運動對不同CVD風險等級人群干預(yù)效果的研究

嚴天盈，吳 鏘，白云飛，劉 磊

(1.集美大學體育學院，福建 廈門361021；2.國家體育總局運動醫(yī)學研究所，北京 100061)

中國心血管疾病(Cardiovascular Diseases，CVD)危險因素流行趨勢對國民健康的影響愈加顯著，冠心病等CVD導致了全球30 %的死亡率。[1,2]越來越多的研究表明運動對健康有促進作用[3,4]，然而運動在給我們帶來健康益處的同時，運動者自身存在的一些隱匿性的運動風險行為以及由運動誘導的心血管事件的發(fā)生也不容忽視[5]，尤其是一些存在危險因素的人[6]。

而眾多的心血管危險因素通常聚集地出現(xiàn)，如血壓升高、年齡增長、總膽固醇升高、低密度脂蛋白膽固醇升高、高密度脂蛋白膽固醇降低、糖尿病、慢性腎臟病、吸煙，還有家族病史等。[7,8]根據(jù)2018版《中國高血壓防治指南》將慢病人群分為心血管健康人群、低危人群和中危人群。2020年的WHO體力活動指南取消了每天10分鐘的體力活動時間下限，表明任何持續(xù)時間的活動均對健康有益。[9]本研究將WHO體力活動指南提供的推薦標準作為切割點，將不同人群受試者分為體力活動達標組與未達標組，探討在不同心血管危險分層的人群中，體力活動的大小對血壓、血糖和血脂指標的影響，探尋不同危險程度的運動參與者降低心血管風險所適宜的運動強度，為心血管疾病人群參與運動的風險評估提供精準生理參考指標，促進全民健身科學化，踐行體醫(yī)融合理念。

1 研究方法

1.1 研究對象

本實驗于廈門市育秀和嘉蓮社區(qū)醫(yī)院開展，以發(fā)放宣傳單、居委會書面通知、微信宣傳、口頭通知、運動健康科普宣講等多種方式開展受試者招募工作。納入標準：(1)經(jīng)上級醫(yī)院或社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心確診為糖尿病前期或2型糖尿病/血壓升高/高脂血癥的慢病患者；(2)年齡為40～60歲，性別不限；(3)生活能夠自理，可以參加體育鍛煉，但近半年內(nèi)沒有規(guī)律鍛煉(一周3次及以上中等強度運動)；(4)無運動禁忌證及肢體活動障礙，并由醫(yī)生批準；(5)具有一定的認知能力和進行運動鍛煉的能力。排除標準：(1)重癥和終末期疾病患者；(2)伴有其他嚴重并發(fā)癥(如糖尿病足或肢體殘疾)的患者；(3)安靜時收縮壓>180mmHg或舒張壓>110mmHg，或經(jīng)心血管危險分層后(2018年《中國高血壓防治指南》)處于高危和很高危狀態(tài)的患者；(4)不配合或中途失訪者。所有參加干預(yù)實驗的受試對象均在實驗前了解實驗?zāi)康呐c內(nèi)容后，自愿參加本項運動干預(yù)，并簽署《知情同意書》，受試者招募和完成情況如圖1：

圖1 受試者招募與分析流程圖

1.2 實驗設(shè)計

1.2.1 干預(yù)分組

根據(jù)2018版《中國高血壓防治指南》[10]進行心血管危險分層后，分為健康組(Health group，H)、低危組(Low-risk group，L)、中危組三組(Middle-risk group，M)。再運用 Excel 軟件建立隨機分組表，根據(jù)2020版WHO體力活動指南[9]推薦量將受試者隨機分為體力活動達標組(Reach the standard group，RS)和未達標組(Not up to standard group，NS)(表1)，即健康未達標組(Health and not up to standard group，HNS)、健康達標組(Health and reach the standard group，HRS)、低危未達標組(Low-risk and not up to standard group，LNS)、低危達標組(Low-risk and reach the standard group，LRS)、中危未達標組(Middle-risk and not up to standard group，MNS)和中危達標組(Middle-risk and reach the standard group，MRS)共6組。

表1 體力活動推薦

1.2.2 運動干預(yù)

受試者根據(jù)心血管風險等級分為健康組、低危組和中危組，3組同時進行集體運動干預(yù)。受試者每周任意選擇一天參與集體運動干預(yù)，周六的受試地點為育秀社區(qū)，周日為嘉蓮社區(qū)。運動項目：有氧操、八段錦和太極拳等中等強度運動(3～5.9Met)。運動時間：每次60 min，每周1次(每周六/日)，持續(xù)24周。每次運動過程：①5 min左右的熱身；②50 min的有氧操、八段錦或太極拳；③5 min左右的放松，共三個階段。

除每周集體干預(yù)外，健康組、低危組和中危組3組再根據(jù)體力活動量隨機各分為2組，分別為體力活動達標組和未達標組。體力活動未達標組在接受集體運動干預(yù)的同時，參與每周<90 min、2～3次的中等強度運動自我監(jiān)督干預(yù)。體力活動達標組，在接受集體運動干預(yù)的同時，參與90～240 min/周、2～3次/周的中等強度運動自我監(jiān)督干預(yù)。

運動監(jiān)督：每周集體運動過程中采用GT3X能量檢測儀、華為運動手環(huán)3系列和Borg評分量表，對運動強度進行監(jiān)控。各組在每周參與集體干預(yù)的同時上交健身日記本，日記本中由受試者記錄每周運動項目、類型、時間、強度等運動數(shù)據(jù)。對于未達成相應(yīng)運動強度要求的受試者，進行電話追蹤訪問和督促。兩周以上未參與集體運動或未達成相應(yīng)運動強度要求的受試者，排除實驗。

1.3 測試指標

受試者在干預(yù)前(第0周)和干預(yù)后(第24周)，分別對所有指標進行測量。

1.3.1 基本信息

受試者干預(yù)前后填寫《全民健身活動狀況調(diào)查問卷》，以收集性別、年齡、家族史、吸煙史等個人基本資料。

1.3.2 血壓

采用電子血壓測試儀進行測定，進行正式測量之前，受試者應(yīng)至少休息5分鐘。受試者端坐位，將右臂屈肘放于袖帶內(nèi)，肘關(guān)節(jié)放于血壓器彎曲處，電子血壓測試儀自動報告收縮壓(Systolic Pressure，SBP)和舒張壓(Diastolic Pressure，DBP)。

1.3.3 血液生化指標

采用貝克曼庫爾特圈全自動生化分析儀(AU680，US)完成血液生化指標的檢測：(1)血糖指標包括空腹血糖(Fasting blood glucose ，F(xiàn)BG)、糖化血紅蛋白(Glycated Hemoglobin ，HbA1c)；(2)血脂指標包括總膽固醇(Total Cholesterol，TC)、低密度脂蛋白膽固醇(Low-Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(High-Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C)、甘油三酯(Triglyceride，TG)。

1.4 統(tǒng)計學分析

所有實驗數(shù)據(jù)均使用SPSS26.0軟件進行統(tǒng)計分析處理，所有數(shù)值型變量均采用均數(shù)±標準差(X±SD)表示。達標組與未達標組的組間差異采用獨立樣本t檢驗分析，心血管危險分組之間采用單因素方差分析，干預(yù)前后的變化采用配對樣本t檢驗分析，等級資料使用秩和檢驗。P<0.05表示具有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

共招募慢病患者150例，每組中隨機分為體力活動達標組和未達標組。其中排除處于高危和很高危狀態(tài)的受試者9例，未達到運動干預(yù)要求18例，中途退出5例，因疫情原因流失28例，最終完成實驗的患者有健康組30例，心血管風險低危組30例，中危組30例，共90例。其中男性42例，女性48例，年齡范圍40～60歲，平均(51.1±5.5)歲。每組中體力活動達標組和未達標組受試者的年齡、血壓、血糖、血脂以及心血管的危險因素等均不存在統(tǒng)計學意義(表2)。在連續(xù)24周的運動干預(yù)過程中未發(fā)現(xiàn)心血管不良事件。

表2 受試者基本情況

2.2 運動干預(yù)前后心血管危險分層比較

如表3所示，基線時每組各15例，運動干預(yù)后，低危人群兩組各改善9例(60 %)和10例(66.67 %)，中危人群兩組改善程度高于低危組，各改善8例(53.33 %)和13例(86.67 %)，HNS組加重1例(6.67 %)。共改善40例，加重1例，干預(yù)前后心血管危險分層的差異具有顯著性(P<0.01)。

表3 運動干預(yù)前后心血管危險分層的變化

2.3 不同心血管危險分層受試者血壓比較

如表4和圖2所示，無論運動干預(yù)前后，健康組與低中危組兩組之間的SBP和DBP均存在顯著性差異(P<0.01)，但干預(yù)前低危組和中危組之間的SBP差異不存在統(tǒng)計學意義，干預(yù)后低危組和中危組之間的SBP和DBP差異不存在統(tǒng)計學意義。實驗開始前，相同心血管危險分組中的達標組與未達標組血壓值的差異均不存在統(tǒng)計學意義。通過對運動干預(yù)前后不同組別的血壓變化情況分析發(fā)現(xiàn)，各組干預(yù)后血壓值均有所下降，除HNS組未存在顯著性差異外，其余各組的血壓值都存在差異性，其中LRS組和MRS組的SBP和DBP顯著低于干預(yù)前(P<0.01)。

表4 運動干預(yù)前后血壓水平的變化(單位：mmHg)

注：干預(yù)前后比較：*P<0.05，**P<0.01。

2.4 不同心血管危險分層受試者血糖比較

如表5和圖3所示，干預(yù)前和干預(yù)后的FBG和HbA1c在心血管危險分層上的差異均不存在統(tǒng)計學意義。干預(yù)開始前，相同心血管危險程度的達標組與未達標組FBG和HbA1c的差異均不存在統(tǒng)計學意義。通過運動干預(yù)前后各組FBG和HbA1c的對比發(fā)現(xiàn)，各組干預(yù)前后均有所下降，其中達標組的FBG和HbA1c干預(yù)前后均存在顯著性差異(P<0.05)，而未達標組中FBG和HbA1c在干預(yù)后雖有所下降，但差異均不存在統(tǒng)計學意義。

表5 運動干預(yù)前后血糖水平的變化

注：干預(yù)前后比較：*P<0.05，**P<0.01。

注：干預(yù)前后比較：*P<0.05，**P<0.01。

2.5 不同心血管危險分層受試者血脂比較

如表6和圖4所示，在不同心血管危險分層的人群，干預(yù)前后的HDL-C和TG在低危組和中危組之間差異均存在統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而各組之間的TC和LDL-C差異不存在統(tǒng)計學意義。實驗開始前，相同心血管危險程度的達標組與未達標組血脂的差異均不存在統(tǒng)計學意義。通過運動干預(yù)前后各組的血脂指標對比發(fā)現(xiàn)，各組的TC、LDL-C和TG干預(yù)前后均有所下降，HDL-C干預(yù)前后均有所上升，其中達標組中TC、LDL-C和HDL-C在三組達標組中干預(yù)前后存在顯著性差異(P<0.05)，TG僅在MRS組干預(yù)前后存在顯著性差異(P<0.05)；未達標組中，僅HDL-C在MNS組中干預(yù)前后具有顯著性差異(P<0.05)。

表6 運動干預(yù)前后血脂水平的變化(單位：mmol/L)

2.6 不同心血管危險分層受試者血壓、血糖、血脂變化差值比較

如表7和圖5～7所示，不同分組經(jīng)過運動干預(yù)后血壓、血糖和血脂的變化幅度各不相同，但達標組的所有指標改善幅度均明顯大于未達標組。在血壓指標上，HNS組和LRS、MRS組之間的SBP和DBP變化差值存在顯著性差異(P<0.05)；另外，MRS組和HRS組的DBP變化也存在顯著性差異(P<0.05)。SBP改善程度始終高于DBP，且隨著心血管危險程度提高，不同組的血壓改善程度呈階梯式增長，其中MRS組的SBP和DBP改善幅度最大，HNS組的SBP和DBP改善幅度最小。

圖5 運動前后血壓變化差值的比較 圖6 運動前后血糖變化差值的比較

表7 運動干預(yù)前后各組血壓差值的比較

血糖指標上，各組變化幅度均不存在顯著性差異，F(xiàn)BG和HbA1c總體上與干預(yù)前存在顯著性差異(P<0.01)。達標組中，F(xiàn)BG和 HbA1c變化幅度呈階梯式增加，其中MRS組改善最為明顯。而未達標組中，F(xiàn)BG和 HbA1c改善幅度變化相差不大。

血脂指標上，各組變化幅度均不存在顯著性差異，TC、LDL-C、HDL-C和TG總體上呈現(xiàn)顯著性下降的趨勢(P<0.05)。TC和LDL-C的未達標組改善幅度相似，而達標組中改善幅度呈階梯式增加，其中MRS組改善效果最為明顯。TG的未達標組和達標組各三組中改善趨勢也呈現(xiàn)相似性，但達標組明顯高于未達標組。HDL-C與其他三個指標不同，HNS和LNS組的改善程度明顯低于其他四組，而MRS組改善程度最高。

圖7 A：運動前后TC、LDL-C和TG差值的比較

3 討論

3.1 運動干預(yù)對不同心血管危險人群血壓、血糖和血脂的影響

研究表明，血壓、血糖和血脂的異常是世界范圍內(nèi)導致死亡和心血管疾病重要的獨立危險因素。[11-13]它們之間存在著密切的因果關(guān)系，隨著血壓、血糖和血脂的異常，CVD的發(fā)生風險呈連續(xù)性增加的趨勢。[14-16]而有規(guī)律的運動有助于血壓的控制、血糖的調(diào)節(jié)[17,18]和血脂水平的改善，并有利于CVD的預(yù)后[19]。大量系統(tǒng)性綜述證據(jù)證明，進行中等強度的體力活動，特別是有氧運動，可以改善心肺功能并改善血壓、血糖和血脂含量異常[17-21]，并具有有益的劑量-反應(yīng)效應(yīng)[22]。本研究經(jīng)過24周的運動干預(yù)后，心血管低危降至心血管健康的受試者共19例，中危降至低危的受試者共21例，干預(yù)前后血壓、血糖和血脂總體上存在顯著差異，說明24周的中等強度有氧運動干預(yù)能有效降低心血管風險程度，其中心血管的中危人群獲得的心血管健康效益更多。

臨床研究證實體力活動與高血壓的劑量-效應(yīng)呈反比關(guān)系，這有利于降低高血壓成人CVD進展的風險[23]，其中低水平的體力活動可以帶來較大的健康益處，并且在高體力活動中這種益處更大[24]。本文通過研究血壓指標的變化發(fā)現(xiàn)，當相同心血管分層人群參與不同水平體力活動時，達標組無論SBP還是DBP均高于未達標組，這說明高體力活動水平有助于血壓值的降低。而與中等強度的有氧運動相比，較高強度的有氧運動不會產(chǎn)生更大的降壓作用[25]，說明運動強度可能并不是影響改善效果的主要因素。

在血糖指標上，各組的FBG和HbA1c值都在干預(yù)后出現(xiàn)了不同幅度的下降，有學者認為運動總量可能是改善胰島素敏感性的關(guān)鍵因素，長期運動訓練隨著時間的推移可以進一步降低血糖水平。[26]本研究中達標組的FBG和HbA1c在干預(yù)前后均存在顯著性差異，而未達標組干預(yù)后的相關(guān)數(shù)據(jù)雖有所下降，但差異均不存在統(tǒng)計學意義，并且改善幅度小于達標組，說明了當相同心血管分層人群參與不同水平體力活動時，每周進行150～300 min中等強度運動能獲得的健康效益更大。

在血脂方面，達標組每周150～300 min中等強度運動干預(yù)對于血脂和心血管的改善程度明顯高于未達標組每周<150 min的運動干預(yù)，并且在達標組中存在顯著性差異，說明當相同心血管分層人群參與不同水平運動時，運動總量多比運動總量少所獲得的健康效益更多，證實運動總量水平是決定不同心血管危險人群血脂指標改善的關(guān)鍵因素。而未達標組干預(yù)前后雖未產(chǎn)生顯著性差異，但血脂各指標均有所改善，說明即使參與每周<150 min的有氧運動，也可能對受試者的血脂代謝產(chǎn)生良好的效果。

增加體力活動是衛(wèi)生組織提倡的一項關(guān)鍵預(yù)防措施，我們證實了24周中等強度的運動干預(yù)在血壓、血糖和血脂各方面的有益作用，并能降低心血管危險程度?？偟膩碚f，經(jīng)過24周運動干預(yù)后，近4/9的受試者改善了他們的心血管健康狀況，其中中危組改善程度略高于低危組和健康組，達標組略高于未達標組，提示給運動干預(yù)心血管中危人群帶來的心血管健康效益最高，低危組和健康組可能需要進一步提高體力活動量才能獲得和中危人群一樣的健康效益。通過定量量化體力活動，我們證實了無論何種心血管健康人群，即使參與每周<150 min的有氧運動也可能對改善受試者的血壓、血糖和血脂產(chǎn)生良好的效果，而達到世衛(wèi)組織建議的每周150～300分鐘運動總量，以此更好地改善代謝水平，改善心血管健康狀況，這說明運動總量是影響心血管健康的關(guān)鍵因素。

3.2 運動干預(yù)對不同心血管危險人群血壓、血糖和血脂影響的差異

本研究針對不同心血管危險程度人群分為健康組、低危組和中危組三個組別，發(fā)現(xiàn)不同心血管危險程度人群參與運動后血壓、血糖和血脂的改善程度各不相同。

從血壓的變化幅度來看，HNS組的SBP和DBP改善幅度最小，分別為2.13和1.47 mmHg；MRS組的SBP和DBP值變化最大，分別為10.07和8.27 mmHg。無論體力活動水平是否達標，隨著心血管危險程度提高，不同組的血壓改善幅度呈階梯式增長，并且體力活動達標組的血壓值改善越多，體力活動未達標組的改善也就越明顯。這說明血壓改善程度很大原因取決于受試者本身的心血管分層，中危人群進行推薦量的運動所獲得的健康效益最大，并且只要參與運動血壓就會降低。而健康組的改善幅度均小于低中危組，這可能與其本身基數(shù)值小有關(guān)[27]，因此低、中度心血管危險程度人群在血壓控制上獲得的效益比健康人群更多。本研究中我們發(fā)現(xiàn)HNS組中的SBP和DBP在未達標的情況下不存在顯著性差異，說明在健康人群中可能需要通過更高的運動水平才能獲得進一步的健康效益。因此心血管中危組參與體力活動所獲得的血壓效益最大，低危組次之，健康組最小。

從血糖的變化幅度來看，達標組的FBG和 HbA1c變化幅度呈階梯式增加，其中HRS組改善最為明顯，這可能與其本身基數(shù)值大有關(guān)。[27]一項基礎(chǔ)體力活動與FBG和HbA1c變化的Meta分析顯示[28]，隨著體力活動持續(xù)時間的增加，F(xiàn)BG顯著下降，每周100 min的體力活動與空腹血糖的平均下降2.75 mg/dl相關(guān)，HbA1c降低0.14 %。而2型糖尿病患者中體力活動與FBG之間的顯著相關(guān)性更高，每周100 min的體力活動與FBG減少4.71 mg/dl ，HbA1c減少0.16 %相關(guān)，說明除體力活動時間外，受試者本身基數(shù)值也是影響改善效果的重要因素。本研究中各組之間變化幅度均不存在顯著性差異，說明血糖的改善程度與受試者本身的血糖水平有關(guān)，而與其本身的心血管危險程度相關(guān)性小，血糖基數(shù)越高改善程度越高。在未達標組中，F(xiàn)BG和 HbA1c改善幅度變化相差不大，而這也與其本身基數(shù)相差不大有關(guān)，說明了運動對血糖的具體調(diào)節(jié)程度受到受試者基線血糖水平的影響。[29]

從血脂的變化幅度來看，由于不同患者的血脂譜發(fā)生的不同變化，運動干預(yù)對血脂譜的影響非常復雜。[30,31]本研究中TC和LDL-C的未達標組改善幅度相似，達標組中改善幅度呈階梯式增加，而TG和HDL-C均未出現(xiàn)階梯式變化，說明不同心血管健康程度的人群參與運動后改善的方向各不相同。實驗開始前，不同心血管危險程度的TC和LDL-C均不存在統(tǒng)計學差異，進行運動干預(yù)后，達標組中的中危組改善程度最大，其次是低危組，說明運動對于心血管中危人群的TC和LDL-C改善明顯，中危人群參與體力活動所獲得的健康效益最多。在實驗開始前，我們發(fā)現(xiàn)低危組和中危兩組之間的HDL-C存在顯著差異，心血管危險度越高，HDL-C則越低，干預(yù)后HDL-C的改善程度越明顯，這說明HDL-C在各組中的變化差異可能與其心血管分層有關(guān)。而健康人群的改善程度卻介于低危組與中危組之間，這說明HDL-C的改善一定程度上還取決于受試者其本身的基數(shù)水平。[27]TG與其他指標不同，達標組和未達標組的組間改善趨勢相似，不存在明顯差異，這說明TG值的改善可能與心血管健康狀況無關(guān)，而與其本身的基線水平有關(guān)。Wang Y等人發(fā)現(xiàn)當受試者的TG基線水平較低時，運動后TG僅略有下降；而當TG基線水平較高時，降低的趨勢會更顯著，因此TG基線水平可能是影響運動對TG反應(yīng)影響的關(guān)鍵因素。[32]

總的來說，不同心血管危險程度人群參與運動后血壓、血糖和血脂的改善程度各不相同。無論參與何種體力活動水平，心血管中危人群所獲得的心血管健康效益都高于健康和低危人群，其中血壓的改善很大程度上取決于受試者本身的心血管風險等級，而血糖和血脂的改善則更多地受其基數(shù)水平的影響。運動作為一項有效的干預(yù)手段，還對心血管疾病等其他慢性疾病有積極的影響作用，因此有必要將促進體力活動作為一種易于適應(yīng)和負擔得起的預(yù)防手段。當建議不同心血管危險分層人群進行運動時，最重要的考慮是運動強度和運動量的優(yōu)化，以最大限度地提高代謝益處，同時避免受傷或心血管風險。

4 結(jié)論

(1)中等強度有氧運動可以通過改善血壓、血糖和血脂等相關(guān)危險因素，從而降低不同心血管風險人群的危險等級，其中心血管中危人群參與運動后獲得的健康效益最高。

(2)運動對心血管危險因素的改善程度主要受運動總量的影響，除此之外還與心血管危險等級和基線水平有關(guān)。