高强度间歇运动在冠心病PCI术后患者中的应用进展

汪雅静 贾会英 王广宁 吴莹玉 郭熙

冠心病（CHD）是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称，多见于老年人，由遗传、高血压、血脂异常、吸烟和缺乏运动等多种因素导致冠状动脉粥样硬化和（或）功能改变，使心肌缺血缺氧或坏死而引起心脏病，故又称冠状动脉性心脏病或缺血性心脏病，其发病率和死亡率较高，患病人数约1139.6万人，是危害公众健康的常见病[1-2]。目前，经皮冠状动脉介入治疗（PCI）是CHD治疗的重要手段，主要通过疏通冠状动脉管腔，尽早、充分地恢复心脏血液灌注而改善疾病预后[1]。近年来，我国PCI治疗的年增长率为15%～20%，2018年PCI 总例数为915 256例[2-3]。但是研究表明，PCI术后仅靠常规的药物预防治疗并不能有效保障远期预后，PCI术后的再狭窄、新生动脉粥样硬化病变或原有病变加重的现象仍可能出现，因此，在PCI术后仍需要进行心脏康复以提高远期预后[4]。而运动锻炼是心脏康复的基石和核心要素，规律运动可以有效改善左心室射血分数、6 min步行距离、心肌细胞活性和免疫功能等，进而降低PCI术后支架内血栓形成、再狭窄发生率、血运重建率、不良心血管事件发生率、再住院率和死亡率和提高生活质量等，运动康复已逐渐成为PCI术后二级预防的重要方法[5-6]。心脏运动康复方案主要包括三大类，即有氧运动训练、抗阻运动训练和柔韧性运动训练[7]，其中有氧运动训练又包括低强度持续训练（LICT）、中等强度持续训练（MICT）以及高强度间歇训练（HIIT）[8]。目前MICT是CHD患者的主要运动方式，即每次以中强度（50%～80%的峰值心率）持续运动20～40 min，自我感知疲劳程度（Borg劳累度量表）评分达12～16分，每周运动3～5次。但研究显示约40%的成年人由于缺乏时间、难以坚持、运动的长期性和复杂性而未满足运动量甚至放弃运动[9]， 而HIIT相较于传统的 MICT 具有时间短、娱乐性强、样式多和便利性强等优势，并且HIIT与MICT在不良心血管事件发生率方面无显著性差异[10]，因此 HIIT 成为近年来流行的心脏运动康复方案之一。护士是临床教育者、支持者和协调者，协助患者制定运动方案，督促其形成良好的运动习惯。但目前针对HIIT在冠心病患者PCI术后中的相关护理研究有限，因此本文就HIIT对PCI患者的影响进行综述，以期为护理人员对冠心病患者PCI术后进行运动护理提供参考依据。

1 HIIT概念

1.1 HllT的起源及发展

HIIT是由Reindell 和 Roskamm学者于1959 年提出的概念，即由持续时间为数秒至数分钟的短期高强度与持续时间为数秒至数分钟的休息/低强度恢复交替进行而构成一个运动周期，每次运动可设计数个周期[11]，虽然HIIT的概念框架为几秒至几分钟的高强度与休息/低强度恢复交替进行，但是，不同文献对HIIT高低强度的具体设定存在差异，禚小琪和黎涌明等研究中提出高强度负荷根据无氧域（ AT）、称第二通气阈（VT2）或最大乳酸稳态进行设定，低强度负荷要求高于静息状态[12-13]；王娟等[14]研究中高强度范围为70%～90%的最大摄氧量（VO2Peak）；杨京辉等[15]研究总结为高强度范围为70%～100%的最大心率或峰值心率（Peak Heart Rate，HR Peak 或Max Heart Rate，HRmax；即220—年龄），间歇期强度范围≤50% HRmax。在提出概念之前，其早已于1912 年被应用于体育训练中，在提高体育成绩、心肺耐力和骨骼肌能力方面发挥显著作用，而在医疗行业，最早于1990 年由德国心脏病学者Meyer 等[16]首次将HIIT应用于CHD和冠状动脉搭桥术患者康复中，结果显示出HIIT的可行性和显著的康复效果。进入21世纪后，随着生活水平的提高，工作生活繁忙，HIIT较短的时间、较高的娱乐性、灵活性和依从性等特点，使其逐渐成为运动领域的研究热点，并由体育竞技转入健身人群和慢性疾病人群（糖尿病、心血管、肥胖和癌症患者等），以应用于健身塑形和躯体康复，得到国内外学者的广泛认可[17-20]。

1.2 HllT的作用机制

目前，关于HIIT对PCI术后影响的相关机制尚无统一定论，综合国内外研究，现将HIIT的作用机制总结如下：

1.2.1 直接保护效应

（1）改善动脉粥样硬化： 动脉粥样硬化是冠心病的主要原因，即在病变部位的内膜开始脂质糖类积聚、血栓形成、增生和沉着、蜕变和钙化等一系列的变化，致使管壁增厚变硬和管腔狭窄，最终使心肌缺血坏死；白介素-6和肿瘤坏死因子等炎症递质在动脉粥样硬化形成和发展过程中发挥着重要作用，而HIIT能显著减少炎症递质，有效改善炎症反应、降低血脂和增加血管内剪切力，从而降低PCI术后的血管再狭窄风险[21-22]。

（2）改善内皮功能：评估内皮功能和动脉僵硬度有助于预防心肌梗死和（或）复发性梗死，血流介导扩张（Flow-Mediated Dilatation，FMD）是一种评估内皮功能和间接测量心血管事件风险的方法，而HIIT可以改善FMD、激活血管内皮一氧化氮合酶、降低血浆内皮素-1分泌、减少平滑肌细胞增殖迁移、降低血管内膜增生、减少PCI 术后晚期管腔径丢失及狭窄血管直径百分比，以提高一氧化氮、改善血管内膜的舒张性、缓解内皮素的缩血管效应和抑制PCI术后再狭窄[23]。

（3）抑制氧化应激反应: VO2Peak是CHD患者死亡率和发病率的独立预测因子，HIIT可显著改善VO2Peak，增加抗氧化能力，减少活性氧类的产生，抑制低密度脂蛋白氧化而减少管壁内粥样斑块的沉积[24]。

（4）改善炎症反应：炎症在PCI术后再狭窄中扮演重要角色，血管内皮修复和内膜增殖之间若对立平衡失调则会使血管内膜损伤后自身愈合过程产生新生内膜增生，提高管腔再狭窄的风险；血清超敏C反应蛋白是反映斑块稳定性的重要指标和心血管不良事件最强有力的预测因子之一，HIIT能显著减少超敏C反应蛋白，提高心血管抗凋亡和抗增生能力[25]。

（5）改善心率：心率变异性是反映自主神经张力较敏感的指标，可预测心源性猝死和心律失常性事件，HIIT可显著改善PCI术后患者心率变异性的时间和频域测量值，并且运动后心率恢复（HRR）较快，降低了不良事件发生率[26-27]。

1.2.2 间接保护效应

血脂异常、高血压、吸烟、血糖异常和肥胖等原因都会成为PCI术后患者不良心血管事件发生的主要危险因素，HIIT可减轻患者的主要危险因素；首先，HIIT可以通过改善患者糖脂代谢、胰岛素抵抗和胰岛素的敏感性来降低患者的微血管病变风险[20]；其次，运动还可降低患者醛固酮和血浆肾素的水平，减少水钠潴留与血管收缩，缓解高血压症状；另外，HIIT可有效消耗能量和降低体脂，进而合理控制体重[12,28]。

2 HIIT方案在PCI术后患者中的应用及其效果

2.1 不同运动周期的HllT方案在PCl术后患者中的应用

Kim等[29]对28名急性心肌梗死患者药物洗脱支架术后进行6周的HIIT方案，包括10 min的热身运动，4 min的高强度跑步机跑步（85%～95%的储备心率），4 min的间歇行走（50%～70%的储备心率）；MICT组在70%～85%的储备心率状态下进行45 min的MICT运动，每周进行3次，共6周；规律运动6周后两组患者的VO2Peak和HRR均显著增加，HIIT组左室射血分数和VO2Peak显著大于MICT组（P=0.021），并且晚期管腔损失明显小于MICT，血清高密度脂蛋白胆固醇水平略有升高，低密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇无显著变化。就VO2Peak和HRR指标的研究，Koldobika等[27,30]的8周试验中呈现出更深层次的结果，其采用2min的速度递增，递增后20 s的高强度运动（50%的最大负荷）和10 s间歇运动（50%的最大负荷）交替进行，持续运动40 min，MICT则以组持续运动状态进行40 min，在规律运动8周后发现HIIT和 MICT均显著增加了VO2Peak，HIIT组的VO2Peak增加幅度更大（P=0.039），而HIIT在恢复阶段的第1 min和第2 min的HRR比MICT更显著增加（P＜0.01）。但有研究显示HIIT对心率的调节无显著影响[29]。分析原因可能与心率检测时间段和干预时长的差异有关。随着运动周期的增加，Abdelhalem等[31]对冠心病PCI术后患者进行了12周的HIIT干预，即2～5 min高强度（强度为85%～95%的初始心率储备）与2～5 min间歇交替，MICT则采用30～35 min的连续跑步机运动（强度为40%～60%的初始储备心率），12周后两组患者在功能容量、血脂水平、射血分数和生活质量问卷参数方面均有显著改善，且试验组心理健康改善优于MICT组。同样12周的HIIT干预，但方案为3 min高强度运动（88%峰值功率）和休息1 min为一个循环，每次进行10个循环，共40 min；MICT组则每次持续运动40 min；12 周发现HIIT组运动后的峰值功率、VO2Peak和运动耐力优于MICT组，且两组均优于对照组，因此，与MICT相比，HIIT能更好地改善PCI术后患者的左心室收缩功能和有氧代谢能力，提高患者的运动耐受性。再进一步延长运动周期，Munk等[32]研究者的6个月研究中显示HIIT组再狭窄（测量晚期管腔丢失的支架冠脉面积）为0.10 mm，对照组为0.39 mm （P = 0.01），HIIT组和MICT组VO2Peak分别增加了16.8%和7.8% （P＜0.01）；以上结果显示HIIT运动训练与冠脉支架内晚期管腔丢失显著减少相关，进而增加了有氧能力、改善了内皮功能减轻了炎症；另外的6个月研究中还发现HIIT可有效降低炎症标志物白介素-6和白介素-8水平，提高抗炎细胞因子白介素-10水平，显著改善心率变异性的时间和频域测量值，因白介素-6和超敏C反应蛋白水平的下降与PCI术后管壁丢失的减少显著相关，故在PCI术后再狭窄中发挥重要作用；但是也有6个月的HIIT研究显示PCI术后定期运动训练可能只减弱部分炎症通路，并不是全部，因此，在运动的基础上仍需加强其他康复治疗措施，已全面促进术后康复，提高生活质量。上述研究显示，虽然随着规律运动的周期延长，HIIT对患者的峰值摄氧量、有氧能力、运动耐受性、炎症指标的改善愈发显著，但在心率和血栓指标方面还需进一步研究。另外，运动需长期坚持，更长运动周期的运动效果尚不明确，有待进一步的研究证实。

2.2 不同运动时机的HllT方案在PCl术后患者中的应用

相关研究显示，PCI术后患者早期开始离床运动和规律运动康复，有利于患者改善心肺功能、缩短住院时间、提高生活质量以及减少心脏不良事件的发生[33]。但是锻炼开始时间需要根据患者病情决定，病情稳定的冠心病患者在择期经桡动脉行PCI 术前和术后24 h内可以开始运动康复，病情不稳定的患者根据病情个性化决定其锻炼时间，可在术后3～7 d开始[9]。目前，文献显示术后开始HIIT的时间有术后4 d、1周和2周等，首先，Munk等[34]

研究排除了心肌梗死、冠脉搭桥病史、明显的心脏瓣膜疾病和年龄超过80岁的患者，纳入40例经皮冠状动脉介入治疗并植入裸金属支架或药物洗脱支架的患者，从PCI术后4 d开始运动，HIIT组以功率自行车或跑步机为主，先以心率=（60%～70%）×HRmax的速度进行10 min热身运动，然后加快速度，使心率达到（80%～90%）×HRmax进行4 min高强度运动，接着以心率=（60%～70%）×HRmax的速度进行3 min的间歇运动，最后进行5 min的整理运动、10 min的腹部和脊柱抗阻运动以及5 min的伸展运动；规律运动6个月后HIIT增加了有氧能力、改善了内皮功能和减轻了炎症；在运动期间没有患者失访，有1例不良事件（直立塌陷），但没有严重事件需要住院。而Abdelhalem等[31]对40例左室射血分数（EF）为35%～50%冠心病在进行PCI术后2周进行HIIT方案，为期3个月的研究显示HIIT显著改善了功能容量、血脂水平、射血分数、生活质量和心理健康，并且研究者表明PCI术后患者进行HIIT是安全的，研究过程中没有发生的严重的并发症。Munk等[27]对40例心绞痛患者PCI术后11±4 d开始干预，进行了为期6个月的HIIT运动， 6个月时各项炎症指标（白介素-6、白介素-8和白介素-10等）得到改善，降低了管腔再狭窄的风险，并且未发生术后不良心血管事件。上述HIIT 研究中，大部分研究仅纳入了心脏康复危险分层低危的患者，在术后2～3周开始HIIT运动未发生相关的心血管事件，具有一定的安全性，但是在高危患者、术前、离床后运动时间点的安全性尚不明确，有待进一步的研究证实。

3 HIIT在PCI术后患者中的应用思考

3.1 规范强度测量

运动强度决定心脏内代谢应激，是心脏康复过程中的关键，因此，运动强度的准确性在运动处方中占据重要地位[7]。目前，运动强度的测量主要包括AT、峰值心率（HR Peak）、心率储备法、HRR（HRR=最大运动时心率-静息时心率）、储备摄氧量、第一通气阈（VT1）、代谢当量（METs）及Borg自感劳累分级等。但是，目前，国内研究干预大多采用跑步机、功率自行车和运动手环等获得心率来测量强度，而心率易受药物的影响，因此对研究对象的要求较高，且在心率异常及服用改善心率药物的患者中较难应用，若必须要采用心率作为强度依据时，可推荐采用心率储备法[35]；但在以上指标中，AT结合 Borg自感劳累分级确定运动强度更具科学性和准确性，其中AT可直接在心肺运动试验中获取，而目前运动干预考虑经济因素及简便性，较少采用，后续还需进一步规范以提高HIIT在患者中的应用效果[9,36]。

3.2 完善运动处方

关于HIIT的内容，因PCI术后患者病情特殊，在给予运动治疗前需对患者的身体状况（年龄、PCI类型、支架个数、服用药物情况、合并疾病及心血管危险因素等）进行详细评估而制订运动方案，但是，目前多数研究仅从PCI术后几日至几周直接开始实施HIIT方案，而缺乏术前、术后离床、住院期间及居家的系统和延续性的HIIT运动处方；并且，目前尚无明确的不同危险分层、不同年龄段、不同PCI类型患者自身适合的强度、高低强度循环次数和运动时长的干预方法；后期还需进一步提高方案内容的延续性以及个性化，建立医院-社区-家庭联动运动管理方案，提高患者的运动自我管理能力、远期生活质量和社会功能[37]。关于HIIT的运动方式，包括无需运动器械辅助的跑步、开合跳、勾腿跳、小碎步跑、深蹲、高抬腿等方式，以及运动器械（跑步机、功率自行车、椭圆机）辅助运动，但众多研究依靠运动器械设计方案，对方案在日常生活中的延展性存在一定障碍，后续还需进一步提高方案的简易性、科学性和延展性。关于HIIT的测量工具，运动监测试验主要有运动平板板试验、踏车试验和二阶梯运动试验等，国外HIIT效果的评价指标较全面，而国内在生理和心理指标方面较少，未来需要进一步完善。

3.3 注意事项

为了保证HIIT能够顺利实施，增强该措施对患者的积极作用，在实施过程中还需注意以下几点：①HIIT运动的制定需由具有一定资质和经验的康复治疗师或专业医疗人士协作制定；②针对运动过程可能出现的不适反应，如心绞痛、胸部不适、头晕、眩晕、心慌、气促或心跳加快等相关症状，需做好运动前相关知识的介绍，医护人员监督运动时需密切关注运动过程中患者的反应，出现不适反应立即停止运动，并及时提供帮助和指导；若居家运动时，则立即停止运动，需及时告知家属并联系医护人员进行远程指导，获得正确的运动方法；③为了保证运动效果，在方案的设计上需遵从便利性和可行性，并充分发挥移动医疗设备（个性化网络应用程序、手机短信、可穿戴设备、移动医疗平台和远程家庭康复系统）在其中的作用，促进运动方案的本土化改善以及提高依从性[38]。

4 小结

作为一种新颖的运动方式，HIIT能够改善PCI术后患者的有氧能力、VO2Peak、运动耐受性、炎症指标和生活质量。但是，目前尤其是国内有关PCI术后患者的HIIT干预性研究仍存在不足，如患者危险分层不清、样本量小、缺乏长期效果和评价指标单一等。建议在今后的研究中采用大样本的随机对照试验，并延长随访周期，同时优化对不同风险和年龄人群的个性化运动处方，建立完善的术前、术后及居家的延续性运动处方。