高強度間歇訓練應用于慢性心力衰竭患者的研究現狀

心力衰竭(heart failure, HF)簡稱心衰，是一種表現為心室射血功能和(或)充盈功能受損的臨床綜合征。近年來心臟再同步化治療、植入式心臟復律除顫器得到更廣泛的應用

，但是心衰的發病率與死亡率隨著人口老齡化的發展仍持續升高

，部分患者尚需輔以非藥物手段來達到更佳的治療效果

。2013年，美國心臟病學會基金會、美國心臟學會建議穩定的慢性心力衰竭(chronic heart failure, CHF)患者進行運動訓練

，運動方案多以中等強度持續訓練(moderate-intensity continuous training, MICT)為基礎，其療效得到臨床研究的證實

。近年來更多證據表明高強度間歇訓練(high-intensity interval training, HIIT)相比于MICT具有一定優勢

。因此，HIIT對于CHF患者是否為最優康復方案值得探討。本文對HIIT應用于CHF患者心臟康復中的發展、作用機制、應用及治療可行性進行綜述。

(1)網絡密度(density)：網絡密度是衡量旅游經濟整體網絡結構的緊密程度，用網絡中實際存在的關系數量與理論可能存在的關系數量的比值表示。其取值范圍為[0，1]，密度值越大，網絡結構發育越完備，各節點間旅游經濟聯系越密切。

1 概述及發展

1.1 概述 HIIT是指反復多次、每次持續時間短的高強度有氧運動，每組高強度運動被短暫的較低強度運動或休息期間隔

。目前研究中CHF患者HIIT方案的訓練強度多大于75%最大耗氧量，間歇期為靜止性休息或中低等強度運動，運動期和間歇期持續時間從20s到數分鐘不等，頻率多采用3次/周，訓練周期一般為3～16周。HIIT的特點是運動強度接近運動者的最大能力，單次運動持續時間較短，機體達到高強度運動的累積時間較長，運動對機體產生的累積有氧刺激較強

。

1.2 發展歷程 間歇性跑步及步行方案首先在19世紀被提出

，后來作為運動員的訓練方式得到普及，但對心衰患者來說仍被視為禁忌

。1990年Meyer等

將HIIT應用于冠狀動脈旁路搭橋術患者術后康復中，開啟了HIIT在心臟康復中的應用。HIIT與MICT訓練的區別在于，MICT的訓練強度一般小于75%最大耗氧量，存在持續運動時間長、運動模式單一等局限性；而HIIT能讓患者的運動強度短時內達到高水平，患者通過間歇期恢復，不易產生疲勞、更易堅持，HIIT的總運動刺激更大，最短獲益周期為6周

，且在改善心臟功能及有氧能力等方面使CHF患者獲益更多

。因此，對于CHF患者而言，HIIT作為一種依從性好、運動時效性高、獲益周期短的訓練方式逐漸得到應用。近期研究表明，根據臨床特征進行個性化HIIT運動處方制定或改良HIIT運動模式均能達到良好療效，并增加了訓練挑戰性和趣味性

。

2 HIIT在心力衰竭康復的作用機制

2.1 改善骨骼肌的功能 骨骼肌的纖維總量與類型、線粒體含量與功能在機體攝取、利用能量底物的環節起決定作用，與運動耐力密切相關

。HIIT使CHF患者肌肉得到更長更多的刺激，誘導骨骼肌產生適應性變化從而改善因骨骼肌功能障礙引起的肌肉耐力下降和疲勞感。其生理機制在于改善骨骼肌的結構和功能：結構方面改善骨骼肌的萎縮狀態，表現為增加骨骼肌總纖維數量和降低IIb型肌纖維比例，進而有效增加運動耐力、減少疲勞感

；功能方面改善骨骼肌的氧化狀態，提高線粒體功能和骨骼肌對能源物質的利用效率，表現為上調機體的過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγ coactivator-1α，PGC-1α)、葡萄糖轉運蛋白及氧化應激通路基因表達，進而促進線粒體的生物發生和葡萄糖轉運，提高骨骼肌攝氧能力，進而提高患者的有氧運動能力

。

2.2 改善心肌細線粒體功能 Vettor等

的研究發現HIIT可增加小鼠心肌線粒體轉錄因子A的表達，提高線粒體的合成能力。Jiang等

探究了HIIT對心肌梗死后大鼠心肌線粒體的保護作用，結果顯示HIIT通過抑制氨基末端激酶P53信號通路并提高PGC-1α的表達水平，阻止線粒體的病理進程，恢復線粒體功能進而改善心功能。

2.3 改善血管內皮功能 血管內皮功能障礙與CHF患者心肌灌注受損、心功能不全相關。研究表明，CHF患者在HIIT訓練后血管內皮依賴性舒張功能(flow-mediated dilatation，FMD)明顯改善。FMD由一氧化氮(nitric oxide，NO)的生物利用度調節，HIIT能通過增加NO的生物利用度提高FMD

。研究發現HIIT可強化P13K(p110α)和Akt信號通路，通過提高磷酸化糖原合成酶激酶、NO合成酶活性改善內皮功能與心功能

。

3.4 改善生活質量 Wisl?ff等

指出HIIT使CHF患者MacNew心臟疾病健康相關生活質量問卷得分明顯改善，效果優于MICT，另外幾項研究發現HIIT使心衰患者的明尼蘇達生活質量表(Minnesota living with heart failure questionnaire, MLHFQ)得分明顯提高，提示HIIT在改善生活質量方面存在優勢

。而一項納入13項研究共411例患者的薈萃分析提示HIIT在改善生活質量方面不優于MICT

，這可能與不同研究使用的量表差異性、納入使用相同量表的研究數量不足有關。HIIT改善生活質量方面的優勢仍存在爭議，有待更精確的定量分析結果進行驗證。

3 HIIT在心力衰竭康復的應用

3.2 改善心肺儲備功能 多項研究發現HIIT相較于MICT使CHF患者的峰值攝氧量(peak oxygen uptake, VO2peak)升高更顯著

。Haykowsky等

納入7項研究共168例患者的薈萃分析結果顯示HIIT改善HFrEF患者的VO2peak明顯優于MICT。Freyssin等

納入26名CHF患者的研究發現HIIT組患者訓練后VO2peak、6min步行距離顯著優于MICT組，反映HIIT改善心肺儲備功能方面的優勢。另一項納入13項研究共411例HFrEF患者的薈萃分析結果亦顯示HIIT訓練改善VO2peak的效果優于MICT

，但這種優勢在等熱量訓練方案的亞組分析中消失了，2020年ESC心血管疾病患者運動心臟病學和運動指南對此指出，對于希望恢復高強度有氧和混合耐力運動的低風險穩定患者，可以考慮開始進行HIIT方案(Ⅱb級推薦，C級證據)

。另一項納入180名CHF患者的多中心臨床研究表明，HIIT和MICT均可改善VO2peak，兩組比較無明顯差異

，得出此結果主要考慮訓練時間及周期較長導致患者依從性下降等因素所致。HIIT的優勢仍需更多大型隨機對照研究驗證。

3.1 改善心臟功能 研究發現，HIIT使CHF患者左心室射血分數(left ventricular ejection fraction，LVEF)明顯提高，左室舒張末期容積和收縮末期容積明顯降低(

<0.02)，而MICT組患者無明顯變化，提示HIIT改善心臟收縮和舒張功能相較于MICT存在顯著優勢

。Tomczak等

的研究表示CHF患者進行HIIT后左室收縮末期容積減少6%、二尖瓣環收縮速度增加21%、LVEF增加2.4%，提示HIIT對心衰患者訓練后的短期心室功能產生有益作用。一項納入7項研究共119例心衰患者的薈萃分析提示，HIIT在改善LVEF方面優于MICT

。另一項納入120例心衰患者的隨機對照研究也顯示，應用改良的HIIT相比于MICT在改善LVEF方面有明顯優勢

。一項薈萃分析納入18項研究共701例射血分數降低的心衰(heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF)患者，其中HIIT組相比于對照組的LVEF提高更顯著，但與MICT組相比沒有差異

。一項納入261例心衰患者的多中心臨床研究(SMARTEX-HF)發現HIIT改善左室舒張末期內徑優于進行體育鍛煉建議的對照組(

=0.02)但不優于MICT組

。這兩項研究結果均未體現HIIT的優勢，可能原因在于患者進行HIIT時訓練強度不足，SMARTEX-HF研究中51%的HIIT組患者運動強度低于規定值，80%的MICT組患者運動強度高于規定值，兩組間訓練強度差異的縮小會掩蓋HIIT改善心功能的優勢；此外，MICT的療效主要體現在訓練6個月之后，而HIIT不超過3個月。綜上兩個因素可以說明訓練強度在HIIT改善心功能中起關鍵作用；若期望在短期內改善心功能，HIIT是更優選的方案。

3.3 改善自主神經功能 Guiraud等

發現CHF患者進行HIIT訓練后心率顯著降低、室性早搏發生減少，心率變異性(heart rate variability, HRV)分析結果中規一化的高頻段功率(normalized high-frequency power, HFnu%)明顯提高，與MICT組及對照組相比存在優勢，Besnier等

的研究結果也顯示HIIT使患者HFnu%明顯增高，而MICT組患者無明顯改善，提示HIIT在改善心率變異性、提高自主神經調節功能方面優于MICT。

式(15)將狀態向量XL的15維狀態簡寫成5維,給出了當地水平坐標系中的力學編排方程,Wr、Wv、WR均為白噪聲向量。這個導航方程的輸出包括地理坐標(φ,λ,h)、速度(ve,vn,vu)和姿態角信息(翻滾角γ,俯仰角p,航向角y)。

第四象限包括“8”、“10”、“11”、“14”和“19”共5個感知指標。游客對這5個指標的評價低于重要性感知得分的總體均值，但高于滿意度感知得分的總體均值，表明這些指標在游客心中期望值不高但得到了認可。所以，青秀山現階段可以維持在潔手設備、照明、外觀、裝飾等方面的管理和建設，合理配置資源進行第二象限和第三象限的項目改進。

4 HIIT在心力衰竭康復的治療可行性

4.1 安全性 HIIT應用于CHF的研究均未出現肌鈣蛋白T升高、心律失常、血壓異常、心衰癥狀加重等報道

。在一項納入了261例患者的研究中發現了與運動不直接相關3例不良事件

；一項納入254例患者的研究中HIIT組發生3例嚴重不良事件，但與MICT組及常規運動組相比差異無統計學意義

。不良事件的出現提示選擇HIIT訓練時機及評估的重要性。癥狀未得到控制、心功能分級IV級的患者進行的任何運動均被視為禁忌。CHF患者在進行HIIT前應嚴格排除訓練禁忌癥，通過心臟超聲、心肺運動試驗等評估確保患者的運動耐受性，控制心衰危險因素、預先優化心衰治療(包括必要的裝置植入)。全運動過程監導是必要的，在出現癥狀時及時調整訓練方案或適時終止訓練

。

2007—2017年世界鋸材出口額排名前5位的國家包括加拿大、瑞典、美國、俄羅斯和德國、奧地利和芬蘭，2007年依次為加拿大、瑞典、美國、俄羅斯和德國，2017年為加拿大、美國、俄羅斯、瑞典和德國。加拿大始終居第1位，世界占比2007年達到29%，其余年份均高于15%;瑞典在2007—2013居第2，在2014—2015年居第3或第4位;俄羅斯在2007年居第4，之后穩居第3，且市場份額有上升態勢，在2014——2016年排名第2;德國、美國也是重要的鋸材出口國，近10年來其份額一直保持在前5;奧地利和芬蘭則在個別年份進入前5。

4.2 依從性 多項研究表明，心臟疾病患者能很好的耐受康復治療中應用的HIIT訓練

。相較于MICT，患者更傾向于選擇HIIT，這可能與患者進行HIIT訓練時主觀疲勞感覺(rating of perceived exertion，RPE)評分更低有關，即HIIT通過改善CHF患者呼吸困難狀況增加患者的依從性

。Normandin等

納入20例HFrEF患者的研究中，HIIT組患者的訓練完成度比MICT組更高，這與Papathanasiou等

的研究結果一致。此外，盡管HIIT訓練的運動輸出功率更大，但是HIIT組患者運動后的RPE得分并不高于MICT組，提示HIIT是一項高效的運動方式，且患者具有很好的耐受性和依從性

。

5 小結

多項研究證實HIIT可以改善CHF患者的心功能、逆轉心室重構，提高心肺儲備功能、生活質量并調節迷走神經功能，具有良好的依從性和安全性。目前在心衰患者中應用HIIT與MICT的優劣尚無定論，HIIT的優勢仍需大型隨機對照研究進一步驗證。值得注意的是，為CHF患者進行HIIT運動處方制定時，需充分考慮患者的實際情況選擇搭配不同的間歇時間、間歇方式、運動強度及運動方式，為患者制定科學、個性化的最適運動方案。

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