有氧联合抗阻训练在脑卒中康复治疗中的研究进展

何 丹 综述，涂小华 审校

(重庆医科大学附属康复医院，重庆 400050)

脑卒中是一组急性脑循环障碍所致的局限或全面性脑功能缺损综合征，包括缺血性和出血性脑卒中两大类。随着社会人口老龄化进程的加剧，脑卒中的发病率越来越高，该病已成为我国致死排名的第一位。据2017年数据统计显示，我国每年约有240万新发脑卒中患者，70%～80%幸存者遗留有瘫痪、失语、认知功能障碍等[1]，脑卒中已成为致残的主要原因。肌肉无力是脑卒中患者最突出的特点，会严重影响患者的独立性及生活质量。肢体肌力的下降、运动模式的改变使患者在步行活动过程中能量的消耗大于肢体正常的人，而这种运动训练过程中的高能量需求将对患者的康复治疗产生负面影响，可能使患者不愿活动，进一步增加卒中后幸存者再发脑梗死及其他心血管疾病的风险[2]。已有部分研究发现，抗阻训练能够增加患者肌力并且减少患者跌倒的风险[3]，其在脑卒中康复治疗中的应用越来越广泛。有氧训练则能够改善脑卒中患者心肺功能。本文就运动训练在脑卒中康复治疗中的应用综述如下。

1 有氧训练

有氧训练主要通过有氧代谢产生三磷酸腺苷，以满足人体肌肉等组织的能量需求，是一种低、中强度的体育锻炼。通常情况下，有氧训练是轻到中等强度的运动，为60%～80%最大心率(HRmax)的活动。运动处方主要包括运动的目的、运动的形式、运动的强度、运动的频率及运动的时间。目前，国内外研究中制定了多种有氧训练方式，例如功率自行车训练、四肢联动、上下楼梯、慢走、有氧、太极等。有氧训练能加快全身血液循环，增加新陈代谢，提高患者运动耐力。患者在进行有氧训练的过程中，大脑的血流量和脑代谢得到改善，增加了脑源性神经营养因子的释放，从而促进大脑的健康[4]。周慧军等[5]通过对冠状动脉搭桥术后患者进行功率自行车训练，发现功率自行车训练有助于冠状动脉搭桥术后患者的康复，并可以提高患者的生活质量。

2 抗阻训练

抗阻训练是指以增强肌肉力量为主的训练，包括等张训练、等长训练和等速训练。其中等张训练是指肌张力保持不变的训练，在训练过程中可以募集到较多的运动单元投入工作中，产生更大的张力，以便取得较好的肌力增强及肌肉体积增加效果。等张训练分为离心性训练和向心性训练。肌肉收缩时，阻力负荷低于肌肉所产生的力，肌肉发生的收缩形式称为向心性收缩；阻力负荷大于肌肉所产生的力，肌肉被动被拉长的收缩形式称为离心收缩。在相同的速度下，离心收缩产生的力量是向心收缩的2～3倍[6]。针对脑卒中患者，离心收缩带来的力量增强比向心收缩更容易保存，离心力量训练在提高腿部力量方面比向心力量训练更有效[7]。此外，离心收缩在产生较大力的同时耗氧量更少，且离心收缩可以提高肌肉对抗运动训练带来的延迟性疼痛，以及偏瘫患者对离心训练的耐受性。在康复训练过程中，向心训练往往需要昂贵的训练设备，家庭训练往往难以实现。离心训练可以选择在家里使用橡皮筋或重物获得训练效果。对于需要长期训练的脑卒中患者而言，抗阻力的离心训练更可行、更适用。

抗阻训练方案中的变量包括运动强度、重复次数、练习次数及练习间隔的休息时间。运动强度通常定义为一个重复最大次数百分比。训练中往往通过最大重复次数评估患者的运动量，例如最大重复10次或重复25次。练习间隔的休息时间因受训人群而有所不同。典型的训练方案是4组，每组重复30次，每组中间间隔数十秒至数分钟[8]。

3 有氧训练对脑卒中的作用

脑卒中患者心血管功能主要反映在运动过程中的最大摄氧量(VO2max)上。现有研究已证实，有氧训练可以显著改善心血管健康，以峰值摄氧量(VO2peak)变化为主，还可以改善患者步行的耐力和速度。在卒中早期(卒中后1周至6个月)及时进行有氧训练，VO2peak能够得到显著改善[9]。高强度有氧运动训练能够更好地提升脑卒中患者心肺功能，改善运动功能，提高生活能力，且安全性高，有利于卒中后患者恢复正常机体功能。早期有氧训练能够有效改善脑卒中患者的心肺功能指数，增强患者心肺功能，减少脑卒中再发率。也有研究显示，大部分脑卒中患者合并糖尿病，有氧运动训练能改善脑卒中患者糖代谢及胰岛素抵抗，并且促进患者认知功能、运动功能恢复[10]。

在脑卒中早期，进行有针对性的有氧运动可能提高任务导向性练习的能力，促进神经的可塑性[11]，显著改善患者的运动功能、步态，提高患者的平衡功能[12]。RHAYUN等[13]对脑卒中患者进行6个月的太极训练，发现参与太极训练的患者在吞咽能力、行走能力、屈肌力量和认知功能方面得到改善。封常美等[14]对脑卒中偏瘫患者进行为期4周的有氧运动联合肌肉牵张辅助训练，发现该训练对脑卒中偏瘫患者的短期应用效果显著,可明显增强患者肌力,改善其运动功能和生活质量。脑卒中患者由于本身有氧运动能力下降，常规康复治疗中的运动强度往往达不到提升患者心血管适应性的要求。有研究表明，8周的有氧训练时长是发生心血管适应性反应的最低时限要求[15]，而患者在4～6周的脱训后，锻炼所带来的益处就会丧失[16]。在相同的运动负荷下，偏瘫患者训练后，心率、收缩压、舒张压较健康人增幅更大。可见，有氧训练产生的益处具有剂量依赖性，剂量由频率、持续时间和强度的交互作用决定，有氧运动的总量对获得和维持心肺健康非常重要。因此，在制定康复治疗方案时，临床医生因综合考虑各方面因素，评估患者基础疾病情况，设定合理的运动强度及运动时间，以达到最佳训练效果。

4 抗阻训练对脑卒中的作用

脑卒中后患者呈偏瘫步态，最常见原因是肌肉力量不足及患腿内的肌肉不平衡，这也是运动训练过程中的主要限制原因[17]。偏瘫患者瘫痪侧肢体髋屈肌和膝关节伸肌的力量是决定舒适或快速行走速度的最重要因素。踝部足底屈肌的痉挛是造成患者肢体不协调的重要因素，且严重影响患者的行走速度。与健康受试者相比，脑卒中患者偏瘫侧肢体力量不足，肩部肌肉的协同作用及三角肌的耦合发生变化，肌肉能量消耗增加；下肢力量不足导致脑卒中患者的行走速度减慢，行走过程中肢体的协调性减低。脑卒中患者不仅患侧肢体的肌肉力量和肌肉质量下降，同时异常的步态使健侧肢体同样遭受相应损伤[18]。患者通过抗阻训练，使肌肉达到超负荷，刺激神经和肌肉发生变化，从而增加肌肉力量。JEONG-HO等[19]研究发现，等速抗阻训练有利于激活上肢肌肉，增加肩部肌肉的协调性及三角肌的耦合作用；同时对患侧肢体进行抗阻训练可以改变大脑和海马的灰质，增加皮质兴奋性[20]，改变脑代谢活动和氧气消耗，并可能抵消脑卒中引起的体能下降。采用渐进式抗阻训练对改善老年人的力量有积极作用，可以增强老年人的肌肉力量及活跃度，从而改善患者的运动功能。

抗阻训练通过多种训练方式，增加训练中的趣味性，减轻脑卒中患者的抑郁情绪[3]。SIMS等[21]对45例脑卒中幸存者进行为期10周的渐进式抗阻训练，以及为期6个月的精神状况观察，发现渐进式抗阻训练可能减轻某些卒中后幸存者的抑郁症状并改善其健康状况。在步态能力管理上，抗阻训练的效果明显优于拉伸训练及卒中后的健康教育，能够促进偏瘫患者步态的恢复。SIDIKA等[22]通过加强脑卒中患者双侧膝关节及踝关节肌肉力量，发现等速肌力训练及常规康复训练均能改善偏瘫患者步态、平衡功能及生活质量，但肌力强化训练组效果更明显。对脑卒中患者进行力量训练不仅可以改善患者运动的发力方式，还可以改善偏瘫侧的力量和步态速度[23]。MIREILLE等[24]对比了离心训练和任务导向性训练对慢性脑卒中患者下肢功能及步态的影响，发现离心训练结合任务导向性训练能够增强患者的下肢运动功能及肢体肌力。抗阻训练和任务型训练相结合在改善上肢功能和肌力方面比单独的任务型训练更有效[25]。任务型训练对于患者神经可塑性恢复有一定的积极作用，通过联合训练不仅能增加肌力，还可以提高任务型训练的效果。

5 有氧训练联合抗阻训练对脑卒中的作用

5.1心肺功能 近年来，国内有学者分别对75例脑卒中偏瘫患者进行有氧训练、等速肌力训练及有氧联合等速肌力训练，结果显示，联合训练组患者肺功能及下肢功能较康复训练前改善明显，单独进行等速肌力组较康复训练前稍有改善，可见等速肌力训练与有氧运动具有协同作用,可进一步改善患者的肺功能，提高患者肢体运动能力及日常生活自理能力。国外研究表明，有氧联合抗阻训练能够改善脑卒中患者6 min步行试验中的步行速度[26]。SUSAN等[27]比较了有氧联合抗阻训练和单独有氧训练对脑卒中患者的影响，结果显示，与每周5次的有氧训练相比，采用2次抗阻训练代替2次有氧运动训练，患者的肌肉力量、耗氧量(VO2)、潮气量(VT)的改善效果更好；患者在坐立测试的表现也较单独有氧训练改善更显著。对受试者身体成分进行分析，发现有氧联合抗阻训练能够显著降低患者躯干和腿部脂肪百分比，提高患侧肢体的肌肉质量。在中老年人群中，较高的肌肉质量可预防由各种原因引起的心血管死亡[28]。SUSAN等[27]研究结果也显示，有氧联合抗阻训练与单独有氧训练的VO2peak相似，但联合训练较单独训练时通气阈值的VO2提高2倍，肌肉力量和质量的增长幅度更大。因此，在有氧训练的基础上适当增加抗阻训练可显著改善心肺功能。抗阻训练通过增强肌肉的质量和力量来增强心肺功能，肌肉质量的提高与心血管、整体预后的改善有关。

5.2对肢体运动功能的作用 脑卒中偏瘫患者最常见的问题是步态异常，所以恢复患者行走、平衡等下肢功能就成了康复训练的重点。在有氧训练中叠加抗阻训练，可以在不增加患者肌肉痉挛的情况下，改善偏瘫侧的肢体功能。李纲等[29]研究发现，对脑卒中患者进行低阻力等速肌力训练，能够明显改善患者的下肢功能，提高日常生活能力。在常规的手功能训练中，增加基于游戏的阻力训练，能显著改善脑卒中患者的肌肉力量、运动功能及柔韧性，并且增加康复训练的挑战性、趣味性，提高患者参与康复训练的积极性[30]。

5.3自主神经功能 FLAVIA等[31]在有氧运动基础上叠加了为期8周的低强度、高重复抗阻训练，发现联合组在抗阻训练过程中可以改变机体的代谢和自主神经反应能力，其心脏自主神经调节获得了积极影响。慢性脑卒中患者通常合并糖尿病和糖代谢异常，在针对合并糖尿病的患者研究中，发现与单独有氧训练比较，有氧联合抗阻训练在降低糖化血红蛋白水平(HbA1c)方面更有效；与单独的抗阻训练比较，有氧联合抗阻训练在降低HbA1c、空腹血糖(FG)和甘油三酯(TG)水平方面更有效。有氧联合抗阻训练比单独使用任何一种方法的血糖控制效果更好。

5.4认知功能 在认知功能方面，杨艳等[32]发现，有氧运动联合抗阻运动可减轻脑卒中后非痴呆型认知障碍患者所受到的神经功能损伤，改善患者认知功能，促进神经功能和肢体功能的恢复。脑卒中后有相当数量的患者会出现卒中后抑郁。卒中后抑郁是脑卒中患者的重要并发症，会严重影响脑卒中患者的康复治疗进程，导致更大的残疾和更高的致死率[33]。研究表明，运动训练在恢复脑卒中患者认知功能同时[34]，也能减少卒中后抑郁的发生。在常规有氧训练中联合抗阻训练，能够增加患者运动训练过程中的趣味性，进一步改善患者抑郁情绪，增加患者参加康复治疗的积极性。在脑卒中的康复治疗中，有氧联合抗阻训练不仅能够改善患者的运动功能、心肺功能，对于血糖调节、代谢、肌肉质量都有明显益处。在针对脑卒中合并各种常见基础疾病患者制定康复方案时，有氧联合抗阻训练能够改善患者功能障碍，同时提高患者对基础疾病的适应性。

6 小结与展望

运动训练是骨骼肌产生的、任何大幅增加能量消耗的身体运动过程，偏瘫患者由于肢体的功能障碍及肌力的下降，导致身体活动处于一个低水平状态。不恰当的运动处方会进一步增加患者发生血管疾病的风险，有计划的运动训练对于卒中后患者十分必要。美国心脏及脑卒中协会在对卒中后患者给出的体育锻炼及运动建议中，提到为促进卒中后患者的体力活动恢复，应采取低到中等强度的有氧运动及肌肉强化运动。目前，在临床上由于患者的依从性较低及缺乏合理、科学的指导，患者在实际操作过程中的有氧训练往往低于目标有氧成分的剂量。当患者在抗阻训练负荷或强度不足的情况下进行运动干预，往往无法增长肌肉力量。这样的运动通常达不到诱导心血管和肌肉系统激活的压力水平，并且会使机体对于运动逐步产生适应性，达不到训练的效果。以适当的运动剂量进行运动训练，不仅可以改善患者的运动能力，还可以降低脑卒中患者再发脑卒中的发病率和早期致死率[35]，显著提升脑卒中患者心肺功能、肌力和步行能力。

研究表明，在改善心肺功能方面，中长期的有氧训练效果大于短期；在训练强度上，每周进行3 d中等强度有氧训练的效果与每周进行4 d及以上的结果比较，差异无统计学意义(P>0.05)；在肌力的增长上，短期的抗阻训练肌力增长明显优于长期训练，这可能是因为肌肉在长期训练的过程中对训练产生了适应性[36]。UMPIERRE等[37]发现，HbA1c水平降低与有氧运动训练中的运动频率有关，与有氧联合抗阻训练中每周抗阻训练的剂量有关。综上可以认为，每周3 d中等强度的有氧训练，联合短疗程的抗阻训练可能是改善脑卒中患者心肺功能的合适方案，并且能显著提高脑卒中患者肌力水平。

单独的有氧训练、抗阻训练或有氧联合抗阻训练都可以显著改善脑卒中患者的心肺功能、肌力、步行能力、步行速度。部分研究表明，相对于任何一项单独运动训练，有氧训练联合抗阻训练对脑卒中患者的积极影响效果更显著。但是，针对于脑卒中患者康复治疗中所需运动训练的最佳剂量、有氧和抗阻训练的最佳频率等尚不明确，需要更好地了解运动处方是否符合脑卒中患者的运动原则，所制定的运动处方是否能够提高患者的依从性。未来还需要进一步研究探讨合适脑卒中患者的科学运动训练方案。