長期太極拳運(yùn)動(dòng)對中老年人膝關(guān)節(jié)皮膚微血管反應(yīng)性、經(jīng)皮氧分壓的影響*

朱 歡，胡慶華，彭愛萍，萬 利

(1.湖北民族大學(xué)體育學(xué)院，恩施 445000；2.恩施州太極拳愛好者協(xié)會(huì)，湖北 恩施 445000)

微循環(huán)作為機(jī)體物質(zhì)與能量交換的唯一場所，其障礙的發(fā)生被稱為百病之源。許多疾病在發(fā)病的最初階段微循環(huán)系統(tǒng)功能已發(fā)生異常，而在疾病的康復(fù)過程中微循環(huán)功能的恢復(fù)也成為疾病能否康復(fù)的重要評價(jià)指標(biāo)。隨著年齡的增加，機(jī)體機(jī)能發(fā)生明顯退行性變化，導(dǎo)致微血管的舒張能力和血管反應(yīng)性異常，誘發(fā)各種疾病，因此對微循環(huán)功能的檢測與評價(jià)對預(yù)防疾病(如心腦血管疾病、糖尿病等)的發(fā)生有著重要意義。在微循環(huán)功能的評價(jià)中，不同刺激下微循環(huán)血流量的變化(微循環(huán)的反應(yīng)性)是最常用的指標(biāo)，可準(zhǔn)確的反應(yīng)出微血管功能的變化。另外，經(jīng)皮氧分壓可作為毛細(xì)血管透過表皮彌散出來的氧氣含量，可以實(shí)時(shí)、持續(xù)地反映機(jī)體向組織的供氧能力。通過對微血管反應(yīng)性和經(jīng)皮氧分壓的綜合診斷，能較好的了解微循環(huán)的功能狀態(tài)[1-4]。目前，國外已有不少學(xué)者對運(yùn)動(dòng)與微血管反應(yīng)性進(jìn)行研究，但國內(nèi)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尚未發(fā)現(xiàn)對運(yùn)動(dòng)與微血管反應(yīng)性關(guān)系的研究。國外學(xué)者研究表明，規(guī)律性的有氧運(yùn)動(dòng)可提高人體微血管的反應(yīng)性，可減少由微血管病變所誘導(dǎo)的疾病的產(chǎn)生[5-8]，但在干預(yù)的項(xiàng)目上使用中國傳統(tǒng)項(xiàng)目太極拳對微循環(huán)反應(yīng)性的研究較少。太極拳作為國內(nèi)最具代表性的健身運(yùn)動(dòng)，其與健康的關(guān)系得到廣泛研究，但太極拳對微血管反應(yīng)性的影響研究較少。此外，膝關(guān)節(jié)作為太極拳運(yùn)動(dòng)的主要損傷部分，其功能的變化對損傷部分的康復(fù)有著重要作用，因此對太極拳與膝關(guān)節(jié)微循環(huán)功能的研究有著重要的意義。

基于此，本研究在國內(nèi)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域首次使用第六代激光多普勒血流檢測儀對系統(tǒng)練習(xí)太極拳年限超過兩年的中老年的微血管反應(yīng)性、經(jīng)皮氧分壓(毛細(xì)血管)進(jìn)行研究，探討長期太極拳運(yùn)動(dòng)對中老年人膝關(guān)節(jié)表面中心皮膚的微血管反應(yīng)性和經(jīng)皮氧分壓的影響。傳統(tǒng)的微血管反應(yīng)性測試多采用血流阻斷法，但該方法患者依從性較差，且重復(fù)測量誤差較大。第五代(Perimed公司，PF5000，單通道)激光多普勒血流檢測儀開發(fā)了加熱探頭，通過加熱刺激評價(jià)微血管反應(yīng)性，同時(shí)該儀器還配套經(jīng)皮氧分壓和二氧化碳分壓探頭，可測定微血管中的氧氣分壓和二氧化碳分壓。較其它評價(jià)方法，加熱刺激不僅測試方便、患者的依從性好，且重復(fù)測量的誤差較小[9]；同時(shí)Perimed公司所生產(chǎn)的激光多普勒血流檢測儀是第一家開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)校正液對血流探頭進(jìn)行校準(zhǔn)。第六代激光多普勒血流檢測儀在第五代的基礎(chǔ)上開發(fā)了雙通道探頭，可以同時(shí)對兩個(gè)部位進(jìn)行測試，提高了測試效率，故本研究可為微血管功能的評價(jià)提供一種簡單、科學(xué)的評價(jià)方法。此外，微循環(huán)障礙是引起多種慢性病的重要原因，而微循環(huán)功能的改善不僅能減少相關(guān)疾病的發(fā)生，且能促進(jìn)疾病的康復(fù)，本研究對長期太極拳運(yùn)動(dòng)與微循環(huán)功能改善的關(guān)系進(jìn)行研究，可為微循環(huán)功能的改善提供運(yùn)動(dòng)干預(yù)方法與建議。

1 對象與方法

1.1 研究對象

研究對象均為湖北省恩施州土家族苗族自治州城區(qū)居民，年齡45～60周歲，身心健康，無影響微血管功能的疾病(史)，如皮膚病、靜脈曲張、糖尿病、高血壓等以及無膝關(guān)節(jié)損傷、疼痛、6個(gè)月內(nèi)無服用擴(kuò)血管作用的藥物，并在明白本試驗(yàn)流程和目的后自愿加入者，其中運(yùn)動(dòng)組研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)為：(1)湖北省恩施州土家族苗族自治州太極拳愛好者協(xié)會(huì)系統(tǒng)練習(xí)(每周至少練習(xí)三次，每次不少于90 min)太極拳(楊氏、陳氏)超過2年的成員；研究人員也是該協(xié)會(huì)的成員，跟隨協(xié)會(huì)成員練習(xí)太極拳超過2年，熟悉運(yùn)動(dòng)組受試者練習(xí)習(xí)慣與特點(diǎn)；(2)除太極拳平時(shí)無其它體育鍛煉習(xí)慣。對照組研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)半年內(nèi)無系統(tǒng)體育鍛煉行為；(2)生活方式健康，無吸煙史以及長期酗酒等。各組共納入26名研究對象，男女比例為1∶1。研究對象基本情況見表1。

Tab. 1 Basic situations of the research objects

1.2 檢測儀器與指標(biāo)

使用第六代(最新一代)激光多普勒血流檢測儀(PF6000)對研究對象膝關(guān)節(jié)表面中心的皮膚進(jìn)行檢測，測試指標(biāo)包括血細(xì)胞平均運(yùn)動(dòng)速度(average velocity of blood cells，AVBC)、運(yùn)動(dòng)血細(xì)胞濃度(concentration of moving blood cells，CMBC)、微血管血流灌注量(microcirculatory blood perfusion，MBP)、經(jīng)皮氧分壓(TcpO2)。其中AVBC、CMBC、MBP先進(jìn)行5 min的基礎(chǔ)值測試(基礎(chǔ)值)，然后將測試探頭加熱到44℃并持續(xù)10 min(加熱后值)，TcpO2測試值為探頭直接加熱到44℃值。本研究中用(加熱后值-基礎(chǔ)值)/基礎(chǔ)值×100來表示微血管的反應(yīng)性。TcpO2測試值為局部肌肉加熱到44℃時(shí)值，整個(gè)過程15 min左右。當(dāng)局部肌肉加熱到44℃時(shí)，微血管可達(dá)到最大的舒張狀態(tài)，微血管的血流達(dá)到峰值[10-11]。

1.3 具體測試步驟

(1)受試者(晨起)提前20 min進(jìn)入湖北民族大學(xué)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行休息，確保受試者身體狀態(tài)在正式測試時(shí)保持相對穩(wěn)定的安靜狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)室溫度控制在25℃左右；(2)受試者按照標(biāo)準(zhǔn)的人體解剖學(xué)姿勢平躺，用酒精將受試者膝蓋擦拭干凈，并將膝蓋表面的毛發(fā)剃干凈，然后將探頭貼于測試部位，注意避免探頭與測試部位過分的擠壓；(3)血流探頭首先進(jìn)行5 min的基礎(chǔ)值測試，，然后開啟加熱探頭至44℃并持續(xù)10 min，整個(gè)測試過程15 min左右(經(jīng)皮氧分壓探頭直接進(jìn)行15 min的測試)。測試前1 d不飲用咖啡、酒及不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)。測試時(shí)讓受試者平躺進(jìn)行適當(dāng)?shù)男菹?，待受試者身體機(jī)能相對穩(wěn)定時(shí)在進(jìn)行測試，避免身體機(jī)能對微血管反應(yīng)性的影響。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果

2.1 太極拳運(yùn)動(dòng)對皮膚微血管反應(yīng)性的影響

由表2可知，與對照組相比，運(yùn)動(dòng)組CMBC基礎(chǔ)值、加熱后值升高(P>0.05)，加熱前后差值降低(P>0.05)，增加率顯著降低(P<0.05)；由表3可知，與對照組相比，運(yùn)動(dòng)組AVBC基礎(chǔ)值降低(P>0.05)，加熱后值、加熱前后差值升高(P>0.05)，增加率顯著升高(P<0.05)；由表4可知，運(yùn)動(dòng)組MBP基礎(chǔ)值降低(P>0.05)，但加熱前后值、增加率顯著升高(P<0.05)。

Tab. 2 Comparison of the changes of CMBC between exercise group and control n=26)

Tab. 3 Comparison of the changes of AVBC between exercise group and control n=26)

Tab. 4 Comparison of the changes of MBP between exercise group and control n=26)

2.2 太極拳運(yùn)動(dòng)對經(jīng)皮氧分壓的影響

對照組經(jīng)皮氧分壓加熱后值為(51±9)mmHg，運(yùn)動(dòng)組為(64±9)mmHg，但二者無顯著性差異(P>0.05)。

3 討論

隨著年齡的增加，微血管內(nèi)皮細(xì)胞 NO成酶表達(dá)異常使NO合成、釋放以及活性降低、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)增加、代謝紊亂與異常、內(nèi)皮細(xì)胞依賴的縮血管物質(zhì)和內(nèi)皮細(xì)胞膜靜息電位增加等使微血管舒張能力和反應(yīng)性降低。當(dāng)微血管反應(yīng)性下降時(shí)(主要特征表現(xiàn)為微血管擴(kuò)張功能障礙)，易發(fā)生皮膚溫度調(diào)節(jié)機(jī)制紊亂、外周傷口愈合能力下降，并誘發(fā)心腦血管疾病、潰瘍、糖尿病、抑郁癥甚至瘧疾的產(chǎn)生。研究表明，長期有氧運(yùn)動(dòng)可通過提高微血管的內(nèi)皮依賴式舒張能力使微血管的反應(yīng)性增強(qiáng)，但有關(guān)長期太極拳運(yùn)動(dòng)對微血管反應(yīng)性干預(yù)效應(yīng)的研究尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)成果的報(bào)道[12-14]。

太極拳屬于中等強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)，練習(xí)的過程中有蹲馬步、身體旋轉(zhuǎn)、身體下蹲、重心轉(zhuǎn)移等動(dòng)作。有研究認(rèn)為，太極拳蹲馬步(下蹲)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)可增大膝關(guān)節(jié)的承受力，導(dǎo)致關(guān)節(jié)損傷。在本研究中，運(yùn)動(dòng)組膝關(guān)節(jié)表面皮膚微血管反應(yīng)性和血流灌注量的儲(chǔ)備明顯的高于同齡的普通健康人，這與Hurley DM[5]、Tang DH[6]、Tew GA[7]、Hodges[12]等人的研究結(jié)果相符；通過對CMBC、AVBC子指標(biāo)的分析，可知運(yùn)動(dòng)組微血管反應(yīng)性的提高主要是血流速度(AVBC)的提高。血流不暢是心腦血管疾病的主要誘因，而運(yùn)動(dòng)組血流速度(AVBC)的提高有利于減少心腦血管疾病的發(fā)生。此外，運(yùn)動(dòng)組下肢關(guān)節(jié)無疼痛發(fā)生，分析原因有：(1)長期的太極拳運(yùn)動(dòng)提高練習(xí)者的膝關(guān)節(jié)皮膚中微血管的血流量，為膝關(guān)節(jié)提供充足的血液和營養(yǎng)供應(yīng)，彌補(bǔ)運(yùn)動(dòng)對練習(xí)者膝關(guān)節(jié)的損傷，其中的生物學(xué)機(jī)制有微血管內(nèi)皮依賴式舒張能力的提高、交感神經(jīng)興奮性的降低、微血管舒張傳導(dǎo)能力的提高、體抗氧化防御系統(tǒng)能力的提高、血漿體積的增加、心輸出量的提高及體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的改善等，但主要的因素應(yīng)歸于微血管內(nèi)皮依賴式舒張能力，但仍需進(jìn)一步作深入的研究；(2)本研究的運(yùn)動(dòng)組的練習(xí)年限多為3～5年以上，長期的練習(xí)使受試者形成良好的運(yùn)動(dòng)姿勢(運(yùn)動(dòng)規(guī)范)，使身體的發(fā)力由腰胯帶動(dòng)大腿，隨著大腿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)膝關(guān)節(jié)和小腿、踝關(guān)節(jié)的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免對膝關(guān)節(jié)的直接損傷。

經(jīng)皮氧分壓是通過與測定位點(diǎn)相連的電極反映從毛細(xì)血管透過表皮彌散出來的氧氣含量，可以實(shí)時(shí)、持續(xù)地反映機(jī)體向組織的供氧能力，其大小取決于呼吸系統(tǒng)功能、血液運(yùn)輸氧氣功能和循環(huán)系統(tǒng)功能[4]。皮膚處于機(jī)體氧供系統(tǒng)的末端，所以機(jī)體輸送氧氣的任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)損傷，都能立刻從經(jīng)皮氧分壓變化反映出來。筆者前期的研究表明，經(jīng)皮氧分壓可以作為一種無創(chuàng)性指標(biāo)反應(yīng)微血管的供氧狀態(tài)。在本研究中，運(yùn)動(dòng)組經(jīng)皮氧分壓明顯大于同齡非運(yùn)動(dòng)人群，表明運(yùn)動(dòng)組微血管氧氣運(yùn)輸和交換的能力(有氧能力)較好。微血管反應(yīng)性和經(jīng)皮氧分壓的升高對改善循環(huán)系統(tǒng)功能、提高最大攝氧量和心肺有氧能力以及身體整體健康程度有著重要的作用。2016年美國心臟學(xué)會(huì)提出將心肺耐力列為第五大生命特征。心肺耐力作為衡量人體健康水平與身體能力的重要指標(biāo)，是和肥胖、吸煙、飲酒、高血壓、高血糖、高血脂等相媲美的獨(dú)立因素，且比這些因素更有力的預(yù)測死亡風(fēng)險(xiǎn)，因此微循環(huán)功能的改善對預(yù)防心腦血管疾病、糖尿病等慢性疾病的發(fā)生有著重要作用[15]。

綜上，長期系統(tǒng)的太極拳運(yùn)動(dòng)可提高中老年人膝關(guān)節(jié)皮膚微血管的反應(yīng)性和經(jīng)皮氧分壓，為膝關(guān)節(jié)表面皮膚提供更多的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，提高膝關(guān)節(jié)的功能，減少損傷的發(fā)生，而經(jīng)皮氧分壓的增加提高身體氧氣的運(yùn)輸和交換能力，對身體整體健康水平的提升有著重要作用。