抗阻运动在慢性阻塞性肺疾病患者应用中的研究进展

陈小瑜 张彩云 吴红霞 赵倩

慢性阻塞性肺疾病(COPD )是以持续性呼吸道症状和气流受限为特征的可以预防和治疗的疾病。调查显示，我国40岁以上成年人中高达13.7%患有COPD，到目前为止COPD已成为全球三大病死原因之一[1-2]。尽管呼吸困难是COPD的主要症状，但常合并其他肺外表现。肢体肌肉功能障碍是COPD患者常见的肺外表现，主要特征包括肢体肌肉无力、肌肉萎缩、肌肉氧化能力降低，所有这些表现都可能影响患者的疾病严重程度，并导致运动的耐受性降低[3]。同时，与健康人群相比，COPD患者日常体力活动水平较低，这会增加患者的住院风险和疾病的进展[4]。因此，需要采取有效的干预方法来延缓COPD的进展。研究表明，运动干预是改善COPD患者肌肉功能的最佳可行手段，抗阻运动是提高患者运动能力的有效运动类型[5]。目前，抗阻运动已被逐渐应用于国内外COPD患者中，取得了较好的运动效果。现针对抗阻运动对COPD患者的必要性、运动方法以及运动效果方面进行综述，以期为指导抗阻运动在COPD患者中的临床应用提供参考。

1 抗阻运动对COPD患者的必要性

COPD患者在运动过程中，由于呼吸肌负担增加，呼吸困难程度加重，导致运动能力受限[6]。美国胸科学会/欧洲呼吸学会（ATS/ERS）表明由于长期不活动诱发的退行性变、炎症、氧化应激、血气紊乱、营养障碍、合成代谢激素水平低、衰老和皮质类固醇使用等单一或联合因素可能造成外周肌肉功能障碍[7]。同时，随着年龄的增加，COPD患者的肌肉力量和质量容易加速衰退。然而，提高骨骼肌的氧化能力和效率可以降低患者在运动时的通气需求，减少动态肺过度充气，从而减少劳力性呼吸困难的发作[8]。一直以来，运动训练被认为是肺康复的基石，运动训练后骨骼肌功能的改善可以增加患者的运动能力[9]，因此，骨骼肌功能的优化是COPD患者肺康复的重要目标。虽然，有氧运动是肺康复项目中的首选运动方式，但是在改善肌肉功能障碍方面，抗阻运动比有氧运动有更大的潜力，同时对疾病负担和运动能力产生相同的积极影响[10-11]。此外，由于抗阻运动所需要的耗氧量和通气较低，因此在运动过程可以产生较少的呼吸困难[12]。在临床环境中，对于患有晚期肺病或合并症的人，他们可能因为难以忍受的呼吸困难而无法完成高强度耐力或间歇训练，这使得抗阻运动比有氧运动更容易被接受[13]。

2 抗阻运动方法

2.1 运动方式

抗阻运动又称阻力训练或力量训练，是指身体通过克服一定量的阻力来锻炼局部肌肉群的一种运动方式，以其渐进性、特异性和变异性为重要原则[3]。抗阻运动的运动方式分为徒手训练和借助器械训练：徒手训练是采用自身抵抗重力的方式进行运动，如俯卧撑、深蹲、仰卧起坐等；器械训练包括哑铃、弹力带、沙袋和各种健身器材[14]。由于弹力带具有所需空间较小、可以锻炼躯体主要肌肉群、操作简单、方便等优点成为老年人最常用的器械[15-17]。Vanderlei等[18]使用弹力带训练COPD患者的心率变异性，弹力带共有五种颜色：黄色（1.3 kg）、红色（1.8 kg）、绿色（2.3 kg）、蓝色(3.2 kg）、黑色（4.4 kg），不同颜色的弹力带所承受的重力负荷不同，这样可以激励患者逐渐增加运动强度，有效完成各项运动，提高运动耐力。在进行抗阻运功时，为改善患者的整体运动功能，上下肢联合训练效果要优于单独上肢或下肢的训练[19]。上肢运动可以借助哑铃通过完成坐位上举、坐姿推举、坐位扩胸等动作来锻炼肱三头肌、胸大肌、背阔肌的肌力，下肢运动可以借助弹力带或哑铃通过完成屈膝、伸膝、深蹲等动作来锻炼股四头肌和腘绳肌的肌力[20]。Hansen等[21]对重度COPD患者采用上肢举哑铃+下肢举哑铃和自身重量结合的方式进行上下肢循环交替运动。Nyberg等[22]在对COPD患者的干预中，采用弹力带进行肩部屈曲和膝关节伸展运动，在运动的过程中，根据参与者所能承受的阻力，单独或以不同的组合使用弹力带以达到所需的负荷。因此，我们可以在患者耐受的情况下，选取一种最有效的、安全的运动方式进行锻炼。

2.2 运动周期

结合欧洲呼吸学会官方声明（ERS）和COPD临床康复实践指南可以得出COPD最佳抗阻运动时间为每次至少30 min,频率为每周2~3次，两次运动至少间隔48 h[23-24]。稳定期患者运动周期至少为6~8周，在医务人员监督下至少每周2次[25]。虽然目前对于急性加重期（AECOPD）何时开始运动尚存在争议，但是近年来国内有研究者在患者入院48 h内实施了抗阻运动，无不良事件发生[26-27]。因此建议除需绝对卧床或需要呼吸机辅助通气的AECOPD患者外,其余AECOPD 患者均应早期实施运动干预,且介入时间越早越好。Ryrsø等[28]对中至重度COPD患者进行的抗阻运动训练中，研究组患者每周运动3次，每次进行35 min的监督锻炼，持续8周，能有效增加局部肌肉的抗氧化成分，改善肌肉功能，防止局部炎症和氧化应激。孙利等[29]对53例COPD稳定期的患者进行持续12周，每周3次，每次30 min的家庭下肢力量训练，结果表明可以有效提高患者的肌力和肌肉功能，改善患者生活质量。但是研究者并没有比较干预6周和12周的效果差异，COPD全球倡议（GOLD）中表明持续6~8周的肺康复能获得最佳效果，延长时间至12周没有额外的好处[30]。因此，建议我国学者在未来对不同疾病程度的患者进行干预周期不同的研究，从而为构建完善的运动处方提供证据支持。

2.3 运动强度

运动强度是指在单位时间内所做的功，最大运动强度通过1次重复最大重量测试（1-RM）进行评估，1-RM即个体在一次重复中所能举起的最大重量[31]。目前只有美国运动学会（ACSM）提出抗阻运动的强度：每次进行1~4组的 40%~50% 1-RM阻力的训练,每组重复训练10~15次[32]。由于抗阻运动是一种循序渐进的运动，因此，在初始阶段时，先进行低强度、高重复的训练，随着训练的进行，强度逐渐增加，训练量逐渐减少[3]。同时分别在训练前后评估患者的borg呼吸困难程度，以保证在训练期间控制在4（中度呼吸困难）~6（重度呼吸困难）分之间。在Beaumont等[33]的研究方案中，对COPD患者进行了持续4周的渐进性抗阻运动，期间通过增加每组练习的重复次数、重量，以及减少每组练习之间的休息时间来达到运动强度。Dourado等[34]研究表明，相比于低强度训练，高强度训练可以提高COPD患者的1-RM值。因此，如果患者可以耐受，鼓励进行高强度的训练进一步增加肌肉力量。在临床实践过程中，我们要根据患者的体力活动，耐受情况、其他心血管合并症等情况为患者制定个体化的训练计划。

3 抗阻运动效果

3.1 对肌肉力量和质量的影响

COPD的患者由于害怕活动后引起呼吸困难或因呼吸困难而不愿进行自主运动，导致活动量减少，身体长期不活动容易造成肌肉萎缩、肌肉无力[35]。有研究表明，抗阻运动能够有效对抗骨骼肌萎缩，增强肌肉力量和质量[36]。Mølmen等[37]对COPD患者和健康人实施了相同的13周的下肢抗阻运动，结果显示，COPD患者下肢肌肉力量和质量的增加幅度比健康对照组更大。Borges等[38]在探究抗阻运动对AECOPD患者影响的研究中，对患者在住院期间进行了干预，结果发现可以有效的提高下肢肌肉力量，这和陈晓梅等[26]的研究结果一致。一项探讨抗阻运动和有氧运动的联合效果的Meta分析显示，与单独的有氧运动相比，抗阻运动和有氧运动结合可以有效增加COPD患者的下肢肌肉力量[39]。同时，国内指南提出，推荐联合抗阻运动和有氧运动以更大程度改善COPD患者的骨骼肌力量[24]。此外，鉴于在增强肌肉力量效果方面，抗阻运动优于有氧运动，因此指导患者运动时应该以抗阻运动为主，并辅以有氧运动。

3.2 对肺功能的影响

COPD患者普遍存在肺功能受损的现象，临床上常用来评价肺功能的主要指标包括：1 s用力呼气容积（FEV1）、用力肺活量（FVC）、1 s用力呼气容积与用力肺活量比值（FEV1/FVC）以及预测FEV1的百分比（percent-of-predicted FEV1，FEV11%pre）[40]。一项专门针对抗阻运动对COPD患者的Meta分析中，合并效应量之后结果显示，抗阻运动对以上四个结局指标都具有统计学意义[41]。Liao等[42]的Meta分析中虽然只对FEV1%pre有意义，并没有改善FEV1，但是在他纳入的一篇研究中FVC是有统计学意义的。这可能是由于纳入研究所采用的抗阻运动的干预方式不同造成的。此外，Strasser等[43]的荟萃分析也显示了对FEV11、FVC和FEV1/FVC的积极效果。综上所述，抗阻运动可以通过锻炼上下肌群，增强呼吸肌的肌力，同时长期规律的运动可以使患者适应呼吸活动的变化，进而改善患者的肺功能，延缓COPD的疾病进程。

3.3 对运动耐力的影响

COPD患者的运动耐力不足会导致日常生活能力受限，如穿衣、洗澡、购物、爬楼梯等日常活动。主要表现为患者的呼吸困难和疲劳程度加重。一般用来评估运动耐力的测试包括：6 min步行距离（6MWD）、6 min移圈试验（6PBRT）圈数、30 s连续坐椅试验(30-second STST)。向晋等[16]对COPD患者进行了每周一次，共12周的弹力带抗阻训练，结果发现干预组的6MWD由原来的441 m增加到了495 m, Borges等[38]对COPD的患者进行了6个肌肉群的举重抗阻训练，干预后6MWD显著增加，进一步提升了患者的运动耐力。同时，一项Meta分析也得到了同样的结论[41]。这可能是因为抗阻运动增强了外周肌肉的力量，使患者在做有氧运动时会感到轻松，从而延长运动时间，提高运动耐力。在实际应用中，建议先采用单侧肢体的低强度（25%~35%）、高重复性（每组20~25次）训练，再进行高强度（60%~70% RM）、低重复（每组8~12次）的双侧抗阻训练，此训练模式会降低肌肉的疲劳程度[44]。

3.4 对生活质量的影响

COPD在一定程度上会影响患者的工作、社会活动、躯体功能、心理健康等方面，造成患者生活质量下降。研究表明，抗阻运动可以提高COPD患者的生活质量，具体表现为对呼吸困难、疲劳、疾病控制和不良情绪等方面的改善[42]。Zambom-Ferraresi等[45]对两组COPD患者分别进行单独的抗阻训练和联合抗阻和耐力训练，干预12周后结果发现，两组的QOL评分都较干预之前有明显提高，虽然两组之间没有统计学差异，但是也可以证明经过抗阻训练后运动耐力和肌肉力量的改善可以增强患者的自信心，提高其参与活动的依从性，故而QOL评分增高。在Borges等[38]的研究中，虽然在干预结束后生活质量没有得到改善，但是在出院后1个月患者的生活质量提升了。同时，一项Meta分析中结果显示，抗阻训练未能改善生活质量，可能是因为纳入文献的随访时间较短，生活质量的改善效果不能及早显现出来，再加上个体之间的生活方式，环境的差异对结果的评价也会产生一定的影响，所以建议未来的研究应该增加随访时间去进一步探讨对生活质量的干预效果[41]。另外，有研究发现，抗阻运动可能会降低COPD患者的全因死亡率，抗阻运动的频率每周增加2组，其全因死亡率会下降29%，这对于维持患者的长期生存有重要意义[46]。

4 小结

抗阻运动对COPD患者康复的各个方面都有积极的影响，因此鼓励患者进行抗阻运动。目前，国外已将抗阻运动广泛应用于COPD患者中,国内起步较晚，应用较少。结合国外现状，对我国今后的临床工作提出以下建议：①主动在科室宣传抗阻运动的相关知识，提高患者和家属的知晓率和参与度；②针对不同的呼吸困难程度，结合患者的年龄、耐受程度、合并症等情况，为患者制订个体化和长期性的运动处方；③在运动过程中，除了要实时监测心率和血氧饱和度，还需要保证患者的运动量，提高依从性。同时，未来应进行大样本、多中心、高质量的RCT,以探讨最佳的抗阻运动方案，并需要做好延续性服务以观察抗阻运动对COPD患者的长期影响，为COPD患者的运动锻炼提供指导。