心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预理论的卒中应用及研究进展

贾杰

统计数据显示，全球范围内约有四分之一的人会因罹患卒中而受累[1]。在中国，总体卒中终身发病风险为39.9%[2]。目前我国40岁以上卒中人群有1318万，据推测，2030年我国卒中发生率要比2010年升高约50%[3-4]。肢体瘫痪是卒中最常见的后遗症之一，约80%的卒中患者存在不同程度的肢体功能障碍[5]。尽管积极康复治疗是降低卒中致残率、提高患者生活质量的主要手段，但现有的康复干预手段对患者功能恢复的帮助仍很有限。根据世界卒中康复联盟的研究数据显示，约70%的康复疗效来自神经的自我修复[6]。现有康复干预手段的多中心、大样本研究多呈现中性结果，卒中康复面临前所未有的困境与挑战[7-8]。卒中事件发生后的康复机制、康复介入时机以及如何选择有效的干预手段仍是亟待解决的问题。

2016 年美国心脏学会（American Heart Association，AHA）推荐将心肺适能（cardiorespiratory fitness，CRF）作为第5大生命体征在临床上应用，认为心肺适能比传统风险因子更能反映人体的健康状态，心肺适能水平较高的卒中患者，生存期也相应延长[9]。这些结果说明，心肺适能对卒中患者可能产生系统且深远的影响，忽视心肺适能在卒中患者功能恢复中的作用，可能是卒中患者恢复时程长、治疗效果差、回归社会率低等瓶颈问题出现的重要原因之一。

研究发现，卒中患者在发病7 d内心肺适能水平即出现急速下降，尽管在亚急性期呈现出一定的增长趋势，但整体心肺适能水平不及正常同龄人的50%，难以满足日常活动的需要，若不及时、合理地干预，这种卒中后心肺适能低水平可能持续数月甚至数年（图1）[10]。

图1 卒中患者心肺适能现状[10]

关于卒中人群心肺适能的研究最早发表于1995年，Potempa等[11]利用功率自行车进行运动测试，首次报道了卒中患者的心肺适能水平。此后不同的学者对卒中患者的心肺适能展开持续研究，发现卒中发生后运动能力受损、活动减少、心肺适能低下是一种普遍且持久的现象[12-15]。心肺适能除受年龄、性别、卒中严重程度影响外，卧床、制动、活动减少等引发的肌肉成分改变、心脏功能和呼吸功能下降都是重要的影响因素[16]。因此，卒中群体需要基于心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络的全周期康复，在急性期、亚急性期和慢性期内均需合理给予可提高心肺适能的干预。与此同时，康复医学相关从业人员也需要新的视角，透过心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络看卒中康复机制、评价及干预手段。

在康复机制方面，运动时人体对心肺、代谢、骨骼肌、神经-内分泌系统的整合能力即为心肺适能，心肌泵血功能、氧气运输能力、肌细胞用氧能力等对心肺适能均有重要作用[16]。研究表明，有效的运动可以通过增加最大心输出量、毛细血管密度、线粒体呼吸及柠檬酸合成酶的活性等机制来提升心肺适能[17]；具有提升心肺适能作用的运动可以抑制缺血性卒中后瘫痪骨骼肌中的巨噬细胞介导的炎症反应，预防肌萎缩，改善身体功能[18]；同时运动可诱导中枢神经系统中的小胶质细胞向M2型转化，增强神经保护作用，减轻神经炎症反应，有利于病灶周围神经功能的修复[19]。人体外周及中枢产生的适应性改变为心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预理论提供了基础。

心肺适能对卒中患者的重要性以及卒中群体心肺适能水平低下的现状印证了心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预的必要性，卒中患者群体需要更加行之有效且临床适宜的心肺适能评价手段和训练体系。

在评价手段方面，目前评价心肺适能的金标准是心肺运动测试（cardiopulmonary exercise testing，CPET），根据最大耗氧量（VO2max）和（或）峰值耗氧量（VO2peak）来判断心肺适能水平。CPET可以明确心血管风险、帮助制订卒中患者的康复训练计划，因此需要选取适合卒中患者的CPET方法。针对卒中患者的CPET方法主要有跑台和功率自行车2种形式，但主要适用于亚急性期或慢性期且功能状态较好，具有一定步行能力的卒中患者[20]。现有CPET方法缺乏普适性，尤其是对于急性期或不具备步行能力的卒中患者，难以覆盖康复的全周期。根据心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预理论，应进一步探索单边功率自行车或气压式器械结合代谢气体分析的卒中心肺适能评价体系，以评估急性期卧床或病情较重，不具有步行能力的卒中患者的心肺适能。对于不具备实施标准化CPET条件的机构，可采用6分钟步行测试（six-minute walk test，6MWT）作为心肺适能评价的替代手段。

在干预措施方面，常规康复训练强度往往不足以对卒中患者产生心肺训练效果，从而影响功能恢复，难以满足独立生活的生理需求[21]。针对心肺适能的现有研究干预方式多样，主要包括有氧运动、抗阻运动、混合运动等，尽管已明确运动锻炼可以提升卒中患者的心肺适能和活动能力，但锻炼开始的时机、运动形式及剂量（频率、强度、时间）等仍缺乏有力的循证证据。Kramer等[22]的研究证实，在急性期进行最大有氧耐受剂量的间歇训练是安全且有效的。Marzolini等[23]认为，运动训练如果在卒中发病后3个月内开始并延续到6个月以后，可能更有利于卒中患者的功能恢复。Brauer等[24]的研究结果表明，对于具有步行能力的卒中患者，每次30 min、每周3次、连续8周、强度为40%～60%心率储备的跑台运动训练结合自我管理教育，虽然增大了活动量，但对心肺适能缺乏显著的正向影响。Kang等[25]建议进行每次60 min、每周3次、持续8周的包含高速力量训练的多元训练项目。荟萃分析结果显示，相比陆上运动形式，水上运动在提升卒中患者的平衡能力、运动功能、心肺适能、功能独立性方面更具优势[26]。

心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预体系针对卒中患者，使用健侧带动全身的心肺适能干预方案，从卒中患者的健侧入手，以运动为基本手段，带动全身大肌群的有效激活，改善肌肉收缩能力、心肌泵血功能、氧气运输与利用、能量代谢与神经-内分泌功能，形成外周与中枢的交互影响效应，提升患者整体结构与功能的基础水平，为进行全面、系统的康复训练打好坚实的基础。

心肺适能可直接反映整体健康水平，作为疾病预后的独立影响因子，基于心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络的康复干预应贯穿卒中康复的全周期。AHA/美国卒中学会（American Stroke Association，ASA）建议将康复项目作为完整卒中单元的一部分，对住院的急性缺血性卒中患者进行早期康复[27]。心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预理论下的卒中全周期心肺适能干预体系，全面覆盖卒中超急性期、急性期、亚急性期和慢性期，并延伸至居家康复。该理论强化卒中心肺适能全周期康复理念，对在院卒中患者，应尽早开始给予心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预体系的介入，对院外卒中患者加强随访与康复指导。

在卒中全周期内实施提高心肺适能水平的运动康复干预，不仅可能改变卒中人群心肺适能水平低下的客观现象，也有希望通过提高心肺适能水平来改善卒中人群的康复现状。心肺介导的“运动-肌肉-脑”外周中枢网络-康复干预理论将重塑现有的康复路径，并为现有康复体系提供新的康复思路。