血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動對中年人心率變異性的影響

全憧蕊，劉夢真，馮玉賢，張雪瑤，李燕，朱宏梅

(江漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院,湖北 武漢 430056)

0 引言

血流限制(Blood Flow Restriction，BFR)訓(xùn)練，是指在運(yùn)動期間通過特殊加壓裝置，對肢體近心端進(jìn)行外部加壓以阻斷血流提高訓(xùn)練效果的方法[1]。BFRT最早由日本學(xué)者Yoshiaki Sato于20世紀(jì)提出，其靈感源于“跪坐”時腿部的腫脹感與運(yùn)動時類似[1]。過去的觀點認(rèn)為有氧運(yùn)動通常不會引起肌肉肥大，甚至?xí)魅趿α坑?xùn)練的肌肉肥大效果。但近年來學(xué)者對BFR的研究發(fā)現(xiàn)，BFR結(jié)合有氧運(yùn)動時可以引起肌肉肥大和力量增加[2]。BFR結(jié)合低強(qiáng)度有氧運(yùn)動的優(yōu)勢在于可以在減少運(yùn)動所帶來的損傷與不適的前提下，有效提升老年人的下肢肌肉量與功能表現(xiàn)。心率變異性(heart rate variability, HRV)是指逐次竇性心搏 R-R 間期之間的差異，主要反映心臟自主神經(jīng)調(diào)節(jié)的動態(tài)平衡狀態(tài),是整個自主神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)雜性和適應(yīng)性的敏感指標(biāo)[3]。心率變異性可用于評價自主神經(jīng)功能障礙，量化各種心臟疾病和非心臟疾病的相關(guān)風(fēng)險[3]。HRV是一種公認(rèn)的定量且無創(chuàng)性研究自主神經(jīng)活性及評價多種心血管疾病進(jìn)展的重要指標(biāo)，應(yīng)用HRV可以在臨床上識別高危人群，預(yù)測心血管疾病的預(yù)后，對康復(fù)治療起到指導(dǎo)作用[4]。同時，也有學(xué)者Renzi發(fā)現(xiàn)短期低強(qiáng)度的血流限制訓(xùn)練也會對心血管功能產(chǎn)生影響，使運(yùn)動過程中心率以及血壓增高，但該實驗對象為17名年輕人（26±1）歲[5]。由于血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動對于心臟和血管的作用機(jī)制尚不明確[6]，因此血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動對中年人的心率變異性影響如何仍需進(jìn)一步研究確認(rèn)。本研究旨在探究運(yùn)用BFR結(jié)合低強(qiáng)度的抗阻運(yùn)動對中年人心率變異性的影響，從而為不同年齡階段的人群進(jìn)行血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動的安全性提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

2021年3月至2021年5月在湖北省武漢市某社區(qū)以方便抽樣法隨機(jī)抽取14名44-55歲中年人為實驗對象。最終11名受試者完成實驗，3名受試者未能完成實驗最終脫落。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡在40-60歲之間；（2）認(rèn)知功能正常；（3）能夠定期進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練；（4）受試者自愿參與。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）受試者參與測試過程中存在安全隱患。如：嚴(yán)重骨疏松、高血壓、視力障礙、腰痛導(dǎo)致的下肢功能明顯受限；（2）處于慢性疾病發(fā)作期；（3）近一年有嚴(yán)重心臟、腦疾病者；（4）近期骨折、手術(shù)、疼痛者；（5）在運(yùn)動干預(yù)前就有規(guī)律運(yùn)動史者。由研究者對受試者進(jìn)行評估，并簽署知情同意書。

表1 受試者一般資料

1.2 研究方法

本實驗采取自身對照的方法。實驗過程中，由2名操作員進(jìn)行實驗操作，該2名操作員均在老師指導(dǎo)下進(jìn)行了為期兩個月的規(guī)范操作專項培訓(xùn)。實驗當(dāng)天，受試者進(jìn)入實驗室后靜坐20min后，測量血壓，佩戴Polar Rs800型心率表，檢測干預(yù)前的心率變異性指標(biāo)，記錄測量心率變異性指標(biāo)5分鐘，使用Polar Pro Trainer 5軟件分析。然后，在左側(cè)大腿根部佩戴加壓帶，加壓值為120mmHg，分別開展躺姿腿抬高和坐姿腿屈伸運(yùn)動，整個實驗期間保持壓力，運(yùn)動強(qiáng)度為30%1RM，每套運(yùn)動做四組（30-30-15-15），組間歇30-60s。右下肢采用相同訓(xùn)練模式和強(qiáng)度進(jìn)行，訓(xùn)練結(jié)束后，再次測量心率變異性指標(biāo)。該實驗頻率為2次/周，持續(xù)4周。

1.3 采用的HRV指標(biāo)及意義

采用的HRV指標(biāo)[7]（見表2所示）

表2 心率變異性采用指標(biāo)一覽表

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗所得數(shù)據(jù)通過Excel 2016進(jìn)行分類整理，然后運(yùn)用 SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，對干預(yù)前后兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。符合正態(tài)分布的計量資料使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對干預(yù)前后數(shù)據(jù)進(jìn)行配對樣本t檢驗，P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 受試者實驗干預(yù)前后時域指標(biāo)的變化

4周干預(yù)后，受試者心率變異性時域指標(biāo)RMSSD和 PNN50運(yùn)動后大于運(yùn)動前，但差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（如表3所示）。

表3 受試者運(yùn)動前后HRV時域指標(biāo)變化（±s）

表3 受試者運(yùn)動前后HRV時域指標(biāo)變化（±s）

時域指標(biāo) 運(yùn)動前 運(yùn)動后 t值 P值RMSSD 18.81±15.66 58.26±61.94 -2.303 0.176 PNN50 1.98±2.01 2.26±4.20 -0.262 0.095

2.2 受試者干預(yù)前后頻域指標(biāo)的變化

4周干預(yù)后，受試者心率變異性頻域指標(biāo)極低頻功率（VLF）、低頻功率（LF）和高頻功率（HF）的數(shù)值變化呈現(xiàn)運(yùn)動后大于運(yùn)動前，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。LF/HF值運(yùn)動后小于運(yùn)動前，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（如表4所示）。

表4 受試者運(yùn)動前后HRV頻域指標(biāo)變化（±s）

表4 受試者運(yùn)動前后HRV頻域指標(biāo)變化（±s）

頻域指標(biāo) 運(yùn)動前 運(yùn)動后 t值 P值VLF 719.44±478.89 6148.76±19344.25 -0.938 0.320 LF 161.37±143.19 2578.47±4272.31 -1.899 0.260 HF 113.22±147.60 1134.63±2420.65 -1.441 0.124 LF/HF 792.42±621.31 529.20±363.06 1.756 0.051

3 討論

經(jīng)過4周下肢BFR訓(xùn)練結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動干預(yù)后，受試者心率變異性時域指標(biāo)和頻域指標(biāo)的變化均不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，該結(jié)果表明血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動的訓(xùn)練方案對中年人心率變異性的影響不顯著，對中年人的心臟自主神經(jīng)功能的影響有限。這可能與中年人的自主神經(jīng)反應(yīng)調(diào)節(jié)因年齡的增長而變得遲緩有關(guān)。學(xué)者Karynne的研究，將32名身體不活躍的老年人（72±7）歲分成三組進(jìn)行12周上下肢的抗阻運(yùn)動訓(xùn)練，a.組為血流限制（BFR）結(jié)合低強(qiáng)度（30%1RM）抗阻訓(xùn)練（n=12）；b.高強(qiáng)度（70%1RM）抗阻訓(xùn)練組（n=15，其中5名受試者訓(xùn)練中脫落）；c.組低強(qiáng)度（30%1RM）抗阻訓(xùn)練組，無BFR（n=10），每次訓(xùn)練持續(xù)50min，結(jié)果顯示受試者的心率變異指數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（所有P＞0.05）[8]，與本研究結(jié)果類似。

近年來，利用BFR對老年人肌肉衰減進(jìn)行運(yùn)動干預(yù)成為一大研究熱點，該訓(xùn)練方案在避免高強(qiáng)度運(yùn)動對老年人心血管造成壓力的同時，促進(jìn)肌肉肥大并增加肌力[9]。心率變異性作為一種無創(chuàng)性反映自主神經(jīng)對心臟節(jié)律調(diào)控變化指標(biāo)，其時域、頻域指標(biāo)變化可以很好的對臨床疾病起到預(yù)測作用，并對后續(xù)康復(fù)治療有很好的預(yù)后和指導(dǎo)作用[4]。學(xué)者慶賀琴對血流限制訓(xùn)練安全性進(jìn)行了研究，主要方向研究集中在血栓、心血管系統(tǒng)和肌肉損傷這三方面，其中關(guān)于心血管系統(tǒng)的研究結(jié)果比較樂觀，一致認(rèn)為血流限制訓(xùn)練對心血管系統(tǒng)沒有負(fù)面影響，還可以達(dá)到預(yù)防心血管疾病的作用[10]。如果進(jìn)行長期訓(xùn)練，受試者安靜時收縮壓下降，運(yùn)動后即刻舒張壓下降，有利于降低血壓，只有當(dāng)達(dá)到一定限制壓力時，血流限制性訓(xùn)練才會有效降低血壓正常高值人群的血壓水平[10]。該學(xué)者也認(rèn)為，為了血流限制訓(xùn)練在更多人群中安全使用，研究者可以通過施加較低的相對壓力來降低BFR訓(xùn)練的心血管反應(yīng)，還可以通過使用單側(cè)肢體加壓模式進(jìn)行BFR的訓(xùn)練，這些方法就可能限制受試者中樞和外周心血管反應(yīng)[10]。本實驗的研究方法采用的是單側(cè)肢體輪流加壓模式進(jìn)行BFR訓(xùn)練，結(jié)果表明，血流限制性訓(xùn)練結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動對中年人(44-55歲)的心率變異性時域指標(biāo)和頻域指標(biāo)結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義，對心率變異性的影響有限，與慶賀琴的研究結(jié)果一致，因此，該種運(yùn)動方式可能成為中年人心血管疾病患者保持肢體肌肉量、肌力和功能進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的一種獨特方法。

眾說周知，心血管疾?。–VD）是全球重要的致殘致死原因[11]。患有心血管疾病的人肌肉量損失嚴(yán)重，易患肌少癥。老年急性心肌梗死（AMI）患者肌肉減少癥為64.6%，在AMI中肌肉減少癥與較高的心血管風(fēng)險評分相關(guān)[11]。既往觀念認(rèn)為，心肌梗死患者必須絕對臥床6~8周以防止心臟破裂等并發(fā)癥的發(fā)生[12]。但在實際臨床觀察中，久臥可導(dǎo)致機(jī)體整體機(jī)能的下降及多種并發(fā)癥的發(fā)生[12]，如肌少癥、關(guān)節(jié)活動障礙等。近年來，肌肉減少癥與心血管疾病的關(guān)系也成為研究的熱點，很多研究已表明在肌肉減少癥與心血管疾病之間存在某些關(guān)聯(lián)[11]。許多心血管疾病患者，如慢性心力衰竭（CHF），往往因長期臥床導(dǎo)致運(yùn)動耐力下降，下肢肌肉萎縮[13]。當(dāng)心血管疾病患者出現(xiàn)運(yùn)動障礙時，肌肉體積會逐漸減小，肌纖維類型也隨之發(fā)生變化，最終導(dǎo)致運(yùn)動能力的下降[14]。研究表明心血管疾病患者越早開始活動，疾病預(yù)后改善越顯著[12]。因此，以運(yùn)動為核心的心臟康復(fù)理念被提出，主要目的在于促進(jìn)中年人心血管疾病患者的疾病康復(fù)預(yù)后，改善患者生活質(zhì)量，提高中年人心血管患者們的肌肉質(zhì)量和肌肉力量。臨床上常采用的康復(fù)運(yùn)動包括有氧運(yùn)動、抗阻運(yùn)動、柔韌性訓(xùn)練、平衡性訓(xùn)練等[15]，其中抗阻運(yùn)動對于肌量和肌力的增加最為顯著。然而，一方面，不恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動鍛煉存在加速疾病進(jìn)程、誘發(fā)心律失常甚至心臟性猝死的風(fēng)險，極大地影響康復(fù)療效[16]，另一方面，多數(shù)患者往往因病情限制而無法實現(xiàn)高負(fù)荷抗阻訓(xùn)練，運(yùn)用傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練方法在短時間內(nèi)很難達(dá)到理想效果[17]。有研究表明，低強(qiáng)度BFR抗阻訓(xùn)練可以成為高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練的一種替代，兩種方式均能增加股四頭肌橫截面積[18]。因此對于因心血管疾病而臥床導(dǎo)致運(yùn)動能力下降的患者，進(jìn)行低強(qiáng)度BFR抗阻運(yùn)動或?qū)⒂欣诖祟愄厥馊巳禾岣呒∪饬亢图∪夤δ埽A(yù)防肌肉萎縮和肌少癥。因為低強(qiáng)度BFR結(jié)合抗阻運(yùn)動是使用低的壓力強(qiáng)度加壓，對心臟負(fù)荷影響小，加上能減少靜脈的回心血量，減輕心臟的前負(fù)荷，所以加壓運(yùn)動法是對心臟負(fù)荷較輕的有效康復(fù)運(yùn)動治療方法[19]。作為標(biāo)準(zhǔn)心臟康復(fù)的輔助手段，低強(qiáng)度BFR可以增加心血管術(shù)后患者的肌肉質(zhì)量和力量[17]，提高患者的下肢運(yùn)動能力，減緩患者因臥床導(dǎo)致的肌肉萎縮的速度。同時，針對無法自主運(yùn)動的臥床患者，采用被動運(yùn)動結(jié)合血流限制訓(xùn)練方法十分安全，且能有效降低患者肌肉萎縮的幅度[20]。在訓(xùn)練前，應(yīng)對患者個人情況進(jìn)行評估，并在訓(xùn)練開展后對患者的情況進(jìn)行長期追蹤觀察，保證其安全性[18]。而關(guān)于具體的運(yùn)動處方標(biāo)準(zhǔn)，如運(yùn)動強(qiáng)度，運(yùn)動持續(xù)時長，運(yùn)動施加壓力仍有待進(jìn)一步的研究[18]。

鑒于越來越多的證據(jù)證明了血流限制訓(xùn)練對于人體肌肉增益的效果后，本研究結(jié)果對于患有心血管疾病的中年人進(jìn)行安全的康復(fù)運(yùn)動提供了參考性的依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究中，4周BFR結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動訓(xùn)練，對中年人的的心率變異性沒有顯著性的影響，說明該訓(xùn)練方法對自主神經(jīng)的影響有限。BFR結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動訓(xùn)練方式可能成為一種高效預(yù)防和干預(yù)中年人肌肉及功能衰減的新的方法，該運(yùn)動訓(xùn)練模式為中年心血管疾病患者康復(fù)運(yùn)動方式提供了新的路徑。然而，由于本研究樣本有限，后續(xù)研究將進(jìn)一步增加人群的受試者，采用更多樣的評價指標(biāo)，以期獲得更全面的證據(jù)。