運動訓練治療高血壓的研究進展

張夢迪,焦華琛

我國高血壓的發病率呈現日益增高的趨勢。有報告顯示,我國大約有2.5億人患有高血壓,患病率為17.9%[1]。隨著人口的增長,高血壓的發病率日益升高[2]。根據2019年人口統計數據,到2018年底,我國60歲及以上的人口已達到2.49億人,占總人口的17.9%[3]。有研究發現,在靶器官損害的老年人中,超過50%患有高血壓[4]。因此,預防高血壓疾病的發生和進展是當前我國重要的公共衛生問題。

高血壓藥物治療是治療高血壓的重要手段。然而,由于長期用藥造成的經濟負擔以及藥物帶來的不良反應,病人依從性以及取得的降壓效果有限。因此,將高血壓的藥物治療與非藥物療法相結合是非常有必要的;非藥物療法作為藥物治療的補充,可以減少藥物治療的需要。運動訓練是預防、治療和控制高血壓的一種重要的非藥物療法。病人可以通過遵循適當的運動處方來更好地調節血壓,改善整體健康狀況和提高生活質量。運動訓練首選低到中等強度的有氧運動。2017年高血壓臨床實踐指南建議高血壓病人應遵循規定的運動方案以增強身體素質[5-10]。 本研究通過對近10年來高血壓運動訓練情況進行文獻調研、篩選和統計,綜述了高血壓運動訓練的研究進展。

1 運動訓練降壓的主要機制

1.1 調節自主神經功能,降低兒茶酚胺水平 運動訓練已被證實可以降低血壓,調節自主神經功能,維持交感神經與迷走神經的平衡及穩定,調整心血管自主神經功能失衡情況,并且能夠緩解小動脈痙攣,減輕血管外周阻力,降低病人血壓,且無明顯不良反應。

運動可以激活大腦皮質和皮質下中樞功能,抑制交感神經興奮從而使外周血管擴張,降低血壓[11]。有氧運動可以改善自主神經系統紊亂,調節交感神經末梢,同時又能夠增強迷走神經張力,抑制交感神經過度興奮,從而使去甲腎上腺素分泌減少,降低人體體循環兒茶酚胺水平,降低血管平滑肌張力,從而幫助病人控制血壓[12-14]。另有研究發現,有氧訓練能夠激發內源性β-內啡肽系統,使β-內啡肽的生成增多,達到減少交感神經系統過度興奮的作用。同時,多項研究表明,有氧運動能夠增強壓力感受器敏感性,部分恢復心臟迷走神經的反射調節機制,延緩高血壓的發生發展[15-17]。

1.2 改善內皮功能,促進內皮釋放一氧化氮(NO) 運動可改善高血壓病人及健康個體的血管內皮功能,降低血壓[18]。有氧運動能夠有效提高機體NO濃度、降低活性氧(ROS)水平,并減少高血壓的發生。已有研究證實,運動對于內皮功能的改善主要是通過減少氧化應激反應,提高NO的生物利用度來實現的[19-20]。運動可以使促炎細胞因子的水平表達正常化,通過減少對ROS的刺激來提高NO的生物利用度,以期降低病人血壓[20]。此外,運動時血流重新分配,心肌和骨骼肌血流量增多,血管剪切應力增加,能夠提高一氧化氮合酶的活性及促進血管釋放NO,使NO血清濃度增加[21]。Ye等[22]通過動物實驗得出高強度運動能夠加重內皮功能障礙的結論,提示對于高血壓病人來說處方中的運動強度需要慎重選擇。

1.3 改善胰島素抵抗 已有研究證實,運動訓練可以改善胰島素抵抗受試者的胰島素效應,提高血漿前列環素、心房利鈉素等水平。Houmard等[23]通過研究證實運動持續時間是提高胰島素敏感性的因素之一。而且有研究證實,運動可以顯著增強肌肉末端小動脈和毛細血管中內皮型一氧化氮合酶(eNOS)的表達和NO的產生來維持內皮功能和胰島素的血管擴張作用,同時還能夠下調血管G蛋白偶聯受體激酶2(GRK2)活性來改善血管胰島素敏感性以降低血壓[24-25]。此外,長期運動能夠改善血管內皮功能,降低血漿內皮素(ET)水平以緩解血管的高度收縮狀態[26]。

1.4 降低腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)興奮性,降低腎素、醛固酮水平 運動訓練能夠阻斷RAAS系統的過度激活,降低血漿腎素活性以及血管緊張素Ⅱ、醛固酮的血漿含量水平,改善血管擴張功能,減輕心臟后負荷,從而減緩高血壓的發生及加重。有研究通過薈萃分析得出,運動訓練能夠顯著降低病人血漿腎素活性及血壓,但尚未發現運動訓練與二者的相關性[27],提示該方向有待進一步深入研究。此外,國內外動物實驗證明,長期規律的運動訓練能夠抑制腎素-血管緊張素系統的激活,降低大鼠腎素、血管緊張素以及醛固酮水平,減輕大鼠的心臟負荷,并能夠改善老齡大鼠血管老化的問題[28-31]。

2 不同運動強度的降壓作用

2.1 低頻率有氧運動 低頻率有氧運動的降壓幅度目前還存在爭議。單次有氧運動能夠對正常人及高血壓病人產生短期的降壓效果(即持續數小時至1 d),這種現象被稱為運動性低血壓[32]。因此,有人認為每周進行低頻率的有氧運動即可產生較穩定的降壓效應。目前,運動頻率與降壓幅度之間的關系尚不明確,有研究指出,每周>3次的運動頻率即可有效降低病人血壓,每周更高頻率的有氧運動并不會進一步降低病人血壓[32]。也有文獻報道,每周7次的運動訓練降壓效果優于每周3次[33]。此外,Kim等[34]認為每周5次或6次的有氧運動改善病人血壓作用最為顯著。

Pescatello等[35]通過研究得出,老年高血壓病人規律運動10周后,收縮壓、舒張壓水平分別降低13 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、18 mmHg,但當運動頻率大于每周3次時降壓效果并沒有得到增強。有研究采用薈萃分析的方法得出結論,在所有運動類型、運動頻率和持續時間的組別中,中等強度、每周3次、持續8～11周的游泳訓練對收縮壓降低效果最明顯[36]。王軍威等[33]研究得出運動頻率的增加能夠增強高血壓病人的降壓效果,當運動頻率為每周3～5次、每周6次或7次時,高血壓病人的血壓平均降低11.72/8.09 mmHg、15.58/10.57 mmHg。提示相較于每周3～5次的運動頻率,每周6次或7次的有氧運動更適合我國中老年高血壓病人。

低頻率有氧運動能夠有效降低高血壓病人的血壓,可以作為高血壓病人調整生活方式的重要內容。而運動頻率與降壓效果的關系則需要進一步的研究提供數據支持,為臨床選擇適合病人的運動頻率提供依據。

2.2 長期有氧運動 長期有氧運動可明確降低血壓,且任何年齡均可獲益。有規律的長期有氧運動可以降低高血壓病人的血壓水平,改善心臟自主神經調節。然而,病人中途一旦停止康復運動,其原有的降壓效果可能會減弱甚至消失。因此,在高血壓病人能夠耐受并且保證安全的前提下,應該堅持長期、適度的有氧運動[37]。

相關研究表明,運動干預維持12周后能夠明顯降低病人血壓,36周時降壓效果達到穩定狀態,延長運動周期能在一定程度上增強降壓效果[38-40]。有研究指出,運動周期少于24周時降壓效果似乎更好[41],運動周期為4～9周或10～20周時血壓下降更明顯[42]。不同研究之間的運動方案具有較明顯的差異,長運動周期的干預效果較差的原因可能與研究者采取的運動方案有關,方案中運動強度、頻率的不同影響了其整體的降壓效果。提示未來的研究應該聚焦于更好的運動方案設計,以最大限度地發揮其對血壓的影響。

Prasertsri等[43]招募了43例60～80歲的高血壓病人,隨機分為試驗組與對照組,兩組均進行為期12周,每周3次,每次30 min,強度為2 METs的慢走運動,試驗組將30 min分3次進行。結果顯示,長期規律的連續步行和間歇步行均能夠降低病人血壓,減少氧化應激反應。此外,研究還提示長期規律連續步行更有益于改善病人代謝問題,而間歇步行更有益于改善心臟自主神經功能。目前關于低強度長期有氧運動對血壓影響的臨床試驗較少,還需要更多的臨床數據確認其對高血壓病人的降壓療效。Igarashi等[44]通過薈萃分析得出,長期的跑步運動可以降低血壓,降壓幅度與病人的運動強度以及總運動時間有關。建議病人進行長期、規律、中等強度的跑步運動控制血壓。Bersaoui等[45]通過研究得出,長期中等強度有氧運動訓練能夠有效改善亞洲人群血壓水平,平均收縮壓和舒張壓分別降低7.2 mmHg、4.7 mmHg。

有研究分析了兩種不同形式的高強度間歇訓練對高血壓病人的影響,結果顯示,為期8周的長間歇和短間歇高強度訓練均能夠降低病人血壓,且2次訓練之間間歇較短者對血壓的改善作用更明顯[46]。有研究分析了大、中、小3種運動量的高強度間歇訓練對高血壓病人的影響,得出結論,為期16周的3種高強度間歇訓練均能降低病人血壓,并且小運動量組降壓效果最明顯[47]。另外,還有文獻指出,高強度間歇訓練的降壓效果優于中等強度有氧運動[48-49]。長期有氧運動能夠降低病人的血壓,其降壓效果與運動強度、總運動時間、運動形式有關。在強度方面,目前多數試驗集中于中等強度或高強度運動的研究,原因在于中高強度的運動處方更為靈活,而且降壓效果也較為明顯。國內外研究均表明,中等強度的有氧運動能夠起到良好的降壓作用,同時最大限度地減少運動后的不良反應,但同樣也面臨著中老年人因運動導致的關節疼痛、心律失常、胸悶或呼吸困難,甚至阻礙進一步運動等問題,提示中老年病人在進行有氧運動時可以適當降低運動強度以保證安全。目前高血壓病人的最佳運動方案尚未確定。因此,有必要監測高血壓病人有氧運動的效果,并為其建立最優效的訓練計劃。

2.3 抗阻運動 抗阻運動的降壓效果較為肯定。有氧運動是高血壓病人最常用的運動處方,然而并非所有病人都適合此種方案。因此,需考慮其他的運動方式來控制病人血壓。抗阻運動已經證明了其在較短時間內降低血壓的有效性。目前,有證據表明常規抗阻運動也能長期降低血壓[50]。O′Driscoll等[51-52]分別研究了等距靠墻深蹲和等長握力訓練對血壓的影響,其結果證明單次等長訓練有益于病人血流動力學的改變,降低血壓。

關于抗阻運動頻率的文獻報道,單次力量訓練結束后即可使病人收縮壓下降3～5 mmHg[50,53]。有學者通過研究得出,當抗阻運動頻率低于每周3次時,其降壓效果并不明顯。推薦每周3次中等強度的抗阻運動作為高血壓病人的最佳降壓方案[54]。

Trevizani等[50]研究認為,低強度阻力運動能夠降低正常人群及高血壓病人血壓,且在高血壓病人中能夠取到更好的降壓效果。進一步研究表明,低強度抗阻運動加壓訓練能夠明顯改善病人收縮壓和交感-副交感平衡,且降壓效果和安全性比單純的高強度或低強度抗阻運動更好[55]。因此,對于不能進行高強度耐力運動的人群,可以通過低強度抗阻運動加壓訓練來降低血壓。多項研究報道,中等強度(60%～80% 1RM)的抗阻運動能夠同時降低病人的收縮壓和舒張壓,起到穩定的控壓作用,并可能減少病人對降壓藥物的需求[56-57]。Bunn等[56]在接受治療的高血壓病人中,進行為期16周、每周3次的中等強度阻力運動,發現能夠使病人收縮壓降低7.26 mmHg,舒張壓降低4.84 mmHg。此外,還有研究發現抗阻運動在未服用降壓藥物的病人中能夠取得更好的降壓效果[54],提示其降壓機制可能與藥物機制有重疊。

研究表明,等長抗阻運動為臨床治療高血壓提供了一種新的運動訓練方案[58],而且等長抗阻運動降壓效果似乎優于有氧運動。等長抗阻運動受空間、時間因素影響較小,簡單方便,可以作為行動不便病人的運動方式。目前其主要形式分為等長握力訓練和等長腿部推舉訓練。Inder等[59]研究發現,等長抗阻運動訓練可降低病人收縮壓、舒張壓和平均動脈壓,分別為5.20 mmHg、3.91 mmHg和3.33 mmHg。有研究進一步提出,等長握力訓練似乎優于等長腿部推舉。因此,建議在高血壓病人中,使用等長握力運動以產生最大的降壓效果。但抗阻運動的長期降壓效果仍需進一步觀察。

抗阻運動能夠降低病人血壓。其降壓效果與血壓初始水平、運動強度、運動頻率及運動形式有關。抗阻運動在未服用藥物的高血壓病人中似乎能夠取得更好的降壓效果,力量訓練和等長收縮運動均可作為降壓的有效形式。運動處方中一般將抗阻運動作為有氧運動的輔助手段,單純以抗阻運動作為降壓手段的相關試驗較少,因此,需要更多的試驗和更大樣本量以證明上述觀點。此外,只有少數研究評估了抗阻運動強度對血壓的影響程度[60],因此,需要更多的試驗和數據來證明其降壓效果。

2.4 中醫傳統運動訓練

2.4.1 太極拳 太極拳作為一種中低強度有氧運動,注重于身心平衡、呼吸技巧,適用于因各種原因而不能進行有氧運動的人群。目前,以太極拳為高血壓病人運動康復模式的研究報道頗多,且在降低病人血壓水平,改善睡眠,調整焦慮情緒,提高生活質量方面有較好表現。

Wu等[61]將太極拳運動應用于中年高血壓前期病人中發現,該人群收縮壓和舒張壓分別下降10.4 mmHg和4.0 mmHg,如此大的降壓幅度可以將心血管疾病的發病率降低40%,提示太極拳是一種可行的預防高血壓的生活方式療法。胡慶華等[62]通過太極拳運動干預中老年輕度高血壓病人的臨床試驗發現,為期12周的太極拳運動能夠降低血壓,同時能夠提高病人NO含量以及微血管反應性。根據以上研究及其他多項報道顯示,太極拳最高可使收縮壓降低17～19 mmHg,舒張壓降低11～14 mmHg[62-65]。進一步的研究發現,太極拳可以改善慢性心力衰竭病人的睡眠質量,對血壓、心律失常和生活質量也有一定改善[66]。

2.4.2 八段錦 八段錦起源于中國傳統文化,其發展吸收了傳統哲學、陰陽學說、五行學說、經絡學說等中國傳統理論。作為一種低強度的有氧運動,越來越受歡迎。八段錦運動可以減少交感神經系統的過度活動,糾正神經系統的失衡,松弛外周小動脈,緩解痙攣,減少血流阻力,降低血壓[67-68]。

鄭麗維等[26]招募了55例老年1級高血壓病人,男27例, 女28例,隨機分為對照組與試驗組,試驗組進行了持續12周、每周5次、每次30 min的八段錦運動,結果顯示,為期12周的八段錦運動能夠有效降低病人的血壓。Zhao等[69]將中等強度的八段錦運動、步行鍛煉分別應用于服用藥物的老年高血壓病人中,研究結果顯示,八段錦運動作為一種輔助療法,能夠有效降低病人血壓,減少降壓藥物服用量,并能夠改善腸道菌群,提高病人生活質量,起到輔助降壓的作用。此外,Guan等[70]通過薈萃分析發現,不同訓練時長的八段錦運動會導致不同的治療效果,但由于研究設計不夠嚴謹,未來需要研究設計更加嚴格的臨床試驗以確定八段錦運動治療高血壓的療效。

2.4.3 五禽戲 五禽戲相傳為華佗在總結前人經驗后,模仿虎、鶴、熊、鹿、猿等編創而成的康復體操,有疏通氣血、活動筋骨的功效,有益于提高病人心肺功能,改善心肌供氧量,增強病人體質,其運動強度小于太極拳。林紅等[71]對68例服用降壓藥的老年高血壓病人進行為期6個月的五禽戲運動,每周練習至少6次,每次30 min。結果顯示,病人平均收縮壓降低3.59 mmHg,且五禽戲可以減慢病人運動后的即時心率,有利于高血壓病人的康復。沈愛明等[72]招募了80例1級、2級高血壓病人,隨機將其分為兩組,分別進行每周5次、每次60 min的五禽戲和太極拳運動,結果顯示,五禽戲能夠降低病人血壓,并能夠改善病人生活質量。張蓉[73]選取81例原發性高血壓病人隨機分為對照組與試驗組,試驗組在對照組基礎上采用五禽戲結合中藥泡腳治療,得出結論,五禽戲結合中藥泡腳有助于病人控制血壓,并能夠改善病人焦慮情緒、睡眠質量及生活質量。

綜上所述,太極拳、八段錦、五禽戲作為中醫傳統運動,均有助于病人降低血壓水平,起到輔助降壓的作用。文獻報道,太極拳運動結合藥物療法和八段錦運動結合藥物療法對收縮壓、舒張壓及內皮素均有明顯的調節作用[74]。3種傳統運動中,太極拳可能是最好的降壓輔助療法。但由于研究方法以及研究設計的限制,未來有必要進一步開展高質量的隨機對照試驗,為中醫傳統運動對于高血壓的輔助治療作用提供更高級別證據。