體力活動與成年女性血流介導的肱動脈內皮舒張功能關系研究

李紅娟，張春艷，陳樂琴

研究證實，內皮功能障礙是心血管疾病特別是動脈粥樣硬化發生發展的重要始發因素［9］。血管內皮功能的檢測對于心血管疾病的早期發現、治療效果的評估以及病情預后的判斷等具有重要意義。規律的體力活動及雌激素對女性心血管功能具有保護作用，但該保護作用是否與血管內皮功能改善有關尚不清楚。本研究通過評估405名20～69歲健康女性血清性激素雌二醇（E2）、硫酸脫氫表雄酮（DHEAS）水平與肱動脈血流介導的內皮舒張功能，旨在了解女性血管內皮舒張功能的增齡性變化及其影響因素，尤其是FMD與性激素及體力活動水平的關系，為建立健康女性FMD參考值，指導女性積極參與體育鍛煉，形成健康生活方式，預防心血管疾病提供理論依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為北京市海淀區20～69歲女性405名，分別來自北京大學醫學部、海淀科技園區、中國國民黨革命委員會海淀區工委、藍天幼兒園、北京體育大學等。研究對象入選條件為無診斷疾病和殘障，無運動員經歷，并用問卷排除有各種急、慢性疾病和運動禁忌癥的個體。

1.2 研究方法

1.2.1 一般形態指標測量

按照2010年中國國民體質監測工作手冊的標準測試方法［6］，測試研究對象身高、體重、胸圍、腰圍、臀圍等一般形態指標。

1.2.2 血清內分泌激素測試

所有研究對象采集空腹靜脈血4～5ml，抽血時間控制在上午8：00—10：00，絕經前女性采血時間為月經周期第10～14天，由具備采血資質的專業人員操作。靜脈血采集后2h內3 000rpm離心分離血清，血清標本密封后－20℃凍存，30天完成測試。血清雌二醇（E2）、硫酸脫氫表雄酮（DHEAS）測試采用放免法，試劑盒購自DSL公司，在北京華英生物制劑公司完成測試。

1.2.3 血管內皮功能檢測

1.2.4 體力活動水平評估

對50歲以上女性采用問卷調查的方法評估其體力活動水平和體育鍛煉習慣，體力活動水平評估參照衛生部《生活方式危險因素社區干預手冊》中的現時體力活動水平評價問卷［1］，根據工作中和工作以外的體力活動綜合評價，將人群分為體力活動缺乏、體力活動不足、體力活動中等、體力活動較多4個等級；體育鍛煉習慣調查參照第3次群眾體育現狀調查問卷中針對體育鍛煉的部分，對其體育鍛煉頻度、時間、強度進行調查，并根據調查結果將人群分為從不鍛煉、偶爾鍛煉、經常鍛煉3組［7］。

1.3 數據處理

所有數據采用EPIDATA 建立數據庫，SPSS軟件進行統計分析。所用統計學方法包括線性回歸分析、方差分析、偏相關分析等。

2 研究結果

2.1 基本形態、機能指標隨年齡變化

表1顯示，隨年齡增長，成年女性BMI逐漸增大，胸圍、腰圍、臀圍等圍度指標增大，腰臀比增加，收縮壓、舒張壓呈上升趨勢。

2.2 血流依賴的血管內皮舒張功能

表2顯示，肱動脈內徑基線值和血流介導的舒張后內徑均隨年齡增長而增加，經線性回歸分析，年齡與基礎直徑及年齡與血流介導的舒張后內徑的線性相關關系具有統計學意義（分別為F＝38.433，P＝0.000；F＝39.132，P＝0.000）。與20～29歲相比，40歲以上各組基礎直徑及舒張后內徑的增長有統計學意義（P＜0.05）。舒張后直徑的變化率（FMD）隨年齡增長呈下降趨勢，但其線性相關關系沒有統計學意義。與20～29歲組相比，60歲以上組FMD顯著降低（P＜0.05）。達到最大血流的時間隨年齡增長呈下降趨勢，且其線性相關關系具有統計學意義（F＝7.562，P＝0.006）。達到最大舒張直徑的時間、血流增加倍數、安靜時血流速度、最大血流速度隨年齡的變化均沒有統計學意義。

表3顯示了血流依賴的血管內皮舒張功能主要指標與基本形態、機能指標之間的相關關系。控制年齡因素后，血管基礎直徑及舒張后最大直徑與身高、體重、圍度等體格指標呈正相關（P＜0.05），而與心率、血壓等機能指標間相關關系無統計學意義。控制年齡因素后，血管舒張直徑變化率（FMD）與各形態、機能指標間的相關無統計學意義。

2.3 血清內分泌激素

表4顯示，隨年齡增長，女性血清雌二醇（E2）和硫酸脫氫表雄酮（DHEAS）的2種激素水平均呈持續下降趨勢，尤其40歲以后各組，與20～29歲相比，差異有統計學意義（P＜0.05）。

表1 本研究各年齡組受試者基本形態、機能指標一覽表Table 1 Anthropometric and Physical Functional Parameters of Subject

表2 本研究各年齡組受試者血管內皮功能相關指標變化一覽表Table 2 Arterial Flow－Mediated Vasodilatation Related Parameters in 20～69－y－old Women

表3 本研究受試者血管內皮功能相關因素（控制年齡因素后）分析一覽表Table 3 Arterial Flow－Mediated Vasodilatation Related Factors Analysis（age－adjusted）

表4 本研究各年齡組受試者血清內分泌激素水平一覽表Table 4 Serum E2and DHEAS of Women for Each Age Group

2.4 體力活動水平與血管內皮舒張功能

表5、表6為不同體力活動水平及體育鍛煉習慣的50歲以上成年女性血管內皮舒張功能相關指標的比較。與體力活動缺乏或較低組相比，體力活動水平中等或較高者安靜心率值較低（P＜0.05），最大血流速度較低（8.13±4.32vs 9.23±5.51m／s，P＜0.05）；與從不鍛煉和偶爾鍛煉者相比，經常鍛煉者血清雌二醇水平、肱動脈內徑基線值和血流介導的舒張后內徑均較高（P＜0.05）。其余指標不同體力活動或體育鍛煉習慣組間無統計學差異。

表5 本研究體力活動水平與血清內分泌激素及血管內皮功能相關指標比較一覽表Table 5 Physical Activity and Serum E2，DHEAS and Arterial Flow－Mediated Vasodilatation

表6 本研究體育鍛煉習慣與血清內分泌激素及血管內皮功能相關指標比較一覽表Table 6 Physical Exercise and Serum E2，DHEAS and Arterial Flow－Mediated Vasodilatation

3 討論

3.1 血流依賴性內皮舒張功能的檢測意義

Anderson等人于1995年應用心導管介入造影法和肱動脈FMD法研究證實，冠狀動脈內皮功能與肱動脈內皮功能存在明顯的相關性，肱動脈異常舒張對冠狀動脈內皮障礙的陽性預測值達95%［9］，其衰減與心血管疾病相關，是心血管疾病的獨立風險因素［24］。由于肱動脈血流依賴的內皮舒張功能具有測試方便、無創等優點，之后的許多研究中常以肱動脈內皮舒張功能的測量值替代冠狀動脈的內皮舒張功能。日本學者在對819名無心血管疾病的受試者研究后提出：血流介導的肱動脈內皮舒張功能（FMD）和 Framingham 風險 分數（FRS）呈線性 相 關，FMD損傷或許可以作為心血管疾病風險的指征［20］。Celermajer等［10］研究證實，FMD減弱與心血管疾病的多種危險因素相關。在動脈粥樣硬化功能性改變的極早期就可以檢測出FMD受損，因此，肱動脈FMD可以作為心血管疾病診斷或預后的判定指標，也可用于一些干預措施的效果評估。美國心臟協會指出，用肱動脈超聲測量血管內皮功能，是評價血管內皮功能的一項有前途的技術［18］。

有研究認為，血管內徑基線值的變化在反映血管內皮功能方面同樣有意義，當血管最大舒張能力與基線值的變化不相適應時，出現血管功能障礙［15］。本研究中，女性肱動脈內徑基線值和血流介導的舒張后內徑的增加早于血流介導的內皮舒張功能（FMD）的降低，可能對血管內皮功能變化具有預警意義。另外，本研究中發現，在控制年齡后，肱動脈基礎直徑及舒張后直徑還與體格指標有關，因此，在使用肱動脈基礎直徑及舒張后直徑時，可能還需要根據受試個體體格指標進行適當校正。

3.2 成年女性血管內皮舒張功能變化特征及其與性激素水平的關系

年齡是心血管疾病的一個獨立風險因素，隨著年齡的增長，內皮功能會出現紊亂，主要表現在內皮依賴性的血管舒張功能持續降低。有研究提出，人體在40歲以前內皮功能可保持正常，此后每年都有不同程度的降低，65歲以后幾乎所有個體均存在內皮功能失調。研究發現，健康老年人存在增齡性的肱動脈內皮舒張功能降低［12］。本研究也顯示，成年女性血流依賴的內皮舒張功能呈下降趨勢，60歲以后顯著降低，與以上研究成果相一致。Wray等研究發現，肱動脈FMD的下降與年齡有關，同時還發現，與年齡相關的內皮功能紊亂與剪切速率（shear rate）的刺激程度相關［23］。這可能與隨著年齡的增長，血粘度增加，限制了剪切速率誘導的血管舒張功能有關。

大量研究表明：雌激素對心血管功能具有保護作用。雌激素有舒張血管的功能，其中，50%～70%的效應是通過作用于血管壁上的受體或改變血漿成分等直接或間接的方式發揮舒血管作用。雌激素直接作用于血管內皮細胞可促進血管內皮細胞的生長，可抑制內皮細胞凋亡，誘導內皮的增殖和遷移，促進微血管再生等［5］，對維持血管正常功能起到長期的保護作用［16］。雌激素還可以通過雌激素受體和雌激素結合后對血管內皮功能進行調節。血管內皮細胞及血管平滑肌細胞均有雌激素受體分布，雌激素通過與其受體結合后不僅促進內皮細胞內血管舒張酶基因的表達（如NO合成酶等），減少血管緊張素受體l（AT－1）的基因表達，還可以增加舒血管因子的釋放，抑制血管內皮細胞中縮血管因子如內皮素－1（ET－1）的釋放，降低腎素、血管緊張素轉化酶的濃度，增加NO／ET－1的比值［8］，從而達到維持正常血管內皮功能的效果。

流行病學調查顯示：女性絕經后冠心病的發病率及死亡率是絕經前的4倍，女性絕經后血管內皮會發生一系列功能性的改變。李明星等［4］研究顯示，女性絕經后內皮依賴性的血管舒張功能下降，對其進行2周的小劑量雌激素替代療法后發現，絕經后女性內皮依賴性的血管舒張功能明顯改善。手術絕經后的女性經過雌激素替代療法后，和對照組相比，血中NO水平明顯升高，肱動脈FMD明顯增加［2］。另外，范存芳對絕經后女性頸動脈進行超聲檢測發現，絕經后女性頸動脈依賴性的血管內皮舒張功能下降，同時伴有血管內中膜增厚及斑塊形成［3］。由此提示，女性絕經后雌激素水平的下降是動脈粥樣硬化性冠心病發病率升高的主要危險因素。本研究中，40歲以上女性肱動脈基礎直徑和最大直徑均顯著增長，60歲以上女性FMD顯著降低，與血清雌激素的降低相一致，因此，雌激素水平的降低可能介導了女性血管內皮功能及心血管疾病風險隨年齡的變化。

3.3 體力活動、性激素水平與血管內皮舒張功能

普遍認為，長期規律的有氧運動可以提高心血管機能水平，通過多種途徑（如改變血脂、血糖、血壓水平；改變神經內分泌調節等）改善血管內皮功能［21］。

長期規律運動結合力量訓練可明顯改善健康人的FMD。和普通人相比，從事耐力項目的運動員內皮依賴性的血管舒張功能水平比較高［19］。Clarkson等研究發現：經過為期10周的耐力和力量相結合的訓練后，健康男性肱動脈FMD明顯增加［11］。Donato等報道：為期6周的力量和伸展訓練可增加成年和老年男性的肱動脈FMD［12］。

另外，規律運動也可改善處于病理狀態的個體的FMD。Green Daniel等對不同病理狀態（糖尿病、高血脂、冠心病等）的人群進行每周3次總計8周的抗阻訓練（1RM的65%）和有氧運動訓練（70%～85%HR，持續45～60min）后，發現不同病理狀態的個體肱動脈FMD都有不同程度的改善［14］。

運動可以改變體內舒縮血管的主要敏感因子（如NO和內皮素），長期規律運動改善肱動脈FMD，與運動時血流增加增快，刺激內皮一氧化氮合成酶（eNOS）活性增加，內皮細胞分泌NO增加，從而引起血管對運動的適應以及血管結構的重塑有關。

較高的日常體力活動水平也會明顯改善肱動脈內皮依賴性的血管舒張功能。Payvandi等發現，患有外周動脈疾病的患者中體力活動水平較高者，肱動脈FMD相對較高，同時，在健康成年人中也發現，體力活動水平高者肱動脈FMD明顯增高［17］。Garg等研究也發現，和患有外周動脈疾病低水平的日常體力活動的患者相比，體力活動水平高的患者心血管事件的發生率和死亡率都下降［13］，提示提高日常體力活動水平，也可以在一定程度上改善血管內皮功能，以減少心血管事件的發生。

體力活動對血管內皮功能的保護作用是否與性激素水平有關目前尚不清楚。但體力活動與雌激素均對血管內皮功能有益。Williams CD等研究表明，絕經期婦女45min次極量負荷運動中和運動后30min內，血清E2濃度顯著增高［22］。本研究中，50歲以上女性體力活動水平較高或有規律體育鍛煉者血清雌激素水平較高，而DHEAS在各組間未見顯著差異，提示較高的雌激素水平可能介導了規律體力活動的血管內皮功能保護作用。

本研究中，50歲以上經常鍛煉的女性肱動脈基礎直徑和舒張后直徑均有適應性的增加，體力活動水平較高者最大血流速度降低，雖未發現FMD的顯著變化，但與從不鍛煉者相比，偶爾鍛煉與經常鍛煉者FMD有增加的趨勢，可能與本樣本人群經常鍛煉者相對較少有關。

4 結論

1.肱動脈基礎直徑和舒張后直徑的變化在反映血管內皮功能方面具有預警意義，使用時需要根據個體體格進行適當校正；

2.當血管最大舒張能力與基線值的變化不相適應時，出現血管功能障礙。60歲以上女性血管內皮功能出現顯著退化，可能與其心血管風險增加有關。雌激素（E2）可能介導了女性血管內皮功能隨年齡的變化；

3.適度的體力活動或體育鍛煉對血管內皮功能可能具有保護作用，這一保護作用可能與體力活動對雌激素（E2）的調節功能有關。

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