高强度间歇训练应用于慢性心力衰竭患者的研究现状

心力衰竭(heart failure, HF)简称心衰，是一种表现为心室射血功能和(或)充盈功能受损的临床综合征。近年来心脏再同步化治疗、植入式心脏复律除颤器得到更广泛的应用

，但是心衰的发病率与死亡率随着人口老龄化的发展仍持续升高

，部分患者尚需辅以非药物手段来达到更佳的治疗效果

。2013年，美国心脏病学会基金会、美国心脏学会建议稳定的慢性心力衰竭(chronic heart failure, CHF)患者进行运动训练

，运动方案多以中等强度持续训练(moderate-intensity continuous training, MICT)为基础，其疗效得到临床研究的证实

。近年来更多证据表明高强度间歇训练(high-intensity interval training, HIIT)相比于MICT具有一定优势

。因此，HIIT对于CHF患者是否为最优康复方案值得探讨。本文对HIIT应用于CHF患者心脏康复中的发展、作用机制、应用及治疗可行性进行综述。

(1)网络密度(density)：网络密度是衡量旅游经济整体网络结构的紧密程度，用网络中实际存在的关系数量与理论可能存在的关系数量的比值表示。其取值范围为[0，1]，密度值越大，网络结构发育越完备，各节点间旅游经济联系越密切。

1 概述及发展

1.1 概述 HIIT是指反复多次、每次持续时间短的高强度有氧运动，每组高强度运动被短暂的较低强度运动或休息期间隔

。目前研究中CHF患者HIIT方案的训练强度多大于75%最大耗氧量，间歇期为静止性休息或中低等强度运动，运动期和间歇期持续时间从20s到数分钟不等，频率多采用3次/周，训练周期一般为3～16周。HIIT的特点是运动强度接近运动者的最大能力，单次运动持续时间较短，机体达到高强度运动的累积时间较长，运动对机体产生的累积有氧刺激较强

。

1.2 发展历程 间歇性跑步及步行方案首先在19世纪被提出

，后来作为运动员的训练方式得到普及，但对心衰患者来说仍被视为禁忌

。1990年Meyer等

将HIIT应用于冠状动脉旁路搭桥术患者术后康复中，开启了HIIT在心脏康复中的应用。HIIT与MICT训练的区别在于，MICT的训练强度一般小于75%最大耗氧量，存在持续运动时间长、运动模式单一等局限性；而HIIT能让患者的运动强度短时内达到高水平，患者通过间歇期恢复，不易产生疲劳、更易坚持，HIIT的总运动刺激更大，最短获益周期为6周

，且在改善心脏功能及有氧能力等方面使CHF患者获益更多

。因此，对于CHF患者而言，HIIT作为一种依从性好、运动时效性高、获益周期短的训练方式逐渐得到应用。近期研究表明，根据临床特征进行个性化HIIT运动处方制定或改良HIIT运动模式均能达到良好疗效，并增加了训练挑战性和趣味性

。

2 HIIT在心力衰竭康复的作用机制

2.1 改善骨骼肌的功能 骨骼肌的纤维总量与类型、线粒体含量与功能在机体摄取、利用能量底物的环节起决定作用，与运动耐力密切相关

。HIIT使CHF患者肌肉得到更长更多的刺激，诱导骨骼肌产生适应性变化从而改善因骨骼肌功能障碍引起的肌肉耐力下降和疲劳感。其生理机制在于改善骨骼肌的结构和功能：结构方面改善骨骼肌的萎缩状态，表现为增加骨骼肌总纤维数量和降低IIb型肌纤维比例，进而有效增加运动耐力、减少疲劳感

；功能方面改善骨骼肌的氧化状态，提高线粒体功能和骨骼肌对能源物质的利用效率，表现为上调机体的过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγ coactivator-1α，PGC-1α)、葡萄糖转运蛋白及氧化应激通路基因表达，进而促进线粒体的生物发生和葡萄糖转运，提高骨骼肌摄氧能力，进而提高患者的有氧运动能力

。

2.2 改善心肌细线粒体功能 Vettor等

的研究发现HIIT可增加小鼠心肌线粒体转录因子A的表达，提高线粒体的合成能力。Jiang等

探究了HIIT对心肌梗死后大鼠心肌线粒体的保护作用，结果显示HIIT通过抑制氨基末端激酶P53信号通路并提高PGC-1α的表达水平，阻止线粒体的病理进程，恢复线粒体功能进而改善心功能。

2.3 改善血管内皮功能 血管内皮功能障碍与CHF患者心肌灌注受损、心功能不全相关。研究表明，CHF患者在HIIT训练后血管内皮依赖性舒张功能(flow-mediated dilatation，FMD)明显改善。FMD由一氧化氮(nitric oxide，NO)的生物利用度调节，HIIT能通过增加NO的生物利用度提高FMD

。研究发现HIIT可强化P13K(p110α)和Akt信号通路，通过提高磷酸化糖原合成酶激酶、NO合成酶活性改善内皮功能与心功能

。

3.4 改善生活质量 Wisløff等

指出HIIT使CHF患者MacNew心脏疾病健康相关生活质量问卷得分明显改善，效果优于MICT，另外几项研究发现HIIT使心衰患者的明尼苏达生活质量表(Minnesota living with heart failure questionnaire, MLHFQ)得分明显提高，提示HIIT在改善生活质量方面存在优势

。而一项纳入13项研究共411例患者的荟萃分析提示HIIT在改善生活质量方面不优于MICT

，这可能与不同研究使用的量表差异性、纳入使用相同量表的研究数量不足有关。HIIT改善生活质量方面的优势仍存在争议，有待更精确的定量分析结果进行验证。

3 HIIT在心力衰竭康复的应用

3.2 改善心肺储备功能 多项研究发现HIIT相较于MICT使CHF患者的峰值摄氧量(peak oxygen uptake, VO2peak)升高更显著

。Haykowsky等

纳入7项研究共168例患者的荟萃分析结果显示HIIT改善HFrEF患者的VO2peak明显优于MICT。Freyssin等

纳入26名CHF患者的研究发现HIIT组患者训练后VO2peak、6min步行距离显著优于MICT组，反映HIIT改善心肺储备功能方面的优势。另一项纳入13项研究共411例HFrEF患者的荟萃分析结果亦显示HIIT训练改善VO2peak的效果优于MICT

，但这种优势在等热量训练方案的亚组分析中消失了，2020年ESC心血管疾病患者运动心脏病学和运动指南对此指出，对于希望恢复高强度有氧和混合耐力运动的低风险稳定患者，可以考虑开始进行HIIT方案(Ⅱb级推荐，C级证据)

。另一项纳入180名CHF患者的多中心临床研究表明，HIIT和MICT均可改善VO2peak，两组比较无明显差异

，得出此结果主要考虑训练时间及周期较长导致患者依从性下降等因素所致。HIIT的优势仍需更多大型随机对照研究验证。

3.1 改善心脏功能 研究发现，HIIT使CHF患者左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)明显提高，左室舒张末期容积和收缩末期容积明显降低(

<0.02)，而MICT组患者无明显变化，提示HIIT改善心脏收缩和舒张功能相较于MICT存在显著优势

。Tomczak等

的研究表示CHF患者进行HIIT后左室收缩末期容积减少6%、二尖瓣环收缩速度增加21%、LVEF增加2.4%，提示HIIT对心衰患者训练后的短期心室功能产生有益作用。一项纳入7项研究共119例心衰患者的荟萃分析提示，HIIT在改善LVEF方面优于MICT

。另一项纳入120例心衰患者的随机对照研究也显示，应用改良的HIIT相比于MICT在改善LVEF方面有明显优势

。一项荟萃分析纳入18项研究共701例射血分数降低的心衰(heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF)患者，其中HIIT组相比于对照组的LVEF提高更显著，但与MICT组相比没有差异

。一项纳入261例心衰患者的多中心临床研究(SMARTEX-HF)发现HIIT改善左室舒张末期内径优于进行体育锻炼建议的对照组(

=0.02)但不优于MICT组

。这两项研究结果均未体现HIIT的优势，可能原因在于患者进行HIIT时训练强度不足，SMARTEX-HF研究中51%的HIIT组患者运动强度低于规定值，80%的MICT组患者运动强度高于规定值，两组间训练强度差异的缩小会掩盖HIIT改善心功能的优势；此外，MICT的疗效主要体现在训练6个月之后，而HIIT不超过3个月。综上两个因素可以说明训练强度在HIIT改善心功能中起关键作用；若期望在短期内改善心功能，HIIT是更优选的方案。

3.3 改善自主神经功能 Guiraud等

发现CHF患者进行HIIT训练后心率显著降低、室性早搏发生减少，心率变异性(heart rate variability, HRV)分析结果中规一化的高频段功率(normalized high-frequency power, HFnu%)明显提高，与MICT组及对照组相比存在优势，Besnier等

的研究结果也显示HIIT使患者HFnu%明显增高，而MICT组患者无明显改善，提示HIIT在改善心率变异性、提高自主神经调节功能方面优于MICT。

式(15)将状态向量XL的15维状态简写成5维,给出了当地水平坐标系中的力学编排方程,Wr、Wv、WR均为白噪声向量。这个导航方程的输出包括地理坐标(φ,λ,h)、速度(ve,vn,vu)和姿态角信息(翻滚角γ,俯仰角p,航向角y)。

第四象限包括“8”、“10”、“11”、“14”和“19”共5个感知指标。游客对这5个指标的评价低于重要性感知得分的总体均值，但高于满意度感知得分的总体均值，表明这些指标在游客心中期望值不高但得到了认可。所以，青秀山现阶段可以维持在洁手设备、照明、外观、装饰等方面的管理和建设，合理配置资源进行第二象限和第三象限的项目改进。

4 HIIT在心力衰竭康复的治疗可行性

4.1 安全性 HIIT应用于CHF的研究均未出现肌钙蛋白T升高、心律失常、血压异常、心衰症状加重等报道

。在一项纳入了261例患者的研究中发现了与运动不直接相关3例不良事件

；一项纳入254例患者的研究中HIIT组发生3例严重不良事件，但与MICT组及常规运动组相比差异无统计学意义

。不良事件的出现提示选择HIIT训练时机及评估的重要性。症状未得到控制、心功能分级IV级的患者进行的任何运动均被视为禁忌。CHF患者在进行HIIT前应严格排除训练禁忌症，通过心脏超声、心肺运动试验等评估确保患者的运动耐受性，控制心衰危险因素、预先优化心衰治疗(包括必要的装置植入)。全运动过程监导是必要的，在出现症状时及时调整训练方案或适时终止训练

。

2007—2017年世界锯材出口额排名前5位的国家包括加拿大、瑞典、美国、俄罗斯和德国、奥地利和芬兰，2007年依次为加拿大、瑞典、美国、俄罗斯和德国，2017年为加拿大、美国、俄罗斯、瑞典和德国。加拿大始终居第1位，世界占比2007年达到29%，其余年份均高于15%;瑞典在2007—2013居第2，在2014—2015年居第3或第4位;俄罗斯在2007年居第4，之后稳居第3，且市场份额有上升态势，在2014——2016年排名第2;德国、美国也是重要的锯材出口国，近10年来其份额一直保持在前5;奥地利和芬兰则在个别年份进入前5。

4.2 依从性 多项研究表明，心脏疾病患者能很好的耐受康复治疗中应用的HIIT训练

。相较于MICT，患者更倾向于选择HIIT，这可能与患者进行HIIT训练时主观疲劳感觉(rating of perceived exertion，RPE)评分更低有关，即HIIT通过改善CHF患者呼吸困难状况增加患者的依从性

。Normandin等

纳入20例HFrEF患者的研究中，HIIT组患者的训练完成度比MICT组更高，这与Papathanasiou等

的研究结果一致。此外，尽管HIIT训练的运动输出功率更大，但是HIIT组患者运动后的RPE得分并不高于MICT组，提示HIIT是一项高效的运动方式，且患者具有很好的耐受性和依从性

。

5 小结

多项研究证实HIIT可以改善CHF患者的心功能、逆转心室重构，提高心肺储备功能、生活质量并调节迷走神经功能，具有良好的依从性和安全性。目前在心衰患者中应用HIIT与MICT的优劣尚无定论，HIIT的优势仍需大型随机对照研究进一步验证。值得注意的是，为CHF患者进行HIIT运动处方制定时，需充分考虑患者的实际情况选择搭配不同的间歇时间、间歇方式、运动强度及运动方式，为患者制定科学、个性化的最适运动方案。

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