不同運動方式訓練對慢性腎臟病患者運動功能的影響①

梁豐，霍文璟，歐陽剛，季鵬，王尊，王磊，葉祥明

1.浙江省人民醫院，杭州醫學院附屬人民醫院，浙江杭州市310014；2.江蘇省省級機關醫院，江蘇南京市210024；3.南京中醫藥大學，江蘇南京市210029

慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)會導致腎功能進行性損害，在全世界有較高發病率，對公眾健康的危害日益嚴重，已成為世界性公眾衛生問題[1]。如何提高CKD患者的日常生活質量，改善CKD患者的功能水平，越來越成為新的康復研究熱點。幾乎所有CKD患者由于白蛋白等營養水平下降、肌肉萎縮及血液循環障礙以及紅細胞、血紅蛋白減少等，或早或晚都會出現攝氧量減低、肌力下降等運動功能障礙[2]，對患者的日常生活質量和壽命產生嚴重不良影響[3]。

已有研究證實，規律的有氧及抗阻訓練可以改善CKD患者的運動功能，且以中等強度的效果和安全性更為適合[4]。本試驗觀察和比較中等強度有氧運動以及中等強度有氧運動聯合抗阻訓練對CKD患者上下肢一次最大重復負荷(one repetition maximum,1 RM)、心肺運動試驗(Cardiopulmonary Exercise Test,CPET)、手臂彎曲試驗(Arm Curl Test,ACT)、30秒坐站試驗(30-second Chair Stand,CS-30)和6分鐘步行試驗(Six-Minute Walk Test,6MWT)的影響，明確不同運動方式對CKD患者運動功能的作用和差別。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2015年7月至2016年8月，江蘇省省級機關醫院明確診斷的CKD患者60例，均符合美國腎臟基金會2002年制訂的《慢性腎臟病臨床實踐指南(K/DOQI)》[5]診斷標準，有以下任一項即可診斷CKD：①腎臟損傷(血、尿成分異常或影像學檢查異?；虿±韺W檢查異常)≥3個月，有或無腎小球濾過率(glomerular filtration rate,GFR)異常；②GFR＜60 ml/(min ?1.73 m2)并持續3個月以上，有或無腎臟損傷證據。

納入標準：①K/DOQI分期[5]2～3期，即GFR為30～89 ml/(min?1.73 m2)；②年齡＜70歲；③未進行過規律運動鍛煉。

排除標準：①透析治療CKD；②并發嚴重高血壓、心臟病等心血管系統疾病，肺充血和肺氣腫等呼吸系統疾病，嚴重貧血、外周水腫及肝功能障礙等疾病；③伴有肌肉骨關節等運動系統病變不能或不宜運動；④嚴重精神及認知障礙。

將所有患者編號1～60，在隨機數字表中任意行任意列順序抄寫60個隨機數字，與患者編號對應，將隨機數字按照大小編寫秩次，秩次1～20為對照組，秩次21～40為有氧運動組，秩次41～60為有氧聯合抗阻訓練組。三組間年齡、性別、身高、體質量指數(body massindex,BMI)、病程、吸煙、飲酒、基礎疾病、用藥情況等方面均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 三組一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 程序和方案

所有患者首先進行血肌酐(serum creatinine,sCr)和血漿肌酐(plasma creatinine,pCr)測定，根據pCr測算GFR(estimated GFR,eGFR)。

次日分別進行上下肢1 RM、CPET、ACT、CS-30和6MWT評估。各測試之間患者要充分休息，以免影響測試結果。2 d后為患者佩戴便攜式心電遙測監護儀(北京盛通元科技發展有限公司)，然后運動組進行每周3次、為期12周的運動訓練。根據便攜式心電遙測監護儀實時監測運動過程中患者的心電情況預防相關意外。第12周運動結束后，次日清晨先進行sCr和eGFR的測定和計算，再行上下肢1 RM、CPET、ACT、CS-30和6MWT評估。

1.2.2 干預

對照組予優質低蛋白[≤0.6 g/(kg?d)]等合理飲食，并在常規治療的基礎上保持日常生活狀態。

有氧運動組在對照組基礎上，以50%峰值攝氧量(peak oxygen uptake,VO2peak)踏功率自行車，每次30 min，每周3次，共12周。

有氧聯合抗阻訓練組在對照組基礎上，先以50%VO2peak踏功率自行車30 min，休息5～7 min后再進行Thera-Band彈力帶抗阻訓練，每周3次，共12周。

Thera-Band彈力帶抗阻訓練進行肩關節內收、外展和膝關節屈、伸共4個動作的訓練。每次動作末端維持10 s，每個動作做10次，后休息20 s，進行下一個動作，4個動作做完為1次抗阻訓練。整個抗阻訓練運動強度維持在Borg疲勞評分12～13分即稍費力水平。

根據患者關節活動度、肌力等情況選用適合患者訓練強度的Thera-Band彈力帶。Thera-Band彈力帶依彈力由小到大分為8種不同顏色：茶色、黃色、紅色、綠色、藍色、黑色、銀色和金色，彈力帶拉伸到初始長度的2倍時，彈力大小依次對應為1.1 kg、1.4 kg、1.7 kg、2.1 kg、2.6 kg、3.3 kg、4.6 kg和6.4 kg。每周第一次抗阻訓練開始前重新進行Borg疲勞評分，根據結果調整抗阻負荷。

有氧聯合抗阻訓練組每次運動均先進行熱身運動5 min，以牽伸大肌群動作為主，結束時進行整理運動5 min。

1.2.3 評估和測定

1.2.3.1 sCr和eGFR

所有受試者清晨空腹采集靜脈血5.0 ml，經抗凝離心后分離血清和血漿。采用肌氨酸氧化酶法測sCr；堿性苦味酸動力法檢測pCr。以上測定均在AU5400全自動生化分析儀(OLYMPUS)上測定，檢測用到的生物試劑均購自德賽診斷系統(上海)有限公司。采用中國修正MDRD(c-MDRD)公式[6]，根據測得的pCr計算eGFR。

eGFR=175×pCr-1.234×年齡-0.179×(0.79若為女性)

1.2.3.2 上下肢1 RM測定

上肢1 RM(1 RM-U)采用臥推杠鈴(胸大肌、肱三頭肌)，下肢1 RM(1 RM-L)采用負重杠鈴蹲起(股四頭肌、臀大肌、腓腸肌)動作。先做有關肌肉群的準備活動5～10 min，然后選擇接近個人最大努力才能克服的重量開始動作，完成動作后回復原位，休息3 min后重復動作，并按照5 kg、2 kg、1 kg的次序增加負荷。當受試者無法完成完整的動作時終止測試并記錄前一次動作的負荷作為1 RM。

1.2.3.3 CPET

采用K4b2型心肺運動測試訓練系統(意大利COSME公司)，對患者行CPET?；颊唑T坐于功率車上，頭戴固定面罩，檢查無漏氣后連接能耗測試系統，并同時連接至監護儀行心電、血壓、血氧飽和度監測。采用癥狀限制性連續踏車負荷遞增方案，首先0 W踏車熱身2 min，然后根據個體情況，自5 W開始以10～15 W/min負荷幅度遞增，患者保持50～60 r/min的轉速，直至出現最大心率或力竭，或出現典型的胸悶胸痛、呼吸困難等不適癥狀，或出現心電圖ST-T段降低、反應性低血壓等表現時，即終止評估，測定VO2peak。

1.2.3.4 ACT

患者坐在無扶手的椅子上，使用優勢側上肢進行測試。上肢垂直于體側，手握啞鈴，掌心朝上，上臂緊貼身體，肘關節充分屈曲后充分伸直回到起始位，記為1次。記錄患者30 s內能完成的最大次數，測3次取平均數。啞鈴質量：女性2.3 kg，男性3.6 kg[7]。

1.2.3.5 CS-30

患者坐在椅子上，雙腳放平與肩同寬。雙上臂交叉抱于胸前。計數30 s內患者從背部離開椅子到再次坐下完成的次數。測3次，取平均數[8]。

1.2.3.6 6MWT

在距離起點5 m處于步道旁用記號筆做一標記，讓患者用盡可能快的步速在往返50 m的步道上連續行走6 min，使用米尺測量6 min步行距離。

1.3 統計學分析

采用SPSS 19.0進行統計學分析。實驗數據均采用(xˉ±s)表示，三組間比較采用單因素方差分析，兩兩間比較采用SNK檢驗，同組訓練前后比較采用配對樣本t檢驗，計數資料采用χ2檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

訓練前三組間各指標均無顯著性差異(P＞0.05)。訓練后，有氧運動組和有氧聯合抗阻訓練組在各指標方面均改善(P＜0.05)，且均優于對照組(P＜0.05)；有氧聯合抗阻訓練組在1 RM-U、1 RM-L、VO2peak、ACT、CS-30和6MWT方面均優于有氧運動組(P＜0.05)。見表2～表9。

表2 三組訓練前后eGFR比較[ml/(min?1.73 m2)]

表3 三組訓練前后sCr比較(μmol/L)

表4 三組訓練前后1 RM-U比較(kg)

表5 三組訓練前后1 RM-L比較(kg)

表6 三組訓練前后VO2peak比較(L/min)

表7 三組訓練前后ACT比較(次)

表8 三組訓練前后CS-30比較(次)

表9 三組訓練前后6MWT比較(m)

3 討論

單純有氧運動和有氧運動聯合抗阻訓練對CKD患者肌力、心肺耐力等運動功能均有改善作用；且與單純有氧運動相比，有氧運動聯合抗阻訓練對CKD患者肌力、心肺耐力等運動功能改善效果更好。本試驗為CKD患者的整體康復提供了有效的方法依據，對臨床解決CKD患者運動功能障礙，改善CKD患者的日常生活質量具有重要的指導意義。

運動可能會加重CKD患者腎功能損害[9]，因此運動強度的選擇和制定尤為重要。高強度運動會導致腎血流量下降，蛋白尿和尿沉積物增加，肌酸激酶增多[10]，這些都會加重腎功能損害，產生sCr升高、GFR降低等不良反應。另外高強度運動的肌肉關節損傷及嚴重心律失常、猝死等運動風險都更高[11]，而CKD患者由于甲狀腺旁腺功能亢進等，本身就有更高的骨關節及肌肉等損傷風險[12]，因此高強度運動不適合CKD患者。

中等強度的運動不僅可以改善CKD患者的運動功能，還有助于腎功能的提高[2]，運動風險也更小。因此本試驗選擇中等強度運動方案。結果證實，中等強度運動在提高CKD患者運動功能的同時，對sCr和GFR也有積極改善作用，可能與運動能改善腎臟血液循環、減輕氧化應激水平、緩解腎動脈硬化等有關[13]。

1 RM是最常用的測試肌力指標之一。CKD患者進行CPET時常達不到VO2max[14]，而VO2peak被證實可以準確地反映機體的有氧運動能力[15]。ACT針對上肢，CS-30針對下肢，ACT和CS-30既能反映肢體肌力，又能反映肢體耐力[8,16]。而6MWT不僅能客觀反映日常活動能力，也是最常用的反映整體運動功能的方法[17]。

有氧及有氧聯合抗阻運動可以顯著增加CKD患者的肌力、心肺耐力等運動功能，與Heiwe等[18]結論一致。但Leehey等[19]卻發現18個月的有氧運動沒有改善CKD患者的運動功能，作者認為是樣本太小，只有7例最終完成試驗造成的。另外受試對象性別、年齡等的差異也會影響試驗結果。多種原因導致CKD患者運動功能下降。CKD會引起白蛋白等營養情況下降，繼而產生的虛弱和疲勞會嚴重限制CKD患者的肌力、耐力等運動功能[20]。由于腎功能受損及慢性病程會導致肌肉萎縮和血液循環障礙[21]，CKD患者的肌力通常會下降40%～50%[22]，這是其運動功能減退的另一重要原因。更重要的是我國CKD患者普遍存在貧血[23]，導致機體攝氧和供氧能力下降，因此貧血也是CKD患者心肺耐力等運動功能減退的重要原因[21]。

有氧及有氧聯合抗阻訓練改善CKD患者運動功能的機制具體包括，規律的有氧和抗阻運動可以顯著增加CKD患者的白蛋白水平，改善營養情況[24]，緩解CKD患者的疲勞和虛弱。另外，抗阻及有氧訓練通過增加骨骼肌生長因子的合成，減少肌肉抑制生長因子mRNA的含量[25]，以及促進肌纖維體積和數量的增多，使CKD患者肌力增加，從而改善CKD患者的1 RM、ACT、CS-30等運動功能。有氧運動可以顯著增加血紅蛋白[26]，針對性減輕CKD患者貧血也可能對其運動功能的提高有所幫助。運動尤其是有氧運動可以直接提高CKD患者心肺耐力，增加VO2peak水平。且心肺耐力的提高對ACT、CS-30和6MWTD[27]等也有幫助。還有研究證實，CKD患者運動功能與eGFR呈正相關[28]，所以運動對腎功能的改善也可能是CKD患者運動功能提高的原因。其他可能機制還包括訓練后患者心理上產生積極的改變，有更強的運動動機和自身健康的感覺[16]，以及運動對神經肌肉傳導支配的強化[29]。

有氧聯合抗阻訓練比單純有氧運動改善CKD患者運動功能的效果更顯著，原因可能包括有氧和抗阻訓練在改善CKD患者運動功能上有協同作用，在提高患者VO2peak上，有氧與抗阻訓練相結合優于任何單獨的有氧訓練[30]。另外抗阻訓練能夠增加線粒體DNA的合成、亮氨酸的氧化和肌纖維的含量，比單純有氧運動在改善CKD患者肌力和肌肉含量上更有效率，效果也更顯著[31]。因此有氧運動與抗阻訓練兩種運動方式的聯合在改善CKD患者的心肺耐力和肌力上均明顯優于單純的有氧運動，因此能更顯著地提高CKD患者的1 RM、VO2peak、ACT、CS-30和6MWT等運動功能。

本試驗周期較短，樣本量也較小，有待增加樣本量，延長試驗周期，進一步觀察有氧及有氧聯合抗阻訓練對CKD患者運動功能改善的遠期療效。有氧運動聯合抗阻訓練組是在有氧運動的基礎上增加一組抗阻訓練，運動總體時間要長于單純有氧運動組，因此未來在有氧運動聯合抗阻訓練時，制定合理的有氧運動與抗阻訓練時間比例，以達到組間總運動時間相同的情況下，有氧運動與有氧聯合抗阻訓練對CKD患者運動功能的影響和區別也有待進一步研究。

另外，由于試驗時間、患者承受力等條件限制，未能同時觀察不同運動方式對CKD患者職業及日常生活活動能力的影響，下一步要針對相關指標如Frenchay活動量表等進行單獨研究與分析，進一步揭示不同運動方式對CKD患者整體功能的影響。

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