孔永梅：心脏康复运动处方制定——获益与风险

同其他生物类群一样，人类进化史也经历了起源、进化和发展的过程。人类身体活动和运动的变迁，是人类诞生的条件，同时也是自然选择赋予人类机体功能演化的金钥匙，其不经意间触发了一个巨大的进化开关，从此启动了不可逆转的身体演变进程，持续刺激着人体功能和其他特征的不断出现，指引人类向着文明大步迈进。人类活动能力的完善是与自然环境适应的结果，同时又是体质演化的动力。因此，人类的健康和寿命随之不断改善。

中国传统医学历经千年已发展出一套较为系统的运动治疗理论和方法。《黄帝内经》中阐述了运动治疗的思想，医学家华佗主张运动治疗的精髓为“动摇则谷气得消，血脉流通，病不得生”。现代运动处方概念由美国生理学家卡波维奇于20世纪50年代提出。随着康复医学发展和冠心病康复运动治疗的开展，运动处方开始受到重视。1969年，世界卫生组织提出“Prescribed exercise”的术语，从而在国际上通称为运动处方。中国于70年代末引进了现代运动处方的理论，经过多年发展，运动处方已成为心脏康复的重要疗法。

运动处方是由医师、康复治疗师和运动治疗师等根据医学评估，按年龄、性别、身体健康状况、症状、体征、心肺功能、功能能力、疾病状况、各器官的功能水平和回归社会的功能要求，针对疾病人群、亚健康人群和特定运动人群，用处方的形式制定系统化、个体化的运动治疗方案，以达到改善受损生理、心理及社会功能，提高自愈能力和再生能力，改善预后和生存质量。运动处方是心血管疾病治疗的基石，是综合性心脏康复的重要组成部分。

大量Meta分析，运动处方干预使冠状动脉疾病患者的总体死亡率下降27％（OR＝0.73，95％ CI：0.54～0.98）；心血管疾病死亡率下降31％（OR＝0.87；95％ CI：0.71～1.05）^[1,2]。2016年美国心脏病协会（AHA）在Circulation杂志上发表科学声明强调有氧能力，并强调将心肺功能（CRF）作为临床生命体征（Clinical Vital Sign）。大量证据表明，CRF与心血管死亡率和全因死亡率呈负相关；运动耐量每升高1 METs，死亡风险下降12％。CRF作为健康转归的预测因子，预测各种心血管疾病结局，包括与脑卒中、心力衰竭和手术相关的疾病；CRF和已知传统的死亡预测因子（如吸烟、高脂血症和2型糖尿病）效力相同；成人CRF级别＜5 METs是死亡的高危因素，当CRF级别为8～10 METs时，生存率增加；即使CRF小幅增加1～2 METs，不良心血管事件仍可下降10％～30％；当CRF值从5 METs以下提升至7 METs时，全因死亡率下降比例将可能超过50％。虽然运动治疗具有上述诸多益处，然而治疗中可能发生的不良事件风险引人关注。一项调查显示，心脏康复过程中非致死性心血管疾病并发症的发生率为1/34,673（人·小时），致死性心血管疾病并发症发生率是1/116,402（人·小时）。而近期更多研究发现，这些事件发生率更低^[3～7]。

运动干预长期效应发生于机体暴露在特定和充足的运动刺激一定时间之后，随着运动负荷中心效应和外周效应的产生，运动的量效关系逐步显现，多系统参与的运动模式能有效促进摄氧量（VO₂）、最大摄氧量（VO₂max）、峰值摄氧量（peak VO₂）以及细胞水平氧摄取，有效改善血管内皮功能，稳定冠状动脉斑块，促进侧支循环建立，改善心功能，降低心血管死亡率和全因死亡率。其获益机制如下：

（1）改善血管内皮功能：运动治疗通过增加动脉壁血流介导的剪切力，调节血管内皮，增加一氧化氮合成、释放，增强其活性，通过促进内皮祖细胞和间充质干细胞动员，促进血管新生和内皮修复。

（2）促进抗炎：有氧运动治疗可降低血C反应蛋白水平，可促进还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸（NADPH）生成，增加机体抗氧化能力。

（3）延缓动脉粥样硬化进程：人体骨骼肌力量与皮肤糖基化终末产物表达显著成负相关，糖基化终末产物促进胶原交联和动脉硬化，运动治疗可减少糖基化终末产物生成，延缓动脉硬化的进展。

（4）减少心肌重构：有氧运动治疗可减轻心肌梗死后心肌组织重构，改善心肌组织顺应性，改善钙离子调节功能和受损心肌的收缩功能，降低心肌组织的氧化应激水平，改善循环中炎症因子（如白介素10、白介素6、C反应蛋白和肿瘤坏死因子α等）表达。

（5）调节交感神经系统、免疫系统及心血管疾病之间的稳态平衡。减少甚至避免因交感神经过度激活导致的血管炎症反应，降低心血管损伤和事件。

（6）降低血栓栓塞风险：长期规律的有氧运动治疗，能够降低冠状动脉易损斑块破裂后血栓栓塞的风险，其抗栓机制包括：增加血浆容量，降低血液粘稠度，降低血小板聚集，提高血浆组织纤溶酶原激活剂水平，降低组织纤溶酶原抑制剂水平，降低血浆纤维蛋白原水平等。

（7）提高缺血阈值，促进侧支循环生成，改善缺血心肌灌注。研究表明，缺血预适应可促进冠脉侧支循环生成，但过度心肌缺血将造成不可逆的心肌损伤。

（8）改善冠状动脉弹性和内皮依赖的血管舒张功能，增加病变血管的管腔面积，增加心肌毛细血管密度，提高冠脉血流储备，降低梗死风险^[8～10]。

运动治疗的获益需通过精准的个体化运动处方得以实现，在运动处方实施过程中如何把控运动获益和风险的平衡是运动治疗的难点，同时也是业内人士关注的焦点。

制定运动处方的四维度：疾病、功能、角色、环境；制定运动处方的四原则：安全性、有效性、个体性、专业性；运动处方四要素（FITT）：运动类型、运动强度、运动时间和运动频率。其中，运动强度是制定运动处方的关键，直接关系到患者运动的安全性和有效性。运动强度的精准评估是运动处方安全的前提，包括初始评估和专项评估。运动处方初始评估包括：病史、体格检查、心血管危险因素、心理社会因素、药物服用、运动习惯、肌力和协调性等；运动处方专项评估包括：心肺评估，有氧代谢能力及运动耐量、左室功能受损程度、心律失常危险分层、缺血或坏死心肌数量、血运重建评分与分层。其中特别强调心肺运动试验评估（CPET）是运动处方危险分层的评价标准。

欧美心脏康复指南强烈建议重症心血管病患者心脏康复进行精确的心肺功能评估，以制定匹配患者体力和心脏功能的精准安全的运动处方。因为心肺疾病在静息状态下往往处于代偿状态，在运动状态下才会出现一系列病理生理学的改变。目前临床广泛应用的超声、肺功能仪、心电图、冠状动脉造影等方法多数只能反映静态下心肺及血管功能情况，易导致疾病诊断和治疗盲点。研究显示，心肺运动试验可有效弥补上述静态参数的不足。CPET通过检测人体静息和运动状态时气体代谢变化，分析心肺协调性及全身功能状态，是人体重要的整体功能学检测方法，是客观量化评估心肺储备功能的“金标准”，是心血管康复运动处方风险评估的重要手段，是制定运动处方的安全标准。其无氧阈（AT）和peak VO₂是运动处方的重要指标，AT靶心率可作为运动治疗时安全边际，有效保障运动治疗的安全性。当运动强度未达到AT值时，机体通常在运动后3～5 min达稳态，心率、血压、心输出量和肺通气稳定在一定水平。当运动强度增加超过AT值，交感神经激活，副交感神经活性受到抑制，乳酸堆积，代谢紊乱，电解质酸碱失衡，运动相关猝死风险增加。此时心肺两个系统在运动负荷下处于应激状态，通过应激反应数据标定心肺系统以及全身血管的功能状态，适用心血管康复和运动处方危险分层。临床常用的症状限制性心肺运动试验是较安全的评估手段，与基础病相关的并发症发生率为2～5/10万。

心肺运动试验指导下的心脏康复危险度分层可分为低危、中危、高危，其中低危组peak VO₂≥20 ml/(min·kg)，AT≥15 ml/(min·kg)；中危组peak VO₂在15～19 ml/(min·kg)之间，AT在12～14 ml/(min·kg)之间；高危组peak VO₂<15 ml/(min·kg)，AT<12 ml/(min·kg)。在没有心肺运动试验，不测定具体耗氧量时，可用半定量推算的运动代谢当量进行分层，即低危>7.0 METs，中危5～7 METs，高危<5.0 METs，运动试验参数是危险分层的重要依据，也是制定运动处方的主要评判标准。制定运动处方强度的常用方法：（1）心率法；（2）峰值氧耗量方法；（3）AT测试法；（4）Borgscale评分法；有氧运动强度参考的指标较多，不同状态的受试者可酌情选用。因此，深入理解CPET的VO₂max、AT值、peak VO₂指标的危险分层，有助于运动处方制定中强度和风险控制^[11～14]。

根据患者评估和风险评估制定运动处方，运动处方制定程序详见图1。通过评估、运动治疗＋综合康复处方、再评估，使运动处方与患者状况持续匹配，达到多靶点有效干预。

图1. 运动处方的制定程序

运动处方的制定强调分层、分级管理，根据心肺运动试验、心电运动试验、6分钟步行试验、柔韧性和平衡性等康复评估指标对可能出现的心血管事件和运动损伤进行判断和识别，做好评估与危险分层。在运动治疗中，严格掌握运动治疗适应证，坚持根据危险分层进行相应的医学监督和监测，同时配合药物、心理、营养及危险因素干预^[15,16]，降低不良事件的风险，全面提升心血管健康净获益。

综上所述，运动处方是心脏康复的核心，获益与风险并存。2016年AHA科学声明将心肺功能作为临床生命体征和风险转归的预测因子，并重新强调了运动处方的临床获益。CPET是评估心肺功能和运动处方的金标准，是制定运动处方风险控制的最佳方法，在精准康复评估策略中极具价值。随着运动处方临床实践证据的积累，开展多中心、随机对照试验，关注运动康复评估、运动控制、运动效率和安全边际，实现运动治疗获益最大化。