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運動心肺試驗(cardiopulmonary exercise testing，CPET)包括靜態(tài)心肺功能測定、心電圖運動負荷試驗及運動氣體代謝分析等多方面內(nèi)容[1]。人體靜息狀態(tài)下，心率和呼吸均較慢，僅開放肺泡面積約 1/20，靜息下的射血分數(shù)、肺毛細血管楔壓、心影大小及心排血量等指標均不能反映心肺功能儲備和運動能力以及某些疾病。在運動負荷下，機體為維護內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，每搏心輸出量(SV)、分鐘通氣量(ventilation volume，VE)、攝氧量(VO2)等增加幾倍或幾十倍，此時能夠反映出機體的功能儲備[2]。隨著人們飲食的改善，導致熱量攝入過多，再者機械化正逐漸替代自身活動及電腦的普及，使人們?nèi)粘Ｉ罘绞阶兓薮?，大多?shù)人未足夠重視體育鍛煉，肥胖、超重者不斷增加，超重及肥胖已成為全世界的公共衛(wèi)生問題，并導致諸多慢性疾病[3]。人體吸收過多脂類食物，出現(xiàn)脂肪代謝困難，導致血脂升高，高血壓病、糖尿病、動脈硬化癥等，此類疾病的發(fā)病人數(shù)逐年增加，是危害健康的重要原因[4]。本研究通過運動心肺試驗對2級～3級肥胖者及體重正常者的心肺功能特點進行對比研究，探究過度肥胖對心肺功能的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 全國范圍內(nèi)征集肥胖病人68例作為試驗組；隨機選擇正常體重者68名作為對照組，其中男女比例均為7∶10。詳見表1。試驗組體重指數(shù)(BMI)35 kg/m2～46 kg/m2，身高162 cm～187 cm，體重104.6 kg～188.6 kg。經(jīng)本人同意，并愿意配合檢查。

表1 兩組基線資料比較(±s)

1.2 超重、肥胖的診斷標準 參照《中國成人超重和肥胖癥預防控制指南》標準：BMI<18.5 kg/m2為偏廋，18.5 kg/m2～23.9 kg/m2為正常，24．0 kg/m2～27．9 kg/m2為超重。BMI≥28 kg/m2為肥胖。世界衛(wèi)生組織(WHO)對成人BMI的劃分：BMI在35.0kg/m2～39.9 kg/m2為2級肥胖，BMI≥40.0 kg/m2為3級肥胖[5]。本研究試驗組均為2級～3級肥胖者。

1.3 入選標準 年齡22歲～42歲；滿足肥胖的診斷標準；簽署知情意愿書者。

1.4 排除標準 活動性肺結核、間質(zhì)性肺疾病、肺癌等一些肺部疾??；未控制的心臟病及高血壓、糖尿??；膠原血管疾病、腫瘤等；明顯的心、肝、腎功能不全。

1.5 研究方法 受試者接好面罩、呼出氣采集管、心電圖、袖帶血壓、紅外血氧飽和度監(jiān)測儀后，休息2 min，進行平板運動，采用BRUCE方案，運動至受試者最大極限。運動過程中，受試者的呼出氣通過一根呼出氣采集管連接至分析儀，通過實時(breath-by-breath)方式測定VO2和二氧化碳產(chǎn)出量(VCO2)，并實時監(jiān)測心電圖和血氧飽和度(SpO2)，每隔3 min測定一次血壓。如在運動中出現(xiàn)以下危險信號則立即終止運動：主要為癥狀自限，病人劇烈胸痛，病人因自身原因不能繼續(xù)運動。運動結束后，詢問導致受試者運動終止的原因。氧脈搏(O2pulse) 由公式VO2/心率計算得出，最大O2pulse是指運動高峰時的O2pulse。無氧閾(AT)由無創(chuàng)的V-Slope 方法獲得。運動中監(jiān)測SpO2。 測試時間：14:00～17:00。運動前2 h內(nèi)不進食，可少量飲水；穿寬松的衣服；本實驗24 h內(nèi)避免劇烈運動，每次測試前儀器進行定標。

1.6 檢測指標 主要檢測指標包括最大攝氧量(VO2max)、氧脈搏及分鐘通氣量的絕對值和相對值、無氧閾、代謝當量、肺功能、各階段心率及血壓、最大負荷等。

1.7 判定標準

1.7.1 無氧閾的判斷標準 當負荷功率剛剛超過無氧閾的階段，VE/VO2有規(guī)律增加并不伴有VE/VCO2的同步增加[6]，主要使用V-slope法結合通氣當量法來確定無氧閾。V-slope 法：VCO2比VO2相對增加的斜率拐點，所對應的VO2就是無氧閾。通氣當量法：根據(jù)VO2、VCO2、VE、VE/VO2、VE/VCO2趨勢圖確定AT點。 ① VE、VCO2突然非線性增加使直線呈角度上升，而VO2仍呈線性不變；②VE/VO2開始增加，而沒有VE/VCO2相應增加。

1.7.2 最大攝氧量的判斷標準 判斷受試者達到最大攝氧量的標準為：①繼續(xù)運動后，攝氧量的差小于150 mL/min；②呼吸商大于1.10，受試者不能堅持；③體力達到力竭，經(jīng)反復鼓勵仍不能保持原有的運動速度。

2 結 果

試驗組靜息心率大于100次/min共44例(64.7%)；靜息血壓收縮壓大于140 mmHg，舒張壓大于90 mmHg者共18例(26.5%)，靜息血壓收縮壓120 mmHg～140 mmHg，舒張壓80 mmHg～90 mmHg 42例(61.8%)。運動中血壓顯著升高者收縮壓≥220 mmHg，舒張壓≥85 mmHg，共54例(79.4%)；恢復期血壓持續(xù)升高超過250 mmHg者32例(47.1%)。試驗組最大攝氧量、氧脈搏、分鐘通氣量的絕對值大于對照組(P<0.05)，以體重校正后的相對值結果相反，即最大攝氧量、氧脈搏、分鐘通氣量的相對值小于對照組(P<0.05)，無氧閾值對照組大于試驗組(P<0.05)。試驗組靜息心率、最大心率、 靜息血壓、最高血壓均高于對照組(P<0.05)。詳見表2、表3。

表2 兩組運動心肺試驗參數(shù)比較(±s)

表3 兩組心率及血壓參數(shù)比較 (±s)

3 討 論

運動心肺試驗生理機制是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)下，由心肺偶聯(lián)完成O2和CO2轉(zhuǎn)運。試驗中給予受試者一定負荷，對其氣體代謝及心肺功能進行整體分析，從而有效評估整體的心肺功能及運動能力。運動強度取決于運動中心肺偶聯(lián)的各個環(huán)節(jié)，包括呼吸運動、氣體代謝、血液循環(huán)、心臟功能以及運動中協(xié)同作用的肌肉等[7]。運動心肺試驗能有效評價受試者心肺一體化功能及有氧運動能力，是評估人體動態(tài)心肺功能的綜合方法。靜息狀態(tài)下各項檢查顯示的心影大小、心排血量、射血分數(shù)等指標不能反映心肺功能的儲備情況。本試驗的基礎參數(shù)包括心率、攝氧量及二氧化碳排出量，由此派生的參數(shù)有分鐘通氣量、氧脈搏等。其中核心參數(shù)是VO2max，為了便于不同體重受試者相互比較，引入了VO2max的體重相對值即VO2max/kg，美國心臟病協(xié)會認為VO2max/kg可以客觀精確地判斷心肺功能，將其作為心功能分級的客觀依據(jù)[8]。

VO2max指大量肌群參與的運動中，心肺功能及機體利用氧的能力達到了極限，是單位時間內(nèi)所攝取的氧量，評定在極量負荷時心肺功能水平及有氧運動能力。有兩種表示方法：絕對值和相對值，相對值便于不同體重受試者的比較。氧脈搏指每次心臟搏動時攝取的氧量，等于分鐘攝氧量除以心率。氧脈搏值越高，代表心肺功能越好，利用氧的效率越高。氧脈搏是判斷心肺功能的重要指標。分鐘通氣量是指每分鐘內(nèi)肺吸入(或呼出)的氣量。

本研究表明，試驗組VO2max、氧脈搏和分鐘通氣量絕對值大于對照組(P<0.05)，以體重校正后的相對值結果相反，與國外的研究一致[9]。國外研究發(fā)現(xiàn)峰值攝氧量超重者大于正常體重者，相對值的表現(xiàn)相反[10]。說明超重、肥胖者VO2max、分鐘通氣量及氧脈搏的絕對值雖然高于正常體重者，但并不意味著超重、肥胖者的心肺功能或有氧運動水平高于正常體重者，應是機體克服過多脂肪引起的負荷導致消耗能量及氧量增多，同時表明多余的脂肪是影響超重、肥胖者心肺功能及攝氧能力重要因素，也表明超重、肥胖者的有氧運動能力較差。超重、肥胖者體內(nèi)堆積多余的脂肪，同時胸腹部的大量脂肪沉積，被迫抬高膈肌，使膈肌及胸廓運動受限，也使呼吸運動及心臟舒張受限。心臟本身脂肪沉積可使心臟營養(yǎng)出現(xiàn)障礙，心肌收縮能力降低，心搏量下降，血流減慢，超重、肥胖者常常出現(xiàn)氣促、乏力等。同時肥胖者氧消耗量高于正常體重者。肥胖時呼吸運動及心排血量下降使VO2max降低。無氧閾指在人體遞增運動強度時，供能的轉(zhuǎn)折點即由有氧代謝轉(zhuǎn)變成無氧代謝。評定有氧運動能力的高低不僅取決于VO2max，還與無氧閾密切相關。VO2max反映攝入氧的能力，無氧閾精確地反映氧的利用能力。無氧閾測量方法較多，本研究主要使用V-slope法結合通氣當量法來確定無氧閾。無氧閾出現(xiàn)越晚，個體所承受運動負荷越大，表明心肺功能及有氧運動耐力越強[11]。

肥胖者高血壓病病人增多。運動中血壓顯著升高及恢復期血壓持續(xù)升高者均增多。有報道部分人在靜息狀態(tài)時血壓正常，但運動中呈顯著性血壓升高(收縮壓最大值≥200 mmHg)又稱為運動觸發(fā)性高血壓，此類人群1/3者在3 年后靜息高血壓升高[12]。另有報道在運動心肺試驗時，舒張壓上升且上升值≥15 mmHg 為運動性高血壓[13]。通常在運動階段人體血壓都是升高的，而恢復期血壓則應逐漸下降，但本研究有些病人在恢復期血壓反而升高，此類病人是否患高血壓比例增加還需進一步隨訪驗證。

綜上所述，肥胖極大地影響了心肺功能及有氧運動耐力，且存在諸多疾病風險，科學地減肥及提高肥胖者的心肺功能是心肺康復的關鍵。