慢性阻塞性肺病患者肌肉功能障礙康復訓練的研究現狀及進展

王金英

慢性阻塞性肺病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是目前致死率較高的一種疾病。據世界衛生組織提供的統計數據顯示，全球嚴重COPD患者＞6500萬［1］，在接下來的十年中，COPD將會是全球疾病死亡的主要死因。肌肉功能障礙，即肌肉的力量或耐力性能的障礙，是COPD患者中一種常見的并發癥，COPD患者的肌肉功能障礙包括呼吸肌功能障礙和肢體肌肉功能障礙。呼吸肌的功能障礙可能會導致高碳酸血癥性呼吸衰竭、呼吸運動限制、疾病的急性加重甚至死亡，是COPD患者再入院的一個重要原因。肢體肌肉的功能障礙也會對患者生存質量和病死率產生一定的負面影響。本文主要對COPD有關的肌肉功能障礙的病因、機制以及康復訓練的研究現狀和進展進行綜述。

1 肌肉功能障礙的病因及機制

在COPD患者肌肉功能障礙中，下肢肌肉的損害比上肢和呼吸肌更嚴重。目前關于下肢肌肉功能障礙的研究主要集中在股四頭肌。歐洲的研究顯示，約1/3的COPD患者在疾病的早期階段，即出現明顯的股四頭肌功能障礙［2］，吸煙、缺氧、高碳酸血癥和酸中毒、機體代謝的改變（包括維生素D和睪酮缺乏）、營養不良、基因、系統性炎癥、年齡、并發癥、激素的使用、疾病惡化以及活動減少等，這些都是COPD患者下肢肌肉功能障礙的明確病因。其中，身體活動減少、營養缺乏、疾病反復的急性加重和激素的使用是主要的病因，尤其是對于晚期COPD患者。

晚期COPD患者，其股外側肌的一個主要特征是向具有較低疲勞耐力的纖維型轉化（從慢抽搐轉換為快速抽搐型肌纖維）［3］。衰老、營養不良和激素治療等因素可加劇COPD患者快速抽搐肌纖維的萎縮。而毛細血管數量和連接的減少可以導致氧氣向肌纖維傳輸的障礙，是肌纖維損害的另一種生物學機制。其他結構異常如肌肉細胞膜、肌節損傷以及線粒體的損害等也可能對肌肉功能產生負面影響。這些機制最終導致肌肉的萎縮、肌肉數量的減少以及質量下降，最終導致肌無力［3-5］。

對于COPD患者，由于呼吸肌需要持續保持工作，且長期暴露于吸氣負荷，所以其受到的影響相對較小。由于氣流受限，呼吸肌需要克服更大的彈性、阻力和吸氣負荷閾值。呼吸肌可分為吸氣肌群和呼氣肌群，呼吸肌障礙常表現為吸氣肌疲勞，其中膈肌疲勞更為常見。通過訓練樣效應，呼吸肌可以產生積極的適應性變化，尤其是膈肌，在同樣的肺容積下更耐疲勞。導致下肢肌肉功能障礙的病因同樣會對呼吸肌產生一定的負面影響，其中營養不良、衰老、病情急性加重是呼吸肌功能障礙的主要病因［4］。

2 COPD患者肌肉功能障礙的康復訓練方式

目前，越來越多的研究顯示，對COPD患者進行一定強度的運動訓練和特殊營養支持等干預措施，可能會使肌力減退和肌肉易疲勞等障礙得到改善［6］。目前在COPD患者中已經專門設計了不同的訓練方式：耐力運動訓練、間歇訓練、阻力訓練、神經肌肉刺激和呼吸肌訓練等。

2.1 耐力運動訓練 耐力運動訓練是肺康復計劃的主要組成部分。其旨在改善與減輕呼吸困難和疲勞以及增加參與行走的肌肉功能相關的心肺功能。為了達到訓練效果，ATS/ERS推薦COPD患者肺康復的耐力運動訓練頻率為3～5次/周，強度＞60%最大運動功率，20～60min/次。肺康復的最短有效周期為6周，周期越長，獲得的康復效益越多，效果越持久。在耐力運動訓練計劃中，騎自行車或步行是最常用的運動方式。騎自行車主要訓練患者的股四頭肌，訓練時所需的通氣相對較小，步行則可以更好的提高患者運動耐力。此外，12～14分的主觀體力感覺評分（RPE評分）和4～6分的Borg呼吸困難評分被認為是目標訓練強度。盡管肺康復中的耐力訓練通常是高強度，但是當患者無法耐受或較吃力時，可以用相對低強度或間歇訓練模式替代。

2.2 間歇訓練 對于具有一定臨床癥狀（呼吸困難或疲勞）而無法達到標準的耐力訓練的目標強度和/或持續時間的患者，間歇訓練是一種較好的替代運動訓練方案。在間歇訓練中，高強度運動（20s～3min）與低強度運動或休息（30s～3min）穿插進行。這種方法對外周肌肉施加最大負荷，而無需厭氧代謝的參與，可以進行更有利的心肺反應的運動。有研究顯示，相較于強度較大的耐力訓練，在總做功量相同的情況下，患者通過間歇訓練可以在減少呼吸困難發生的同時達到與耐力訓練同樣的效果［7］。

2.3 阻力訓練 阻力訓練主要是通過相對較高負荷的重復上舉運動來激活局部肌肉群，從而總體改善上肢和下肢肌肉的力量。這種肌肉力量的增強可以改善患者的功能活動，尤其是與日常活動關系密切的活動。有研究顯示，在患者住院第二天予以阻力訓練可以改善患者出院時的肢體肌肉功能障礙和運動能力，且這種有益效果甚至在出院后1個月仍然存在［8］。此外，通過在COPD患者耐力運動訓練計劃中增加阻力訓練可以獲得額外的獲益。針對COPD患者的阻力訓練無專門的指南，目前使用的是美國運動醫學院推薦的阻力訓練模式，具體為訓練2～3d/周，每天訓練1～3組肌肉，每組肌肉重復8～12次，初始負荷應當達到一次重復最大值的60%～70%（即在無補償運動的情況下，整個運動范圍內只能移動一次的最大負載）或者是在重復8～12次后引起疲勞。在阻力訓練過程中運動負荷應當逐漸增加［9］。與耐力訓練相比，阻力訓練需要較少的耗氧量和每分通氣量，訓練中較少出現呼吸困難癥狀，患者容易耐受［8］。

2.4 上肢訓練及靈活性訓練 上肢訓練和靈活性訓練等其他訓練方式也是過去十年研究的重點。關于各種形式的上肢訓練是否能有效改善上肢功能以及是否可以改善患者的生活質量或呼吸困難癥狀，目前尚未明確。盡管靈活性訓練是肺康復計劃的組成部分，但在COPD患者相關的臨床試驗中尚未證實其有效性。

2.5 神經肌肉刺激 對于嚴重的COPD患者，其運動能力有限，難以參加運動訓練，尤其是高強度耐力訓練課程。經皮神經肌肉電刺激（NMES）是改善下肢肌肉功能的一種新興訓練模式。NMES的機理是通過表面皮膚電極對目標肌肉施加低水平電流，使其運動神經元去極化并誘導不自主的肌肉收縮，從而改善患者的呼吸困難癥狀、提高運動能力和肢體肌肉力量［10］。該療法的主要優點是對于心理、通氣影響較小，一般不引起呼吸困難（可增強久坐的生活方式），并有可能打破COPD患者消極情緒、呼吸不適感和運動表現不佳的惡性循環［11］。因此，特別適用于無法耐受全身訓練的嚴重COPD患者以及長期臥床患者。事實上，NEMS甚至可以應用于家庭康復治療和不穩定的COPD患者［26］。通常，在治療中，會選擇一定的刺激強度（振幅）、頻率和持續時間以實現期望的肌肉收縮。在一項研究中，對急性加重期住院的COPD患者應用6周的NMES治療可減少肌肉氧化應激和改善四頭肌中I型肌纖維的比例［12］。另一項關于晚期COPD患者的研究顯示，NMES改善了小腿和小腿肌肉橫截面積，這有利于肌肉合成代謝與分解代謝的平衡。NMES訓練后步行距離的改善與肌肉力量的增加、行走期間通氣減少以及耐受更高NMES刺激強度的能力有關［13］。雖然，神經肌肉電刺激通常具有良好的耐受性，但皮膚疼痛以及可重復性等缺點使其應用受到一定限制。

2.6 呼吸肌訓練 呼吸肌訓練主要通過鍛煉呼吸肌提高受損肌肉的強度和耐力，從而減緩呼吸速率和延長呼氣時間，改善患者的呼吸困難和易疲勞感。目前可用于呼吸肌訓練方式包括縮唇呼吸、瑜伽呼吸、膈式或腹式呼吸、縮唇-腹式呼吸訓練法、呼吸操練習、吸氣肌阻力訓練以及膈肌起搏等。在吸氣肌阻力訓練中，為了改善呼吸肌功能和運動耐力，需要至少達到其最大吸氣壓力的30%。當訓練強度達到其最大吸氣壓力的60%時，可以達到較好的訓練效果。對于嚴重呼吸肌無力的COPD患者，應用吸氣肌訓練是減少呼吸困難和改善運動能力的良好方式。此外，肌肉訓練與休息相結合的間歇性訓練模式更容易在達到較好訓練效果的同時被COPD 患者充分耐受［14］。

3 討論

COPD是目前全球的常見病、多發病，尤其是對于老年患者。COPD的病程較長、不易根治，且常出現反復急性發作，嚴重影響患者的身心健康和生活質量。肌肉的功能和質量受損是慢性阻塞性肺疾病患者一種常見的全身并發癥，對疾病的預后具有重要的影響。近年來，國內外對COPD相關的肌肉功能障礙的認識也越來越深入，肌肉的功能鍛煉已成為肺康復的一個重要組成部分。目前，COPD患者的肌肉功能障礙的康復訓練已經在我國的各大醫院得到廣泛開展，醫護人員對于COPD患者肌肉功能障礙的康復訓練的重視度也在不斷提高，訓練方式也逐漸向多元化、個體化轉變。但是，與國外相比，我國關于COPD患者肌肉的康復訓練依然存在一些缺陷，首先對于住院的COPD患者，醫護人員對患者和家屬的健康宣教以及康復訓練指導不夠系統和全面，護士作為健康教育和訓練指導的主要實施者，應為患者制訂具體的康復訓練方案，指導和督促患者掌握正確的鍛煉方法，幫助患者樹立信心，鼓勵其持之以恒，以達到延緩疾病進一步發展的目的。其次，這種康復訓練是貫穿COPD患者整個病史的一個長期鍛煉過程，不僅只應在患者住院期間實施，更重要的是從醫院延伸至社區和家庭。家庭康復訓練是一種更為簡單可行的有效干預措施，正確的家庭康復訓練可以顯著提高穩定期COPD患者的運動耐力，減少患者呼吸困難癥狀的發生以及急性加重再入院的次數。而目前我國面臨的主要問題是多數COPD患者在出院后難以堅持良好的家庭康復訓練。此外，目前我國對于COPD患者康復訓練計劃的指導和制定缺乏個體化，這也與國內醫患比例不協調、難以對每一位COPD患者進行全方位以及全程指導有關。

在COPD患者康復訓練過程中，輔以宣傳教育、營養干預和社會心理支持等綜合康復治療有助于提高患者的運動能力、減少呼吸困難癥狀，改善生活質量［15］。對于住院的COPD患者，這種綜合的康復治療是相對容易獲得的。但對于大多數非住院的穩定期COPD患者，如何提高社區及家庭COPD患者的自我管理水平，探索更多適合社區及家庭COPD患者的康復訓練方式及方案，是我國面臨的需要亟待解決的問題。

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