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营养和运动对血管亚健康的精准干预
作者: 吴安东 等 来源:心脏康复网发布时间:2023-08-22


血管疾病的发病率逐年上升,危险因素包括家族史、肥胖、不良生活习惯和高血糖、高脂血症、高尿酸、高同型半胱氨酸等。营养和运动等生活方式干预不仅可以延缓心脑血管疾病的发生,也有明显的临床辅助治疗作用;但生活方式干预也有潜在的风险。本文主要阐述营养和运动对血管健康的干预效果及潜在问题,展望通过营养和运动对血管亚健康进行精准干预的可能性。


1、血管健康及影响因素


1.1 血管健康状态的评价


血管健康评估标准较多,如《中国心血管健康指数》和《中国心血管健康评估系统应用指南(2018第三次报告)》等。内膜中层厚度(IMT)随着增龄而增厚,是评价血管增龄变化的结构标志;脉搏波传导速度(PWV)随着增龄而增加,是评价血管衰老的功能指标,反映血管的僵硬程度。动脉粥样硬化、高血压等血管病理性变化或疾病会增加PWV,可预测心血管事件。除了这些指标,血管收缩和舒张功能也是评价血管健康状态的重要指标。亚健康是指血管功能或者结构参数介于正常和疾病之间。


1.2 血管健康的影响因素


血管健康的影响因素包括:不可控因素如遗传背景、性别、年龄、种族以及血流动力学等;可控因素主要包括:吸烟、膳食、体力活动、体重和心理等5个方面,这些是可以人为调整和改变的因素。


吸烟是心脑血管和外周血管疾病的重要危险因素之一。我国吸烟人数超过3亿,严重危害我国居民身体健康,戒烟是提高国民血管健康的一个重要措施。而膳食习惯对血管健康的影响则较为复杂,如摄入总热量、进食时间、各餐热量比例、饮食结构(宏量营养元素如碳水化合物、蛋白质和脂肪供能占比)以及特定食物或营养元素摄入情况(如水果、蛋、奶、膳食纤维、维生素、钠等)对健康均有影响。体力活动包括所有有体力消耗的活动,尤其是闲暇时间有体力消耗的活动。研究表明,适量的体力活动有助于预防心脑血管疾病的发生和发展。世界卫生组织在2020年发布的“身体活动与久坐行为指南”中指出久坐不动不利于健康,应限制久坐时间,用任何强度的身体活动代替均可。体重也与人体健康状态密切相关,保持健康的体重可改善年轻人和中老年人的血管健康。抑郁、持久性心理压力、焦虑等精神疾病或心理问题均会增加心血管代谢疾病风险,而正性心理情绪能够促进心血管健康。


2、血管亚健康的干预方案


血管处于亚健康状态的一个基本特征是血管功能和结构指标未达到同龄人标准,比如IMT和PWV高于同龄人。亚健康状态的血管功能可以通过多种方式干预恢复到健康或者接近健康的状态,从而延缓心脑血管疾病发生。干预措施有生活方式(营养和运动)、激素、药物和其他食疗等。本文聚焦生活方式的干预。


激素在血管健康的调节中起重要作用,适当水平的性激素、代谢相关激素和其他激素的平衡有利于血管健康。当多病共存时,激素治疗的作用变得复杂,可能对血管健康起负面作用。例如激素疗法作为癌症治疗的方法之一,可以提高癌症患者存活率,但也会增加患者的心血管发病率和病死率。临床上改善心脑血管疾病的药物,如血管紧张素系统抑制剂、肾上腺素系统抑制剂、钙通道阻滞剂等对血管功能均有改善作用。但对于尚未出现高血压、冠心病或者脑卒中临床表现的亚血管状态,是否需要或者使用剂量应遵医嘱。许多小分子在血管健康方面可发挥良好的保护作用。二甲双胍、雷帕霉素、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、白藜芦醇、姜黄素、茶黄素以及水果中富含的多酚类物质在降低胆固醇、降低血管炎症、保护血管内皮功能、增加主动脉弹性和降低血压等方面对血管健康起保护作用,它们有些是临床药物,有些是非处方类的食补成分。当然,这些小分子的使用时间或剂量也需要更多的临床研究,因为有些小分子会有明显的不良反应,不宜长期使用。如研究发现,雷帕霉素会造成老年大鼠mTOR活性过低引发造血系统衰老,说明在特定人群中进行小分子干预时需慎重。


2.1 营养对血管健康的干预


美国心脏协会发布的《促进心血管健康膳食指南(2021)》中建议,控制能量平衡、保持健康体重、增加水果和蔬菜的摄入、偏向选择全谷物食品、减少精加工食品的摄入、避免摄入超加工食品、合理使用植物油、尽量减少含糖食物、选择低盐饮食、合理控制饮酒等,有助于保持心血管健康。


营养限制对血管健康具有保护作用。人类很早就意识到了营养干预在健康维持中的作用。如《吕氏春秋·尽数》中记载:“凡食之道,无饥无饱,是谓五脏之葆。”营养限制有多种方式,包括卡路里限制(CR)、间歇性禁食(IF)和限时饮食(TRF)等。


2.1.1 CR


指在提供生物体充分的营养成分如必需氨基酸、维生素等,保证生物体不发生营养不良的情况下,限制每日摄取的总热量,但进食的时间和频率可不改变,亦称为“热量限制”。通过模式动物和人群研究发现,从10%到40%甚至更高的热量限制对健康和血管的益处均有报道。热量限制在降低血糖、血管僵硬度、IMT等方面均有益处。但由于热量限制需要常年的长期坚持,而限制进食量之后的饥饿感导致人群依从度不高,难以持续;普通人群,尤其是老年人群限制热量摄入易造成营养不良的不利后果;所以热量限制在人群中的应用有其局限性。研究发现正常及略微超重人群减少约10%的能量摄入即可降低血脂,并降低动脉粥样硬化性心血管疾病、胰岛素抵抗和2型糖尿病风险。这表明减少10%的热量限制可达到潜在的血管健康益处,而10%的热量限制是相对较容易接受和坚持的。


2.1.2 IF


指在一定时间内完全禁食或少部分进食,然后恢复进食,“禁食-复食”按一定周期重复进行。IF在实际操作中有不同的方案,例如“五加二”间歇性禁食(每周中连续2d禁食或仅摄入少量食物,其余5d正常饮食)或隔日禁食(1d正常饮食,1d禁食或摄入少量食物)等。虽然禁食日会导致饥饿感增加,但正常饮食后也会使饱腹感增加,从而限制了总体热量的摄入。IF可控制多个血管疾病的危险因素从而降低血管疾病的风险,如控制肥胖、胆固醇和低密度脂蛋白水平、胰岛素抵抗、高血糖和高血压,此外,在降低炎症因子和瘦素、增加脂联素水平等方面也表现出正向调节作用。动物研究表明隔日禁食可保护心脏免受缺血性损伤,并通过抗凋亡和抗感染机制减轻心肌梗死后的心脏重塑。IF有助于血压调节。经过数周的IF,在动物和人体中均观察到舒张压和收缩压的下降。


IF发挥益处的机制尚不完全明确,可能是由于饮食-禁食转换时的代谢改变。禁食时期,葡萄糖耗尽后身体利用脂肪酸供能并产生酮类,发生葡萄糖-酮的代谢切换,而恢复进食后,又发生酮-葡萄糖切换。另有研究认为IF在心血管方面的益处可能是通过溶酶体实现的。


2.1.3 TRF


一种将每日进食时间限制在一个固定时间窗口的饮食控制模式。饮食时间窗口一般为4~12h,其他时间只能补充水分而不能饮食。动物实验表明限时饮食对体重、总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇和胰岛素敏感性等方面均有改善效果,且对内皮依赖性的舒张和收缩功能具有改善效果,减轻内皮功能障碍。在人群中,TRF在体重、β细胞反应、胰岛素敏感性、血压、氧化应激和食欲方面均有帮助。


2.1.4 营养限制干预的风险


饮食限制也会带来相应的风险。饮食限制易发生低血糖,而低血糖时发生心血管事件的风险更高。在老年人中,限制饮食导致葡萄糖浓度的波动,而葡萄糖浓度的波动增加摔倒和骨折的风险。进行卡路里限制时若使用降糖药,可能导致严重低血糖甚至死亡。而对于IF,开始禁食时常常导致不良的反应和情绪,如头晕、头痛、恶心、腹泻、疲劳等,禁食-复食周期的变化可能导致内分泌失调,从而导致男性睾酮降低和女性生理紊乱。此外,长时间禁食后重新进食,以及长期营养限制后恢复正常饮食,可能导致复食综合征,以低磷血症、低钾血症、低镁血症为突出表现的严重水、电解质失衡,葡萄糖耐受性下降和维生素缺乏等;可表现出心律失常、急性心力衰竭、心搏骤停、低血压、休克、呼吸困难和神经精神系统异常等。


2.2 运动对血管健康的干预


世界卫生组织对于运动促进健康的建议为:对成年人包括65岁以上老年人,每周应进行150~300min的中等强度有氧运动,老年人应进行多样化的身体活动,强调中等或更强程度的平衡和力量训练,每周3d或以上,以提高平衡能力并防止跌倒。


2.2.1 运动频率


规律的运动在降低炎症、血脂水平、血管中内膜厚度和血管僵硬度等方面均有益处。对冠心病患者冠状动脉血管和阻力血管内皮依赖性血管扩张和收缩功能也有明显的改善效果。对于血压控制,运动可降低血压并降低血管疾病风险。长期进行有氧运动或耐力训练,可大大降低心血管疾病的风险,并减少不良斑块的发生发展,降低恶性心血管事件的发生。


2.2.2 运动时间


20min和40min中强度运动均可降低男性青年高血压患者的静息血压,并通过增加一氧化氮、减少内皮微颗粒(EMPs)来改善内皮功能,且40min运动对降低收缩压、改善内皮功能的效果更优。研究也发现运动对血管僵硬度的有益作用是短暂的,需要通过形成规律的持续的运动习惯来维持。


2.2.3 运动方式


有氧和抗阻运动是主要的运动方式,但研究发现,高强度间歇训练(HIIT)和等速抗阻训练(IRT)可成为替代选择,从而在较短的时间内获得同等的健康益处,并且HIIT对血管僵硬度的改善效果更佳。


2.2.4 运动量


运动量由运动时间和强度决定。如运动时,达到最大心率80%、70%和60%则运动强度分别定义为高、中和低强度的运动。对于青少年,可减少内皮功能损伤,改善身体健康和内皮功能。对心力衰竭患者的肌肉交感神经活性及周围血管功能也有改善效果。减少久坐时间,用任何方式的身体活动代替久坐,甚至在久坐间隙中插入站立,均可降低心血管疾病风险。要确定最佳的每日活动量还需更多的研究。不过计步器或手环等类似功能的硬件设备在日常生活中使用值得被推荐,研究发现使用此类设备与身体活动的显著增加以及血压的下降有关,可能与使用者在使用此类设备时的心理暗示和鼓励作用有关。


2.2.5 运动干预的风险


运动干预的健康风险主要与运动量有关。运动量的评价涉及运动强度、运动时间和运动频率。有大量研究报道剧烈运动会引起血管破裂、心肌梗死、血栓等急性心血管事件,从而导致致命后果。


运动员的训练强度较普通人更大,研究发现运动员比普通人群的高血压患病率更高,在足球运动员中,运动对颈动脉和股动脉管壁有保护作用,但导致股动脉和内皮功能的恶化。急性高强度运动可导致动脉僵硬度增加等不利后果。长期进行超耐力跑步(长距离、长时间的持续运动,如马拉松或更远距离跑步比赛),身体可能产生长期的健康问题,包括右心室功能障碍、心律失常和高血压的潜在风险增加。运动的间隔时间对血管健康非常重要,若每次耐力运动的间隔时间不足以缓解缺血和内皮修复,则很可能造成永久性损伤。此外,特殊人群在进行运动时应更加注意运动风险。如心血管疾病患者运动时心源性猝死的风险增加;中高强度运动可使冠状动脉血流增加数倍,导致斑块破裂,冠状动脉疾病患者易发生急性心肌梗死;习惯久坐或日常活动水平低的人群在剧烈运动后引发急性心肌梗死的概率大大提升。


3、精准干预的可能性及展望


营养和运动都属于生活习惯,虽然通过卡路里限制或运动能改善人体多种身体功能,但将饮食控制和运动结合在减轻体重,降低血糖,改善虚弱、心血管疾病及身体功能等方面比单一的干预方法都更为有效。


在进行营养限制干预时,热量限制的程度、禁食时间、恢复饮食方法和进食时间需要个体化定制。需遵循的原则如下:(1)日常能量的摄取应分散到一天中的固定时间,即形成规律的饮食习惯并避免暴饮暴食。(2)热量限制至少应达到10%才可获得血管健康的益处,需在保证日常营养需求的基础上进行。(3)禁食后复食时应注意循序渐进,由少到多、由软到硬、由简到繁。(4)进食时间应安排在活动期间,遵循昼夜节律。运动干预的方法可遵循的原则为:(1)循序渐进,以中强度运动为主,避免剧烈的高强度运动。(2)单次运动达到30min以上即可,避免过长时间的持续运动。(3)每周运动3d及以上,但需要保证充足的恢复时间。(4)加入以提高力量为目的的抗阻训练,有氧运动与抗阻训练相结合。此外,尝试高强度间歇训练以获得其血管健康方面的益处。


针对不同的人群,营养干预的方法和目标不尽相同。青少年、中年、老年等不同年龄阶段人群,以及正常、肥胖、糖尿病及心血管疾病等不同健康状态的人群的干预方法完全不同,在开始营养限制之前应考虑个人目前的健康状况,针对性地进行调整,施行精准干预以尽量避免干预的风险。预防和治疗肥胖及其并发症以达到对血管健康风险因素的控制是青少年和中年人的首要目标,而改善身体功能和生活质量可能是老年人最重要的目标。针对超重或肥胖人群的干预应以减轻体重为目标,因此接受中强度训练以及热量限制或间歇性禁食可作为干预的首选手段。对老年人进行干预时,防止老年人随着体重减轻而发生的肌肉和骨量损失非常重要,营养限制手段可能不再适合,中等强度的有氧运动对机体健康可达到更优的改善效果,抗阻训练因其在肌肉和骨量保持中的良好作用,也是针对老年人的较优干预手段。患有糖尿病、冠心病和高血压等基础疾病的人群营养和运动干预方案应充分考虑疾病特点及自身健康状态。人群由于其遗传背景的多样性,对相同干预方法的反应也不尽相同。针对不同人群的个体化干预方式的研究目前较少,不同基础血管疾病人群适宜的营养干预方式、运动干预强度和频率;对不同遗传背景人群进行干预所获得的血管健康益处等方面仍有待更多的研究结果。


总而言之,干预的方式遵守个性化的原则,根据个人的爱好、作息时间、健康状况等制定。通过生活方式调整达到健康(不仅是血管)的目的,是经济有效的健康方案。国家在“十三五”和“十四五”规划中予以了长远的布局,通过这些研究,相信不久会有更精准的、更适合国人健康的“中国方案”。



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