劉凱，吳曉華，盧少泉，高照，董霄，鄭茵，呂靜美

海南省人民醫(yī)院醫(yī)療保健中心，?？?570311

早期識(shí)別無(wú)明顯心血管危險(xiǎn)因素的危險(xiǎn)人群對(duì)心血管疾病預(yù)防至關(guān)重要[1]。代謝綜合征使心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)增加的部分原因歸因于動(dòng)脈參數(shù)的變化[2]，例如動(dòng)脈僵硬度和頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度的增加，這些變化反映了亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化或早期血管老化，最終導(dǎo)致心臟事件和卒中[3]。氧化應(yīng)激和炎癥是引起動(dòng)脈僵硬的主要機(jī)制[4]。身體整體活動(dòng)減少和肥胖，特別是代謝綜合征，越來(lái)越多地被認(rèn)為是心血管疾病和2型糖尿病的重要危險(xiǎn)因素[5]。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，全球代謝綜合征的發(fā)病率將達(dá)到40%[6]。在一些人群中，代謝綜合征的患病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全球平均水平，現(xiàn)已達(dá)到43.8%[7]。研究發(fā)現(xiàn)：目標(biāo)心率(HR)控制的有氧訓(xùn)練可能有助于降低動(dòng)脈僵硬度，這與心血管風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)[8]。心血管疾病是個(gè)長(zhǎng)期的病理生理過(guò)程，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間對(duì)動(dòng)脈硬度參數(shù)的測(cè)試可以為動(dòng)態(tài)評(píng)估心臟代謝風(fēng)險(xiǎn)提供幫助[9]，并且可以顯著提高患者對(duì)運(yùn)動(dòng)的積極性。研究證實(shí)了HR定向有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)代謝綜合征患者動(dòng)脈參數(shù)的積極影響[10]。本研究的主要目的是評(píng)估以心率為靶點(diǎn)的中強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)無(wú)明顯糖尿病和心血管疾病的代謝綜合征患者動(dòng)脈硬度參數(shù)的影響，并評(píng)估訓(xùn)練引起的患者體質(zhì)和代謝譜的變化以及不同變量之間的潛在關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 連續(xù)納入海南省人民醫(yī)院2017年9月至2018年9月期間確診的126例代謝綜合征患者。研究組84例受試者參加了為期8周的監(jiān)督培訓(xùn)計(jì)劃，對(duì)照組42例年齡和性別匹配的代謝綜合征患者，除HR定向培訓(xùn)計(jì)劃外，均遵循研究方案。代謝綜合征的診斷基于最新的國(guó)家膽固醇教育計(jì)劃成人治療計(jì)劃Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)[11]。13例顯性心血管疾病或2型糖尿病患者被排除在研究之外。

在納入研究之前，所有參與者都沒(méi)有參加體育鍛煉：一開(kāi)始，他們進(jìn)行每周進(jìn)行5次中等強(qiáng)度的體育鍛煉。受試者的年齡為(53.36±6.09)歲；男性34例(40.5%)。所有受試者均簽署知情同意書(shū)，研究方案由海南省人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 研究設(shè)計(jì)和臨床評(píng)估 研究組和對(duì)照組在研究開(kāi)始和8周后均測(cè)量基本體質(zhì)參數(shù)，如體質(zhì)指數(shù)(BMI)、腰圍、血壓、靜脈血脂水平、超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、空腹血糖、動(dòng)脈壁功能和結(jié)構(gòu)參數(shù)。所有測(cè)量均在休息時(shí)進(jìn)行，在禁食過(guò)夜后上午7點(diǎn)至下午12點(diǎn)之間，戒除咖啡因和吸煙后至少2 h。

1.3 有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和目標(biāo)心率 在循環(huán)測(cè)力儀上進(jìn)行漸進(jìn)遞增運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，評(píng)估有氧能力和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目標(biāo)心率。用耗氧量描述心肺功能。測(cè)定呼吸無(wú)氧閾下的心率，作為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的推薦水平。研究組以心率為目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)干預(yù)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案研究8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)動(dòng)脈參數(shù)、基本體質(zhì)參數(shù)和代謝參數(shù)的影響。具體而言，訓(xùn)練干預(yù)包括8周的有氧訓(xùn)練，每天30～40 min，每周5 d。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度逐漸增加，達(dá)到目標(biāo)心率。使用能夠控制運(yùn)動(dòng)負(fù)荷ERS-2Ergoline自行車為基礎(chǔ)的心臟康復(fù)系統(tǒng)(Ergoline GmbH，Bitz，德國(guó))進(jìn)行心率定向運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。對(duì)照組中的所有代謝綜合征受試者被告知必要的基于家庭的身體活動(dòng)，并且指示每周進(jìn)行5次，持續(xù)30 min。

1.4 動(dòng)脈粥樣硬化的測(cè)量 通過(guò)SphygmoCor動(dòng)脈脈搏波分析儀測(cè)量動(dòng)脈硬度。使用高保真顯微壓力計(jì)(Millar.ments)通過(guò)壓平眼壓測(cè)量系統(tǒng)(SphygmoCor v.8.0)評(píng)估動(dòng)脈硬度和波反射的參數(shù)，在橈動(dòng)脈、頸動(dòng)脈和股動(dòng)脈的投影處置于皮膚表面以獲得脈壓波曲線。記錄肱動(dòng)脈血壓，測(cè)量胸骨切跡表面標(biāo)志物與股動(dòng)脈之間的距離。這些數(shù)據(jù)和同時(shí)記錄的心電圖參數(shù)，使用脈搏波曲線來(lái)計(jì)算動(dòng)脈硬度的主要參數(shù)：主動(dòng)脈[頸動(dòng)脈-股動(dòng)脈脈搏波速度(cfPWV)]、外周(頸動(dòng)脈-徑向脈搏波速度)和主動(dòng)脈增強(qiáng)指數(shù)(AIX-HR:75)。

1.5 頸總動(dòng)脈壁評(píng)價(jià) 頸總動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度(cIMT)、頸動(dòng)脈橫截面擴(kuò)張性(均以μm計(jì)算)和非維度指數(shù)質(zhì)量頸總動(dòng)脈硬度采用高分辨率回波跟蹤技術(shù)，在頸動(dòng)脈分叉附近1 cm處沿4 cm動(dòng)脈段測(cè)量。分析采用右側(cè)和左側(cè)頸總動(dòng)脈cIMT測(cè)量值和頸動(dòng)脈質(zhì)量硬度的平均值。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 23.0軟件分析數(shù)據(jù)。使用Shapiro-Wilk試驗(yàn)檢查數(shù)據(jù)是否正態(tài)分布。正態(tài)分布數(shù)據(jù)使用配對(duì)的Studentst檢驗(yàn)，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)的Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，分類變量比較采用χ2檢驗(yàn)。比較基線和隨訪結(jié)果采用配對(duì)t檢驗(yàn)或Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)。通過(guò)計(jì)算Spearman相關(guān)系數(shù)來(lái)確定變量之間的相關(guān)性，進(jìn)行多因素性回歸分析以確定與主動(dòng)脈僵硬度降低相關(guān)的因素。所有P值均為雙尾，顯著性水平設(shè)定為0.05。

2 結(jié)果

2.1 研究組和對(duì)照組的基線數(shù)據(jù)比較 除了總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)外，基本體質(zhì)參數(shù)，生化，動(dòng)脈壁和物理容量參數(shù)在干預(yù)組和對(duì)照組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。在研究隊(duì)列中，以HR為目標(biāo)的有氧訓(xùn)練與對(duì)照組中缺乏的有氧能力有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著改善相關(guān)(表1)。研究組和對(duì)照組BMI和hs-CRP均顯著降低(P<0.05)，而腰圍、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇僅在HR靶向訓(xùn)練組中降低(表2)。

表1 研究組和對(duì)照組基本指標(biāo)、生化參數(shù)及有氧運(yùn)動(dòng)能力的比較

表2 研究組和對(duì)照組人體測(cè)量和生化參數(shù)的變化

2.2 血流動(dòng)力學(xué)和動(dòng)脈參數(shù)的變化 研究組血流動(dòng)力學(xué)和動(dòng)脈參數(shù)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著改善：心率、收縮和舒張壓以及主動(dòng)脈硬度降低。對(duì)照組中這些參數(shù)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的變化。在研究或?qū)φ战M中，外周動(dòng)脈僵硬度，頸動(dòng)脈僵硬度和cIMT的變化均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表3)。

表3 研究組和對(duì)照組血流動(dòng)力學(xué)和動(dòng)脈參數(shù)的變化

2.3 動(dòng)脈僵硬變化的相關(guān)性分析 動(dòng)脈硬度的變化指標(biāo)與人體測(cè)量參數(shù)、生化和血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)分析見(jiàn)表4。在研究組中，主動(dòng)脈硬度的下降與血壓參數(shù)(收縮壓和平均血壓)的下降呈正相關(guān)。對(duì)照組血壓參數(shù)(舒張壓和平均血壓)與脈搏速度差(dPWV)之間也有相關(guān)性。在HR靶向運(yùn)動(dòng)組中，腰圍的減少與TC和LDL-C的減少有關(guān)。研究組中BMI和TC下降之間存在相關(guān)性(表4)。為了進(jìn)一步研究HR靶向運(yùn)動(dòng)組頸動(dòng)脈和股動(dòng)脈脈搏波速度顯著變化與其他參數(shù)的相關(guān)性，本組進(jìn)行了多因素回歸分析。建立4個(gè)回歸模型(表5)，以探討研究組主動(dòng)脈硬度的降低是否依賴于平均血壓、BMI、腰圍、TC和LDL-C的變化。如表5所示的回歸分析顯示:在研究組中，dPWV僅與平均血壓降低顯著相關(guān)。然而，平均血壓的變化以及伴隨的BMI或腰圍和TC或LDL-C的變化僅解釋了dPWV變異性的大約11%(四個(gè)模型中R2的范圍從0.106到0.118)。

表4 各種參數(shù)變化之間的相關(guān)性分析

表5 d PWV作為因變量的多因素回歸模型

3 討論

血管僵硬可增加心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)[12]。校準(zhǔn)年齡、性別和其他危險(xiǎn)因素后,主動(dòng)脈脈搏波速度增加1 m/s相當(dāng)于心血管疾病和全因死亡率風(fēng)險(xiǎn)增加15%，而cIMT增加0.1 mm分別與卒中和心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)增加18%和15%相關(guān)[13]。

目前心血管疾病的代謝綜合征患者中血管老化的橫斷面數(shù)據(jù)較少[14]，以靶心率為目標(biāo)有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后動(dòng)脈參數(shù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更是有限。我們的研究評(píng)估此類訓(xùn)練對(duì)人體基本參數(shù)，動(dòng)脈和代謝指標(biāo)的影響。已經(jīng)表明：在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之前進(jìn)行心肺運(yùn)動(dòng)測(cè)試對(duì)于選擇最佳運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是非常重要的。而運(yùn)動(dòng)壓力測(cè)試期間最大耗氧量和無(wú)氧閾值氧耗量的評(píng)估對(duì)于調(diào)整訓(xùn)練期間的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷具有重要意義。在本研究中，選擇無(wú)氧閾值訓(xùn)練作為提高降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)效果的有效方法。在Zhu等[15]的研究中顯示了在每周訓(xùn)練3次，持續(xù)4周的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后動(dòng)脈參數(shù)的改善，同時(shí)靜息動(dòng)脈順應(yīng)性(最后1次運(yùn)動(dòng)后24 h)升高約30%。在21名中年超重和肥胖男性組中，12周的步行或每周3天的慢跑40～60 min能顯著增加頸動(dòng)脈順應(yīng)性并降低僵硬指數(shù)。在另一項(xiàng)研究中，穿梭步行測(cè)試之前和之后的5～10 min內(nèi)測(cè)量動(dòng)脈脈搏波速度和增強(qiáng)指數(shù)，觀察到急性運(yùn)動(dòng)后增強(qiáng)指數(shù)降低但主動(dòng)脈僵硬度沒(méi)有降低[16]。

Saeed等[17]通過(guò)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：臂踝脈搏波速度的降低比頸動(dòng)脈脈搏波速度的降低更為顯著，高強(qiáng)度有氧訓(xùn)練與臂踝指數(shù)的大幅度降低有關(guān)，有氧訓(xùn)練對(duì)臂踝脈搏波速度的影響大于對(duì)中心頸動(dòng)脈脈搏波速度的影響。后者未在本研究中也得到證實(shí)，該研究分析了在心率定向有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練指導(dǎo)下的中年代謝綜合征受試者中的動(dòng)脈標(biāo)志物。在我們的研究組中，多因素回歸分析(表5)顯示dPWV與平均血壓降低有顯著相關(guān)性。然而，平均血壓的改變以及伴隨的BMI或腰圍和TC或LDL-C的改變只解釋了大約11%的dPWV變異性(本組模型中R2的范圍從0.106到0.118)。因此，本研究表明：通過(guò)心率定向有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練降低頸動(dòng)脈和股動(dòng)脈的脈搏波速度，可以正向影響平均血壓，還可以影響中年代謝綜合征患者的早期“血管老化”指標(biāo)，并可能延緩2型糖尿病和心血管疾病的進(jìn)展。

Zwinkels等[18]于2014年發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于有氧訓(xùn)練對(duì)動(dòng)脈僵硬的影響的研究：運(yùn)動(dòng)后主動(dòng)脈和外周動(dòng)脈僵硬度參數(shù)的改善對(duì)脂質(zhì)參數(shù)無(wú)明顯影響。另一項(xiàng)研究表明[19]：適度的有氧運(yùn)動(dòng)會(huì)增加HDL-C并降低三酰甘油水平，而對(duì)LDL-C無(wú)顯著影響。薈萃分析顯示[20]：缺乏最佳改善代謝綜合征受試者血脂狀況的培訓(xùn)計(jì)劃的證據(jù)。在本研究中，研究組和對(duì)照組中均觀察到LDL-C的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著降低，但沒(méi)有觀察到三酰甘油或HDL-C，這可能需要更長(zhǎng)時(shí)間的有氧訓(xùn)練來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

氧化應(yīng)激和炎癥是引起動(dòng)脈僵硬的主要機(jī)制[21]。hs-CRP和動(dòng)脈僵硬度的顯著相關(guān)性，即使在健康受試者中，升高的hs-CRP也被認(rèn)為可以獨(dú)立地影響心血管風(fēng)險(xiǎn)[22]。據(jù)報(bào)道，hs-CRP水平隨著不同強(qiáng)度的體力活動(dòng)而降低，這與基線hs-CRP水平或體質(zhì)參數(shù)無(wú)關(guān)[23]。本組發(fā)現(xiàn)在代謝綜合征受試者的固定目標(biāo)心率后，進(jìn)行8周訓(xùn)練組和家庭訓(xùn)練組中，hs-CRP在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著降低，提示hs-CRP是獨(dú)立于訓(xùn)練強(qiáng)度的生活方式的敏感標(biāo)志，還需要更大樣本的研究來(lái)證實(shí)這一推測(cè)。

總而言之，在代謝綜合征患者中，單因素分析顯示目標(biāo)心率的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與主動(dòng)脈僵硬度(頸動(dòng)脈-股動(dòng)脈脈搏波速度)的降低有關(guān)。多因素分析表明：脈搏波速度的降低與血壓有關(guān)。心率定向的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與腰圍、收縮壓、舒張壓和平均血壓、心率的顯著降低相關(guān)，對(duì)照組上述變化無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些結(jié)果提示：心率定向運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后主動(dòng)脈硬度參數(shù)的改善有助于動(dòng)脈初始亞臨床改變的逆轉(zhuǎn)。因此，心率靶向的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)代謝綜合征患者動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展和進(jìn)展具有預(yù)防作用。