心血管疾病是全球首位死亡原因。大量流行病學證據表明，規律身體活動（PA）和高水平心肺適能可預防動脈粥樣硬化性心血管疾病進展，降低心血管事件發生率。2022年12月美國預防心臟病學會（ASPC）發布的《身體活動、心肺適能和心血管健康：ASPC臨床實踐聲明》從PA與心肺健康的關聯及機制、運動處方制定以及運動相關心血管風險等角度提出了最新指導意見。本文對該指南主要內容進行解讀，旨在為心血管疾病患者制定更科學的運動處方提供幫助。
引用本文： 程經緯, 喬軍軍, 尹振, 胡俊鵬, 邵夏炎, 柳楊青, 楊軍. 《身體活動、心肺適能和心血管健康：美國預防心臟病學會臨床實踐聲明》解讀. 中國循證醫學雜志, 2024, 24(2): 220-227. doi: 10.7507/1672-2531.202309008 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國循證醫學雜志》版權所有，未經授權不得轉載、改編
心血管疾病是全球范圍內最常見的死亡原因，據世界衛生組織（World Health Organization，WHO）統計，全球每年有1 700萬人死于心血管疾病[1]。動脈粥樣硬化性心血管疾病一級和二級預防策略提出，定期進行中等到劇烈的身體活動（physical activity，PA）、提高心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）是保護心臟的有效方法。但由于心血管疾病的復雜性、危險性，很多臨床醫師在臨床實踐中可能忽視將PA作為心血管疾病預防或治療的重要手段。2022年12月美國預防心臟病學會（American Society for Preventive Cardiology，ASPC）發布《身體活動、心肺適能和心血管健康：ASPC臨床實踐聲明》[2,3]（以下簡稱“ASPC指南”），從PA與心肺健康的關聯及機制、運動處方制定以及運動相關心血管風險等角度提出了最新指導意見。本文對其主要內容進行解讀，以期為制定該類人群的運動處方提供參考。
1 運動相關線粒體與肌細胞能量學機制
線粒體分布于肌膜下和肌原纖維內，作為肌細胞的“發電站”，在氧氣供應充足且持續的情況下，可精確匹配肌細胞能量需求。線粒體更新和線粒體自噬受損與動脈粥樣硬化、心肌病、心臟肥大和心肌再灌注損傷有關，可能與ATP生成減少和活性氧生成增加有關。保護線粒體健康和功能對于改善增齡相關的肌少癥，預防動脈粥樣硬化、心肌病、心臟肥大等疾病進展有重要意義[4]。衰老和缺乏運動可引起線粒體裂變和線粒體自噬功能失衡，進而導致肌少癥和組織對能量的需求減少。目前認為，慢性有氧運動是持久維持線粒體健康的重要方法，與改善肌肉能量代謝和CRF有關。規律運動可增加肌細胞中線粒體數量，改善電子傳遞和氧化磷酸化；減少活性氧產生，降低氧化應激水平；還可增加線粒體自噬，有助于線粒體自我更新[5]。研究顯示，冠狀動脈疾病患者進行8個月的運動干預，其總抗氧化能力增加137%[6]。終生堅持運動可減輕隨年齡增長而出現的線粒體損傷。此外，規律運動不僅可增強CRF，還可提高骨骼肌的胰島素敏感性，能有效改善代謝綜合征。ASPC指南認為，了解運動與心血管疾病相關病理生理學機制對于醫療保健專業人員為患者提供個性化建議有重要價值。
2 規律PA對心臟的保護作用及機制
WHO將PA定義為日常工作、生活中包含的任何骨骼肌產生的、需要消耗能量的身體運動。ASPC指南認為，具有積極PA生活方式的人群患慢性疾病的風險較低，PA和結構化運動可作為改善健康的有效非藥物“佐劑”。無論是普通人群，還是心血管危險因素人群或心血管疾病患者，CRF水平與死亡風險間均呈負相關[7]。大量流行病學證據支持PA和CRF水平升高與心血管疾病死亡率降低之間存在因果關系，低水平CRF被視為動脈粥樣硬化性心血管疾病的危險因素，也是心臟康復運動干預預后的有效預測指標[8,9]。CRF水平越高，發生高血壓、糖尿病、心房顫動、慢性腎臟病和心血管事件（心力衰竭、急性心肌梗死、腦卒中和冠狀動脈旁路移植術）的風險越低[10]。
PA可通過多重機制影響心血管系統。規律PA不僅可減輕壓力、緩解焦慮抑郁狀態，還可提高迷走神經張力、抑制交感神經活性，降低靜息心率、血壓和心肌耗氧量及調節心率變異性，降低血小板黏附性和血液粘稠度、增加纖溶系統活性，減輕血脂紊亂、炎癥和胰島素抵抗，增加冠狀動脈血流儲備，改善血管內皮功能障礙等，發揮抗心律失常、抗血栓形成及動脈粥樣硬化、抗心肌缺血等作用，從而降低心血管事件的發生風險[11]。
3 PA劑量與死亡風險的關系
制定運動處方時需考慮不同運動劑量的有效性，近年來關于運動劑量與生存質量或死亡風險關系的研究逐漸增多，ASPC指南也納入一些高質量研究成果加以論證。ASPC指南認為，制定運動處方前首先需了解2020年WHO發布的最新《身體活動和久坐行為指南》[12]，該指南提供了貫穿整個生命周期的PA建議，建議成人每周至少進行150～300分鐘中等強度有氧PA或75～150分鐘高強度有氧PA，或與之等效的運動方式；此外，每周還要進行至少2天的抗阻運動。除結構化運動外，要求一天中其他時間盡可能少坐多動。對于>64歲人群，建議進行多種類型的分組運動和平衡訓練，并根據體能水平進行安全的PA。與原先的WHO指南相比，新WHO指南刪除了單次PA應至少持續10分鐘的建議，因超過10年的大型前瞻性研究已證實極短時間（即1～2分鐘）PA多次累積對于降低死亡風險的重要性[13-15]。因此，任何持續時間的間歇性PA或結構化運動均有助于提升PA累積量。
ASPC指南認為，WHO提供的PA建議對于健康成年人標準相對較低，如果PA劑量超過WHO推薦的最高標準，也將會獲得額外的健康益處；而即使PA劑量低于WHO推薦的最低標準，死亡率也明顯降低[16]。ASPC指南認為正常成年人的最佳運動量應為WHO最低推薦量的3～5倍，即中等強度PA為65～107分鐘/天，高強度PA為33～54分鐘/天，此時死亡風險可降低39%[17]。有研究表明，更多的久坐行為與較低的CRF、較差的心臟代謝健康、不良健康結局風險增加均有關[18]。ASPC指南闡述了PA劑量與死亡風險的劑量-反應關系（見原指南）：久坐人群稍增加PA劑量，死亡風險將明顯降低；進一步增加PA劑量，死亡風險降低，但降低程度逐漸減小；隨著PA劑量增加到平臺期，將不能繼續降低死亡風險。因此指南建議，久坐人群通過改變生活方式，減少久坐行為，適當增加PA劑量，將獲得顯著的健康益處。指南強調了中等至高強度PA（moderate-to-vigorous PA，MVPA）對于改善心肺健康的重要性，但心血管疾病患者和老年人群可能無法進行MVPA，而對此類人群，即使是低強度PA也有利于健康，能夠降低死亡風險。
4 心肺康復運動處方制定
4.1 運動處方的主要內容
ASPC指南認為，一個完整的心肺康復運動處方應包含：初步熱身（10分鐘）、正式訓練階段（30～60分鐘，主要包括有氧耐力訓練，輔以抗阻/柔韌性訓練）、恢復階段（5～8分鐘），期間也可加入娛樂游戲（10～15分鐘）。① 熱身是從靜息到正式訓練間的過渡，有助于拉伸骨骼肌并增加血液流動，降低運動相關心血管并發癥的發生風險。在沒有事先熱身的情況下突然劇烈運動可引起缺血性ST段壓低和/或室性心律失常[19]。熱身時建議將心率增加到比目標心率范圍最低值還低20次/分鐘以內。② 正式訓練階段包括有氧耐力訓練、抗阻/柔韌性訓練。有氧耐力訓練可增強患者對極量運動和次極量運動的心肺適應能力，醫師需根據患者情況個體化設置運動強度、運動時間和頻率、運動方式，循序漸進，使患者逐步達到訓練目標。③ 放松階段可進行低強度運動如緩慢行走，使訓練者心率恢復至接近靜息水平。放松階段可增加靜脈回流，恢復冠狀動脈血流量，從而減少運動后低血壓、心絞痛、缺血性ST段壓低、惡性室性心律失常發生；低強度運動也能加快乳酸代謝，并拮抗運動后血漿兒茶酚胺過度升高對心肌的損害[20]。
4.2 運動強度
ASPC指南建議的運動強度，應高于產生訓練效果所需的最低水平，低于引起明顯不適癥狀、心電圖或血壓異常的負荷水平。運動強度通常以心率、儲備攝氧量（VO2R）、代謝當量（metabolic equivalent，MET）來評估。
4.2.1 心率
攝氧量評估較為復雜，在涉及大肌肉群的運動中，心率與攝氧量呈線性相關，因此目標心率已被廣泛用作運動強度的評估指標，計算也最為簡便。公式為：目標心率=（最大心率?靜息心率）×（60%～80%）+靜息心率[21]。常使用公式“最大心率=220?年齡”計算，但ASPC指南特別強調，心血管疾病患者常應用β受體阻滯劑、鈣通道阻滯劑，這些藥物可顯著減緩運動期間心率的上升；合并糖尿病的患者如有心臟自主神經病變也可影響運動時心率變化；伴心律失常患者本身心臟節律紊亂，目標心率更難預測。因此，采用公式“最大心率=220?年齡”來估算心血管疾病患者的最大心率可能并不準確[22]。如果心血管疾病患者運動期間無法確定“真正的”最大心率，建議依靠疲勞癥狀和自覺疲勞程度量表（rating of perceived exertion，RPE）（表1）調節運動強度[23]。
表1
自覺疲勞程度量表（RPE）標準
對于久坐不動、缺乏運動的人群或心血管疾病患者，改善CRF的最小運動強度相當于最大心率的60%～70%。最初8～10周建議采用站立靜息心率+（10～20）次/分鐘作為初始運動強度，無法準確評估心率者采用RPE評估，使運動強度保持在11～13（“輕松”到“有點困難”）。后期隨著CRF的增強逐步增加運動強度，在運動期間無明顯不適癥狀的前提下使之達到或接近目標心率；對于采用RPE評估者，運動強度達到13～15（“有點困難”到“困難”）是合適的[24]。
4.2.2 VO2R
既往認為，儲備心率（最大心率?靜息心率）與相同運動強度下的有氧能力或最大攝氧量（VO2max）相關[25]，但近期研究表明，儲備心率更接近于相同運動強度下的VO2R（VO2max?靜息VO2）[26]。VO2R方法適用于運動負荷較低者運動強度的評估。可根據VO2R計算目標VO2（TVO2），公式為：TVO2=（VO2max?靜息VO2）×運動強度百分比+靜息VO2。但VO2max一般通過運動負荷試驗（如功率自行車、平板）定量檢測，我國大部分基層醫院未配備，臨床應用受限。
4.2.3 MET
MET是運動時能量消耗與靜息能量消耗的比值，1MET相當于靜息狀態下的耗氧量（3.5 mL O2/kg/min）。MET值越高，表示運動強度越大。MVPA（MET≥3）已被證實可降低心血管疾病等慢性疾病相關的健康風險。起始強度為低強度運動的中老年人，在可耐受的前提下，增加運動強度將獲得更大的心臟保護和生存益處[27]。30～79歲男性和女性有氧耐力訓練推薦的運動強度見表2。為便于運動處方具體方案的制定，Ainsworth等[28]提出了一個較全面的日常PA運動強度對應表（表3）。但不同人群所能耐受的運動強度受年齡、性別、日常運動習慣和慢性疾病的影響而存在較大差異，因此制定目標運動強度時應個體化[29]。表3中所示每項日常PA對應的MET是在持續至少3分鐘不間斷的情況下獲得，而實際日常PA往往是間歇性而不是連續的，因而采用MET方法制定運動處方可能會低估患者實際運動能力，存在一些局限性。此外，采用心率指數可估計正常人群和冠心病患者（包括服用β受體阻滯劑的患者）在結構化訓練或PA期間的MET，公式為：MET=（6×心率指數）?5，其中心率指數=運動心率/靜息心率。
表2
30～79歲男性和女性有氧耐力訓練推薦的運動強度（MET）
表3
以MET估計的日常PA運動強度
4.3 運動時間和頻率
產生顯著改善CRF效果所需的運動強度與持續時間成反比；運動強度越大，持續時間就越短。MVPA 10～15分鐘即可改善CRF，30分鐘效果更顯著。而對于新手運動者來說，運動持續≥45分鐘幾乎無額外獲益，且肌肉和骨骼損傷的發生率將增加[30]。ASPC指南建議進行中等強度的PA，5天/周，每次至少30分鐘；或高強度PA，3天/周，每次至少20分鐘，可達到改善CRF、保持健康的目的[27]。
4.4 運動方式
有效提高有氧耐力及CRF的運動方式包括跑步機或戶外步行、慢跑、跑步，固定式自行車、戶外騎行、游泳、跳繩、劃船、健身操等。輔助訓練包括抗阻/柔韌性訓練以及日常PA。可根據個人運動習慣和喜好、耐受程度個體化制定運動方案及心臟康復計劃。肥胖者可選擇騎行、游泳等方式，減少膝關節負重及運動損傷。對于近年來逐漸興起的高強度間歇訓練（high-intensity interval training，HIIT），目前已有一些HIIT與中等強度持續訓練對比的隨機對照試驗，但尚無統一的HIIT訓練標準，也缺乏不同年齡、性別、疾病類型患者間的分層分析。因此，關于HIIT是否適合作為心血管疾病患者的心臟康復訓練方式仍存在較大爭議。迄今為止，盡管已發表的臨床試驗顯示HIIT誘發心血管不良事件的風險較低[31]，但對于HIIT應用于射血分數保留或降低的心力衰竭患者以及伴多種合并癥的心血管疾病患者是否安全仍缺乏可靠的數據，這也是未來的研究方向。
4.5 特別建議
心血管疾病患者通常PA劑量較低，久坐時間過長。即使制定運動處方后多數患者也難以主動堅持長期運動，重回不健康的生活方式。因此，執行運動處方時應有專業人員監督，以維持足夠劑量的PA習慣和CRF[32]。ASPC指南建議制定多維度、多類型的運動計劃，從可以耐受的低強度運動開始逐漸增加運動強度和運動時間直至形成運動習慣。無法執行結構化運動的患者，可以在日常工作和生活中采用分組訓練，采取多樣化形式以增加運動的趣味性，鼓勵患者少坐多站，使患者從PA中長期獲益。
5 特殊患者運動處方建議
5.1 運動與糖尿病
有研究表明，較高的PA劑量和CRF水平是糖尿病發病風險的保護性因素[33]。CARDIA隊列研究[34,35]顯示，成年早期CRF水平越高，中年時患糖尿病風險越低，成年早期CRF下降幅度越大，糖尿病發病風險越高。PA作為改善CRF的有效手段和糖尿病管理的基石，既可直接影響糖尿病，又可通過改善CRF間接影響糖尿病病情進展。心血管疾病是糖尿病患者的常見并發癥，糖尿病死亡患者中超過75%由心血管疾病引起[36]。PA在預防糖尿病患者大血管并發癥、降低全因死亡率方面發揮重要作用[37,38]。對于糖尿病患者PA方式的選擇，DARE研究表明有氧耐力訓練聯合抗阻訓練在改善血糖方面較單獨采用任何一種運動干預方式更有效，同時可最大程度改善CRF[39]。
5.2 運動與心力衰竭
研究顯示，低水平PA與較高的心力衰竭風險相關，中等至高水平PA或CRF與較低的心力衰竭風險相關[40]。Look AHEAD研究[41]顯示，與對照組相比，糖尿病患者接受以運動訓練為主的強化生活方式干預后心力衰竭發生風險未降低；然而隨著隨訪時間延長，CRF增高與心力衰竭風險降低有關，且射血分數保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）中的相關性較射血分數降低的心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）更強，表明運動通過持續改善CRF降低心力衰竭尤其是HFpEF的風險。一項多中心、隨機對照試驗（HF-ACTION）[42]顯示，調整基線協變量后（心力衰竭病因、心房顫動或撲動史、心肺運動試驗持續時間、左室射血分數、抑郁指數評分），病情穩定的HFrEF患者經有氧運動干預后較對照組的生活質量提高，再住院率和全因死亡率降低。ASPC指南建議心力衰竭患者早期應進行有專業人員監督的運動訓練，進而過渡到規律的家庭訓練以持續提高和維持CRF，從而使患者長期受益，改善預后。在運動方式的選擇方面，ASPC指南表示心力衰竭患者的最佳運動方式目前尚不清楚，未來需更大樣本量和更長時間隨訪研究評估最佳運動方案，以指導運動處方的制定。
5.3 運動與外周動脈疾病（peripheral arterial disease，PAD）
PAD是動脈粥樣硬化所致外周動脈狹窄或閉塞的疾病，隨病情進展出現間歇性跛行和靜息痛。因與動脈粥樣硬化性心血管疾病具備共同的病理生理基礎，PAD患者常合并冠心病、腦卒中等，遠期易發生心血管事件。低水平PA與踝肱指數降低及PAD風險增加相關。PAD治療重點是減少下肢負擔和心血管事件發生，而規律PA和改善CRF是PAD預防和治療的有效手段[43]。PAD患者由于內皮受損引發血管舒張功能障礙，血管狹窄導致肌肉缺血，無法滿足下肢肌肉收縮的高代謝需求，日常活動功能受限。而運動可增加肌肉毛細血管密度，恢復外周血管舒張功能，進而改善患者日常活動能力及生活質量[44]。對于PAD的運動處方，ASPC指南建議制定有專業人員監督的運動計劃，每周3次，持續≥12周；上肢或下肢抗阻訓練可提高PAD患者步行耐力，而聯合步行訓練較單純抗阻訓練效果更佳[45,46]。PAD患者運動的最佳強度尚無定論，但近期研究[47]顯示，與低強度運動組和非運動對照組相比，以高強度運動為基礎的家庭運動干預可顯著改善6分鐘步行距離。ASPC指南提到了一種基于跑步機的監督運動訓練（SET）對有或無跛行的PAD患者均有效，可改善患者行走能力和整體生活質量。家庭高強度運動訓練聯合階段性運動教練專業評估可能是改善PAD患者運動功能及預后的有效方式[48]。然而，許多患者無法進行SET治療，需要新的替代方案如家庭治療，以改善PAD癥狀。
6 運動相關心血管風險
6.1 運動相關心血管事件風險
由于心血管疾病的復雜性與危險性，需詳細了解運動過程中可能伴隨的風險。運動期間心血管事件的發生與運動強度有關，低至中等強度運動時發生風險相對極低，與靜息時相近；而高強度PA（≥6MET）可誘發斑塊破裂、血栓形成、冠狀動脈痙攣，增加急性心肌梗死、心源性猝死、出血性和缺血性腦卒中的發生風險[49,50]。久坐不動、無運動習慣人群突然進行高強度PA，心血管事件發生率急劇增加；而每周進行1～2次高強度PA，運動期間心血管事件發生風險顯著降低，并隨高強度PA頻率的增加而降低[51]。久坐不動人群開始運動計劃時，建議從低至中等強度（2～3MET）開始，持續2～3個月后逐漸增加運動強度，以減少運動強度增加可能導致的心血管風險。
6.2 高風險運動類型
突然、劇烈的高代謝水平無氧運動更可能引發急性心血管事件，這些運動包括水上項目、高山滑雪或越野滑雪、揮拍類運動、HIIT和競技體育活動（如足球、籃球、排球）。高海拔或寒冷環境下的運動也存在較高風險，寒冷環境中腎上腺素急劇增加，冠狀動脈痙攣、收縮，左心室負荷增高，血小板聚集和血漿粘稠度增加，使急性心血管事件發生風險升高[52]。心血管疾病患者應避免此類運動。
6.3 減少運動相關心血管事件風險的策略
ASPC指南認為，預防中老年人運動相關急性心血管事件的重要方法是定期進行MVPA以維持或增強CRF。對于日常習慣久坐不動人群，應避免突然進行劇烈運動，先進行中等以下強度預適應。注意運動前熱身和運動后放松；運動過程中注意監測心率，避免持續超過目標心率；運動過程中如出現胸痛、胸悶、頭暈、心悸、呼吸異常急促等不適癥狀時，停止運動；盡量減少競爭或身體對抗性運動，避免高海拔、寒冷、高溫環境下運動。
7 運動干預相關爭議問題和特殊考慮
MVPA前進行醫療篩查和評估的價值尚存爭議。2018美國預防服務工作組建議：不必將運動測試作為常規篩查來預防心血管事件，包括患糖尿病的高危人群[53]。無癥狀者（包括合并多種風險因素、冠狀動脈鈣化積分升高、有早發冠心病家族史的久坐不動人群，或臨床醫師懷疑可能忽視癥狀或未提供準確病史的患者）在開始運動計劃前（尤其打算進行高強度運動）進行運動測試可能會從中獲益。
新技術的發展和應用為結構化運動提供了另一種方式。手機或電腦的運動相關游戲、應用程序以及活動追蹤器（如計步器、心率監測器）等電子設備可促進運動計劃的參與，提供每日運動目標提醒，監督運動計劃的執行[54]。運動視頻游戲的運動強度在1.5～5.6 MET，相當于慢速、中速和極快的步行速度，也可滿足每日或每周有氧運動要求[55]。對于久坐不動人群，改變生活方式、開始參與運動計劃有一定困難，臨床醫師應采取基于研究數據的咨詢策略使其樹立健康意識，促進其改變生活方式，如評估心理準備情況、采取“5A”法改變行為、通過降低運動目標來克服惰性[56]；根據個體情況采取結構化運動、增加日常PA或二者結合。
8 結語
PA缺乏是公認的過早死亡的最大決定因素[57,58]，但許多臨床醫師和公眾往往低估了PA及改變生活方式的有益影響。PA作為一種強大的生理刺激，是心血管疾病非藥物治療的重要“佐劑”。盡管由于心血管疾病的復雜性，運動過程中可能存在一些潛在風險，但必須充分了解運動帶來的益處遠高于其潛在風險，不可因噎廢食。MVPA相較低強度PA可獲得額外的健康益處，對于無運動基礎的人群及心血管疾病患者，通過改變久坐行為，早期由低運動強度開始，循序漸進，逐漸提升CRF，維持心肺健康，使其終身受益。近年來我國老齡化程度日趨嚴重，心血管疾病患者數量位居全球第一，同時也呈現低齡化趨勢。運動是動脈粥樣硬化性心血管疾病零級和一級預防的重要環節，也是心臟康復二級預防中非藥物治療的最佳手段[59]，由于我國“體醫分離”且臨床醫師更依賴于藥物治療，往往忽視了運動干預“治未病”的效果。同時我國醫務人員普遍缺乏運動訓練學相關理論知識，制定運動處方的能力不足。我國可借鑒西方發達國家體醫融合的理念，關注運動在心血管疾病預防和治療中的重要作用，以減少發病率，降低復發率和死亡率，提高患者生存質量，節約醫療資源。
聲明 本研究不存在利益沖突。
心血管疾病是全球范圍內最常見的死亡原因，據世界衛生組織（World Health Organization，WHO）統計，全球每年有1 700萬人死于心血管疾病[1]。動脈粥樣硬化性心血管疾病一級和二級預防策略提出，定期進行中等到劇烈的身體活動（physical activity，PA）、提高心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）是保護心臟的有效方法。但由于心血管疾病的復雜性、危險性，很多臨床醫師在臨床實踐中可能忽視將PA作為心血管疾病預防或治療的重要手段。2022年12月美國預防心臟病學會（American Society for Preventive Cardiology，ASPC）發布《身體活動、心肺適能和心血管健康：ASPC臨床實踐聲明》[2,3]（以下簡稱“ASPC指南”），從PA與心肺健康的關聯及機制、運動處方制定以及運動相關心血管風險等角度提出了最新指導意見。本文對其主要內容進行解讀，以期為制定該類人群的運動處方提供參考。
1 運動相關線粒體與肌細胞能量學機制
線粒體分布于肌膜下和肌原纖維內，作為肌細胞的“發電站”，在氧氣供應充足且持續的情況下，可精確匹配肌細胞能量需求。線粒體更新和線粒體自噬受損與動脈粥樣硬化、心肌病、心臟肥大和心肌再灌注損傷有關，可能與ATP生成減少和活性氧生成增加有關。保護線粒體健康和功能對于改善增齡相關的肌少癥，預防動脈粥樣硬化、心肌病、心臟肥大等疾病進展有重要意義[4]。衰老和缺乏運動可引起線粒體裂變和線粒體自噬功能失衡，進而導致肌少癥和組織對能量的需求減少。目前認為，慢性有氧運動是持久維持線粒體健康的重要方法，與改善肌肉能量代謝和CRF有關。規律運動可增加肌細胞中線粒體數量，改善電子傳遞和氧化磷酸化；減少活性氧產生，降低氧化應激水平；還可增加線粒體自噬，有助于線粒體自我更新[5]。研究顯示，冠狀動脈疾病患者進行8個月的運動干預，其總抗氧化能力增加137%[6]。終生堅持運動可減輕隨年齡增長而出現的線粒體損傷。此外，規律運動不僅可增強CRF，還可提高骨骼肌的胰島素敏感性，能有效改善代謝綜合征。ASPC指南認為，了解運動與心血管疾病相關病理生理學機制對于醫療保健專業人員為患者提供個性化建議有重要價值。
2 規律PA對心臟的保護作用及機制
WHO將PA定義為日常工作、生活中包含的任何骨骼肌產生的、需要消耗能量的身體運動。ASPC指南認為，具有積極PA生活方式的人群患慢性疾病的風險較低，PA和結構化運動可作為改善健康的有效非藥物“佐劑”。無論是普通人群，還是心血管危險因素人群或心血管疾病患者，CRF水平與死亡風險間均呈負相關[7]。大量流行病學證據支持PA和CRF水平升高與心血管疾病死亡率降低之間存在因果關系，低水平CRF被視為動脈粥樣硬化性心血管疾病的危險因素，也是心臟康復運動干預預后的有效預測指標[8,9]。CRF水平越高，發生高血壓、糖尿病、心房顫動、慢性腎臟病和心血管事件（心力衰竭、急性心肌梗死、腦卒中和冠狀動脈旁路移植術）的風險越低[10]。
PA可通過多重機制影響心血管系統。規律PA不僅可減輕壓力、緩解焦慮抑郁狀態，還可提高迷走神經張力、抑制交感神經活性，降低靜息心率、血壓和心肌耗氧量及調節心率變異性，降低血小板黏附性和血液粘稠度、增加纖溶系統活性，減輕血脂紊亂、炎癥和胰島素抵抗，增加冠狀動脈血流儲備，改善血管內皮功能障礙等，發揮抗心律失常、抗血栓形成及動脈粥樣硬化、抗心肌缺血等作用，從而降低心血管事件的發生風險[11]。
3 PA劑量與死亡風險的關系
制定運動處方時需考慮不同運動劑量的有效性，近年來關于運動劑量與生存質量或死亡風險關系的研究逐漸增多，ASPC指南也納入一些高質量研究成果加以論證。ASPC指南認為，制定運動處方前首先需了解2020年WHO發布的最新《身體活動和久坐行為指南》[12]，該指南提供了貫穿整個生命周期的PA建議，建議成人每周至少進行150～300分鐘中等強度有氧PA或75～150分鐘高強度有氧PA，或與之等效的運動方式；此外，每周還要進行至少2天的抗阻運動。除結構化運動外，要求一天中其他時間盡可能少坐多動。對于>64歲人群，建議進行多種類型的分組運動和平衡訓練，并根據體能水平進行安全的PA。與原先的WHO指南相比，新WHO指南刪除了單次PA應至少持續10分鐘的建議，因超過10年的大型前瞻性研究已證實極短時間（即1～2分鐘）PA多次累積對于降低死亡風險的重要性[13-15]。因此，任何持續時間的間歇性PA或結構化運動均有助于提升PA累積量。
ASPC指南認為，WHO提供的PA建議對于健康成年人標準相對較低，如果PA劑量超過WHO推薦的最高標準，也將會獲得額外的健康益處；而即使PA劑量低于WHO推薦的最低標準，死亡率也明顯降低[16]。ASPC指南認為正常成年人的最佳運動量應為WHO最低推薦量的3～5倍，即中等強度PA為65～107分鐘/天，高強度PA為33～54分鐘/天，此時死亡風險可降低39%[17]。有研究表明，更多的久坐行為與較低的CRF、較差的心臟代謝健康、不良健康結局風險增加均有關[18]。ASPC指南闡述了PA劑量與死亡風險的劑量-反應關系（見原指南）：久坐人群稍增加PA劑量，死亡風險將明顯降低；進一步增加PA劑量，死亡風險降低，但降低程度逐漸減小；隨著PA劑量增加到平臺期，將不能繼續降低死亡風險。因此指南建議，久坐人群通過改變生活方式，減少久坐行為，適當增加PA劑量，將獲得顯著的健康益處。指南強調了中等至高強度PA（moderate-to-vigorous PA，MVPA）對于改善心肺健康的重要性，但心血管疾病患者和老年人群可能無法進行MVPA，而對此類人群，即使是低強度PA也有利于健康，能夠降低死亡風險。
4 心肺康復運動處方制定
4.1 運動處方的主要內容
ASPC指南認為，一個完整的心肺康復運動處方應包含：初步熱身（10分鐘）、正式訓練階段（30～60分鐘，主要包括有氧耐力訓練，輔以抗阻/柔韌性訓練）、恢復階段（5～8分鐘），期間也可加入娛樂游戲（10～15分鐘）。① 熱身是從靜息到正式訓練間的過渡，有助于拉伸骨骼肌并增加血液流動，降低運動相關心血管并發癥的發生風險。在沒有事先熱身的情況下突然劇烈運動可引起缺血性ST段壓低和/或室性心律失常[19]。熱身時建議將心率增加到比目標心率范圍最低值還低20次/分鐘以內。② 正式訓練階段包括有氧耐力訓練、抗阻/柔韌性訓練。有氧耐力訓練可增強患者對極量運動和次極量運動的心肺適應能力，醫師需根據患者情況個體化設置運動強度、運動時間和頻率、運動方式，循序漸進，使患者逐步達到訓練目標。③ 放松階段可進行低強度運動如緩慢行走，使訓練者心率恢復至接近靜息水平。放松階段可增加靜脈回流，恢復冠狀動脈血流量，從而減少運動后低血壓、心絞痛、缺血性ST段壓低、惡性室性心律失常發生；低強度運動也能加快乳酸代謝，并拮抗運動后血漿兒茶酚胺過度升高對心肌的損害[20]。
4.2 運動強度
ASPC指南建議的運動強度，應高于產生訓練效果所需的最低水平，低于引起明顯不適癥狀、心電圖或血壓異常的負荷水平。運動強度通常以心率、儲備攝氧量（VO2R）、代謝當量（metabolic equivalent，MET）來評估。
4.2.1 心率
攝氧量評估較為復雜，在涉及大肌肉群的運動中，心率與攝氧量呈線性相關，因此目標心率已被廣泛用作運動強度的評估指標，計算也最為簡便。公式為：目標心率=（最大心率?靜息心率）×（60%～80%）+靜息心率[21]。常使用公式“最大心率=220?年齡”計算，但ASPC指南特別強調，心血管疾病患者常應用β受體阻滯劑、鈣通道阻滯劑，這些藥物可顯著減緩運動期間心率的上升；合并糖尿病的患者如有心臟自主神經病變也可影響運動時心率變化；伴心律失常患者本身心臟節律紊亂，目標心率更難預測。因此，采用公式“最大心率=220?年齡”來估算心血管疾病患者的最大心率可能并不準確[22]。如果心血管疾病患者運動期間無法確定“真正的”最大心率，建議依靠疲勞癥狀和自覺疲勞程度量表（rating of perceived exertion，RPE）（表1）調節運動強度[23]。
表1
自覺疲勞程度量表（RPE）標準
對于久坐不動、缺乏運動的人群或心血管疾病患者，改善CRF的最小運動強度相當于最大心率的60%～70%。最初8～10周建議采用站立靜息心率+（10～20）次/分鐘作為初始運動強度，無法準確評估心率者采用RPE評估，使運動強度保持在11～13（“輕松”到“有點困難”）。后期隨著CRF的增強逐步增加運動強度，在運動期間無明顯不適癥狀的前提下使之達到或接近目標心率；對于采用RPE評估者，運動強度達到13～15（“有點困難”到“困難”）是合適的[24]。
4.2.2 VO2R
既往認為，儲備心率（最大心率?靜息心率）與相同運動強度下的有氧能力或最大攝氧量（VO2max）相關[25]，但近期研究表明，儲備心率更接近于相同運動強度下的VO2R（VO2max?靜息VO2）[26]。VO2R方法適用于運動負荷較低者運動強度的評估。可根據VO2R計算目標VO2（TVO2），公式為：TVO2=（VO2max?靜息VO2）×運動強度百分比+靜息VO2。但VO2max一般通過運動負荷試驗（如功率自行車、平板）定量檢測，我國大部分基層醫院未配備，臨床應用受限。
4.2.3 MET
MET是運動時能量消耗與靜息能量消耗的比值，1MET相當于靜息狀態下的耗氧量（3.5 mL O2/kg/min）。MET值越高，表示運動強度越大。MVPA（MET≥3）已被證實可降低心血管疾病等慢性疾病相關的健康風險。起始強度為低強度運動的中老年人，在可耐受的前提下，增加運動強度將獲得更大的心臟保護和生存益處[27]。30～79歲男性和女性有氧耐力訓練推薦的運動強度見表2。為便于運動處方具體方案的制定，Ainsworth等[28]提出了一個較全面的日常PA運動強度對應表（表3）。但不同人群所能耐受的運動強度受年齡、性別、日常運動習慣和慢性疾病的影響而存在較大差異，因此制定目標運動強度時應個體化[29]。表3中所示每項日常PA對應的MET是在持續至少3分鐘不間斷的情況下獲得，而實際日常PA往往是間歇性而不是連續的，因而采用MET方法制定運動處方可能會低估患者實際運動能力，存在一些局限性。此外，采用心率指數可估計正常人群和冠心病患者（包括服用β受體阻滯劑的患者）在結構化訓練或PA期間的MET，公式為：MET=（6×心率指數）?5，其中心率指數=運動心率/靜息心率。
表2
30～79歲男性和女性有氧耐力訓練推薦的運動強度（MET）
表3
以MET估計的日常PA運動強度
4.3 運動時間和頻率
產生顯著改善CRF效果所需的運動強度與持續時間成反比；運動強度越大，持續時間就越短。MVPA 10～15分鐘即可改善CRF，30分鐘效果更顯著。而對于新手運動者來說，運動持續≥45分鐘幾乎無額外獲益，且肌肉和骨骼損傷的發生率將增加[30]。ASPC指南建議進行中等強度的PA，5天/周，每次至少30分鐘；或高強度PA，3天/周，每次至少20分鐘，可達到改善CRF、保持健康的目的[27]。
4.4 運動方式
有效提高有氧耐力及CRF的運動方式包括跑步機或戶外步行、慢跑、跑步，固定式自行車、戶外騎行、游泳、跳繩、劃船、健身操等。輔助訓練包括抗阻/柔韌性訓練以及日常PA。可根據個人運動習慣和喜好、耐受程度個體化制定運動方案及心臟康復計劃。肥胖者可選擇騎行、游泳等方式，減少膝關節負重及運動損傷。對于近年來逐漸興起的高強度間歇訓練（high-intensity interval training，HIIT），目前已有一些HIIT與中等強度持續訓練對比的隨機對照試驗，但尚無統一的HIIT訓練標準，也缺乏不同年齡、性別、疾病類型患者間的分層分析。因此，關于HIIT是否適合作為心血管疾病患者的心臟康復訓練方式仍存在較大爭議。迄今為止，盡管已發表的臨床試驗顯示HIIT誘發心血管不良事件的風險較低[31]，但對于HIIT應用于射血分數保留或降低的心力衰竭患者以及伴多種合并癥的心血管疾病患者是否安全仍缺乏可靠的數據，這也是未來的研究方向。
4.5 特別建議
心血管疾病患者通常PA劑量較低，久坐時間過長。即使制定運動處方后多數患者也難以主動堅持長期運動，重回不健康的生活方式。因此，執行運動處方時應有專業人員監督，以維持足夠劑量的PA習慣和CRF[32]。ASPC指南建議制定多維度、多類型的運動計劃，從可以耐受的低強度運動開始逐漸增加運動強度和運動時間直至形成運動習慣。無法執行結構化運動的患者，可以在日常工作和生活中采用分組訓練，采取多樣化形式以增加運動的趣味性，鼓勵患者少坐多站，使患者從PA中長期獲益。
5 特殊患者運動處方建議
5.1 運動與糖尿病
有研究表明，較高的PA劑量和CRF水平是糖尿病發病風險的保護性因素[33]。CARDIA隊列研究[34,35]顯示，成年早期CRF水平越高，中年時患糖尿病風險越低，成年早期CRF下降幅度越大，糖尿病發病風險越高。PA作為改善CRF的有效手段和糖尿病管理的基石，既可直接影響糖尿病，又可通過改善CRF間接影響糖尿病病情進展。心血管疾病是糖尿病患者的常見并發癥，糖尿病死亡患者中超過75%由心血管疾病引起[36]。PA在預防糖尿病患者大血管并發癥、降低全因死亡率方面發揮重要作用[37,38]。對于糖尿病患者PA方式的選擇，DARE研究表明有氧耐力訓練聯合抗阻訓練在改善血糖方面較單獨采用任何一種運動干預方式更有效，同時可最大程度改善CRF[39]。
5.2 運動與心力衰竭
研究顯示，低水平PA與較高的心力衰竭風險相關，中等至高水平PA或CRF與較低的心力衰竭風險相關[40]。Look AHEAD研究[41]顯示，與對照組相比，糖尿病患者接受以運動訓練為主的強化生活方式干預后心力衰竭發生風險未降低；然而隨著隨訪時間延長，CRF增高與心力衰竭風險降低有關，且射血分數保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）中的相關性較射血分數降低的心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）更強，表明運動通過持續改善CRF降低心力衰竭尤其是HFpEF的風險。一項多中心、隨機對照試驗（HF-ACTION）[42]顯示，調整基線協變量后（心力衰竭病因、心房顫動或撲動史、心肺運動試驗持續時間、左室射血分數、抑郁指數評分），病情穩定的HFrEF患者經有氧運動干預后較對照組的生活質量提高，再住院率和全因死亡率降低。ASPC指南建議心力衰竭患者早期應進行有專業人員監督的運動訓練，進而過渡到規律的家庭訓練以持續提高和維持CRF，從而使患者長期受益，改善預后。在運動方式的選擇方面，ASPC指南表示心力衰竭患者的最佳運動方式目前尚不清楚，未來需更大樣本量和更長時間隨訪研究評估最佳運動方案，以指導運動處方的制定。
5.3 運動與外周動脈疾病（peripheral arterial disease，PAD）
PAD是動脈粥樣硬化所致外周動脈狹窄或閉塞的疾病，隨病情進展出現間歇性跛行和靜息痛。因與動脈粥樣硬化性心血管疾病具備共同的病理生理基礎，PAD患者常合并冠心病、腦卒中等，遠期易發生心血管事件。低水平PA與踝肱指數降低及PAD風險增加相關。PAD治療重點是減少下肢負擔和心血管事件發生，而規律PA和改善CRF是PAD預防和治療的有效手段[43]。PAD患者由于內皮受損引發血管舒張功能障礙，血管狹窄導致肌肉缺血，無法滿足下肢肌肉收縮的高代謝需求，日常活動功能受限。而運動可增加肌肉毛細血管密度，恢復外周血管舒張功能，進而改善患者日常活動能力及生活質量[44]。對于PAD的運動處方，ASPC指南建議制定有專業人員監督的運動計劃，每周3次，持續≥12周；上肢或下肢抗阻訓練可提高PAD患者步行耐力，而聯合步行訓練較單純抗阻訓練效果更佳[45,46]。PAD患者運動的最佳強度尚無定論，但近期研究[47]顯示，與低強度運動組和非運動對照組相比，以高強度運動為基礎的家庭運動干預可顯著改善6分鐘步行距離。ASPC指南提到了一種基于跑步機的監督運動訓練（SET）對有或無跛行的PAD患者均有效，可改善患者行走能力和整體生活質量。家庭高強度運動訓練聯合階段性運動教練專業評估可能是改善PAD患者運動功能及預后的有效方式[48]。然而，許多患者無法進行SET治療，需要新的替代方案如家庭治療，以改善PAD癥狀。
6 運動相關心血管風險
6.1 運動相關心血管事件風險
由于心血管疾病的復雜性與危險性，需詳細了解運動過程中可能伴隨的風險。運動期間心血管事件的發生與運動強度有關，低至中等強度運動時發生風險相對極低，與靜息時相近；而高強度PA（≥6MET）可誘發斑塊破裂、血栓形成、冠狀動脈痙攣，增加急性心肌梗死、心源性猝死、出血性和缺血性腦卒中的發生風險[49,50]。久坐不動、無運動習慣人群突然進行高強度PA，心血管事件發生率急劇增加；而每周進行1～2次高強度PA，運動期間心血管事件發生風險顯著降低，并隨高強度PA頻率的增加而降低[51]。久坐不動人群開始運動計劃時，建議從低至中等強度（2～3MET）開始，持續2～3個月后逐漸增加運動強度，以減少運動強度增加可能導致的心血管風險。
6.2 高風險運動類型
突然、劇烈的高代謝水平無氧運動更可能引發急性心血管事件，這些運動包括水上項目、高山滑雪或越野滑雪、揮拍類運動、HIIT和競技體育活動（如足球、籃球、排球）。高海拔或寒冷環境下的運動也存在較高風險，寒冷環境中腎上腺素急劇增加，冠狀動脈痙攣、收縮，左心室負荷增高，血小板聚集和血漿粘稠度增加，使急性心血管事件發生風險升高[52]。心血管疾病患者應避免此類運動。
6.3 減少運動相關心血管事件風險的策略
ASPC指南認為，預防中老年人運動相關急性心血管事件的重要方法是定期進行MVPA以維持或增強CRF。對于日常習慣久坐不動人群，應避免突然進行劇烈運動，先進行中等以下強度預適應。注意運動前熱身和運動后放松；運動過程中注意監測心率，避免持續超過目標心率；運動過程中如出現胸痛、胸悶、頭暈、心悸、呼吸異常急促等不適癥狀時，停止運動；盡量減少競爭或身體對抗性運動，避免高海拔、寒冷、高溫環境下運動。
7 運動干預相關爭議問題和特殊考慮
MVPA前進行醫療篩查和評估的價值尚存爭議。2018美國預防服務工作組建議：不必將運動測試作為常規篩查來預防心血管事件，包括患糖尿病的高危人群[53]。無癥狀者（包括合并多種風險因素、冠狀動脈鈣化積分升高、有早發冠心病家族史的久坐不動人群，或臨床醫師懷疑可能忽視癥狀或未提供準確病史的患者）在開始運動計劃前（尤其打算進行高強度運動）進行運動測試可能會從中獲益。
新技術的發展和應用為結構化運動提供了另一種方式。手機或電腦的運動相關游戲、應用程序以及活動追蹤器（如計步器、心率監測器）等電子設備可促進運動計劃的參與，提供每日運動目標提醒，監督運動計劃的執行[54]。運動視頻游戲的運動強度在1.5～5.6 MET，相當于慢速、中速和極快的步行速度，也可滿足每日或每周有氧運動要求[55]。對于久坐不動人群，改變生活方式、開始參與運動計劃有一定困難，臨床醫師應采取基于研究數據的咨詢策略使其樹立健康意識，促進其改變生活方式，如評估心理準備情況、采取“5A”法改變行為、通過降低運動目標來克服惰性[56]；根據個體情況采取結構化運動、增加日常PA或二者結合。
8 結語
PA缺乏是公認的過早死亡的最大決定因素[57,58]，但許多臨床醫師和公眾往往低估了PA及改變生活方式的有益影響。PA作為一種強大的生理刺激，是心血管疾病非藥物治療的重要“佐劑”。盡管由于心血管疾病的復雜性，運動過程中可能存在一些潛在風險，但必須充分了解運動帶來的益處遠高于其潛在風險，不可因噎廢食。MVPA相較低強度PA可獲得額外的健康益處，對于無運動基礎的人群及心血管疾病患者，通過改變久坐行為，早期由低運動強度開始，循序漸進，逐漸提升CRF，維持心肺健康，使其終身受益。近年來我國老齡化程度日趨嚴重，心血管疾病患者數量位居全球第一，同時也呈現低齡化趨勢。運動是動脈粥樣硬化性心血管疾病零級和一級預防的重要環節，也是心臟康復二級預防中非藥物治療的最佳手段[59]，由于我國“體醫分離”且臨床醫師更依賴于藥物治療，往往忽視了運動干預“治未病”的效果。同時我國醫務人員普遍缺乏運動訓練學相關理論知識，制定運動處方的能力不足。我國可借鑒西方發達國家體醫融合的理念，關注運動在心血管疾病預防和治療中的重要作用，以減少發病率，降低復發率和死亡率，提高患者生存質量，節約醫療資源。
聲明 本研究不存在利益沖突。
