基于運動的心臟康復(fù)（cardiac rehabilitation，CR）是針對特定心血管疾?。╟ardiovascular diseases，CVD）和射血分數(shù)降低的心力衰竭（heart failure，HF）患者的IA類推薦，因為它可顯著改善運動能力、CVD風(fēng)險狀況，并減少再入院率、心血管事件和死亡率。與標準醫(yī)療相比，基于運動的CR使住院率、心血管事件死亡率和全因死亡率分別降低了31%，26%和20%。雖然關(guān)于CR的運動方案或計劃持續(xù)時間尚無國際共識，并且運動強度的建議在不同國家之間差異很大同，但仍有充足證據(jù)表明高強度間歇訓(xùn)練（high-intensity interval training，HIIT）對CAD和HF患者的心臟康復(fù)具有不可替代的作用。HIIT現(xiàn)已成為心臟康復(fù)領(lǐng)域可選擇的一種更有效的運動方式，也成為心臟康復(fù)領(lǐng)域研究的熱點問題。本文綜述HHT對心臟病患者峰值攝氧量（peak oxygen uptake，VO2peak）的影響及對CVD和HF患者肺、心、血管和骨骼肌系統(tǒng)的有益生理機制；并與中等強度連續(xù)訓(xùn)練（moderate-intensity continuous training，MICT）相比較，展現(xiàn)HUT對心血管疾病死亡率、依從性、安全性等方面的優(yōu)越性；最后提出了HIIT運動強度的研究進展。

1、HIIT對VO2peak的影響

HIIT最初應(yīng)用于競技體育訓(xùn)練，是一種全力、快速和爆發(fā)式的鍛煉方法。HIIT指在主動或被動恢復(fù)階段之間穿插進行短暫的高強度訓(xùn)練運動，目標強度是80%~90%VO2peak，運動強度超過無氧閾水平。HIIT的目的是反復(fù)刺激人體的氧運輸系統(tǒng)和骨骼肌系統(tǒng)，使其獲得更大的生理學(xué)適應(yīng)。Mikkelsen等人的一項研究，包括1561名心臟病患者，發(fā)現(xiàn)CR期間VO2peak每改善1.0mL/（kg-min），CV事件減少21%，全因死亡減少13%，VO2peak是未來心血管事件和死亡率的有力預(yù)測指標，即使VO2peak適度增加也可能對CAD和HF患者具有臨床意義。Uddin等分析了55項關(guān)于CR對CAD和HF患者VO2peak影響的臨床研究，發(fā)現(xiàn)CR組的總體運動能力比對照組高出0.95（95%CI：0.76，1.41），并有證據(jù)表明，HIIT與最大VO2peak顯著相關(guān)（P=0.04）。Taylor等研究發(fā)現(xiàn)，短期（<4周）的HIIT計劃使CAD患者VO2peak提高10%，而MICT組僅為4%。然而，兩組長期（>12個月）比較時，CAD患者VO2peak的改善相似。該發(fā)現(xiàn)認為HIIT可以作為MICT的輔助或替代方式。另一項針對HF患者的研究證明，高強度運動時儲備心率>85%（heart ratereserve，HRR）與中等強度運動HRR（50%~60%）相比，VO2peak的改善分別為3.3和2.2mL/（kg-min）。低強度運動HRR（20%-40%）產(chǎn)生的改善最?。?.0mL/（kg-min）］。

2、HIIT對心臟病患者的作用機制

2.1 肺部調(diào)節(jié)

肺部負責氧氣的運輸，肺泡通氣和擴散，有助于動脈氧分壓的提高和VO2peak的改善。HF患者運動不耐受的重要因素是肺泡氧氣交換減少，這可能是由于肺血管舒張受損，通氣/灌注不匹配，彌散功能障礙等引起的。在HF患者中，Tasoulis等人31對46名臨床穩(wěn)定的充血性HF患者進行3次/周的CR計劃并持續(xù)12周，證明HIIT改善了通氣調(diào)節(jié)及休息和運動期間的通氣模式，提高患者的通氣驅(qū)動力。Dunham等將15名身體健康的受試者，進行了為期4周的訓(xùn)練計劃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HIIT組患者的最大吸氣壓力提高43%，而MICT組的最大吸氣壓力僅提高25%，該研究證明HIIT和MICT在增加吸氣肌肉力量方面都有效，HIIT在提高攝氧能力和表現(xiàn)方面為CR提供了一種省時的替代方案。

2.2 心臟適應(yīng)

HIIT可以提高心輸出量和組織供氧，從而更好地改善VO2peak。幾項針對健康受試者和HF患者的研究表明，與MICT相比，HIIT在最大每搏輸出量和VO2peak方面的改善更大。Karatzanos等人對HF患者分別使用HIIT訓(xùn)練計劃、更高強度的連續(xù)訓(xùn)練計劃和較低強度的連續(xù)訓(xùn)練計劃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者更喜歡HIIT計劃，主要因為HIIT計劃省時、易完成，安全性較好。并且能提高射血分數(shù)較低HF患者的搏出量。但是外周限制是HF患者運動不耐受的重要因素。無法達到HIIT的目標訓(xùn)練強度是射血分數(shù)降低的HF患者的顯著局限性。Cornells等人還發(fā)現(xiàn)HIIT與MICT相比顯著改善了射血分數(shù)降低的HF；相比之下，WangC等Meta分析納入15項比較HIIT和MICT的臨床試驗，患者為CVD或HF人群，年齡52~78歲，該研究發(fā)現(xiàn)早期（8周或更短）的HIIT在改善VO2peak方面優(yōu)于MICT。同時HIIT顯著改善了CVD和HF患者的無氧閾值和左心室射血分數(shù)。總之，大多數(shù)調(diào)查血流動力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，與MICT相比，HIIT對每搏輸出量的改善更大。然而，運動訓(xùn)練強度對結(jié)構(gòu)適應(yīng)的影響仍不清楚。

2.3 血管適應(yīng)

與MICT相比，HIIT對VO2peak更大改善的潛在機制是對血管功能的顯著影響。更高強度的運動引起更大的血流和剪切應(yīng)激刺激，通過血管擴張性前列腺素和一氧化氮的上調(diào)產(chǎn)生更大的血管適應(yīng)性。中央和外周脈管系統(tǒng)具有強大的彈性，能調(diào)節(jié)有效的血液和氧氣輸送到心臟和骨骼肌。血管內(nèi)皮功能改善的參考指標是血流介導(dǎo)血管舒張（flow-mediateddilation，F(xiàn)MD）增加，肱動脈FMD目前被用作評估血管舒張的參數(shù)，是評估血管內(nèi)皮功能的非侵入性方法。此外，肱動脈FMD每減少1%，CVD的風(fēng)險就會增加13%，有氧運動的強度和持續(xù)是影響FMD的主要因素。You等研究發(fā)現(xiàn)，8周或以上的HIIT顯著增加了健康中老年人的FMD。有大量證據(jù)表明，有氧運動訓(xùn)練可改善大動脈的血管功能，反復(fù)的血流動力學(xué)刺激和層流剪切應(yīng)力在血管適應(yīng)中起核心作用。因此，今后的研究需探討HIIT和MICT對不同人群FMD的影響。

2.4 骨骼肌適應(yīng)

Scoubeau等的的Meta分析納入19項研究，發(fā)現(xiàn)HIIT對肌肉骨骼健康的影響較大（SMD：0.42；95%CI：0.14，0.71；P=0.003），可以改善身體成分，更有效地增強肌肉骨骼健康。在健康人群中，骨骼肌的氧化能力通常超過全身。運輸?shù)哪芰Γ虼送鈬m應(yīng)可能不會導(dǎo)致VO2peak的大幅增加。然而，在去營養(yǎng)化患者中，特別是那些具有射血分數(shù)降低的HF患者，骨骼肌內(nèi)的外周適應(yīng)可以對運動耐受性和能力產(chǎn)生顯著影響。運動訓(xùn)練刺激誘導(dǎo)骨骼肌的線粒體增加，從而減少骨骼肌的糖原降解和乳酸的產(chǎn)生刖，使得乳酸閾值增加，患者可以以更大比例的攝氧量進行更長時間的運動。這對心臟病患者尤其重要，因為，氧化能力降低可顯著導(dǎo)致運動不耐受。來自健康人群研究的強有力的證據(jù)表明，運動強度介導(dǎo)線粒體對運動的適應(yīng)和VO2peak的改善㈣。更高強度的運動，促進鈣釋放，ATP周轉(zhuǎn)和碳水化合物利用。這種代謝過程刺激幾種線粒體酶的激活，增加線粒體數(shù)量。因此，增強鈣循環(huán)，也可能有助于減少肌肉疲勞和運動能力岡。根據(jù)目前的證據(jù)，與MICT相比，高強度運動似乎為線粒體適應(yīng)提供了有效的刺激，但是訓(xùn)練強度對其他外周適應(yīng)（如毛細血管化，血流分布和肌肉纖維轉(zhuǎn)移）的影響尚不清楚。

3、HIIT在心臟康復(fù)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀

3.1 運動強度對心血管疾病死亡率的影響

幾項調(diào)查健康人群全因死亡率的研究表明，高強度運動可能比低強度或中等強度的運動帶來更大的健康益處。此外，與MICT相比，高強度運動的好處可以在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)。Wen等早期證明，劇烈強度運動具有省時優(yōu)勢，HIIT每周運動時間僅為MICT的一半，卻能達到與MICT相似的健康益處，或者在相同的每周鍛煉時間內(nèi)，比MICT的健康益處增加一倍。近期研究表明的，劇烈活動的比例與患有和未患有CVD的人的全因死亡率呈反比劑量反應(yīng)關(guān)系。因此，在推廣HIIT時，需要體力活動指南的支持和參與，以保證患者的安全和適量。

3.2 HIIT對心臟病患者運動依從性的影響

由于目前缺乏有效的隨訪和遠程監(jiān)督手段，患者居家心臟康復(fù)運動的依從性明顯不足，直接影響心臟病患者長期預(yù)后。因此，提高心臟病患者的運動依從性已成為當前的首要問題。研究顯示，射血分數(shù)降低的HF患者，無論運動強度如何，12個月時監(jiān)督訓(xùn)練依從性均出現(xiàn)逐漸消退。Taylor等對93名CAD患者進行為期4周的院內(nèi)監(jiān)督運動訓(xùn)練和為期12個月的家庭運動訓(xùn)練隨訪，發(fā)現(xiàn)38%的MICT參與者開始以高于規(guī)定的強度進行運動，24%的HIIT參與者以低于規(guī)定的強度進行運動，在12個月內(nèi)的以家庭為基礎(chǔ)的HIIT（53%）和MICT（41%）的依從性都很低。而在4個月內(nèi)的院內(nèi)監(jiān)督運動訓(xùn)練依從性為HIIT（91%）和MICT（93%）。這表明，長期而言，CAD患者對HIIT的依從性略強于MICT，但總體依從性不足。在充血性HF患者中，Mueller等研究發(fā)現(xiàn)，當患者運動依從性>70%時，VO2peak的提升不受影響。HIIT和MICT之間的依從性相似（分別為56%和60%），但該研究沒有報告對運動方案強度的依從性。最近一項針對CR冠狀動脈疾病患者的綜述發(fā)現(xiàn)，對院內(nèi)監(jiān)督或家庭HIIT的短期依從性與MICT相似。然而，對訓(xùn)練方案的強度和持續(xù)時間的依從性報告不足。該研究指出，提高HIIT可行性的因素包括：對訓(xùn)練強度設(shè)定切合實際的目標；對訓(xùn)練強度的實施情況進行適當調(diào)整；對訓(xùn)練質(zhì)量進行培訓(xùn)；對培訓(xùn)質(zhì)量進行調(diào)整等。

3.3 心臟康復(fù)中HIIT的安全性

盡管HIIT能有效減少心血管事件的復(fù)發(fā)，但與傳統(tǒng)的MICT相比，心臟病患者進行HIIT仍需面臨一定的風(fēng)險，尤其在缺乏專業(yè)指導(dǎo)和監(jiān)督的情況下。目前關(guān)于HIIT是否增加急性心血管事件的風(fēng)險還沒有定論。一項來自日本的關(guān)于心臟康復(fù)安全性的全國調(diào)查顯示，每383096個訓(xùn)練小時發(fā)生12次不良心血管事件和1次威脅生命的心血管事件。DunY等研究表明，與MICT相比，HIIT導(dǎo)致心血管事件的頻率和程度并不高，目前證據(jù)表明HIIT的運動收益遠大于運動風(fēng)險，但仍需要多中心、大樣本的研究以確定其安全性，今后研究重點是探索簡單、易行的運動風(fēng)險篩查工具和使用遠程實時的運動機能監(jiān)控，對HIIT的全過程進行評價和監(jiān)測。張杰等的研究認為，HIIT在提高患者運動能力、VO2peak、生活質(zhì)量上更具優(yōu)勢，而急性心血管風(fēng)險卻沒有增加，證實HIIT安全性較好。目前關(guān)于HIIT的安全性研究多為短期小樣本的臨床試驗，未來需要有更大樣本量的臨床研究來進一步觀察HIIT的長期安全性。國內(nèi)一項為期18年的橫斷面研究，從43130個獨特的個體中，總共檢索了連續(xù)的50142個運動訓(xùn)練；其中，男性不良事件發(fā)生率為每10000次試驗0.8次（95%CI：0.2，3.0），女性每10000次運動訓(xùn)練0.4次（95%CI：0.7，2.2），均值為每10000次試驗0.6次（95%CI：0.2，1.8）。這項研究代表了中國臨床人群中最大的運動訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，結(jié)果表明，臨床運動訓(xùn)練是安全的，與運動訓(xùn)練相關(guān)的不良事件發(fā)生率低可能是由于臨床實踐隨時間推移的整體變化。

3.4 HIIT運動強度的研究進展

所有運動方案在CVD和HF患者中都存在潛在的風(fēng)險，因此，我們建議使用客觀和主觀措施來規(guī)定HIIT的運動強度，以保證患者安全。一項SAINTEX-CAD研究認為，僅依賴于HHT方案強度的客觀測量是不夠的，必須在開具HIIT方案時，根據(jù)患者的主觀感受調(diào)整客觀定義的目標心率區(qū)域和運動量。Pattyn等人發(fā)現(xiàn)，在12周的訓(xùn)練中，峰值心率（peak heart rate，HRpeak）顯著增加。這表明，目標心率區(qū)域可能需要在訓(xùn)練期間進行調(diào)整，可以通過重復(fù)最大運動測試或者使用主觀強度測量來相應(yīng)地確定運動量。因此，主觀測量很重要，感知勞累率（rate of perceived exertion，RPE）已被證明是內(nèi)部訓(xùn)練負荷的良好參考指標向。目前，用于開具HIIT方案的最常見方法是HRpeak和RPE。對于較短的持續(xù)時間間隔（<2min），HRpeak可能會低估訓(xùn)練刺激，因為與攝氧量相比，HRpeak的上升吋間不足，并且HRpeak存在滯后性，特別是在HF或心功能不全的患者中。Aamot等人發(fā)現(xiàn)，單使用RPE進行HIIT運動強度的確定，也會導(dǎo)致平均訓(xùn)練強度低于目標范圍。因此，對于長期HIIT，有研究建議，臨床醫(yī)生使用HRpeak和RPE的組合框架，進行HIIT強度的制定，并且能提高患者對HIIT運動強度目標的依從性。

4、小結(jié)

有廣泛的證據(jù)表明，與MICT或低強度運動相比，HIIT對VO2peak的改善作用更大，具有一定的臨床意義。雖然短期HIIT方案可以成為改善骨骼肌細胞中的線粒體數(shù)量并提供與MICT類似的VO2peak改善效果，但更長持續(xù)時間和更高容量的HIIT方案似乎更適合提升CVD和HF患者的每搏輸出量和血管適應(yīng)，對VO2peak的改善也更大。最后，臨床醫(yī)生使用HRpeak和RPE的組合框架，進行HIIT強度的制定，這可能是減少肌肉骨骼不適以及最大限度地提高安全性、依從性的最佳選擇。未來需開展大規(guī)模臨床研究，探索不同運動強度Thiit的長期安全性、有效性及依從性等，為臨床提供一定的理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。

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