有氧运动对青少年左心室-动脉耦联的急性影响

孙 朋 ，李世昌 ，陈祥和 ，曾振豪 ，于凤至 ，刘淑卉 ，陈成香

动脉和左心室（left ventricular，LV）僵硬度的增加是心脏收缩和舒张功能障碍的重要因素，也是心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）的发病基础（Laurent et al.，2012）。大动脉不仅是被动输送血液的管道，还是心血管功能的活跃组成部分（Pries et al.，2005）。大动脉在LV收缩期的舒张对于维持一定的血容量以及缓和血压（blood pressure，BP）的周期性波动至关重要。同时，该进程也提高了心脏后负荷和舒张期冠状动脉的灌注水平。研究认为，心血管系统功能依赖于心室和血管系统的相互作用，且LV功能受单纯动脉负荷的影响（Kass，2005）。Sunagawa等（1983）提出的左心室-动脉耦联（ventricular-artery coupling，VAC）模型认为，LV是一个有弹性的腔室，在射血过程中会增加僵硬度，在收缩末期达到最大。在恒定肌力的状态下，急性前负荷或后负荷变化时所记录的LV压力-容积环收缩期结束点描述了收缩期压力-容积关系。研究认为，VAC作为LV与动脉系统相互作用的综合指标，是心血管系统功能和心脏能量学的重要决定因素，是评价LV和动脉功能以及相互影响作用的经典指标（Faconti et al.，2017）。VAC的变化会通过增加收缩期间冠状动脉血流的比例影响心肌灌注，引起区域冠状动脉缺血。重构过程还会导致LV收缩和舒张储备的降低，导致缺血性心衰高风险因素的产生（Chantler et al.，2008；Chirinos et al.，2012；Coutinho et al.，2013）。

左心室-动脉耦联指数（ventricular-artery coupling index，VAI）是评价VAC功能的重要指标，是用有效动脉弹性（arterial elastance，Ea）与左心室收缩期末弹性（end-systolic elastance，Ees）的比值进行表示（Ee/Ees）（Bombardini et al.，2013；Faconti et al.，2017）。Ea反应施加在LV上的单纯动脉负荷（Chantler et al.，2008），与心率（heart rate，HR）和总外周血管阻力（total peripheral resistance，TPR）正相关，与动脉顺应性（arterial compliance，AC）负相关（Chemla et al.，2003，2017）；Ees用于评价独立于LV负荷的LV功能，表示随着收缩期压力的升高，LV收缩末容积（end-systolic volume，ESV）增加和每博输出量（stroke volume，SV）减少的程度，其受到LV几何形态和生化特性的影响（Kruszewski et al.，2010）。研究发现，在有氧运动中，LV效率高于能量效率，引起VAI降低（Chantler et al.，2008；Najjar et al.，2004）。这是由于与动脉负荷相比，LV收缩力有相对较大的增加（Najjar et al.，2004）。研究表明，运动强度的改变能够影响运动期间VAI的变化。低于无氧阈的运动时，Ea降低，而Ees保持相对恒定，从而降低VAI；高于无氧阈的运动时，Ea降低，而Ees增加，导致VAI更大的降低。在力竭性运动后，由于Ea轻微下降和Ees的升高，引起VAI的下降（Chantler et al.，2008）。但也有研究发现，运动并不能引起VAI的显著变化（Aslanger et al.，2015a；Lane et al.，2015；Rinder et al.，1999）。因此，关于运动后VAI的变化及其机制尚存在一定的争议。推断不同的运动形式、强度以及持续时间或者运动后恢复时间的长短可能影响VAI的变化。

研究发现，VAI存在性别间的差异（Kerkhof et al.，2016；Redfield et al.，2005），女性安静状态的Ea和Ees均明显高于男性（Redfield et al.，2005；Saba et al.，1999）。Ea和Ees的升高，可引起收缩压的增加和LV后负荷的增加（Borlaug et al.，2013）。Krumholz 等（1993）发现，女性具有更显著的LV肥大和更强的感受压力负荷的LV收缩功能。有研究认为，VAI在CVD发生和发展过程中发挥了重要作用，其可能是引起CVD死亡率性别间差异的重要因素（Chin et al.，2014；Sonaglioni et al.，2018）。女性在动脉硬化（Regnault et al.，2012）、射血分数正常的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）（Borlaug et al.，2011；Scantlebury et al.，2011）等引发的CVD死亡率是男性的2倍。Rossow等（2010）研究显示，运动引起的VAI的变化也存在性别间的差异，运动形式、强度以及持续时间或者运动后恢复时间的长短等因素也可能会影响该差异的变化，但引起性别间差异变化的具体机制尚不清楚。因此，本研究运用中等强度的有氧运动干预，研究青少年在运动后恢复期VAC的变化规律及其机制，探讨运动后VAC在性别间的差异及其引发机制。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

62名（男32，女30）中等身体活动水平（Ainsworth et al.，1993）的健康青少年受试者，均无肥胖（BMI＜28）、吸烟史、高血压（SBP＜140 mmHg，DBP＜90 mmHg）、心血管及其他代谢性疾病。所有参与者均签署了实验知情同意书，该研究得到了华东师范大学人类伦理审查委员会的批准（编号：HR048-2018）。

1.2 方法

1.2.1 O2max与HRmax的测定

1.2.2 基本指标的测量

受试者身着轻便服装赤脚测量身高和体质量（身高精确到0.1 cm，体质量精确到0.1 kg），身体质量指数（BMI）=体质量/身高2；受试者在仰卧状态下，用自动血压测量仪测量受试者肱动脉BP，连续测量2次，两次间隔60 s，两次BP的差值在5 mmHg内被记录，并取平均值；运动后30 min和60 min的BP只测取1次。利用彩色多普勒超声波测量受试者LV重量（LVM）以及右侧颈动脉内膜-中层厚度（intima-media thickness，IMT），取3次心舒张期颈动脉IMT的平均值作为实验数据（Sun et al.，2016）。

1.2.3 有效动脉弹性与LV收缩期末弹性和舒张期末弹性的测试

用高保真应变仪传感器分别测量受试者右侧桡动脉和颈动脉脉搏波，用脉搏波分析仪（SphygmoCor；AtCor Medical）对测取的脉搏波进行分析，并获取收缩期末压力（end systolic pressure，ESP）。根据美国超声心动图学会（American Society of Echocardiography，ASE）的指导建议（Nagueh et al.，2016），左心室收缩末容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）和SV用彩色多普勒超声波进行测量，受试者采取左侧卧姿态，用心尖LV长轴断面二心腔方式测取。二尖瓣口舒张早期血流速度（early trans mitral inflow velocity，E）和二尖瓣环舒张早期运动速度（e’）利用彩色多普勒超声波，运用脉冲多普勒组织成像技术测量（Frea et al.，2018；Gehlen et al.，2017）。计算公式分别为：Ea=ESP/SV、Ees=ESP/ESV、LV舒张末弹性（diastolic elastance，Ed）=（E/e’）/SV。

1.2.4 VAC的评价方法

动脉系统可以用ESP和SV的关系进行描述，该评价标准前提假设LV零容积时对应零压力。VAI用Ea与Ees比值表示（VAI=Ea/Ees）（Little et al.，2009）（图1）。

图1 左心室压力-容积关系示意图Figure 1. Schematic Left Ventricular Pressure-Volume Loop

1.2.5 脉搏波传导速度

用脉搏波经过两点之间距离（distance，D）与脉搏波到达两点时间差（ΔT）的比值计算脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV），所有测量均在受试者右侧进行。受试者仰卧在测试床上，在左、右锁骨下和左腹下部分别粘贴一个电极片，同时连接心电图（electrocardiogram，ECG）标记心动周期，两个R波峰定义为一个心动周期。用软尺测量胸骨上切迹到股动脉的直线距离为颈-股脉搏波传导的距离（Dc-f）；测量胸骨上切迹到桡动脉的直线距离为颈-桡脉搏波传导的距离（Dc-r）；测量股动脉到踝动脉的直线距离为股-踝脉搏波传导的距离（Df-a）。用高保真应变仪传感器（Millar Instruments，Houston，TX，USA）分别测量受试者颈动脉、股动脉、桡动脉和踝动脉的脉搏波，用脉搏波分析仪对测取的脉搏进行分析。颈-股脉搏波传导时间为Tc-f；颈-桡脉搏波传导时间为Tc-r；股-踝脉搏波传导时间为Tf-a。颈-股脉搏波传导速度（c-f PWV）=Dc-f/Tc-f；颈-桡脉搏波传导速度（c-r PWV）=Dc-r/Tc-r；股-踝脉搏波传导速度（f-a PWV）=Df-a/Tf-a。

1.2.6 脉搏波分析

用高保真应变仪传感器分别测量受试者右侧桡动脉和颈动脉脉搏波，用脉搏波分析仪对测取的脉搏波进行分析，并获取中心BP、ESP、心内膜下心肌活力参数（subendocardial viability ratio，SEVR）和压力反射波增强指数（augmentation index，AXI）。

1.2.7 总外周血管阻力

受试者采取仰卧姿态，用手指体积描记仪器连续记录5 min的测试数据，同时将袖带缚在受试者左臂肱动脉处，用以计算并矫正受试者BP。用WinCPRS软件分析受试者的心搏间期（inter-beat interval，IBI）和收缩压（systolic blood pressure，SBP）的变化，计算受试者的TPR。

1.3 有氧运动方案

受试者采取跑台运动的方式，进行HRtarget为70%HRR的有氧运动，运动时间为45 min。实时HR通过佩戴心率表进行监控，受试者首先进行5 min的热身运动，当实时HR达到HRtarget-5 bpm时开始计时，45 min运动中保持HR为HRtarget±5 bpm，运动结束进行5 min的放松，休息15 min后仰卧在测试床上，准备进行运动后30 min和60 min相关指标的测试。

1.4 统计分析

用SPSS 20.0软件进行数据处理和分析，全部数据采用平均值±标准差（M±SD）的形式进行表示。两个性别在基础状态的相关指标采用独立样本t检验进行分析组间的差异；两个性别在运动前、运动后30 min和60 min的数据用2×3（两个性别×3个时间点）ANOVA重复测量方法差进行分析，验后用Turkey法检验组间差异；相对于运动前水平，两个性别在运动后30 min和60 min数据的变化值用2×2（两个性别×2个时间点）ANOVA重复测量方法差进行分析，验后用Turkey法检验组间差异；数据的相关性采用Pearson相关性进行分析（CI=95%），用P＜0.05表示在统计学上存在显著性差异。

2 结果

2.1 受试者基础生理指标的比较

分析受试者基础状态的相关指标发现，两个性别的受试者在年龄、BMI、R、HRrest、IMT和SEVR等指标不存在显著的性别间差异，但男性的身高和体质量显著高于女生（P＜0.05）；同时，男性的V.O2max和最大心率也明显高于女性（P＜0.05；表1）。

表1 受试者基础状态指标比较Table 1 Participants Characteristics at Rest

2.2 受试者基础状态动脉和LV功能指标的分析

比较受试者基础状态的血流动力学指标发现，肱动脉收缩压SBP和PP以及中心动脉收缩压SBP和PP，均存在性别间的差异（P＜0.05）。分析PWV发现，男性的f-a PWV明显高于女性（P＜0.05），c-r PWV和c-f PWV不存在性别间的差异。男性的AIX@HR75和TPR均显著低于女性（P＜0.05）。分析LV功能的指标发现，在LVM、SV、CO、LVEDV、LVESV等指标上，男性均显著高于女性（P＜0.05；表2）。

表2 受试者基础状态动脉和左心室功能指标Table 2 ParticipantsArtery and Left Ventricular Function Parameters at Rest

2.3 受试者运动前、后VAC参数的分析

2×3 ANOVA重复测量方法差分析，从运动前到运动后30 min和 60 min，ESP、SV、LVESV、Ea、VAI、E、e’、E/e’和Ed均存在显著性的时间差异（P＜0.05）；SV、LVESV、Ea、Ees、E、Ed等指标存在性别间的差异（P＜0.05）；仅有LVESV存在时间和性别上交互影响的显著性差异（P＜0.05；表3）。

表3 运动前和运动后受试者左心室-动脉耦联参数变化Table 3 Left Ventricular-Artery Coupling Parameters at Pre-and Post-exercise

2.4 受试者运动前、后动脉僵硬度指标的分析

用2×3 ANOVA重复测量方法差分析发现，从运动前到运动后30 min和60 min，仅有f-a PWV指标存在性别和时间交互影响上的显著性差异（P＜0.05）；c-r PWV和c-f PWV既不存在时间上的差异也不存在性别上的差异。分析还发现TPR存在性别上的差异，同时也存在时间上的差异（P＜0.05；表4）。

表4 运动前和运动后受试者动脉僵硬度参数变化Table 4 The Changes ofArtery Stiffness from Pre-and Post-exercise

2.5 运动后受试者VAC相关指标变化值的分析

用2×2 ANOVA重复测量方法差分析运动后相关指标变化值的差异发现，ΔEes（图2B）和ΔVAI（图2C）存在时间和性别交互影响的显著性差异（P＜0.05）；ΔEa（图2A）和ΔEd（图2D）仅存在时间上的显著性差异（P＜0.05）。分析发现，相对于男性，在运动后恢复期女性VAI升高的程度更大，相反Ees降低的程度也更大（图3C）。主要表现两性间ΔEa的增加和ΔEes的降低不成比例。

图2 Ea、Ees、VAI与Ed在30 min和60 min运动前后水平差值的变化趋势Figure 2. The Change Value of Ea，Ees，VAI and Ed from Pre-and Post-exercise of 30 min and 60 min

图3 男性和女性VAI、Ea、Ees在运动后30 min和60 min的变化趋势Figure 3. The Change Value of VAI，Ea，Ees from Post-exercise of 30 min and 60 min between Sexes

2.6 VAI与潜在影响指标的相关性分析

通过Pearson相关性分析（CI=95%）发现，VAI与Ea相关系数R=0.238（P=0.001；图4A），呈低度正相关；与Ees相关系数R=-0.715（P=0.000；图4B），呈中度负相关；VAI与TPR相关系数R=0.204（P=0.006；图4F），呈低度正相关。此外，VAI与 Ed相关系数R=0.083（P=0.265；图 4C）、f-a PWV相关系数R=0.119（P=0.109；图4D）、c-f PWV相关系数R=0.82（P=0.272；图4E）均无统计学意义上的相关性。

图4 Ea（A）、Ees（B）、Ed（C）、c-f PWV（D）、f-a Pwv（E）和TPR（F）与VAI相关性分析（95%CI）Figure 4. Association between Ea（A），Ees（B），Ed（C），c-f Pwv（D），f-a Pwv（E），TPR（F）and VAI（95%CI）

3 讨论

动脉与LV相互协调、相互作用，是维持心血管系统健康运行的生理基础，VAC的失耦联是增加CVD发病率和死亡率的重要病理基础。研究发现，运动可以通过改变血流动力因素，调控动脉负荷，引起大动脉血管壁顺应性的变化，从而引起Ea的变化（Chantler et al.，2008a）。目前有关在运动过程中以及运动后恢复期VAC变化规律的研究，尚存在一定的争议。研究还发现，不仅在安静状态，在运动过程中和运动后恢复期VAC也存在性别间的差异，并且该差异与性别间心血管事件的死亡率关系密切（Chantler et al.，2008b）。本研究发现，基础状态的男性外周和中心血流动力学指标SBP和PP均高于女性，男性的下肢动脉僵硬度也明显高于女性；中等强度的有氧运动后ESP、LVESV、Ea、VAI和Ed等指标均显著降低，但是不存在性别间的差异；进一步的分析发现，相对于运动前水平，在运动后恢复期ΔEes的降低和ΔVAI的升高存在时间和性别交互影响的显著性差异；研究还发现，急性有氧运动能够显著降低下肢动脉的僵硬度和TPR，但是只有下肢动脉的僵硬度存在时间和性别交互影响上的显著性差异，上肢和中央动脉僵硬度未见变化；Pearson相关性分析（CI=95%）发现，VAI与Ea（R=0.238，P=0.001）呈低度正相关，与 Ees（R=-0.715，P=0.000）呈中度负相关，与 TPR（R=0.204，P=0.006）呈低度正相关，与 Ed（R=0.083，P=0.265）、f-a PWV（R=0.119，P=0.109）和 c-f PWV（R=0.82，P=0.272）均无统计学意义上的相关性。

3.1 有氧运动对Ea急性影响

Ea代表ESP与SV的关系，融合了包括TPR、AC、动脉特性阻抗、收缩期和舒张期时间间隔等血管负荷的主要元素。研究发现，TPR升高和中心动脉僵硬度增加时，Ea显著升高（Saba et al.，1999）。Cote等（2013）发现，在运动过程中Ea显著增加，但有研究发现，运动过程中Ea并未发生变化（Aslanger et al.，2015a；Lane et al.，2015），而运动后恢复期，Ea会呈现一定的下降（Shibata et al.，2012）。有研究认为，安静状态时女性的Ea明显高于男性（Chantler et al.，2008；Coutinho et al.，2013；Redfield et al.，2005），也有研究报道Ea在性别间不存在显著差异（Kerkhof et al.，2016）。运动对性别间Ea影响的研究发现，高强度间歇运动会引起男性和女性ESP的变化相似，但男性的SV降低更大，因此引起了运动中男性Ea升高的程度更大（Cote et al.，2013）。Guyenet（2006）认为，运动中男性Ea更高，可能是维持BP的一种传出反应。Waddell等（2001）的研究认为，循环系统中的雌激素（雌二醇）引起的主动脉根部僵硬度（主动脉特性阻抗）的性别间差异是引起Ea变化的主要原因。

本研究发现，安静状态时男性的Ea明显高于女性，与Chantler等（2013）、Coutinho等（2008）和Redfield等（2005）的研究一致。但本研究发现，在中等强度有氧运动后30 min和60 min的恢复期内Ea显著降低，与Shibata等（2012）的研究结果类似。进一步分析ESP、SV和PWV等指标发现，运动后Ea的降低可能主要是由于运动后ESP的降低和SV的增加引起，此外，f-a PWV可能也参与了调控运动后Ea的降低。Ea降低的原因可能是由于BP的降低和LV后负荷的降低（Borlaug et al.，2013；Laurent et al.，2005；Redfield et al.，2005）。前期研究也发现，中等强度的有氧运动后会引起BP的降低（Sun et al.，2015）。但目前的研究发现，运动后Ea的变化并未存性别间的差异。进一步分析运动后ΔEa，也未发现存在性别的差异。因此，本研究认为，中等强度的有氧运动能够引起Ea的降低，该降低是由于ESP的降低和SV的增加引起，可能是引起运动后低血压（post-exercise hypotension，PEH）的重要因素，但是该变化不存在性别间的差异。

3.2 有氧运动对Ees的急性影响

Ees是反映LV僵硬度和储备能力的指标，并且不易受LV收缩负荷的影响，由LV的几何形态和生化特性等因素决定（Kruszewski et al.，2010）。Ees受纯动脉负荷的影响（Kass，2005），当动脉前负荷或后负荷发生变化时，会引起Ea的变化，为了维持VAC的最优效率，Ees随着Ea的变化发生相同趋势的被动变化（Kuznetsova et al.，2012）。研究发现，安静状态时不同年龄段女性的Ees均高于男性（Chantler et al.，2008；Coutinho et al.，2013；Kerkhof et al.，2016；Redfield et al.，2005）。女性具有更高的LV肥大和更强的保持收缩功能回应的前负荷，该性别间的差异被认为是造成HFpEF患者性别间差异的原因之一（Scantlebury et al.，2011）。研究发现，高强度的运动能够引起LV功能的短暂性降低（Middleton et al.，2006；Neilan et al.，2006）。Ees虽常被认为只受运动时间的影响（Whyte et al.，2000），但研究发现，运动强度也会影响Ees（Banks et al.，2010）。Scott等（2010）发现，急性的高强度间歇运动能够损伤LV功能。LV功能的受损可能由于运动引起的交感神经（sympathetic nervous systems，SNS）活性的改变。研究证明，剧烈运动可以通过下调β-肾上腺素降低LV的收缩功能（Banks et al.，2010；Hart et al.，2006；Scott et al.，2007）。但运动引起Ees变化的相关研究也具有差异，Lane等（2015）发现，运动会引起Ees显著降低，而Aslanger等（2015a）发现，运动后Ees不会发生变化。

本研究发现，虽然安静状态时女性的Ees明显高于男性，但是在中等强度有氧运动后Ees并未发生变化，与Aslanger等（2015a）的研究结果相似。相反，反应LV舒张功能的指标Ed在运动后30 min有明显的降低而在60 min却超过运动前水平。进一步分析运动后ΔEes的恢复水平发现，在运动后30 min和60 min存在时间和性别交互影响的显著性差异，说明运动后Ees的恢复水平存在性别间的差异，表明女性Ees对有氧运动刺激更敏感，会产生更长时间和更大程度的影响。有研究认为，运动后自主神经系统（autonomic nervous system，ANS）平衡功能的变化会影响Ees的变化（Tsioufis et al.，2015），而运动后ANS平衡功能的恢复水平存在性别间的差异（Bernacki et al.，2016），因此推断，运动后ΔEes性别间的差异可能是由运动引起的性别间ANS平衡功能差异引起，该推断与相关研究结果吻合（Banks et al.，2010；Hart et al.，2006；Scott et al.，2007）。

3.3 有氧运动对VAC的急性影响

VAC是评价从心脏传导到外周循环的效率和能量的大小的重要指标。研究显示，为了保持最优的心血管效率，LV收缩和僵硬度的增加与动脉僵硬度的增加相平行（Chantler et al.，2012；Faconti et al.，2015；Redfield et al.，2005）。有研究发现，在高血压患者中Ea提高15%～60%，同时Ees提高16%～90%以调整VAI与健康人群相近的数值（Saba et al.，1999）。因此，动脉高血压会引起LV和动脉相关指标的变化，如颈动脉壁增厚、中心动脉壁僵硬度增加、早期反射波增强、LV肥大、心肌纤维化等（Virdis et al.，2011）。Ea和Ees的串联上升虽然会导致心血管储备能力的损失（Kass，2002），但是对于维持稳定的VAC，以及在不大幅增加心室壁压力的前提下维持射血分数（ejection fraction，EF）和CO是非常必要的（Antonini-Canterin et al.，2009）。

在安静状态，机体系统VAI会维持在一个较小波动的范围内，使得心血管系统以较小的机械效能来最优化LV能量效率。在运动过程中，由于Ees和Ea不成比例的增加，为确保获得足够的LV功能以满足机体增加能量的需求，动脉系统和LV系统发生急性失衡，引起VAI的下降（Chantler et al.，2008）。Rinder等（1999）的研究发现，12 min的有氧耐力运动后会引起VAI的显著降低，但Lane等（2015）的研究发现，低强度体力活动后VAI不会降低。研究还发现，基础状态下VAI存在性别间差异，但是该差异受年龄、血流动力学、LV功能和有氧运动能力的影响（Chantler et al.，2008，2012；Kerkhof et al.，2016；Redfield et al.，2005；Sonaglioni et al.，2018；Wong et al.，2010），且在运动过程中VAI也存在性别间的差异（Najjar et al.，2004）。

本研究发现，运动前安静状态VAI存在性别间的差异，中等强度的有氧运动会引起VAI的降低，说明有氧运动后随着动脉负荷增加，为维持稳定的SBP，Ees随着LV功能下降而增加，从而导致VAI的减小和低效率的收缩（Aslanger et al.，2015a）。但本研究发现，运动引起VAI降低的变化不存在性别间的差异。进一步分析ΔVAI发现，在运动后30 min和60 min存在时间和性别交互影响的显著性差异，在运动后60 min女性的VAI基本恢复到运动前水平，而男性的VAI还明显低于运动前水平，说明运动后男性VAI的持续时间更长，表明对有氧运动的影响更加敏感。运动后女性ΔVAI更大的升高是由于运动后两性间的ΔEa升高和ΔEes降低的不成比例引起，表现为两性间ΔEa具有相似的升高，而女性ΔEes呈现更大的降低。Redfifldm等（2005）的研究发现，与Ea相比，Ees的变化在女性中不成比例。在高血压患者中的研究发现，VAI性别间的差异主要是由于Ees的变化引起（Chantler et al.，2008）。因此，中等强度的有氧运动能够降低青少年的VAI，且男性的VAI对有氧运动的影响更加敏感，主要由两性间ΔEa升高和ΔEes降低的不成比例引起。

3.4 VAI相关性分析

评价净动脉负荷的综合指标Ea、LV心肌收缩力和僵硬度的综合指标Ees，是评价VAC的重要组成部分（Chantler et al.，2008），其变化与VAI的变化密切关系。研究发现，正常高龄女性的VAI显著低于男性，主要由于女性Ees显著高于男性引起（Redfield et al.，2005；Sonaglioni et al.，2018）。此外，在高血压患者中Ea提高15%～60%同时Ees提高16%～90%以维持VAC稳定的数值。在高血压人群中，女性的Ees比Ea更大，导致了更低的AVI。运动可以通过调控Ea或Ees的变化影响VAI（Kass，2005）。Rinder等（1999）的研究表明，有氧耐力运动后Ees提高37%，VAI降低23%（Rinder et al.，1999）。在运动过程中，由于Ees和Ea不成比例的增加，动脉系统和LV功能发生了急性失衡，引起VAI的下降（Chantler et al.，2008）。Redfield等（2005）发现，随着年龄的增长，女性VAI略有下降，但在男性中未下降，主要因为与Ea相比，Ees的增长在女性中不成比例。因此，Ea和Ees在不同的人群以及不同的运动模式下与对VAC影响的程度也存在差异，还有研究认为，Ed也与VAC的功能密切相关（Cayat et al.，2011）。因此，本研究分别对 VAI和 Ea、Ees以及Ed进行pearson相关性分析，发现VAI与Ea存在低度的正相关，与Ees存在中度的负相关，而与Ed不存在统计学意义上的相关性。因此，本研究认为，在青少年群体中VAC的变化主要由于LV收缩和僵硬度等因素的变化引起，动脉负荷的变化也参与了对VAC变化的调控，但是LV的舒张功能不会影响VAC的变化。

有研究认为，VAC的异常与Ea和Ees的升高无关，而与动脉的僵硬度升高有关（Heffernan et al.，2010），VAC的变换与动脉僵硬度呈负相关（Aslanger et al.，2015b）。由于主动脉僵硬度增加而引起的后负荷增加，进一步引起LV收缩功能的变化。有研究发现，PWV与LV收缩力显著相关，认为安静状态更低的PWV与运动后更大的LV收缩能力相关（Cote et al.，2013），已有研究证实AIX与LV肥大密切相关（Hashimoto et al.，2006，2007）。有研究报道，动脉僵硬度只在男性中与LV僵硬度相关（Faconti et al.，2017）。但有研究并未发现VAI与动脉僵硬度有关联性（Faconti et al.，2017；Loeper et al.，2016）。因此，本研究分析了VAI与c-f PWV和f-a PWV的相关性，发现VAI与c-f PWV和f-a PWV无关，与Faconti等（2017）和Loeper等（2016）的研究一致，认为中心和外周动脉僵硬度的变化不是引起青少年VAC变化的影响因素。

研究认为，LV心肌收缩力的增加与TPR密切相关。TPR的降低会增加LV射血水平，降低后负荷，增加SV和LVEF（Maughan et al.，1984）。TPR与动脉的相互作用也会影响Ea，TPR的升高能够显著提高Ea（Saba et al.，1999）。VAI同样与TPR密切相关（Chemla et al.，2003，2017）。研究显示，有氧运动降低TPR的效果优于抗阻运动（Andersen et al.，1984），这可能是由于有氧运动产生相对较低TPR和后负荷与LV射血功能相反，这种较低的后负荷允许CO增加，其结果为SV和HR的增加。因此，有氧运动和抗阻运动通过TPR调控LV收缩功能存在不同的变化。本研究发现，在青少年群体中VAI与TPR呈低度正相关，说明TPR也参与了调控VAI的变化，与Chemla等（2003，2017）的研究一致。综上所述，在青少年群体中VAI的变化主要由Ees的变化引起，其中Ea和TPR也参与了调控VAI的变化。

4 结论

中等强度的有氧运动能够引起青少年左心室-动脉耦联指数、动脉弹性功能和总外周血管阻力的显著降低，左心室-动脉耦联指数的降低主要由Ees的变化引起，其中Ea和TPR也参与了调控VAI的变化；男性的左心室-动脉耦联对中等强度有氧运动的应激更为敏感，表现为运动后男性VAI需要更长的恢复时间，该差异主要是由两性间ΔEa升高和ΔEes降低的不成比例引起。