高強度間歇運動在心力衰竭病人中應(yīng)用的研究進展

摘要 近年來，隨著人口老齡化加劇，心力衰竭病人數(shù)量逐漸增多，影響病人的生活質(zhì)量，同時給國家醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)增加了較大的壓力。高強度間歇訓(xùn)練是一種效率較高，且康復(fù)效果顯著的康復(fù)手段，心力衰竭病人康復(fù)中，高強度間歇運動的療效已被證實，可增加心力衰竭病人心臟功能，改善運動系統(tǒng)骨骼肌及線粒體功能，進一步提高病人日常生活活動能力，同時高強度間歇訓(xùn)練方案具有較高的可行性，具體方案及相關(guān)機制缺乏多中心隨機對照研究確定。綜述高強度間歇運動在心力衰竭病人中應(yīng)用的研究進展。

關(guān)鍵詞 心力衰竭；高強度間歇；康復(fù)治療；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2023.16.014

我國心力衰竭患病率約為1.3%，現(xiàn)有心力衰竭病人890萬例［1］，且該數(shù)據(jù)以每年50萬例的速度增長［2］。隨著醫(yī)療水平的提高，心血管疾病死亡率逐漸下降，心力衰竭是各類心臟病的終末期，多數(shù)心臟疾病幸存病人可能發(fā)展為心力衰竭［3］，從而增加了心力衰竭病人數(shù)量。我國心力衰竭病人合并癥較多，吸煙、糖尿病、高血壓及高脂血癥等危險因素占比較高［4］，除影響病人的生活質(zhì)量外，還給外科手術(shù)及術(shù)后康復(fù)增加了挑戰(zhàn)。

有研究顯示，運動康復(fù)訓(xùn)練可有效改善心力衰竭病人的一般癥狀［5］，提高心肺功能，同時改善一般生活質(zhì)量并降低病死率、住院率［6］。在運動訓(xùn)練中，以中等強度持續(xù)訓(xùn)練（moderate-intensity continuous training，MICT）和高強度間歇訓(xùn)練應(yīng)用廣泛［7］。MICT形式單一，運動時間較長，病人依從性較差，長期堅持存在困難［8］。高強度間歇訓(xùn)練除改善病人心肺功能療效顯著外，因其運動形式多樣化，可較好調(diào)動病人參與康復(fù)的積極性，提高依從性［9］，同時在安全性方面表現(xiàn)良好?，F(xiàn)綜述高強度間歇運動在心力衰竭病人中應(yīng)用的研究進展。

1 高強度間歇訓(xùn)練概述

1.1 高強度間歇訓(xùn)練的概念

高強度間歇訓(xùn)練是指重復(fù)多次、每次持續(xù)短時間（3 s至4 min）的高強度（≥85%最大心率）運動，每組高強度間歇時間采用低強度訓(xùn)練或進行休息為間隔［10］。高強度間歇訓(xùn)練運動的特點為運動時間短，單次運動強度高，有助于短時間調(diào)動訓(xùn)練者最大的心肺功能儲備，對機體產(chǎn)生較大的有氧刺激，從而達到提高病人心功能的目的。

1.2 高強度間歇訓(xùn)練發(fā)展史

高強度間歇訓(xùn)練最早在1912年被荷蘭的長跑運動員Hannes Kolehmainen應(yīng)用，以提高運動成績；1930年，被運動生理學(xué)家Hans研究證實，高強度間歇訓(xùn)練可提高心肺功能，后期逐漸在長跑運動員的訓(xùn)練中得到應(yīng)用［11］。1960年瑞典生理學(xué)家strand等［12］提出在臨界速度與最大攝氧量之間的高強度間歇訓(xùn)練是提高最大攝氧量的最佳方法之一，該研究在間歇訓(xùn)練方面進行了大量研究，為心肺功能的發(fā)展起到了重要作用。高強度間歇訓(xùn)練應(yīng)用于心臟康復(fù)領(lǐng)域起源于1990年，Meyer等［13］將其應(yīng)用于冠狀動脈旁路搭橋術(shù)后病人。直至2007年美國心臟協(xié)會推薦采用高強度間歇訓(xùn)練方式進行心臟康復(fù)［14］，相關(guān)療效引起了廣泛熱議。

1.3 高強度間歇訓(xùn)練處方

有研究將高強度間歇訓(xùn)練分為3種類型，長間隔：85%～90%峰值耗氧量（VO2peak），3～15 min；中等間隔：95%～100%VO2peak，1～3 min；短間隔：100%～120%VO2peak，10 s至1 min［15］。常用的高強度間歇訓(xùn)練處方為4個4 min，最大或峰值心率的85%～95%，中間穿插3 min，心率最大值（HRmax）為60%～70%，每周3次，持續(xù)12～16周。

目前指南未提出心力衰竭病人高強度間歇訓(xùn)練運動的最優(yōu)處方［15］。有研究認為，訓(xùn)練階段采用＞70%最大耗氧量，間歇期采用靜止休息或低強度運動，時間10 s至4 min，每周3～5次，訓(xùn)練周期3～16周［10］。Juneau等［16］研究顯示，30 s高強度運動達到病人最大心臟功率，30 s被動恢復(fù)的高強度間歇訓(xùn)練運動處方適合慢性心力衰竭病人。相關(guān)研究顯示，中等間隔的高強度間歇訓(xùn)練，每周3次，持續(xù)超過12周，可最大程度改善心力衰竭病人心肺健康［17］。

2 高強度間歇運動對心力衰竭病人的干預(yù)療效

2.1 心血管功能改善

高血壓是心力衰竭重要的危險因素之一，流行病學(xué)資料表明，由于高血壓導(dǎo)致的心力衰竭中74.5%為新發(fā)心力衰竭［18］。合理有效的血壓控制可降低50%的心力衰竭發(fā)病風險［19］。高強度間歇訓(xùn)練通過調(diào)整腎上腺髓質(zhì)素（adrenomedullin，ADM）的產(chǎn)生和釋放，使其在心肌細胞局部及外周血液中表達增加，同時促使其特異性受體降鈣素受體樣受體（CRLR）和受體活性修飾蛋白2（RAMP2）上調(diào)，從而舒張冠狀動脈及外周血管，降低循環(huán)阻力，降低血壓［20］。

高強度間歇訓(xùn)練可增加每搏輸出量，并提高左心室心肌功能，改善血壓［21］。有研究顯示，8周的高強度間歇訓(xùn)練通過調(diào)整增強過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α（PGC-1α）的表達，可改善心肌纖維化程度，提高心臟功能［22］。高強度間歇訓(xùn)練通過改變與血管狀況和心血管疾病風險成反比的循環(huán)磷脂酰膽堿水平，進而增強心臟功能［23］。Delfan等［24］研究表明，miR-206表達可增加心肌細胞的凋亡，MICT和高強度間歇訓(xùn)練方案均可降低miR-206表達，與MICT相比，高強度間歇訓(xùn)練后miR-206表達降低了1.7倍。

在心力衰竭病人運動功能的評定、運動處方的制定及療效的評估中，心肺運動試驗發(fā)揮著重要作用［25］。VO2peak是心血管疾病病人住院率及病死率的獨立預(yù)測指標，是評價心血管疾病病人干預(yù)效果的主要指標之一［26］。高強度間歇訓(xùn)練可改善左心室舒張功能及VO2peak，且相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)其改善效果優(yōu)于MICT［27-28］。高強度間歇訓(xùn)練可提高內(nèi)皮祖細胞（EPCs）功能，促進新血管的生成，改善慢性心力衰竭病人的心臟功能［29］。張國華等［30］將120例心力衰竭病人隨機分為高強度間歇組（60例）及常規(guī)運動組（60例），并進行8周干預(yù)，干預(yù)后3個月及6個月對病人進行隨訪，結(jié)果顯示，干預(yù)后6個月，高強度間歇組左室射血分數(shù)顯著升高。

2.2 骨骼肌纖維適應(yīng)性改變

高強度間歇訓(xùn)練對骨骼肌的重塑有相應(yīng)的效果，主要表現(xiàn)為骨骼肌纖維總數(shù)的增加，Ⅱ型肌纖維降低［31］，且配合有氧氧化底物的改變，增加有氧耐力能力，降低運動疲勞感。朱榮等［32］通過心力衰竭大鼠實驗顯示，高強度間歇組改善運動耐力優(yōu)于持續(xù)運動組，高強度間歇訓(xùn)練組與MICT組改善心肌結(jié)構(gòu)和骨骼肌肌纖維方面比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。高強度間歇訓(xùn)練可增強骨骼肌PGC-1α表達［22］，提高糖的氧化供能效率、脂肪的氧化率及骨骼肌供能［33］，增加骨骼肌功能。

2.3 線粒體改變

高強度間歇訓(xùn)練可調(diào)控線粒體合成過程中的關(guān)鍵基因的表達，促進骨骼肌中線粒體生物合成及血管再生，增強外周骨骼肌的氧化能力，從而改善心肺功能［34］。骨骼肌中線粒體合成的關(guān)鍵基因是PGC-1α，在骨骼肌中存在3種亞型，分別是PGC-1α-a、PGC-1α-b和PGC-1α-c。簡單的低強度運動通過激活β2-腎上腺受體增加PGC-1α-b和PGC-1α-c mRNA；然而PGC-1α-a mRNA增加需要一個高強度的運動，并獨立于β2-腎上腺受體實現(xiàn)［35］。

有研究表明，低強度、中強度（10 m/min、20 m/min，30 min）運動通過激活β2-腎上腺受體方式增加PGC-1α-b和PGC-1α-c mRNA表達；然而高強度運動（30 m/min，30 min）通過多種方式增加PGC-1α-a表達［36］。有研究顯示，2周、10次、1 min高強度間歇訓(xùn)練導(dǎo)致細胞核PGC-1α蛋白增加25%；高強度間歇訓(xùn)練引起細胞核中PGC-1增加，同時伴隨許多線粒體基因mRNA表達量增加［37］。高強度間歇訓(xùn)練刺激與線粒體形成相關(guān)的COX Ⅳ蛋白含量增加，從而增加骨骼肌線粒體含量［31］。

2.4 日常生活質(zhì)量

高強度間歇訓(xùn)練在改善病人日常生活質(zhì)量方面有較好的效果。有研究顯示，與MICT組比較，經(jīng)過8周訓(xùn)練，高強度間歇訓(xùn)練組生活質(zhì)量改善良好，表現(xiàn)為情緒、心理健康、自我報告健康狀況和心理健康指數(shù)顯著改善［26］。有研究顯示，心力衰竭病人有氧運動時VO2peak每增加1.0 mL/（kg·min），死亡風險降低15%［38］。

3 高強度間歇訓(xùn)練的可行性

3.1 安全性

在安全性方面，高強度間歇訓(xùn)練運動表現(xiàn)良好［39］，雖然運動強度高，但高強度持續(xù)時間短，間歇恢復(fù)可緩解病人不適感，從而減少不良事件發(fā)生［15］?！?020 ESC心血管疾病患者運動心臟病學(xué)和體育鍛煉指南》［6］指出，高強度間歇訓(xùn)練可作為低危射血分數(shù)降低的心力衰竭病人進行高強度有氧或混合耐力運動方案的初始方案。

3.2 病人依從性

由于高強度間歇訓(xùn)練運動形式多樣，且在運動中加入了間歇時間，病人興趣得到提高，可增加主動參與熱情，從而提高依從性。Bartlett等［40］研究顯示，與MICT相比，高強度間歇訓(xùn)練帶來的愉悅感更高，病人依從性強。Keteyian等［41］研究顯示，與MICT比較，經(jīng)過1年隨訪發(fā)現(xiàn)，高強度間歇訓(xùn)練組可按計劃完成運動訓(xùn)練，長期運動依從性良好，MICT組部分病人因疲乏或呼吸困難未能堅持完成整個訓(xùn)練計劃。有研究表明，12個月家庭康復(fù)中，高強度間歇訓(xùn)練組依從性良好，MICT組部分病人運動時間及運動強度方面均有調(diào)整［42］。

4 小結(jié)與展望

高強度間歇訓(xùn)練在心力衰竭病人的康復(fù)中是安全且有效的，且高強度間歇訓(xùn)練憑借良好的訓(xùn)練效果，以病人依從性較好、主動參與率較高等特點，逐漸受到病人及公眾的關(guān)注。

目前，關(guān)于高強度間歇訓(xùn)練的研究逐漸增多，但關(guān)于心力衰竭病人適宜的高強度間歇訓(xùn)練方案尚未統(tǒng)一，應(yīng)增加多樣本量、多中心研究，嘗試尋找最適處方。高強度間歇訓(xùn)練的作用機制，特別是心力衰竭病人各種危險因素改善的機制尚未明確，相關(guān)作用機制仍需進一步深入研究，提高高強度間歇訓(xùn)練的臨床應(yīng)用。

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（收稿日期：2022-09-21）

（本文編輯薛妮）

基金項目 首都臨床特色應(yīng)用研究項目（No.Z181100001718048）

作者單位 1.北京小湯山醫(yī)院（北京" 102211）；2.天津體育學(xué)院（天津 301617）

通訊作者 武亮，E-mail：1972wuliang@sina.com

引用信息 武晟竹，趙冬琰，武亮，等.高強度間歇運動在心力衰竭病人中應(yīng)用的研究進展［J］.中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2023，21（16）：2988-2991.