有氧运动对中老年人微循环功能干预效应的研究进展*

姚 毅，朱 欢，向 政**，杨 梅

(1.湖北民族大学体育学院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族大学运动科学研究中心)

微循环是指微动脉和微静脉之间的循环，由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通血毛细血管、动-静脉吻合支和微静脉等七个部分组成，是机体进行物质能量交互的唯一场所[1]。随着年龄的增长，微循环储备功能会出现渐进性损失的现象，其中微循环功能下降是主要诱因。在病理情况下，出现微循环结构及功能的异常变化称为微循环障碍，微循环障碍贯穿于系列慢性病的发病过程，如心脏病、糖尿病、高血压、心血管疾病、神经退化、冠心病和中风等。因此，改善微循环功能是预防与促进系列慢性病康复的重要环节。在慢性病患者的治疗过程中，运动干预是常用手段。慢性病患者的微循环功能已发生病理性变化，运动风险系数较高。由于有氧运动强度较低、参与方式简单，成为慢性病患者重要的运动干预手段。研究表明[2]，有氧运动不仅有益于健康人群身体素质的提高，且对不同慢性病患者微循环功能也有着积极的改善效果。基于此，本文采用文献综述法总结中老年人微循环功能和有氧运动对中老年人微循环功能干预效应，为人们认识微循环功能和实际训练提供理论依据。

1 中老年人微循环功能的变化特点

微循环功能会随年龄的增加而降低，进入中老年阶段，内皮细胞出现扩张功能障碍，主要表现为内皮细胞合成一氧化氮(Nitric oxide，NO)的能力降低以及一氧化氮的生物效应减弱[2]。内皮功能损伤与多种老年人心血管疾病联系密切，如动脉粥样硬化。衰老过程中固有的血管炎症可能会增强这些反应，导致血管损伤，使老年人更易患血管疾病。虽然动脉粥样硬化发生在大血管中，但是随着病情的发展以及患者年龄的增加会进一步引起小血管病变的发生[3]。研究认为动脉粥样硬化的开始及发展主要是单核细胞驱动[4]，而中老年人的单核细胞和巨噬细胞表现出免疫激活受体的表达水平降低，适应性免疫耐受和细胞因子失调，且这种改变随着年龄的增加而加剧，使造血干细胞倾向于长期的髓样分化，同时减少T淋巴细胞和B淋巴细胞的再聚集[5]。粥样硬化病变起始的关键步骤是内皮细胞和单核细胞的黏附分子表达增强，特别是在炎症条件下[6]。低密度脂蛋白(Low density lipoprotein，LDL)是已知的动脉粥样硬化的危险因素。循环低密度脂蛋白可以被修饰，生成氧化低密度脂蛋白、弱氧化性低密度脂蛋白和其他生物活性形式，从而引发炎症过程[7]。动物研究发现，大鼠主动脉p-选择素和血管细胞黏附分子-1水平随年龄增长而升高，导致白细胞过度浸润，使得炎症反应延长或加剧[8]。另外，还有研究表明老年人皮肤微血管的反应性降低，热应激的心血管反应受损[9]。此外，在2型糖尿病的老年人中，微血管非内皮依赖性舒张功能受损还导致蛋白尿及慢性肾脏病[10]。

随着年龄的增加，中老年人微循环功能随之下降，主要表现为内皮细胞扩张功能障碍、血管病变、炎症反应增加、温度调节机制紊乱，微循环功能障碍会导致机体各组织器官受损甚至病变，并与多种疾病紧密联系。

2 有氧运动对中老年人微循环功能的影响

2.1 有氧运动对健康中老年人微循环功能的影响

长期的有氧运动能提高中老年人群微循环功能。曹峰[11]研究发现，14周的有氧运动(前8周50%最大摄氧量，后6周65%～70%最大摄氧量，4次/周，60min/次)能显著改善中老年人甲襞微循环的形态结构和生理功能，并建议中老年人在进行有氧运动时运动强度应不低于50%最大摄氧量。Tew等[12]研究发现，运动强度为60%心率储备时，绝经后妇女的皮肤微血管反应性增加，随着强度逐渐增加至75%心率储备后，绝经后妇女的皮肤微血管反应性进一步增加；且经过24～36周的运动训练后，绝经后妇女皮肤微血管反应性就已经恢复至年轻女性的水平。有氧运动对老年女性微血管反应性的改善效果在胡庆华等[13]的研究中也得到验证。还有研究发现[14]，8周有氧运动训练(65%最大摄氧量，7次/第1周，4次/后7周，60min/次)能显著增加老年女性毛细血管数量及密度。另外，还有研究发现[15]3个月规律性的有氧运动训练(60%～75%心率储备，3～6次/周，30～45min/次)可以显著增强老年人群内皮依赖性血管舒张能力，降低内皮素-1(Endothelin-1，ET-1)介导的血管收缩张力。作者所在的团队研究也发现[16]，长期系统的太极拳运动(不少于3次/周，不少于90min/次)可提高中老年人膝关节皮肤微血管的反应性和经皮氧分压，增强膝关节表面皮肤营养物质输送能力。

综上所述，有氧运动能逆转或改善中老年人微循环功能下降的趋势，改善血管内皮功能、提高血管舒张能力、增加毛细血管数量及密度、提高VEGF表达并降低氧化应激水平。健康中老年人对运动强度有一定的承受能力，建议改善微循环功能的运动强度在50%心率储备以上，干预周期应在12周以上。此外，还有学者认为单一运动项目和运动负荷易使微循环功能产生适应，需根据受试者的体质适当变化运动项目、运动强度等，获得更佳的干预效果[2]。

2.2 有氧运动对中老年不同慢性病患者微循环功能的影响

2.2.1 有氧运动对中老年2型糖尿病患者微循环功能的影响

微循环障碍是2型糖尿病周围神经病变发生的重要病理生理基础之一。2型糖尿病患者血糖控制不佳可导致微血管基底膜增厚、内皮细胞肿胀增生和血管通透性增加等血管结构改变，同时伴有血管舒张功能障碍和血液流变学异常。即使在血糖控制良好的情况下，糖尿病患者微循环可能已出现功能异常[17]。Dardashti等[18]研究发现6个月的有氧运动(50%～70%心率储备，3次/周，60min/次)可显著降低老年女性的体重和体脂指数，降低葡萄糖、胰岛素、LDL、胆固醇和甘油三酯水平，并显著增加高密度脂蛋白水平，且结合饮食控制上述效应更为明显。但Middlebrooke等[19]研究发现在血糖控制良好的2型糖尿病患者中，6个月的有氧运动(70%～80%心率储备，3次/周，30min/次)对血糖控制、胰岛素敏感性和最大摄氧量并无改善效果，即没有改善微血管功能。分析可能是单次运动时长不足，难以引起机体产生变化，或者是患者微血管未出现较大损伤，故未能产生明显效果。Colberg等[20]研究发现10周的有氧运动(50%～65%心率储备，3次/周，45min/次)未能显著提高足背血流灌注量，且足背NO水平也没有差异。分析可能是运动干预持续时间较短，不足以引起血流灌注量及NO水平变化。但Krcma等[21]研究发现经过4周的慢性有氧运动后，受试者的血流灌注量及微血管反应性便会轻微增加；Jamshidpour等[22]研究发现8周中等强度的有氧运动和阻力运动联合训练(60%～75%心率储备，3次/周，20～45min/次)能有效改善糖尿病血液透析患者的血管功能和下肢肌力；Mitranun等[23]研究发现12周的有氧运动训练和间歇有氧运动训练(50%～80%最大摄氧量，3次/周，不少于30min/次)在改善血糖控制、有氧能力和内皮依赖性血管舒张方面都是有效的，但间歇有氧运动训练似乎比持续有氧运动训练更有效。

综上所述，有氧运动对2型糖尿病患者微循环功能的干预效应可能与个体差异有关，对于血糖控制较好的2型糖尿病患者微血管改善效果还需进一步研究。此外，采用有氧运动训练改善中老年2型糖尿病患者微循环功能时，要注意训练计划的合理选择，可采取有氧运动和阻力运动相结合的方式或者间歇有氧运动训练，该方式可获得较好的干预效果。

2.2.2 有氧运动对中老年高血压患者微循环功能的影响

由于微循环是形成体循环阻力的主要场所，而高血压的发生、发展与外周血管阻力密切相关，因此，微循环障碍在高血压发生、发展过程中具有重要作用。有氧运动已被证明能显著减少活性氧类(reactive oxygen species，ROS)和包括高血压在内的ROS相关疾病[24]，研究发现，经过急性和慢性有氧运动训练的高血压大鼠血流灌注量增加，应激诱导的内皮依赖性血管舒张增强[25]，这与eNOS上调导致NO生物效应增强有关。Roque等[26]研究发现，12周的适度有氧跑步机跑步(55%～65%最大跑步速度，5次/周，60min/次)能改善高血压大鼠冠状动脉的内皮功能和降低血管硬度，这是由于eNOS表达增加，NO生物效应升高和超氧化物水平降低所致。另外，在未经治疗的高血压患者中，12周的有氧运动(5～7次/周，30min/次)显著增加了前臂微血管对乙酰胆碱的反应性，并通过乙酰胆碱促使NO合成增加；在血压正常的受试者中，乙酰胆碱刺激NO的释放也因长期有氧运动而增强[27]。此外，还有研究发现[28]，12周太极拳运动(55%～65%最大心率，3次/1～6周，5次/7～12周，60min/次)能促进中老年轻度高血压患者微血管反应性、降低血压，并能提高一氧化氮含量、钙依赖型一氧化氮合酶活性及6个月的健步走运动(前2周步频90～100次/min，第3周步频100～110次/min，3～5次/周，40～60min/次)，显著改善中老年高血压患者收缩压、增加NO浓度和eNOS表达水平[29]。

综上所述，有氧运动锻炼能增强中老年高血压患者机体抗氧化能力，提高NO浓度和eNOS表达水平，进而改善高血压患者内皮依赖性血管舒张功能、并能有效降低收缩压和血管硬度。

2.2.3 有氧运动对中老年肥胖患者微循环功能的影响

肥胖是由于食物摄入过多或机体代谢改变导致体内脂肪积聚，造成体重过度增长并引起人体病理、生理明显或隐藏改变。减脂控重是中老年肥胖患者的首要任务，而系统规律性的有氧运动是最基本的手段，并能有效改善微循环功能和预防心血管疾病。王艳兵等[30]研究发现，18周有氧运动(3次/周，90min/次)对肥胖中老年人的身体素质、血脂水平、血液流变性均有明显的改善效果。Suksom等[31]研究发现持续12周的有氧运动训练(3次/周，50min/次)对肥胖中老年女性减轻体重和改善皮肤微血管反应性有较好的效果。另外，Tiago等[32]动物实验发现10周的有氧运动训练(7次/周，60min/次)能提高肥胖大鼠血管VEGF的表达水平，诱导心脏微血管的生成，增加心肌血流灌注水平。在高脂饮食诱导的肥胖小鼠中，4周的有氧运动(跑步10m/min，6次/周，60min/次)增加了与糖脂代谢和抗炎过程相关基因的表达水平，其中VEGF信号通路中的环氧合酶2起了关键作用[33]。此外，Sakita等[34]研究发现2周的有氧运动(跑步7m/min，6次/周，60min/次)有助于老年大鼠末梢神经髓鞘纤维厚度的增加和毛细血管的扩张，有助于预防和逆转老年周围神经退化。

综上所述，有氧运动能显著改善中老年肥胖患者的身体素质、血脂水平和血液流变性，并能逆转微循环功能下降的趋势、降低炎症效果，这对于中老年肥胖人群预防心血管疾病和认知能力下降有着重要意义。

2.2.4 有氧运动对其他中老年慢性病患者微循环功能的影响

有氧运动对其他中老年慢性病患者微循环功能有着良好的改善效果。研究发现[35]，16周有氧运动训练(70%心率储备，3～5次/周，30～45min/次)能提高非酒精性脂肪肝患者心肺功能，且患者皮肤微血管得到增强。还有研究发现[36]，8周的有氧运动训练(不超过50%心率储备，3次/周，30～40min/次)能显著改善缺血性心脏病患者微血管内皮细胞功能，但患者皮肤血管功能的改善效果并非永久性，而是可逆性，分析可能是中老年慢性病患者微循环出现病理性下降，单次较小的运动量也可引起微循环功能良好的改善效果。另外，内皮功能障碍和动脉僵硬是慢性肾脏病相关心血管疾病的非传统危险因素。Kirkman等[37]对慢性肾脏病非透析患者进行为期12周的有氧运动训练(60%～80%心率储备，3次/周，45min/次)，发现有氧运动训练能改善慢性肾脏病微血管功能。此外，Tew等[38]研究发现12周的有氧运动训练(3次/周，60min/次)还可以改善成人下肢静脉性溃疡的皮肤微血管反应性。

综上所述，中老年慢性病患者微循环功能已出现下降趋势，而长期的运动锻炼能改善患者微循环功能，但在运动初期不宜进行较大强度的运动训练，应以自身体质选择合适的运动强度。

3 结 论

中老年人微循环功能呈现增龄性下降的特点，如内皮细胞扩张功能障碍、血管病变、炎症反应增加、温度调节机制紊乱等。有氧运动可显著改善微血管内皮功能，提高血管舒张能力，逆转中老年人微循环功能的下降。