骨骼肌功能障碍是心力衰竭（HF）的一系列改变造成的，且与其功能能力相关。然而，骨骼肌内的损伤尚未完全明确。此项研究目的是探索运动训练对心衰患者外周肌肉功能表现和氧合的影响。结果发现12周的运动训练改善了VO₂peak、VE/VCO₂斜率和心率。干预后，运动训练组休息时的肌肉交感神经活性和肌肉血流量显著改善，峰值运动时氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度显著下降。而对照组未观察到任何变化。证明运动训练可改善射血分数下降的心力衰竭患者的骨骼肌功能和功能能力。这种改善与外周肌肉氧饱和度增加、肌肉血流量增加和交感神经活性降低有关。

心力衰竭（HF）患者的特征之一是运动不耐受，且这与生活质量下降和死亡率增加有关。HF患者的运动不耐受源于多种中枢和外周机制。已明确的是心衰患者运动能力降低的一个促成因素是骨骼肌、外周血管的结构和功能变化，以及自主神经调节受损等因素导致的外周血流量（MBF）减少。根据“肌肉假说”，对运动的不耐受在很大程度上与骨骼肌功能障碍有关，其中包括氧化能力降低和代谢调节受损等。氧化代谢是肌肉产生能量的主要方法，氧化代谢的改变有助于了解健康和疾病状况下的肌肉功能。

HF患者发生的氧化代谢受损必然导致运动不耐受，运动不耐受又是临床表现和生活质量的主要决定因素之一，也是死亡率的重要预测因素。肌肉疲劳和分解代谢导致神经内分泌系统过度激活，交感神经过度兴奋，免疫和炎症反应激活，强调在HF患者个性化治疗方案中将骨骼肌作为针对性治疗目标的重要性。

已有很多证据表明，结构化运动训练显著降低肌肉交感神经活性（MSNA）并改善内皮功能。神经血管控制的改善有利于减少肌肉炎症原和氧化应激，从而改善骨骼肌肌病。这些变化具有重要的临床意义，如提高功能能力、改善生活质量和提高生存率。

因此，本研究调查了有监督的运动训练对左室射血分数下降的HF（HFrEF）患者的体能、骨骼肌耗氧量、MSNA和MBF的影响。

2.1 研究设计

此项研究为单中心平行对照研究，比较了12周运动训练对HFrEF患者功能能力、骨骼肌耗氧量、MSNA和MBF的影响。通过随机抽签的方式按2:1的比例将患者分配到运动训练组或常规护理组（对照组）。所有患者在试验前和12周训练后24~72小时内接受心肺运动试验（CPET）、近红外光谱测量（NIRS）、MSNA和MBF评估。整个研究期间所有患者继续服用原有药物。

2.2 人口

我们评估了在一家三级医院心力衰竭中心接受治疗的110例患者。纳入标准为年龄30~60岁，临床状态稳定，左室射血分数（LVEF）≤40%，接受最佳临床治疗，评估前六周内状况稳定，每周能够进行三次运动训练。排除肺部疾病，NYHA分级IV级，复杂室性心律失常，慢性肾病，周围神经病变，卒中史，体质指数（BMI）>30 kg/m2、吸烟史和体力活动水平不满足入选标准，以及研究初始CPET过程中峰值呼吸交换率＜1.00的患者（图1）。

2.3 检测

所有患者采用负荷递增运动方案，在功率自行车上进行极量CPET。运动训练前、后休息15分钟， 使用显微神经成像技术进行MSNA评估，使用应变计静脉闭塞容积描记术测量非优势侧的前臂血流量（FBF）。使用Oxiplex TS近红外光谱（NIRS）系统测量骨骼肌氧合血红蛋白浓度[Oxy-Hb]和去氧血红蛋白浓度[Deoxy-Hb]。

2.4 运动训练

训练方案包括每周3次监督下的运动训练，为期12周。每次训练包括5分钟热身，30分钟踏车耐力训练，在循环测力计（Onion，Ergo Inc.，巴西）上进行，强度参考呼吸补偿点HR，抗阻训练5个动作（仰卧推举、腿部推举、坐姿划船、小腿抬高和腹部仰卧起坐），每个动作重复10-15次（Borg量表13~15），以及5分钟的整理运动（包括静态拉伸，包括针对主要肌群的10个动作，每次练习达到最大关节活动范围，并维持20秒）。进阶，患者对当前运动强度产生适应后进阶，耐力运动适应的定义为连续两次运动的最后10分钟踏车过程中心率低于个人目标HR的5%。抗阻训练，运动适应被定义为连续两次某个动作可以进行15次重复。

筛选后，将24例HFrEF患者随机分为两组：对照组（CG，n=8）和运动训练组（ET，n=16）。所有患者均完成干预方案，无不良事件发生。两组患者基线特征类似（表1）。所有患者均接受指南指导的药物治疗，且研究过程中药物治疗方案无调整。

未记录2例ET组患者和1例对照组患者的肌肉交感神经活性。因此，MSNA数据来自14例ET组患者和7例对照组患者。对照组和ET组的基线MSNA爆发频率或爆发率没有差异（37.9 ± 9.8 vs. 37.9 ± 11.3次/min，P=0.98；55.5 ± 12.7 vs. 59.3 ± 19.4次/100次心跳，P=0.63）。干预后ET组MSNA爆发频率和爆发率显著下降，对照组MSNA爆发频率和爆发率未发生明显变化。

两组基线前臂血流量类似（对照组: 1.9 ± 0.9，ET: 1.7±0.5，P=0.52）。在12周的干预后，组内和组间比较显示ET组FBF显著增加，对照组没有变化。

干预前后，对照组和ET组之间的比较表明，静息骨骼肌氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度类似。干预后，峰值运动时两组血红蛋白浓度存在显著差异（图2）。对照组在12周前后的血红蛋白浓度没有显著差异。ET组干预后峰值运动时，氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白浓度发生明显变化。

12周的干预后，ET组的大多数运动指标显著改善。对照组的VO2peak和VE/VCO2斜率以及运动耐力没有显著变化。12周后，两组的VO2peak（CG: 14.6 ± 5.3和ET: 17.1 ± 5.3 mL/kg/min, P=0.28）和运动耐力（CG: 9.6 ± 1.8和ET: 11.5 ± 2.6 min, P=0.08）无显著差异。与对照组相比，ET组干预后VE/VCO2斜率显著降低（图3 A、B和C）。

HF患者血流动力学障碍的特征是由于心输出量减少和与全身血管收缩引起的血管阻力增加，造成的外周血灌注不足。组织灌注不足会导致局部缺氧和有氧代谢受损，导致运动耐力下降。此项研究结果表明，HF患者的运动可改善外周和心肺功能，此两项因素在HF患者运动耐力方面起着重要作用。本研究的主要发现有：（a）只有ET组干预后的氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度显著降低；（b）12周的运动训练降低了肌肉交感神经活性，改善了肌肉血流量；（c）ET组VO2peak、VE/VCO2斜率以及运动耐力显著改善。

调节肌肉收缩过程中O2供应和提取的主要机制包括肌肉的“泵”作用、局部血管扩张、副交感神经和交感神经张力，以及肌纤维的募集。HF患者的肌肉O2供应降低的原因不仅在于中枢功能失调，还在于交感神经系统的神经激活和内皮依赖血管舒张功能的降低，从而导致运动肌肉的灌注不足和组织缺氧。

运动与接受最佳药物治疗的稳定性HF患者某些获益相关，如改善自主神经失衡，有助于改善HF症状、降低住院风险和死亡率。此项结果显示HF患者MSNA降低；运动训练似乎促进了动脉压力反射敏感性的改善，恢复了交感神经活动和心率的控制。此外，运动训练可降低外周化学反射敏感性，从而改善HF患者的MSNA肌动力反射控制。

此项研究与先前研究结果一致，证明了运动训练可改善HF患者的肌肉血流量，原因可能在于于内皮功能的改善，改变了血管舒张和收缩之间的平衡。由于肌肉血流量是HF患者死亡率的独立预测因子，这一观察结果可能具有临床实用价值。

HF导致骨骼肌的形态学改变，包括肌纤维萎缩和肌纤维类型的转变，线粒体和毛细血管密度降低，导致毛细血管/肌纤维比率降低。对于外周肌肉，运动训练还与动静脉最大血氧含量差、肌纤维大小、I型纤维比例、毛细血管和线粒体密度的增加，以及运动期间磷酸肌酸消耗的减少有关。因此，运动肌肉的氧气供应和输送将得到改善。本研究结果也强调ET组运动期间的氧气提取和肌肉毛细血管扩张改善，氧合血红蛋白和去氧血红蛋白浓度降低，肌肉性能改善，这对HF患者的治疗具有重要意义。此外，运动训练可以减少外周阻力，改善内皮功能，改善肌肉血液灌注，这表明HF患者运动能力的改善更多地与外周因素有关。

运动训练改善了HFrEF患者的肌肉表现。这种改善与自主神经平衡、肌肉血流、肌肉氧合和心肺系统的一系列变化有关。这些获益代表了针对心衰患者的一种非常有效的非药物治疗策略，可改善该人群的生活质量。

本文由北京大学第三医院心内科宋燕新翻译整理，转载请注明出处和作者。

点击右侧下载原文献：运动训练对射血分数下降心衰患者骨骼肌耗氧量的影响.pdf