您现在的位置: 首页 > 学术进展
高强度间歇运动在冠心病患者中的应用
作者: 胡强 等 来源:心脏康复网发布时间:2022-03-29

心脏康复(cardiac rehabilitation,CR)运用运动医学、营养医学、心身医学、生物医学和行为医学这五大学科内容,以运动处方、营养处方、心理处方、药物处方和戒烟限酒处方的形式,为冠心病、心瓣膜疾病、慢性心衰等各类心血管疾病患者提供良好的预防干预措施,进而改善和提高患者生活质量和生存率。美国心脏协会(AHA)以及美国心脏病学会(ACC)均推荐(I类)CR作为冠心病的二级预防。近几年的相关研究充分证明CR在冠心病的二级预防中可以减少冠心病患者的心源性及全因病死率,降低患者住院率,提高患者运动能力以及生活质量。运动康复作为心脏康复中的一种重要方式,对冠心病患者心肺功能,运动耐力,血脂血糖等化验指标均有较好的改善和提高作用。根据运动训练强度和方式,运动康复可分为高强度间歇运动(high intensity interval training,HIIT)和中强度持续运动(moderate intensity continuou straining,MICT)。这两种运动方式均能较好的改善患者心肺功能,提高患者的生存质量,但在预后改善程度及不良事件发生方面,HIIT仍要优于MICT。因此,该文旨在介绍HIIT在冠心病患者中的应用现况和进展。


一、HIIT的定义及概述


目前,各文献对HIIT定义的标准有所不同,对运动频率,时间,强度等都有各自的定义标准。但总的来说,HIIT是一种以高低强度交替进行为特点的有氧运动训练方式,通常包括热身期、高强度运动期、间歇期(低强度或静止休息)、冷却期四个阶段,运动频率通常为每周3~5次,多为3次,HIIT单次运动时间多为38min,其中,高强度运动期以单次运动4min,循环4次,间歇期以主动或被动运动3min居多,而对于运动强度来说,既往各文献对HIIT的运动强度定义尚有所不同,目前运动强度可依据最大能量输出(peak power output,PPO),最高心率百分比(%HRmax),心率储备百分比(%HRR),VO2储备百分比(%VO2R),最大摄氧量(VO2max),主观感觉疲劳程度(rating of perceived exertion,RPE)等指标来衡量和评估,详见表1,表中使用的术语包括射血分数保留的心衰(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF);心率储备(hear trate reserve,HRR):Borg评分(Borg),通常用于评估主观感觉疲劳程度;最大心率(HRmax);最大能量输出(peak power output,PPO);最大吸氧量(maximum oxygen uptake,VO2max)。例如:Rognmo等对纳入的冠心病患者采用HRmax作为评价运动强度的指标,并拟定HIIT运动训练每周3次,每次共耗时33min,分为热身阶段5min,运动阶段4min×4次,间歇期3min×3次,冷却阶段3min,而各阶段相应的运动强度分别为热身期:65%~75%HRmax;运动期:85%~95%HRmax;间歇期:65%~75%HRmax;冷却期:65%~75%HRmax。此外,HIIT运动训练可基于心脏康复中心或居家进行,Taylor等表明相比于在康复中心进行运动训练,在家庭中进行该项运动训练依存性会有所降低(53% v.s.91%)。因此,在家庭中进行高强度运动训练要采用循序渐进、定期随访、经常教育的原则,以此来增加患者的依存性,从而较好的改善患者的各项指标。


62414ef5ab3f2.png



二、HIIT的适应症与禁忌症


2.1 HIIT的适应症


中国心脏康复与二级预防指南2018精要[1]推荐ST段抬高型心肌梗死,非ST段抬高型急性冠脉综合征,稳定性心绞痛,冠状动脉旁路移植术(Coronary Artery Bypass Grafting,CABG)以及经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)术后,缺血性心肌病,慢性收缩性心力衰竭,心脏猝死综合征,下肢动脉闭塞症、心血管风险评估高危个体均可进行运动康复治疗。目前与HIIT相关的临床研究纳入的研究对象主要包括射血分数(ejection fraction,EF)>50%,急性冠脉综合征(acute coronary syndrome,ACS),CABG或瓣膜术后>4周,PCI术后>3周,纽约心功能分级I级或II级的冠心病患者。Keech等研究则纳入符合急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)和PCI术后>4周,CABG术后>8周,EF值>40%等条件的冠心病患者。Wisloff等研究则纳入了EF值<40%的心梗后心衰患者,但这些患者规律服用药物(包括ACEI和β受体阻断剂),心衰症状稳定。此外,其他相关研究则纳入发生心血管事件后,PCI以及CABG术后(6~12)周的冠心病患者。综上所述,对于冠心病患者,目前HIIT主要可应用于PCI术后3周以上,急性冠脉综合征或CABG术后4周以上以及EF值大于40%或EF值小于40%但服用药物规律,心衰症状稳定的冠心病患者。


2.2 HIIT的禁忌症


中国心脏康复与二级预防指南2018精要提出运动的禁忌症包括不稳定性心绞痛,静息下收缩压>200mmHg(1mmHg=0.133kPa)或舒张压>100mmHg,伴有症状的直立后血压下降>20mmHg,重度主动脉瓣狭窄,未控制的房性或室性心律失常,未控制的窦性心动过速(>120次/min),未控制心力衰竭,三度房室传导阻滞且未置入心脏起搏器,活动性心包炎或心肌炎,血栓性静脉炎,近期血栓栓塞,静息下ST段压低或抬高(>2mm),严重的可限制运动能力的运动系统异常,急性全身疾病或发热,代谢性相关疾病(如:急性甲状腺炎,低血钾,高血钾或血容量不足)。HIIT相关研究同样表明残存心肌梗死,不稳定型心律失常,严重瓣膜疾病,失代偿性心衰,严重肺脏疾病(如:慢性阻塞性肺疾病),未控制的高血压(收缩压>200mmHg和(或)舒张压>110mmHg),永久起搏器植入,处于哺乳期或妊娠期等冠心病患者均不适宜参加该项研究。因此,目前该类患者均应避免进行HIIT运动训练。2.3HIIT的应用HIIT根据高强度运动期的时长可分为长时间,中等时间和短时间高强度间歇运动。其中,长时间高强度间歇运动的运动强度最大但应用却较为普遍,运动模式包括运动期(4×4)min,间歇期(3×3)min;中等时间高强度间歇运动通常采用运动期(8×2)min,间歇期(7×2)min的运动模式,它较长时间高强度间歇运动的运动强度稍低,但相比于中强度运动仍然有一定的优势,Cardozo等表明该类运动可以提高冠心病患者氧脉搏(P<0.05),该项运动主要可用于年龄大,运动耐力,依存性较差的患者;短时间高强度间歇运动是三种HIIT中运动强度最低的运动训练模式,通常按照运动期(10×1)min间歇期(9×2)min的运动方式进行,Currie等表明该类运动可以提高冠心病患者心肺功能及血管内皮功能,并且可用于射血分数降低以及心功能纽约分级(II–III)级的患者。综上所述,对于参加HIIT的患者,根据不同患者EF值大小可将患者分为射血分数降低(EF<40%),射血分数正常(ef>50%)以及临界射血分数(EF=40%~49%)的冠心病患者,对于EF<40%的患者可进行短时间高强度运动,而位于临界射血分数以及射血分数正常的冠心病患者,可根据纽约心功能分级进行进一步分层,心功能(I-II)级可采用运动强度较大的高强度运动,而心功能III级可采用运动强度较低的高强度运动(见图1)。其次,对刚开始进行运动训练的患者,我们可采用升阶梯的运动方案进行训练,首先采用短时间高强度间歇运动以确保患者运动的完成程度,并不断地增加患者高强度运动期的时间,提高患者的运动强度,直至达到长时间高强度间歇运动运动方案的要求,进而更好地改善患者的心肺及运动功能。


62414edf82b2e.png



三、HIIT的特点


3.1 HIIT对冠心病患者心肺功能的影响


Taylor等将93名冠心病患者随机分为HIIT组及MICT组并进行为期1年的运动训练,前四周训练以每周在监督下训练2次以及居家训练1次的形式进行训练,后11个月按照每周居家训练3次的形式进行训练。结果表明,经过4周的HIIT训练,该组患者最大摄氧量改变程度高于MICT组患者(P<0.05),但经过1年的训练后,HIIT组患者最大摄氧量改变程度与MICT组患者无明显差异。该研究结果表明HIIT短期内对冠心病患者的心肺功能有较好的改善作用。一项meta分析共纳入17项RCT研究和953名冠心病患者,表明HIIT组对冠心病患者在提高心肺功能上要优于MICT组(P<0.01),并表明经过6周以上的运动训练对冠心病患者心肺功能的改善上有更显著的影响。此外,Keteyian等研究则表明相比于MICT,稳定型冠心病病人在进行常规心脏康复的同时进行HIIT训练可以更好的提高患者的运动耐力及最大摄氧量。充分说明了HIIT在提高冠心病患者心肺功能上要优于MICT训练模式。


3.2 HIIT对冠心病患者血管内皮功能的影响


血管内皮功能障碍是冠心病进展的早期阶段,是冠心

病发生的独立危险因素,同时也反映患者预后较差。相关研究表明,在PCI术后的ACS患者中,根据患者血管内皮功能分为功能正常组和功能障碍组,结果表明功能障碍组主要心血管事件(Major Adverse Cardiovascular Events,MACE)事件发生率要高于功能正常组(P<0.05)。目前认为,常规运动就可以改善冠心病患者血管内皮功能。Munk等研究共纳入40例支架后的患者,经过6个月运动训练后,结果表明HIIT组患者内皮依赖的血管舒张功能(Flow-mediated dilation,FMD)的改善程度较对照组患者有明显改善(P<0.01)。说明HIIT对改善患者血管内皮功能有一定的影响,并且表明经过长期训练后可以增加患者NO的合成,从而促进FMD值的增加。但是,经过短时间的HIIT或MICT训练并不能明显改善患者血管内皮功能。相关研究表明经过HIIT或MICT单次训练后,患者用于特异性监测内皮功能的内皮细胞微粒(endothelial micro particles,EMP)并未明显提高。综上,系统性HIIT短期训练对冠心病患者血管内皮功能无明显影响,但长期训练却可以明显改善冠心病患者血管内皮功能。


3.3 HIIT对冠心病患者化验指标的影响


Taylor等[8]比较两组冠心病患者血脂,空腹血糖,胰岛素抵抗等化验指标,表明经过4周和12月运动后,两组患者在这些化验指标上无明显区别。Liou等的一项关于化验指标的meta分析表明尽管HIIT组患者的高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL),血糖和甘油三酯水平均有所改善,但两组之间无明显统计学差异。一项随机对照研究将42例冠心病患者随机分为HIIT组和MICT组,经过3个月训练后,两组患者肝脏脂肪均有下降,但组间无显著差异。经过12个月后,两组患者改善程度维持到相似的水平,此外,该研究同时表明HIIT是肝脏脂肪减少的预测因素(P<0.05)。综上,HIIT与MICT训练均能对血糖、血脂等化验指标产生相似的效果。


其次,不同性别经过HIIT训练后对化验指标的影响有所不同,相关研究表明相比于男性,女性患者经过HIIT训练后,空腹血糖减少量更高(P<0.05)。


3.4 HIIT对冠心病患者生活质量的影响


Taylor等研究对患者进行多个McNew全球评分,McNew躯体评分,McNew情感评分,McNew社会评分等生活量表的评价,发现HIIT组患者和MICT组患者经过4周或12月的运动训练后,生活质量均有了进一步的提升,但两组之间并无显著性差异。Jaureguizar等研究将72名冠心病患者随机分为HIIT和MICT组并相应进行8周的运动训练,分别测量评估

运动前后患者的生活质量,两组患者McNew评分运动后均有明显的增加,并且HIIT组患者SF-36QOL量表中的分数均有明显增加(P<0.01)。综上表明HIIT和MICT对冠心病患者生活质量水平的提高具有相似的作用,同时也表明相对于MICT,HIIT对冠心病患者生活质量的某些方面的改善上有更显著的效果。


3.5 HIIT的不足之处


HIIT由于其运动强度大而可能存在一定的风险,但相关研究表明HIIT总体风险较低,每58607患者训练时发生约1例不良事件,但总体来说,高强度运动发生心血管事件发生率仍然要高于中强度运动6倍。Taylor等表明纳入的96名冠心病患者在一年的随访中共发生了9例严重不良事件,HIIT组发生6例,MICT组发生3例,但与运动相关的不良事件仅为1例运动后低血压并且发生在HIIT组。Rognmo等报道4846例冠心病患者在进行了MICT或HIIT运动之后共发生3例心脏停搏,其中HIIT组发生了2例非致死性心脏停搏,MICT组发生了1例致死性心脏停搏。此外,该研究还表明HIIT组的不良事件发生率为每23182小时发生1例,MICT组的不良事件发生率为每129,456小时发生1例,进一步说明了两种类型的运动不良事件发生率均较低,但HIIT的不良事件发生率高于MICT组。


四、HIIT与药物联合的应用


通过HIIT的系统性训练后,冠心病患者的心肺功能,血管内皮功能等指标都有一定的改善,而服用一些如曲美他嗪等药物同样可以改善冠心病患者的心肺功能和运动耐力。因此,理论上,HIIT联合该类药物对冠心病患者各类指标的改善应有较大的影响作用。


4.1 HIIT与曲美他嗪联合


曲美他嗪可以抑制长链3-酮酯酰CoA硫解酶,从而抑制脂肪酸β氧化,增加葡萄糖的有氧氧化,提高氧利用效率,产生更多的能量。与β受体阻断剂不同,曲美他嗪具有不影响患者心率以及改变患者血流动力学特点而发挥降低心肌耗氧量,保护心肌的作用。它同时还可以提高患者糖代谢,降低糖化血红蛋白和血糖水平,降低动脉硬度,提高心衰患者心功能等级以及左心室功能并最终降低该类患者的病死率。此外,相关研究表明,在服用曲美他嗪后,冠心病患者心绞痛程度与频率都有所下降,同时还可以增加患者的运动耐力,提高患者代谢当量(metabolic equivalent,MET)。因此,曲美他嗪联合HIIT可以更好的改善心肺功能,提高患者的运动耐力。Belardinelli等研究采用MICT的运动方式,将116名缺血性心脏病伴左室功能不全的患者随机分为曲美他嗪联合运动,单纯运动,单纯曲美他嗪以及对照组,结果表明曲美他嗪联合运动较其他各组可以明显提高患者的心肺功能、左心室射血功能以及FMD(均P<0.01或P<0.05)。综上,HIIT联合曲美他嗪同样可以提高冠心病患者的心肺,血管内皮功能等各项指标。


4.2 HIIT与中医药联合


诸多中医药均对冠心病患者运动耐力,心肺功能均有一定的作用。一项回顾性研究共纳入101名冠心病患者,观察冠心V号合剂对患者的6分钟步行距离,射血分数等指标的影响,结果表明在常规药物的基础上加用冠心V号合剂可以更好增加患者6分钟步行距离(P<0.01)和射血分数(P<0.05)。Zhang等观察比较参麦联合心脏康复与仅心脏康复两组患者6分钟步行距离的差异,结果表明参麦联合心脏康复短期内能够更好的增加患者6分钟步行距离(P<0.01)。此外,养心氏片作为一种中成药,可以改善患者血流动力学,还可以调节糖脂代谢,抗动脉粥样硬化,从而发挥缓解心绞痛症状,保护心肌的作用。养心氏片同样可以用于改善患者运动耐力。根据中医理论,气是人体的基本组成物质,能够促进血液循环,避免血液淤积以及减少疼痛。因此,气的缺乏和血液淤积可能是冠心病患者发病的原因,并且可以进一步限制了患者的运动能力。而养心氏片中的一些如黄芪、知母、延胡索等成分可以为患者补充气,因而养心氏片是可以增加患者的运动能力。因此,联合使用HIIT和养心氏片可能会对冠心病患者的心肺及运动功能有进一步的提升,但目前尚缺乏相应的证据。


4.3 HIIT与牛磺酸联合


牛磺酸是一种含硫氨基酸,在心肌细胞以及骨骼肌细胞中含量最高,可促进Ca2+依赖的兴奋收缩应答,发挥抗氧化,稳定细胞线粒体从而提高ATP利用率的作用。因此,外源性给予牛磺酸的补充可以改善患者心肌以及骨骼肌的功能进而提高患者的运动及心肺能力。Zhang等通过比较11例健康人在服用牛磺酸前后心肺功能及运动能力,发现在服用牛磺酸后,最大耗氧量(P<0.05),力竭前运动时间(P<0.05)和工作负荷(P<0.05)均有明显改善,表明牛磺酸是可以增加患者运动耐力。Waldron等研究不仅表明在运动前服用牛磺酸可以增加患者运动耐力,而且表明长期大剂量服用牛磺酸对提高患者运动耐力与运动前单次服用(1~6)g的牛磺酸无明显差异。此外,牛磺酸对于改善血管内皮功能有一定的作用。Ra等研究将29名健康男性随机分为牛磺酸补充治疗组与安慰剂对照组,两组均在服用相应药物2周后进行抗阻运动训练,并于服药前,运动前以及运动后24h,48h和96h进行FMD的测量,结果表明补充牛磺酸可以提高被检测者相对及绝对FMD值,但却无法改善经运动后降低的FMD值。综上所述,运动前牛磺酸的短期补充可以改善患者的心肺,运动耐力以及血管内皮功能。


五、展望


HIIT作为一种运动康复方式可以较好的提高冠心病患者的心肺功能和血管内皮功能,改善化验指标进而提高患者的生活质量,改善预后。尽管相关研究证实了其安全性,但该项运动在临床上仍然没有得到广泛的应用,原因可能与该项运动风险性较大,实施难度大,患者依存性差以及尚无确切的运动方案相关。因此需要进行进一步的临床研究规范HIIT训练以增加该项运动的安全性,提高患者的依存性,从而提高HIIT在临床中的应用价值。其次,对于高危冠心病患者,HIIT同样可以改善患者预后,提高患者生存率,但考虑其疾病状况复杂,HIIT对该类患者的影响及应用效果尚无确切的临床证据。此外,运动联合药物可以进一步改善患者的心肺功能及血管内皮功能,但不同运动模式联合药物对冠心病患者心肺功能及血管内皮功能的影响及改善程度仍然未知,因此,仍然需要进行相应的临床试验来进一步阐述比较在联合药物后,HIIT和MICT这两种运动模式对患者的作用差异。


六、结论


HIIT是以高低强度交替进行为特点的有氧运动训练,与MICT相比,虽然具有一定的风险,但却可以很好的改善冠心病患者心肺功能和血管内皮功能,并进一步提高患者生活质量。其次,基于运动联合相关药物可以进一步提高冠心病患者心肺功能及运动耐力,我们推测高强度间歇运动联合药物同样可以对患者产生积极的影响,但目前仍需临床研究来进一步论证。


参考文献(略)

本文作者:胡强[1][2]张剑[2]张权宇[2]

作者单位:空军军医大学西京医院心内科[1]北部战区总医院心内科[2]

来源: 心脏杂志2022,34(2)


声明:
1.本网站所有内容,凡是注明 “来源:心脏康复网”的文字、图片和音视频资料,授权转载时须请注明“来源:心脏康复网”。
2.本网所有转载文章系出于学术分享的目的,版权归原作者所有。如有侵权,请及时联系我们更改或删除。


相关阅读:
分享到:
登录后参与评论

登陆/注册

通过手机验证码即可完成注册登陆