体力活动与成年女性血流介导的肱动脉内皮舒张功能关系研究

李红娟，张春艳，陈乐琴

研究证实，内皮功能障碍是心血管疾病特别是动脉粥样硬化发生发展的重要始发因素［9］。血管内皮功能的检测对于心血管疾病的早期发现、治疗效果的评估以及病情预后的判断等具有重要意义。规律的体力活动及雌激素对女性心血管功能具有保护作用，但该保护作用是否与血管内皮功能改善有关尚不清楚。本研究通过评估405名20～69岁健康女性血清性激素雌二醇（E2）、硫酸脱氢表雄酮（DHEAS）水平与肱动脉血流介导的内皮舒张功能，旨在了解女性血管内皮舒张功能的增龄性变化及其影响因素，尤其是FMD与性激素及体力活动水平的关系，为建立健康女性FMD参考值，指导女性积极参与体育锻炼，形成健康生活方式，预防心血管疾病提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为北京市海淀区20～69岁女性405名，分别来自北京大学医学部、海淀科技园区、中国国民党革命委员会海淀区工委、蓝天幼儿园、北京体育大学等。研究对象入选条件为无诊断疾病和残障，无运动员经历，并用问卷排除有各种急、慢性疾病和运动禁忌症的个体。

1.2 研究方法

1.2.1 一般形态指标测量

按照2010年中国国民体质监测工作手册的标准测试方法［6］，测试研究对象身高、体重、胸围、腰围、臀围等一般形态指标。

1.2.2 血清内分泌激素测试

所有研究对象采集空腹静脉血4～5ml，抽血时间控制在上午8：00—10：00，绝经前女性采血时间为月经周期第10～14天，由具备采血资质的专业人员操作。静脉血采集后2h内3 000rpm离心分离血清，血清标本密封后－20℃冻存，30天完成测试。血清雌二醇（E2）、硫酸脱氢表雄酮（DHEAS）测试采用放免法，试剂盒购自DSL公司，在北京华英生物制剂公司完成测试。

1.2.3 血管内皮功能检测

1.2.4 体力活动水平评估

对50岁以上女性采用问卷调查的方法评估其体力活动水平和体育锻炼习惯，体力活动水平评估参照卫生部《生活方式危险因素社区干预手册》中的现时体力活动水平评价问卷［1］，根据工作中和工作以外的体力活动综合评价，将人群分为体力活动缺乏、体力活动不足、体力活动中等、体力活动较多4个等级；体育锻炼习惯调查参照第3次群众体育现状调查问卷中针对体育锻炼的部分，对其体育锻炼频度、时间、强度进行调查，并根据调查结果将人群分为从不锻炼、偶尔锻炼、经常锻炼3组［7］。

1.3 数据处理

所有数据采用EPIDATA 建立数据库，SPSS软件进行统计分析。所用统计学方法包括线性回归分析、方差分析、偏相关分析等。

2 研究结果

2.1 基本形态、机能指标随年龄变化

表1显示，随年龄增长，成年女性BMI逐渐增大，胸围、腰围、臀围等围度指标增大，腰臀比增加，收缩压、舒张压呈上升趋势。

2.2 血流依赖的血管内皮舒张功能

表2显示，肱动脉内径基线值和血流介导的舒张后内径均随年龄增长而增加，经线性回归分析，年龄与基础直径及年龄与血流介导的舒张后内径的线性相关关系具有统计学意义（分别为F＝38.433，P＝0.000；F＝39.132，P＝0.000）。与20～29岁相比，40岁以上各组基础直径及舒张后内径的增长有统计学意义（P＜0.05）。舒张后直径的变化率（FMD）随年龄增长呈下降趋势，但其线性相关关系没有统计学意义。与20～29岁组相比，60岁以上组FMD显著降低（P＜0.05）。达到最大血流的时间随年龄增长呈下降趋势，且其线性相关关系具有统计学意义（F＝7.562，P＝0.006）。达到最大舒张直径的时间、血流增加倍数、安静时血流速度、最大血流速度随年龄的变化均没有统计学意义。

表3显示了血流依赖的血管内皮舒张功能主要指标与基本形态、机能指标之间的相关关系。控制年龄因素后，血管基础直径及舒张后最大直径与身高、体重、围度等体格指标呈正相关（P＜0.05），而与心率、血压等机能指标间相关关系无统计学意义。控制年龄因素后，血管舒张直径变化率（FMD）与各形态、机能指标间的相关无统计学意义。

2.3 血清内分泌激素

表4显示，随年龄增长，女性血清雌二醇（E2）和硫酸脱氢表雄酮（DHEAS）的2种激素水平均呈持续下降趋势，尤其40岁以后各组，与20～29岁相比，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 本研究各年龄组受试者基本形态、机能指标一览表Table 1 Anthropometric and Physical Functional Parameters of Subject

表2 本研究各年龄组受试者血管内皮功能相关指标变化一览表Table 2 Arterial Flow－Mediated Vasodilatation Related Parameters in 20～69－y－old Women

表3 本研究受试者血管内皮功能相关因素（控制年龄因素后）分析一览表Table 3 Arterial Flow－Mediated Vasodilatation Related Factors Analysis（age－adjusted）

表4 本研究各年龄组受试者血清内分泌激素水平一览表Table 4 Serum E2and DHEAS of Women for Each Age Group

2.4 体力活动水平与血管内皮舒张功能

表5、表6为不同体力活动水平及体育锻炼习惯的50岁以上成年女性血管内皮舒张功能相关指标的比较。与体力活动缺乏或较低组相比，体力活动水平中等或较高者安静心率值较低（P＜0.05），最大血流速度较低（8.13±4.32vs 9.23±5.51m／s，P＜0.05）；与从不锻炼和偶尔锻炼者相比，经常锻炼者血清雌二醇水平、肱动脉内径基线值和血流介导的舒张后内径均较高（P＜0.05）。其余指标不同体力活动或体育锻炼习惯组间无统计学差异。

表5 本研究体力活动水平与血清内分泌激素及血管内皮功能相关指标比较一览表Table 5 Physical Activity and Serum E2，DHEAS and Arterial Flow－Mediated Vasodilatation

表6 本研究体育锻炼习惯与血清内分泌激素及血管内皮功能相关指标比较一览表Table 6 Physical Exercise and Serum E2，DHEAS and Arterial Flow－Mediated Vasodilatation

3 讨论

3.1 血流依赖性内皮舒张功能的检测意义

Anderson等人于1995年应用心导管介入造影法和肱动脉FMD法研究证实，冠状动脉内皮功能与肱动脉内皮功能存在明显的相关性，肱动脉异常舒张对冠状动脉内皮障碍的阳性预测值达95%［9］，其衰减与心血管疾病相关，是心血管疾病的独立风险因素［24］。由于肱动脉血流依赖的内皮舒张功能具有测试方便、无创等优点，之后的许多研究中常以肱动脉内皮舒张功能的测量值替代冠状动脉的内皮舒张功能。日本学者在对819名无心血管疾病的受试者研究后提出：血流介导的肱动脉内皮舒张功能（FMD）和 Framingham 风险 分数（FRS）呈线性 相 关，FMD损伤或许可以作为心血管疾病风险的指征［20］。Celermajer等［10］研究证实，FMD减弱与心血管疾病的多种危险因素相关。在动脉粥样硬化功能性改变的极早期就可以检测出FMD受损，因此，肱动脉FMD可以作为心血管疾病诊断或预后的判定指标，也可用于一些干预措施的效果评估。美国心脏协会指出，用肱动脉超声测量血管内皮功能，是评价血管内皮功能的一项有前途的技术［18］。

有研究认为，血管内径基线值的变化在反映血管内皮功能方面同样有意义，当血管最大舒张能力与基线值的变化不相适应时，出现血管功能障碍［15］。本研究中，女性肱动脉内径基线值和血流介导的舒张后内径的增加早于血流介导的内皮舒张功能（FMD）的降低，可能对血管内皮功能变化具有预警意义。另外，本研究中发现，在控制年龄后，肱动脉基础直径及舒张后直径还与体格指标有关，因此，在使用肱动脉基础直径及舒张后直径时，可能还需要根据受试个体体格指标进行适当校正。

3.2 成年女性血管内皮舒张功能变化特征及其与性激素水平的关系

年龄是心血管疾病的一个独立风险因素，随着年龄的增长，内皮功能会出现紊乱，主要表现在内皮依赖性的血管舒张功能持续降低。有研究提出，人体在40岁以前内皮功能可保持正常，此后每年都有不同程度的降低，65岁以后几乎所有个体均存在内皮功能失调。研究发现，健康老年人存在增龄性的肱动脉内皮舒张功能降低［12］。本研究也显示，成年女性血流依赖的内皮舒张功能呈下降趋势，60岁以后显著降低，与以上研究成果相一致。Wray等研究发现，肱动脉FMD的下降与年龄有关，同时还发现，与年龄相关的内皮功能紊乱与剪切速率（shear rate）的刺激程度相关［23］。这可能与随着年龄的增长，血粘度增加，限制了剪切速率诱导的血管舒张功能有关。

大量研究表明：雌激素对心血管功能具有保护作用。雌激素有舒张血管的功能，其中，50%～70%的效应是通过作用于血管壁上的受体或改变血浆成分等直接或间接的方式发挥舒血管作用。雌激素直接作用于血管内皮细胞可促进血管内皮细胞的生长，可抑制内皮细胞凋亡，诱导内皮的增殖和迁移，促进微血管再生等［5］，对维持血管正常功能起到长期的保护作用［16］。雌激素还可以通过雌激素受体和雌激素结合后对血管内皮功能进行调节。血管内皮细胞及血管平滑肌细胞均有雌激素受体分布，雌激素通过与其受体结合后不仅促进内皮细胞内血管舒张酶基因的表达（如NO合成酶等），减少血管紧张素受体l（AT－1）的基因表达，还可以增加舒血管因子的释放，抑制血管内皮细胞中缩血管因子如内皮素－1（ET－1）的释放，降低肾素、血管紧张素转化酶的浓度，增加NO／ET－1的比值［8］，从而达到维持正常血管内皮功能的效果。

流行病学调查显示：女性绝经后冠心病的发病率及死亡率是绝经前的4倍，女性绝经后血管内皮会发生一系列功能性的改变。李明星等［4］研究显示，女性绝经后内皮依赖性的血管舒张功能下降，对其进行2周的小剂量雌激素替代疗法后发现，绝经后女性内皮依赖性的血管舒张功能明显改善。手术绝经后的女性经过雌激素替代疗法后，和对照组相比，血中NO水平明显升高，肱动脉FMD明显增加［2］。另外，范存芳对绝经后女性颈动脉进行超声检测发现，绝经后女性颈动脉依赖性的血管内皮舒张功能下降，同时伴有血管内中膜增厚及斑块形成［3］。由此提示，女性绝经后雌激素水平的下降是动脉粥样硬化性冠心病发病率升高的主要危险因素。本研究中，40岁以上女性肱动脉基础直径和最大直径均显著增长，60岁以上女性FMD显著降低，与血清雌激素的降低相一致，因此，雌激素水平的降低可能介导了女性血管内皮功能及心血管疾病风险随年龄的变化。

3.3 体力活动、性激素水平与血管内皮舒张功能

普遍认为，长期规律的有氧运动可以提高心血管机能水平，通过多种途径（如改变血脂、血糖、血压水平；改变神经内分泌调节等）改善血管内皮功能［21］。

长期规律运动结合力量训练可明显改善健康人的FMD。和普通人相比，从事耐力项目的运动员内皮依赖性的血管舒张功能水平比较高［19］。Clarkson等研究发现：经过为期10周的耐力和力量相结合的训练后，健康男性肱动脉FMD明显增加［11］。Donato等报道：为期6周的力量和伸展训练可增加成年和老年男性的肱动脉FMD［12］。

另外，规律运动也可改善处于病理状态的个体的FMD。Green Daniel等对不同病理状态（糖尿病、高血脂、冠心病等）的人群进行每周3次总计8周的抗阻训练（1RM的65%）和有氧运动训练（70%～85%HR，持续45～60min）后，发现不同病理状态的个体肱动脉FMD都有不同程度的改善［14］。

运动可以改变体内舒缩血管的主要敏感因子（如NO和内皮素），长期规律运动改善肱动脉FMD，与运动时血流增加增快，刺激内皮一氧化氮合成酶（eNOS）活性增加，内皮细胞分泌NO增加，从而引起血管对运动的适应以及血管结构的重塑有关。

较高的日常体力活动水平也会明显改善肱动脉内皮依赖性的血管舒张功能。Payvandi等发现，患有外周动脉疾病的患者中体力活动水平较高者，肱动脉FMD相对较高，同时，在健康成年人中也发现，体力活动水平高者肱动脉FMD明显增高［17］。Garg等研究也发现，和患有外周动脉疾病低水平的日常体力活动的患者相比，体力活动水平高的患者心血管事件的发生率和死亡率都下降［13］，提示提高日常体力活动水平，也可以在一定程度上改善血管内皮功能，以减少心血管事件的发生。

体力活动对血管内皮功能的保护作用是否与性激素水平有关目前尚不清楚。但体力活动与雌激素均对血管内皮功能有益。Williams CD等研究表明，绝经期妇女45min次极量负荷运动中和运动后30min内，血清E2浓度显著增高［22］。本研究中，50岁以上女性体力活动水平较高或有规律体育锻炼者血清雌激素水平较高，而DHEAS在各组间未见显著差异，提示较高的雌激素水平可能介导了规律体力活动的血管内皮功能保护作用。

本研究中，50岁以上经常锻炼的女性肱动脉基础直径和舒张后直径均有适应性的增加，体力活动水平较高者最大血流速度降低，虽未发现FMD的显著变化，但与从不锻炼者相比，偶尔锻炼与经常锻炼者FMD有增加的趋势，可能与本样本人群经常锻炼者相对较少有关。

4 结论

1.肱动脉基础直径和舒张后直径的变化在反映血管内皮功能方面具有预警意义，使用时需要根据个体体格进行适当校正；

2.当血管最大舒张能力与基线值的变化不相适应时，出现血管功能障碍。60岁以上女性血管内皮功能出现显著退化，可能与其心血管风险增加有关。雌激素（E2）可能介导了女性血管内皮功能随年龄的变化；

3.适度的体力活动或体育锻炼对血管内皮功能可能具有保护作用，这一保护作用可能与体力活动对雌激素（E2）的调节功能有关。

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