运动与慢性肾脏病矿物质和骨异常

杨雨雯 唐霄杨 综述 伍 刚 审校

慢性肾脏病(CKD)治疗的目标应该定位于控制并发症和延缓疾病进展，避免进入尿毒症期［1］。钙磷代谢异常、继发性甲状旁腺功能亢进、骨骼成分与结构的改变和血管及软组织钙化是CKD患者的常见并发症，其中甲状旁腺功能亢进和肾性骨营养不良，可能会使患者骨折风险增高，且容易合并自发性股四头肌腱断裂。然而，大量研究表明从长远来看，负重或加强锻炼可增加骨密度，降低意外摔倒的风险，进一步降低骨折的风险［2］。运动前进行热身、避免高强度的活动，从较低强度的运动开始，并逐渐增加强度至最大耐受量，可将运动前期受伤的风险降至最低［3］。通过适当的渐进式锻炼计划，可提高肌肉力量和整体健康水平，减少运动中受伤的可能性，降低肌肉骨骼损伤的总体风险。目前与运动和训练相关的不良事件报告数量非常少，上述运动策略在许多研究中都得到了应用，并取得了巨大的成功。

NKF-KDOQI指南强调，运动应该是CKD患者治疗的基石之一［4］，尤其是在维持钙磷代谢及减少心血管危险因素的时候。本文就近年来关于运动对延缓CKD患者钙磷代谢异常等相关并发症的影响及对策进行综述。

运动对维生素D代谢的影响

1，25(OH)2D的减少和靶器官维生素D抵抗是导致CKD矿物质和骨异常(CKD-MBD)的主要原因，可造成骨质丢失和血管钙化，发生骨代谢紊乱及心血管事件的风险增高［5］。维生素D在骨骼肌中的作用是众所周知的——通过调节钙和磷酸盐的转运影响肌肉收缩，并且可以调控肌母细胞增殖和肌管分化，对肌肉的生长和发育发挥重要作用。维生素D缺乏会导致肌肉无力和萎缩。Gordon等［6］在CKD 3～4期患者中对1，25(OH)2D对肌肉生理功能和肌肉尺寸的影响进行了随机对照试验，他们发现1，25(OH)2D除了与肌肉收缩有关，对肌肉容积也有重要作用。在血液透析患者中给予活性维生素D衍生物治疗后，可见肌肉力量和横截面积的增加［7］。

脂肪组织是维生素D的主要储存场所，体内的维生素D在脂肪组织失去活性，而适量运动可降低体质量指数(BMI)，减少脂肪组织，有利于血清维生素D水平的升高。另外，运动也可提高患者生活质量改善胰岛素抵抗，有助于改善患者食欲及精神状态，从而增加饮食中维生素D的摄入。

运动对CKD患者肌肉的影响

在肾脏疾病中，肌肉消耗的机制与其他慢性疾病(如糖尿病)和慢性炎症相似［8］，其共同的特征是蛋白质合成和降解之间的长期不平衡，最终导致肌肉蛋白大量丢失。适当的营养和蛋白质摄入对预防肌肉分解代谢很重要，但不足以纠正合成代谢与分解代谢的不平衡，预防或逆转肌肉流失［9］。而且CKD患者心肺功能低下限制了机体的运动量，低运动量和低心肺功能会进一步导致肌肉萎缩及身体机能受损。

研究证实运动可改善CKD患者的肌肉质量，并逐渐成为其治疗基础［10］。长期耐力运动可增加CKD患者的肌纤维大小，增强肌力和心肺功能，运动对CKD患者的影响主要包括有氧运动时最大摄氧量的改变。据报道，在运动训练后，氧摄取可增加20%～40%。对儿童CKD患者的相关研究也显示，在血液透析间期进行2次/周运动后，氧摄取和运动耐力都有所改善。

虽然有很多关于有氧运动的研究，但关于抗阻力训练对CKD患者的影响研究较少［11］。抗阻力训练是一种对抗阻力的运动，主要目的是训练人体的肌肉，传统的抗阻力训练有俯卧撑、哑铃、杠铃等项目，其对CKD患者最大氧承载力和运动耐受性都有促进作用。血液透析患者进行了为期6个月抗阻力训练后，报告显示其骨骼肌功能和结构都有所改善。骨骼肌功能改善是基于肌肉活检，运动后可见肌肉纤维横截面面积增加，新肌纤维形成，以及之前退化的肌纤维再生［12］。对26例未接受透析治疗的CKD患者进行随机对照试验，结果显示，在接受抗阻力训练后，其肌肉强度和质量均有改善。Headley等［13］指出常规的抗阻力锻炼可以提高肌肉力量，锻炼耐力，减缓CKD患者的肌肉萎缩。

运动对骨骼及钙磷代谢的影响

骨代谢紊乱在CKD患者中非常普遍，一项对运动在肥胖的非透析CKD患者骨代谢的影响的研究中［14］，将 39例久坐不动的 CKD 患者［55.5±8.3岁，BMI 31.26 kg/m2，eGFR 26.9±11.7 ml/(min·1.73m2)］随机分配到有氧运动组(步行，3次/周，共24周)和对照组，通过测量运动前后骨代谢标志物［如骨钙素、硬化蛋白、碱性磷酸酶(ALP)、甲状旁腺激素、抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRAP-5b)及心肺功能等］，观察有氧运动对CKD患者骨代谢的影响。结果发现，硬化蛋白和TRAP-5b与身体机能呈负相关，这提示可能是因为久坐的时间越少，身体状况越好，骨重吸收标志物血清浓度就越低。而且体育锻炼通过增加和/或保持骨密度，可减少骨质丢失及骨折风险［15］。当肾功能正常的个体开始有氧运动时，骨形成标志物包括骨钙素和骨ALP的血清浓度增加［16］。因此，有可能将运动对调节骨代谢的益处扩展到CKD患者。尽管有氧训练对患者的身体状况和机能有显著的改善，除了在运动组中可见ALP的增高，并未观察到其他骨代谢指标的明显变化，由于肝功能异常是该研究的一个排除标准，所以上述ALP的增加可提示运动促进骨质的形成。骨骼力学性能根据承载负荷的变化而变化，这样机械应力必须达到最低水平才能促进骨骼结构的变化，也可能由于CKD患者身体机能较差，有氧运动的强度较低，不足以对骨组织形成有效的机械刺激，所以未观察到其他骨代谢指标的变化［17］。

Yeh等［18］对四组大鼠的骨骼质量、钙磷平衡及肠道钙吸收的变化进行了研究，运动且允许自由获取食物组、通过成对喂养来控制运动水平组、久坐不动组、对照组共四组大鼠，观察大鼠骨骼质量、钙/磷平衡和肠道钙吸收率的变化。运动方案包括跑步25 m/min，60 min/d，5 d/周，共 13 周。通过双侧坐骨神经切断实现久坐不动，用中子活化分析方法测定全身钙(TBCa)作为骨骼质量指数，采用标准代谢平衡技术测定钙磷平衡，采用原位十二指肠环结扎制备方法研究主动和被动肠道钙转运过程。他们发现运动促进了钙/磷代谢正平衡，增加了骨骼质量，主要是由于运动后1，25(0H)2D的增加和肠道钙离子吸收效率的增加。尿中钙和磷的排泄与对照组并无差异，食物摄入也不是其影响因素，因为成对喂养的大鼠对运动的反应与随意喂养的大鼠几乎相同。相反，久坐不动组因为尿排泄矿物质的增加、内源性粪便排泄增多、肠道内的矿物质吸收效率降低，可见TBCa的减少，钙/磷负平衡。由此得出运动促进骨骼质量的增加不是由于矿物质摄入增加或排泄减少，大多数运动后钙/磷正平衡时是由于1，25(0H)2D等增加，促进了肠道钙吸收率的增加［19］。

运动对心血管系统的影响

有氧运动对左心室的结构和功能改变存在有利的影响。在CKD患者进行为期6个月的3次/周有氧运动后，可见其心脏收缩功能的改善，主要表现为射血分数、每搏输出量和心脏输出量的增加。超声心动图可见左心室舒张末期内径增加，左室舒张末期容积减少以及左室后壁和室间隔厚度增加［20］。也有研究表明在不同的有氧运动中，30 min/d，3 d/周，持续3个月，可见左心室射血分数的改善、肺动脉和全身血管阻力的下降。

Afsar等［21］评估了14例血液透析患者，在透析间期进行有氧运动12周前后血压变化情况。可见收缩压和舒张压分别从151±18.4 mmHg和94±10.5 mmHg显著降至143±14.7 mmHg和91±9.6 mmHg。同样，平均动脉压从114±13 mmHg降至109±11.4 mmHg，一些研究也同样证明了运动可降低CKD患者血压。

任松等［22］为探讨运动对CKD患者心血管功能的影响，对284篇CKD相关文献进行META分析后指出运动可提高患者左心室射血分数0.7%，降低CKD患者血压水平(收缩压5.74 mmHg，舒张压2.9 mmHg)，降低安静时的心率3.07次/min。

运动处方的制订

大量不同强度、持续时间和运动方式相关研究的实验结果发现，似乎任何增加运动量的方法对于CKD人群都是有益的，但目前仍迫切需要大量的随机对照研究，以确定何种程度的运动量能达到最大预计效果，并制订可被广泛应用并纳入患者日常保健的具体运动方案。根据美国运动医学指南［17］，有氧运动应该3 d/周，每次锻炼时间20～60 min。抗阻力训练2 d/周，对于同一肌群的抗阻力训练间隔为48h。在一个给定的疗程中，应该包括8～10个不同的主要肌肉群，强度应该是个人可重复次数最大值的60%～75%，这与个体运动耐力相关。一般来说一组运动重复10～15次是首选。运动类型则取决于个人偏好。与之相类似，KDIGO指南建议CKD患者应每周进行5次轻中度运动，且每次至少持续30 min。

由于肌肉力量、动力和疼痛的限制，CKD患者要进行锻炼是很困难的［23］。对许多患者而言，运动强度从中等渐进到高等(3.5～7.0 kCal/min)是可以接受的。临床医生应确定患者是否进行30 min/d，每周至少三天的中等活动量［24］。如果没有，那么应该明确造成活动量低下的原因，包括肌肉骨骼限制、心肺功能限制等。肌肉骨骼方面可以通过物理治疗进一步评估。心肺功能可通过BORG疲劳量表进行评估。一旦无相关禁忌，应该鼓励患者开始一个步行计划，以10～30 min/d，3 d/周的中等活动量作为起始耐受量，并鼓励患者逐步将时间增加至大于30 min，3 d/周的基础上或更多，保持强度在中等水平(或感觉到“稍微用力”)。此外，使用计步器可通过设定具体目标并提供实际进展的证据，以此提高患者的参与性和积极性。当然，对CKD患者实施强化运动建议首先对患者进行全面的体格检查和对运动训练反应的评估，这样随着运动强度的逐渐增加，发生运动不良事件的风险会相对减小。

全面的运动处方应涵盖有氧运动和抗阻力训练，包括频率、强度、类型、时间(FITT)。此外，运动处方的制订必须基于个人的需要和能力，在现有的合并症和先前的运动水平范围内对跌倒风险进行评估。物理治疗师可与护理团队一起监测肌肉表现和跌倒风险的变化，并确保运动处方与患者的能力和疾病状态保持一致。补充治疗肌肉质量减少的方法包括饮食调整和提高蛋白质摄入量。然而，为了避免在CKD患者中出现蛋白尿等并发症，需要卫生保健小组进行营养咨询，以控制蛋白质的摄入。因此对于CKD患者的管理将涉及一个跨学科的护理团队，其中包括肾脏护理和物理医学、放射学和营养服务等，共同制订有效的、可持续运动计划。

运动与CKD临床预后

DOPPS研究随机抽取了来自12个国家的20 920例血液透析患者，观察他们对不同运动强度的反应。相对于每周的运动次数少于一次，或者从来不进行运动的人群，每周进行一次以上运动的人群死亡风险降低了一倍以上(OR=0.73，95%CI 0.69～0.78)。且运动频率越高，死亡率越低。研究证明，无论CKD患者分期及治疗方案如何，运动水平低下与临床不良预后密切相关［25］。

部分CKD患者可出现生活质量严重下降，包括身体活动(自我保健、日常活动、就业)，情绪健康(焦虑、抑郁、敌对)和社会功能［26］。规律锻炼对生活质量、认知功能和抑都有积极作用。运动对上述方面的有利影响可通过一系列因素来解释，包括增强肌肉力量，增加社会互动，释放神经递质(如内啡肽)。运动对情绪和行为方面的直接影响包括改变消极及自卑的想法，减少焦虑和改善对自我的态度。

小结:因为CKD-MBD增加了软组织、血管和心脏瓣膜钙化的风险，会导致心血管死亡率的增加［27］，早期发现和管理CKD-MBD极为重要。运动对CKD患者身体机能、肌肉、心肺功能、生活质量等各方面均有益。这些作用的具体机制还没有完全阐明。然而，诸如生长因子的增加、分泌内啡肽、减少交感神经过度活跃和减少炎症等机制均已被提出［28］。

大量证据表明运动对肾脏有保护作用，可减缓或阻止肾脏疾病的进展，适当的运动干预对CKD患者都是有效的。因此，正确设计的运动康复治疗应该是CKD成人护理的重点部分，应将运动的管理纳入肾病患者和肾移植的肾脏护理方案中［26］。