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第十章 水平律动改善缺氧性心脏病

心脏血管疾病是先进国家非常流行的慢性病。而且心脏病是最常见的死因,其中以「缺氧性心脏病」最多,包括心绞痛与心肌梗塞。如果能够预防降低改善缺氧性心脏病便可以降低许多不必要的痛苦残障死亡。传统上有许多治疗药物及治疗方式。
  本章主要探讨水平律动是否可以改善缺氧性心脏病。从前面几章的探讨,我们了解透过血流剪力,水平律动能刺激血管内皮细胞产生大量一氧化氮及像「前列环素」、「第二型前列腺素」、「组织型血纤维蛋白溶解酶原活化剂」、「肾上腺髓质素」等有利物质,可以松弛血管、抑制血小板凝固、降低发炎、减少血栓、抑制动脉的粥状硬化、溶解血栓等用途来保护心脏细胞,预防心脏缺氧伤害。可见水平律动应该可以预防缓解改善缺氧性心脏病。


  透过许多实验证明接受水平律动后,不幸发生心肌梗塞,面积能明显减少41%,而且动物的左心室功能及收缩力也比对照组好。研究也发现水平律动可以增健康者与心脏病人的冠状动脉血流储备值,对于糖层病人,可以同时改善他们冠状动脉的功能与他们的血糖控制。冠状动脉的功能的改善原因是透过水平律动后增加微循环的扩张,血氧与浸润。
  心绞痛病人效果颇好,只要经过20次水平律动后,运动心电图检查可以发现运动耐受力明显进步,核医扫描也可以发现休息「腺核苷酸灌注」明显进步,而且「左心室重塑」也获得改善。对于缺氧性心脏病人,甚至只进行一次的水帄律动,他们的冠状动脉血流储备值就有改善。另外可以发现水平律动增加「血管内皮母祖细胞」能补充死去的内皮重健功能。也就是说使用水平律动来治疗心绞痛病人,可以改善运动能力、降低心肌缺氧与增加左心室功能。
  中到重度的心脏衰竭病人,使用水平律动许多指标都会进步。如「6 分钟行走距离」、缺氧皮膟温度提升及间歇性跛行与生活质量。
  对于陈旧性心肌梗塞患者,接受水平律动后,周边血管阻力降低,病人运动耐受度明显增加。45分钟的水平律动相当于45分钟的中等强度的运动效果,对于心脏病患者,可以替代正常的运动而且可避免氧化压力伤害。
  由于许多病人在进行心导管及装支架后,会有「支架后再狭窄」而需再做,水平律动可以提升「肘部血管血流媒介扩张能力」,改善血管内皮功能,而降低支架后再狭窄的机会,降低支架后再狭窄机会。最后对于严重心绞痛但不适合做冠状动脉再成形术或冠状动脉绕道手术患者,要改善冠状动脉缺氧情况,必需增加冠状动脉侧枝循环,非药物的方法只有三种:运动、水平律动与「体外反搏疗法」,水平律动可以向上调节细胞核制造与血管新生有关的蛋白质,增加血管新生,是最简单易做便宜有效的方法。

  以上种种证据,正如京都大学教授藤田正俊所说:「水平律动这些充满展望的成果,提供了一种崭新治疗各种不同心脏血管疾病的可能策略。」


心脏病盛行


  所有国家都会分析人民的死因,做为公共卫生施政的参考。像美国,几十年来,排行第一都是心脏病。2011 年美国死于心脏病人数高达 60 万人,帄均每天有 1640 人,每分钟不只 1 人。其中以「缺氧性心脏病」最多,有 37 万多人,占了三分之二,其次为「动脉粥状硬化」13 万人,占 21.6%。缺氧性心脏病中则是「动脉粥状硬化的缺氧性心脏病」最常有 25 万人,占67%,「急性心肌梗塞」第二名有 12 万人,占 32%。
  而台湾 2013 年十大死因依序为:
  (1)恶性肿瘤;(2)心脏疾病;(3)腻血管疾病;(4)糖层病;(5)肺炎;(6)事故伤害;(7)慢性下呼吸道疾病;(8)高血压性疾病;(9)慢性肝病及肝硬化;(10)肾炎、肾病症候群及肾病变。

  可见心脏血管疾病排行 2,3,8。如果将糖层病与肾病也考虑进去,那就占了一半。虽然美国还是比台湾高,但是美国这几年心脏血管死亡率逐年降低,台湾却因西化饮食与老年化影响,上述疾病逐年增加。
  「心脏」是身体的马达,负责泵浦输送血液及供应氧气给全身所有组织与细胞,健康的人每天心跳约十万次,要打出 8000 公升以上的血液,流经全身各处。为了维持这样长年不休的剧烈运动,心脏本身也需要充足的养分与氧气,而环绕在心脏表面的冠状动脉(coronary artery),就是供应心脏氧气和养分的重要血管。主要有三条:(一) 「左主冠状动脉」,有二分枝,「左前降冠状动脉」及「左回旋冠状动脉」;负责供应心脏前侧及左侧血流 (二) 「右冠状动脉」。负责供应心脏后侧及右侧血流。
冠状动脉心脏病
  「冠状动脉心脏病」或称为「冠心症」是指由于冠状动脉无法充分供应血液给心脏,导致心肌缺氧的疾病,心肌缺氧有时泛称为「缺氧性心脏病」(ischemia),由于缺氧导致胸口紧张、疼痛常称为「心绞痛」(angina)。更严重血管阻塞导致心肌坏死则称为「心肌梗塞」。「冠状动脉心脏病」主要原因就是动脉粥状硬化。
  心肌梗塞常会致命。病情轻微者可能只感到胸闷;严重者可出现严重心律异常,发生猝死或出现休克、肺水肿、心脏衰竭而死亡。急性心肌梗塞是否死亡与急救时间息息相关,发作 6 小时内就医的死亡率为 6%, 12 小时内就医的死亡率为 8%,发作超过 12 小时以后才就医,死亡率达 16%。病患之预后则与梗塞范围的大小、侧支循环产生的情况以及治疗是否及时有关。过去急性期住院病人死亡率一般三成左右,如果住进加护治疗可降至15%,加上血栓溶解治疗可降至 10%。(图 23)

 


 图 23: 心肌因为动脉粥状硬化阻塞而导致心肌梗塞

  药物治疗上可使用抗血小板药物(如阿敦匹灵、保栓通),抗凝血药物以防止进一步血栓形成阻塞血管。胸痛可给硝酸盐药物或低剂量吗啡,也可使用低剂量血管扩张剂或 β 阻滞剂。是否给予血栓溶解剂则需视病人状态及梗塞是否在十二小时内。
  接下来就是利用冠状动脉气球扩张术。利用心导管,从下肢股动脉(或上肢桡动脉)进入,利用导线,将气球置入冠状动脉狭窄部位将气球扩张,利用其压力将已阻塞部分撑开清除血栓以增加血流量。也可以使用心导管将「血管支架」送入冠状动脉狭窄处置放,减少血管再阻塞机会。如果病人有心脏衰竭而引貣之低血压休克,可使用主动脉内辅助气囊帮浦术。它可以增高舒张期动脉压,增加冠状动脉灌流并降低心脏之后负荷。
  血管状态太差无法使用心导管或使用心导管治疗失败者;及有心室中隔缺损,二尖瓣逆流,心脏破裂等病人,则需考虑紧急冠状动脉绕道手术。
  预防上主要是持续控制各种慢性病,如高胆固醇、高血压、糖层病。还重要的是生活型态的改变,如戒烟、减重,清淡的饮食、适当的运动、平和的心情、充足的睡眠等。


知识易拉罐:急性心肌梗塞
  根据 WHO 定义,在下列三种情形中,出现二种以上,包括(一)缺血性胸痛;(二)心电图呈现序列的变化;(三)心肌酵素的上升及下降,即可诊断为急性心肌梗塞。所以必需依赖心电图及抽血检查。如无法立即诊断时,有时需等待一段时间再追踪心电图及心肌酵素变化来确定。对于部分诊断欠明的病人,可以需使用核子医学的检查或心脏超音波评估心壁运动状况作为参考。
水平律动与缺氧性心脏病
  关于水平律动对于缺氧性心脏病的效果,我们在前面已看到不少小猪的实验,无论使用各种方式使小猪缺氧甚至心跳停止(电击、放血、窒息、动脉结扎),水帄律动都证明能有效保护心脏,增加存活率,降低缺氧伤害及后遗症,保持心脏正常功能。

实验 1:水平律动对于冠状动脉结扎老鼠的效果


  在看人体实验前,我们先温习乌拉许(Uryash A)医师在 2012 年进行的实验,他直接结扎老鼠的冠状动脉,然后再观察水平律动的效果。他将老鼠分成四组,实验组有三组,老鼠事先先接受一天、三天或七天每天一次 60 分钟的水平律动,另外一组做对照组未接受律动。在律动停止 1 天后开始实验,他将所有老鼠心脏的左枝冠状动脉结扎 30 分钟,以产生临床上的心肌梗塞,然后给予再灌注 90 分钟,接着再观察这群老鼠的生存情况及后遗症。
  他发现事先接受过水平律动的老鼠,都可以存活90分钟,比没有律动组老鼠活得久,而且心肌梗塞面积明显减少,律动3天那组降低41%,律动7天那组降低 38%。而且律动组老鼠的左心室功能及收缩力都也明显比对照组好。 (199)
  这实验非常直接,成果也明确,但人不是老鼠,也不能在人体重复那样的研究,所以在人体的效果如何呢? 以下,我们来看看水平律动对于心脏病人的临床研究。

 

实验 2: 水平律动增健康者与心脏病人的冠状动脉血流储备值

 

  日本大阪市掖济会医院(Ekisaikai)的心脏科医师福田翔太(Shota Fukuda),他以 15 位健康者与 20 位有冠状动脉疾病者做研究。所有人都先接受水平律动,利用精密的「经胸多卜勒超音波」测量冠状动脉左前降枝的动脉血流储备值(coronary flow reserve)。他发现血压与心跳前后测并没有差异,但是血流储备值,在这些经过水平律动的健康者与病人都明显增加,帄均增加 12.1% (从 3.3 到 3.7p<0.001)。(注:CFR 的正常范围为 3~6)
  接着它使用心导管造影,发现有冠状动脉病一组 20 人中有 8 位有冠状动脉左前降枝的血管狭窄,但即使这些心血管狭窄患者,经过律动,其血流储备值也明显增加 0.3 (2.4 到 2.7,p<0.01),增加12.5%。 所以福田翔太结论是水平律动对于健康人与有冠状动脉疾病者,都可以改善冠状动脉血流储备值。血流储备值增加后,对于健康者可以增加心肺功能、预测心脏病;对于冠状动脉疾病者则能够提高运动耐受度,增加生活质量、降低缺氧机会;而且减少心肌梗塞机会。(75)


知识易拉罐:冠状动脉血流储备值(coronary flow reserve,CFR)
  健康的心脏在休息时, 左心室血流约为每 100 公克每分钟 80~100ml, 当剧烈运动时会上升到 400~500ml。在冠状动脉扩张血流增加到最大时,与休息状态下的血流比值,即称为冠状动脉血流储备值,正常 CFR 为 3~6。
  在临床上可以用它来评估冠状动脉的功能、病变程度和心肌微循环状
态,也是评估冠状动脉绕道手术、和气球扩张术预后的良好指标。

实验 3: 水平律动增糖层病患者的冠状动脉血流储备值


  日本大阪大学医学院的阪口三云(Mikumo Sakaguchi )找来 8 位糖层病患者,进行 45 分钟的水平律动,前后使用超音波检查「冠状动脉血流储备量」(coronary flow reserve,CFR)。他发现水平律动可以使增加「冠状动脉血流储备量」从 2.3 提升到 2.6,增加 13% (p=0.02) (175)。

  日本京都大学的河野靖(Yasushi Kono)也有类似的发现,二十位糖层病人在经过水平律动训练后,病人的「冠状动脉血流储备量」从2.5 提升到 2.9,增加 16% (p<0.05)。他进一步使用心导管造影发现,这 20 位糖层病人其中有 11 位有左侧支冠状动脉的狭窄。这些已有心脏缺氧的病人人使用水平律动也同样有效,他们的「冠状动脉血流储备量」也从 2.3 提升到 2.5,增加 8.7% (p<0.05)。(97)      

  日本大阪市掖济会医院医师福田翔太(Shota Fukuda)也有类似的发现,他发现水平律动对于糖层病人,不仅改善他们的血糖控制,同时也能改善他们冠状动脉的功能。冠状动脉的功能的改善原因是透过水平律动后增加微循环的扩张,血氧与浸润。(76)

实验 4: 水平律动改善心绞痛病人心脏功能,增加内皮祖细胞


  日本京都大学的心脏学科藤田正俊教授 (Masatosh Fujita)研究显示对于心绞痛病人只要经过20次水帄律动后,再做一次运动心电图检查,可以发现他们心脏的运动耐受力明显进步。另外这些病人接受核医扫描摄影时,可以发现在休息与「腺核苷酸灌注」时,分数都有明显进步,而且「左心室重塑」现象也有改善。对于这些缺氧性心脏病人,甚至只进行一次的水平律动,他们的冠状动脉血流储备值就有改善。
  除了增加血流及释出一氧化氮改善缺氧情况外,藤田正俊还发现一个特殊的原因,那就是水平律动会增加「血管内皮母祖细胞」(endothelial progenitor),这些特殊多血管内皮细胞是从骨髓来的,会去修补死去的内皮,并重健功能。缺氧性心脏病人的「血管内皮母细胞」通常都不足。水帄律动可以增加这些由于血管内皮母细胞,所以可以降低缺氧的伤害。所以藤田正俊结论说:「水平律动这些卓越的成果,提供了一种崭新治疗各种不同心脏血管疾病的可能策略」。(74,217)

实验 5: 水平律动改善心绞痛病人运动能力及心肌缺氧


  日本大阪市北野(Kitano)医院的宫本昌一医师(Shoichi Miyamoto) 找来 26 位心绞痛病人,这些病人虽然严重但因为某些情况,还不适合做冠状动脉再成形术或冠状动脉绕道手术。他将这些人随机分成两组,一组当对照组,一组当实验组给与全身水平律动,每天一次,每次 45 分钟,速度为 2 ~ 3 Hz,每周 5 次一共 4 周,20 次律动。接着他使用运动心电图及「核子医学扫瞄」检查心脏功能的改变情形(adenosine sestamibi myocardial scintigraphy) 。
   之后这些人再去跑运动心电图时,他发现到有接受律动的病人可以忍受的时间比对照组延长 53% (p<0.01)才出现异常心电图波形;「心跳收缩压乘值」(double product),此数值越高表示心脏功能越好,在律动后明显进步 23% (p<0.05)。利用核子医学扫瞄时,在腺核苷酸灌注时,心脏缺氧严重度分数比没有接受水平律动的一组平均降低6分(进步 30%)(20 到 14, p<0.05);而休息严重度分数时,分数也降低 5 分(进步 38%)(13 到 8 , p<0.05), 表示缺氧与潜伒的心肌面积减少。
  休息时,核医扫描图可以显示左心室舒张快结束时的心室容积,去计算出一指数,称为「左心室舒张末期容积指数」(LV end-diastolic volume index) ,此指数越低越健康,在水平律动组可以明显比对照阻降低 18% (从 73 掉到 60ml/m², p<0.05)。而且「左心室搏血分率」(LV ejection fraction)代表心脏打出血液的力量,接受水平律动后也进步,增加 10% (从 50 升到 55p<0.05)。
  至于没有接受律动的病人,这些数值前后比较都没有改变。可见使用全身水帄律动来治疗心绞痛病人可以改善运动能力、降低心肌缺氧与增加左心室功能。(126) 


 实验 6: 水平律动改善心肌梗塞病人运动能力及心肌缺氧


  宫本医师还有一个实验,那次的设计类似,但研究对象不一样,对象是26位不适合还没有接受过「经皮冠状动脉介入手术」或「冠状动脉绕道术」的陈旧性心肌梗塞患者实验。病人随机分成两组,实验组接受 2-3Hz,45分钟的,每周五次,时间4周,总共20次的水平律动,对照组没有。
  他比较实验组在水平律动前后数值的差异。首先它看运动心电图,他发现做过水平律动后,发生缺氧的时间比未做之前,从4.4分钟延长到6.4分(p<0.05)(增加45%)。「心跳收缩压乘值」(double product),此数值越高表示心脏功能越好,在律动后也比原来有明显进步12.7% (p<0.05)。这表示水平律动透过中枢与周边血管的效果,改善运动时病人心脏的耐力。
  使用核医扫瞄检查可以看到「左心室舒张末期容积指数」(LV end-diastolic volume index)在律动后降低18.6% (p<0.05), 此值越低表示心脏越健康。另外「左心室心搏分率」(LV ejection fraction) 在律动后明显增强,增加10%,从50 %增加到55 % (p<0.05)。
  心肌梗塞后会导致「左心室重塑」,这是一种恶化的心脏调整,会严重影响心脏功能。水平律动的结果显示可以逆转心肌梗塞后的「左心室重塑」 (reverse of the LV remodeling after MI)。      比较「腺核苷酸灌注的核医显像心肌梗塞严重分数」 (severity score of myocardial scintigraphy during adenosine infusion)在律动后降低30%,从20掉到14 (p<0.05), 而「休息严重分数」(resting severity score)也降低38%,从13掉到8 (p<0.05), 这表示心肌梗塞面积及潜伒的心肌缺氧面积都减少。
  这些表现只出现在接受过律动的病人,未收受水平律动的对照组病人则所有指标都没有改变。所以宫本的结论是:「使用水平律动治疗,对于心绞痛患者,透过中心及周边血管扩张效果、可以改善运动能力、降低心肌缺氧,及左心室重塑 。水平律动可说是一种新颖的心绞痛与陈旧心肌梗塞的辅助治疗模式。」(125)


知识易拉罐:左心室重塑(LV remodelling) 
  左心室重塑是指在急性心肌梗塞后,会导致左心室大小、形状和组织结构的变化过程。在梗塞区心壁的心肌会变薄、拉长,甚至膨胀出去而变形;非梗塞区心壁的心肌会反应性肥厚、伸长,导致左心室进行性扩张和变形,此种重塑过程会恶化心脏功能。急性心肌梗塞左心室的重塑与后期心脏破裂、真(假)室壁瘤形成、心脏扩大、心脏衰竭等严重并发症息息相关。

实验 7: 水平律动改善心脏衰竭病人运动能力


  瑞士苏黎世大学医院的柯霍(Malcolm Kohler)利用稳定状态的心脏衰竭病人来做实验,这些病人情况都不好。左心室博血分率(LVEF)小于 35%, 而依照纽约心脏学会心脏衰竭分级(NYHA stage)都大于第二期,其中有6位还合并有周边动脉阻塞导致的间歇性跛行。它给予这些对象每天40 分钟, 一周5天,总共5周的水平律动治疗。
  结果这些中到重度的心脏衰竭病人,许多指标都进步。「6分钟行走距离」增加105公尺(p<0.05),缺氧皮膟温度提升(p<0.05)。而6位间歇性跛行患者中4位,无论在行走距离,生活质量与下肢温度都得到改善 (p<0.05)。可见对于用药后症状仍无法改善的严重心脏衰竭患者,使用水平律动数周可以改善生活质量与运动能力。(96) 所以柯霍命名此篇研究为「水平律动:一种心脏血管疾病的新治疗」


实验 8: 水平律动协助心脏衰竭患者运动     


  心脏衰竭是指因为各种原因导致心脏肌肉受损或负荷过度,以致无法输送足够的血液供给身体之需要;病人由于缺氧会有明显的动作时呼吸喘。常见的原因有心肌缺氧或心肌坏死,心肌病变,高血压危象,主动脉瓣膜狭窄,心脏瓣膜闭锁不全,严重心律不整等。由于心肌缺氧,在运动时,无法适当提升血氧供应,所以慢性心脏衰竭经常无法运动。
  宫本昌一医师以一群慢性心脏衰竭与陈旧性心肌梗塞患者做研究。他给与这些人水帄律动训练。发现经过水平律动训练后,这些病人的运动耐受度明显增加。原因是周边血管阻力降低的关系,而周边血管阻力降低则是因为一氧化氮的作用。所以宫本指出「水平律动可以改善慢性心脏衰竭与陈旧性心肌梗塞患者的运动耐受力」(Miyamoto S, BIT’s 2nd Annual International Congress of Cardiology 2010)

实验 9: 水平律动协助无法运动者

 

  这与日本滋贺大学医院研究员松元(Matsumoto T)的研究结果类似,不同的是松元以健康人做研究。松元给予一般静坐工作健康人水平律动(2-3 Hz,2.2 m/s2),每天45分钟,4周后,使用血管超音波检查。
  他发现手臂肱动脉的血管扩张比例比接受律动前增加15%( 7.3到8.4) (p<0.05),但没有接受律动或仅使用硝化甘油含片的对照组则没有改变。所以他认为水平律动改善静坐工作者血管内皮功能,对于受到运动限制的病患,是一种替代主动运动的选择(117)。

实验 10: 水平律动协助心脏血管病人运动


  运动对于心脏血管疾病病人十分有益,对于急性心肌梗塞病人,在急性期过后4-6周,就该迅速恢复运动,如此可以降低左心室的重塑与恶化。(83) 较新的研究甚至认为应该在3-7天就开始,而且至少运动要持续3个月以上,而且中断的话,保护心脏的效果就消失。(84)
  但是实际上叫一位急性心肌梗塞病人去从事中等强度以上的运动,非常困难,不仅是意愿与决心问题,而是有实际的生理能力问题。
  宫本昌一医师研究一群无法或不愿意每周五天每天运动30分钟以上的心脏血管病人,他发现如果这些病人改用每天一次,每次45分钟的水平律动,病人可以轻松做到而且可以取代一般运动,改善他们的内皮功能。(127) 
  萨克纳医师则做实验证明45分钟的水平律动效果相当于快走慢跑等中等强度的运动45分钟。怎么说呢? 一般评估运动强度(轻、中、重度运动)是看心跳速度。计算方法是以220减去年龄,此值称为「最高心率」。最高心率的65 - 75%称为中等强度运动;超过75%则是剧烈(重度) 强度运动。萨克纳医师让受詴者跑步到轻度运动(心跳增加56%)与中度运动(心跳增加67%),然后分析他们心电图的「动脉切迹」与「a/b比率」。他发现轻度运动对于动脉切迹与a/b比率没有影响;但是中度运动与水平律动一样,可以明显降低动脉切迹,而且提高a/b比率。45分钟的水平律动,对于心血管释出一氧化氮的效果相当于45分钟的中等强度的运动效果。由于水平律动不是剧烈运动,也没有氧化压力的困扰,对于心脏血管病患者是理想取代正常运动的方法。(158)

支架后再狭窄与内皮功能

  心血管狭窄或阻塞导致缺氧或心肌梗塞时,心脏科医师会紧急为病人进行心导管及装支架,但装支架后病人从此就没事了吗?当然不是,还是有许多病人会「支架后再狭窄」 (in-stent restenosis),而需要再重做。到底是那些人会重温噩梦?挪威医师牧克(Munk PS)发现主要是内皮功能的好坏。
  他找来 100 个有冠心症或心绞痛接受过经皮冠脉介入术percutaneous coronary intervention (PCI)的病人,使用超音波检查代表内皮功能好坏的「肘部血管血流媒介扩张能力」。然后持续追踪1年半,其中有20位出现临床上的再狭窄。他比较有再狭窄与没有再狭窄病人的「肘部血管血流媒介扩张能力」,定义是低于 4.5%就算内皮功能异常。结果发现有再狭窄这组的内皮功能差近一半(5.8 vs. 9.0, p=0.005),胜算比为4.5倍,而且所有变量中,只有内皮功能一项可以预测病人的血管是否会再狭窄。(131)
  此与意大利佩吉(Patti G)的以 132 心脏病人追踪研究一致,胜算比也是 4.5 倍,佩吉另外发现肘部血管血流媒介扩张能力大于 7%的病人只有 4% 出现支架后再狭窄;而扩张能力小于 7%的病人却有 28% 出现支架后狭窄(P=0.0001)。
  另一篇研究也显示内皮功能是唯一可以预测病人未来心血管事件的变量,而且与心血管事件及支架后再狭窄高度相关。「肘部血管血流媒介扩张能力」所代表的内皮功能在预测未来心血管事件的敏感度为93%,特异度为 37%,阴性预测值为 95%。(25) 德国施洛德 Schroedern 研究 21 名,发现在冠心症者的「肘部血管血流媒介扩张能力」帄均不到正常人的一半 (3.7% vs 7.01%,p<0.001)。他发现在诊断冠心症使用「肘部血管血流媒介扩张能力」的敏感度为 71%,特异度为 81%,阴性预测值 41%,阳性预测值 95%。与其他方法比较:使用心绞痛诊断标准敏感度为 95%,特异度为47.6%,使用运动心电图敏感度为 82.4%,特异度为 57.1%,使用心肌灌注造影敏感度为 100%。可见使用「肘部血管血流媒介扩张能力」在预估冠心症的特异度最高而且也够敏感。(166)
  海复旦大学胡 Hu R 追踪 279 位胸痛做过冠脉血管造影病人,每一位都检查「肘部血管血流媒介扩张能力」及「颈动脉内膜厚度」,追踪后发现只有「肘部血管血流媒介扩张能力」可以,颈动脉内膜厚度没法,预测未来的心血管事件。他们最特别的发现是性别差异。对于那些内皮功能受损者但还没有明显冠心症的女性,特别容易产生心血管事件(11.9% versus 1.6%),对男性胜算比为 8.54 (OR = 8.54, p = 0.033)。(87) 这表示改善女性的内皮功能在预防心血管事件上效果会更宏着。
  以上的研究简单来说就是:「心脏血管有病的人,血管扩张能力有问题;肘部血管血流媒介扩张能力是敏感工具可以侦测是否会再有支架后再狭窄等心脏血管事件的发生。」而水平律动可以改善内皮功能,增加肘部血管血流媒介扩张能力,因此得以降低支架后再狭窄及严重心血管事件的机会。


实验 11:水平律动可改善内皮功能降低支架后再狭窄


  日本国防大学医学院加护病房的高濑凡帄医师(Bonpei Takase) 研究发现透过45分钟水平律动,测量「肘动脉内皮功能」(brachial artery endothelial function,BAEF)明显进步17.2% (6.4增加到7.5, p<0.01)。(185)
  在2013年,高濑凡帄与服部秀美(Hidemi Hattori)医师使用较新的仪器研究水平律动对内皮功能的影响,发现单独一次的水平律动,「肘动脉内皮功能」即能明显进步51.5% (6.4增加到10.7, p<0.01),而未接受律动的对照组,则完全没有改变。(187) 
  可见,水平律动的确可以改善血管内皮功能,提升「肘部血管血流媒介扩张能力」,而降低支架后再狭窄的机会。它的原因也很清楚,是因为水帄律动增加脉动血流,刺激内皮细胞产生一氧化氮,而一氧化氮松弛血管,使得动脉扩张,降低所谓心脏打血的前负荷(preload),使得心肌能够休息而心脏缺氧情况得以改善。(159)


实验 12:水平律动提升冠状动脉侧枝循环


  日本京都大学的心脏学科藤田正俊 Masatoshi Fujita 教授在做过不少水平律动的实验后,2010 在亚太心脏学杂志发表一篇题目为「提升冠状动脉侧枝循环治疗的观念架构」(Conceptual Framework of Collateral-promoting
Therapy for Coronary Artery Disease) 的文章,对于严重心绞痛但不适合做冠状动脉再成形术或冠状动脉绕道手术患者,要改善冠状动脉缺氧情况,必需增加冠状动脉侧枝循环(coronary collateral circulation),非药物的方法只有三种:运动、水平律动与「体外反搏疗法」(Enhanced External Counterpulsation, EECP)。(73)
  关于水平律动增加血管新生长因子研究,我们已经于第六章介绍过日本熊本大学教授田务拓(Rokutanda Taku)结扎老鼠的后脚股动脉的研究。他发现经过水帄律动组 7 天后,老鼠除了刺激一氧化氮合成酶的制造增加外,血管新生成长因子的表现(angiogenic growth factor expression)也明显增加,水帄律动可以在受伤缺氧的后肢骨骼肌,向上调节细胞核制造与血管新生有关的蛋白质 vascular endothelial growth factor (VEGF), fibroblast growth factor 2 (FGF2), stromal cell–derived factor 1α 及 platelet-derived growth factor-B (PDGF-B) 都在一次水平律动后即明显提升,7 天的律动则可看到明显提高趋势。而且血管新生成长因子的生成是透过内皮型一氧化氮合成酶讯息路径。(154)由此可知,水平律动能够透过向上调节细胞核制造与血管新生有关的蛋白质,增加新生血管,对于冠状动脉的侧枝循环。


知识易拉罐:体外反搏疗法
  「体外反搏疗法」(Enhanced External Counterpulsation, EECP)是利用电腻、心电图与下肢加压带,心脏收缩时加压带放松,但当心脏舒张时,下肢的加压带即依序逐步充气从小腿到大腿到臀部,使动脉血液从周边逆流回心脏,增加舒张期的压力同时也增加了冠状动脉的血流量与心肌灌注。
  此法缺点是复杂,只能在医院中由医师或技术人员监控下进行,不像水平律动,无法自己操作。另外它有许多限制,以下病人并不适合使用「体外反搏疗法」,如控制不良的心衰竭患者、高血压超过180/110、心跳超过120下、严重心律不整、肺病、静脉炎、主动脉瓣膜疾病及血小板低下等凝血异常病人。
 

实验 13:水平律动提升心脏迷走神经活性,降低心跳并改善「心率变异」 


  日本防卫医科大学校病院加护病房的高濑凡帄医师(Bonpei Takase) 研究发现透过45分钟水帄律动可以增加心脏的迷走神经活动,降低心跳并改善「心率变异」(Heart Rate Variability, HRV)。(185)「心率变异」代表心脏跳动时每一个心跳之间的差异,与自律神经有关,所以也受到焦虑、紧张与心理压力影响。但长期的心率变异增加时,通常表示心脏功能出了问题。有心肌功能失调、心肌梗塞、心脏移植、糖层病神经病变者心率变异会明显增加。研究显示它可以预测心肌梗塞后的死亡率,「心率变异」高的病人死亡率甚至是低者的5.3倍高。(95)(37)
  可见降低心率变异对于心脏功能不正常者是很重要的好处。透过水平律动可以明显降低心率变异。心率变异检查主要透过心电图,但解释上有点复杂,检查的内容括 LF, HF, Mean RR, SDNN, SD index, rMSSD, pNN50 等等,许多是计算数值,在此不赘述。高濑凡帄医师另一个研究显示水平律动可以增加 Mean RR, HF, rMSSD 及 pNN50,明显增加心率变异的各项数值,改善心脏功能。所以高濑凡帄说「单次的水平律动即可有效快速的改善肘动脉内皮功能及提升心脏迷走神经活性,缓解缺氧性的心律不整。」(186)
  2013年高濑凡帄医师与京都的小谷田心脏医院(Iruma Heart Hospital)永田雅宜教授(Nagata Masayoshi)利用一种新的仪器再进一步研究,他们找来 20位年轻人研究水平律动与心脏自律神经系统关系。发现透过45分钟的水平律动心跳可以降低7.5% (66到61,p<0.05);「肘动脉内皮功能」(brachial artery endothelial function,BAEF)指针「血流媒介的血管扩张比例」(FMD%) 更明显进步66% (6.43%增加到10.67%, p<0.05);到最大血管扩张时间进步27%(从67秒到49秒,p<0.05);血流媒介的血管扩张面积更进步127%(从4.5 到10.2, p<0.05)。(187)
  此效果的原理在于一氧化氮可以透过下视丘-腻下腺-肾上腺荷尔蒙轴 (hypothalamus-pituitary-adrenal axis)影响自主神经系统,对抗压力。(43)而且是扮演抑制自律神经的活化迷走神经的作用。(178) 

  以上研究显示水平律动的效果除了透过内皮细胞细胞分泌的一氧化氮、前列环素、肾上髓素等外,可以透过抗氧化作用保护心脏血管,还能透过调解自律神经,降低心率变异,提升心脏迷走神经活性,缓解缺氧性的心律不整。

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