有氧聯合抗阻訓練在腦卒中康復治療中的研究進展

何 丹 綜述，涂小華 審校

(重慶醫科大學附屬康復醫院，重慶 400050)

腦卒中是一組急性腦循環障礙所致的局限或全面性腦功能缺損綜合征，包括缺血性和出血性腦卒中兩大類。隨著社會人口老齡化進程的加劇，腦卒中的發病率越來越高，該病已成為我國致死排名的第一位。據2017年數據統計顯示，我國每年約有240萬新發腦卒中患者，70%～80%幸存者遺留有癱瘓、失語、認知功能障礙等[1]，腦卒中已成為致殘的主要原因。肌肉無力是腦卒中患者最突出的特點，會嚴重影響患者的獨立性及生活質量。肢體肌力的下降、運動模式的改變使患者在步行活動過程中能量的消耗大于肢體正常的人，而這種運動訓練過程中的高能量需求將對患者的康復治療產生負面影響，可能使患者不愿活動，進一步增加卒中后幸存者再發腦梗死及其他心血管疾病的風險[2]。已有部分研究發現，抗阻訓練能夠增加患者肌力并且減少患者跌倒的風險[3]，其在腦卒中康復治療中的應用越來越廣泛。有氧訓練則能夠改善腦卒中患者心肺功能。本文就運動訓練在腦卒中康復治療中的應用綜述如下。

1 有氧訓練

有氧訓練主要通過有氧代謝產生三磷酸腺苷，以滿足人體肌肉等組織的能量需求，是一種低、中強度的體育鍛煉。通常情況下，有氧訓練是輕到中等強度的運動，為60%～80%最大心率(HRmax)的活動。運動處方主要包括運動的目的、運動的形式、運動的強度、運動的頻率及運動的時間。目前，國內外研究中制定了多種有氧訓練方式，例如功率自行車訓練、四肢聯動、上下樓梯、慢走、有氧、太極等。有氧訓練能加快全身血液循環，增加新陳代謝，提高患者運動耐力。患者在進行有氧訓練的過程中，大腦的血流量和腦代謝得到改善，增加了腦源性神經營養因子的釋放，從而促進大腦的健康[4]。周慧軍等[5]通過對冠狀動脈搭橋術后患者進行功率自行車訓練，發現功率自行車訓練有助于冠狀動脈搭橋術后患者的康復，并可以提高患者的生活質量。

2 抗阻訓練

抗阻訓練是指以增強肌肉力量為主的訓練，包括等張訓練、等長訓練和等速訓練。其中等張訓練是指肌張力保持不變的訓練，在訓練過程中可以募集到較多的運動單元投入工作中，產生更大的張力，以便取得較好的肌力增強及肌肉體積增加效果。等張訓練分為離心性訓練和向心性訓練。肌肉收縮時，阻力負荷低于肌肉所產生的力，肌肉發生的收縮形式稱為向心性收縮；阻力負荷大于肌肉所產生的力，肌肉被動被拉長的收縮形式稱為離心收縮。在相同的速度下，離心收縮產生的力量是向心收縮的2～3倍[6]。針對腦卒中患者，離心收縮帶來的力量增強比向心收縮更容易保存，離心力量訓練在提高腿部力量方面比向心力量訓練更有效[7]。此外，離心收縮在產生較大力的同時耗氧量更少，且離心收縮可以提高肌肉對抗運動訓練帶來的延遲性疼痛，以及偏癱患者對離心訓練的耐受性。在康復訓練過程中，向心訓練往往需要昂貴的訓練設備，家庭訓練往往難以實現。離心訓練可以選擇在家里使用橡皮筋或重物獲得訓練效果。對于需要長期訓練的腦卒中患者而言，抗阻力的離心訓練更可行、更適用。

抗阻訓練方案中的變量包括運動強度、重復次數、練習次數及練習間隔的休息時間。運動強度通常定義為一個重復最大次數百分比。訓練中往往通過最大重復次數評估患者的運動量，例如最大重復10次或重復25次。練習間隔的休息時間因受訓人群而有所不同。典型的訓練方案是4組，每組重復30次，每組中間間隔數十秒至數分鐘[8]。

3 有氧訓練對腦卒中的作用

腦卒中患者心血管功能主要反映在運動過程中的最大攝氧量(VO2max)上。現有研究已證實，有氧訓練可以顯著改善心血管健康，以峰值攝氧量(VO2peak)變化為主，還可以改善患者步行的耐力和速度。在卒中早期(卒中后1周至6個月)及時進行有氧訓練，VO2peak能夠得到顯著改善[9]。高強度有氧運動訓練能夠更好地提升腦卒中患者心肺功能，改善運動功能，提高生活能力，且安全性高，有利于卒中后患者恢復正常機體功能。早期有氧訓練能夠有效改善腦卒中患者的心肺功能指數，增強患者心肺功能，減少腦卒中再發率。也有研究顯示，大部分腦卒中患者合并糖尿病，有氧運動訓練能改善腦卒中患者糖代謝及胰島素抵抗，并且促進患者認知功能、運動功能恢復[10]。

在腦卒中早期，進行有針對性的有氧運動可能提高任務導向性練習的能力，促進神經的可塑性[11]，顯著改善患者的運動功能、步態，提高患者的平衡功能[12]。RHAYUN等[13]對腦卒中患者進行6個月的太極訓練，發現參與太極訓練的患者在吞咽能力、行走能力、屈肌力量和認知功能方面得到改善。封常美等[14]對腦卒中偏癱患者進行為期4周的有氧運動聯合肌肉牽張輔助訓練，發現該訓練對腦卒中偏癱患者的短期應用效果顯著,可明顯增強患者肌力,改善其運動功能和生活質量。腦卒中患者由于本身有氧運動能力下降，常規康復治療中的運動強度往往達不到提升患者心血管適應性的要求。有研究表明，8周的有氧訓練時長是發生心血管適應性反應的最低時限要求[15]，而患者在4～6周的脫訓后，鍛煉所帶來的益處就會喪失[16]。在相同的運動負荷下，偏癱患者訓練后，心率、收縮壓、舒張壓較健康人增幅更大。可見，有氧訓練產生的益處具有劑量依賴性，劑量由頻率、持續時間和強度的交互作用決定，有氧運動的總量對獲得和維持心肺健康非常重要。因此，在制定康復治療方案時，臨床醫生因綜合考慮各方面因素，評估患者基礎疾病情況，設定合理的運動強度及運動時間，以達到最佳訓練效果。

4 抗阻訓練對腦卒中的作用

腦卒中后患者呈偏癱步態，最常見原因是肌肉力量不足及患腿內的肌肉不平衡，這也是運動訓練過程中的主要限制原因[17]。偏癱患者癱瘓側肢體髖屈肌和膝關節伸肌的力量是決定舒適或快速行走速度的最重要因素。踝部足底屈肌的痙攣是造成患者肢體不協調的重要因素，且嚴重影響患者的行走速度。與健康受試者相比，腦卒中患者偏癱側肢體力量不足，肩部肌肉的協同作用及三角肌的耦合發生變化，肌肉能量消耗增加；下肢力量不足導致腦卒中患者的行走速度減慢，行走過程中肢體的協調性減低。腦卒中患者不僅患側肢體的肌肉力量和肌肉質量下降，同時異常的步態使健側肢體同樣遭受相應損傷[18]。患者通過抗阻訓練，使肌肉達到超負荷，刺激神經和肌肉發生變化，從而增加肌肉力量。JEONG-HO等[19]研究發現，等速抗阻訓練有利于激活上肢肌肉，增加肩部肌肉的協調性及三角肌的耦合作用；同時對患側肢體進行抗阻訓練可以改變大腦和海馬的灰質，增加皮質興奮性[20]，改變腦代謝活動和氧氣消耗，并可能抵消腦卒中引起的體能下降。采用漸進式抗阻訓練對改善老年人的力量有積極作用，可以增強老年人的肌肉力量及活躍度，從而改善患者的運動功能。

抗阻訓練通過多種訓練方式，增加訓練中的趣味性，減輕腦卒中患者的抑郁情緒[3]。SIMS等[21]對45例腦卒中幸存者進行為期10周的漸進式抗阻訓練，以及為期6個月的精神狀況觀察，發現漸進式抗阻訓練可能減輕某些卒中后幸存者的抑郁癥狀并改善其健康狀況。在步態能力管理上，抗阻訓練的效果明顯優于拉伸訓練及卒中后的健康教育，能夠促進偏癱患者步態的恢復。SIDIKA等[22]通過加強腦卒中患者雙側膝關節及踝關節肌肉力量，發現等速肌力訓練及常規康復訓練均能改善偏癱患者步態、平衡功能及生活質量，但肌力強化訓練組效果更明顯。對腦卒中患者進行力量訓練不僅可以改善患者運動的發力方式，還可以改善偏癱側的力量和步態速度[23]。MIREILLE等[24]對比了離心訓練和任務導向性訓練對慢性腦卒中患者下肢功能及步態的影響，發現離心訓練結合任務導向性訓練能夠增強患者的下肢運動功能及肢體肌力。抗阻訓練和任務型訓練相結合在改善上肢功能和肌力方面比單獨的任務型訓練更有效[25]。任務型訓練對于患者神經可塑性恢復有一定的積極作用，通過聯合訓練不僅能增加肌力，還可以提高任務型訓練的效果。

5 有氧訓練聯合抗阻訓練對腦卒中的作用

5.1心肺功能 近年來，國內有學者分別對75例腦卒中偏癱患者進行有氧訓練、等速肌力訓練及有氧聯合等速肌力訓練，結果顯示，聯合訓練組患者肺功能及下肢功能較康復訓練前改善明顯，單獨進行等速肌力組較康復訓練前稍有改善，可見等速肌力訓練與有氧運動具有協同作用,可進一步改善患者的肺功能，提高患者肢體運動能力及日常生活自理能力。國外研究表明，有氧聯合抗阻訓練能夠改善腦卒中患者6 min步行試驗中的步行速度[26]。SUSAN等[27]比較了有氧聯合抗阻訓練和單獨有氧訓練對腦卒中患者的影響，結果顯示，與每周5次的有氧訓練相比，采用2次抗阻訓練代替2次有氧運動訓練，患者的肌肉力量、耗氧量(VO2)、潮氣量(VT)的改善效果更好；患者在坐立測試的表現也較單獨有氧訓練改善更顯著。對受試者身體成分進行分析，發現有氧聯合抗阻訓練能夠顯著降低患者軀干和腿部脂肪百分比，提高患側肢體的肌肉質量。在中老年人群中，較高的肌肉質量可預防由各種原因引起的心血管死亡[28]。SUSAN等[27]研究結果也顯示，有氧聯合抗阻訓練與單獨有氧訓練的VO2peak相似，但聯合訓練較單獨訓練時通氣閾值的VO2提高2倍，肌肉力量和質量的增長幅度更大。因此，在有氧訓練的基礎上適當增加抗阻訓練可顯著改善心肺功能。抗阻訓練通過增強肌肉的質量和力量來增強心肺功能，肌肉質量的提高與心血管、整體預后的改善有關。

5.2對肢體運動功能的作用 腦卒中偏癱患者最常見的問題是步態異常，所以恢復患者行走、平衡等下肢功能就成了康復訓練的重點。在有氧訓練中疊加抗阻訓練，可以在不增加患者肌肉痙攣的情況下，改善偏癱側的肢體功能。李綱等[29]研究發現，對腦卒中患者進行低阻力等速肌力訓練，能夠明顯改善患者的下肢功能，提高日常生活能力。在常規的手功能訓練中，增加基于游戲的阻力訓練，能顯著改善腦卒中患者的肌肉力量、運動功能及柔韌性，并且增加康復訓練的挑戰性、趣味性，提高患者參與康復訓練的積極性[30]。

5.3自主神經功能 FLAVIA等[31]在有氧運動基礎上疊加了為期8周的低強度、高重復抗阻訓練，發現聯合組在抗阻訓練過程中可以改變機體的代謝和自主神經反應能力，其心臟自主神經調節獲得了積極影響。慢性腦卒中患者通常合并糖尿病和糖代謝異常，在針對合并糖尿病的患者研究中，發現與單獨有氧訓練比較，有氧聯合抗阻訓練在降低糖化血紅蛋白水平(HbA1c)方面更有效；與單獨的抗阻訓練比較，有氧聯合抗阻訓練在降低HbA1c、空腹血糖(FG)和甘油三酯(TG)水平方面更有效。有氧聯合抗阻訓練比單獨使用任何一種方法的血糖控制效果更好。

5.4認知功能 在認知功能方面，楊艷等[32]發現，有氧運動聯合抗阻運動可減輕腦卒中后非癡呆型認知障礙患者所受到的神經功能損傷，改善患者認知功能，促進神經功能和肢體功能的恢復。腦卒中后有相當數量的患者會出現卒中后抑郁。卒中后抑郁是腦卒中患者的重要并發癥，會嚴重影響腦卒中患者的康復治療進程，導致更大的殘疾和更高的致死率[33]。研究表明，運動訓練在恢復腦卒中患者認知功能同時[34]，也能減少卒中后抑郁的發生。在常規有氧訓練中聯合抗阻訓練，能夠增加患者運動訓練過程中的趣味性，進一步改善患者抑郁情緒，增加患者參加康復治療的積極性。在腦卒中的康復治療中，有氧聯合抗阻訓練不僅能夠改善患者的運動功能、心肺功能，對于血糖調節、代謝、肌肉質量都有明顯益處。在針對腦卒中合并各種常見基礎疾病患者制定康復方案時，有氧聯合抗阻訓練能夠改善患者功能障礙，同時提高患者對基礎疾病的適應性。

6 小結與展望

運動訓練是骨骼肌產生的、任何大幅增加能量消耗的身體運動過程，偏癱患者由于肢體的功能障礙及肌力的下降，導致身體活動處于一個低水平狀態。不恰當的運動處方會進一步增加患者發生血管疾病的風險，有計劃的運動訓練對于卒中后患者十分必要。美國心臟及腦卒中協會在對卒中后患者給出的體育鍛煉及運動建議中，提到為促進卒中后患者的體力活動恢復，應采取低到中等強度的有氧運動及肌肉強化運動。目前，在臨床上由于患者的依從性較低及缺乏合理、科學的指導，患者在實際操作過程中的有氧訓練往往低于目標有氧成分的劑量。當患者在抗阻訓練負荷或強度不足的情況下進行運動干預，往往無法增長肌肉力量。這樣的運動通常達不到誘導心血管和肌肉系統激活的壓力水平，并且會使機體對于運動逐步產生適應性，達不到訓練的效果。以適當的運動劑量進行運動訓練，不僅可以改善患者的運動能力，還可以降低腦卒中患者再發腦卒中的發病率和早期致死率[35]，顯著提升腦卒中患者心肺功能、肌力和步行能力。

研究表明，在改善心肺功能方面，中長期的有氧訓練效果大于短期；在訓練強度上，每周進行3 d中等強度有氧訓練的效果與每周進行4 d及以上的結果比較，差異無統計學意義(P>0.05)；在肌力的增長上，短期的抗阻訓練肌力增長明顯優于長期訓練，這可能是因為肌肉在長期訓練的過程中對訓練產生了適應性[36]。UMPIERRE等[37]發現，HbA1c水平降低與有氧運動訓練中的運動頻率有關，與有氧聯合抗阻訓練中每周抗阻訓練的劑量有關。綜上可以認為，每周3 d中等強度的有氧訓練，聯合短療程的抗阻訓練可能是改善腦卒中患者心肺功能的合適方案，并且能顯著提高腦卒中患者肌力水平。

單獨的有氧訓練、抗阻訓練或有氧聯合抗阻訓練都可以顯著改善腦卒中患者的心肺功能、肌力、步行能力、步行速度。部分研究表明，相對于任何一項單獨運動訓練，有氧訓練聯合抗阻訓練對腦卒中患者的積極影響效果更顯著。但是，針對于腦卒中患者康復治療中所需運動訓練的最佳劑量、有氧和抗阻訓練的最佳頻率等尚不明確，需要更好地了解運動處方是否符合腦卒中患者的運動原則，所制定的運動處方是否能夠提高患者的依從性。未來還需要進一步研究探討合適腦卒中患者的科學運動訓練方案。