外周动脉疾病运动疗法研究进展

雷雨 王晓东 李毕华 蔡云燕

(1铜仁学院大健康学院，贵州 铜仁 554300；2广东韶关学院体育学院)

外周动脉疾病(PAD)是一种常见但易被忽视的动脉粥样硬化疾病，其与血管功能、心肺功能和肌肉力量减弱有关〔1〕。病初没有明显临床表现，而在进一步的发展下，常表现出下肢行走困难、跛行、疼痛甚至不能行走，常被认为是下肢动脉疾病。60岁以上的人群中，PAD的发病率已高达10%，在 65 岁以上人群中动脉硬化性闭塞症的发病率高达20%〔2〕。此外，近10年来，由于发展中国家人口增加、老龄化、糖尿病发病率增加、吸烟等原因，导致PAD发病率约增加23%〔3〕。PAD对人类健康特别是对老年人身体健康和生活质量的影响越来越大。

经常锻炼对促进健康和治疗疾病有良好效果。美国心脏协会、美国糖尿病协会和美国运动医学院甚至开始考虑或倡导“以运动为药”〔4〕。研究认为，运动可使PAD患者死亡的总风险降低20%～35%〔5〕。定期运动可预防心血管和肺疾病，包括冠心病、慢性阻塞性肺疾病、高血压和间歇性跛行、代谢综合征(2型糖尿病、肥胖和高脂血症)、癌症、抑郁症及肌肉骨骼疾病(包括骨质疏松、类风湿关节炎、纤维肌痛、慢性疲劳综合征和痛风)等〔6,7〕。相反，当缺乏运动时，这些疾病通常会恶化和(或)病程进展加速〔8〕。此外，运动疗法与血管重建术的比较研究显示，PAD的治疗效果短期表现手术治疗较好，但随着时间的推移，运动疗法并不亚于手术治疗〔9,10〕。研究认为运动可降低PAD发生，并有改善或治疗的益处〔5,11〕。本文就PAD的运动疗法及其机制进行综述。

1 运动与PAD的发生

研究表明，PAD的危险因素主要包括高龄、吸烟、高血压、血脂异常及糖尿病等〔12〕。外周动脉疾病的患病率随着人口寿命的增长而增加，如65岁及以上男女人群中患病率为10%～15%，80岁及以上的男性和女性中，患病率超过20%〔12〕。此外，吸烟与从未吸烟的人相比，患PAD的风险增加2.0～3.4倍，糖尿病患PAD的风险增加1.9～4.0倍〔12,13〕。适度运动在延缓衰老、改善血脂异常、防治心血管疾病和糖尿病等具有良好作用。这表明运动对PAD发生的危险因素除吸烟外，对其他诱发因素都可能有抑制作用。可见，运动可能有助于防止PAD的发生。Heikkilä等〔14〕研究了体力活动与PAD之间的关系。结果表明有PAD的患者比没有PAD者身体活动少，说明体力活动降低了患PAD的风险，而且还发现体力活动的强度和量越大发生PAD的概率越低。进一步证明经常运动可降低PAD的发生风险，且防治效果与运动的强度和量有关。

2 PAD的运动疗法

治疗PAD的目的在于控制全身性的心血管危险因素，改善肢体功能状态和提高生活质量，降低血管事件发病和死亡。研究认为，综合干预治疗和合理的生活方式是解决这些问题的关键〔11〕。PAD的标志性特征就是运动能力下降，而运动是改善患者运动能力的重要手段。此外，研究表明，运动锻炼加药物治疗对跛行发作时间改善程度比单纯药物治疗效果好〔15,16〕。研究表明，有监督的跑步机运动和步行锻炼可改善PAD患者下肢功能表现，防止功能下降，提高步行能力，同时也帮助患者实现更好地控制高血压、高血糖、肥胖和血脂异常，从而进一步降低心血管风险和动脉粥样硬化疾病的流行率〔17,18〕。最近一项研究显示，PAD患者有监督训练和家庭锻炼比手术治疗对其步行性能的影响较有益〔19〕。尽管此方面研究还很少，但进一步说明PAD患者日常运动锻炼是安全和有效的。可见，PAD患者采用运动疗法是可行的。

2.1步行锻炼 在平板上步行是早期研究运动训练对PAD患者影响较多的一种运动方式。赵喆等〔20〕总结了此方面的研究成果，患者运动前进行运动耐受性的评估，依此制定运动计划，患者通过反复运动-休息-运动，直到出现中度的疼痛停止运动，并逐渐增加行走距离，运动时间控制在3～5 d/w，50 min/d(包括间歇休息)。这一运动计划能显著改善患者疼痛和最大步行距离及时间。目前，PAD患者流行以家庭为基础、步行锻炼形式为主的运动疗法，这样减少了患者前往医疗机关进行治疗耗费的许多时间、精力和成本。此外，以家庭为基础的步行锻炼比有监督的运动计划更有可能让PAD患者更容易接近和接受。McDermott〔18〕研究认为以家庭为基础的步行疗法，运动3～5次/w，最初患者每次步行的时间10～15 min，随步行能力提高逐渐增加至50 min，这样坚持步行锻炼可改善患者病情及提高生活质量。张婷等〔21〕研究显示，以社区或家庭为基础的运动锻炼具有一定的疗效，但在家庭运动组中，有部分PAD患者坚持基于家庭的运动有困难。可见，在家锻炼治疗需要家庭严格监督和患者积极配合，才能保证运动锻炼行之有效。

总之，PAD患者步行锻炼是安全和可靠的。步行锻炼计划制定应考虑PAD患者个体特性及其对运动的反应与适应水平及安全性，因而在制定步行锻炼计划之前，应对患者进行运动机能评估。一般来说采用低强度的步行锻炼为宜，每次锻炼总时间30～50 min，每周至少3次，当在锻炼过程中出现疼痛应适当休息后再继续锻炼，长期坚持锻炼效果较好。

2.2跑步机训练 PAD患者跑步机训练也是研究较多的运动康复治疗方式。McDermott〔18〕研究显示，有监督的跑步机运动能显著改善PAD患者的疼痛和跑步机行走性能或步行距离。该研究综合分析了Gardner等〔22〕和Fakhry等〔23〕在Meta分析研究PAD患者跑步机训练的研究结论。Fakhry等〔23〕分析显示在有监督的运动后，PAD患者的跑步机行走性能有了明显改善，受益程度低于Gardner等〔22〕报告的Meta分析。Fakhry等〔23〕报告的监督锻炼的效益较低，可能是因为其元分析仅包括随机试验，而Gardner等〔22〕的元分析主要包括不加控制和非随机的研究。McDermott〔18〕研究认为以跑步机训练每周运动3次，最初患者每次15 min，逐渐增加至40～50 min(训练到接近或腿部疼痛)，可能是较适合PAD患者跑步机训练治疗方法。Fakhry等〔23〕分析显示，无论受监督的运动干预是短期(4～11 w)、中期(12～26 w)或长期(>26 w)，无疼痛和最大跑步机行走时间均有显著改善。Gardner等〔22〕研究显示持续6个月或更长时间的有监督的运动项目对间歇性跛行的PAD患者的治疗效果要好于较短的锻炼项目。然而，另一项研究表明，PAD在跑步机运动中的作用是逐渐实现的，运动约4 w后才能观察到最初的疗效，大多数跑步机步行效果在开始运动治疗后8～12 w出现〔24〕。一项有监督的跑步机运动研究显示，跑步机步行性能在4～6 w内得到改善，而6 min步行距离(6MWD)的提高则是渐进的〔25〕。这可能与跑步机运动训练PAD患者对跑步机行走结果的测量有关。

Schieber等〔26〕对47例PAD的跛行患者在接受6个月的监督锻炼治疗之前和之后立即进行步态分析。锻炼包括3次/w，5 min/次轻度步行热身和拉伸大腿和小腿肌肉，50 min间歇跑步机步行和5 min放松。6个月的监督锻炼疗法增加了步行距离和改善了生活质量，其与肌肉力量和步态生物力学的同步改善相一致。6个月有监督的跑步机运动干预在6个月的随访中改善了6MWD，但在12个月的随访中没有持续效果〔27〕。是否因为机体对长期固定的运动刺激产生适应，可能导致运动改善患者步行的效果下降，还有待进一步研究。

2.3阻力训练 McDermott〔18〕研究显示，与不运动的对照组相比，力量训练改善了PAD患者的步行能力及最大步行时间。然而，PAD患者6MWD没有显著变化，而有监督的跑步机运动显著高于对照组，提高了6MWD。这些结果显示，力量训练似乎比步行锻炼的效果要差。最近，Parmenter等〔28〕研究平坦地面有步行能力的PAD患者采用抗阻力训练(RT)，研究对826例(363例完成RT)患者进行分析，平均年龄(67.1±3.8)岁，每周训练2～7次，持续(17±7)w，力量训练包括上肢、下肢或全身训练。结果显示，RT显著改善了恒定负荷跑步机的起振和总步行距离(P<0.01)；训练强度在改善中起到了重要作用，较高强度训练改善更明显(P<0.05)。表明较高强度的RT与更好改善PAD病患者步行能力的结果相关。可见，阻力训练不但可提高PAD患者的步行能力，且较好的训练效果与较高强度有关，这也使得比较力量训练与跑步机训练的治疗效果复杂化，还有待进一步研究。

2.4自行车运动 Haga等〔29〕对16例PAD和间歇性跛行患者采用自行车运动训练，完成了为期3个月的自行车运动项目(总运动时间，40～60 min)，该计划包括每周3 d骑自行车的练习，强度为最大负荷的70%，每次30 min。该方案还包括10 min下肢肌肉群的伸展热身和放松整理运动。并对患者踝臂指数和生活质量(QOL)问卷进行分析和评价。研究结果显示，自行车运动提高了PAD患者生活质量和步行能力。可见，适度的自行车运动可能对PAD患者具有一定的疗效，但具体情况如何，尚需要更多的实证研究。

2.5水上行走 Park等〔30〕研究水上行走运动对PAD患者心血管功能、心肺功能、运动耐力(6MWD)、身体功能、肌肉力量和身体成分的影响。招募了72例PAD患者为期12 w的研究，患者随机分为水上行走训练组(35例)或对照组(37例)。训练组在腰部到胸部的深水中进行行走和腿部锻炼。在实验前、后测量腿部动脉僵硬度、股踝脉搏波传导速度、心率、血压、踝肱指数、最大摄氧量、6MWD、身体功能、肌肉力量、身体成分、静息代谢率和柔韧性。研究结果显示，训练组腿部脉搏波传导速度和心率之间存在显著的时间交互作用(P<0.05)，最大摄氧量、6MWD、身体功能和肌肉力量之间存在显著的时间交互作用(P<0.05)，而对照组没有变化。参与者水上行走锻炼计划的坚持率相对较高(84%)。表明水上步行运动可能是降低动脉僵硬度的有效疗法，并可改善PAD患者的心肺功能、运动耐力、身体功能和肌肉力量。但由于现有水上运动疗法的研究尚少，需更多的实验研究，以确保其疗法的安全性和有效性。

2.6振动疗法 Aoyama等〔31〕对20例老年心血管疾病患者采用全身振动训练(WBVT)对其血管内皮功能的影响及其安全性进行了研究，采用5种不同的站式进行WBVT，包括垂直振动、频率30 Hz和振幅3 mm，每次振动持续30 s后间休120 s再重复进行。研究显示，急性WBVT对老年血管疾病患者内皮功能有有益影响，且无不良事件发生。这些发现支持需要进一步随机对照研究，以研究WBVT的长期效应。Cochrane等〔32〕对14例有间歇性跛行的PAD患者振动治疗(VT)，改善了症状性PAD个体的肌肉功能和性能。可见，PAD采用VT也是可行和有益的，但由于现有研究的局限性，需要进一步的研究来证实和扩展这些初步发现，并探索VT的作用机制。

2.7联合运动疗法 Kropielnicka等〔33〕研究不同运动形式对PAD患者的影响，所有形式的3个月运动训练对最大距离都是有利的，组合训练(阻力和步行锻炼)是加强腿部方面最有效的运动形式。与其他运动训练方法相比，组合训练在支撑踝关节肌肉的力量——速度参数上表现出最高的效率。该研究认为，运动疗法在治疗PAD患者时，应考虑采用步行和阻力训练相结合的方法。此外，研究认为，PAD上肢有氧训练和下肢有氧训练均能改善患者上肢和下肢功能〔34〕。因此，采用联合运动疗法时即可考虑采用不同的运动方式组合，也可考虑锻炼不同的部位组合训练，可能对改善患者更为有利，但采用什么样的联合运动疗法、能取得更好的疗效尚有待研究。

以上提示目前PAD患者步行和跑步机锻炼运动疗法可能并不能取得最佳运动疗效，是否存在某种运动方式或联合运动疗法更适合PAD患者的治疗目标，尚未可知。此外，PAD患者在家庭锻炼也是可行和有益的。然而，最近一项为期12 w的家庭自我监测身体活动计划(久坐行为、直立和踏步活动)对无症状PAD患者血管内皮反应性、动脉僵硬度的研究结果显示，无症状PAD患者微血管反应性得到了适度改善，但动脉僵硬度没有得到改善〔35〕。可见，家庭锻炼对无症状PAD患者总体上是有益的，动脉僵硬度没有改善可能因运动计划缺陷或研究时间太短等原因所致。总之，选择何时何地及何种运动方式或如何组合不同运动方式，为防治PAD制定行之有效的运动训练计划可能是今后研究的重要课题。

3 运动改善PAD的可能机制

PAD患者运动能力下降与肌肉功能、内皮功能障碍、炎症反应等有关〔36〕。运动被认为是改变骨骼肌基因和蛋白质表达的生理刺激，而不是疾病过程，与可能引起类似变化的疾病过程相反。如许多与运动的有益作用相关的信号通路也与许多疾病过程中的有害影响有关〔5〕。因此，运动促进健康机体功能的分子机制可能与运动改善PAD患者病情的分子机制存在某种联系，但目前尚不明了。

研究表明，PAD患者内皮细胞胰岛素信号受损，导致血管内皮一氧化氮合酶(eNOS)表达下降和磷酸化水平降低，而运动可增加血管内皮eNOS的表达和磷酸化，从而逆转这些病理学变化，进而扭转血管内皮功能的障碍〔37〕。有监督的运动训练可以提高小腿肌肉的最大血流量和氧摄取水平。有监督的运动训练提高了患者在运动中增加微血管、小腿肌肉血流量和氧摄取的能力。监测血液流量和氧摄取的结果显示运动训练增强了肌肉的氧化代谢，这可能是观察到的最大跛行时间改善的一个潜在机制〔38〕。此外，PAD患者运动时，交感神经活动调节的动脉血压和血管收缩增加〔39〕。研究表明，与运动的有益作用相关的信号通路与健康个体运动促进健康的信号通路机制可能与防治PAD分子机制类似，如内源性抗氧化剂和肌因子是肌肉改善炎症性疾病的重要因素，表明这些因子与长期运动训练对急性缺血性损伤的潜在益处有关〔5〕。

总之，运动治疗PAD的分子机制可能与其促进机体生理功能发生适应性变化的分子机制有关，但运动诱发适应性变化的分子机制与机体各组织、器官及其细胞分子等的适应性变化密切相关，且不同的运动方式、强度和时间等也对机体发生的适应性变化有影响。可见，运动改善PAD病情的分子机制究竟如何，有待进一步研究。

4 运动治疗PAD注意事项

PAD患者的治疗目标是预防心血管事件和改善下肢功能表现以防止机体功能下降。为了预防心血管事件，应帮助所有患有吸烟PAD患者戒烟；对于有血小板的患者，应给予高效他汀类药物和抗血小板治疗〔36〕。血压应该按照现行的高血压指南进行治疗。所有PAD患者都应考虑运动疗法。用跑步机试验确定最大步行时间是评价PAD患者步行能力和治疗效果的金标准方法〔40〕。对于大多数患者，常规的跑步机运动应激试验足以识别冠状动脉缺血。因此，在制定运动计划之前，PAD患者应该完成一项基本的跑步机心肺运动试验，以评估其运动负荷能力，为制定运动计划提供依据，避免运动不当。此外，在家锻炼应加强监督，以提高疗效和避免发生伤害事故。

运动强度应视PAD患者的病情和运动方式来定。建议患者步行至近最大腿部疼痛时休息，当腿部疼痛在休息期间消退，PAD患者应再次恢复行走，这样有助于提高运动治疗的疗效。此外，目前出现许多新的运动治疗PAD的方法，使用时应慎重制定运动计划，以避免发生不良事件。

综上，目前，运动疗法已经作为PAD患者一线治疗方案。适度运动对防治PAD有重要作用，但由于其病情和患者的个体特性，使得锻炼方案只能针对个体状况而量身定做。如要制定统一的标准可能需要进一步细化。近年来，大多数针对PAD患者的随机运动试验都集中在腿部锻炼上。最近，除步行和跑步机训练外，也开始研究其他运动疗法对PAD患者的影响，并取得了一些研究成果，但究竟疗效如何，尚需要更多的实验研究，这也为进一步研究PAD的运动疗法拓宽了视野。总之，由于现有研究的局限性，最有效的运动干预措施仍不清楚。因此，进一步探寻PAD最佳运动疗法及其作用机制仍然是今后研究的主要方向。