王國祥 劉殿玉 王文軍 岳春林

1蘇州大學(xué)體育學(xué)院（蘇州 215021） 2蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院

諸多研究證實(shí)，肥胖者體內(nèi)脂肪沉積在呼吸道、胸壁和腹腔內(nèi)，會(huì)增加呼吸過程的機(jī)械負(fù)擔(dān)，使肺和胸廓順應(yīng)性下降，從而導(dǎo)致哮喘[1]、肺通氣功能障礙[2]以及睡眠呼吸障礙綜合癥[3]等呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生。體內(nèi)脂肪過多還會(huì)影響全身血管順應(yīng)性，使小血管總阻力增加，心臟后負(fù)荷加重，加之肥胖者體循環(huán)血流需求量相對較多，必然會(huì)引起心臟負(fù)擔(dān)增加。心電圖是評價(jià)心臟功能與診斷心血管疾病必不可缺的臨床檢查方法，其中QT離散度（QT dispersion，QTd）作為反映心室肌復(fù)極同步程度的指標(biāo)，在預(yù)測和判定心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展方面具有重要臨床價(jià)值。臨床研究表明[4，5]，伴有代謝性疾病的肥胖者QTd明顯增加，而且與肥胖程度及其伴發(fā)疾病密切相關(guān)。目前，關(guān)于對單純性肥胖兒童心肺功能的相關(guān)研究較少，關(guān)于運(yùn)動(dòng)對肥胖兒童心肌電活動(dòng)的影響及其機(jī)制并不十分清楚。本研究通過觀察單純性肥胖小學(xué)生12周運(yùn)動(dòng)前后肺通氣功能和心肌電活動(dòng)的變化，探討有氧運(yùn)動(dòng)對單純性肥胖兒童心肺機(jī)能的影響，為正確指導(dǎo)單純性肥胖小學(xué)生的體育鍛煉提供科學(xué)依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 對象

根據(jù)中國學(xué)齡兒童青少年單純性肥胖診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]，選取單純性肥胖小學(xué)男生30名，年齡10.4±0.3（歲），身高155.2±3.8（cm）。實(shí)驗(yàn)前對肥胖學(xué)生進(jìn)行病史詢問，排除其他疾病引起的癥狀性肥胖。為分析單純性肥胖學(xué)生心肺機(jī)能，本實(shí)驗(yàn)隨機(jī)抽取與肥胖學(xué)生同班級30名正常體重的健康男生作為正常組，年齡10.5±0.51（歲），身高154.4±3.5（cm）。所有對象心電圖檢查如果發(fā)現(xiàn)有明顯心律不齊，或出現(xiàn)ST段、T波改變者，不列入本實(shí)驗(yàn)范圍。本實(shí)驗(yàn)于2007年9月至11月在參加學(xué)生的所在學(xué)校進(jìn)行，學(xué)生家長對實(shí)驗(yàn)方法與目的知情，并簽署同意書。

1.2 方法

1.2.1 運(yùn)動(dòng)處方

實(shí)驗(yàn)于2007年9月至11月進(jìn)行。有氧運(yùn)動(dòng)采用韻律體操、單人跳繩、雙人跳繩、往返跑等四種運(yùn)動(dòng)形式交替進(jìn)行，每次運(yùn)動(dòng)40min，準(zhǔn)備活動(dòng) 10min，每周 4次，總持續(xù)時(shí)間為12周。運(yùn)動(dòng)時(shí)間為下午課后，運(yùn)動(dòng)過程由專業(yè)人員組織管理，并采用PE4000遙測心率表監(jiān)測運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率變化，運(yùn)動(dòng)心率控制在140～160次/min，準(zhǔn)備活動(dòng)和每個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目交替間歇時(shí)心率不得低于100次/min。實(shí)驗(yàn)前后測試肥胖學(xué)生各指標(biāo)。

1.2.2 體成分測定

采用JAWON-VENUS5.5人體成分分析儀，測試指標(biāo)為體脂肪量（FM）、去脂肪量（FFM）、體脂肪百分率（BF）等，根據(jù)受試者身高、體重、腰圍、臀圍計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)（BMI）及腰/臀圍比（WHR）。

1.2.3 肺功能測試

采用1085DL肺功能測定儀。測定前交待注意事項(xiàng)并給予示范，每項(xiàng)測定重復(fù)3次，取最佳一次的測試結(jié)果。測定項(xiàng)目主要包括:（1）肺容量指標(biāo):肺活量（VC）、肺總量（TLC）、功能殘氣量（FRC），肺活量體重指數(shù)（VC/BW）；（2）通氣功能指標(biāo):用力肺活量（FVC）、每分最大通氣量（MVV）、用力呼吸第一秒鐘呼氣量（FEV1）；（3）最大呼氣流速－容積曲線（MEFV）指標(biāo):單位身高呼氣高峰流速（PEFR），在75%、50%、25%肺活量時(shí)的單位身高呼氣流速（V75/Ht、V50/Ht、V75/Ht）。

1.2.4 心電圖測試

心電圖測試采用12導(dǎo)聯(lián)SuperscanTM動(dòng)態(tài)心電圖分析系統(tǒng)。使用DL-820 ProTM動(dòng)態(tài)心電記錄器。測試受試者5min安靜狀態(tài)的心電圖，采樣率 128點(diǎn)/通道/s，記錄增益10mm/mV、速度25mm/s。然后將心電信號數(shù)據(jù)導(dǎo)入SuperscanTM動(dòng)態(tài)心電圖分析系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分析。QT間期和RR間期數(shù)值為每個(gè)導(dǎo)聯(lián)測量連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的平均值，QTd計(jì)算方法為以最長QT間期（QTmax）減去最短QT間期（QTmin），然后按心率校對公式計(jì)算各組的矯正值，即校正QT離散度（QT dispersion corrected，QTcd）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較采用配對t檢驗(yàn)，P<0.05認(rèn)為有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 身體成分

從表1可知，經(jīng)12周運(yùn)動(dòng)后，肥胖組體重和BMI均未見明顯變化，但FM和BF比率均顯著下降（P<0.05），F(xiàn)FM顯著增加（P<0.05），WHR值雖有所改善，但與實(shí)驗(yàn)前比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表1 兩組對象及實(shí)驗(yàn)前后身體成分的比較（n=30）

2.2 肺功能

從表2 可知，VC、TLC、FVC、V75/Ht、V25/Ht等指標(biāo)，兩組之間以及肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較，均未見顯著差異；VC/BW兩組間比較呈非常顯著性差異（P<0.01），肥胖組實(shí)驗(yàn)前后未見明顯變化；MVV兩組間比較具有非常顯著性差異（P<0.01），肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較有顯著性差異（P<0.05）；FEV1兩組間比較具有顯著性差異（P<0.05），肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較有非常顯著性差異（P<0.01）；V50/Ht、PEFR和FRC三項(xiàng)指標(biāo)兩組間比較以及肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較均有顯著性差異（P<0.05）。

表2 兩組對象及實(shí)驗(yàn)前后肺功能測試結(jié)果的比較（n=30）

2.3 心電圖

從表3可知，T波、P波、PR間期、QRS波等指標(biāo)，兩組之間以及肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較均無明顯變化；肥胖組HR雖高于正常組，但無顯著性差異；QTd兩組間及肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較均有顯著性差異（P<0.05）；QTcd兩組間及肥胖組實(shí)驗(yàn)前后比較，均有非常顯著性差異（P<0.01）。

表3 兩組對象及實(shí)驗(yàn)前后心電圖測試結(jié)果比較（n=30）

3 討論

運(yùn)動(dòng)肌對各種供能物質(zhì)的利用比例主要取決于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間，脂肪是長時(shí)間中小強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)過程中主要的能源物質(zhì)，這一點(diǎn)已成為運(yùn)動(dòng)減肥的基本依據(jù)。由于小學(xué)生正處于青春突增期，加上單純性肥胖發(fā)病的病因病機(jī)具有一定的復(fù)雜性，一般單一的干預(yù)措施，很難使肥胖者體重和BMI產(chǎn)生明顯的變化。本實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過12周有氧運(yùn)動(dòng)，肥胖學(xué)生的FM和BF百分比均顯著性降低，表明有氧運(yùn)動(dòng)能夠提高機(jī)體脂類的代謝能力和動(dòng)員脂肪進(jìn)行脂解供能，對兒童期單純性肥胖具有同樣效應(yīng)。

由于肥胖者身體脂肪過度在胸腹部積聚，可引起胸壁和肺順應(yīng)性下降、肺容量減少和呼吸調(diào)節(jié)的改變，并可由此引發(fā)各類呼吸系統(tǒng)疾病[7]。本研究結(jié)果中，肥胖學(xué)生FRC增加和FEV1、MVV以及PEFR下降的原因，可能是由于過多脂肪在膈肌、胸壁和腹腔內(nèi)沉積，使肺和胸廓順應(yīng)性下降。PEFR是檢測肺部細(xì)支氣管等部位小呼吸道通氣功能的靈敏指標(biāo)，本研究中肥胖學(xué)生PEFR和V50/Ht低下，說明其肺部小呼吸道阻力增加。研究證實(shí)[8，9]，肥胖兒童血中C反應(yīng)蛋白和炎癥細(xì)胞因子水平升高，并與肥胖兒童的體重指數(shù)、肥胖并發(fā)癥密切相關(guān)，而脂肪組織過度積累會(huì)導(dǎo)致大量促炎因子合成釋放引發(fā)的炎癥反應(yīng)，被認(rèn)為是肥胖導(dǎo)致兒童發(fā)生哮喘的主要因素[10]。本實(shí)驗(yàn)中，肥胖學(xué)生經(jīng)過12周有氧運(yùn)動(dòng)后，上述各項(xiàng)指標(biāo)均有明顯改善，主要是長時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)減少了體內(nèi)脂肪重量，改善了肥胖學(xué)生腹部脂肪的大量堆積，使膈肌下移，胸腔內(nèi)壓力減小，從而增加了肺臟在呼吸運(yùn)動(dòng)過程中的彈性回縮能力，有助于增加胸壁和肺的順應(yīng)性，最終使肺臟的通氣功能得到改善。另外，運(yùn)動(dòng)鍛煉時(shí)胸廓的節(jié)律性運(yùn)動(dòng)可使呼吸肌力量增加，也是運(yùn)動(dòng)改善呼吸系統(tǒng)功能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

心電圖QTd指體表標(biāo)準(zhǔn)l2導(dǎo)聯(lián)心電圖QTmax與QTmin差值，它是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)評價(jià)心臟復(fù)極同步程度的客觀指標(biāo)。正常人心室復(fù)極時(shí)間存在一定程度的生理性差異，便形成心電信號QT間期的離散。一般QTd增加說明心電圖各導(dǎo)聯(lián)間QT間期變異度增加，反映了各部分心室肌復(fù)極化不同步程度，也表明心室肌電活動(dòng)具有不穩(wěn)定性[11]。由于心臟在多種病理情況下，都會(huì)出現(xiàn)QTd明顯增加現(xiàn)象，故臨床上將其認(rèn)為是具有發(fā)生心臟疾病可能性或心肌已經(jīng)受到潛在性損害。因此，運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究者認(rèn)為，QTd可以成為運(yùn)動(dòng)員高猝死風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和鑒別生理性心室肥厚一個(gè)理想指標(biāo)[12]。本研究在實(shí)驗(yàn)對象選取方面，已經(jīng)排除了心電圖出現(xiàn)T波和ST段改變者，肥胖者心電圖P波、PR間期、QRS波群等其他指標(biāo)均與正常對照組基本相同，可以認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中的肥胖組QTd增加并不是心臟疾病引起的病理性改變。QTd增加的原因可能由于肥胖學(xué)生體重和體表面積大，體循環(huán)血流量需求相對較多，為了達(dá)到血流量增加需求，機(jī)體勢必通過神經(jīng)反射等增加心肌收縮力和心率，而這同時(shí)也增加了心臟的負(fù)擔(dān)，使心室肌之間的動(dòng)作電位復(fù)極發(fā)生不一致性。有研究表明[13]，肥胖可以直接導(dǎo)致心肌肥厚、心肌細(xì)胞脂肪浸潤等多項(xiàng)病理改變，進(jìn)而引發(fā)各類心血管疾病的發(fā)生。本實(shí)驗(yàn)研究方法雖然不能揭示肥胖者是否存在心肌損害現(xiàn)象，但通過心電圖QTd和QTcd增加的結(jié)果，卻揭示出肥胖學(xué)生心臟的心室肌復(fù)極過程存在明顯的非同步化現(xiàn)象，表明了肥胖可以使心肌電活動(dòng)不穩(wěn)定性增加，而心電活動(dòng)不穩(wěn)定則被認(rèn)為是影響心律和心肌收縮力的主要因素[11]。經(jīng)過 12周有氧運(yùn)動(dòng)，肥胖學(xué)生心電圖QTd和QTcd均明顯改善，特別是 QTcd已接近正常組學(xué)生的水平，說明有氧運(yùn)動(dòng)作為一種良性的應(yīng)激刺激，對心肌的電生理活動(dòng)狀態(tài)具有一定的調(diào)節(jié)作用，對心肌收縮能力的提高具有積極的促進(jìn)作用。

4 總結(jié)

本研究發(fā)現(xiàn)單純性肥胖小學(xué)生 MVV、FEV1、V50/Ht和PEFR等肺通氣功能指標(biāo)明顯下降，心電圖指標(biāo)中QTd和QTcd明顯增加，說明肥胖能夠引起學(xué)生的肺通氣功能降低，使心臟的心室肌電活動(dòng)不穩(wěn)定增加。12周有氧運(yùn)動(dòng)能夠降低肥胖學(xué)生體脂肪量，增加肺通氣功能，明顯改善心臟的心電活動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

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