規律的有氧運動在腦卒中一級預防中的作用

葉景虹 龔向真 姚 文 錢夢華 吳 毅 賈 杰

(上海市虹口區疾病預防控制中心慢性病防制科，上海 200072)

腦卒中是威脅人類生命健康的主要疾病之一，本病的高發病率、高死亡率、高致殘率、高復發率使其成為日益突出的全球性公共衛生問題。中國心血管報告2008～2009顯示:我國每年新發腦卒中約200萬人，2004年統計發病率為248.3/10萬，其中缺血性腦卒中發病率在21年間(1984～2004)由100.5/10萬升高至213.2/10萬，平均每年增長8.7%，高于世界平均水平;死亡率9.9%，是歐美國家的4～5倍〔1〕。我國現幸存腦卒中病人近700萬，其中致殘率高達75%，約有450萬病人不同程度喪失勞動能力或生活不能自理。腦卒中是我國人口首位死亡原因，約占總死亡疾病譜的22.45%〔2〕。而我國腦血管病僅住院期間直接醫療費用就達200億元人民幣，直接或間接影響居民生活水平甚至國家經濟發展。因此，及早控制腦卒中的危險因素，即進行一級預防〔3〕，能有效減少發病率、延緩發病時間，提高患者生命及生活質量，最終降低因病致殘、死亡率，減輕家庭及社會的疾病負擔。

自1995年美國運動醫學學院與美國疾病預防控制中心出版《體育活動與公眾健康》以來，隨著大樣本詢證醫學臨床研究的深入，明確了缺乏體育運動是心腦血管病發病的獨立危險因素，更是增加死亡風險的獨立因子。美國心臟協會(AHA)歷年的《心臟病與卒中統計》肯定與強調規律的體育運動(RPA)在防治心腦血管病中的作用與地位，而規律的有氧運動(RAE)能降低慢性病患者45.9%的全死因風險〔4〕。美國疾病預防控制中心與美國國立衛生研究院建議:為預防腦卒中，最好每天進行30 min以上的RAE，雖然輕至中等程度運動有效降低發病風險，但增加運動強度、頻率及時間更可獲得額外益處。AHA建議RAE腦卒中:每次不少于30 min，不少于5次/w的輕中度RAE，或是每次20 min，3次/w的中重度RAE。

1 RAE的獨立保護作用

近半個世紀的多項大型心腦血管病隊列研究發現:缺乏體育活動是腦卒中的重要危險因素，包括弗拉明翰心臟研究(Framingham Heart Study)、檀香山心臟項目(Honolulu Heart Program)、奧斯陸研究(Oslo Study)、護士健康研究(Nurses'Health Study)及哥本哈根城市心臟病研究(Copenhagen City Heart Study)皆證實了RAE是腦卒中的重要保護因素、而運動強度可能與腦卒中發病率負相關，但不能明確RAE所帶來的益處是源于增加能量消耗及控制其他卒中危險因素還是提供額外的獨立保護作用。因此，在北曼哈頓研究(Northern Manhattan Study)為期9.1年的隨訪發現，RAE能降低大約35%的缺血性腦卒中發病，并進一步證實中度至劇烈程度的運動能提供額外的、獨立于能量消耗及其他危險因素的保護作用〔5〕?？赡苁芤嬗谡{節血管炎癥、內皮功能及血管反應性〔6〕。多中心的薈萃分析顯示，中至劇烈強度的RAE對減少缺血性與出血性腦卒中發病率與死亡率都有獨立的保護作用〔7〕。

2 RAE干預其他危險因素效果

2.1 高血壓 高血壓是最重要的腦卒中危險因素之一，血壓水平直接影響卒中發病及死亡〔8〕。體育運動缺乏是高血壓發病的獨立危險因素，在歐洲高血壓防治指南及美國運動醫學院(ACSM)共識均指出體育活動是預防、治療及控制高血壓的重要基石，應貫穿非藥物治療至藥物治療高血壓的全過程〔9，10〕。近年的一項薈萃分析綜合了72個隨機對照運動干預試驗，結果顯示至少4 w的RAE能夠降低靜息時收縮壓與舒張壓3.0/2.4 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，日間動態血壓 3.3/3.5 mmHg，且高血壓組患者血壓降幅更明顯(－6.9/－4.9 mmHg);有效調節高血壓患者亢進的交感神經系統和腎素－血管緊張素系統，使血去甲腎上腺素平均下降28.7%，血腎素活性平均下降19.8%;同時改善心血管舒縮能力，降低外周血管阻力7.1%、減緩心率9.3%、增加心臟每搏輸出量15.5%〔11〕，而長期的RAE降壓效果更明顯，8 w的RAE能降低糖尿病患者靜息時收縮壓與舒張壓9/4 mmHg〔12〕，52 w的RAE使靜息時收縮壓與舒張壓降幅達13/8 mmHg〔13〕。

2.2 糖代謝異常 RAE在預防控制胰島素抵抗、糖尿病前期、2型糖尿病及糖尿病并發癥中具有重要地位，多項大型臨床研究證實RAE通過減少體脂含量、增加骨骼肌含量、提高外周組織對胰島素的敏感性、葡萄糖轉運體的水平，促進骨骼肌對血糖的利用，從而達到糾正高胰島素血癥、改善胰島素抵抗、降低血糖水平的作用。中國大慶的糖耐量異常與糖尿病研究報道，每天強度不高的RAE，就能有效降低糖尿病前期患者46%的糖尿病發病率，效果更優于單純營養干預或二甲雙胍治療〔14〕，控制體重是預防與控制糖尿病的重點之一，研究發現RAE還能帶來獨立于體重改變的益處:在糖尿病預防項目參與者中，運動量達標 (即運動150 min/w)者在體重未達標的情況下，尚能減少44%的糖尿病發病〔15〕;在2型糖尿病患者中，8 w的RAE使患者在體重無明顯減輕的情況下，糖化血紅蛋白 (HbA1c)的平均降幅達0.3%，同時降低靜息時收縮壓與舒張壓9/4 mmHg〔12〕，而堅持運動能收獲更多效益，連續12個月的RAE能使HbA1c的平均降幅達1.33%〔13〕，且運動強度可能與 HbA1c降幅成正比〔16〕。10 w的RAE就能改善胰島素抵抗，降低25.99%的穩態模型胰島素抵抗指數 (HOMA-IR)〔17〕，而胰島素抵抗是代謝綜合征的核心機制之一，因此RAE通過改善胰島素抵抗，提供基于代謝異常的額外心腦血管保護。美國糖尿病協會在2011年的糖尿病治療規范中建議2型糖尿病患者進行150 min/w的中等強度的 RAE〔18〕。

2.3 血脂異常 血脂異常是動脈粥樣硬化性疾病的主要原因之一，目前明確血脂異常是缺血性腦卒中、短暫性腦缺血發作的重要危險因素。亞太組織合作研究項目通過對352 033名受試者的研究發現，總膽固醇(TC)每升高1 mmol/L，卒中發生率就會增加25%〔19〕哥本哈根城市心臟病研究發現高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)每升高1 mmol/L，缺血性卒中事件的發生可以減少47%。RAE通過促進脂代謝關鍵酶的合成、增加其活性，影響血脂合成、轉換及清除速度，以達到糾正脂代謝異常的目的。在一項薈萃了52個運動干預分析顯示:平均12 w的RAE使4 700參與者HDL-C水平平均增長4.6%，甘油三酯(TG)水平平均降低3.7%，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平平均下降5.0%〔20〕;而運動提高HDL-C水平的幅度可能與參與者基線水平正相關，即高脂血癥患者從運動中獲得益處更大〔21〕。綜合目前研究結果，RAE糾正血脂異常部分得益于控制體重、體脂水平及胰島素抵抗。

2.4 肥胖與超重 體重及體脂異常是代謝綜合征、心血管疾病的重要危險因素，體育運動能有效控制體重、體脂分布已是廣為證實，至少4 w的RAE平均能減輕體重約1.2 kg，降低體脂1.7%(meta)，因體重與體脂與年齡增長相關，只有長期堅持RAE，才能使體重、腰圍達標及維持。女性若能從青少年時期起堅持高強度運動在中年時擁有更輕的體重(－6.1 kg)、更細的腰圍(－3.8 cm)，男性亦同樣受益(－2.6 kg、－3.1 cm)〔22〕。

2.5 高尿酸血癥 高尿酸血癥是糖脂代謝異常的獨立危險因素，更是心腦卒中事件、死亡發生的獨立預測因子〔23〕。RAE是預防高尿酸血癥及痛風的發病的重要手段〔24〕，效益部分來自降低的體重與體脂〔25〕，并且血尿酸值下降幅度可能與運動量正相關，平均每周增加1公里的慢跑距離就能降低血尿酸值約0.006 mg/dl〔26〕。

2.6 高同型半胱氨酸(HCY)血癥 高HCY血癥是新的心腦血管危險因素，危險度僅次于高血壓。2006年AHA指出，HCY濃度高于10 μmol/L即為高HCY血癥，我國人群中HCY普遍增高，既往研究觀察我國635例正常老年人，HCY平均為11.6 μmol/L，腦卒中患者平均達 14.8 μmol/L，HCY 水平與心腦血管事件風險成正比。高HCY血癥的心腦血管危險來自于(1)通過限制一氧化氮(NO)的生物活性影響血管內皮功能及血管彈性;(2)促進凝血系統活性、增加血小板黏附;(3)促進細胞氧化應激。研究發現，缺乏體育活動導致HCY水平升高〔27〕，通過為期近6個月的RAE能夠降低血HCY水平，肥胖與超重人群受益最大，HCY降幅達26%〔28〕;老年人群可獲得6% ～12%的降幅〔29〕。同時降低HCY這一過程能夠有效改善肥胖人群骨骼肌衰弱及萎縮〔30〕，有助于減輕因骨骼肌減少引起的外周胰島素敏感性降低。

2.7 血管內皮功能 血管內皮功能障礙是血管粥樣硬化形成的關鍵因素，直接導致腦卒中的發生。內皮依賴性血管舒張反應(FMD)是反映血管內皮功能的重要指標，而通過3個月的RAE，使2型糖尿病患者的FMD水平平均增加2.2%，并且與RAE的強度成正相關〔31〕。RAE能改善血管內皮功能障礙，機制可能為通過增加作用于血管內皮的剪切力〔6〕:(1)影響內皮細胞調節血管張力，包括促進前列環素(PGI2)分泌、增加NO合成與生物功能、調節內皮素(ET)分泌;(2)提高內皮細胞抗血栓能力，內皮細胞能合成分泌組織型纖溶酶原激活物(t-PA)，而t-PA的分泌具有剪切力依賴性，同時內皮細胞源的NO、PGI2等也可抑制血栓形成;(3)升高的剪切力促進平滑肌細胞及成纖維細胞增殖或功能，從而實現對血管內壁的修復。

2.8 凝血纖溶失衡 使機體處于血栓前狀態，是腦卒中相對獨立危險因子〔32〕，RAE能增強t-PA活性、降低纖維原及1型纖溶酶原激活物(PAI-1)的活性;降低血小板黏附聚集，從而平衡凝血-纖溶系統改善高凝狀態，降低卒中風險。

2.9 炎癥 炎癥影響動脈粥樣斑塊的形成、增長和不穩定性。規律的體育活動能降低冠心病患者炎癥指標，在6 w的RAE后，C反應蛋白水平下降23.7%，血管細胞黏附分子1下降10.23%〔33〕。

3 小結

RAE通過改善糖脂嘌呤代謝異常、體重體脂異常、血管內皮功能，降低血壓、HCY水平、平衡凝血纖溶系統等系列腦卒中危險因素，同時增強心肺能力、血管彈性;平衡交感、腎素-血管緊張素系統;強化骨骼肌、增加骨密度，改善機體平衡及耐力，從而降低腦卒中發病危險、改善個體生存及生活質量。適于任何年齡層預防腦卒中，并且年輕人群受益程度更多，為達到有效水平:建議進行每次運動時間不少于30 min、每周總時間不少于150 min、運動程度中度及以上、可選擇如慢走、慢跑、游泳等項目，如果輔以肌肉強化 (抗阻)訓練，效果更佳。雖然預防效果與RAE強度、持續時間正相關，但仍需強調個體化選擇運動種類、強度、頻率及持續時間，循序漸進并且不暫停原有慢性病藥物治療，老年患者尚需注意運動安全;已具有一項或多項心腦血管危險因素者需進行最大運動負荷檢測，結合臨床意見選擇個體化運動處方，并在運動期間定期監測〔34〕;而處于原有疾病藥物控制不佳或出現不穩定情況則需暫停或減少運動程度;有急性或慢性臟器進行性衰竭、冠心綜合征、短暫性腦缺血發作 (TIA)等狀態時應避免或立即停止運動，及時就醫。

1 胡盛壽，孔靈芝.中國心血管病報告2008～2009〔M〕.北京:中國大百科全書出版社，2009:393-4.

2 陳 竺.全國第三次死因回顧抽樣調查報告〔M〕.北京:中國協和醫科大學出版社，2008:465-7.

3 饒明俐.中國腦血管病防治指南〔M〕.北京:人民衛生出版社，2007:1089-90.

4 Schoenborn CA，Stommel M.Adherence to the 2008 adult physical activity guidelines and mortality risk〔J〕.Am J Prev Med，2011;40(5):514-21.

5 Willey JZ，Moon YP，Paik MC，et al.Physical activity and risk of ischemic stroke in the Northern Manhattan Study〔J〕.Neurology，2009;73(21):1774-9.

6 Green DJ，O'Driscoll G，Joyner MJ，et al.Exercise and cardiovascular risk reduction:time to update the rationale for exercise〔J〕?J Appl Physiol，2008;105(2):766-8.

7 Lee CD，Folsom AR，Blair SN.Physical activity and stroke risk:a meta-analysis〔J〕.Stroke，2003;34(10):2475-81.

8 Lewington S，Clarke R，Qizilbash N，et al.Age-specific relevance of usual blood pressure to vascular mortality:a meta-analysis of individual data for one million adults in 61 prospective studies〔J〕.Lancet，2002;360(9349):1903-13.

9 European Society of Hypertension-European Society of Cardiology Guidelines Committee.2003 European Society of Hypertension-European Society of Cardiology guidelines for the management of arterial hypertension〔J〕.J Hypertens，2003;21(6):1011-53.

10 Pescatello LS，Franklin BA，Fagard R，et al.American College of Sports Medicine Position Stand:exercise and hypertension〔J〕.Med Sci Sports Exerc，2004;36(3):533-52.

11 Cornelissen VA，Fagard RH.Effects of endurance training on blood pressure，blood pressure-regulating mechanisms，and cardiovascular risk factors〔J〕.Hypertension，2005;46(6):667-75.

12 Ng CL，Goh SY，Malhotra R，et al.Minimal difference between aerobic and progressive resistance exercise on metabolic profile and fitness in older adults with diabetes mellitus:a randomised trial〔J〕.J Physiother，2010:56(3):163-70.

13 Yavari A，Najafipoor F，Aliasgarzadeh A.Effect of aerobic exercise resistance training or combined training on glycaemic control and cardiovascular risk factors in patients with type 2 diabetes〔J〕.Biol Sport，2012;29(2):135-43.

14 Pan XR，Li GW，Hu YH，et al.Effects of diet and exercise in preventing NIDDM in people with impaired glucose tolerance.The Da Qing IGT and Diabetes Study〔J〕.Diabetes Care，1997;20(4):537-44.

15 Hamman RF，Wing RR，Edelstein SL，et al.Effect of weight loss with lifestyle intervention on risk of diabetes〔J〕.Diabetes Care，2006;29(9):2102-7.

16 Boule NG，Kenny GP，Haddad E，et al.Meta-analysis of the effect of structured exercise training on cardiorespiratory fitness in type 2 diabetes mellitus〔J〕.Diabetologia，2003;46(8):1071-81.

17 Hassan Matinhomaee，Davood Khorshidi，Mohammad Ali Azarbayjani.Effects of aerobic training on the glycemic control and body composition in obese patients with type 2 diabetes〔J〕.Ann Biol Res，2012;3(5):2034-8.

18 American Diabetes Association.Standards of medical care in diabetes-2011〔J〕.Diabetes Care，2011;34(1):11-61.

19 Zhang X，Patel A，Horibe H，et al.Cholesterol，coronary heart disease，and stroke in the Asia Pacific region〔J〕.Int J Epidemiol，2003;32(4):563-72.

20 Leon AS，Sanchez O.Meta-analysis of the effects of aerobic exercise training on blood lipids〔J〕.Circulation，2001;104(12-II):414-5.

21 Couillard C，Despres JP，Lamarche B，et al.Effects of endurance exercise training on plasma HDL cholesterol levels depend on levels of triglycerides:evidence from men of the Health，Risk Factors，Exercise Training and Genetics(HERITAGE)Family Study〔J〕.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2001;21(7):1226-32.

22 Hankinson AL，Daviglus ML，Bouchard C，et al.Maintaining a high physical activity level over 20 years and weight gain〔J〕.JAMA，2010;304(23):2603-10.

23 Baker JF，Krishnan E，Chen L，et al.Serum uric acid and cardiovascular disease:recent developments，and where do they leave us〔J〕?Am J Med，2005;118(8):816-26.

24 Williams PT.Effects of diet，physical activity and performance，and body weight on incident gout in ostensibly healthy，vigorously active men〔J〕.Am J Clin Nutri，2008;87(5):1480-7.

25 Choi HK，Atkinson K，Karlson EW，et al.Obesity，weight change，hypertension，diuretic use，and risk of gout in men:the health professionals follow-up study〔J〕.Arch Intern Med，2005;165(7):742-8.

26 Williams PT.Relationship of distance run per week to coronary heart disease risk factors in 8283 male runners.The National Runners'Health Study〔J〕.Arch Intern Med，1997;157(2):191-8.

27 Nygard O，Vollset SE，Refsum H，et al.Total plasma homocysteine and cardiovascular risk profile.The Hordaland Homocysteine Study〔J〕.JAMA，1995;274(19):1526-33.

28 Randeva HS，Lewandowski KC，Drzewsoski J，et al.Exercise decreases plasma total homocysteine in overweight young women with polycystic ovary syndrome〔J〕.J Clin Endocrinol Metab，2002;87(10):4496-501.

29 Vincent KR，Braith RW，Bottiglieri T，et al.Homocysteine and lipoprotein levels following resistance training in older adults〔J〕.Prev Cardiol，2003;6(4):197-203.

30 Vincent HK，Bourguignon C，Vincent KR.Resistance training lowers exercise-induced oxidative stress and homocysteine levels in overweight and obese older adults〔J〕.Obesity，2006;14(11):1921-30.

31 Kwon HR，Min KW，Ahn HJ，et al.Effects of Aerobic Exercise vs.Resistance Training on Endothelial Function in Women with Type 2 Diabetes Mellitus〔J〕.Diabetes Metab，2011;35(4):364-73.

32 Doriot PA.Some unusual considerations about vessel wall and wall stresses〔J〕.J Theor Biol，2003;221(3):133-41.

33 Rankovic G，Milicic B，Savic T，et al.Effects of physical exercise on inflammatory parameters and risk for repeated acute coronary syndrome in patients with ischemic heart disease〔J〕.Vojnosanit Pregl，2009;66(1):44-8.

34 Colbery SR，Albright AL，Blissmer BJ，et al.Exercise and type 2 diabetes:American college of sports medicine and the American diabetes association:joint position statement.Exercise and type 2 diabetes〔J〕.Med Sci Sports Exerc，2010;42(12):2282-303.