侯光輝

（成都大學(xué) 體育學(xué)院，四川 成都610600）

運動對老年人心血管功能影響研究進展綜述

侯光輝

（成都大學(xué) 體育學(xué)院，四川 成都610600）

衰老會導(dǎo)致老年人心血管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變，心肌細胞減少和間質(zhì)細胞的增多會導(dǎo)致左心室功能損傷，運動能力下降。體育鍛煉對于改善老年人心血管功能和運動能力具有一定的正性作用。本文對目前運動對增齡性運動能力下降的益處，對心衰等疾病的改善作用，以及相應(yīng)的運動計劃進行了研究綜述，以期安全有效的利用運動來改善老年人的心血管功能和運動能力下降。

運動；心血管；老年人；肌肉

老年人會因年齡增長而出現(xiàn)心血管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變，其中較為重要的改變包括心肌細胞數(shù)量減少，細胞間質(zhì)中膠原纖維增多，導(dǎo)致左心舒張功能受損，最大有氧運動能力下降。現(xiàn)有研究表明身體鍛煉對老年人心血管健康具有正性作用。本文將總結(jié)運動對老年人心血管功能的影響，以及身體鍛煉對老年性心臟病患者的好處。

1 運動對健康老年人的好處

衰老會導(dǎo)致老年人心血管系統(tǒng)形態(tài)和功能的部分改變，中樞水平的改變主要是運動中最大心率的降低，其主要是由于β1受體下調(diào)造成的[1]。外周水平的改變主要是骨骼肌生化性質(zhì)和功能改變，包括肌球蛋白重鏈I和IIa型肌纖維數(shù)量減少，肌肉纖維抗氧化能力下降[2]。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)身體鍛煉對于老年人健康具有正性作用，有氧運動可以增加心輸出量、減緩生理衰老導(dǎo)致的心功下降，提高運動能力[3]。抗阻或力量訓(xùn)練則對提高肌肉質(zhì)量和力量以及運動能力有幫助，將平衡和力量訓(xùn)練融入老年人每日的體育鍛煉則會降低摔倒致殘率并提高生活質(zhì)量[4]。

老年人心血管功能可以通過亞極限強度或最大強度運動進行測評，在眾多亞極限強度運動測評方法中，6 min走測試因為適用于那些因患病或體虛而無法完成最大強度運動壓力測試的老年人而被廣泛運用，測試成績通過代謝當量的外推法結(jié)合氧氣消耗量可以獲得最大強度運動能力。研究顯示，有氧運動可以提高健康老年人的最大攝氧量，代表有氧運動能力的通氣閾、心率儲備、二氧化碳通氣當量斜率和交感—副交感神經(jīng)活性平衡等，從而增強心血管功能[5]。此外，有氧運動還可以改善因兒茶酚胺引起的衰老性左心室收縮功能降低和老年人變時性機能不全(運動鍛煉后心率減退)，這主要是通過提高迷走神經(jīng)張力，間接調(diào)控β1-腎上腺素受體，從而抑制心衰患者神經(jīng)體液調(diào)節(jié)機制的持續(xù)惡化，對心功產(chǎn)生正性作用，增大運動時最大心率，收縮周邊血管，提高運動耐受[1]。有氧運動可以通過以下一些機制提高最大攝氧量，比如運動可以增大肌肉中血液灌溉量，增大動靜脈氧差，改善血管內(nèi)皮功能障礙，提高血管順應(yīng)性，肌肉工作時攝入氧氣增多[6]。肌肉工作時氧氣攝入增多的生化機制在于肌球蛋白重鏈蛋白和mRNA的合成增多，肌纖維收縮功能增強，導(dǎo)致老年人在運動時肌肉對氧氣的利用效率增加，最終表現(xiàn)為老年人肌肉力量的整體增強。

抗阻訓(xùn)練可以使健康老年男性和女性的肌肉質(zhì)量和力量顯著提高，對身體功能和生存質(zhì)量也有明顯改善作用，但對心功沒有明顯改變。

2 運動對老年心血管系統(tǒng)氧化應(yīng)激的作用

目前認為衰老是由于氧化應(yīng)激、組織再生和修復(fù)等相關(guān)的基因調(diào)控發(fā)生改變造成的，即老年人難以抵抗氧化應(yīng)激過程。氧化應(yīng)激介導(dǎo)的細胞凋亡與增齡性生理功能下降，或與年齡有關(guān)的疾病相聯(lián)系。心臟衰老過程中的核心特點是心肌細胞的流失和剩余心肌細胞肥厚，最終導(dǎo)致心臟功能受損。心肌細胞凋亡可由內(nèi)在的和外在的兩種途徑引起。Fas配體/Fas受體激活誘導(dǎo)細胞凋亡是外在途徑而氧化應(yīng)激與DNA損害劑是誘導(dǎo)細胞凋亡的內(nèi)在途徑。

雖然有氧運動過程中會增加機體氧化應(yīng)激反應(yīng)，但有氧運動可通過激活抗氧化系統(tǒng)如超氧化物歧化酶、熱休克蛋白70、熱休克蛋白27和過氧化氫酶等來抵消ROS的有害影響，從而降低動脈硬化程度、改善血管內(nèi)皮功能、代謝和凝血，減輕體重[7]。運動期間和運動后由于肌肉收縮，造成組織活性氧含量增高，肌肉產(chǎn)生的活性氧包括NO、超氧化物和超氧化物歧化酶，迅速生成過氧化氫。目前發(fā)現(xiàn)，在肌肉中存在一個發(fā)育良好的系統(tǒng)來調(diào)節(jié)ROS并阻止?jié)撛诘挠泻τ绊?。這個系統(tǒng)包括線粒體和細胞質(zhì)中的超氧化物歧化酶異構(gòu)體，過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶和大量的ROS凈化劑如：谷胱甘肽，維生素E和抗壞血酸[8]。

3 運動對SARCOPENIA和虛弱癥患者的作用

所謂sarcopenia，是一種臨床常見的隨年齡增加而出現(xiàn)的,由衰老、營養(yǎng)不良、不愛運動、慢性病或藥物引起的以肌肉質(zhì)量、體積以及肌肉力量減退和運動能力下降等為主要特征的老年多發(fā)性機能退化病征，sarcopenia能導(dǎo)致運動障礙，摔倒和骨折，乃至死亡[9]。心肌sarcopenia是一種隨年齡增加而出現(xiàn)的心肌細胞減少和心血管功能減退的一種老年病征。該病征包括了心肌細胞凋亡以及心肌細胞凋亡誘導(dǎo)的心肌細胞由生理性代償性肥大向病理性肥大發(fā)生的改變趨勢。虛弱癥是一種常見的老年性綜合癥，主要表現(xiàn)為漸進性的健康不良，其主要是由衰老導(dǎo)致的多系統(tǒng)的生理衰弱，進而發(fā)生摔倒，住院治療乃至死亡。

對于這類患者，一般使用抗阻訓(xùn)練來增加體重質(zhì)量，肌肉力量以及運動能力（如起立-行走計時測試，踏步機測試，有氧能力，步速及6分鐘步行試驗）。此外，抗阻訓(xùn)練還能提高生存質(zhì)量，減少跌倒風(fēng)險，改善步態(tài)平衡，減少抑郁癥狀，且改善程度與阻力大小成正比，相對于伴有其它功能障礙的虛弱癥患者，抗阻訓(xùn)練對于sarcopenia患者效果更好[10]。耐力運動對肌肉的良性作用主要包括增加氧代謝纖維的數(shù)量（運動能力下降時肌纖維會從氧代謝纖維轉(zhuǎn)化為糖酵解纖維），增強氧化酶活性、增大肌細胞密度，導(dǎo)致肌肉在工作中利用能量和氧氣的效率增高。Gielen等的研究發(fā)現(xiàn)，耐力運動可以降低泛素-蛋白酶體系統(tǒng)中MURF-1蛋白含量，由于蛋白與心衰患者sarcopenia癥狀緊密相關(guān)，提示我們可以利用有氧運動來抑制心衰患者泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的激活，從而抑制肌肉蛋白降解[11]。

耐力運動與抗阻訓(xùn)練相比，只能讓sarcopenia和虛弱癥患者肌肉得到有限的力量增加，但其能導(dǎo)致明顯的有氧運動能力增強。PI3K/Akt信號通路及其下游的各種靶基因在心肌細胞凋亡和心肌細胞正常生理性肥大中發(fā)揮了重要的因素，是心肌sarcopenia的發(fā)生發(fā)展中關(guān)鍵的信號傳導(dǎo)通路，而有氧運動對PI3K/Akt信號通路起著正性調(diào)控作用，能明顯的改善心肌細胞凋亡的程度，正性對抗心肌細胞由生理性肥大向病理性肥大轉(zhuǎn)變的趨勢，從而緩解sarcopenia的發(fā)生和發(fā)展[12]。因此，對于sarcopenia和虛弱癥患者而言，在進行抗阻訓(xùn)練時，還應(yīng)加入一個有氧運動計劃，這能加強運動訓(xùn)練帶來的各種好處。

4 運動對老年心衰患者的作用

4.1 運動對心衰及左心室射血分數(shù)降低患者的影響

研究指出有氧運動能改善心衰及左心室射血分數(shù)降低老年患者的心血管功能。對于這類病人，作為預(yù)期其長期生存的獨立指標，BNP濃度會下降。有氧運動對心血管系統(tǒng)有益的潛在機制可能在于增加心輸出量、左心室的適宜性重塑以及調(diào)節(jié)交感神經(jīng)系統(tǒng)的β-腎上腺素能受體信號的活性[13]。外周性機制包括增加骨骼肌血流灌溉量，上調(diào)氧攝取量和利用率以及改善骨骼肌肌細胞表型。由于交感神經(jīng)支配的骨骼肌動力反射程度降低，從而對運動不耐受，容易疲勞以及呼吸困難是心衰患者的主要標志。目前最可信，應(yīng)用最廣泛的評價運動不耐受的方法是測量患者的最大攝氧量以及最大強度運動心肺功能試驗。一些研究發(fā)現(xiàn)，心衰患者進行有氧訓(xùn)練后最大攝氧量有了顯著提高，最大可達20%～25%，其生存率也有所增高。患者的心率不能隨機體的代謝活動的增加而增加，這種情況叫做心臟變時性功能不全，其在心衰患者運動不耐受中扮演重要角色。Hambrecht報道耐力運動可以增加心衰患者在運動時的最大心率和每搏輸出量，以及動靜脈氧差，其機制可能是內(nèi)皮素在轉(zhuǎn)錄因子的受體后效應(yīng)作用下，逆轉(zhuǎn)腎上腺素受體的下調(diào)，導(dǎo)致運動時心肌細胞收縮能力增強[14]。耐力運動可以有效增加心衰患者運動時左心室收縮和舒張的最大容積，其對左心室的重塑主要表現(xiàn)在休息時左心室收縮力的增強，冠狀動脈舒張，血液灌注情況改善。耐力運動影響心衰患者運動能力的另外一個重要因素是通過降低乳酸產(chǎn)生提高肺通氣能力，提高射血分數(shù)，心衰患者經(jīng)過2～6個月的有氧運動后，最大攝氧量增高，每搏輸出量升高，動靜脈氧差均有改善，呼吸肌功能提高，外周血液動力學(xué)得到較大改善[15]。此外，運動強度也能影響患者的心肺功能，wisloff報道，高強度的間歇耐力運動比持續(xù)中等強度耐力運動更有利于改善老年心衰患者的左心室射血分數(shù)、外周血管功能和肌肉線粒體的生物合成功能；短期高強度間歇有氧運動可以顯著提高每搏輸出量和心輸出量，降低外周血管阻力，而中等強度持續(xù)性耐力運動則無顯著變化[16]。

4.2 運動對老年舒張性心衰患者

近年來，隨著老年舒張性心衰患者的日益增長，舒張性心衰逐漸引起大家的注意。目前的研究發(fā)現(xiàn)，有氧運動可以提高射血分數(shù)，從而改善外周血管功能，提高氧利用率，進而提高動靜脈氧差，逆轉(zhuǎn)舒張性心衰患者運動最大心率下降的趨勢，并可以有效的改善肌肉對氧的利用率，緩解骨骼肌氧化代謝功能的損傷程度[17]。

5 運動對交感神經(jīng)的影響

運動對心衰患者的益處是與調(diào)控交感神經(jīng)密切相關(guān)的，運動可以有效降低心衰患者在運動時交感神經(jīng)的過度興奮，降低交感神經(jīng)興奮毒性對心臟和骨骼肌的損害[18]。Coats等最早報道了運動訓(xùn)練可以改變交感/副交感神經(jīng)平衡，減低全身16%的去甲腎上腺素外溢量。此外，還有報道指出，運動可以提高副交感神經(jīng)對心衰患者心率的控制比例，降低交感神經(jīng)過度興奮對心衰患者的不利影響。運動降低交感神經(jīng)興奮的機制可能是運動可以通過調(diào)節(jié)動脈活性因子受體、心肺壓力受體和化學(xué)感受器，來降低交感神經(jīng)的自主活性；心衰患者運動時伴隨著肌肉動力受體的過度興奮，耐力運動也可以降低肌肉動力受體來降低對交感神經(jīng)對心衰患者心率的過度興奮作用。目前上述作用的機制已被證實：耐力運動可有效降低延髓頭端腹外側(cè)和孤束核中血管緊張素II的1型受體濃度，使大腦和心臟中血管緊張素轉(zhuǎn)換酶和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2的水平恢復(fù)正常，從而降低交感神經(jīng)的過度興奮作用[19]。

6 運動訓(xùn)練計劃

運動已經(jīng)成為心功康復(fù)計劃中不可或缺的組成部分，尤其是對老年人亞極限運動強度和極限運動強度中的心功具有明顯改善作用。一般來說，訓(xùn)練計劃應(yīng)持續(xù)8～12周，這樣才能有效提高如最大攝氧量、無氧閾、峰值氧耗量和二氧化碳通氣當量斜率等心功指標[20]。眾多研究表明，鍛煉時間越長（大于12周）就越有利于老年心衰患者的心功改善。訓(xùn)練計劃應(yīng)包括一周三次以上的耐力運動。單次運動應(yīng)根據(jù)患者個人臨床心功檢測結(jié)果進行5～60分鐘的運動訓(xùn)練，但如果運動時間低于30 min，效果則會大打則扣。運動的持續(xù)時間和強度應(yīng)循序漸進，逐步達到預(yù)設(shè)的靶心率，這樣可以有效避免運動導(dǎo)致的并發(fā)癥。運動負荷應(yīng)根據(jù)患者的最大心率或運動壓力測試中得到的極限心率來進行設(shè)定。訓(xùn)練心率一般應(yīng)由最大心率的50～60%，逐步提高到75%～80%。如果心率無法適應(yīng)運動訓(xùn)練，患者出現(xiàn)運動性疲勞，則應(yīng)降低運動強度至患者所能接受的范圍。此外，還可以采用瑞典科學(xué)家Borg制定的《Rating of Perceived Exertion Scale》該量表讓患者通過運動時的自身感覺（心跳、呼吸、排汗、肌肉疲勞等），來估計運動時的強度。（該量表評級范圍是由6至20，6為完全沒有用力，13為有點辛苦，20為盡最大努力方可完成。）心衰患者在無法完成靶心率時，應(yīng)避免將運動強度超過該評價表得分13，以免出現(xiàn)危險。所有的運動訓(xùn)練都應(yīng)有5～10分鐘的熱身以及5～10min的整理運動。老年心衰患者運動負荷應(yīng)從較低水平開始，如果運動強度過大可能造成肌肉拉傷和心血管并發(fā)癥。

7 運動對心衰患者作用的meta分析

2012年，Plentz RD等綜合了從1960年到2011年的119篇關(guān)于運動對心血管疾病作用的相關(guān)文章，進行了meta分析。文章指出，經(jīng)過運動訓(xùn)練后，患者在最大攝氧量、6分鐘行走測試和呼吸功能測試中均有顯著改善。（1）經(jīng)過12周的大強度有氧訓(xùn)練，患者的最大攝氧量較對照組有顯著變化，而中等強度耐力訓(xùn)練則無明顯改善；（2）經(jīng)過6周的有氧訓(xùn)練后，患者在6分鐘行走訓(xùn)練中的最大步行距離就比對照組超出10%～15%；（3）呼吸功能測試中經(jīng)過6周的運動訓(xùn)練，患者呼吸功能就較對照組發(fā)生了變化，而經(jīng)過12周的運動訓(xùn)練后，出現(xiàn)了顯著的改善。最后，文章指出，運動對心衰患者的作用需注意以下因素：（1）運動以有氧運動為主，力量訓(xùn)練為輔；（2）訓(xùn)練時間應(yīng)大于8周；（3）運動強度在患者能承受范圍內(nèi)的大強度訓(xùn)練為主，中等強度訓(xùn)練效果不明顯[21]。

8 小結(jié)

大量證據(jù)表明，運動訓(xùn)練對心血管疾病患者是一個有益且安全的康復(fù)手段，它可以有效改善患者的運動能力，減輕運動疲勞、呼吸困難等癥狀，增強血管張力，提高細胞因子活性，改善交感神經(jīng)，提高自身生活質(zhì)量。今后關(guān)于運動對老年人心血管功能治療的研究應(yīng)包括：（1）對運動強度和時間進一步研究，以便更好的控制訓(xùn)練計劃；（2）加大分子水平的研究，明確運動對心血管相關(guān)因子的作用影響。

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在調(diào)出的3109份病歷中，以《中國老年人潛在不適當用藥目錄》[3]為依據(jù)，對老年患者的用藥潛在風(fēng)險情況進行評價，共有2545份病歷存在潛在不適當用藥的風(fēng)險，占81.9%。按藥品類別和名稱分類，涉及12類36種藥物共計5516例次存在潛在不適當用藥的風(fēng)險（1份病歷可能同時存在多種藥物的潛在不適當用藥的風(fēng)險），其中占前四位的是呼吸系統(tǒng)用藥、血液系統(tǒng)用藥、內(nèi)分泌系統(tǒng)用藥和神經(jīng)系統(tǒng)用藥，見表2、表3。

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Effects of Exercise on Cardiovascular Performance in the Elderly

HOU Guang-hui
(Institute of Sports,Chengdu University,Chengdu,Sichuan 610600)

Progressive aging induces several structural and functional alterations in the cardiovascular system, among whom particularly important area reduces number of myocardial cells and increases interstitial collagen fibers,which results in impaired left ventricular diastolic function.Even in the absence of cardiovascular disease, aging is strongly associated to an age-related reduced maximal aerobic capacity.Physical activity appears in general to have appositive effect on several health outcomes in the elderly.This review aims to illustrate the beneficial effects of exercise on the physiologic decline of cardiovascular performance occurring with age.Furthermore,it will be stressed also the positive effect of physical activity in elderly patients affected by cardiovascular diseases and multiple co-morbidities which may be significantly worse prognosis in this high risk population.

exercise;cardiovascular;elderly;muscle

G804.21

A

1673-1891（2015）01-0117-04

2014-07-21

侯光輝（1974-），男，四川廣元人，副教授,研究方向：運動與健康。