運動處方在慢性阻塞性肺病中的應用現狀研究

邵連杰，于文民

（1.赤峰學院 內蒙古體育社會科學研究基地；2.赤峰學院 體育學院，內蒙古 赤峰 024000）

1 前言

慢性阻塞性肺病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是一種常見的、可預防和防治的呼吸系統疾病，主要以不可逆性氣流受限所致的持續性呼吸道癥狀為特征[1]。流行病學調查研究顯示，我國40歲以上居民COPD患病數高達9900萬，由于高流行、高死亡率和高發病率，COPD是最大的公共衛生問題之一[2]。到2030年，全球每年約有300萬人死于慢性阻塞性肺病，每年有450萬人可能死于慢性阻塞性肺病及其相關疾病[3]。常用的COPD治療方案包括藥物治療和康復訓練，藥物治療可在一定程度上緩解患者癥狀，但長期用藥后會出現多種不良反應，無法獲得理想的治療效果。通過加強呼吸控制、提高胸廓順應性提高運動耐力的康復訓練能夠改善COPD患者的心肺功能[4]。值得注意的是，中國傳統體育運動項目，如氣功、八段錦和太極拳是COPD非藥物干預的重要手段[3,5]。最近研究發現，骨骼肌力量訓練、步行和冥想[6,7]等也是提高COPD患者的肺功能的有效方法。鑒于運動干預和治療COPD的“無毒”“無副”作用，探索COPD合理的運動處方尤為重要。本文通過梳理運動處方在COPD中應用相關文獻，探討國內外COPD中運動處方應用的研究現狀和發展脈絡，為運動處方在COPD中應用提供理論參考。

2 運動處方的概念

在醫學水平低下的古代人類社會，巫醫通過特殊身體活動儀式祛病。公元前600年，就有關于印度醫生Susruta為病人制定運動處方的記錄，“每天都要運動，運動時只盡自身能力的一半，否則可能會有生命危險”，另外，Susruta在制定運動處方時結合病人的年齡、體質、運動環境和飲食等因素。運動能夠使人的身體強壯、結實、輕盈，促進四肢和肌肉的生長，改善消化和面色，這是Susruta提倡通過運動處方治療疾病的原因。我國早在公元前2600年，就通過呼吸類的醫療體操進行疾病預防和治療，黃帝時期通除了將醫療體操用于治療傷寒和發熱，還采用推拿按摩進行治病和康復。東漢時期著名醫學家華佗發明的“五禽戲”、北魏時期傳入的易筋經、北宋時期發明的八段錦、清初發明的太極拳等傳統體育項目至今仍在疾病的防治中使用。20世紀50年代，芬蘭心血管流行疾病醫生Martti Karvonen創建了運動處方制定方法，將運動方式、運動強度、運動時間和運動頻率作為運動處方四要素[8]，20世紀60年代世界衛生組織正式采用了“運動處方”這一術語。1975年，美國運動醫學學會（ACSM）出版的《ACSM運動測試與運動處方指南》第1版，將運動處方定義為包括身體活動的運動類型、運動時間、運動強度、運動頻率[9]。ACSM最初定義并沒有明確的運動處方定者、處方對象以及依據等內容，僅包括運動處方的基本要素。隨著對運動促進健康、疾病防治和功能康復研究的深入，運動處方概念的外延不斷拓寬。《ACSM運動測試與運動處方指南》第10版中，將運動處方定義為“包括運動頻率、運動類型、運動強度、運動時間、運動量及進階，適用于為不同年齡、不同體質健康水平以及是否存在冠心病危險因素或冠心病人，制定健康促進及慢病防治運動鍛煉指導方案”[9]。我國學者將運動處方定義為：“由康復醫師、康復治療師（士）以及體育老師、社會體育健身指導員、私人健身教練等，根據患者或體育健身者的年齡、性別、一般醫學檢查、康復醫學檢查、運動試驗、身體素質/體適能測試等結果，按其年齡、性別、健康狀況、身體素質、以及心血管、運動器官的功能狀況，結合主、客觀條件，用處方的形式制訂對患者或體育健身者適合的內容、運動強度、運動時間及頻率，并指出運動中的注意事項，以達到科學地、有計劃地進行康復治療或預防健身的”[9,10]。相較于國外學者，我國學者的定義更為詳細，明確了運動處方的制定者、處方對象、依據、內容和目的。

2 國內運動處方在COPD中應用研究現狀

太極拳、八段錦和氣功是中國傳統體育項目，也是COPD非藥物干預的重要手段。八段錦源于古代養生保健功法，由八個基本動作組成，具有提高人體正氣、御邪防病的作用，簡單易學。劉桂蘭[11]研究發現，每天30分鐘，持續4周時間的八段錦練習后，COPD患者的6分鐘步行試驗、COPD評估分值均高于對照組，再住院次數低于對照組。劉海娟等[4]采用八段錦聯合肺功能康復訓練進行干預研究，他們發現干預6個月后肺功能指標、運動耐力、生活質量指標顯著高于對照組，而呼吸困難分值、慢阻肺綜合評估等級顯著低于對照組。上述研究表明，4周八段錦練習時間能夠改善肺功能，6個月八段錦聯合肺功能康復訓練效果好于單一的肺功能康復訓練。

COPD中國傳統運動處方建議進行有氧運動，特別是下肢肢體運動，同時進行腹式呼吸和縮唇呼吸訓練[12]。相比于八段錦，太極拳不僅是一項強調呼吸的有氧運動，并且肢體運動動作更多。3個月的常規治療和太極拳運動對比研究發現，兩組COPD患者第1秒用力呼氣容積百分比(FEV1%)、FEV1/用力肺活量、心率和呼吸次數治療前后及組間無顯著性差異，太極拳訓練組呼吸困難指數總體上得到改善[13]。12周太極拳運動組、鍛煉組（健步走和縮唇腹式呼吸鍛煉）和對照組（無鍛煉的日常活動）研究發現，干預第6周和第12周時，太極拳運動組FEV1%顯著高于訓練前和同期鍛煉組、對照組，呼吸困難指數、BODE指數顯著低于同期鍛煉組、對照組；在第12周時太極拳組6分鐘步行試驗、圣喬治評分分別顯著高于和低于同期鍛煉組、對照組，研究認為，太極拳運動干預對COPD患者各項指標改善效果更明顯[14]。6個月呼吸功能訓練和太極拳聯合呼吸功能訓練研究發現，兩種干預模式均能改善COPD患者的肺功能和生存質量，但是太極拳聯合呼吸功能訓練組門診及住院次數明顯低于呼吸功能訓練組，心理狀態和骨密度明顯高于呼吸功能訓練組[15]。其它研究也認為，太極拳是一種輔助心肺慢性病康復的運動療法[16]；太極拳結合呼吸康復訓練有效改善肺功能，提高患者的生活質量[17]。上述研究結果似乎表明，6周至24周時間的太極拳運動或太極拳聯合功能訓練均會改善COPD患者的肺功能指標，太極拳聯合肺功能訓練效果要好于單一訓練模式，改善身體機能指標和狀態評分指標應達到12周時間。太極拳運動有效干預COPD與其能強身健體，改善血液和其它體液在全身的流動，改善機體平衡的功能有關[18]。

除了太極拳、八段錦用于COPD干預以外，五禽戲、氣功等也是常用且有效的COPD干預的傳統功法[19,20]。郭明瑞等[21]認為，無論現代運動療法還是傳統功法在臨床上都能夠改善COPD患者的肺功能，提高其生活質量，特別是后期康復鍛煉中逐漸在單一呼吸模式基礎上加入肢體運動，可以有效提高康復鍛煉的效果。實際上，COPD并不僅表現在呼吸肌肉功能降低，還伴隨著全身骨骼肌功能的下降，而運動療法就是通過對COPD患者肌肉功能的改善來達到鍛煉效果的。國內學者針對COPD肢體和心肺功能制定運動處方的研究并不多。朱利月等[22]根據心肺運動試驗評估，制定個體化運動處方，通過無氧閾值的心率確定運動強度，以步行或功率車形式運動20-30分鐘，每周3-5次，疲勞程度11-13級。結果表明，12周訓練后6分鐘步行距離、最大攝氧量、最大代謝當量、無氧閾、功率負荷顯著增加，研究建議，應用運動試驗評估心肺功能，制定個體化運動處方，能有效改善患者心肺功能。

綜合上述研究，國內學者們的研究結論支持中國傳統運動項目八段錦、太極拳、五禽戲和氣功作為COPD有效干預的方法。但是關于太極拳運動的種類、練習時間和頻率并不統一，如練習時間周期從6周[14]到24周[17]不等，陳氏太極拳、楊氏太極拳不同類別，每天30分鐘[13]、60分鐘、120分鐘[17]運動時間不等。干預標準和方案上的差別導致研究結論不一致。有研究認為，太極拳運動干預并未對COPD產生顯著影響[23]。最近的一項系統性評價研究也認為，太極拳治療COPD并未達到最佳標準。太極拳能夠有效治療COPD需要更為嚴格的方法和方案、規范的報告和高質量的證據。

3 國外運動處方在COPD中應用研究現狀

國外關于運動處方在COPD中應用研究主要關于肺功能康復訓練、肢體肌肉的練習，運動處方的制定具有針對性和延續性。肺康復是減輕癥狀、改善功能狀態的有效干預手段[24]。在對COPD患者進行全面評估后，量身定制肺康復治療，包括運動訓練、教育和行為改變，目的在于改善慢性呼吸系統疾病患者的生理和心理狀況，促進形成長期保持健康的行為。以運動為基礎促進肺功能康復訓練，與沒有運動訓練成分的康復方案相比，在運動能力方面改善程度更大[25]，干預效果也更顯著。

肌肉功能障礙是COPD普遍癥狀之一。患病早期出現骨骼肌質量、肌纖維數量、橫截面積、毛細血管分布密度減小，線粒體功能障礙等結構及代謝特征變化，造成患者骨骼肌肌力減弱、耐力降低，住院率及死亡率增加[26]。COPD患者肌肉力量降低是運動不耐受和生活質量降低的主要原因。瘦體重和骨骼肌力量是COPD死亡的預測因子[27]。測量骨骼肌力量方法有很多種，如通過等速測力儀、握力計、背力計測量，更為簡單的如通過啞鈴、杠鈴負重測量。在臨床和實驗研究中，握力是一種簡單易行、成本低廉的測試方法，與軀干、上肢和下肢肌力之間中到高度相關，可以作為COPD患者骨骼肌力量的反映[28]。

為了防止肌肉損耗，美國運動醫學學會、美國胸腔學會都將阻力訓練作為COPD運動處方的核心組成部分。從60歲開始，COPD患者的股四頭肌力量每年下降幅度高于健康老年人(COPD患者約為4%，健康老年人約為1.5%)[27]，I型肌纖維向II型纖維轉變。阻力訓練能夠提高COPD患者骨骼肌力量、增加橫截面積，耐力訓練能夠提高運動能力。阻力訓練聯合耐力訓練的效果要好于單一耐力訓練[29]。下肢耐力運動訓練，包括定速騎自行車、跑臺運動或步行是COPD患者肺康復計劃的重要組成部分[30]。

Michael[31]等研究發現，彈性抗阻訓練和傳統的抗阻訓練對于COPD患者具有相同的好處。Christos等[32]對上肢力量訓練和力量結合耐力訓練進行了對比，他們發現，兩組患者上肢力量和COPD評估均有顯著改善，與力量訓練相比，力量結合耐力訓練組患者日常活動能力提高，疲勞感覺等級降低。一般情況下，耐力訓練方案持續時間為3-16周，每周2-3次，平均強度為自行車或跑臺運動峰值輸出功率的60%[28]。其它研究發現，步行和正念能夠提高COPD患者的運動能力[7]。另外，增加5-10分鐘折返走的速度可以提高COPD患者的肺功能[33]。值得注意的是，由于數據不足和各研究之間的異質性，在某些情況下很難建立運動的劑量-反應之間的關系。運動類型應該集中在參與日常生活活動的主要骨骼肌上，以便在功能表現方面獲得更大的好處[34]。每周3-5次的鍛煉，每次持續20-60分鐘的持續時間足夠中等到嚴重程度的COPD患者獲得顯著益處。

運動干預只有誘發COPD患者機體發生生理反應，才能通過恢復過程產生適應。運動強度是決定反應和適應產生的關鍵因素。20世紀50年代，Karvonen[35]研究發現，高強度的訓練會導致工作心率降低，這是峰值耗氧量和心肺適能增加的直接指標。他將提高的閾值確定為心率儲備（HRR）的60%，這一發現在定義運動強度的參數方面具有里程碑意義。另外，Karvonen對運動強度進行了劃分，30-40% HRR為低強度運動，40-60% HRR為中高強度運動，60-90% HRR為劇烈運動。

高強度的耐力訓練項目可能比中等或達到最大運動能力低強度的耐力訓練項目效果更高[30]。一般把高于60%峰值功率界定為高強度，小于或等于60%峰值功率界定為低強度。美國運動醫學學會建議COPD患者最小強度為40%-50%最大攝氧量[36]或50%-60%峰值功率[37]。另外，間歇性訓練可以作為提高COPD患者對高強度耐力訓練耐受的代替方法。間歇性訓練是一種以1-3分鐘的短時間高強度訓練和短時間的恢復交替進行的訓練方法，而連續訓練是整個運動過程中無休息或持續低運動速度。一項METE分析研究發現，COPD運動處方持續時間4-52周，多數研究方案持續時間為8周或12周，干預后功能性運動、最大運動能力以及肺功能問卷分值顯著提高[38]。

4 結論

運動處方是有效干預COPD的措施之一。國內學者關于運動處方在COPD中的應用集中于中國傳統體育運動項目研究，在運動類型、持續時間上各異，缺少干運動預前的評估和量身處方的制定。國外學者多數集中于耐力和力量訓練研究，COPD處方要素明確。今后的研究中應挖掘更多適宜COPD患者的現代運動項目，探索患者能夠依順的運動強度的方法，明確中國傳統體育項目在處方COPD時的運動強度、運動時間和運動頻率等要素。