高強度間歇運動在心力衰竭病人中應用的研究進展

摘要 近年來，隨著人口老齡化加劇，心力衰竭病人數量逐漸增多，影響病人的生活質量，同時給國家醫療衛生系統增加了較大的壓力。高強度間歇訓練是一種效率較高，且康復效果顯著的康復手段，心力衰竭病人康復中，高強度間歇運動的療效已被證實，可增加心力衰竭病人心臟功能，改善運動系統骨骼肌及線粒體功能，進一步提高病人日常生活活動能力，同時高強度間歇訓練方案具有較高的可行性，具體方案及相關機制缺乏多中心隨機對照研究確定。綜述高強度間歇運動在心力衰竭病人中應用的研究進展。

關鍵詞 心力衰竭；高強度間歇；康復治療；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2023.16.014

我國心力衰竭患病率約為1.3%，現有心力衰竭病人890萬例［1］，且該數據以每年50萬例的速度增長［2］。隨著醫療水平的提高，心血管疾病死亡率逐漸下降，心力衰竭是各類心臟病的終末期，多數心臟疾病幸存病人可能發展為心力衰竭［3］，從而增加了心力衰竭病人數量。我國心力衰竭病人合并癥較多，吸煙、糖尿病、高血壓及高脂血癥等危險因素占比較高［4］，除影響病人的生活質量外，還給外科手術及術后康復增加了挑戰。

有研究顯示，運動康復訓練可有效改善心力衰竭病人的一般癥狀［5］，提高心肺功能，同時改善一般生活質量并降低病死率、住院率［6］。在運動訓練中，以中等強度持續訓練（moderate-intensity continuous training，MICT）和高強度間歇訓練應用廣泛［7］。MICT形式單一，運動時間較長，病人依從性較差，長期堅持存在困難［8］。高強度間歇訓練除改善病人心肺功能療效顯著外，因其運動形式多樣化，可較好調動病人參與康復的積極性，提高依從性［9］，同時在安全性方面表現良好。現綜述高強度間歇運動在心力衰竭病人中應用的研究進展。

1 高強度間歇訓練概述

1.1 高強度間歇訓練的概念

高強度間歇訓練是指重復多次、每次持續短時間（3 s至4 min）的高強度（≥85%最大心率）運動，每組高強度間歇時間采用低強度訓練或進行休息為間隔［10］。高強度間歇訓練運動的特點為運動時間短，單次運動強度高，有助于短時間調動訓練者最大的心肺功能儲備，對機體產生較大的有氧刺激，從而達到提高病人心功能的目的。

1.2 高強度間歇訓練發展史

高強度間歇訓練最早在1912年被荷蘭的長跑運動員Hannes Kolehmainen應用，以提高運動成績；1930年，被運動生理學家Hans研究證實，高強度間歇訓練可提高心肺功能，后期逐漸在長跑運動員的訓練中得到應用［11］。1960年瑞典生理學家strand等［12］提出在臨界速度與最大攝氧量之間的高強度間歇訓練是提高最大攝氧量的最佳方法之一，該研究在間歇訓練方面進行了大量研究，為心肺功能的發展起到了重要作用。高強度間歇訓練應用于心臟康復領域起源于1990年，Meyer等［13］將其應用于冠狀動脈旁路搭橋術后病人。直至2007年美國心臟協會推薦采用高強度間歇訓練方式進行心臟康復［14］，相關療效引起了廣泛熱議。

1.3 高強度間歇訓練處方

有研究將高強度間歇訓練分為3種類型，長間隔：85%～90%峰值耗氧量（VO2peak），3～15 min；中等間隔：95%～100%VO2peak，1～3 min；短間隔：100%～120%VO2peak，10 s至1 min［15］。常用的高強度間歇訓練處方為4個4 min，最大或峰值心率的85%～95%，中間穿插3 min，心率最大值（HRmax）為60%～70%，每周3次，持續12～16周。

目前指南未提出心力衰竭病人高強度間歇訓練運動的最優處方［15］。有研究認為，訓練階段采用＞70%最大耗氧量，間歇期采用靜止休息或低強度運動，時間10 s至4 min，每周3～5次，訓練周期3～16周［10］。Juneau等［16］研究顯示，30 s高強度運動達到病人最大心臟功率，30 s被動恢復的高強度間歇訓練運動處方適合慢性心力衰竭病人。相關研究顯示，中等間隔的高強度間歇訓練，每周3次，持續超過12周，可最大程度改善心力衰竭病人心肺健康［17］。

2 高強度間歇運動對心力衰竭病人的干預療效

2.1 心血管功能改善

高血壓是心力衰竭重要的危險因素之一，流行病學資料表明，由于高血壓導致的心力衰竭中74.5%為新發心力衰竭［18］。合理有效的血壓控制可降低50%的心力衰竭發病風險［19］。高強度間歇訓練通過調整腎上腺髓質素（adrenomedullin，ADM）的產生和釋放，使其在心肌細胞局部及外周血液中表達增加，同時促使其特異性受體降鈣素受體樣受體（CRLR）和受體活性修飾蛋白2（RAMP2）上調，從而舒張冠狀動脈及外周血管，降低循環阻力，降低血壓［20］。

高強度間歇訓練可增加每搏輸出量，并提高左心室心肌功能，改善血壓［21］。有研究顯示，8周的高強度間歇訓練通過調整增強過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α（PGC-1α）的表達，可改善心肌纖維化程度，提高心臟功能［22］。高強度間歇訓練通過改變與血管狀況和心血管疾病風險成反比的循環磷脂酰膽堿水平，進而增強心臟功能［23］。Delfan等［24］研究表明，miR-206表達可增加心肌細胞的凋亡，MICT和高強度間歇訓練方案均可降低miR-206表達，與MICT相比，高強度間歇訓練后miR-206表達降低了1.7倍。

在心力衰竭病人運動功能的評定、運動處方的制定及療效的評估中，心肺運動試驗發揮著重要作用［25］。VO2peak是心血管疾病病人住院率及病死率的獨立預測指標，是評價心血管疾病病人干預效果的主要指標之一［26］。高強度間歇訓練可改善左心室舒張功能及VO2peak，且相關研究發現其改善效果優于MICT［27-28］。高強度間歇訓練可提高內皮祖細胞（EPCs）功能，促進新血管的生成，改善慢性心力衰竭病人的心臟功能［29］。張國華等［30］將120例心力衰竭病人隨機分為高強度間歇組（60例）及常規運動組（60例），并進行8周干預，干預后3個月及6個月對病人進行隨訪，結果顯示，干預后6個月，高強度間歇組左室射血分數顯著升高。

2.2 骨骼肌纖維適應性改變

高強度間歇訓練對骨骼肌的重塑有相應的效果，主要表現為骨骼肌纖維總數的增加，Ⅱ型肌纖維降低［31］，且配合有氧氧化底物的改變，增加有氧耐力能力，降低運動疲勞感。朱榮等［32］通過心力衰竭大鼠實驗顯示，高強度間歇組改善運動耐力優于持續運動組，高強度間歇訓練組與MICT組改善心肌結構和骨骼肌肌纖維方面比較差異無統計學意義（P＞0.05）。高強度間歇訓練可增強骨骼肌PGC-1α表達［22］，提高糖的氧化供能效率、脂肪的氧化率及骨骼肌供能［33］，增加骨骼肌功能。

2.3 線粒體改變

高強度間歇訓練可調控線粒體合成過程中的關鍵基因的表達，促進骨骼肌中線粒體生物合成及血管再生，增強外周骨骼肌的氧化能力，從而改善心肺功能［34］。骨骼肌中線粒體合成的關鍵基因是PGC-1α，在骨骼肌中存在3種亞型，分別是PGC-1α-a、PGC-1α-b和PGC-1α-c。簡單的低強度運動通過激活β2-腎上腺受體增加PGC-1α-b和PGC-1α-c mRNA；然而PGC-1α-a mRNA增加需要一個高強度的運動，并獨立于β2-腎上腺受體實現［35］。

有研究表明，低強度、中強度（10 m/min、20 m/min，30 min）運動通過激活β2-腎上腺受體方式增加PGC-1α-b和PGC-1α-c mRNA表達；然而高強度運動（30 m/min，30 min）通過多種方式增加PGC-1α-a表達［36］。有研究顯示，2周、10次、1 min高強度間歇訓練導致細胞核PGC-1α蛋白增加25%；高強度間歇訓練引起細胞核中PGC-1增加，同時伴隨許多線粒體基因mRNA表達量增加［37］。高強度間歇訓練刺激與線粒體形成相關的COX Ⅳ蛋白含量增加，從而增加骨骼肌線粒體含量［31］。

2.4 日常生活質量

高強度間歇訓練在改善病人日常生活質量方面有較好的效果。有研究顯示，與MICT組比較，經過8周訓練，高強度間歇訓練組生活質量改善良好，表現為情緒、心理健康、自我報告健康狀況和心理健康指數顯著改善［26］。有研究顯示，心力衰竭病人有氧運動時VO2peak每增加1.0 mL/（kg·min），死亡風險降低15%［38］。

3 高強度間歇訓練的可行性

3.1 安全性

在安全性方面，高強度間歇訓練運動表現良好［39］，雖然運動強度高，但高強度持續時間短，間歇恢復可緩解病人不適感，從而減少不良事件發生［15］。《2020 ESC心血管疾病患者運動心臟病學和體育鍛煉指南》［6］指出，高強度間歇訓練可作為低危射血分數降低的心力衰竭病人進行高強度有氧或混合耐力運動方案的初始方案。

3.2 病人依從性

由于高強度間歇訓練運動形式多樣，且在運動中加入了間歇時間，病人興趣得到提高，可增加主動參與熱情，從而提高依從性。Bartlett等［40］研究顯示，與MICT相比，高強度間歇訓練帶來的愉悅感更高，病人依從性強。Keteyian等［41］研究顯示，與MICT比較，經過1年隨訪發現，高強度間歇訓練組可按計劃完成運動訓練，長期運動依從性良好，MICT組部分病人因疲乏或呼吸困難未能堅持完成整個訓練計劃。有研究表明，12個月家庭康復中，高強度間歇訓練組依從性良好，MICT組部分病人運動時間及運動強度方面均有調整［42］。

4 小結與展望

高強度間歇訓練在心力衰竭病人的康復中是安全且有效的，且高強度間歇訓練憑借良好的訓練效果，以病人依從性較好、主動參與率較高等特點，逐漸受到病人及公眾的關注。

目前，關于高強度間歇訓練的研究逐漸增多，但關于心力衰竭病人適宜的高強度間歇訓練方案尚未統一，應增加多樣本量、多中心研究，嘗試尋找最適處方。高強度間歇訓練的作用機制，特別是心力衰竭病人各種危險因素改善的機制尚未明確，相關作用機制仍需進一步深入研究，提高高強度間歇訓練的臨床應用。

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（收稿日期：2022-09-21）

（本文編輯薛妮）

基金項目 首都臨床特色應用研究項目（No.Z181100001718048）

作者單位 1.北京小湯山醫院（北京" 102211）；2.天津體育學院（天津 301617）

通訊作者 武亮，E-mail：1972wuliang@sina.com

引用信息 武晟竹，趙冬琰，武亮，等.高強度間歇運動在心力衰竭病人中應用的研究進展［J］.中西醫結合心腦血管病雜志，2023，21（16）：2988-2991.