魏維維

(余姚市衛(wèi)生進修學(xué)校大內(nèi)科,浙江 余姚 315400)

心血管疾病是全球面臨的一個主要公共衛(wèi)生問題,在中國約有3.3億心血管疾病患者,需有效策略來管理心血管疾病并改善患者預(yù)后。脂質(zhì)和脂蛋白濃度低于理想水平是我國成年人的常見問題,同時也是心血管疾病發(fā)病率和死亡率的重要危險因素。醫(yī)療技術(shù)的進步、醫(yī)療管理的改善和生活方式的改變無疑促進了心血管疾病的整體改善,在過去20年里,心血管疾病相關(guān)死亡率下降了23%,而運動訓(xùn)練,特別是與飲食調(diào)整相結(jié)合,已被證明可以改善心血管疾病的預(yù)后[1]。運動訓(xùn)練在表觀遺傳的調(diào)節(jié)、衰老、改善2型糖尿病患者血糖控制以及胰島素敏感性和抵抗、預(yù)防心血管疾病以及多發(fā)性硬化癥、肺疾病、帕金森病等方面具有重要意義。雖然運動訓(xùn)練對脂質(zhì)代謝的影響以前已有文獻和綜述,但運動對血脂和脂蛋白的長期或短期影響尚未得到類似的關(guān)注。本研究回顧現(xiàn)有文獻中有關(guān)運動訓(xùn)練對人類血脂和脂蛋白產(chǎn)生的影響,并結(jié)合血脂在心血管疾病中可能發(fā)揮的作用。

1 脂質(zhì)和脂蛋白組成與分類

膽固醇可以從飲食中獲得(外源性脂質(zhì)),也可以從頭合成(內(nèi)源性脂質(zhì))。在哺乳動物中,肝臟是膽固醇合成的主要部位,血漿膽固醇和三酰甘油由脂蛋白運輸。脂蛋白是一種大的球狀顆粒,含有非極性脂質(zhì)(膽固醇酯或三酰甘油)的油性內(nèi)核,周圍是磷脂、游離(即未酯化)膽固醇和載脂蛋白的極性外殼。脂蛋白最常根據(jù)其重力密度進行分類,目前已發(fā)現(xiàn)六類脂蛋白,其大小和密度不同,核心中三酰甘油和膽固醇酯的相對比例不同,表面載脂蛋白的性質(zhì)不同,這些類別包括乳糜微粒、乳糜微粒殘留、極低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白(IDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)[2]。每類脂蛋白都有一個或多個特定的合成和分解代謝組織,并與脂質(zhì)轉(zhuǎn)運中的特定作用有關(guān)。肝臟分泌的極低密度脂蛋白將三酰甘油轉(zhuǎn)運至脂肪組織和肌肉。在毛細血管中,三酰甘油通過脂蛋白脂酶(LPL)的作用從VLDL中去除,因此,VLDL尺寸減小并作為含膽固醇酯的IDL返回循環(huán),而IDL顆粒可以被肝臟吸收,或者它們可以進一步水解并轉(zhuǎn)化為LDL。

2 脂質(zhì)、脂蛋白與心血管疾病

動脈粥樣硬化是一種動脈內(nèi)膜或內(nèi)膜疾病,首先出現(xiàn)脂肪條紋,隨后形成動脈粥樣硬化,伴有膽固醇和膽固醇酯的積累,形成瘢痕和鈣化,動脈粥樣硬化的重要表現(xiàn)包括心絞痛和心肌梗死。Ross在1986年對動脈粥樣硬化的過程進行了概述,該過程是一個多因素級聯(lián)事件,基于動脈內(nèi)皮層初始損傷的假設(shè),成熟斑塊的形成涉及幾個步驟,最終會阻礙血流并導(dǎo)致阻塞遠端組織缺血,血栓形成通常是導(dǎo)致冠狀動脈完全閉塞并最終可致心肌梗死[3]。盡管LDL似乎在動脈粥樣硬化的進展中起重要作用,但HDL的作用可能同樣重要。HDL可能通過清除外周組織和循環(huán)中的脂質(zhì)并將其運送到肝臟進行代謝來發(fā)揮其影響,而低血漿HDL水平與未來缺血性事件的危險因素有關(guān),如高膽固醇血癥、高三酰甘油血癥、男性、肥胖和糖尿病[4]。有人提出,HDL的減少可能通過損害膽固醇從動脈壁的清除而加速冠心病的發(fā)展。此外,血脂譜的改變有利于HDL的升高和LDL的降低,這似乎在冠心病的一級預(yù)防中是有效的。

3 運動訓(xùn)練

運動訓(xùn)練被定義為任何形式的身體活動,專門針對身體各項運動能力進行,包括力量訓(xùn)練、速度訓(xùn)練、有氧、無氧耐力訓(xùn)練、柔韌和協(xié)調(diào)訓(xùn)練等,可以提高心率和呼吸量,與藥物相比,運動訓(xùn)練更容易進行,副作用也更少。對運動和血脂的多項薈萃分析得出結(jié)論,運動可以對癥狀和身體健康產(chǎn)生積極影響[5]。Ekelund等在2016年調(diào)查了運動和不運動對全因死亡率的影響,通過分析坐著和運動的持續(xù)時間,來分析運動與不運動對心血管疾病死亡率的影響,與運動組相比,長時間久坐的人死亡率高出12%～59%。因此,2015年歐洲心臟病學(xué)會建議,所有心血管疾病患者均應(yīng)盡自己所能至少運動150 min/w,5 d/w;或75 min的劇烈運動,3 d/w。

3.1運動訓(xùn)練與高密度脂蛋白HDL-C:HDL的動脈粥樣硬化保護特性包括逆向膽固醇運輸,抑制血管炎性反應(yīng)和減少氧化應(yīng)激。眾所周知,運動可以提高HDL-C水平,但它對其功能的影響尚不清楚。一些運動干預(yù)提供了改善HDL-C功能的證據(jù),包括膽固醇外排能力(CEC)、抗氧化和抗炎特性。逆向膽固醇轉(zhuǎn)運是HDL在外周接受膽固醇并將其轉(zhuǎn)運到肝臟排泄的途徑,其中巨噬細胞特異性膽固醇外排是逆向膽固醇轉(zhuǎn)運過程的第一步,被認(rèn)為是HDL抗動脈粥樣硬化的關(guān)鍵機制之一。大量動物和人類研究表明,CEC與CVD的發(fā)病率之間存在強烈的負相關(guān)關(guān)系,與HDL-C水平無關(guān)[6]。相反,HDL其他假定動脈粥樣硬化保護功能的潛在臨床應(yīng)用尚未建立,并且由于缺乏可重復(fù)和有效的分析而受到限制。氧化脂質(zhì)對正常生理功能具有廣泛的危害作用。氧化LDL脂有助于動脈粥樣硬化的發(fā)生和進展。HDL顆粒具有多種抗氧化功能,可以防止氧化脂質(zhì)的影響。HDL通過代謝脂質(zhì)氫過氧化物并阻止其在LDL上的積累來抑制LDL的氧化和隨后的動脈粥樣硬化LDL。此外,HDL可以吸收脂質(zhì)過氧化物,脂質(zhì)氧化的副產(chǎn)物,并將其運輸?shù)礁闻K排泄。最近的兩項研究也證實了急性和慢性運動對HDL脂質(zhì)過氧化轉(zhuǎn)運功能的影響,24名耐力運動員在跑步機跑步到精疲力竭后,氧化HDL的濃度顯著增加了24%,并在15 min的恢復(fù)期間保持升高,而氧化LDL的濃度下降了19%,導(dǎo)致氧化HDL與氧化LDL的比例在跑步機跑步后立即增加了55%,在15 min恢復(fù)后仍保持升高,結(jié)果表明急性運動可以提高脂質(zhì)過氧化轉(zhuǎn)移到HDL,并反向運輸?shù)礁闻K進行清除[7]。

3.2運動與低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C):血漿中LDL是運輸內(nèi)源性膽固醇的主要載體,LDL通過結(jié)合其細胞膜上的LDL受體被降解和轉(zhuǎn)化。LDL受體功能缺陷總是伴隨血漿LDL-C清除能力降低,最終會造成動脈內(nèi)膜粥樣斑塊形成。LDL-C濃度與冠心病的發(fā)病率有明顯正相關(guān),LDL-C也成為評價個體冠心病發(fā)生的危險因素的一個重要指標(biāo),因此有必要明確運動訓(xùn)練對LDL-C的影響。一些研究表明,單獨的運動訓(xùn)練不會改變空腹血LDL-C水平,除非這一時期研究對象的體重也發(fā)生了變化。此外,研究統(tǒng)計表明,每公斤體重減輕導(dǎo)致LDL-C降低約0.8 mg/dl。盡管目前關(guān)于運動訓(xùn)練對LDL-C反應(yīng)的結(jié)果并不一致,但研究仍然表明LDL-C亞組分可能具有重要的心臟保護功能[8]。根據(jù)顆粒大小和密度高低不同,可將LDL分為不同的亞組分,與心血管疾病直接相關(guān)的是形態(tài)更小、密度更大的LDL顆粒。研究人員發(fā)現(xiàn)在一些輕度至中度血脂異常患者中,運動訓(xùn)練幾個月后,LDL-C無明顯變化,但致動脈粥樣硬化的LDL顆粒濃度下降,顆粒平均尺寸增大。因此,運動訓(xùn)練對LDL-C的影響可能還需要對LDL-C亞組分進行關(guān)注。

3.3運動與三酰甘油:三酰甘油濃度與冠狀動脈疾病風(fēng)險之間獨立關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)是模棱兩可的,其中一個重要混淆因素是富含三酰甘油的脂蛋白的異質(zhì)性:較大的富含三酰甘油的顆粒被認(rèn)為與冠狀動脈疾病風(fēng)險無關(guān),而較小(和更密集)的顆粒被認(rèn)為是導(dǎo)致動脈粥樣硬化的主要原因。運動鍛煉能夠增強身體的代謝能力,加強身體對于脂質(zhì)的代謝和利用,合理的運動鍛煉,對于促進三酰甘油轉(zhuǎn)化為LDL,加強三酰甘油的運轉(zhuǎn)和消化,都是非常有益的做法。在健康的久坐男性中,阻力運動可降低乳糜微粒內(nèi)的三酰甘油和膽固醇,在超重/肥胖的糖尿病前期男性中,內(nèi)源性和膳食衍生的FA摻入乳糜微粒三酰甘油和富含三酰甘油的脂蛋白[9]。有氧運動和(或)阻力運動可降低總膽固醇和LDL,并增加HDL-C。其次,運動鍛煉能夠減少內(nèi)臟脂肪,肝臟是膽固醇代謝運轉(zhuǎn)的重要器官,而如果肝臟周圍出現(xiàn)較多的脂肪堆積,會影響肝臟的脂質(zhì)代謝功能以及糖代謝能力,出現(xiàn)胰島素抵抗以及脂質(zhì)代謝異常等方面的問題,運動鍛煉可以有益于改善肝臟周圍的脂肪堆積,改善和提高肝臟功能,從而加強三酰甘油的代謝能力。肌肉三酰甘油脂肪分解是由高強度運動刺激的,因此在高強度運動后,雖然脂肪分解立即減少,但會增加游離脂肪酸釋放到血漿中,此外,一項研究顯示,馬拉松運動員在完成長時間的耐力訓(xùn)練后,血三酰甘油降低和甘油濃度成比例升高,此外還報道了血糖濃度顯著升高、不飽和血FA延長和(或)減少,以及氨基酸產(chǎn)生和血液釋放增加[10]。

3.4運動與血脂水平:目前已有研究證實總膽固醇與冠狀動脈疾病的關(guān)系密切。一項針對40～55歲中年男性的研究顯示,隨著運動強度的增加,跑步運動降低血脂的效果趨于減弱,中低強度有氧運動(達最大耗氧量的30%～60%)降低血脂的效果好于高強度有氧運動(達最大耗氧量的61%～75%)。經(jīng)過6個月的快走或慢跑運動,訓(xùn)練者血液中總膽固醇水平明顯下降。研究顯示,鍛煉時有效運動時間達到30～60 min/次,鍛煉1次/d,鍛煉5 d/w,采用這個強度進行鍛煉,鍛煉的有效運動時間達到}即可起到有效改善血脂異常的作用,有效運動時間達到60 min時改善血脂異常的效果更好。另一項研究表明,運動顯著改善了絕經(jīng)后婦女的總膽固醇指標(biāo),并發(fā)現(xiàn)水上運動是改善總膽固醇水平的最佳運動,并且可以顯著改善血脂異常人群的總膽固醇水平[11]。水上運動改善總膽固醇水平的機制可能與以下因素有關(guān):運動時,人體對能量物質(zhì)的消耗和代謝產(chǎn)物的排泄比安靜時要高。由于水環(huán)境的特殊性,在水中運動的阻力比在陸地上運動要大,在水中進行同樣速度的運動所消耗的能量大約是在陸地上運動的6倍。總膽固醇指數(shù)的顯著改善也可能與LDL-C的降低有關(guān),LDL-C在總膽固醇中所占比例較高,本研究表明運動可以顯著改善絕經(jīng)后婦女LDL-C,因此,LDL-C的降低可能是總膽固醇降低的另一個原因。

4 潛在機制

脂蛋白脂肪酶(LPL)是三酰甘油脂蛋白分解代謝的關(guān)鍵酶,因此,LPL被認(rèn)為促進脂質(zhì)從乳糜微粒和VLDL向HDL的轉(zhuǎn)移。LPL是一種毛細血管結(jié)合酶,可水解循環(huán)乳糜微粒和VLDL中的三酰甘油,使游離脂肪酸(FFA)可被周圍組織吸收。盡管LPL存在于大多數(shù)身體組織中,但LPL活性最高的組織是氧化(心臟和骨骼肌)和酯化(脂肪組織)大量FFA的組織。因此,LPL在調(diào)節(jié)血清三酰甘油、脂肪細胞脂質(zhì)儲存和肌肉燃料供應(yīng)方面是重要的。陳文祥等[12]發(fā)現(xiàn)通過長時間的高強度運動能夠急劇增加LPL的活性,此外,LPL活性的增加可能介導(dǎo)了三酰甘油的降低和HDL的增加,而且進一步觀察到HDL升高是由于HDL顆粒的脂質(zhì)富集增加,而不是主要HDL載脂蛋白的增加。因此,LPL似乎是導(dǎo)致運動引起的血脂和脂蛋白譜變化的機制之一。

膽固醇酯的合成主要發(fā)生在血漿中,通過C-2脂肪酸從卵磷脂轉(zhuǎn)移到游離膽固醇,這個反應(yīng)是由一種叫做卵磷脂膽固醇脂?；D(zhuǎn)移酶(LCAT)的血漿酶催化的。由于LCAT被載脂蛋白A激活,大部分膽固醇酯是由HDL上的游離膽固醇形成的,因為該顆粒上有大量的載脂蛋白A。隨著攝取膽固醇酯的增加,HDL的大小逐漸增加然后形成HDL3,再逐漸演變?yōu)镠DL2。因此,LCAT活性的增強可能會增加HDL水平,特別是HDL2亞組分。

肝三酰甘油脂酶(HTGL)似乎參與了HDL和LDL通過門靜脈循環(huán)時膽固醇的清除,有研究表明,運動后HTGL活性的降低會導(dǎo)致HDL水平升高,有學(xué)者報道過類似的結(jié)果。但在一項研究中,訓(xùn)練組和未訓(xùn)練組男性進行周期幾何運動后,在校正血漿體積變化后,未觀察到HTGL活性變化。因此,需要更多的數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)HTGL在短期運動誘導(dǎo)的血漿脂質(zhì)和脂蛋白反應(yīng)中可能發(fā)揮的作用。

綜上,運動訓(xùn)練可能對改善血脂和脂蛋白水平有效,且運動對于心血管疾病患者至關(guān)重要,應(yīng)提倡與傳統(tǒng)藥物治療同時進行,或在某些情況下代替?zhèn)鹘y(tǒng)藥物治療。然而,大多數(shù)運動訓(xùn)練研究中存在的方法學(xué)問題限制了就運動訓(xùn)練對不同性別、不同種族人群血脂和脂蛋白水平的影響得出基于證據(jù)的有效結(jié)論,未來應(yīng)該對此進行更深入的研究,以確認(rèn)運動強度、運動持續(xù)時間和總能量消耗對血脂和脂蛋白水平變化的相對重要性的研究。