16周有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年baPWV及ABI的影響*

李寧川，尹夏蓮，韋秀霞，陸 偉，沈詩(shī)文，肖 浪，胡玉龍

（1.揚(yáng)州大學(xué)體育學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127；2.蘇州市高新區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)，江蘇 蘇州215011）

動(dòng)脈硬化（atheriosclerosis，AS）是動(dòng)脈的一種非 炎性病變，AS通常是在青少年時(shí)期發(fā)生，隨年齡增長(zhǎng)而出現(xiàn)的血管疾病，至中老年時(shí)加重、發(fā)病。近年來高血壓伴冠狀動(dòng)脈粥樣硬化在我國(guó)逐漸增多，動(dòng)脈內(nèi)皮功能損傷、脂質(zhì)沉積等更是加劇動(dòng)脈硬化進(jìn)程，其斑塊破裂也是引起多種心腦血管疾病的病理生理基礎(chǔ)，嚴(yán)重危害人類健康，成為中老年人死亡的主要病因之一。肱踝動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（brachialankle pulse wave velocity，baPWV）是評(píng)價(jià)動(dòng)脈血管彈性和硬度、判斷早期動(dòng)脈硬化程度的一個(gè)無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)指標(biāo)；踝臂血壓指數(shù)（ankle brachial index，ABI）指踝關(guān)節(jié)收縮壓與肱動(dòng)脈收縮壓的比值，可以判斷下肢動(dòng)脈血管狹窄、阻塞及鈣化情況，是評(píng)價(jià)外周動(dòng)脈硬化的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)［1］。老年高血壓患者ABI降低與冠心病、腦卒中患病明顯相關(guān)［2］。研究表明TC、LDL-C、LDL-C／HDL-C比值均與頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度有關(guān)，而中膜增厚是動(dòng)脈粥樣硬化的亞臨床表現(xiàn)［3］，而脈壓是中老年高血壓患者動(dòng)脈硬化性腎動(dòng)脈狹窄的新發(fā)危險(xiǎn)因素［4］。本研究分析有氧運(yùn)動(dòng)前后中老年人血壓、血脂、baPWV、ABI及脂質(zhì)過氧化情況，探討中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年人動(dòng)脈硬化的干預(yù)作用及相關(guān)機(jī)理。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究從揚(yáng)州市蘭苑社區(qū)血壓偏高或不超過Ⅱ期高血壓值高血壓（Ⅱ級(jí)高血壓指收縮壓160～179 mmHg）的中老年人群27人（其中男7名，女20名），年齡（55～68）歲，平均年齡為（62.70±3.26）歲；受試者血脂和舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）處于正常范圍的上限臨界狀態(tài)、收縮壓（systolic blood pressure，SBP）處于高血壓狀態(tài)。受試者以前均無(wú)鍛煉習(xí)慣，按照個(gè)人愛好以及體質(zhì)狀況鍛煉方式分為太極拳、廣場(chǎng)舞。每種運(yùn)動(dòng)方式都有2～3名體育專業(yè)本科學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，運(yùn)動(dòng)干預(yù)期間不改變受試者的飲食、生活習(xí)慣，根據(jù)血壓情況咨詢醫(yī)生后適量控制降壓藥的用量。

1.2 研究方法

1.2.1 血樣采集與處理 受試者簽署知情同意書后，于試驗(yàn)前1日、8周末和16周末上午7點(diǎn)抽取清晨安靜空腹?fàn)顟B(tài)下靜脈血5 ml，3 500 r／min離心15 min，分離血清后冷藏，待測(cè)定各指標(biāo)。

1.2.2 運(yùn)動(dòng)處方的制定 根據(jù)運(yùn)動(dòng)前受試者測(cè)得的靶心率［靶心率 ＝（220-年齡）×60%～70%］、自我疲勞分級(jí)制定個(gè)體的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，試驗(yàn)過程中佩帶遙測(cè)心率儀（polar，芬蘭）監(jiān)測(cè)心率以調(diào)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。每天運(yùn)動(dòng)1 h，包括10 min準(zhǔn)備活動(dòng)，40 min鍛煉時(shí)間，10min整理活動(dòng)，每周運(yùn)動(dòng)6次，鍛煉時(shí)間集中在pm 7：00-8：00。選擇地面平坦、較為安靜、空氣較好的地方進(jìn)行鍛煉，雨天改在室內(nèi)開展；非鍛煉時(shí)間囑其不再參加額外的體育鍛煉。

1.2.3 檢測(cè)指標(biāo)與方法 分別測(cè)試鍛煉前和鍛煉后8周末、16周末SBP、DBP、左肱踝動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（L--baPWV）、右肱踝動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（R-baPWV）、左踝臂血壓指數(shù)（L-ABI）和右踝臂血壓指數(shù)（R-ABI）。每次的測(cè)試時(shí)間均為 am 7：00--11：00之間，測(cè)試時(shí)要求受試者安靜15 min、仰臥空腹、單衣。采用全自動(dòng)動(dòng)脈硬化檢測(cè)儀（Omron，BR-203RPE III）測(cè)定PWV和ABI、臺(tái)式汞柱血壓計(jì)測(cè)量受試者安靜血壓。全自動(dòng)生化分析儀（mindray，BS-180）檢測(cè)甘油三酯（total triglycerides，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-c）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-c）。TC和TG采用酶比色法，HDL-c和LDL-c采用選擇性沉淀法；血清總超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，T-SOD）、血清谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）采用化學(xué)比色法測(cè)定，試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

用SPSS 21.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，并采用重復(fù)測(cè)量方差分析配對(duì)T檢驗(yàn)進(jìn)行分析比較。

2 結(jié)果

2.1 受試者肱踝動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度的變化

8周中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉后，R-baPWV呈顯著性下降（P＜0.01），L-baPWV有下降趨勢(shì)但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；與鍛煉前相比，16周的有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉后，L-baPWV、R-baPWV都呈顯著性下降（P＜0.01）；與運(yùn)動(dòng)8周末相比，運(yùn)動(dòng)16周末 L-baPWV、R-baPWV都呈下降趨勢(shì)但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

Tab.1 The changes in brachial-ankle pulse wave velocity postexercise（mm／s，珋，n＝27）

Tab.1 The changes in brachial-ankle pulse wave velocity postexercise（mm／s，珋，n＝27）

L-baPWV：Left brachial-ankle pulse wave velocity；R-baPWV：Right brachial-ankle pulse wave velocity**P＜0.01 vs before exercise

Group L-baPWV R-baPWV Pre-exercise 1452.19±198.81 1473.70±224.60 By the end of8th week 1423.19±211.64 1408.30±218.00**By the end of16th week1394.30±246.01**1369.63±238.24**

2.2 受試者踝臂血壓指數(shù)的變化

進(jìn)行8周的有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉，L-ABI略有下降，而R-ABI明顯低于運(yùn)動(dòng)前（P＜0.05）；16周有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉后，L-ABI、R-ABI均明顯下降（P＜0.01）；與 8周相比，16周運(yùn)動(dòng)鍛煉后ABI都有下降趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

Tab.2 The changes in ankle brachial index post-exercise（，n＝27）

Tab.2 The changes in ankle brachial index post-exercise（，n＝27）

L-ABI： Left ankle brachial index； R-ABI： Right ankle brachial index*P＜0.05，**P＜0.01 vs pre-exercise

Group L-ABI R-ABI Pre-exercise 1.18±0.11 1.21±0.09 By the end of8th week 1.17±0.07 1.17±0.08*By the end of16th week1.13±0.07** 1.15±0.06**

2.3 受試者血壓以及脈壓差的變化

與運(yùn)動(dòng)前相比：運(yùn)動(dòng)8周末SBP和DBP均出現(xiàn)顯著降低（P＜0.05，P＜0.01），而脈壓差有下降的趨勢(shì)但差異不顯著；運(yùn)動(dòng)16周末受試者SBP、DBP均出現(xiàn)顯著降低（P＜0.01），且脈壓差也有明顯降低（P＜0.05）。與運(yùn)動(dòng) 8周末相比，16周運(yùn)動(dòng)后SBP、DBP、脈壓差均有所降低，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

2.4 受試者血脂含量的變化

與運(yùn)動(dòng)前相比，運(yùn)動(dòng)8周末、16周末TC、LDL-c含量均顯著降低（P＜0.01），HDL-c含量略升高而TG略下降但都無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與運(yùn)動(dòng)8周末相比，運(yùn)動(dòng)16周后TC、LDL-c含量略有降低，HDL-c和TG略有升高，但均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表4）。

2.5 受試者血清SOD、GSH-Px及MDA的改變

與運(yùn)動(dòng)前相比，運(yùn)動(dòng)8周末血清 SOD、GSH-Px活性、MDA含量無(wú)明顯差異；運(yùn)動(dòng)16周末血清SOD、GSH-Px活性顯著升高，MDA含量顯著下降（P＜0.01）。與運(yùn)動(dòng)8周末相比，運(yùn)動(dòng)16周末血清 SOD活性與 GSH-Px活性顯著升高（P＜0.05，P＜0.01），血清 MDA含量顯著下降（P＜0.01，表 5）。

Tab.3 The changes in blood pressure post-exercise（mmHg，珋，n＝27）

Tab.3 The changes in blood pressure post-exercise（mmHg，珋，n＝27）

DBP：Diastolic blood pressure；SBP：Systolic blood pressure；PP：Pulse pressure*P＜0.05，**P＜0.01 vs pre-exercise

Group SBP DBP PP Pre-exercise 141.61±8.43 85.62±8.17 56.24±9.19 By the end of the 8th week 132.65±9.90** 80.27±6.14* 53.15±8.26 By the end of the 16th week 127.65±9.49** 77.95±7.63** 51.23±9.51*

Tab.4 The changes in level of serum lipids post-exercise（mmol／L，珋，n＝27）

Tab.4 The changes in level of serum lipids post-exercise（mmol／L，珋，n＝27）

TG：Total triglycerides；TC：Total cholesterol；HDL-c：High density lipoprotein cholesterol；LDL-c：Low density lipoprotein cholesterol*P＜0.05，**P＜0.01 vs pre-exercise

Group TG TC HDL-c LDL-c Pre-exercise 1.75±1.21 5.67±0.83 1.41±0.24 3.09±0.61 By the end of the 8th week 1.64±1.09 5.27±0.82** 1.46±0.32 2.63±0.71**By the end of the 16th week 1.60±1.25 5.14±0.84** 1.48±0.32 2.41±0.67**

Tab.5 The changes in serum level of SOD，GSH-Px，MDA post-exercise（，n＝27）

Tab.5 The changes in serum level of SOD，GSH-Px，MDA post-exercise（，n＝27）

SOD：Superoxide dismutase；GSH-Px：Glutathione peroxidase；MDA：Malondialdehyde**P＜0.01 vs pre-exercise； ＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs by the end of exercise for 8 week

Group SOD（U／ml） GSH-Px（U／ml） MDA（nmol／ml ）Pre-exercise 90.61±3.73 223.08±23.55 4.40±0.49 By the end of the 8th week 92.91±3.17 230.08±27.46 4.01±0.73 By the end of the 16th week 96.31±2.81**＃ 264.40±39.79*＃＃ 3.79±0.63**＃＃

3 討論

有氧運(yùn)動(dòng)8周末，受試者SBP顯著降低、DBP明顯下降；而運(yùn)動(dòng)16周末，受試者SBP、DBP均出現(xiàn)顯著降低，這與很多學(xué)者研究一致［5，6］。有學(xué)者認(rèn)為，約40%的高血壓患者可以采用以運(yùn)動(dòng)為主的非藥物方式治療［7］。高血壓患者經(jīng)長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)后，通過調(diào)節(jié)情緒、減輕焦慮影響兒茶酚胺及腎素血管緊張素系統(tǒng)，進(jìn)而使神經(jīng)體液、血液動(dòng)力等發(fā)生改變，減小了外周阻力，降低了對(duì)血管壁的側(cè)壓力，從而起到降壓作用。另外，研究表明16周有氧運(yùn)動(dòng)后脈壓差明顯下降，顯示長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)血管彈性得到改善，也有利于血壓趨于正常。

受試者為中老年血壓偏高或輕度高血壓患者，但從其血脂情況看，TG、TC、LDL-c都處于正常范圍的高值臨界點(diǎn)且有部分受試者血脂偏高，TG異常升高導(dǎo)致血液游離脂肪酸升高，血液粘度增加，血管壓力感受反射損害，引起血壓升高；TC異常升高則易在血管壁沉積，誘發(fā)動(dòng)脈血管硬化及高血壓的發(fā)生，兩者都加大心血管疾病的發(fā)生。王禾等［8］研究表明：AS大鼠進(jìn)行4周和8周低水溫游泳有提高HDL-c和降低LDL-c、TG、TC水平的作用?？梢婇L(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)可調(diào)節(jié)高血壓患者脂代謝水平，有利于血壓的穩(wěn)定。

心臟收縮射血至大動(dòng)脈，并以沖擊波的形式向外周血管傳播，即形成脈搏波，脈搏波在動(dòng)脈里傳播速度稱作脈搏波傳播速度。PWV雖然受性別、年齡、血壓和心率等因素影響，但在這些因素穩(wěn)定的情況下，PWV就可以代表動(dòng)脈僵硬度的程度，而動(dòng)脈僵硬度和動(dòng)脈粥樣硬化有強(qiáng)相關(guān)性［9，10］。baPWV正常值＜1 400 mm／s，大于該值提示全身動(dòng)脈僵硬度升高，baPWV值越高，動(dòng)脈血管彈性越差、硬性越高；反之，動(dòng)脈血管彈性越好、動(dòng)脈硬度越低［11］。本研究說明16周有氧運(yùn)動(dòng)降低了血管的硬度。張藝宏［12］對(duì)1 225名公務(wù)員baPWV進(jìn)行了研究：中年男性公務(wù)員baPWV集中于1 100～1 500 cm／s范圍，女性則集中于1 000～1 300 cm范圍，baPWV與BMI、體適能相關(guān)，BMI高的人PWV更高，而體適能與baPWV呈一定的負(fù)相關(guān)，表現(xiàn)為體適能好的人baPWV略低。因此長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)可有效降低BMI，進(jìn)而對(duì)降低 baPWV、改善血管彈性具有積極的意義。Hayashi［13］等讓17名中年人進(jìn)行16周中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)鍛煉，結(jié)果表明頸-股動(dòng)脈PWV（CF-PWV）呈顯著降低，而股-踝動(dòng)脈（FA-PWV）無(wú)明顯變化，推測(cè)有氧運(yùn)動(dòng)有增強(qiáng)中央動(dòng)脈彈性的功效，但對(duì)外周動(dòng)脈彈性的改善作用較小。Kakiyama等［14］研究發(fā)現(xiàn)，10名長(zhǎng)期靜坐的健康男性進(jìn)行8周的耐力運(yùn)動(dòng)練習(xí)后ba-PWV顯著降低，這種效應(yīng)在運(yùn)動(dòng)停止4周后終止，ba-PWV值回到原基線水平。其結(jié)果表明：耐力運(yùn)動(dòng)練習(xí)可改善動(dòng)脈血管順應(yīng)性或擴(kuò)張性，但同時(shí)也提示：運(yùn)動(dòng)對(duì)于心血管疾病的改善需要長(zhǎng)時(shí)間鍛煉來維持。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了Kakiyama研究結(jié)論。

ABI確診下肢外周血管病的敏感度及特異度均達(dá)95%以上，是判斷下肢血管病變的可靠指標(biāo)。動(dòng)脈粥樣硬化可累及全身多處血管，有癥狀的下肢外周動(dòng)脈病是動(dòng)脈粥樣硬化的窗口標(biāo)志，故ABI值也是反映動(dòng)脈粥樣硬化程度的客觀、無(wú)創(chuàng)指標(biāo)之一［15］。正常情況下肢動(dòng)脈比上肢動(dòng)脈粗壯，血壓可比上肢略高，1993年美國(guó)心臟學(xué)會(huì)認(rèn)為：ABI 0.9～1.3視為正常范圍，下肢動(dòng)脈阻塞或管腔狹窄，ABI就下降，若＜0.9則下肢動(dòng)脈狹窄可能性增高，數(shù)值越低，阻塞程度就越重。ABI＞1.3為血管疑似鈣化［1］。在本研究中，通過16周的鍛煉后ABI進(jìn)入正常范圍。有研究報(bào)道，每天進(jìn)行慢跑、快走、太極拳等有氧運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不少于2.5 h的人群與缺乏運(yùn)動(dòng)的人群（每天鍛煉時(shí)間 ＜0.5 h）的相比，baPWV和ABI的值均較低［16］。劉路等［17］研究得出不同體質(zhì)水平的受試者baPWV和ABI指數(shù)等指標(biāo)間存在著顯著性差異，特別是體質(zhì)水平檢測(cè)結(jié)果不合格組的人群有動(dòng)脈硬化的現(xiàn)象，說明這部分人群平時(shí)運(yùn)動(dòng)較少，需要加強(qiáng)鍛煉，進(jìn)而改善動(dòng)脈硬化現(xiàn)象。熊康群［18］研究得出：ABI與 BMI、DBP、TC、HDL-c相關(guān)，高血壓為低 ABI（ABI＜0.9）的主要影響因素之一。通過16周有氧運(yùn)動(dòng)使高血壓患者血壓得到明顯降低，同時(shí)血管彈性也得到改善。

血漿LDL-c是肝組織中合成的內(nèi)源性膽固醇的主要轉(zhuǎn)運(yùn)形式，其濃度升高被認(rèn)為是冠心病和動(dòng)脈粥樣硬化形成的危險(xiǎn)指標(biāo)之一。而HDL-c通過促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)以清除動(dòng)脈管壁多余的膽固醇，發(fā)揮其抑制AS病變形成的作用。因此本研究中受試者TG、TC、LDL-c都處較高值，可能是受試的中老年高血壓患者血管硬度增加的原因之一，在經(jīng)16周有氧運(yùn)動(dòng)后其脂質(zhì)水平都有下降，特別是TC和LDL-c呈顯著性降低。有研究得出長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)降低血液TC含量，特別是能降低 LDL-c含量，提高HDL-c含量，可以減少膽固醇在血管上的沉積，降低動(dòng)脈硬化及高血壓發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)。因此推測(cè)長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)降低血液中TC和LDL-c含量、提高HDL-c含量是改善高血壓患者血管彈性降低baPWV和ABI的原因之一。

大量基礎(chǔ)及臨床研究認(rèn)為，氧自由基參與AS發(fā)生、發(fā)展的整個(gè)過程。氧自由基對(duì)生物膜產(chǎn)生攻擊作用，可以氧化構(gòu)成生物膜的不飽和脂肪酸，損傷內(nèi)皮細(xì)胞，形成脂質(zhì)過氧化物如MDA等。過氧化物與NO發(fā)生快速反應(yīng)形成過氧化亞硝酸鹽，能夠?qū)е卵“骞δ苁д{(diào)，增加血管中血栓形成的可能性［19］。因此MDA為氧自由基導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷的產(chǎn)物，其含量的高低直接反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化狀態(tài)。SOD是天然自由基清除劑，SOD通過抑制O2-的氧化修飾從而影響了動(dòng)脈粥樣硬化的形成［20］，8周或16周中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年人過氧化脂質(zhì)有改善作用。張翔等［21］研究得出大黃素調(diào)節(jié)總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）、SOD和MDA水平，從而對(duì)大鼠動(dòng)脈粥樣硬化形成的干預(yù)作用。老年高血壓患者抗氧化系統(tǒng)的活性降低，氧化損傷強(qiáng)度和速率增高，SOD、GSH-Px可以協(xié)同防止活性氧的損傷效應(yīng)。因此，推測(cè)長(zhǎng)期的有氧運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)脂質(zhì)過氧化可能是有氧運(yùn)動(dòng)有效干預(yù)高血壓患者AS的另一原因，同時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)也是降低血壓、預(yù)防過量的氧自由基損傷血管內(nèi)皮的有效手段。

通過16周有氧運(yùn)動(dòng)，可明顯降低中老年人baPWV和ABI水平，調(diào)節(jié)血壓、血脂及過氧化脂質(zhì)水平，進(jìn)而可能對(duì)動(dòng)脈硬化程度起一定的改善作用。

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