加壓訓(xùn)練對高血壓患者血管內(nèi)皮功能的影響

馬曉緩，趙 彥，鄭玉嬋

（1.南京體育學(xué)院 研究生部，江蘇 南京 210014；2.南京體育學(xué)院 運動健康學(xué)院，江蘇 南京 210014）

高血壓是一種由多種因素所引起的慢性疾病，其發(fā)病機(jī)制通常與代謝、激素和功能結(jié)構(gòu)紊亂有關(guān)［1-2］。高血壓患者的血流量和血管內(nèi)徑減小，血管舒張儲備降低，血管舒張反應(yīng)隨之改變，隨時間推移，會導(dǎo)致相關(guān)內(nèi)皮功能障礙、血管重塑以及動脈僵硬增加，使得高血壓患者病情進(jìn)一步加重［3-6］。規(guī)律的體育運動能夠降低高血壓患者的血壓，但目前對于抗阻運動訓(xùn)練強(qiáng)度的安全性仍存在很大爭議［7］。而已有研究證明加壓訓(xùn)練能夠以較小的運動強(qiáng)度達(dá)到比單純低強(qiáng)度抗阻運動更好的增肌效果，并且更加安全［8-10］。但是，關(guān)于長期的加壓訓(xùn)練對高血壓患者內(nèi)皮功能的影響研究甚少。所以本研究旨在探討長期加壓訓(xùn)練對高血壓患者血管內(nèi)皮相關(guān)因子的影響。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

選取來自某社區(qū)醫(yī)院的高血壓患者30 名，男女不限，55～70 歲之間。在進(jìn)行這些訓(xùn)練之前，對患者進(jìn)行了臨床檢查，包括心電圖（休息和運動）檢查，以確保運動安全。此外，以下患者將被排除:1）身體質(zhì)量指數(shù) BMI＞28kg/m2；2）心電圖在安靜狀態(tài)以及運動后顯示異常的；3）肌肉骨骼系統(tǒng)有問題的；4）平時參與休閑體育活動項目每周超過兩次的；5） 休息時收縮壓≥180mmHg 和舒張壓≥100mmHg，并在鍛煉前簽署知情協(xié)議書。然后將這30 名符合納入標(biāo)準(zhǔn)的高血壓患者隨機(jī)分為兩組，分別是：加壓結(jié)合低強(qiáng)度（30%1RM）抗阻鍛煉組（LE-BFR組 15 人）以及單純低強(qiáng)度（30%1RM）抗阻鍛煉組（LE 組 15人）。由于各種原因（高血壓癥狀加重、出現(xiàn)并發(fā)癥、外傷、改變抗高血壓藥物、未能堅持完成實驗等），LE-BFR 組失訪0 人，LE 組失訪 2 人，最終樣本量為：LE-BFR 組 15 人、LE 組 13人。

實驗前，加壓結(jié)合低強(qiáng)度（30%1RM）抗阻鍛煉組以及單純低強(qiáng)度（30%1RM）抗阻鍛煉組的身高、體重、BMI、1RM、血壓、血清 VEGF、NO、ET-1 等變量均無顯著性差異（p＞0.05），保證了基線水平的可比性，見表1。

表1 受試者實驗前基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 整體實驗設(shè)計

受試者首先進(jìn)行身體形態(tài)學(xué)測量（身高，體重，BMI）和最大力量測量（個人1RM）以及實驗前血壓（SBP 和DBP）以及血管內(nèi)皮相關(guān)因子（VEGF、NO 和 ET-1）的檢測。然后兩組分別實施不同強(qiáng)度的下肢伸膝抗阻運動，一周3 次，共12 周。實驗結(jié)束之后再次進(jìn)行血壓以及血管內(nèi)皮相關(guān)因子的檢測。

1.2.2 血流受限訓(xùn)練方法

日本的佐藤義昭博士因跪坐時腿部發(fā)麻，在按摩小腿時發(fā)現(xiàn)肌肉被動收縮與力量訓(xùn)練的感覺相似，進(jìn)而引發(fā)“通過增加壓力降低血流量并同時進(jìn)行肌力訓(xùn)練，可能有利于肌肉快速增大” 的設(shè)想。因加壓的目的是閉塞血管以限制血流量（blood flow restricted，BFR），所以，該訓(xùn)練方法也被稱為“血流限制性訓(xùn)練”（blood low restriction training，BFRT）。血流限制力量訓(xùn)練通常采用專用設(shè)備（充氣加壓帶或魔術(shù)貼式加壓帶）對大腿或上臂施予適當(dāng)?shù)膲毫σ韵拗浦w遠(yuǎn)端的血流量，并結(jié)合某種運動形式（抗阻運動、蹬車、步行等）進(jìn)行訓(xùn)練［11-12］。本實驗所采用的加壓儀器為日本加壓訓(xùn)練創(chuàng)始人團(tuán)隊所研發(fā)的專業(yè)設(shè)備：KAATSUMASTER 加壓設(shè)備，運動方式為下肢伸膝抗阻運動。Brandner［13］等人將不同加壓強(qiáng)度應(yīng)用于肢體血流受限，發(fā)現(xiàn)BFR 采用靜止收縮壓（SBP）的80%和130%作為阻斷血流壓力，80%的SBP 時血流動力學(xué)壓力小。Pinto［14］對高血壓患者的兩項研究中，均使用了完全血流阻斷的方式，增加了患者的血流動力學(xué)的高反應(yīng)性。而Downs［15］等人也以13 名健康中年人為研究對象，進(jìn)行下肢的急性缺血抗阻運動，缺血壓力分別為 1.3 倍的安靜狀態(tài)收縮壓 （1.3SBP） 和舒張壓（1.3DBP），結(jié)果表明在兩種缺血壓力下，與單純抗阻運動相比其HR、SV、CO 的反應(yīng)均減弱。綜合以上研究，本實驗LE-BFR組同樣采用130%的SBP 進(jìn)行加壓。

1.2.3 運動處方

1）加壓結(jié)合低強(qiáng)度抗阻鍛煉組（LE-BFR 組）：以壓力帶施加130%收縮壓將血流部分受限，在60s 內(nèi)對抗30%1RM 阻力做股四頭肌伸膝離心收縮的動作20 次，運動過程中血流受限，每次動作完成屈伸需要3s，然后解除血流受限，無負(fù)荷無缺血間歇 60s，重復(fù) 5 組，訓(xùn)練 3 天/周，共 12 周。

2）單純低強(qiáng)度抗阻鍛煉組（LE 組）：在 60s 內(nèi)對抗 30%1RM 阻力做股四頭肌伸膝離心收縮的動作20 次，每次動作完成屈伸需要3s，運動過程中無血流受限，然后無負(fù)荷無缺血間歇 60s，重復(fù) 5 組，訓(xùn)練 3 天/周，共 12 周。

受試者在進(jìn)行以上運動之前皆進(jìn)行15min 左右的準(zhǔn)備活動，運動完成之后進(jìn)行10min 左右的拉伸運動，避免產(chǎn)生運動損傷。

1.2.4 最大力量（1RM）測量

在美國BIODEX 等速肌力評估訓(xùn)練系統(tǒng)SYSTEM4 上進(jìn)行10 次重復(fù)無負(fù)荷的預(yù)熱后，根據(jù)設(shè)置的儀器參數(shù)，受試者竭力進(jìn)行3 組伸膝抗阻運動，進(jìn)行1 次RM 測試。根據(jù)每個受試者的表現(xiàn)調(diào)整儀器，直到他們完成一次正確的測量。允許多次嘗試，間隔最少10min。1RM 測量實驗前進(jìn)行一次，實驗開始后，每隔4 周測量一次，以便及時調(diào)整運動強(qiáng)度，共測4 次。見表2。

表2 各組受試者1RM（Kg）測量情況

1.2.5 血壓測量

運用德國脈豐vicorder 儀器，受試者仰臥，分別用充氣帶給予受試者上臂或小臂進(jìn)行充氣，等待一段時間即可獲取動脈波形圖，從而獲取受試者的靜息血壓（SBP 與DBP）。

1.2.6 血管內(nèi)皮相關(guān)因子檢測

本實驗采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附測驗（Elisa）對血液樣本中VEGF（血管內(nèi)皮生長因子）、ET-1（內(nèi)皮素-1）以及NO（一氧化氮）的濃度進(jìn)行檢測。

1.3 統(tǒng)計分析

應(yīng)用SPSS26.0 統(tǒng)計軟件包對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理。所有數(shù)據(jù)用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。組內(nèi)前后比較使用配對t 檢驗；組間連續(xù)型變量的比較使用獨立樣本分析。p＜0.05 為顯著性差異，p＜0.01 為非常顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 不同運動方式對血壓的影響

結(jié)果顯示： 實驗前，LE-BFR 組和LE 組血壓均無明顯差異（p＞0.05）。實驗后，LE-BFR 組的 SBP 有非常顯著下降（p＜0.01），且與 LE 組相比，LE-BFR 組 SBP 下降更明顯（p＜0.05）。LE 組的 SBP 無明顯下降（p＞0.05）。見表3。

表3 不同運動方式對血壓的影響

2.2 不同運動方式對血管內(nèi)皮相關(guān)因子的影響

結(jié)果顯示： 實驗前，LE-BFR 組和LE 組血管內(nèi)皮相關(guān)因子均無明顯差異 （p＞0.05）。實驗后，LE-BFR 組的 VEGF、NO均有顯著增加 （p＜0.05），ET-1 顯著下降 （p＜0.05）。LE 組的ET-1 明顯下降 （p＜0.05），VEGF 與 NO 均無明顯變化 （p＞0.05）。

表4 不同運動方式對血管內(nèi)皮相關(guān)因子的影響

2.3 指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果

相關(guān)性分析顯示：在LE-BFR 組，高血壓患者的收縮壓與VEGF、NO 水平呈負(fù)相關(guān)（p＜0.05），隨著 VEGF 與 NO 的增加，收縮壓逐漸下降。而高血壓患者的收縮壓與ET-1 水平呈正相關(guān)（p＜0.05），隨著 ET-1 的減少，收縮壓逐漸下降。

表5 LE-BFR 組指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討論

3.1 不同運動方式對血壓的影響

本研究結(jié)果顯示，加壓結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運動（LE-BFR）可以降低原發(fā)性高血壓患者的收縮壓，且其降壓效果顯著優(yōu)于單純的低強(qiáng)度抗阻運動（LE）。但LE-BFR 并未對原發(fā)性高血壓患者的舒張壓產(chǎn)生明顯影響。

既往研究表明，對高血壓患者進(jìn)行有氧運動干預(yù)，可以提高高血壓患者的有氧運動水平以及心肺耐力，并且能提高患者左心室舒張功能，從而使得患者的血壓出現(xiàn)顯著性下降。長期堅持有氧運動還能使血壓達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)［16-18］。對于抗阻運動，也有研究表明40%～70%1RM 力量訓(xùn)練能對高血壓患者產(chǎn)生一定的降壓效果［19-20］。但本研究的 LE（30%1RM）并未引起原發(fā)性高血壓患者血壓的變化，從而對于降低血壓并無明顯作用。這提示我們力量訓(xùn)練也許要達(dá)到一定的運動強(qiáng)度才可以產(chǎn)生顯著降壓效果。

對于LE-BFR 這一新興運動方式，已有研究表明短期急性的BFR 干預(yù)會使得運動后心率增加，血壓升高，可能引起心血管功能的急性效應(yīng)，具有潛在的心血管危險［21-23］。但本研究中，長期的LE-BFR 對高血壓患者的外周血管不僅具有生理刺激，還存在機(jī)械刺激，兩種刺激長期共同影響外周血管功能，使得外周血管內(nèi)徑及血流量增大，血管順應(yīng)性增強(qiáng)，外周阻力下降，從而達(dá)到比LE 更顯著的降壓效果［24-26］。并且肢端血流阻斷造成靜脈回心血量減少，使心臟前負(fù)荷降低，且安靜心率無明顯增加，對心血管功能的效應(yīng)是溫和的，保證了患者在運動中的安全性［27-28］。但是長期LE-BFR 對原發(fā)性高血壓患者的降壓效果的保持度還未經(jīng)驗證，本實驗周期為12 周，是否干預(yù)周期越長，降壓效果保持更久，還有待進(jìn)一步深入研究。

3.2 不同運動方式對血管內(nèi)皮功能的影響

本研究結(jié)果表明，LE-BFR 使得原發(fā)性高血患者的VEGF與NO 均呈現(xiàn)顯著增加，而ET-1 顯著減少。LE 并未對患者的VEGF 和NO 產(chǎn)生明顯影響，但 LE 組患者的ET-1 含量明顯減少。同時，血壓與血管內(nèi)皮相關(guān)因子之間的相關(guān)性分析顯示，LE-BFR 組，隨著血管內(nèi)皮VEGF 和NO 的增加，以及ET-1 的減少，原發(fā)性高血壓患者的收縮壓也逐漸下降，存在明顯相關(guān)性。

VEGF、ET-1、NO 作為與血管內(nèi)皮功能息息相關(guān)的化學(xué)因子，主要影響著血管的生成、重塑、收縮/舒張。原發(fā)性高血壓患者存在明顯的血管內(nèi)皮障礙，即血管內(nèi)皮舒張功能降低或者收縮功能增強(qiáng)［29-30］。其主要表現(xiàn)為內(nèi)皮合成舒血管物質(zhì)NO等的明顯減少以及縮血管物質(zhì)ET-1 的明顯增多，促使原發(fā)性高血壓患者的血管處于高度收縮的狀態(tài)，嚴(yán)重影響其血管功能［31］。而VEGF 作為一種血管內(nèi)皮生長因子，對原發(fā)性高血壓患者的內(nèi)皮功能改善也有著非常重要的作用。運動可改變?nèi)梭w血管內(nèi)皮VEGF、ET-1、NO 的表達(dá)，從而恢復(fù)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，增強(qiáng)血管彈性，降低血壓［32］。有研究表明，有氧運動及中低強(qiáng)度抗阻運動可刺激血管內(nèi)皮VEGF 的表達(dá)、 提高機(jī)體血清NO 濃度以及降低主導(dǎo)血管收縮的ET-1 濃度［33-34］。本研究結(jié)果表明單純的低強(qiáng)度抗阻運動 （30%1RM） 并未影響患者VEGF 與NO 的表達(dá)，但與既往研究相同的是，LE 顯著降低了血管ET-1 的濃度。這可能是由于LE 組運動強(qiáng)度較低，VEGF與NO 需要更高的運動強(qiáng)度刺激才可以發(fā)生明顯變化。而ET-1 對于運動強(qiáng)度無明顯要求，30%1RM 的抗阻運動即可引起高血壓患者血管內(nèi)ET-1 的顯著下降。

加壓訓(xùn)練使用袖帶對肢體進(jìn)行加壓，造成肢體局部的動脈或者靜脈血流的短時阻斷，因而與傳統(tǒng)抗阻運動相比，生理刺激與機(jī)械刺激的兩種刺激共同影響著外周血管功能。主要表現(xiàn)為增大外周血管內(nèi)徑及血流量，增強(qiáng)血管順應(yīng)性，減輕動脈僵硬程度等［35-36］。但加壓訓(xùn)練對高血壓患者內(nèi)皮功能的影響研究甚少。本研究發(fā)現(xiàn)相比較于LE，LE-BFR 對于血管內(nèi)皮相關(guān)因子的影響更加明顯。這是可能是因為加壓訓(xùn)練會引起原發(fā)性高血壓患者缺血部位處于低氧環(huán)境，氧濃度的急速下降可刺激血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的增加。另一方面由于壓力帶壓力作用于受壓部位，使得運動時血流的重新分配，尤其骨骼肌和心肌血流增加，給外周血管造成一定的剪切力，激活血管內(nèi)皮一氧化氮合成酶（eNOS），促進(jìn)一氧化氮（NO）的生成［37］。而VEGF 的增加以及NO 的生成可以誘導(dǎo)內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及血管形成，調(diào)節(jié)血管功能［38］。外周血管的新生與擴(kuò)張以及縮血管物質(zhì)ET-1 的減少，將直接影響心臟在舒張末期的回心血量，這也進(jìn)一步會對每搏輸出量造成影響，降低了原發(fā)性高血壓患者的血壓［39］。

4 展望

加壓訓(xùn)練作為一種新型的抗阻運動方式，其還沒有一個標(biāo)準(zhǔn)化的運動處方，不同人群、性別、疾病所適宜的加壓大小、加壓時間、間歇時間及負(fù)荷強(qiáng)度等都還未有明確的規(guī)定。雖然既往研究皆表明加壓訓(xùn)練是一種較安全的運動方式，其對心血管的刺激是溫和的，但仍有受試者出現(xiàn)明顯的肌肉酸痛，這也提醒我們要對加壓訓(xùn)練的個性化處方及安全性進(jìn)行深入研究［40］。

5 結(jié)論

加壓訓(xùn)練可以通過改變原發(fā)性高血壓患者的VEGF、NO以及ET-1 的濃度來改善患者的內(nèi)皮功能，從而顯著降低高血壓患者的血壓。