汪雅靜 賈會英 王廣寧 吳瑩玉 郭熙
冠心病(CHD)是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的簡稱,多見于老年人,由遺傳、高血壓、血脂異常、吸煙和缺乏運動等多種因素導致冠狀動脈粥樣硬化和(或)功能改變,使心肌缺血缺氧或壞死而引起心臟病,故又稱冠狀動脈性心臟病或缺血性心臟病,其發(fā)病率和死亡率較高,患病人數約1139.6萬人,是危害公眾健康的常見病[1-2]。目前,經皮冠狀動脈介入治療(PCI)是CHD治療的重要手段,主要通過疏通冠狀動脈管腔,盡早、充分地恢復心臟血液灌注而改善疾病預后[1]。近年來,我國PCI治療的年增長率為15%~20%,2018年PCI 總例數為915 256例[2-3]。但是研究表明,PCI術后僅靠常規(guī)的藥物預防治療并不能有效保障遠期預后,PCI術后的再狹窄、新生動脈粥樣硬化病變或原有病變加重的現象仍可能出現,因此,在PCI術后仍需要進行心臟康復以提高遠期預后[4]。而運動鍛煉是心臟康復的基石和核心要素,規(guī)律運動可以有效改善左心室射血分數、6 min步行距離、心肌細胞活性和免疫功能等,進而降低PCI術后支架內血栓形成、再狹窄發(fā)生率、血運重建率、不良心血管事件發(fā)生率、再住院率和死亡率和提高生活質量等,運動康復已逐漸成為PCI術后二級預防的重要方法[5-6]。心臟運動康復方案主要包括三大類,即有氧運動訓練、抗阻運動訓練和柔韌性運動訓練[7],其中有氧運動訓練又包括低強度持續(xù)訓練(LICT)、中等強度持續(xù)訓練(MICT)以及高強度間歇訓練(HIIT)[8]。目前MICT是CHD患者的主要運動方式,即每次以中強度(50%~80%的峰值心率)持續(xù)運動20~40 min,自我感知疲勞程度(Borg勞累度量表)評分達12~16分,每周運動3~5次。但研究顯示約40%的成年人由于缺乏時間、難以堅持、運動的長期性和復雜性而未滿足運動量甚至放棄運動[9], 而HIIT相較于傳統(tǒng)的 MICT 具有時間短、娛樂性強、樣式多和便利性強等優(yōu)勢,并且HIIT與MICT在不良心血管事件發(fā)生率方面無顯著性差異[10],因此 HIIT 成為近年來流行的心臟運動康復方案之一。護士是臨床教育者、支持者和協(xié)調者,協(xié)助患者制定運動方案,督促其形成良好的運動習慣。但目前針對HIIT在冠心病患者PCI術后中的相關護理研究有限,因此本文就HIIT對PCI患者的影響進行綜述,以期為護理人員對冠心病患者PCI術后進行運動護理提供參考依據。
HIIT是由Reindell 和 Roskamm學者于1959 年提出的概念,即由持續(xù)時間為數秒至數分鐘的短期高強度與持續(xù)時間為數秒至數分鐘的休息/低強度恢復交替進行而構成一個運動周期,每次運動可設計數個周期[11],雖然HIIT的概念框架為幾秒至幾分鐘的高強度與休息/低強度恢復交替進行,但是,不同文獻對HIIT高低強度的具體設定存在差異,禚小琪和黎涌明等研究中提出高強度負荷根據無氧域( AT)、稱第二通氣閾(VT2)或最大乳酸穩(wěn)態(tài)進行設定,低強度負荷要求高于靜息狀態(tài)[12-13];王娟等[14]研究中高強度范圍為70%~90%的最大攝氧量(VO2Peak);楊京輝等[15]研究總結為高強度范圍為70%~100%的最大心率或峰值心率(Peak Heart Rate,HR Peak 或Max Heart Rate,HRmax;即220—年齡),間歇期強度范圍≤50% HRmax。在提出概念之前,其早已于1912 年被應用于體育訓練中,在提高體育成績、心肺耐力和骨骼肌能力方面發(fā)揮顯著作用,而在醫(yī)療行業(yè),最早于1990 年由德國心臟病學者Meyer 等[16]首次將HIIT應用于CHD和冠狀動脈搭橋術患者康復中,結果顯示出HIIT的可行性和顯著的康復效果。進入21世紀后,隨著生活水平的提高,工作生活繁忙,HIIT較短的時間、較高的娛樂性、靈活性和依從性等特點,使其逐漸成為運動領域的研究熱點,并由體育競技轉入健身人群和慢性疾病人群(糖尿病、心血管、肥胖和癌癥患者等),以應用于健身塑形和軀體康復,得到國內外學者的廣泛認可[17-20]。
目前,關于HIIT對PCI術后影響的相關機制尚無統(tǒng)一定論,綜合國內外研究,現將HIIT的作用機制總結如下:
1.2.1 直接保護效應
(1)改善動脈粥樣硬化: 動脈粥樣硬化是冠心病的主要原因,即在病變部位的內膜開始脂質糖類積聚、血栓形成、增生和沉著、蛻變和鈣化等一系列的變化,致使管壁增厚變硬和管腔狹窄,最終使心肌缺血壞死;白介素-6和腫瘤壞死因子等炎癥遞質在動脈粥樣硬化形成和發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用,而HIIT能顯著減少炎癥遞質,有效改善炎癥反應、降低血脂和增加血管內剪切力,從而降低PCI術后的血管再狹窄風險[21-22]。
(2)改善內皮功能:評估內皮功能和動脈僵硬度有助于預防心肌梗死和(或)復發(fā)性梗死,血流介導擴張(Flow-Mediated Dilatation,FMD)是一種評估內皮功能和間接測量心血管事件風險的方法,而HIIT可以改善FMD、激活血管內皮一氧化氮合酶、降低血漿內皮素-1分泌、減少平滑肌細胞增殖遷移、降低血管內膜增生、減少PCI 術后晚期管腔徑丟失及狹窄血管直徑百分比,以提高一氧化氮、改善血管內膜的舒張性、緩解內皮素的縮血管效應和抑制PCI術后再狹窄[23]。
(3)抑制氧化應激反應: VO2Peak是CHD患者死亡率和發(fā)病率的獨立預測因子,HIIT可顯著改善VO2Peak,增加抗氧化能力,減少活性氧類的產生,抑制低密度脂蛋白氧化而減少管壁內粥樣斑塊的沉積[24]。
(4)改善炎癥反應:炎癥在PCI術后再狹窄中扮演重要角色,血管內皮修復和內膜增殖之間若對立平衡失調則會使血管內膜損傷后自身愈合過程產生新生內膜增生,提高管腔再狹窄的風險;血清超敏C反應蛋白是反映斑塊穩(wěn)定性的重要指標和心血管不良事件最強有力的預測因子之一,HIIT能顯著減少超敏C反應蛋白,提高心血管抗凋亡和抗增生能力[25]。
(5)改善心率:心率變異性是反映自主神經張力較敏感的指標,可預測心源性猝死和心律失常性事件,HIIT可顯著改善PCI術后患者心率變異性的時間和頻域測量值,并且運動后心率恢復(HRR)較快,降低了不良事件發(fā)生率[26-27]。
1.2.2 間接保護效應
血脂異常、高血壓、吸煙、血糖異常和肥胖等原因都會成為PCI術后患者不良心血管事件發(fā)生的主要危險因素,HIIT可減輕患者的主要危險因素;首先,HIIT可以通過改善患者糖脂代謝、胰島素抵抗和胰島素的敏感性來降低患者的微血管病變風險[20];其次,運動還可降低患者醛固酮和血漿腎素的水平,減少水鈉潴留與血管收縮,緩解高血壓癥狀;另外,HIIT可有效消耗能量和降低體脂,進而合理控制體重[12,28]。
Kim等[29]對28名急性心肌梗死患者藥物洗脫支架術后進行6周的HIIT方案,包括10 min的熱身運動,4 min的高強度跑步機跑步(85%~95%的儲備心率),4 min的間歇行走(50%~70%的儲備心率);MICT組在70%~85%的儲備心率狀態(tài)下進行45 min的MICT運動,每周進行3次,共6周;規(guī)律運動6周后兩組患者的VO2Peak和HRR均顯著增加,HIIT組左室射血分數和VO2Peak顯著大于MICT組(P=0.021),并且晚期管腔損失明顯小于MICT,血清高密度脂蛋白膽固醇水平略有升高,低密度脂蛋白膽固醇和總膽固醇無顯著變化。就VO2Peak和HRR指標的研究,Koldobika等[27,30]的8周試驗中呈現出更深層次的結果,其采用2min的速度遞增,遞增后20 s的高強度運動(50%的最大負荷)和10 s間歇運動(50%的最大負荷)交替進行,持續(xù)運動40 min,MICT則以組持續(xù)運動狀態(tài)進行40 min,在規(guī)律運動8周后發(fā)現HIIT和 MICT均顯著增加了VO2Peak,HIIT組的VO2Peak增加幅度更大(P=0.039),而HIIT在恢復階段的第1 min和第2 min的HRR比MICT更顯著增加(P<0.01)。但有研究顯示HIIT對心率的調節(jié)無顯著影響[29]。分析原因可能與心率檢測時間段和干預時長的差異有關。隨著運動周期的增加,Abdelhalem等[31]對冠心病PCI術后患者進行了12周的HIIT干預,即2~5 min高強度(強度為85%~95%的初始心率儲備)與2~5 min間歇交替,MICT則采用30~35 min的連續(xù)跑步機運動(強度為40%~60%的初始儲備心率),12周后兩組患者在功能容量、血脂水平、射血分數和生活質量問卷參數方面均有顯著改善,且試驗組心理健康改善優(yōu)于MICT組。同樣12周的HIIT干預,但方案為3 min高強度運動(88%峰值功率)和休息1 min為一個循環(huán),每次進行10個循環(huán),共40 min;MICT組則每次持續(xù)運動40 min;12 周發(fā)現HIIT組運動后的峰值功率、VO2Peak和運動耐力優(yōu)于MICT組,且兩組均優(yōu)于對照組,因此,與MICT相比,HIIT能更好地改善PCI術后患者的左心室收縮功能和有氧代謝能力,提高患者的運動耐受性。再進一步延長運動周期,Munk等[32]研究者的6個月研究中顯示HIIT組再狹窄(測量晚期管腔丟失的支架冠脈面積)為0.10 mm,對照組為0.39 mm (P = 0.01),HIIT組和MICT組VO2Peak分別增加了16.8%和7.8% (P<0.01);以上結果顯示HIIT運動訓練與冠脈支架內晚期管腔丟失顯著減少相關,進而增加了有氧能力、改善了內皮功能減輕了炎癥;另外的6個月研究中還發(fā)現HIIT可有效降低炎癥標志物白介素-6和白介素-8水平,提高抗炎細胞因子白介素-10水平,顯著改善心率變異性的時間和頻域測量值,因白介素-6和超敏C反應蛋白水平的下降與PCI術后管壁丟失的減少顯著相關,故在PCI術后再狹窄中發(fā)揮重要作用;但是也有6個月的HIIT研究顯示PCI術后定期運動訓練可能只減弱部分炎癥通路,并不是全部,因此,在運動的基礎上仍需加強其他康復治療措施,已全面促進術后康復,提高生活質量。上述研究顯示,雖然隨著規(guī)律運動的周期延長,HIIT對患者的峰值攝氧量、有氧能力、運動耐受性、炎癥指標的改善愈發(fā)顯著,但在心率和血栓指標方面還需進一步研究。另外,運動需長期堅持,更長運動周期的運動效果尚不明確,有待進一步的研究證實。
相關研究顯示,PCI術后患者早期開始離床運動和規(guī)律運動康復,有利于患者改善心肺功能、縮短住院時間、提高生活質量以及減少心臟不良事件的發(fā)生[33]。但是鍛煉開始時間需要根據患者病情決定,病情穩(wěn)定的冠心病患者在擇期經橈動脈行PCI 術前和術后24 h內可以開始運動康復,病情不穩(wěn)定的患者根據病情個性化決定其鍛煉時間,可在術后3~7 d開始[9]。目前,文獻顯示術后開始HIIT的時間有術后4 d、1周和2周等,首先,Munk等[34]
研究排除了心肌梗死、冠脈搭橋病史、明顯的心臟瓣膜疾病和年齡超過80歲的患者,納入40例經皮冠狀動脈介入治療并植入裸金屬支架或藥物洗脫支架的患者,從PCI術后4 d開始運動,HIIT組以功率自行車或跑步機為主,先以心率=(60%~70%)×HRmax的速度進行10 min熱身運動,然后加快速度,使心率達到(80%~90%)×HRmax進行4 min高強度運動,接著以心率=(60%~70%)×HRmax的速度進行3 min的間歇運動,最后進行5 min的整理運動、10 min的腹部和脊柱抗阻運動以及5 min的伸展運動;規(guī)律運動6個月后HIIT增加了有氧能力、改善了內皮功能和減輕了炎癥;在運動期間沒有患者失訪,有1例不良事件(直立塌陷),但沒有嚴重事件需要住院。而Abdelhalem等[31]對40例左室射血分數(EF)為35%~50%冠心病在進行PCI術后2周進行HIIT方案,為期3個月的研究顯示HIIT顯著改善了功能容量、血脂水平、射血分數、生活質量和心理健康,并且研究者表明PCI術后患者進行HIIT是安全的,研究過程中沒有發(fā)生的嚴重的并發(fā)癥。Munk等[27]對40例心絞痛患者PCI術后11±4 d開始干預,進行了為期6個月的HIIT運動, 6個月時各項炎癥指標(白介素-6、白介素-8和白介素-10等)得到改善,降低了管腔再狹窄的風險,并且未發(fā)生術后不良心血管事件。上述HIIT 研究中,大部分研究僅納入了心臟康復危險分層低危的患者,在術后2~3周開始HIIT運動未發(fā)生相關的心血管事件,具有一定的安全性,但是在高?;颊?、術前、離床后運動時間點的安全性尚不明確,有待進一步的研究證實。
運動強度決定心臟內代謝應激,是心臟康復過程中的關鍵,因此,運動強度的準確性在運動處方中占據重要地位[7]。目前,運動強度的測量主要包括AT、峰值心率(HR Peak)、心率儲備法、HRR(HRR=最大運動時心率-靜息時心率)、儲備攝氧量、第一通氣閾(VT1)、代謝當量(METs)及Borg自感勞累分級等。但是,目前,國內研究干預大多采用跑步機、功率自行車和運動手環(huán)等獲得心率來測量強度,而心率易受藥物的影響,因此對研究對象的要求較高,且在心率異常及服用改善心率藥物的患者中較難應用,若必須要采用心率作為強度依據時,可推薦采用心率儲備法[35];但在以上指標中,AT結合 Borg自感勞累分級確定運動強度更具科學性和準確性,其中AT可直接在心肺運動試驗中獲取,而目前運動干預考慮經濟因素及簡便性,較少采用,后續(xù)還需進一步規(guī)范以提高HIIT在患者中的應用效果[9,36]。
關于HIIT的內容,因PCI術后患者病情特殊,在給予運動治療前需對患者的身體狀況(年齡、PCI類型、支架個數、服用藥物情況、合并疾病及心血管危險因素等)進行詳細評估而制訂運動方案,但是,目前多數研究僅從PCI術后幾日至幾周直接開始實施HIIT方案,而缺乏術前、術后離床、住院期間及居家的系統(tǒng)和延續(xù)性的HIIT運動處方;并且,目前尚無明確的不同危險分層、不同年齡段、不同PCI類型患者自身適合的強度、高低強度循環(huán)次數和運動時長的干預方法;后期還需進一步提高方案內容的延續(xù)性以及個性化,建立醫(yī)院-社區(qū)-家庭聯(lián)動運動管理方案,提高患者的運動自我管理能力、遠期生活質量和社會功能[37]。關于HIIT的運動方式,包括無需運動器械輔助的跑步、開合跳、勾腿跳、小碎步跑、深蹲、高抬腿等方式,以及運動器械(跑步機、功率自行車、橢圓機)輔助運動,但眾多研究依靠運動器械設計方案,對方案在日常生活中的延展性存在一定障礙,后續(xù)還需進一步提高方案的簡易性、科學性和延展性。關于HIIT的測量工具,運動監(jiān)測試驗主要有運動平板板試驗、踏車試驗和二階梯運動試驗等,國外HIIT效果的評價指標較全面,而國內在生理和心理指標方面較少,未來需要進一步完善。
為了保證HIIT能夠順利實施,增強該措施對患者的積極作用,在實施過程中還需注意以下幾點:①HIIT運動的制定需由具有一定資質和經驗的康復治療師或專業(yè)醫(yī)療人士協(xié)作制定;②針對運動過程可能出現的不適反應,如心絞痛、胸部不適、頭暈、眩暈、心慌、氣促或心跳加快等相關癥狀,需做好運動前相關知識的介紹,醫(yī)護人員監(jiān)督運動時需密切關注運動過程中患者的反應,出現不適反應立即停止運動,并及時提供幫助和指導;若居家運動時,則立即停止運動,需及時告知家屬并聯(lián)系醫(yī)護人員進行遠程指導,獲得正確的運動方法;③為了保證運動效果,在方案的設計上需遵從便利性和可行性,并充分發(fā)揮移動醫(yī)療設備(個性化網絡應用程序、手機短信、可穿戴設備、移動醫(yī)療平臺和遠程家庭康復系統(tǒng))在其中的作用,促進運動方案的本土化改善以及提高依從性[38]。
作為一種新穎的運動方式,HIIT能夠改善PCI術后患者的有氧能力、VO2Peak、運動耐受性、炎癥指標和生活質量。但是,目前尤其是國內有關PCI術后患者的HIIT干預性研究仍存在不足,如患者危險分層不清、樣本量小、缺乏長期效果和評價指標單一等。建議在今后的研究中采用大樣本的隨機對照試驗,并延長隨訪周期,同時優(yōu)化對不同風險和年齡人群的個性化運動處方,建立完善的術前、術后及居家的延續(xù)性運動處方。