jīng)系統(tǒng)的活性，一方面會限制血管的收縮，另一方面會引起心臟增加心輸出量時(shí)產(chǎn)生平行性肌力和變時(shí)作用。因此，同時(shí)提高運(yùn)動(dòng)時(shí)的血壓和血流量的再分配。代謝反射從腿部或手臂傳出的響應(yīng)區(qū)域特異性被認(rèn)為是信號血管收縮減少血流量和信號增加心輸出量之間平衡。

3 衰老對功能能力的影響

隨著年齡增加，最大攝氧量會相應(yīng)下降。普遍認(rèn)為不愛運(yùn)動(dòng)的個(gè)體最大攝氧量的下降率大概在10%。此外，與日益增長的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷相聯(lián)系的SV也發(fā)生了變化。在一些研究中，當(dāng)負(fù)荷增加到最大值的40%，SV呈現(xiàn)高原狀態(tài)，然而在其他方面顯示上升或下降〔12〕。除衰老以外，這些不和諧的結(jié)果也可能與此相關(guān)，如：性別、體育活動(dòng)先前水平、個(gè)體的體重、體成分及亞臨床冠狀動(dòng)脈疾病等。華小川等〔13〕調(diào)查了年齡相關(guān)的運(yùn)動(dòng)能力下降的機(jī)制，通過跑步機(jī)最大負(fù)荷和次最大負(fù)荷進(jìn)行訓(xùn)練，并測量其攝氧量、HR和SV，研究對象包括健康久坐、耐力訓(xùn)練年輕人和老年人。這些受試者都是身體健康、無吸煙史、血壓正常<140/90 mmHg，體檢和安靜時(shí)心電圖都在正常范圍內(nèi)；依據(jù)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，最大功率自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)心電圖顯示沒有心血管方面疾病。除5例婦女接受了雌激素或孕酮治療外，其他沒有受試者接受常規(guī)藥物治療。結(jié)果表明，經(jīng)過30～40年，久坐不愛運(yùn)動(dòng)受試者的最大攝氧量減少40%，有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的受試者也有25%～32%的下降(P<0.001)。運(yùn)動(dòng)中SV越來越小的比例約占50%，這與年齡的差異有關(guān)；其余的可以由較低HR和較小氧提取來解釋。HR和氧提取對訓(xùn)練有素的受試者來說影響較小。對游離脂肪質(zhì)量的最大攝氧量和最大心輸出量標(biāo)準(zhǔn)化以后，年齡和訓(xùn)練的影響有所減緩，但仍然達(dá)到顯著性差異(P<0.05)。乙炔再呼吸技術(shù)用于測量血流動(dòng)力學(xué)變化卻不能估計(jì)心室尺寸。訓(xùn)練本身能提高久坐不愛運(yùn)動(dòng)的男性和女性的最大攝氧量，這可能有助于解釋運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對老年人的整體訓(xùn)練效應(yīng)。Tei等〔14〕為了證明衰老對沒有冠狀動(dòng)脈疾病老年人SV和功能能力的影響，進(jìn)行研究，受試者25～79歲。與Ogawa等〔8〕相比，絕對LV體積在每次負(fù)荷得到檢測。在心輸出量沒有年齡差異，舒張末期、收縮期體積或靜息EF不像前人是通過超聲心電圖測量〔15〕。

然而，在劇烈運(yùn)動(dòng)中，心輸出量依賴于年齡密切相關(guān)的舒張末期體積和SV的增加，這彌補(bǔ)了衰老引起的HR下降。衰老關(guān)聯(lián)的舒張充盈期SV增加的依賴性已獲得證實(shí)。隨著年齡的增加，高負(fù)荷下收縮末期體積呈現(xiàn)較高，然而EF卻較低。

4 衰老和HF患者的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

4.1 收縮功能障礙的患者 Brubaker〔16〕進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)、有控制組、單盲實(shí)驗(yàn)，研究對象是59例年齡都在60歲以上在醫(yī)院有射血下降史的患者。干預(yù)組包括16 w的監(jiān)控運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，對照組則接受常規(guī)治療。在隨訪中，訓(xùn)練組很明顯有更多的訓(xùn)練時(shí)間和更大的訓(xùn)練強(qiáng)度，但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，高峰耗氧量(最大攝氧量)、通氣閾值、6 min步行距離、生活質(zhì)量、LV容積、EF和舒張充盈量都不存在顯著性差異。在訓(xùn)練后通過神經(jīng)內(nèi)分泌測量，除血清醛固酮，均不存在顯著性差異。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練未能產(chǎn)生任何HF 4個(gè)領(lǐng)域檢查出的益處(包括運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)、LV功能、神經(jīng)內(nèi)分泌激活和健康生活質(zhì)量)。Antunes-Correa等〔17〕對伴隨有EF下降老年HF患者的鍛煉效果進(jìn)行了重新審視，更注重運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對肌肉交感神經(jīng)活動(dòng)和外周血管收縮能力的影響效果。52例門診患者按年齡分為(中年45～59歲；老年60～75歲)，按訓(xùn)練狀態(tài)分為訓(xùn)練組和不訓(xùn)練組。交感神經(jīng)腓神經(jīng)活動(dòng)可以使用微小神經(jīng)照相術(shù)直接記錄，前臂血流量使用靜脈閉塞體積描述法來測定。功能能力是通過心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)來測定。對中年組和老年組，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著增加前臂血流量和高峰攝氧量，這點(diǎn)是相似的。同樣，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練也能降低交感神經(jīng)活性和前臂血管電阻，這點(diǎn)無顯著差異。

4.2 舒張性HF患者 運(yùn)動(dòng)忍受性差是原發(fā)性慢性病人的癥狀；同時(shí)，EF保留型HF(HFPEF)是其生活質(zhì)量下降的決定性因素。在一隨機(jī)的對照研究中，Kitzman等〔18〕以53例患有舒張性HF的病人(EF<50%)為研究對象，審查了16 w運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練計(jì)劃的效果。受試者分成訓(xùn)練組和注意力組(可以每周通兩次電話)。受試者年齡60～82歲，平均70歲，女性46例。結(jié)果顯示，訓(xùn)練組的高峰最大攝氧量值比控制組提高顯著。顯著性提高主要體現(xiàn)在高峰功率輸出、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、6 min步行距離和通氣閾值，從而改善了患者的身體素質(zhì)和生活質(zhì)量。

4.3 訓(xùn)練后神經(jīng)體液的變化 Sarullo等〔19〕發(fā)現(xiàn)N-末端腦鈉肽量明顯減少，這與慢性HF患者的嚴(yán)重程度和預(yù)后的一個(gè)獨(dú)立預(yù)測密切相關(guān)。這些人EF<40%，平均年齡52歲。在老年組，類似的研究顯示，血糖血清學(xué)無顯著變化(如血糖、胰島素、游離脂肪酸、甘油、血紅蛋白)；炎癥和內(nèi)皮功能未發(fā)生顯著性變化(如C反應(yīng)蛋白、血清類黏蛋白、白細(xì)胞介素6、腫瘤壞死因子-α、尿黏蛋白和尿白蛋白/肌酐)；脂質(zhì)代謝與其他調(diào)節(jié)激素也一樣〔皮質(zhì)醇、腎上腺素和胰島素樣生長因子(IGF)-1〕。盡管沒有這些神經(jīng)血液方面的改變，但在改善體能和功能能力取得的進(jìn)步一一被記錄下來(如負(fù)荷量、6 min步行試驗(yàn)、增量穿梭步行試驗(yàn)和坐站測試)。取得這些變化可以歸因于正式訓(xùn)練程序提供心理支持的肌肉力量、協(xié)調(diào)能力的提高和幸福感的增強(qiáng)。由于神經(jīng)內(nèi)分泌激活與HF較差長期預(yù)后有關(guān)。Prescott等〔20〕研究表明，訓(xùn)練組和控制組在開始都不存在明顯臨床差異。經(jīng)過16 w，控制組靜息和高峰的激素水平均未發(fā)生顯著性變化；訓(xùn)練組高峰鍛煉神經(jīng)體液水平也未發(fā)生變化，但靜息水平卻發(fā)生明顯下降(P<0.001)(如血管緊張素下降26%，醛固酮下降30%～32%，心鈉素下降27%)。HF患者血管不自主擴(kuò)張可以通過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練得到改善，內(nèi)皮素濃度明顯較少。

4.4 HF患者運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與骨骼肌 運(yùn)動(dòng)性疲勞經(jīng)常限制慢性HF患者的運(yùn)動(dòng)，并與骨骼肌早期的無氧代謝相關(guān)。Sullivan等〔21〕以11例慢性HF患者和9例正常受試者在自立自行車運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中通過股外側(cè)11例活檢來評估腿部的血流量、血乳酸和骨骼肌代謝反應(yīng)。HF患者運(yùn)動(dòng)時(shí)高峰耗氧量降低，呼吸交換率和股靜脈血氧含量也隨著降低。休息時(shí)HF患者糖激酶的活性、檸檬酸合成酶、琥珀酸脫氫酶含量均發(fā)生下降。與正常人相比，在休息、次強(qiáng)度或高強(qiáng)度進(jìn)行體育鍛煉時(shí)，HF患者大腿血流量都相對較低，且比正常人積累血乳酸速度更快。

在亞極量運(yùn)動(dòng)時(shí)，HF患者血乳酸水平與腿血流量聯(lián)系不大，但是與靜息骨骼肌的檸檬酸合成酶活性負(fù)相關(guān)。高峰運(yùn)動(dòng)中，骨骼肌肌肉糖酵解中間、腺苷核苷酸或糖不存在任何差異。HF患者乳酸積累減少，磷酸消耗殆盡，這表明磷酸肌酸耗竭或乳酸積累可能會導(dǎo)致骨骼肌疲勞?？梢钥闯?，骨骼肌氧活性的降低在無氧代謝過程中發(fā)揮重要的介導(dǎo)作用；同時(shí)，骨骼肌有氧酶活性降低可以部分確定慢性HF患者的運(yùn)動(dòng)耐受性。

5 問題和挑戰(zhàn)

年齡不再是老年人運(yùn)動(dòng)的障礙，特別是在監(jiān)督的環(huán)境中進(jìn)行的。收縮功能和舒張功能障礙的HF患者在功能和生活質(zhì)量的改善似乎不可能把存活率當(dāng)作目前的證據(jù)。除B型利鈉肽(BNP)外，沒發(fā)現(xiàn)一致的神經(jīng)體液的變化。一般情況下，運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目應(yīng)該根據(jù)歐洲心臟病學(xué)會指南的推薦倡導(dǎo)個(gè)性化，重點(diǎn)在優(yōu)化傳統(tǒng)的HF醫(yī)療管理。許多提供給老年人的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目將認(rèn)知治療、職業(yè)治療和訓(xùn)練等元素加入旨在改善平衡，這些都是為了提高患者的生活質(zhì)量〔22，23〕。

影響HF患者運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練安全性的問題主要有三方面：年齡、心臟病和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。健康人群中，心臟性猝死在運(yùn)動(dòng)過程中是比較罕見的。住院心臟鍛煉程序的主要心血管并發(fā)癥的發(fā)生率大概為1/60 000，受到運(yùn)動(dòng)類型和強(qiáng)度的影響。這些并發(fā)癥在一些有控制的活動(dòng)時(shí)的發(fā)生率是很低的，如步行、騎自行車或跑步機(jī)上行走。實(shí)踐證明，不同強(qiáng)度(比如最大強(qiáng)度的50%、70%、80%)的間歇訓(xùn)練對身體是有益的。訓(xùn)練強(qiáng)度的增加并不直接增加運(yùn)動(dòng)耐受性〔24〕。訓(xùn)練方式多種多樣，現(xiàn)在普遍采用跑步機(jī)或自行車測功儀。對整個(gè)群體的共同運(yùn)動(dòng)處方是不存在的，要因人而異。心血管疾病患者運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的指導(dǎo)方針是由美國心臟標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會提供?？棺栌?xùn)練可能實(shí)際上對老年人HF患者也是有益的。

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〔2015-08-15修回〕

(編輯 苑云杰/王一涵)

安徽省教育廳自然科學(xué)研究一般項(xiàng)目(KJ2016JD23)

謝恩禮(1979-)，男，博士，講師，主要從事老年人健康與運(yùn)動(dòng)康復(fù)研究。

G804.34

A

1005-9202(2016)20-5205-04；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.20.129