田婷,趙晟,趙希哲,馬鳳云,羅維,王楓,孫淑紅
平板運動試驗為目前評價心血管疾病尤其是冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┳畛S玫臒o創(chuàng)檢查手段。近年來臨床研究發(fā)現(xiàn),在健康個體、糖尿病患者及高血壓患者中,運動試驗中運動耐量可以預測心血管疾病的發(fā)病及總死亡率,其預測價值優(yōu)于高血壓、高血脂、吸煙等這些已確定的冠心病危險因素。運動耐量預測心血管疾病發(fā)病及死亡的機制目前尚不清楚,本研究入選高血壓伴胸痛患者,分析影響運動耐量的相關(guān)因素,現(xiàn)報告如下。
1.1 研究對象 入選2011年2月至2012年2月,因胸痛就診于首都醫(yī)科大學電力教學醫(yī)院心血管內(nèi)科并行平板運動試驗檢查的高血壓患者136例,其中男性70例,女性66例,年齡34~75歲,平均(56.4±3.27)歲。所有患者均符合《中國高血壓防治指南2010》中高血壓的診斷標準,即未服用降壓藥的情況下,非同日三次測量血壓收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg(1mmHg=0.133kPa),并排除繼發(fā)性高血壓;或既往有高血壓病史,已經(jīng)接受口服降壓藥治療。排除標準:既往冠狀動脈造影檢查證實的冠心??;臨床懷疑急性心肌梗死或急性心肌梗死早期和不穩(wěn)定型心絞痛患者;主動脈夾層、運動前血壓≥160/100 mmHg;合并中重度心臟瓣膜疾病、左束支傳導阻滯、預激綜合征、心房纖顫、慢性阻塞性肺病(COPD)、支氣管哮喘、關(guān)節(jié)炎、腫瘤、結(jié)締組織病、行動不便者。
1.2 平板運動試驗檢查 平板運動試驗儀器為美國GE公司生產(chǎn)的Case P2 Series?;颊哂谏衔?點至12點之間進行此項檢查,運動試驗前3 h內(nèi)禁食,停用β受體阻滯劑、鈣離子通道阻滯劑等影響心率的藥物3 d。采用Bruce方案進行極量癥狀限制性運動試驗。運動試驗終止的指標:患者因疲勞不能再繼續(xù)運動;出現(xiàn)心絞痛、呼吸困難、頭暈、紫紺、蒼白等灌注不良的征象;心電圖監(jiān)測顯示顯著ST段壓低、嚴重心律失常、血壓突然下降?;謴推诨颊弑3终玖⑽?,每2 min記錄一次血壓和心電圖,直至心電圖恢復至試驗前狀態(tài)。運動耐量:運動耐量定義為患者平板運動試驗所達到的最大運動負荷量,以代謝當量(MET)表示,1 MET相當于靜息狀態(tài)下每公斤體重每分鐘消耗的氧氣毫升數(shù),即1 MET=3.5 ml/kg.min。根據(jù)Morris及Martha等[1,2]文獻資料,男性按照年齡預計的運動耐量(METs)=18-0.15×年齡,女性按照年齡預計的運動耐量(METs)=14.7-0.13×年齡,將實際達到的運動耐量與按年齡預測的最大運動耐量進行比較,分為兩組:Ⅰ組(63例):實際METs≥預測METs;Ⅱ組(73例):實際METs<預測METs。
1.3 實驗室檢查 入選患者空腹血糖(FPG)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),采用醫(yī)院生化室檢測值,日立全自動7600生化分析儀,試劑由中生公司提供??崭挂葝u素(FINS)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMAIR):患者空腹胰島素由醫(yī)院放免室測定,測量儀為Wallac 1470自動γ射線探測儀,試劑為北京原子高科股份有限公司產(chǎn)品。胰島素抵抗指數(shù)采用穩(wěn)態(tài)模型并根據(jù)下列公式計算得到:HOMAIR=FPG(mmol/L)×FINS(μU/ml)/22.5[3]。
1.4 統(tǒng)計學處理用 SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料用均數(shù)±標準差(±s)表示,兩組間均數(shù)的比較采用成組t檢驗;計數(shù)資料采用例數(shù)及百分數(shù)表示,兩組間比較采用χ2檢驗。納入性別、年齡、BMI(體重指數(shù))、靜息心率、FPG、HOMA-IR、TG、TC、HDL-C、LDL-C因素,采用多元逐步線性回歸分析對影響運動耐量的因素進行分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 兩組患者一般臨床資料比較 兩組患者性別構(gòu)成、年齡、FPG、TG、TC、HDL-C、LDL-C水平均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。Ⅱ組(實際METs<預測METs)患者靜息心率、BMI、FINS、HOMA-IR水平顯著高于Ⅰ組(實際METs≥預測METs)患者,差異有顯著統(tǒng)計學意義(P<0.01,表1)。
2.2 影響運動耐量因素的分析 多元逐步線性回歸分析顯示,性別(女性)、年齡增長、靜息心率增加、HOMA-IR是運動耐量的影響因素,P均<0.05(表2)。
表1 兩組患者各參數(shù)比較
表2 多元線性回歸分析運動耐量的影響因素
高血壓是冠心病的危險因素,高血壓患者發(fā)生冠心病等心腦血管疾病的風險明顯高于血壓正常者。有研究發(fā)現(xiàn),運動耐量是高血壓患者全因死亡最強的預測因素,運動耐量每增加1 MET,校正后的死亡風險降低13%。與最低運動耐量組(≤5 METs)比較,低運動耐量組(5~7 METs)、中等運動耐量組(7~10 METs)、高運動耐量組(>10 METs)校正后的死亡風險分別降低了34%、59%和71%[4]。此外,高運動耐量還可以預防高血壓,對2303例高血壓前期的中老年男性退伍軍人的隨訪研究發(fā)現(xiàn),與最高運動耐量組(>10 METs)比較,中等運動耐量組(8.6~10 METs)、較低運動耐量組(6.6~8.5 METs)和最低運動耐量組(≤6.5 METs)發(fā)展為高血壓病的校正后風險分別升高36%,66%和72%。而且當運動耐量超過8.5 METs時,這種保護性作用最明顯[5]。運動耐量預測預后和保護心血管病的機制是什么目前尚不明確,哪些因素可以影響運動耐量也未有明確的結(jié)論,本研究在高血壓胸痛患者中探討了運動耐量的影響因素。
本研究顯示,性別、年齡是運動耐量的影響因素。女性患者和年齡較大的患者運動耐量低。這可能與女性同男性相比肌肉體積小,血紅蛋白、血容量及每搏輸出量低有關(guān)[6]。隨著年齡的增長,全身組織器官功能減退,運動耐量也逐漸減低。15~30歲時最大氧攝?。╒O2max)達到最大值,以后隨著年齡增長而逐漸降低。60歲時男性VO2max是其20歲時的75%。許多其他研究也表明,運動耐量與年齡呈負相關(guān)(r=-0.37,P<0.0001)[7]。
本研究發(fā)現(xiàn),運動耐量較低組FINS水平和HOMA-IR顯著高于運動耐量較高組,提示運動耐量較低組有更嚴重的胰島素抵抗。糖尿病患者運動耐量低于非糖尿病患者[7]。嚴重代謝綜合征的患者運動耐量也顯著低于輕度代謝綜合征的患者[8]。在健康個體中的研究也發(fā)現(xiàn)運動耐量能預測胰島素活性和胰島素分泌情況,運動耐量與靜息葡萄糖輸注率和運動葡萄糖輸注率呈顯著正相關(guān)(r=0.81,P=0.001;r=0.87,P<0.001),而與靜脈注射葡萄糖后的胰島素和C肽分泌曲線下面積呈負相關(guān)(r=-0.64,P=0.03;r=-0.77,P=0.004)[9]。我們的研究同樣也發(fā)現(xiàn)在高血壓患者中,胰島素抵抗嚴重者運動耐量低于胰島素抵抗較輕者。早期有研究發(fā)現(xiàn)服用羅格列酮的糖尿病患者,胰島素抵抗改善后,運動耐量能得到相應的提高。水平和穩(wěn)態(tài)模型評估的FINS(HOMA-IR)的降低與運動耐量的改善相關(guān),而血糖的變化與運動耐量改善無關(guān)。提示胰島素抵抗對運動耐量起主要影響作用,而不是血糖[10]。胰島素抵抗可影響心血管系統(tǒng)功能,如引起血管舒張功能障礙、左室舒張功能減低、心臟肥厚等,導致運動時肺毛細血管楔壓升高,肺靜脈淤血,呼吸困難,從而限制了運動耐量[11]。胰島素抵抗還可降低冠狀動脈血流儲備,影響運動時心肌供血[12]。血管舒張功能障礙還導致周圍組織血流量下降,使得在運動時不能及時清除酸性代謝產(chǎn)物,影響周圍組織器官功能,從而導致運動耐量下降?;A(chǔ)研究證實,胰島素抵抗可以導致血管內(nèi)皮細胞功能障礙。當發(fā)生胰島素抵抗時,內(nèi)皮細胞合成一氧化氮(NO)受到抑制的,生物活性降低的,而且超氧陰離子O2-產(chǎn)生會增多,均可導致內(nèi)皮功能障礙[13]。還有研究發(fā)現(xiàn),胰島素抵抗時,脂肪酸水平升高,可以抑制受體激動誘導的NO生成,增加細胞質(zhì)內(nèi)Ca2+水平,影響內(nèi)皮功能[14]。
另外,本研究發(fā)現(xiàn),高運動耐量組靜息心率顯著低于低運動耐量組。回歸分析顯示,靜息心率是運動耐量的影響因素(β=-0.336,P=0.036)。心率的快慢受自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),靜息心率增快主要與交感神經(jīng)活性增強密切相關(guān),是交感神經(jīng)系統(tǒng)激活的表現(xiàn)。有研究表明心率變異性大與運動耐量較高相關(guān)[15],提示心臟迷走神經(jīng)活性高,交感神經(jīng)活性較低的人群運動耐量高。高血壓患者交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增強。交感神經(jīng)系統(tǒng)激活,血漿中兒茶酚胺水平升高,可引起血管收縮,周圍血管阻力升高,一方面影響運動時外周組織血供,另一方面增加心臟負荷,從而使運動耐量下降。交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增強還與胰島素抵抗密切相關(guān),腎上腺素可以減弱肌肉胰島素介導的葡萄糖攝取[16],注射腎上腺素可以影響葡萄糖利用。心率增快還可加強動脈血流的搏動性,并產(chǎn)生沿切應力方向的振蕩,使血流速度和方向發(fā)生改變,損傷血管內(nèi)皮。心率增快還可增加心肌耗氧,導致心肌儲備能力下降,從而降低運動耐量。據(jù)文獻報道,靜息心率每增加10次,運動耐量下降0.24 MET~0.54 MET。
平板運動試驗中運動耐量可預測患者的預后,在高血壓患者中同樣適用。本研究結(jié)果顯示:高血壓胸痛患者的性別、年齡、靜息心率、HOMA-IR是運動耐量的影響因素。高齡、女性、胰島素抵抗、交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增強、靜息心率增快的高血壓患者運動耐量較低。本研究也提示,通過改善胰島素敏感性、改善自主神經(jīng)功能,也許能提高運動耐量,從而達到改善高血壓患者預后的最終目標。
[1] Morris CK,Myers J,Froelicher VF,et al. Nomogram based on metabolic equivalents and age for assessing aerobic exercise capacity in men [J].JACC,1993,22(1):175-82.
[2] Martha G,Henry RB,Leslee JS,et al. The prognostic value of a nomogram for exercise capacity in women[J]. N Engl J Med,2005,353(5):468-75.
[3] Bonora E,Targher G,Alberiche G,et al. Homeostasis model assessment closely mirrors the glucose clamp technique in the assessment of insulin sensitivity: studies in subjects with various degree glucose tolerence and insulin sensitivity[J]. Diabetes Care,2000,23(1):57-63.
[4] Kokkinos P,Manolis A,Pittaras A,et al. Exercise capacity and mortality in hypertensive men with and without additional risk factors [J].Hypertension,2009,53(3): 494-9.
[5] Faselis C,Doumas M,Kokkinos JP,et al. Exercise capacity and progression from prehypertension to hypertension[J]. Hypertension,2012,60(2):333-8.
[6] Gibbons RJ,Balady GJ,Bricker JT,et al. ACC/AHA 2002 guideline update for exercise testing: summary article[J].JACC,2002,40(8):1531-40.
[7] Nylen ES,Kokkinos P,Myers J,et al. Prognostic effect of exercise capacity on mortality in older adults with diabetes mellitus[J]. J Am Geriatr Soc,2010,58(10):1850-4.
[8] Senechal M,Bouchard DR,Dionne IJ,et al. Lifestyle habits and physical capacity in patients with moderate or severe metabolic syndrome[J].Metab Syndr Relat Disord,2012,10(3):232-40.
[9] Larsen FJ,Anderson M,Ekblom B. Cardiorespiratory fitness predicts insulin action and secretion in healthy individuals[J]. Metabolism, 2012,61(1):12-6.
[10] Regensteiner JG,Bauer TA,Reusch JE. Rosiglitazone improves exercise capacity in individuals with type 2 diabetes[J]. Diabetes Care,2005,28(12):2877-83.
[11] Nadeau KJ,Zeitler PS,Bauer TA,et al. Insulin resistance in adolescents with type 2 diabetes is associated with impaired exercise capacity[J]. J Clin Endocrinol Metab,2009,94(10):3687-95.
[12] Snoer M,Monk-Hansen T,Olsen RH,et al. Insulin resistance and exercise tolerance in heart failure patients: linkage to coronary flow reserve and peripheral vascular function[J]. Cardiovasc Diabetol,2012,11:97-106.
[13] Reaven GM. Insulin resistance: the link between obesity and cardiovascular disease[J]. Med Clin North Am,2011,95(5):875-92.
[14] Tang Y,Li G. Chronic exposure to high fatty acids impedes receptor agonist-induced nitric oxide production and increments of cytosolic Ca2+levels in endothelial cells[J]. J Mol Endocrinol,2011,47(3):315-26.
[15] Grant CC,Clark JR,Rensburg DC,et al. Relationship between exercise capacity and heart rate variability: supine and in response to an orthostatic stressor[J]. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical, 2009,151(2):186-8.
[16] Sarigianni M,Bekiari E,Tsapas A,et al. Effect of epinephrine and insulin resistance on human monocytes obtained from lean and obese healthy participants: a pilot study[J]. Angiology,2011,62(1):38-45.