能量代謝在卒中后軀體疲勞中的應用進展

沈陽體育學院運動人體科學學院，遼寧沈陽市 110102

疲勞是腦卒中患者最常見的并發癥之一。卒中后疲勞(post-stroke fatigue,PSF)定義為主觀感受到軀體或精神疲勞，或持續缺乏能量且對生活質量產生負面影響，導致難以進行正常的日常生活活動[1]。與正常疲勞不同，卒中后病理性疲勞通常不會隨著休息而改善，且卒中后軀體疲勞影響患者的康復治療和遠期預后，增加腦卒中患者的死亡率[2]。

腦卒中會引起部分肢體功能的喪失，患者在活動時，需要更多的能量代償。有研究顯示[3-4]，能量代謝可作為評價腦卒中患者軀體疲勞程度的指標，可為臨床康復訓練量的制定和判斷患者目前營養狀態提供參考。

本文篩選2014 年1 月至2019 年8 月期間PubMed、中國知網、萬方數據庫和維普數據庫中相關文獻，探討能量代謝在腦卒中后軀體疲勞中的應用。

1 PSF

目前每年有1690萬人患腦卒中，全球發病率為每年258/10萬；男性發病率是女性的1.5 倍，且55～60 歲男性發病率高于其他年齡段發病率[5-6]，可能是由于傳統的血管疾病因素所致。盡管女性發病率低于男性，但也隨著年齡的增高而增加。

腦卒中患者70%伴有疲勞，與正常疲勞不同，PSF 不能通過休息緩解[7]。PSF 可能貫穿腦卒中患者的整個康復時期，甚至更長。Sarfo 等[8]發現，約60%加納腦卒中患者在卒中后1 個月內患有PSF，約1/4 腦卒中患者在卒中后約10 個月仍然有PSF。Elf 等[9]發現，腦卒中患者發病6 年后PSF 仍然是常見癥狀。疲勞嚴重影響患者日常生活質量、社會參與程度以及重返工作的信心。

2 卒中后軀體疲勞

2.1 機制

卒中后軀體疲勞是PSF 的癥狀之一，目前產生機制尚不明確。軀體疲勞的產生可能與免疫系統失調和致炎因子有關，白細胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子(tumor necro-sis factor,TNF-α)是下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸活性的強烈刺激物，能通過增強促腎上腺皮質激素水平使血液中皮質醇濃度升高，促進疲勞的產生[10]。C 反應蛋白與疲勞之間存在相關性，疲勞和C反應蛋白隨著年齡增加而增加，女性高于男性[11]。Wu等[10]發現，C 反應蛋白與PSF 在腦卒中患者發病6 個月后弱相關，在1 個月和12 個月時不相關。陳治林等[12]也發現，C 反應蛋白與疲勞之間存在相關性，但因果關系尚不明確。

PSF 可能是神經疾病中的炎性細胞因子介導產生[13-14]。李欣等[15-16]發現IL-6、TNF-α 水平的升高可能會影響缺血性PSF的發生。趙思宇等[17]發現，IL-1β、IL-6 與發病后6 個月的PSF相關，IL-1β 可能通過干擾谷氨酸的正常傳遞，并參與氧化應激損害星形膠質細胞攝取谷氨酸的能力來誘發疲勞。

2.2 臨床表現

卒中后軀體疲勞是PSF 的常見癥狀。患者一般自述頭暈、呼吸困難、自身壓力敏感性增加[18]，且沒有明顯的原因或解釋可以說明身體出現疲憊感。在臨床康復過程中，患者主要表現出康復治療意愿不強，在訓練過程中出現瞌睡、打哈欠、情緒急躁、不配合、精力不足、倦怠和語言偏少等行為。

De Groot 等[19]首次提出卒中后軀體疲勞診斷標準，即在過去的1個月中持續2周時間，每天或幾乎每天出現明顯的疲勞、精力下降或需要增加休息，其疲勞程度與最近的體力活動水平不相稱，再加上以下任意3 條即可判定為卒中后軀體疲勞：①睡眠或休息難以改變或恢復，睡眠不足時機體很難恢復到正常的運動水平，以至于活動量較小時軀體就會出現疲勞的癥狀；②動機保留和效率下降之間的平衡被打破，由于患者完成任務或活動的效率下降，患者即使有動機也由于疲勞而不能完成任務或活動；③自我感覺需要努力克服這種疲勞感，即當患者在進行活動或訓練時，患者產生要克服疲勞的想法去完成任務或訓練；④疲勞影響日常生活/任務，當患者在進行步行、轉移、洗臉、刷牙等日常活動時即可產生疲勞；⑤活動后乏力持續數小時，即患者活動后出現軀體性疲勞，且經過長時間的休息疲勞不能明顯緩解或恢復疲勞；⑥對疲勞感的明顯關注，患者時刻注意是否在進行任何活動或休息時會出現疲勞。

2.3 影響因素

性別、年齡、腦損傷程度、焦慮、疼痛和睡眠障礙等均影響卒中后軀體疲勞。當患者長期受到這些因素干擾時，軀體產生疲倦感，并且這種疲倦感一般不能通過休息得到緩解，進而影響整個康復進程。見表1。

2.3.1 性別和年齡

性別和年齡可能會影響卒中后軀體疲勞。有研究表明[20]，圍生期腦卒中患兒的疲勞評分與年齡、性別無關。與之相反，Sarfo等[8]發現，女性與PFS獨立相關，并且年齡在65歲以上的老人更易引發疲勞。Mahon 等[21]發現，女性PFS 程度略高于男性。Kirking 等[22]發現，在同一時間強度下進行膝關節伸展時，男性比女性更容易出現軀體疲勞，可能是由于肌肉激活的方式不同以及肌纖維類型和收縮時的代謝差異。不同的研究結果可能是由于不同研究對象納入標準和方法學之間的異質性導致。

目前沒有具體的研究可以證明性別、年齡與疲勞是否真正存在相關性，期待未來更高質量的研究進行深入探討。

2.3.2 腦損傷程度

卒中后軀體疲勞可能與腦損傷嚴重程度有關[9]，損傷程度嚴重的患者需要消耗更多的能量來維持日常生活活動，進而出現軀體疲勞。短暫性腦缺血發作或輕微腦卒中患者比正常人更容易疲勞[23]，可能是前者由于功能障礙和認知障礙消耗更多能量。

2.3.3 焦慮

焦慮可能是腦卒中患者產生軀體疲勞的重要原因之一。焦慮是軀體疲勞最相關的因素[24]。Drummond 等[25]發現，焦慮癥狀與疲勞存在一定聯系，多數軀體疲勞患者同時伴有焦慮癥狀，長時間處于焦慮中的腦卒中患者，軀體持續處于緊張狀態，以至于在康復訓練過程中消耗更多能量。Elf等[9]發現，卒中后伴有焦慮的患者發生卒中后軀體疲勞的機會增加，且年齡較小的患者更易出現。可能他們精細運動功能相對較好，對回歸社會參與工作的愿望更加迫切，導致其更容易出現軀體疲勞。

2.3.4 疼痛

疼痛可以直接或間接導致疲勞的發生[26-27]。Egerton 等[28]發現，疼痛與PSF 程度顯著相關。Choi-Kwon 等[29]發現，364 例腦卒中患者37.1%伴有疼痛，其中肌肉性疼痛占21.4%，中樞性疼痛占6.0%，復合疼痛占4.4%，其他疼痛占5.2%。雖然疼痛和疲勞之間的因果關系仍不清楚，可能是雙向的，無論何種類型的疼痛都可能引起軀體疲勞，而患者因為軀體疲勞可能不參與康復治療或社交活動，反而會加重疼痛。

表1 卒中后軀體疲勞的影響因素

2.3.5 睡眠障礙

卒中后睡眠障礙(post-stroke sleep disturbances,PSSD)是腦卒中的常見后遺癥。腦卒中患者軀體疲勞與PSSD 存在一定的關系[30]。腦卒中患者經常伴有睡眠呼吸暫停、發作性失眠、打鼾、呼吸短促、心悸和夜尿等睡眠障礙的表現[31-32]。梁雅慧等[33]發現，腦卒中患者疲勞嚴重程度與睡眠質量呈顯著正相關，可能是患者睡眠質量受到影響，在接下來的訓練中出現困倦、乏力等現象。Suh 等[34]發現，卒中后白天嗜睡的增加與睡眠質量差有關。雖然因果尚不明確，但白天過度嗜睡與疲勞存在一定關系。白天過度嗜睡使患者夜間出現來回翻身、坐臥不寧、心煩意亂等現象，增加能量代謝，造成患者第二天在康復訓練中表現不佳，循環往復使患者產生軀體疲勞。

2.4 卒中后軀體疲勞常用的干預方法

軀體疲勞的干預方法較多，目前常用的干預方法主要有康復訓練、藥物干預和理療等。康復訓練有助于減輕卒中后軀體疲勞，通過康復訓練可有效改善患者代償策略及運動協調能力，從而降低運動時能量代謝成本，但康復訓練的量很難把握，過多的訓練量反而會加重腦卒中患者的軀體疲勞程度。有研究發現[35]，服用藥物有助于緩解卒中后軀體疲勞。此外，理療能有效放松患者肢體緊張部位的肌肉，如蠟療可加速患者的血液循環促進代謝，進而減輕腦卒中患者的軀體疲勞[36]。

3 腦卒中患者的運動能量代謝特點及評價方法

3.1 運動能量代謝特點

能量代謝可作為反映運動強度的指標，可為運動處方的制定提供有效參考[3]。能量變量，如能量代謝成本和能量消耗是運動活動的重要特征，這些特征的改變可能會導致腦卒中患者體力活動減少、久坐時間增加及身體健康水平下降，進而誘發軀體疲勞的產生[37]。此外，代謝當量(metabolic equivalent,MET)是常用的能量消耗指標[38-39]。腦卒中患者靜息時能量代謝率比正常人高，活動時也表現出較高的能量消耗[40-41]。

蛛網膜下腔出血患者比正常人體力活動時間短、久坐時間長，適當的運動對于腦卒中患者是必要的[42]。Verschuren 等[43]發現，獨立的輪椅推進和行走所消耗的能量為1.6～2.9 METs，盡管為低強度體力活動，但對于久坐的腦卒中患者恢復有益。中等強度(最大心率的64%～76%)步行訓練30 min可促進血清腦源性神經營養因子的濃度增加，更有利于腦卒中患者的恢復[44]。無論是低強度還是中等強度的步行均有利于久坐腦卒中患者的恢復。腦卒中患者常伴有步行功能障礙，而步態異常是腦卒中患者的主要運動特征之一。雖然部分腦卒中患者在后期的康復訓練中可以重新學會獨立行走，但在步行時的能量代謝可能要高于正常人。

3.2 評價方法

能量代謝是人體最基本的生理活動之一，評價腦卒中后軀體疲勞患者的能量代謝具有重要意義。目前測定人體能量代謝的方法很多，常用的有雙標水法、間接測熱法、運動傳感器測量法和直接測熱法等。

3.2.1 雙標水法

雙標水法是目前評價能量代謝最準確的方法。該法以同位素標記的2H218O 作為示蹤物，通過分析尿液中標記物的峰度值變化，了解機體的能量代謝情況，是測量自由生活狀態下能量消耗最有效、可靠的方法，被稱為能量代謝測定的金標準[45]。

3.2.2 氣體代謝分析法

氣體代謝分析法屬于間接測熱法，使用便攜式氣體代謝分析儀測量。其原理是利用遙感技術實時監測受試者呼出氣中的耗氧量和二氧化碳生成量，求出呼吸商，根據相應的氧熱價，計算單位時間的能量消耗。其優點在于攜帶方便、測量準確，但不適合測量長時間日常體力活動的能量消耗。

3.2.3 運動傳感器測量法

運動傳感器測量法主要包括計步器和加速度計。

計步器成本較低且攜帶較方便，能測量步頻和步幅，以及步行時所產生的能量消耗。但計步器無法顯示運動強度、運動量、運動方式，且不能感應身體無明顯位移的身體活動，故只運用于評估簡單的身體活動的能量代謝。

加速度計除了能記錄能量消耗外，還具有記錄心率、MET的功能。定量評估腦卒中患者能量代謝水平是可行的[46]。Fini等[47]發現，使用Sense Wear MF臂帶監測2 d足以實現許多簡單體力活動變量的可靠測量，如步數、能量消耗、低水平體力活動、中等強度體力活動和久坐時間。Lee 等[48]證實，加速度計可用于評價腦卒中患者體力活動能量消耗；相比佩戴于臀部和腰部，佩戴于手腕和踝部更加合適，因為穿戴更加方便，且在康復過程中幾乎不會造成不適或移位。

4 運動能量代謝對卒中后軀體疲勞的影響

較高的能量消耗會增加腦卒中患者軀體疲勞的發生率。腦卒中患者運動的能量成本高于健康人，且疲勞與有氧能量代謝之間存在相關性[49]。Kafri等[50]發現，腦卒中患者完成簡單動作時，能量消耗增加20%～50%，且發病后難以維持正常水平的體力活動[51-52]。

另有研究表明[40]，腦卒中患者下肢運動活動(包括原地踏步和跑步機行走)時能量消耗高于正常人，步行時的高能量需求對腦卒中患者的功能獨立性、移動性和社區參與產生負面影響。Polese 等[53]發現，在6 min 步行期間，步速小于0.8 m/s 的腦卒中患者比步速大于0.8 m/s 的患者表現出更高的能量消耗；同樣，在爬樓梯過程中步速小于0.8 m/s 的腦卒中患者能量消耗最高，其次是步速大于0.8 m/s的腦卒中患者和健康人。

腦卒中患者步行的高能量消耗可能是由于腦卒中患者的膈肌功能改變，導致其在步行時的耗氧量增加。Polese等[54]發現，慢性腦卒中患者行走時的耗氧量與行走時功能性代償的嚴重程度呈曲線關系，代償程度越嚴重，行走的氧耗越高，隨著行走時代償模式的加重氧耗急劇上升。Compagnat 等[55]發現，步行的耗氧量與腦卒中患者步行速度有很強的相關性，醫生可根據患者的步行能力及耗氧量估算出每個患者行走的能量消耗水平，并給予適合其代謝需求的步行距離的建議。

腦卒中患者更容易出現軀體疲勞的原因可能與吞咽功能障礙有關。由于進食障礙，患者體內能源物質儲備較低，而腦卒中患者在進行活動時能量消耗較高，從而引發軀體疲勞。

5 干預方法

臨床主要從減少患者高能量代謝的角度進行干預，如休息、適當減少訓練量、佩戴輔助器具以及在訓練結束后給予合理的營養干預等。

5.1 適當的休息及減少訓練量

卒中后軀體疲勞患者應適當休息，減少康復訓練的強度。減少訓練強度可降低患者能量代謝，推遲發生軀體疲勞的時間。休息可以緩解患者的軀體疲勞，但休息時間過長會影響患者肢體功能的恢復，延長患者的康復時間。因此還需合理控制患者的休息時間，可在康復訓練結束后叮囑患者在下次訓練之前應充分休息，避免進行其他高能量代謝的活動，以防止軀體疲勞加重。

5.2 佩戴輔助器具

卒中后軀體疲勞患者在步行期間可佩戴足踝矯形器，以減少患者在步行過程中因代償產生過多能量代謝的問題。另外，鞋子可能會影響患者的肢體功能活動，增加患者步行時的能量代謝。Farmani 等[56]發現，在佩戴相同足踝矯形器的情況下，穿搖擺鞋的患者步行表現優于穿普通鞋的患者：患者耗氧量較低，步行速度較高，在地面上拖拽的時間較少。選擇合適的鞋子，有助于減少卒中后軀體疲勞患者過多的能量消耗。

6 營養干預

充分的能量攝入可增加機體內能源物質的儲備，提高腦卒中患者的運動表現。營養攝入不足對腦卒中患者康復后的預后可能會產生負面影響。由于運動過程中機體能量消耗劇增，許多酶、激素、血液有形成分等也參與能量代謝和氧運輸[57-58]。臨床應對腦卒中患者營養補充方面給予更多的重視。

6.1 脂肪和碳水化合物

脂肪和碳水化合物的補充對腦卒中患者非常必要。Ganley等[59]發現，以0.83 m/s 地面步行的腦卒中患者，脂肪提供約60%的能量。De Sant'Anna 等[41]證明脂肪是偏癱患者主要消耗的能量底物。而另外研究卻發現[60]，碳水化合物是腦卒中患者地面行走過程中主要的燃料來源，提供約70%的能量，而正常人在同等的條件下只有50%的能量來自于碳水化合物。該研究中，腦卒中患者的步行速度為1 m/s。因此，可根據腦卒中患者的不同步速補充不同的供能物質。

6.2 蛋白質

蛋白質的攝入有利于腦卒中患者疲勞的恢復。補充蛋白質可增強全身合成代謝，有利于運動后軀體疲勞的恢復，與運動后補充等熱量碳水化合物相比具有中等益處[61]。此外，蛋白質攝入有助于肌肉做離心性收縮運動后24 h 內肌肉功能的恢復[62]。牛奶可以增加運動后肌肉蛋白質的合成和再水化，可以促進運動后糖原的重新合成，并減輕運動后肌肉酸痛[63]。Aq-uilani 等[64]發現，腦卒中患者蛋白質補充組與自行營養的腦卒中患者相比，美國國立衛生研究院卒中量表評分降低，表明增加蛋白質攝入量與腦卒中患者的較大改善相關。補充蛋白質不僅可改善患者營養狀態，還能增加機體能量儲備，延長患者運動時間，避免軀體疲勞發生。但過多的蛋白補充會使多余的蛋白質參與能量代謝或轉化為脂肪。因此，應控制好蛋白質的攝入量。

6.3 維生素

腦卒中患者的維生素攝入量較低[65-66]，可能與患者不良的飲食習慣有關。維生素B 族的攝入有助于改善腦卒中患者代謝狀態，有利于功能恢復[67-68]。維生素B1及其衍生物通過改善細胞的能量代謝，有助于對抗精神及軀體疲勞[69]。應考慮增加維生素的攝入，改善患者軀體疲勞程度。

6.4 水

水的攝入可抗疲勞[70-72]。水是人體的主要成分，在循環功能、能量代謝、消除代謝產物以及維持體溫和血漿容量方面起著至關重要的作用。由于劇烈運動或環境溫度過高，導致體溫升高，機體以出汗的形式散熱，導致大量水和電解質損失。在運動前、運動中或運動后適量補水可維持機體內滲透壓、電解質平衡，預防疲勞發生。

7 小結

目前的研究多集中在測量腦卒中患者靜息和活動時的能量代謝水平[40-41,43]，但并不能通過該水平判斷患者是否真正處于疲勞狀態。多數研究證明腦卒中患者在進行體力活動時能量消耗要高于健康人，但鮮有研究腦卒中患者軀體疲勞與能量代謝之間的關系，難以根據能量代謝判斷腦卒中患者軀體疲勞程度，并提供循證依據和系統性指導。正常人體力活動的能量代謝參考值可能不適用于卒中后軀體疲勞患者[73-74]，需重新確定。腦卒中患者運動時主要的能量消耗底物還存在分歧[41,60,62]，但營養的補充有利于腦卒中患者的恢復已經被證實[75-76]。目前并無足夠證據支持能量代謝可應用于反映腦卒中患者的軀體疲勞，還需進一步研究。