高強(qiáng)度間歇性訓(xùn)練運(yùn)動處方對慢性病療效的研究進(jìn)展

郭志誠，蔡建光，敬龍軍

（湖南科技大學(xué) 體育學(xué)院，湖南 湘潭411100）

2020中國健康大數(shù)據(jù)顯示，我國超重及肥胖癥人口有5.07億，有近4.2億人患高血壓人，2億人存在血脂異常，1.21億人有糖尿病，1.2億有脂肪肝。我國身患慢性病的人口已接近半數(shù)，慢性病已成為威脅國民健康的首要大敵，單單依靠以往傳統(tǒng)的針對慢性病的臨床治療手段無法完全有效應(yīng)對。近年隨著體醫(yī)融合的不斷深入，有關(guān)高強(qiáng)度間歇性訓(xùn)練（HIIT）對于慢性病的治療效果的研究不斷增多，越來越多的證據(jù)表明高強(qiáng)度間歇性訓(xùn)練能夠有效促進(jìn)慢性病的防治，為減少慢性病對民眾健康的影響提供高效而經(jīng)濟(jì)的方案。

1 我國慢性病的現(xiàn)狀及危害

根據(jù)《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告（2020）》顯示，我國18歲以上居民高血壓患病率達(dá)到了27.5%，糖尿病為11.9%，40歲以上居民慢性阻塞性肺病患病率達(dá)到了13.6%，包括癌癥發(fā)病率在內(nèi)，相比2015年的報(bào)告結(jié)果均有所上升。雖然我國居民因心腦血管疾病、癌癥、慢性呼吸系統(tǒng)疾病和糖尿病等4類重大慢性病導(dǎo)致的過早死亡較2015年下降了2個(gè)百分點(diǎn)，僅為16.5%，但就2019年而言我國慢性病導(dǎo)致的死亡已占到總死亡的88.5%，其中心腦血管疾病、癌癥、慢性呼吸系統(tǒng)疾病更是占到了80.7%。慢性病仍是我國致死率、致殘率的最主要原因，我國對慢性病的防控工作仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)［1］。

慢性病主要有高血壓，心腦血管疾?。ㄈ绻谛牟。X梗塞等）、癌癥腫瘤、糖尿病、慢性呼吸系統(tǒng)疾病（如COPD），是慢性非傳染性疾病的通稱。其起病通常較輕，多因患者不良生活習(xí)慣和忽視治療而不斷加重，最終發(fā)展成病因復(fù)雜只可控制難以治愈的困擾患者終身的惡疾。生理上常有疲倦、乏力、視力下降、便秘、腹瀉、失眠等，嚴(yán)重者會出現(xiàn)各種致殘甚至致死的并發(fā)癥；心理上則有悲觀、棄世、情緒低落等，長時(shí)間不處理可發(fā)展為抑郁癥；社會層面上慢性疾病對全球的患者家庭造成了無法估量的損失，給國家醫(yī)療系統(tǒng)帶來了沉重的壓力。成為阻礙國民健康安全，國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不可忽視的威脅［2］。同時(shí)由于慢性病患者的行動能力受限，與健康工人相比，他們的工作時(shí)間會大打折扣，甚至完全沒有工作能力，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力［3］。

2 臨床高強(qiáng)度間歇性訓(xùn)練方案

HIIT因其能夠以短時(shí)間有節(jié)奏有計(jì)劃的動作重復(fù)鍛煉就能達(dá)到一般體育訓(xùn)練對心肺及運(yùn)動能力的改善效果，而被訓(xùn)練機(jī)構(gòu)所推崇［4］。心肺功能不僅是衡量心血管健康的重要指標(biāo)，該項(xiàng)指標(biāo)的改善還有助于整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的改善，從而降低慢性病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，緩解慢性病患者的相關(guān)癥狀、提高生活質(zhì)量［5］。為針對慢性病的防治達(dá)到更好的效果，HIIT訓(xùn)練方案的制定需要醫(yī)療與運(yùn)動專業(yè)的相關(guān)人士共同制定，在符合HIIT基本的訓(xùn)練原則上針對不同慢性病患者調(diào)整合適的運(yùn)動量、運(yùn)動強(qiáng)度和間歇時(shí)間。

HIIT一般要求較高強(qiáng)度的運(yùn)動中間穿插著休息或低強(qiáng)度運(yùn)動，整個(gè)訓(xùn)練過程耗時(shí)較短，且都有準(zhǔn)備活動與運(yùn)動結(jié)束后的放松活動。Eser［6］等在一項(xiàng)針對HIIT對心肌梗死后患者心率影響的比較研究中采用了4min的高強(qiáng)度訓(xùn)練中間間歇3min的休息，結(jié)果顯示HIIT與中強(qiáng)度持續(xù)性訓(xùn)練（MICT）對患者的靜息心率的影響無明顯差異。Ram［7］等在HIIT對超重或肥胖青年身體機(jī)能影響的的研究中采用了1min、15RPE（本體感覺運(yùn)動強(qiáng)度、15RPE為80%體力強(qiáng)度相當(dāng)吃力）與1min、3RPE恢復(fù)運(yùn)動相間歇重復(fù)10組的訓(xùn)練，HIIT與MICT對肥胖超重人群體重及體脂影響相當(dāng)。兩組不同實(shí)驗(yàn)均有適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備活動與放松活動，及完備的醫(yī)務(wù)監(jiān)督。臨床上HIIT的應(yīng)用更加強(qiáng)調(diào)安全和患者的自身感受，可針對不同慢性病的病程和癥狀對運(yùn)動方式及運(yùn)動強(qiáng)度進(jìn)行個(gè)性化的調(diào)整，以期獲得最好的療效。

3 HIIT對不同慢性病的療效

3.1 HIIT對糖尿病患者的療效

臨床常見糖尿病主要分為1型（T1DM）和2型糖尿?。═2DM），近年HIIT對糖尿病療效的運(yùn)動處方如表1。

表1 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對糖尿病患者治療的運(yùn)動處方

T1DM主要由不同病因造成的胰島β細(xì)胞失能，機(jī)體無法正常產(chǎn)生胰島素而造成的糖尿病。一項(xiàng)4周的針對超重和正常體重的T1DM患者的HIIT的研究中顯示，在進(jìn)行4周HIIT訓(xùn)練期后T1DM患者相較于訓(xùn)練前所需的胰島素總量要少，且對于超重的患者HIIT能更有效的改善心臟代謝功能［8］。但在糖尿病性視網(wǎng)膜病上，HIIT對健康人群的脈絡(luò)膜毛細(xì)血管灌注有影響，而對T1DM患者無明顯效果［9］。

T2DM占到糖尿病的90%以上，主要是多種原因造成的胰島素抵抗所致，其并發(fā)癥可累及人體的心、腦、眼等多個(gè)器官，對患者的生活造成多方面的不便。在有醫(yī)護(hù)人員的監(jiān)護(hù)與正確指導(dǎo)下，相較于MICT，HIIT能更好地控制年輕肥胖T2DM患者的血糖，緩解其胰島素抵抗，減少降糖藥物的使用［10］，且因其還能在短期有高效減重減脂功效，HIIT的療效持續(xù)時(shí)間更長［11］。動物實(shí)驗(yàn)上，HIIT能夠降低T2DM小鼠的脂肪生成，改善蛋白質(zhì)的脂解，從而改善胰島素抵抗［12］。運(yùn)動干預(yù)T2DM的炎癥與脂質(zhì)標(biāo)志物的研究中，HIIT聯(lián)合抗阻訓(xùn)練能更好地阻止總膽固醇和低密度脂蛋白-C的進(jìn)一步紊亂［13］。進(jìn)行HIIT的T2DM患者較普通治療能更好地控制血糖，并緩解相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)展［14］。HIIT不僅能通過減脂減重來降低T2DM的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，還能從病因上改善胰島素抵抗，從而緩解T2DM并發(fā)癥。

3.2 HIIT對高血壓患者的療效

高血壓是最常見的慢性病，大部分心腦血管疾病與代謝疾病的患者都有數(shù)年的高血壓病史?，F(xiàn)階段已有學(xué)者運(yùn)用不同形式的HIIT方案對高血壓患者進(jìn)行干預(yù)，并研究了HIIT對高血壓患者各項(xiàng)功能指標(biāo)的療效，近年多項(xiàng)HIIT對高血壓患者的運(yùn)動處方及其比較組的描述如表2。

表2 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對高血壓患者治療的運(yùn)動處方

Aghaei［15］等在對30位Ⅰ型高血壓患者（收縮壓>140mmHg，舒張壓>90mmHg）進(jìn)行不同強(qiáng)度的HIIT訓(xùn)練研究中得出，不同的持續(xù)時(shí)間的HIIT均可以使收縮壓和脈搏傳導(dǎo)速度（PWV）顯著降低（p＜0.05），甘油三酸脂減少，炎癥標(biāo)志物減少。Sajad［16］等在上述研究的結(jié)果進(jìn)一步分析得出，不同強(qiáng)度的HIIT的效果并無太大差異（p＞0.05），但收縮壓，纖維蛋白原濃度，紅細(xì)胞聚集均有顯著（p＜0.05）降低，患者的血液粘度也呈下降趨勢，提示HIIT訓(xùn)練可降低1型高血壓患者的收縮壓和血液流動性標(biāo)志物。針對肥胖高血壓患者，在同進(jìn)行低熱量飲食的前提下，HIIT相較于MICT能更顯著地改善患者的心肺適能，且HIIT與合理低熱量飲食結(jié)合的生活作息可成為高血壓患者高效的非藥物治療手段［17］。對于輕度高血壓的女性患者，進(jìn)行高強(qiáng)度游泳的患者能在耗時(shí)更短的情況下改善患者的心血管健康和身體機(jī)能［18］。有研究表明在降壓效果方面，HIIT能將收縮壓和舒張壓降低12.0mmHg和8.0mmHg，而MICT降低收縮壓和舒張血壓分別增加4.5mmHg和3.5mmHg，與MICT相比，HIIT在提高有氧能力、心率恢復(fù)以及心臟和內(nèi)皮功能方面更有效［19］。在動物實(shí)驗(yàn)中，李曉勇等［20］的研究表明8周的HIIT可以使高血壓大鼠血壓顯著下降，心臟及腎上腺的G蛋白耦聯(lián)受體激酶2（GRK2）均有所下調(diào)，心臟β1-AR及腎上腺α2-AR表達(dá)均上調(diào)（p＜0.05），有效提高了心血管功能，降低了交感神經(jīng)的興奮性。

綜上所述HIIT訓(xùn)練對不同人群，不同程度及不同致病原因的高血壓均有良好的療效，且相對優(yōu)于其他運(yùn)動鍛煉的降壓效果，是臨床上可選擇的高效安全的治療高血壓的手段。

3.3 HIIT對心腦血管疾病的療效

心腦血管疾病是全身性血管病變或系統(tǒng)性血管病變在心臟和腦部的表現(xiàn)。由于心腦血管疾病的病因復(fù)雜，癥狀繁多，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者往往單針對HIIT對單個(gè)或數(shù)個(gè)病癥及身體機(jī)能變化進(jìn)行研究，具體的運(yùn)動處方如表3。

表3 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對心腦血管疾病治療的運(yùn)動處方

單從心肺及運(yùn)動能力上，Choi等［21］在HIIT對心肌梗死患者心血管功能及心理的影響的研究中表明HIIT能比MICT更有效地改善心血管功能、提高心肌的收縮能力，給患者一個(gè)更好的情緒狀態(tài)。對于患有心血管疾病的糖尿病患者，Kimberley等［22］在HIIT與MICT的療效比較實(shí)驗(yàn)中，得出每周12min的低容量HIIT可改善中心動脈僵硬度和心血管健康不活躍的肥胖T2DM患者，改善其心肺功能，在取得與MICT相同效果的情況下更加省時(shí)。

對于心源性疾病，主要的病癥集中表現(xiàn)急慢性心力衰竭，冠心病等，目前的研究已充分證實(shí)了HIIT對此類疾病的療效。Besnier等［23］進(jìn)行的優(yōu)化HIIT與常規(guī)MICT對慢性心力衰竭的患者心率變異性影響的比較研究中表明HIIT能更好地改善副交感神經(jīng)的興奮性，對VO2max的改善也更加顯著。而長期效果方面，一項(xiàng)慢性心力衰竭患者的8年的長期生存率的研究中顯示堅(jiān)持進(jìn)行HIIT訓(xùn)練的患者有更好的最大運(yùn)動能力，可成為慢性心力衰竭的長期生存的顯著預(yù)后因素［24］。關(guān)于術(shù)后的療效方面，Trachsel等［25］對19名急性心肌梗死心室重構(gòu)進(jìn)行HIIT干預(yù)實(shí)驗(yàn)的顯示HIIT組相對常規(guī)護(hù)理組有更好的VO2max和氧氣吸收效率，進(jìn)行HIIT的患者在心肺運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中有更好的表現(xiàn)，左心室超聲心電圖顯示有更好的心臟重塑。血流動力學(xué)上，Chou等［26］的研究得出對心力衰竭的患者進(jìn)行12周的HIIT訓(xùn)練可以有效提高其通氣效率和心肌收縮力，提高血小板中線粒體的電子傳遞鏈的效率從而增強(qiáng)線粒體的氧化磷酸化能力，減少血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。

對于腦血管疾病，心腦血管疾病引起的腦出血，腦卒中等已成為威脅我國居民死亡的主要原因，全球疾病負(fù)擔(dān)工作組估算卒中終生風(fēng)險(xiǎn)中，全球?yàn)?4.9%，中國為39.3%，已遠(yuǎn)高出世界平均值，我國已然成為卒中終生風(fēng)險(xiǎn)和負(fù)擔(dān)最重的國家［27］。一項(xiàng)對23名腦卒中2年多患者HIIT與MICT療效的比較療效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，進(jìn)行HIIT的患者的VO2max（p=0.008），峰值心輸出量CO（p=0.038），脫氧血紅蛋白Δ［HHb］（p=0.046），總血紅蛋白Δ［THb］（p=0.046）以及血清BDNF水平（p=0.012）顯著增加，其改善效果均明顯優(yōu)于MICT，且HIIT能更好地提高神經(jīng)元的活性［28］。日常生活方面，Gjellesvik等［29］的研究結(jié)果顯示進(jìn)行HIIT鍛煉的新發(fā)腦卒中患者在步行距離、平衡和執(zhí)行功能方面有了明顯改善，并且這種改善在12個(gè)月后的隨訪中仍舊存在，同時(shí)認(rèn)知方面HIIT組的患者的覺醒程度要優(yōu)于對照組。

3.4 HIIT對癌癥的治療效果

在癌癥的診斷與治療過程中，患者要承受癌癥引發(fā)的癥狀及并發(fā)癥的身心上的煎熬，還要承受癌癥保守治療措施帶來的痛苦和后遺癥?；颊叩倪\(yùn)動能力，心肺能力，代謝功能均受到影響，嚴(yán)重影響到患者的日常生活。現(xiàn)有很多研究顯示HIIT能有效地改善癌癥患者的生命體征，提高患者的生活質(zhì)量，近年HIIT在不同癌癥治療中應(yīng)用的運(yùn)動處方如表4。

表4 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對癌癥患者治療的運(yùn)動處方

Ali［30］等應(yīng)用HIIT對52名乳腺癌患者的全身炎癥及HSP70影響的對照實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論顯示HIIT組相較于常規(guī)護(hù)理組血清TNF-α（p=0.001），IL-6（p=0.007）和IL-10（p=0.001）較低，外周血單核細(xì)胞中IL-4的水平（p=0.050）顯著增加，HSP70血清水平明顯高于常規(guī)護(hù)理組（p=0.050），提示HIIT對處于激素治療的患者的心肺功能及炎性細(xì)胞因子有積極的治療效果。另一項(xiàng)關(guān)于HIIT對30名乳腺癌患者血管內(nèi)皮功能和血管厚度影響的實(shí)驗(yàn)中，顯示其可以顯著提高動脈尤其是肱動脈的血流介導(dǎo)的擴(kuò)張（p=0.005），患者血管壁內(nèi)膜中層厚度顯著增厚（p=0.003），提示HIIT可以有效改善乳腺癌患者血管內(nèi)皮功能并維持其血管壁厚度［31］。Bhatia［32］等在一項(xiàng)針對術(shù)前肺癌患者的實(shí)驗(yàn)中得出，術(shù)前進(jìn)行短期HIIT的患者體內(nèi)線粒體含量增加，改善了患者呼吸功能和靜息心率，同時(shí)進(jìn)行過HIIT的患者有更好的心理狀態(tài)，在術(shù)后的康復(fù)訓(xùn)練中表現(xiàn)的也更加積極，且HIIT對嚴(yán)重患者的效果可能更好。對于直腸癌患者，HIIT組的患者的內(nèi)臟脂肪量要明顯低于MICT組，心肺功能有更顯著的改善，且這些改善在完全停止訓(xùn)練的4周后仍能保持［33］。對于睪丸癌患者，HIIT可以明顯減少患者日常生活中癌癥相關(guān)疲勞感，提高精神上的生活質(zhì)量，并緩解患者的自卑感［34］。無論術(shù)前還是愈后，HIIT對不同癌癥患者均有各方面的改善，是非藥物治療的重要手段。

3.5 HIIT對慢性阻塞性肺?。–OPD）的療效

COPD是一種病因尚不明確，具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎或肺氣腫。外因?yàn)槲鼰煛h(huán)境污染、化學(xué)物質(zhì)吸入，內(nèi)因則為遺傳因素、肺發(fā)育、生長不良等。至今已有很多研究表明適量的不同形式的運(yùn)動均可以提高患者的呼吸功能，改善肺通氣和肺換氣［35］。運(yùn)動訓(xùn)練在增強(qiáng)心肺功能指標(biāo)（VO2max）和運(yùn)動能力（最大工作量（Wmax））卓有成效。此外，運(yùn)動訓(xùn)練還被證明可以減少COPD患者日常生活中呼吸困難的嚴(yán)重程度，改善患者的運(yùn)動呼吸耐力，從而提高了患者的生活質(zhì)量［36］。常規(guī)的運(yùn)動訓(xùn)練和HIIT均可以改善患者的健康狀態(tài)，但對于部分患者，持續(xù)運(yùn)動可能難以耐受導(dǎo)致運(yùn)動無法完成，運(yùn)動量達(dá)不到足以改善心肺功能的標(biāo)準(zhǔn)，而HIIT則可以根據(jù)COPD患者的癥狀嚴(yán)重程度及運(yùn)動的難受能力來調(diào)整運(yùn)動和休息的間歇時(shí)間。運(yùn)動時(shí)間和間歇時(shí)間的交替可以間歇性緩解運(yùn)動相關(guān)的呼吸需求，能有效防止患者出現(xiàn)呼吸困難的情況［37］。

在HIIT與常規(guī)護(hù)理對于COPD患者治療治療效果的比較研究中，Alcazar［38］等在一項(xiàng)運(yùn)動改善老年COPD患者的肌肉功能障礙和全身氧化應(yīng)激的實(shí)驗(yàn)中，采取了80%Wmax的運(yùn)動間歇40%Wmax的休息，以30s、90s的交替間歇進(jìn)行20min的HIIT，每周重復(fù)兩次，與常規(guī)護(hù)理組（n=15，80±6歲）相比HIIT組（n=14，80±8歲）的VO2max有明顯改善。另一項(xiàng)對COPD患者進(jìn)行的每周3次為期12周45min以30s130±18%的Wmax運(yùn)動間歇30s休息的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，HIIT組（n=85，65±8歲）相較于常規(guī)護(hù)理組（n=43，67±8歲）在VO2max和Wmax上有顯著改善［39］。

在HIIT與MICT的治療效果的比較研究中，多項(xiàng)研究采取了不同的運(yùn)動類型比較了兩種運(yùn)動方式對于COPD的影響如表5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明HIIT與MICT都可以一定程度上改善COPD患者的心肺能力，提高患者的運(yùn)動功能和運(yùn)動耐力。

表5 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練與中強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練對慢性阻塞性肺病患者治療的運(yùn)動處方

但對于患者的自主神經(jīng)功能［39］，運(yùn)動表現(xiàn)及生活質(zhì)量［40］，BODE指數(shù)［41］，心率、心室收縮功能［42］，運(yùn)動耐量及呼吸功能［40-43］HIIT與MICT均無顯著性差異。

HIIT能有效增強(qiáng)COPD患者的心肺能力，緩解其呼吸困難，增強(qiáng)運(yùn)動耐力，提高生活自理能力，但單就療效而言HIIT與常規(guī)的MICT并未明顯差異，僅在趣味性和患者接受程度上要優(yōu)于MICT，且耗時(shí)較少在臨床上更容易執(zhí)行。

4 結(jié)語

HIIT因其有一定運(yùn)動強(qiáng)度的要求，在對慢性病患者進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)需要完善的醫(yī)務(wù)監(jiān)督與保護(hù)。慢性病患者進(jìn)行HIIT的強(qiáng)度一般采用VO2max，RPE，Wmax，6min步行實(shí)驗(yàn)結(jié)果等來界定。慢性病患者一般運(yùn)動能力較差，HIIT訓(xùn)練多為室內(nèi)訓(xùn)練，與廣泛應(yīng)用于大眾健身中的多種動作相結(jié)合的HIIT不同，為患者的安全起見，臨床上應(yīng)用的HIIT運(yùn)動方式，多采用功率自行車，跑臺，變速跑步機(jī)等。且慢性病患者在進(jìn)行HIIT時(shí)需要監(jiān)測心率、血壓、心電圖變化等。

HIIT雖已廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定期慢性病患者的長期康復(fù)治療中，在有完備的醫(yī)務(wù)保障與生命體征監(jiān)測的條件下，部分處于早期治療的慢性病患者也可進(jìn)行HIIT訓(xùn)練。持續(xù)數(shù)周至數(shù)月的短期HIIT可以改善T1DM患者的胰島素需求量［8］，T2DM患者的胰島素抵抗［11-13］，有效控制高血壓患者的血壓［14-18］，改善患者的肺通氣功能及心肌收縮能力［22-24］等。持續(xù)1年以上HIIT的慢性病患者在運(yùn)動能力則有明顯的改善，生活質(zhì)量有明顯的提高［23］。

在部分慢性病的治療中HIIT的療效與常規(guī)的運(yùn)動療法無顯著差異，在靜息心率及平均體重上甚至要遜色于MICT［39-44］；由于病情的危重程度的影響HIIT的應(yīng)用范圍較窄，常為病情穩(wěn)定具有較大活動能力的癌癥患者［29-33］；且目前的研究多集中于慢性病患者短期應(yīng)用HIIT所取得的療效，長期應(yīng)用的療效及慢性病患者長期康復(fù)治療應(yīng)用HIIT的可行性的研究仍相當(dāng)匱乏。

5 HIIT對慢性病治療的未來展望

由于HIIT具有高強(qiáng)度間歇的特性，為保證慢性病患者安全的醫(yī)務(wù)成本相對較高，因此樣本量過少是這類實(shí)驗(yàn)普遍存在的問題，未來需要探索更加經(jīng)濟(jì)的HIIT適用方案并進(jìn)一步擴(kuò)大研究的規(guī)模；針對臨床上HIIT模式過于單一的問題，未來的相關(guān)實(shí)驗(yàn)可進(jìn)一步參考常規(guī)運(yùn)動鍛煉中的HIIT多樣的運(yùn)動模式并加長進(jìn)行HIIT的時(shí)間；考慮到HIIT與MICT都有比較明顯的療效，目前研究多為比較兩種訓(xùn)練方法的優(yōu)劣，建議未來研究進(jìn)行這兩種訓(xùn)練方法相結(jié)合的運(yùn)動處方治療效果的探索。