外周動脈疾病運動療法研究進展

雷雨 王曉東 李畢華 蔡云燕

(1銅仁學院大健康學院，貴州 銅仁 554300；2廣東韶關學院體育學院)

外周動脈疾病(PAD)是一種常見但易被忽視的動脈粥樣硬化疾病，其與血管功能、心肺功能和肌肉力量減弱有關〔1〕。病初沒有明顯臨床表現，而在進一步的發展下，常表現出下肢行走困難、跛行、疼痛甚至不能行走，常被認為是下肢動脈疾病。60歲以上的人群中，PAD的發病率已高達10%，在 65 歲以上人群中動脈硬化性閉塞癥的發病率高達20%〔2〕。此外，近10年來，由于發展中國家人口增加、老齡化、糖尿病發病率增加、吸煙等原因，導致PAD發病率約增加23%〔3〕。PAD對人類健康特別是對老年人身體健康和生活質量的影響越來越大。

經常鍛煉對促進健康和治療疾病有良好效果。美國心臟協會、美國糖尿病協會和美國運動醫學院甚至開始考慮或倡導“以運動為藥”〔4〕。研究認為，運動可使PAD患者死亡的總風險降低20%～35%〔5〕。定期運動可預防心血管和肺疾病，包括冠心病、慢性阻塞性肺疾病、高血壓和間歇性跛行、代謝綜合征(2型糖尿病、肥胖和高脂血癥)、癌癥、抑郁癥及肌肉骨骼疾病(包括骨質疏松、類風濕關節炎、纖維肌痛、慢性疲勞綜合征和痛風)等〔6,7〕。相反，當缺乏運動時，這些疾病通常會惡化和(或)病程進展加速〔8〕。此外，運動療法與血管重建術的比較研究顯示，PAD的治療效果短期表現手術治療較好，但隨著時間的推移，運動療法并不亞于手術治療〔9,10〕。研究認為運動可降低PAD發生，并有改善或治療的益處〔5,11〕。本文就PAD的運動療法及其機制進行綜述。

1 運動與PAD的發生

研究表明，PAD的危險因素主要包括高齡、吸煙、高血壓、血脂異常及糖尿病等〔12〕。外周動脈疾病的患病率隨著人口壽命的增長而增加，如65歲及以上男女人群中患病率為10%～15%，80歲及以上的男性和女性中，患病率超過20%〔12〕。此外，吸煙與從未吸煙的人相比，患PAD的風險增加2.0～3.4倍，糖尿病患PAD的風險增加1.9～4.0倍〔12,13〕。適度運動在延緩衰老、改善血脂異常、防治心血管疾病和糖尿病等具有良好作用。這表明運動對PAD發生的危險因素除吸煙外，對其他誘發因素都可能有抑制作用。可見，運動可能有助于防止PAD的發生。Heikkil?等〔14〕研究了體力活動與PAD之間的關系。結果表明有PAD的患者比沒有PAD者身體活動少，說明體力活動降低了患PAD的風險，而且還發現體力活動的強度和量越大發生PAD的概率越低。進一步證明經常運動可降低PAD的發生風險，且防治效果與運動的強度和量有關。

2 PAD的運動療法

治療PAD的目的在于控制全身性的心血管危險因素，改善肢體功能狀態和提高生活質量，降低血管事件發病和死亡。研究認為，綜合干預治療和合理的生活方式是解決這些問題的關鍵〔11〕。PAD的標志性特征就是運動能力下降，而運動是改善患者運動能力的重要手段。此外，研究表明，運動鍛煉加藥物治療對跛行發作時間改善程度比單純藥物治療效果好〔15,16〕。研究表明，有監督的跑步機運動和步行鍛煉可改善PAD患者下肢功能表現，防止功能下降，提高步行能力，同時也幫助患者實現更好地控制高血壓、高血糖、肥胖和血脂異常，從而進一步降低心血管風險和動脈粥樣硬化疾病的流行率〔17,18〕。最近一項研究顯示，PAD患者有監督訓練和家庭鍛煉比手術治療對其步行性能的影響較有益〔19〕。盡管此方面研究還很少，但進一步說明PAD患者日常運動鍛煉是安全和有效的。可見，PAD患者采用運動療法是可行的。

2.1步行鍛煉 在平板上步行是早期研究運動訓練對PAD患者影響較多的一種運動方式。趙喆等〔20〕總結了此方面的研究成果，患者運動前進行運動耐受性的評估，依此制定運動計劃，患者通過反復運動-休息-運動，直到出現中度的疼痛停止運動，并逐漸增加行走距離，運動時間控制在3～5 d/w，50 min/d(包括間歇休息)。這一運動計劃能顯著改善患者疼痛和最大步行距離及時間。目前，PAD患者流行以家庭為基礎、步行鍛煉形式為主的運動療法，這樣減少了患者前往醫療機關進行治療耗費的許多時間、精力和成本。此外，以家庭為基礎的步行鍛煉比有監督的運動計劃更有可能讓PAD患者更容易接近和接受。McDermott〔18〕研究認為以家庭為基礎的步行療法，運動3～5次/w，最初患者每次步行的時間10～15 min，隨步行能力提高逐漸增加至50 min，這樣堅持步行鍛煉可改善患者病情及提高生活質量。張婷等〔21〕研究顯示，以社區或家庭為基礎的運動鍛煉具有一定的療效，但在家庭運動組中，有部分PAD患者堅持基于家庭的運動有困難。可見，在家鍛煉治療需要家庭嚴格監督和患者積極配合，才能保證運動鍛煉行之有效。

總之，PAD患者步行鍛煉是安全和可靠的。步行鍛煉計劃制定應考慮PAD患者個體特性及其對運動的反應與適應水平及安全性，因而在制定步行鍛煉計劃之前，應對患者進行運動機能評估。一般來說采用低強度的步行鍛煉為宜，每次鍛煉總時間30～50 min，每周至少3次，當在鍛煉過程中出現疼痛應適當休息后再繼續鍛煉，長期堅持鍛煉效果較好。

2.2跑步機訓練 PAD患者跑步機訓練也是研究較多的運動康復治療方式。McDermott〔18〕研究顯示，有監督的跑步機運動能顯著改善PAD患者的疼痛和跑步機行走性能或步行距離。該研究綜合分析了Gardner等〔22〕和Fakhry等〔23〕在Meta分析研究PAD患者跑步機訓練的研究結論。Fakhry等〔23〕分析顯示在有監督的運動后，PAD患者的跑步機行走性能有了明顯改善，受益程度低于Gardner等〔22〕報告的Meta分析。Fakhry等〔23〕報告的監督鍛煉的效益較低，可能是因為其元分析僅包括隨機試驗，而Gardner等〔22〕的元分析主要包括不加控制和非隨機的研究。McDermott〔18〕研究認為以跑步機訓練每周運動3次，最初患者每次15 min，逐漸增加至40～50 min(訓練到接近或腿部疼痛)，可能是較適合PAD患者跑步機訓練治療方法。Fakhry等〔23〕分析顯示，無論受監督的運動干預是短期(4～11 w)、中期(12～26 w)或長期(>26 w)，無疼痛和最大跑步機行走時間均有顯著改善。Gardner等〔22〕研究顯示持續6個月或更長時間的有監督的運動項目對間歇性跛行的PAD患者的治療效果要好于較短的鍛煉項目。然而，另一項研究表明，PAD在跑步機運動中的作用是逐漸實現的，運動約4 w后才能觀察到最初的療效，大多數跑步機步行效果在開始運動治療后8～12 w出現〔24〕。一項有監督的跑步機運動研究顯示，跑步機步行性能在4～6 w內得到改善，而6 min步行距離(6MWD)的提高則是漸進的〔25〕。這可能與跑步機運動訓練PAD患者對跑步機行走結果的測量有關。

Schieber等〔26〕對47例PAD的跛行患者在接受6個月的監督鍛煉治療之前和之后立即進行步態分析。鍛煉包括3次/w，5 min/次輕度步行熱身和拉伸大腿和小腿肌肉，50 min間歇跑步機步行和5 min放松。6個月的監督鍛煉療法增加了步行距離和改善了生活質量，其與肌肉力量和步態生物力學的同步改善相一致。6個月有監督的跑步機運動干預在6個月的隨訪中改善了6MWD，但在12個月的隨訪中沒有持續效果〔27〕。是否因為機體對長期固定的運動刺激產生適應，可能導致運動改善患者步行的效果下降，還有待進一步研究。

2.3阻力訓練 McDermott〔18〕研究顯示，與不運動的對照組相比，力量訓練改善了PAD患者的步行能力及最大步行時間。然而，PAD患者6MWD沒有顯著變化，而有監督的跑步機運動顯著高于對照組，提高了6MWD。這些結果顯示，力量訓練似乎比步行鍛煉的效果要差。最近，Parmenter等〔28〕研究平坦地面有步行能力的PAD患者采用抗阻力訓練(RT)，研究對826例(363例完成RT)患者進行分析，平均年齡(67.1±3.8)歲，每周訓練2～7次，持續(17±7)w，力量訓練包括上肢、下肢或全身訓練。結果顯示，RT顯著改善了恒定負荷跑步機的起振和總步行距離(P<0.01)；訓練強度在改善中起到了重要作用，較高強度訓練改善更明顯(P<0.05)。表明較高強度的RT與更好改善PAD病患者步行能力的結果相關。可見，阻力訓練不但可提高PAD患者的步行能力，且較好的訓練效果與較高強度有關，這也使得比較力量訓練與跑步機訓練的治療效果復雜化，還有待進一步研究。

2.4自行車運動 Haga等〔29〕對16例PAD和間歇性跛行患者采用自行車運動訓練，完成了為期3個月的自行車運動項目(總運動時間，40～60 min)，該計劃包括每周3 d騎自行車的練習，強度為最大負荷的70%，每次30 min。該方案還包括10 min下肢肌肉群的伸展熱身和放松整理運動。并對患者踝臂指數和生活質量(QOL)問卷進行分析和評價。研究結果顯示，自行車運動提高了PAD患者生活質量和步行能力。可見，適度的自行車運動可能對PAD患者具有一定的療效，但具體情況如何，尚需要更多的實證研究。

2.5水上行走 Park等〔30〕研究水上行走運動對PAD患者心血管功能、心肺功能、運動耐力(6MWD)、身體功能、肌肉力量和身體成分的影響。招募了72例PAD患者為期12 w的研究，患者隨機分為水上行走訓練組(35例)或對照組(37例)。訓練組在腰部到胸部的深水中進行行走和腿部鍛煉。在實驗前、后測量腿部動脈僵硬度、股踝脈搏波傳導速度、心率、血壓、踝肱指數、最大攝氧量、6MWD、身體功能、肌肉力量、身體成分、靜息代謝率和柔韌性。研究結果顯示，訓練組腿部脈搏波傳導速度和心率之間存在顯著的時間交互作用(P<0.05)，最大攝氧量、6MWD、身體功能和肌肉力量之間存在顯著的時間交互作用(P<0.05)，而對照組沒有變化。參與者水上行走鍛煉計劃的堅持率相對較高(84%)。表明水上步行運動可能是降低動脈僵硬度的有效療法，并可改善PAD患者的心肺功能、運動耐力、身體功能和肌肉力量。但由于現有水上運動療法的研究尚少，需更多的實驗研究，以確保其療法的安全性和有效性。

2.6振動療法 Aoyama等〔31〕對20例老年心血管疾病患者采用全身振動訓練(WBVT)對其血管內皮功能的影響及其安全性進行了研究，采用5種不同的站式進行WBVT，包括垂直振動、頻率30 Hz和振幅3 mm，每次振動持續30 s后間休120 s再重復進行。研究顯示，急性WBVT對老年血管疾病患者內皮功能有有益影響，且無不良事件發生。這些發現支持需要進一步隨機對照研究，以研究WBVT的長期效應。Cochrane等〔32〕對14例有間歇性跛行的PAD患者振動治療(VT)，改善了癥狀性PAD個體的肌肉功能和性能。可見，PAD采用VT也是可行和有益的，但由于現有研究的局限性，需要進一步的研究來證實和擴展這些初步發現，并探索VT的作用機制。

2.7聯合運動療法 Kropielnicka等〔33〕研究不同運動形式對PAD患者的影響，所有形式的3個月運動訓練對最大距離都是有利的，組合訓練(阻力和步行鍛煉)是加強腿部方面最有效的運動形式。與其他運動訓練方法相比，組合訓練在支撐踝關節肌肉的力量——速度參數上表現出最高的效率。該研究認為，運動療法在治療PAD患者時，應考慮采用步行和阻力訓練相結合的方法。此外，研究認為，PAD上肢有氧訓練和下肢有氧訓練均能改善患者上肢和下肢功能〔34〕。因此，采用聯合運動療法時即可考慮采用不同的運動方式組合，也可考慮鍛煉不同的部位組合訓練，可能對改善患者更為有利，但采用什么樣的聯合運動療法、能取得更好的療效尚有待研究。

以上提示目前PAD患者步行和跑步機鍛煉運動療法可能并不能取得最佳運動療效，是否存在某種運動方式或聯合運動療法更適合PAD患者的治療目標，尚未可知。此外，PAD患者在家庭鍛煉也是可行和有益的。然而，最近一項為期12 w的家庭自我監測身體活動計劃(久坐行為、直立和踏步活動)對無癥狀PAD患者血管內皮反應性、動脈僵硬度的研究結果顯示，無癥狀PAD患者微血管反應性得到了適度改善，但動脈僵硬度沒有得到改善〔35〕。可見，家庭鍛煉對無癥狀PAD患者總體上是有益的，動脈僵硬度沒有改善可能因運動計劃缺陷或研究時間太短等原因所致。總之，選擇何時何地及何種運動方式或如何組合不同運動方式，為防治PAD制定行之有效的運動訓練計劃可能是今后研究的重要課題。

3 運動改善PAD的可能機制

PAD患者運動能力下降與肌肉功能、內皮功能障礙、炎癥反應等有關〔36〕。運動被認為是改變骨骼肌基因和蛋白質表達的生理刺激，而不是疾病過程，與可能引起類似變化的疾病過程相反。如許多與運動的有益作用相關的信號通路也與許多疾病過程中的有害影響有關〔5〕。因此，運動促進健康機體功能的分子機制可能與運動改善PAD患者病情的分子機制存在某種聯系，但目前尚不明了。

研究表明，PAD患者內皮細胞胰島素信號受損，導致血管內皮一氧化氮合酶(eNOS)表達下降和磷酸化水平降低，而運動可增加血管內皮eNOS的表達和磷酸化，從而逆轉這些病理學變化，進而扭轉血管內皮功能的障礙〔37〕。有監督的運動訓練可以提高小腿肌肉的最大血流量和氧攝取水平。有監督的運動訓練提高了患者在運動中增加微血管、小腿肌肉血流量和氧攝取的能力。監測血液流量和氧攝取的結果顯示運動訓練增強了肌肉的氧化代謝，這可能是觀察到的最大跛行時間改善的一個潛在機制〔38〕。此外，PAD患者運動時，交感神經活動調節的動脈血壓和血管收縮增加〔39〕。研究表明，與運動的有益作用相關的信號通路與健康個體運動促進健康的信號通路機制可能與防治PAD分子機制類似，如內源性抗氧化劑和肌因子是肌肉改善炎癥性疾病的重要因素，表明這些因子與長期運動訓練對急性缺血性損傷的潛在益處有關〔5〕。

總之，運動治療PAD的分子機制可能與其促進機體生理功能發生適應性變化的分子機制有關，但運動誘發適應性變化的分子機制與機體各組織、器官及其細胞分子等的適應性變化密切相關，且不同的運動方式、強度和時間等也對機體發生的適應性變化有影響。可見，運動改善PAD病情的分子機制究竟如何，有待進一步研究。

4 運動治療PAD注意事項

PAD患者的治療目標是預防心血管事件和改善下肢功能表現以防止機體功能下降。為了預防心血管事件，應幫助所有患有吸煙PAD患者戒煙；對于有血小板的患者，應給予高效他汀類藥物和抗血小板治療〔36〕。血壓應該按照現行的高血壓指南進行治療。所有PAD患者都應考慮運動療法。用跑步機試驗確定最大步行時間是評價PAD患者步行能力和治療效果的金標準方法〔40〕。對于大多數患者，常規的跑步機運動應激試驗足以識別冠狀動脈缺血。因此，在制定運動計劃之前，PAD患者應該完成一項基本的跑步機心肺運動試驗，以評估其運動負荷能力，為制定運動計劃提供依據，避免運動不當。此外，在家鍛煉應加強監督，以提高療效和避免發生傷害事故。

運動強度應視PAD患者的病情和運動方式來定。建議患者步行至近最大腿部疼痛時休息，當腿部疼痛在休息期間消退，PAD患者應再次恢復行走，這樣有助于提高運動治療的療效。此外，目前出現許多新的運動治療PAD的方法，使用時應慎重制定運動計劃，以避免發生不良事件。

綜上，目前，運動療法已經作為PAD患者一線治療方案。適度運動對防治PAD有重要作用，但由于其病情和患者的個體特性，使得鍛煉方案只能針對個體狀況而量身定做。如要制定統一的標準可能需要進一步細化。近年來，大多數針對PAD患者的隨機運動試驗都集中在腿部鍛煉上。最近，除步行和跑步機訓練外，也開始研究其他運動療法對PAD患者的影響，并取得了一些研究成果，但究竟療效如何，尚需要更多的實驗研究，這也為進一步研究PAD的運動療法拓寬了視野。總之，由于現有研究的局限性，最有效的運動干預措施仍不清楚。因此，進一步探尋PAD最佳運動療法及其作用機制仍然是今后研究的主要方向。