有氧運動對中老年人微循環(huán)功能干預(yù)效應(yīng)的研究進(jìn)展*

姚 毅，朱 歡，向 政**，楊 梅

(1.湖北民族大學(xué)體育學(xué)院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族大學(xué)運動科學(xué)研究中心)

微循環(huán)是指微動脈和微靜脈之間的循環(huán)，由微動脈、后微動脈、毛細(xì)血管前括約肌、真毛細(xì)血管、通血毛細(xì)血管、動-靜脈吻合支和微靜脈等七個部分組成，是機(jī)體進(jìn)行物質(zhì)能量交互的唯一場所[1]。隨著年齡的增長，微循環(huán)儲備功能會出現(xiàn)漸進(jìn)性損失的現(xiàn)象，其中微循環(huán)功能下降是主要誘因。在病理情況下，出現(xiàn)微循環(huán)結(jié)構(gòu)及功能的異常變化稱為微循環(huán)障礙，微循環(huán)障礙貫穿于系列慢性病的發(fā)病過程，如心臟病、糖尿病、高血壓、心血管疾病、神經(jīng)退化、冠心病和中風(fēng)等。因此，改善微循環(huán)功能是預(yù)防與促進(jìn)系列慢性病康復(fù)的重要環(huán)節(jié)。在慢性病患者的治療過程中，運動干預(yù)是常用手段。慢性病患者的微循環(huán)功能已發(fā)生病理性變化，運動風(fēng)險系數(shù)較高。由于有氧運動強(qiáng)度較低、參與方式簡單，成為慢性病患者重要的運動干預(yù)手段。研究表明[2]，有氧運動不僅有益于健康人群身體素質(zhì)的提高，且對不同慢性病患者微循環(huán)功能也有著積極的改善效果?；诖?，本文采用文獻(xiàn)綜述法總結(jié)中老年人微循環(huán)功能和有氧運動對中老年人微循環(huán)功能干預(yù)效應(yīng)，為人們認(rèn)識微循環(huán)功能和實際訓(xùn)練提供理論依據(jù)。

1 中老年人微循環(huán)功能的變化特點

微循環(huán)功能會隨年齡的增加而降低，進(jìn)入中老年階段，內(nèi)皮細(xì)胞出現(xiàn)擴(kuò)張功能障礙，主要表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞合成一氧化氮(Nitric oxide，NO)的能力降低以及一氧化氮的生物效應(yīng)減弱[2]。內(nèi)皮功能損傷與多種老年人心血管疾病聯(lián)系密切，如動脈粥樣硬化。衰老過程中固有的血管炎癥可能會增強(qiáng)這些反應(yīng)，導(dǎo)致血管損傷，使老年人更易患血管疾病。雖然動脈粥樣硬化發(fā)生在大血管中，但是隨著病情的發(fā)展以及患者年齡的增加會進(jìn)一步引起小血管病變的發(fā)生[3]。研究認(rèn)為動脈粥樣硬化的開始及發(fā)展主要是單核細(xì)胞驅(qū)動[4]，而中老年人的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出免疫激活受體的表達(dá)水平降低，適應(yīng)性免疫耐受和細(xì)胞因子失調(diào)，且這種改變隨著年齡的增加而加劇，使造血干細(xì)胞傾向于長期的髓樣分化，同時減少T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的再聚集[5]。粥樣硬化病變起始的關(guān)鍵步驟是內(nèi)皮細(xì)胞和單核細(xì)胞的黏附分子表達(dá)增強(qiáng)，特別是在炎癥條件下[6]。低密度脂蛋白(Low density lipoprotein，LDL)是已知的動脈粥樣硬化的危險因素。循環(huán)低密度脂蛋白可以被修飾，生成氧化低密度脂蛋白、弱氧化性低密度脂蛋白和其他生物活性形式，從而引發(fā)炎癥過程[7]。動物研究發(fā)現(xiàn)，大鼠主動脈p-選擇素和血管細(xì)胞黏附分子-1水平隨年齡增長而升高，導(dǎo)致白細(xì)胞過度浸潤，使得炎癥反應(yīng)延長或加劇[8]。另外，還有研究表明老年人皮膚微血管的反應(yīng)性降低，熱應(yīng)激的心血管反應(yīng)受損[9]。此外，在2型糖尿病的老年人中，微血管非內(nèi)皮依賴性舒張功能受損還導(dǎo)致蛋白尿及慢性腎臟病[10]。

隨著年齡的增加，中老年人微循環(huán)功能隨之下降，主要表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞擴(kuò)張功能障礙、血管病變、炎癥反應(yīng)增加、溫度調(diào)節(jié)機(jī)制紊亂，微循環(huán)功能障礙會導(dǎo)致機(jī)體各組織器官受損甚至病變，并與多種疾病緊密聯(lián)系。

2 有氧運動對中老年人微循環(huán)功能的影響

2.1 有氧運動對健康中老年人微循環(huán)功能的影響

長期的有氧運動能提高中老年人群微循環(huán)功能。曹峰[11]研究發(fā)現(xiàn)，14周的有氧運動(前8周50%最大攝氧量，后6周65%～70%最大攝氧量，4次/周，60min/次)能顯著改善中老年人甲襞微循環(huán)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，并建議中老年人在進(jìn)行有氧運動時運動強(qiáng)度應(yīng)不低于50%最大攝氧量。Tew等[12]研究發(fā)現(xiàn)，運動強(qiáng)度為60%心率儲備時，絕經(jīng)后婦女的皮膚微血管反應(yīng)性增加，隨著強(qiáng)度逐漸增加至75%心率儲備后，絕經(jīng)后婦女的皮膚微血管反應(yīng)性進(jìn)一步增加；且經(jīng)過24～36周的運動訓(xùn)練后，絕經(jīng)后婦女皮膚微血管反應(yīng)性就已經(jīng)恢復(fù)至年輕女性的水平。有氧運動對老年女性微血管反應(yīng)性的改善效果在胡慶華等[13]的研究中也得到驗證。還有研究發(fā)現(xiàn)[14]，8周有氧運動訓(xùn)練(65%最大攝氧量，7次/第1周，4次/后7周，60min/次)能顯著增加老年女性毛細(xì)血管數(shù)量及密度。另外，還有研究發(fā)現(xiàn)[15]3個月規(guī)律性的有氧運動訓(xùn)練(60%～75%心率儲備，3～6次/周，30～45min/次)可以顯著增強(qiáng)老年人群內(nèi)皮依賴性血管舒張能力，降低內(nèi)皮素-1(Endothelin-1，ET-1)介導(dǎo)的血管收縮張力。作者所在的團(tuán)隊研究也發(fā)現(xiàn)[16]，長期系統(tǒng)的太極拳運動(不少于3次/周，不少于90min/次)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，增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)表面皮膚營養(yǎng)物質(zhì)輸送能力。

綜上所述，有氧運動能逆轉(zhuǎn)或改善中老年人微循環(huán)功能下降的趨勢，改善血管內(nèi)皮功能、提高血管舒張能力、增加毛細(xì)血管數(shù)量及密度、提高VEGF表達(dá)并降低氧化應(yīng)激水平。健康中老年人對運動強(qiáng)度有一定的承受能力，建議改善微循環(huán)功能的運動強(qiáng)度在50%心率儲備以上，干預(yù)周期應(yīng)在12周以上。此外，還有學(xué)者認(rèn)為單一運動項目和運動負(fù)荷易使微循環(huán)功能產(chǎn)生適應(yīng)，需根據(jù)受試者的體質(zhì)適當(dāng)變化運動項目、運動強(qiáng)度等，獲得更佳的干預(yù)效果[2]。

2.2 有氧運動對中老年不同慢性病患者微循環(huán)功能的影響

2.2.1 有氧運動對中老年2型糖尿病患者微循環(huán)功能的影響

微循環(huán)障礙是2型糖尿病周圍神經(jīng)病變發(fā)生的重要病理生理基礎(chǔ)之一。2型糖尿病患者血糖控制不佳可導(dǎo)致微血管基底膜增厚、內(nèi)皮細(xì)胞腫脹增生和血管通透性增加等血管結(jié)構(gòu)改變，同時伴有血管舒張功能障礙和血液流變學(xué)異常。即使在血糖控制良好的情況下，糖尿病患者微循環(huán)可能已出現(xiàn)功能異常[17]。Dardashti等[18]研究發(fā)現(xiàn)6個月的有氧運動(50%～70%心率儲備，3次/周，60min/次)可顯著降低老年女性的體重和體脂指數(shù)，降低葡萄糖、胰島素、LDL、膽固醇和甘油三酯水平，并顯著增加高密度脂蛋白水平，且結(jié)合飲食控制上述效應(yīng)更為明顯。但Middlebrooke等[19]研究發(fā)現(xiàn)在血糖控制良好的2型糖尿病患者中，6個月的有氧運動(70%～80%心率儲備，3次/周，30min/次)對血糖控制、胰島素敏感性和最大攝氧量并無改善效果，即沒有改善微血管功能。分析可能是單次運動時長不足，難以引起機(jī)體產(chǎn)生變化，或者是患者微血管未出現(xiàn)較大損傷，故未能產(chǎn)生明顯效果。Colberg等[20]研究發(fā)現(xiàn)10周的有氧運動(50%～65%心率儲備，3次/周，45min/次)未能顯著提高足背血流灌注量，且足背NO水平也沒有差異。分析可能是運動干預(yù)持續(xù)時間較短，不足以引起血流灌注量及NO水平變化。但Krcma等[21]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過4周的慢性有氧運動后，受試者的血流灌注量及微血管反應(yīng)性便會輕微增加；Jamshidpour等[22]研究發(fā)現(xiàn)8周中等強(qiáng)度的有氧運動和阻力運動聯(lián)合訓(xùn)練(60%～75%心率儲備，3次/周，20～45min/次)能有效改善糖尿病血液透析患者的血管功能和下肢肌力；Mitranun等[23]研究發(fā)現(xiàn)12周的有氧運動訓(xùn)練和間歇有氧運動訓(xùn)練(50%～80%最大攝氧量，3次/周，不少于30min/次)在改善血糖控制、有氧能力和內(nèi)皮依賴性血管舒張方面都是有效的，但間歇有氧運動訓(xùn)練似乎比持續(xù)有氧運動訓(xùn)練更有效。

綜上所述，有氧運動對2型糖尿病患者微循環(huán)功能的干預(yù)效應(yīng)可能與個體差異有關(guān)，對于血糖控制較好的2型糖尿病患者微血管改善效果還需進(jìn)一步研究。此外，采用有氧運動訓(xùn)練改善中老年2型糖尿病患者微循環(huán)功能時，要注意訓(xùn)練計劃的合理選擇，可采取有氧運動和阻力運動相結(jié)合的方式或者間歇有氧運動訓(xùn)練，該方式可獲得較好的干預(yù)效果。

2.2.2 有氧運動對中老年高血壓患者微循環(huán)功能的影響

由于微循環(huán)是形成體循環(huán)阻力的主要場所，而高血壓的發(fā)生、發(fā)展與外周血管阻力密切相關(guān)，因此，微循環(huán)障礙在高血壓發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要作用。有氧運動已被證明能顯著減少活性氧類(reactive oxygen species，ROS)和包括高血壓在內(nèi)的ROS相關(guān)疾病[24]，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過急性和慢性有氧運動訓(xùn)練的高血壓大鼠血流灌注量增加，應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張增強(qiáng)[25]，這與eNOS上調(diào)導(dǎo)致NO生物效應(yīng)增強(qiáng)有關(guān)。Roque等[26]研究發(fā)現(xiàn)，12周的適度有氧跑步機(jī)跑步(55%～65%最大跑步速度，5次/周，60min/次)能改善高血壓大鼠冠狀動脈的內(nèi)皮功能和降低血管硬度，這是由于eNOS表達(dá)增加，NO生物效應(yīng)升高和超氧化物水平降低所致。另外，在未經(jīng)治療的高血壓患者中，12周的有氧運動(5～7次/周，30min/次)顯著增加了前臂微血管對乙酰膽堿的反應(yīng)性，并通過乙酰膽堿促使NO合成增加；在血壓正常的受試者中，乙酰膽堿刺激NO的釋放也因長期有氧運動而增強(qiáng)[27]。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)[28]，12周太極拳運動(55%～65%最大心率，3次/1～6周，5次/7～12周，60min/次)能促進(jìn)中老年輕度高血壓患者微血管反應(yīng)性、降低血壓，并能提高一氧化氮含量、鈣依賴型一氧化氮合酶活性及6個月的健步走運動(前2周步頻90～100次/min，第3周步頻100～110次/min，3～5次/周，40～60min/次)，顯著改善中老年高血壓患者收縮壓、增加NO濃度和eNOS表達(dá)水平[29]。

綜上所述，有氧運動鍛煉能增強(qiáng)中老年高血壓患者機(jī)體抗氧化能力，提高NO濃度和eNOS表達(dá)水平，進(jìn)而改善高血壓患者內(nèi)皮依賴性血管舒張功能、并能有效降低收縮壓和血管硬度。

2.2.3 有氧運動對中老年肥胖患者微循環(huán)功能的影響

肥胖是由于食物攝入過多或機(jī)體代謝改變導(dǎo)致體內(nèi)脂肪積聚，造成體重過度增長并引起人體病理、生理明顯或隱藏改變。減脂控重是中老年肥胖患者的首要任務(wù)，而系統(tǒng)規(guī)律性的有氧運動是最基本的手段，并能有效改善微循環(huán)功能和預(yù)防心血管疾病。王艷兵等[30]研究發(fā)現(xiàn)，18周有氧運動(3次/周，90min/次)對肥胖中老年人的身體素質(zhì)、血脂水平、血液流變性均有明顯的改善效果。Suksom等[31]研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)12周的有氧運動訓(xùn)練(3次/周，50min/次)對肥胖中老年女性減輕體重和改善皮膚微血管反應(yīng)性有較好的效果。另外，Tiago等[32]動物實驗發(fā)現(xiàn)10周的有氧運動訓(xùn)練(7次/周，60min/次)能提高肥胖大鼠血管VEGF的表達(dá)水平，誘導(dǎo)心臟微血管的生成，增加心肌血流灌注水平。在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠中，4周的有氧運動(跑步10m/min，6次/周，60min/次)增加了與糖脂代謝和抗炎過程相關(guān)基因的表達(dá)水平，其中VEGF信號通路中的環(huán)氧合酶2起了關(guān)鍵作用[33]。此外，Sakita等[34]研究發(fā)現(xiàn)2周的有氧運動(跑步7m/min，6次/周，60min/次)有助于老年大鼠末梢神經(jīng)髓鞘纖維厚度的增加和毛細(xì)血管的擴(kuò)張，有助于預(yù)防和逆轉(zhuǎn)老年周圍神經(jīng)退化。

綜上所述，有氧運動能顯著改善中老年肥胖患者的身體素質(zhì)、血脂水平和血液流變性，并能逆轉(zhuǎn)微循環(huán)功能下降的趨勢、降低炎癥效果，這對于中老年肥胖人群預(yù)防心血管疾病和認(rèn)知能力下降有著重要意義。

2.2.4 有氧運動對其他中老年慢性病患者微循環(huán)功能的影響

有氧運動對其他中老年慢性病患者微循環(huán)功能有著良好的改善效果。研究發(fā)現(xiàn)[35]，16周有氧運動訓(xùn)練(70%心率儲備，3～5次/周，30～45min/次)能提高非酒精性脂肪肝患者心肺功能，且患者皮膚微血管得到增強(qiáng)。還有研究發(fā)現(xiàn)[36]，8周的有氧運動訓(xùn)練(不超過50%心率儲備，3次/周，30～40min/次)能顯著改善缺血性心臟病患者微血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，但患者皮膚血管功能的改善效果并非永久性，而是可逆性，分析可能是中老年慢性病患者微循環(huán)出現(xiàn)病理性下降，單次較小的運動量也可引起微循環(huán)功能良好的改善效果。另外，內(nèi)皮功能障礙和動脈僵硬是慢性腎臟病相關(guān)心血管疾病的非傳統(tǒng)危險因素。Kirkman等[37]對慢性腎臟病非透析患者進(jìn)行為期12周的有氧運動訓(xùn)練(60%～80%心率儲備，3次/周，45min/次)，發(fā)現(xiàn)有氧運動訓(xùn)練能改善慢性腎臟病微血管功能。此外，Tew等[38]研究發(fā)現(xiàn)12周的有氧運動訓(xùn)練(3次/周，60min/次)還可以改善成人下肢靜脈性潰瘍的皮膚微血管反應(yīng)性。

綜上所述，中老年慢性病患者微循環(huán)功能已出現(xiàn)下降趨勢，而長期的運動鍛煉能改善患者微循環(huán)功能，但在運動初期不宜進(jìn)行較大強(qiáng)度的運動訓(xùn)練，應(yīng)以自身體質(zhì)選擇合適的運動強(qiáng)度。

3 結(jié) 論

中老年人微循環(huán)功能呈現(xiàn)增齡性下降的特點，如內(nèi)皮細(xì)胞擴(kuò)張功能障礙、血管病變、炎癥反應(yīng)增加、溫度調(diào)節(jié)機(jī)制紊亂等。有氧運動可顯著改善微血管內(nèi)皮功能，提高血管舒張能力，逆轉(zhuǎn)中老年人微循環(huán)功能的下降。