CKD和ESKD患者的运动能力受损。此外，在该人群中，运动能力下降与生存和生活质量差有关。因此，人们对利用运动能力的客观测量来评估心血管健康、预测死亡率和发病率、选择移植患者以及评估CKD运动训练的益处越来越感兴趣。运动生理学参数在CKD患者研究中的成功应用取决于对这些患者运动能力决定因素的清晰理解。仅仅从健康志愿者或心力衰竭(HF)患者的研究中推断信息可能是不够的。

衡量运动能力的黄金标准是峰值耗氧量(VO2peak)。VO2峰值取决于运动时骨骼肌的氧气输送和骨骼肌对氧气的利用。Fick方程表明，VO2= CO * C(a-v)O2，其中CO是心输出量，是运动能力的主要决定因素，而C(a-v)O2是外周O2提取量，是外周(骨骼肌)决定因素。尽管先前的研究已经评估了人口学、人体测量学和一些生化参数在确定CKD VO2peak中的作用，但心脏(中央)和非心脏(外周)因素在决定CKD运动能力方面的差异作用的关键信息迄今仍不清楚。在这项研究中，我们首次在CKD患者中使用综合心肺运动试验(CPX)同时测量运动时VO2和CO的峰值，以更深入地了解运动能力的决定因素。我们还测量了健康志愿者和心衰患者的这些参数进行比较。

为了评估CKD中运动能力的心脏(中央)和非心脏(外周)决定因素的作用，我们对70名没有糖尿病或心脏病的男性CKD患者(2-5期)、35名健康对照者和25名心力衰竭患者进行了横断面研究。采用CO2再呼吸技术的综合心肺运动试验同时测量峰值耗氧量(VO2peak)和峰值心输出量，并计算外周提取O2峰值(C[a-v]O2)，即外周决定因素(锻炼骨骼肌提取氧气的能力)。我们进行了多元回归分析，并使用贝叶斯信息标准（BIC）的变化来定量评估心脏和外周因素的单独贡献。与健康对照组相比，CKD患者的VO2peak受损程度与肾功能严重程度成正比。在健康对照组和心力衰竭患者中，峰值心输出量是VO2peak的主要决定因素，而对于CKD患者而言，与峰值心输出量（β=0.63，P<0.001）相比，C(a-v)O2在决定VO2peak方面起着更重要的作用（β=0.68，P<0.001）。此外，在CKD患者中，与心输出量相比，C(a-v)O2的BIC降低幅度更大（BIC，298.72 VS.287.68）。

表1：参与者特征

表2：受试者静息心肺运动参数

表3：受试者峰值心肺运动参数

表4：CKD患者VO2peak与血液动力学、生化和人口统计学的相关性

表5：心脏和外周因素在决定CKD、HF、和HC的VO2peak方面的独立贡献。

图1：从静止状态到运动高峰期，VO2增加的倍数及其决定因素

图2：各研究组的VO2及其组成部分的峰值、静息值和储备值

图3：CKD、对照组和HF患者的运动能力及其心脏和外周决定因素之间的关系

本研究进一步了解CKD患者运动能力下降的决定因素。特别是试图评估运动能力（VO2peak）的心脏（中央）和非心脏（外周）决定因素的不同作用。结果表明，与CO峰值相比，C(a-v)VO2是CKD中VO2peak的更强预测因素。这显然与HCs和HF患者不同，后者的CO峰值是决定VO2peak的最主要因素。

对CO峰值成分的进一步探索表明，SV峰值和HR峰值都是CKD、HF和HC中CO峰值的重要决定因素。尽管在所有三个研究组中，SV峰值是CO峰值的最强决定因素。但有趣的是，与HC相比，HR峰值在CKD和HF中发挥更大的作用。总之，在CKD中决定运动能力的主要因素是运动中的骨骼肌提取O2的能力，其次是心脏产生SV的能力和提高HR的能力，分别是心脏的肌力和时效性。

该研究显示，即使没有任何已知的心脏疾病或糖尿病，CKD的运动能力也会受损，其下降程度与CKD的严重程度成正比。与HCs相比，早期CKD、晚期CKD和HF的VO2peak及其所有组成部分都受到损害。在运动生理学领域广为人知的是，根据年龄和活动水平的不同，健康成人从静止到运动峰值的VO2会增加10-20倍。相比之下，早期CKD增加9.8倍，晚期CKD增加8.2倍，而HF患者仅增加5.6倍。

CKD中运动能力受损的机制是多方面的。在Fick方程中，VO2= CO * C(a-v)O2，CO代表运动中骨骼肌的对流性O2运输，C(a-v)O2代表骨骼肌的扩散性O2运输。广义上讲，由于尿毒症心肌病和尿毒症血管病的心脏功能受损，以及由于贫血导致的血液携氧能力受损，CKD的对流性O2运输可能受到影响。

尿毒症环境被证明会导致骨骼肌异常，如毛细血管密度降低，纤维萎缩，底物利用受损，毛细血管和肌肉线粒体之间的氧气传导受损，以及肌肉线粒体能量受损。本研究提供了一个实验模型来测试CKD中这种对流和扩散运输的不同作用。

以前关于CKD和ESKD运动能力决定因素的研究显示了年龄、BMI、血红蛋白和合并症的影响。以前的研究显示了运动能力与新的风险因素（如尿毒症毒素）之间的关系。对HF患者的研究是通过在运动高峰期后立即使用心脏成像技术来实现的。使用了一种专门的CPX测试，能够同时测量VO2和CO，这是CKD中第一次在运动高峰时测量VO2和CO，能够更深入地了解CKD的运动生理学。

研究表明，与HF中心脏功能障碍是决定运动能力的主要因素不同，在CKD中外周因素起着更重要的作用。因此，运动能力的测量，如VO2peak，不应被误解为CKD中心脏性能或心脏储备本身的测量。因此，如果在临床或研究环境中需要评估心脏峰值性能，建议直接测量CKD的心脏血液动力学。

越来越多的人对CPX作为CKD移植前心脏评估的诊断工具感兴趣。但必须注意的是，标准的CPX衍生措施，如VO2peak或无氧阈值（AT）可能不是CKD中心血管健康的良好标志。未来可能需要进行针对CKD的研究，以评估CPX参数在术前评估中的应用，因为贫血和骨骼肌病将是使用CPX评估心血管健康状况的有力干扰因素。CKD中的VO2peak是身体功能储备的综合衡量标准，它包含了心血管功能、骨骼肌大小和功能、血红蛋白水平以及潜在的其他尚未确定的尿毒症因素。因此，改善CKD运动能力的治疗策略可能需要多管齐下，包括有氧训练、阻力训练、纠正贫血和营养支持。

即使没有任何已知的心脏疾病或糖尿病，CKD的运动能力也受到损害。尽管中央心脏因素和外周骨骼肌因素都是决定运动能力的重要因素，但后者在CKD中被证明是一个更重要的决定因素。这与HF和HCs患者形成鲜明对比，后者的心脏因素是运动能力的主要预测因素。这些结果对CPX参数在CKD的诊断和治疗中的解释和应用具有重要意义。