張?zhí)┿?王海琳 朱蔚莉 陳曉紅 張欣

1 首都體育學(xué)院心血管健康實(shí)驗(yàn)室（北京100191）

2 北京體育大學(xué)

心血管疾?。╟ardiovascular disease，CVD）嚴(yán)重威脅人類健康。 動(dòng)脈硬度（arterial stiffness）增大是多種CVD 的危險(xiǎn)因素，是CVD 發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的重要步驟。由于動(dòng)脈硬化這一病理過(guò)程從青年時(shí)就已開(kāi)始[1]，因此對(duì)健康青年進(jìn)行干預(yù)阻止動(dòng)脈硬度增大，可以使早期有效地預(yù)防CVD 成為可能。

多個(gè)指標(biāo)可用以評(píng)價(jià)人體動(dòng)脈硬度。 最早的如脈搏波傳導(dǎo)速度 （pulse wave velocity，PWV），PWV加快代表血管壁彈性、擴(kuò)張性和順應(yīng)性下降，僵硬度增加[2]。人群研究已經(jīng)證實(shí)，主動(dòng)脈PWV 可預(yù)測(cè)心血管全因死亡率[3]，但其操作相對(duì)復(fù)雜。 日本科林公司的儀器用四肢袖帶通過(guò)震蕩法測(cè)定肱-踝動(dòng)脈PWV（baPWV），其操作相對(duì)方便，但baPWV 受血壓變動(dòng)影響[4]。日本福田公司的動(dòng)脈硬化儀測(cè)定結(jié)果不受血壓影響[4]，且操作簡(jiǎn)單。 近些年來(lái)，其測(cè)定指標(biāo)心-踝血管指數(shù)（cardio-ankle vascular index，CAVI）被認(rèn)為是較baPWV 更好的血管硬度指標(biāo)[5]。

科學(xué)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)能提高心血管健康水平， 是防治CVD 的重要手段。雖然中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)是最常推薦的運(yùn)動(dòng)處方，但美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)提出，低于推薦量的運(yùn)動(dòng)也對(duì)人體有益[6]。 研究發(fā)現(xiàn)就強(qiáng)度而言，低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)既能增強(qiáng)人體血管內(nèi)皮功能[7]，也能降低人體動(dòng)脈硬度[8，9]，但目前研究表明，其效果往往局限于參與運(yùn)動(dòng)的肢體[8，9]。 近來(lái)間歇性運(yùn)動(dòng)受到了越來(lái)越多的關(guān)注， 其研究和應(yīng)用已經(jīng)從最初的競(jìng)技體育擴(kuò)展到大眾健身領(lǐng)域[10]。

本研究擬用CAVI 來(lái)評(píng)價(jià)人體動(dòng)脈硬度， 以觀察低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)健康青年全身動(dòng)脈硬度的急性影響；并探討在低強(qiáng)度的前提下，間歇運(yùn)動(dòng)降低動(dòng)脈硬度的作用是否優(yōu)于持續(xù)運(yùn)動(dòng)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

招募首都體育學(xué)院健康在校男生15 名， 年齡19～24 歲，既往有或無(wú)專業(yè)運(yùn)動(dòng)均可，無(wú)糖尿病、高血壓和脂代謝紊亂，無(wú)心血管疾病，未服用藥物，基本情況見(jiàn)表1。 在實(shí)驗(yàn)前已充分了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)過(guò)程， 受試者在閱讀并簽署知情同意后自愿參與本實(shí)驗(yàn)。

表1 受試者基本情況

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究采用平衡隨機(jī)交叉自身對(duì)照設(shè)計(jì)， 每位受試者以隨機(jī)順序分別進(jìn)入安靜試驗(yàn) （control trial，CT）、持續(xù)運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（continuous exercise trial，CE）和間歇運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（interval exercise trial，IE），每位受試者進(jìn)行兩個(gè)試驗(yàn)之間的間隔為7 天。 受試者早晨空腹入實(shí)驗(yàn)室休息至少15 分鐘后進(jìn)行基礎(chǔ)（0 min）測(cè)定， 隨后進(jìn)行30 min 持續(xù)運(yùn)動(dòng)， 然后恢復(fù)40 min（CE）； 或者15 min 運(yùn)動(dòng)， 休息20 min， 再進(jìn)行15 min 運(yùn)動(dòng)，最后再休息20 min（IE）；或者始終保持安靜狀態(tài)（CT）。 分別在CT 和CE 的0 min、30 min 和70 min 時(shí)間點(diǎn)測(cè)定CAVI；在IE 的0 min、15 min、35 min、50 min 和70 min 時(shí)間點(diǎn)測(cè)定CAVI（圖1）。

圖1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.3 運(yùn)動(dòng)方案

采 用 功 率 車 （Aerobike 75XL，Combi，Tokyo，Japan）運(yùn)動(dòng)，受試者選擇合適的坐墊位置，使雙上肢在同一高度，蹬車頻率為60 轉(zhuǎn)/分鐘。 由于運(yùn)動(dòng)時(shí)心率在30%～39%儲(chǔ)備心率 （Heart rate reserve，HRR）范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)屬于低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)[6]，因此本研究強(qiáng)度設(shè)定在35%HRR，其目標(biāo)心率的計(jì)算公式為目標(biāo)心率=（220-年齡-安靜心率）×35%+安靜心率。運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)功率自行車上的光電脈沖傳感器動(dòng)態(tài)檢測(cè)受試者脈率，手動(dòng)增減瓦數(shù)，使心率控制在目標(biāo)心率。 記錄實(shí)驗(yàn)中的功率車瓦數(shù)，結(jié)果在CE 和IE 中受試者運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)負(fù)荷差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （CE：63 ± 6W，IE：63 ±5W，P > 0.05）。

1.4 心-踝血管指數(shù)（CAVI）的測(cè)定

使用北京福田電子醫(yī)療儀器有限公司生產(chǎn)的動(dòng)脈硬化檢測(cè)儀VS-1000 進(jìn)行CAVI 測(cè)定。 受試者平躺于床上，四肢伸展，上肢袖帶結(jié)扎于上臂，袖帶下緣平肘關(guān)節(jié)，松緊以可插入1～2 根手指為度；下肢袖帶結(jié)扎于踝關(guān)節(jié)以上，袖帶下緣平內(nèi)踝高度，并分別于肘部及腳跟部放置軟墊把肢體墊起。 心電電極夾于左右手腕； 放置心音傳感器于胸骨角附近并進(jìn)行調(diào)整，以心音基線平穩(wěn)、能明確區(qū)分第1 和第2 心音為準(zhǔn)。 隨后開(kāi)始測(cè)定，儀器自動(dòng)進(jìn)行人體CAVI 測(cè)定。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均表示為平均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)誤。 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用GraphPad Prism Software 5.0 進(jìn)行。 3 個(gè)實(shí)驗(yàn)日中CAVI 隨時(shí)間變化， 通過(guò)one way repeated measurements ANOVA 進(jìn)行分析，出現(xiàn)顯著性差異時(shí)再進(jìn)行Tukey’s Multiple Comparison Test。 在對(duì)3 個(gè)實(shí)驗(yàn)日中CAVI 隨時(shí)間總的變化進(jìn)行比較時(shí)， 先計(jì)算CAVI 隨時(shí)間變化曲線， 再求曲線下面積（area under curve of CAVI，AUC-CAVI），P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 運(yùn)動(dòng)對(duì)CAVI 的影響

在CT 中的0 min、30 min 和70 min 3 個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，CAVI 分別為6.7 ± 0.1、6.7 ± 0.1 和6.6 ± 0.1，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）（圖2A）。

在CE 中的0 min、30 min 和70 min 時(shí)間點(diǎn)上，CAVI 分別為6.5 ± 0.1、5.5 ± 0.2（P < 0.05）和6.4 ±0.1（圖2B）。

在IE 中的0 min、15 min、35 min、50 min 和70 min 時(shí)間點(diǎn)上，CAVI 分別為6.7 ± 0.1、5.6 ± 0.2、6.1± 0.2、5.6 ± 0.2 和6.0 ± 0.1， 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P< 0.05）（圖2C）。第1 個(gè)15 min 運(yùn)動(dòng)后CAVI 明顯下降15 min，休息20 min 后（35 min）CAVI 回升，但并未恢復(fù)到基礎(chǔ)水平； 隨后再進(jìn)行15 min 的運(yùn)動(dòng)后（50 min），CAVI 又明顯下降， 再休息20 分鐘后（70 min 時(shí)間點(diǎn)），CAVI 再次回升，但仍然明顯低于0 min時(shí)間點(diǎn)。

圖2 三個(gè)試驗(yàn)日中CAVI 動(dòng)態(tài)變化

2.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)曲線下面積CAVI-Time 的影響

根據(jù)CAVI-Time 曲線計(jì)算出曲線下面積（AUC-CAVI），CT、CE 和IE 曲 線 下 面 積 分 別 為467.6 ± 7.4 min、416.7± 8.6 min 和411.6 ± 9.7 min，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P < 0.05）。 CE 和IE 的AUCCAVI 均顯著小于CT （P < 0.05）， 而CE 和IE 的AUC-CAVI 無(wú)顯著性差異（圖3）。

圖3 急性低強(qiáng)度持續(xù)和間歇性有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)AUC-CAVI 的影響

3 討論

本研究主要發(fā)現(xiàn)：（1）無(wú)論持續(xù)性還是間歇性運(yùn)動(dòng)， 急性低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)均可使青年男性全身動(dòng)脈硬度下降，雖然是一過(guò)性的；（2）低強(qiáng)度間歇性運(yùn)動(dòng)降低動(dòng)脈硬度的效果優(yōu)于持續(xù)性運(yùn)動(dòng)， 顯示了這種運(yùn)動(dòng)方案在形式上的靈活性及其效果上的優(yōu)越性。

2011 年美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)提出：成人在不能或不愿意進(jìn)行推薦量的運(yùn)動(dòng)時(shí)， 仍然可能從低于推薦量的運(yùn)動(dòng)中獲益[6]。在心血管功能方面，既往研究表明，單側(cè)腿極低強(qiáng)度自行車運(yùn)動(dòng)（負(fù)荷20～30W，持續(xù)5 min）能明顯降低人體運(yùn)動(dòng)側(cè)下肢的動(dòng)脈硬度，而對(duì)側(cè)下肢無(wú)明顯改變[8，9]，因此這似乎表明低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)無(wú)法引起全身性動(dòng)脈硬度的變化， 但這可能是因?yàn)樯鲜鲅芯恐兴捎玫倪\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度過(guò)低、 持續(xù)時(shí)間過(guò)短造成的。 因此，典型的低強(qiáng)度（30%～39%的儲(chǔ)備心率） 運(yùn)動(dòng)能否引起全身性的動(dòng)脈硬度的改善值得關(guān)注。

2007 年美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)和心臟學(xué)會(huì)在運(yùn)動(dòng)指南中建議， 成年人每天進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)至少要達(dá)30 min，而且提出可用多個(gè)短時(shí)間累積的方式（每次10 min 或者10 min 以上）完成[11]。 而現(xiàn)代人生活工作忙碌，平時(shí)很難抽出大段時(shí)間來(lái)從事運(yùn)動(dòng)，因此選擇累積方式，即間歇性運(yùn)動(dòng)更能迎合人們的需求，充分利用零碎時(shí)間，提高運(yùn)動(dòng)依從性。

間歇性運(yùn)動(dòng)對(duì)動(dòng)脈硬度的影響已有研究，Rakobowchuk 等[12，13]發(fā)現(xiàn)由4 次Wingate Test 組成的間歇性運(yùn)動(dòng)可明顯降低周圍血管硬度， 但以上研究均采用了高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（sprint），由于高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)， 因此不適宜應(yīng)用于普通人健身。Guimaraes 和Tordi 等[14，15]采用中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，但其間歇性運(yùn)動(dòng)方案實(shí)質(zhì)上是強(qiáng)度變換， 即在間歇期內(nèi)并不停止運(yùn)動(dòng)而是從事低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)， 所以并不能充分說(shuō)明其作用效果是間歇性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式引起的，而可能是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變化本身造成的，這無(wú)法體現(xiàn)停止運(yùn)動(dòng)的間歇期的優(yōu)越性。鑒于以上原因，本研究比較低強(qiáng)度持續(xù)和間歇性運(yùn)動(dòng)對(duì)健康青年動(dòng)脈硬度的影響。

心-踝血管指數(shù) （cardio-ankle vascular index，CAVI） 是不依賴血壓的動(dòng)脈硬化指標(biāo)，CAVI 值越高，動(dòng)脈硬度越大[16]。 由于我們假設(shè)間歇性運(yùn)動(dòng)效果優(yōu)于持續(xù)性運(yùn)動(dòng)， 因此前期通過(guò)預(yù)試驗(yàn)明確了低強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)30 min 后再休息40 min 后其CAVI 值恢復(fù)至基礎(chǔ)水平， 因此我們選定了70 min 為觀察CAVI 的時(shí)間總跨度。如果在這個(gè)時(shí)間內(nèi)間歇性運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中CAVI 仍沒(méi)有恢復(fù)基礎(chǔ)水平， 則可顯示這種運(yùn)動(dòng)形式的優(yōu)越性。

我們前期發(fā)表的結(jié)果雖然已經(jīng)證明了低強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)降低動(dòng)脈硬度的效果優(yōu)于持續(xù)運(yùn)動(dòng)， 但對(duì)于間歇運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)來(lái)講只觀察了其兩個(gè)15 min 運(yùn)動(dòng)全部結(jié)束后的CAVI 情況， 而忽略了第1 個(gè)15 min 運(yùn)動(dòng)回合后（即間歇期）CAVI 的下降情況[17]，而本結(jié)果中則把兩個(gè)15 min 運(yùn)動(dòng)回合（bouts）之間的間歇期，即15～35 min 期間的CAVI 的變化也考慮在內(nèi)，并通過(guò)曲線下面積來(lái)進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)。

本結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同時(shí)間跨度內(nèi)（70 min），間歇運(yùn)動(dòng)與持續(xù)運(yùn)動(dòng)的AUC-CAVI 均顯著低于安靜對(duì)照試驗(yàn)，這說(shuō)明70 min 的時(shí)間內(nèi)，間歇運(yùn)動(dòng)與持續(xù)運(yùn)動(dòng)都能顯著降低AUC-CAVI。 間歇運(yùn)動(dòng)與持續(xù)運(yùn)動(dòng)之間并無(wú)顯著性差異， 這說(shuō)明就AUC-CAVI 來(lái)講，低強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)與持續(xù)運(yùn)動(dòng)效果相當(dāng)。但考慮到持續(xù)運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在70 min 時(shí)間點(diǎn)上CAVI 已經(jīng)恢復(fù)到基礎(chǔ)水平， 而在間歇運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中70 min 時(shí)間點(diǎn)CAVI 尚未恢復(fù)，仍然可認(rèn)為間歇性運(yùn)動(dòng)在改善動(dòng)脈硬度上的效果上具備優(yōu)越性。

本研究結(jié)果提示， 低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)也可以帶來(lái)全身性的動(dòng)脈硬度方面的收益， 當(dāng)人們不能或不愿意從事中等或高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)， 完全可以通過(guò)低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)在一定程度上提高心血管健康水平。 這樣的結(jié)果與美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)的立場(chǎng)相吻合[6]。本研究不否認(rèn)中等及高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)帶來(lái)更多的運(yùn)動(dòng)收益， 低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)也不可能替代較高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的重要作用， 因此不排除在可能的情況下從事強(qiáng)度較高的運(yùn)動(dòng)， 但可以把低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)作為較高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的有益補(bǔ)充， 以有效降低動(dòng)脈硬度。而如果能通過(guò)間歇性方式來(lái)進(jìn)行，則將優(yōu)化低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)動(dòng)脈硬度的改善作用。

4 總結(jié)

急性低強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能一過(guò)性降低人體動(dòng)脈硬度， 而急性低強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)的效果優(yōu)于低強(qiáng)度持續(xù)性運(yùn)動(dòng)。

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