運動康復治療心力衰竭的作用機制研究

王穎　張虹

[摘要] 目前心力衰竭的高發病率、高致死率、高致殘率仍是臨床心臟專家面臨的重大挑戰。運動康復作為心臟康復的重要組成部分，因其安全性、有效性、經濟性，在心力衰竭的治療上受到各臨床指南、共識的推薦。該文介紹了運動康復治療心力衰竭的作用機制，為運動康復在治療心力衰竭的臨床應用提供參考依據，并提出問題。

[關鍵詞] 心力衰竭；運動康復；治療；作用機制

[中圖分類號] R541.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2016）32-0165-04

心力衰竭（heart failure，HF）是指由于心臟的收縮功能和（或）舒張功能發生障礙，引起機體血流動力學異常，不能滿足機體組織代謝需求的一種病理過程，是心血管疾病的終末期表現和最主要死因。流行病學資料顯示，我國35～74歲人群慢性心力衰竭患病率為0.9%，男性0.7%，女性1.0%[1]，HF仍是住院的主要原因，而癥狀性HF患者的1年病死率可高達45%[2]。2013年ACC/AHA指南將HF運動康復列為ⅠA類推薦[3]，一定量的循證醫學證據證明其是安全有效的，運動康復可降低HF患者的病死率，減少反復住院次數，改善患者運動耐力和生活質量，合理控制醫療成本[4]。目前各臨床指南、共識均推薦運動康復，強調其在HF治療中的重要性和必要性。

1 運動康復治療心力衰竭的研究現狀

既往運動康復被列為HF患者的禁忌證，20世紀70年代末國外開始注意到運動康復可提高HF患者運動耐力[5]，我國也在20世紀90年代成立了中國康復醫學會心血管病專業委員會，國內外大量研究證實了HF患者進行運動康復的益處，但我國HF運動康復仍處于早期階段，很多醫生及患者對HF運動康復的認識不足，接受正規系統運動康復治療的HF患者少之又少，這就需要加大對HF運動康復治療的推廣力度，使越來越多的醫生及患者了解與接受，而臨床醫生對運動康復治療HF作用機制的了解與掌握則是最基本的。

2 運動康復治療心力衰竭的作用機制

2.1 運動康復與神經體液調節

神經體液機制是HF發生發展的重要途徑，隨著疾病進展，神經體液調節逐漸失衡，心肌損傷加重，HF進一步發展，此過程交感神經系統和腎素-血管緊張素-醛固酮系統（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）的作用最為重要。

2.1.1 交感神經系統 HF失代償期，交感神經興奮性增強，血漿去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）水平升高，作用于心肌β1腎上腺素能受體，周圍血管收縮，心臟后負荷增加，導致心肌肥厚，細胞核及線粒體的增大、增多均落后于心肌的纖維化，致心肌功能不足，繼續發展最終導致心肌細胞死亡。另外NE還對心肌細胞有直接毒性作用，促使心肌細胞凋亡。Rengo等[6]研究發現運動康復可降低HF患者的心率、血漿NE及腦利鈉肽水平，從而改善患者生活質量，降低死亡率。

有動物研究顯示，運動康復可通過上調心肌G蛋白偶聯受體激酶2的表達和下調β1腎上腺素能受體的表達，調節交感神經末梢、腎上腺髓質NE的釋放量[7]，以及通過抑制下丘腦室旁核γ-氨基丁酸的釋放[8]，控制交感神經活動，恢復循環和心肌NE水平。

2.1.2 腎素-血管緊張素-醛固酮系統 RAAS激活，血漿血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）水平升高，是心肌肥厚的又一重要原因，AngⅡ協同醛固酮、抗利尿激素促進心臟和血管重塑，加重心肌損傷和心功能惡化。Coats[9]研究發現，運動康復可使HF患者的靜息血漿Ang Ⅱ和醛固酮水平分別減低26%和32%，同時抗利尿激素和心鈉肽水平分別降低30%和27%。另外有動物實驗發現運動康復可通過調控下丘腦室旁核AngⅡ1型受體的表達，阻斷RAAS進一步激活，降低血漿AngⅡ及醛固酮水平[10]，延緩神經激素水平紊亂導致的HF發生發展的惡性循環。

2.2 運動康復與心臟功能

心臟以其收縮射血為主要功能，該功能來自心肌自動的收縮與舒張。收縮功能障礙，心排血量下降，舒張功能障礙，不能保證收縮期的有效泵血，任一功能障礙均可導致HF的發生。

2.2.1 收縮功能 心室重塑是HF發生發展的基本病理機制，心肌細胞減少使心肌整體收縮力下降；纖維化的增加又使心室順應性下降，重塑更趨明顯，心肌收縮力不能發揮其應有的射血效應，形成惡性循環。沈玉芹等[11]3個月的研究發現有氧運動對慢性心力衰竭患者左心室重構，左心房重構作用效果不佳。但Giannuzzi等[12]報道，6個月以上的運動康復具有抗心室重構效果，國內黃南清[13]12個月的研究表明運動康復可提高左室射血分數，縮小左室舒張末容積，增強運動耐力，改善預后。以上研究提示運動康復對心臟收縮功能的影響與治療時間有關，6個月以上的治療時間可取得有效的治療效果。

2.2.2 舒張功能 HF患者心臟舒張功能不全的機制大致分為兩類：一是能量供應不足時鈣離子回攝入肌漿網及泵出胞外的耗能過程受損，導致主動舒張功能障礙，二是心室肌順應性減退及充盈障礙。Belardinelli等[14]經過10年的研究發現，長期運動康復可改善等容松弛時間、舒張早期及晚期充盈，改善舒張功能。另外有國內研究顯示，運動康復對舒張性心力衰竭患者有同樣益處，試驗組的腦鈉素水平由（815.9±50.5）ng/L下降至（295.3±36.4）ng/L（P<0.05），6 min步行試驗距離由（314.80±11.5）m上升至（386.6±16.3）m，較對照組有明顯改善，上述指標提示運動康復可改善舒張性心力衰竭患者的心功能，提高生活質量[15]。

2.3 運動康復與外周適應

HF的主要臨床表現為呼吸困難、疲乏和體液潴留所致的運動不耐受，涉及中央機制和外周機制，而外周適應是運動康復治療獲益的主要機制，決定患者運動能力的主要外周因素包括外周血管、骨骼肌及通氣系統[2]。

2.3.1 外周血管 血管內皮細胞是一道半透膜屏障，也是一個內分泌器官。心力衰竭時，內皮細胞的損傷導致收縮因子和舒張因子失衡，使外周血管收縮，加重血液動力學紊亂，形成惡性循環。Mammi等[16]研究發現運動康復可抑制內皮細胞凋亡。大量研究數據表明運動康復可通過動員骨髓源性的內皮祖細胞和循環血管生成細胞，增強內皮細胞的更新，促進血管內皮修復[17]，恢復正常血液動力學。

2.3.2 骨骼肌 心力衰竭時，骨骼肌質量下降，肌肉萎縮伴隨力量下降。運動康復可通過增加骨骼肌毛細血管密度和線粒體氧化酶的活性，增加Ⅰ型肌纖維[18]。另外，運動康復還可提高微脈管氧氣的運輸和利用率，從而增加血液-肌細胞氧氣流量[19]。動物研究顯示，長期有氧運動可提高慢性心力衰竭大鼠骨骼肌糖原含量和運動耐力[20]。

2.3.3 通氣系統 通氣效能下降是HF患者運動不耐受的重要原因。運動康復可提高無氧閾攝氧量及攝氧量峰值，提高攝氧效率斜率，改善患者心功能和預后[21]。通氣/二氧化碳產生（VE/VCO2）斜率反應通氣效率，大量研究證明，運動康復可使VE/VCO2斜率下降6%～23%，從而提高通氣效能[22]，改善患者生活質量，降低死亡率。

2.4 運動康復與炎癥因子

HF早期血漿炎癥因子水平已升高，常見的炎癥因子主要包括腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factoralpha，TNF-α）、白細胞介素-1、白細胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）等，上述炎癥因子均參與心肌纖維化的發生發展，促進心室重塑，影響心肌舒縮功能，進而加速HF的進展。核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）體系主要通過引起機體炎癥反應、心肌損傷和應激、細胞分化和凋亡促進心室重塑，而NF-κB的激活主要依靠炎癥因子的參與[23]。研究發現運動康復可降低HF患者和HF大鼠的血漿TNF-α和IL-6水平[24，25]，從而抑制NF-κB激活，調節免疫，改善心肌肥厚，改善心功能。

2.5 運動康復與焦慮抑郁

HF是各種心血管疾病的嚴重階段，隨著疾病進展，患者軀體癥狀加重，生活質量降低，易出現焦慮、抑郁等精神癥狀。焦慮、抑郁情緒通過影響機體神經體液調節，進一步惡化心功能，形成惡性循環。大型隨機對照試驗研究表明，運動康復可輕微改善患者抑郁情緒[26]。而最新薈萃分析顯示運動康復可明顯改善有癥狀的HF患者的焦慮、抑郁情緒，增加患者自信心，使其回歸社會生活，提高生活質量，降低住院率和病死率[27]。

此外，運動康復還有改善胰島素抵抗，調節糖代謝[20]、調節脂代謝[28]、降低血壓[29]等作用。

3 結語

隨著治療技術的提高，HF患者的壽命得以延長，提高患者的生存質量，改善長期預后，降低病死率與住院率變得十分重要。但HF運動康復目前尚未得到充分利用，究其原因不乏臨床醫生對運動康復治療HF作用機制的不明確，導致心臟康復臨床運動處方的制定不能完全符合患者的機體需求，達不到預期治療效果。運動康復治療HF的作用機制是多方面的，目前對HF運動康復的機制研究并不全面，對運動康復治療HF的機制進行深入有效的研究十分有必要，例如運動康復治療射血分數降低心力衰竭與治療射血分數保留心力衰竭間的差異，治療急性心力衰竭與治療慢性心力衰竭間的差異則需進一步闡明，為運動康復的應用提供更有力的證據。

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