汪芳-运动改善血脂及预防CVD的科学解读
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导语

运动是心血管疾病预防、治疗、康复非常重要的策略和措施,适量的体力活动能够提高心肺耐力、降低心血管疾病的发生率及全因死亡率。随着健康中国建设、全民健身国家战略的深入实施,国家基本公共卫生服务水平不断提高,人民群众通过健身促进健康的意识日渐增强,参加体育锻炼人数比例持续增长。在阜外血脂暨心血管代谢医学高峰论坛上,来自北京医院的汪芳教授带来“运动改善血脂及预防CVD的科学解读”。

血脂代谢的途径

1.血脂异常现状

  • 2015年调查结果显示,中国居民总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、非高密度脂蛋白胆固醇(非HDL-C)、甘油三酯(TG)水平均较2002年升高。

  • 中国居民血脂异常主要类型是低HDL-C血症和高TG血症。

  • 血脂异常与2型糖尿病、高血压、动脉硬化、冠心病、脑梗死、心肌梗死等心血管疾病的发生呈正相关。

 

 

2.血脂代谢

食物中的长链脂肪酸在十二指肠吸收,在小肠黏膜细胞合成为TG。TG和胆固醇、蛋白一起,组装成CM,负责转运外源性TG和胆固醇。CM在血HDL的帮助下,HDL里面的apoC2可以激活小肠上皮细胞的脂蛋白脂肪酶(LPL),将TG分解为脂肪酸,给机体提供能量。

 

肝脏可以合成TG,组装VLDL,转运内源性TG、胆固醇。VLDL经过一路水解,变成IDL和LDL,LDL将内源性胆固醇转运到外周组织利用。

 

HDL是负责胆固醇逆向转运的,将外周的胆固醇转运至肝脏进行组装代谢,以胆汁酸形式排出体外。

 

运动中底物代谢的变化
  • 低强度运动时,脂肪中的甘油三酯开始水解成为脂肪酸,提供主要能量;

  • 在中强度运动,或耐力运动中,来自骨骼肌的肌内甘油三酯(IMTG)通过氧化提供绝大多数能量,糖氧化占比较少;

  • 当运动强度增加到60%-65%峰值VO2,脂肪酸利用率达到最大,IMTG的氧化率进一步上升;

  • 继续提高运动强度后,碳水化合物氧化供能比重逐渐增加,脂肪酸氧化供能占比逐渐减小。

 

 

下图左侧为脂肪氧化速率:随着运动强度的提升,脂肪氧化先升高,再降低。

下图右侧为碳水化合物氧化速率:随着运动强度的提升,碳水氧化逐渐增加。

 

 

运动对血脂谱的影响

1.有氧训练对血脂谱的影响

Kumagai,日本,1994年
  • 纳入10名绝经前肥胖女性,年龄32-49岁。

  • 6个月的踏车训练,频率每周3次,每次训练时间60分钟。

  • 训练后,体重显著降低4.1kg,HDL-C ↑8%ApoB ↓5%,TC/HDL-C ↓7%。

Varady,加拿大,2005年
  • 静坐的高血脂女性,随机分配至12周的有氧运动或力量训练组。

  • 两组血脂下降均不明显,HDL-C和TC ↓3%,ApoA1↑6%,ApoA1/ApoB ↑。

  • 规律的运动会改变LDL颗粒大小,降低动脉粥样硬化的发生。

Kodama,日本,2007年
  • 系统性评价meta分析,25个研究

  • 每周大于120分钟,或者大于900kcal消耗总量的有氧运动,HDL-C显著升高。

 

2.有氧运动的强度和时间对血脂谱的影响

Kraus研究,美国,2002年
  • 纳入111名轻度至中度血脂异常的久坐超重者;

  • 分为三个有氧训练组:高总量-高强度组,低总量-高强度组和低总量-中强度组;

  • 有氧运动对脂蛋白谱的影响与运动强度关系不大,与活动总量有关。

Holme,挪威,2007年
  • 纳入188名中年超重男性,为期1年有氧训练;

  • 运动组的ApoB ↓7.4%,ApoB/ApoA1 ↓10.8%;

  • LDL-C/HDL-C ↓13.8%。

王玥,中国,2018年
  • 纳入90例老年冠心病患者;

  • 中等强度运动和低强度运动组均可以降低TC和TG水平;

  • 中强度运动组血脂降幅更低,提示运动强度影响着血脂水平。

毛利伟,中国,2016年
  • 纳入60名冠心病合并糖尿病患者;

  • 三个组:有氧训练组,联合训练组(有氧训练+抗阻训练)和对照组,为期12周;

  • 有氧训练组和联合训练组的血糖、TC、TG、LDL-C显著↓,对照组血脂略↓。

 

3.运动训练对血脂谱的影响

Pan,中国,2018年
  • 37个RCT研究,2208位糖尿病患者;

  • 监护下有氧训练vs不运动:TC ↓20.24mg/ml,TG ↓19.34mg/dl,LDL-C ↓11.88mg/dl;监护下抗阻训练组vs不运动:TC ↓22.08mg/ml,TG ↓16.37mg/dl。

系统性评价网状meta分析
  • 组合训练组vs不运动:TC 25.76mg/ml,TG 37.20mg/dl;

  • 监护下有氧训练组vs组合训练:TC 23.92mg/ml;

  • 监护下抗阻训练组vs组合训练:TC 25.76mg/ml;

  • 组合训练组vs监护下有氧训练:TG 25.76mg/dl;

  • 组合训练组vs监护下抗阻训练:TG 29.44mg/dl。

 

4.有氧运动对血脂谱影响的系统综述

  • 纳入了个31项研究;

  • 超重人群、2型糖尿病和肥胖症患者以及男性的血脂情况在运动中改善更多;

  • 肾脏病患者方的血脂水平的改善并不显著;

  • 更长的身体活动时间和更高强度的运动在脂质谱上产生更显着的改善;

  • 不同研究的血脂改善指标不同,这些差异很可能是由于运动持续时间、运动强度和受试者的基础状态所致。

 

5.耐力训练对血脂谱的影响

Klapcinska,波兰,2013
  • 7名马拉松跑者,研究耐力训练后血脂的即刻变化;

  • 跑步后的首个12小时和24小时,TG ↓60%、LDL/HDL ↓26%、TC/HDL ↓24%、TG/HDL ↓75%,跑步后的48小时内缓慢回升。

  • HDL-C ↑13%-26%,48小时后恢复至基线水平。

Wu,中国台湾,2004年
  • 11例超级马拉松运动员,跑步后立即检测TG ↓30%,LDL-C ↓8%,TC/HDL-C ↓8%;

  • TG和TC/LDL-C在比赛后2天恢复到基线水平,LDL-C在比赛后9天恢复到基线水平;

  • HDL-C在比赛后立即↑15%,比赛后2-9天下降。

Vaisberg,巴西,2012年
  • 14名马拉松运动员,在马拉松前、马拉松中间和马拉松后72小时抽血;

  • 在马拉松中间,ApoB ↑12%和TG↑62%,磷脂、TG和非酯化胆固醇向HDL的转移率更高;

  • 长跑结束后立即减少,72小时后恢复至基线值。

 

汪芳教授所在课题组进行的耐力训练对血脂谱影响的研究中,于2022年11月对33名业余马拉松跑者在马拉松前、马拉松跑后即刻和马拉松两周后进行检测,相关数据不久也会公布,相信也会为耐力训练对血脂谱的影响增加一个新的证据。

 

6.抗阻训练对血脂谱的影响

Goldberg,波兰,1984年
  • 16周力量训练,女性TC ↓9.5%、LDL-C ↓7.9%,TG ↓28.3%;男性组,LDL-C↓16.2%,TC/HDL-C ↓21.6%,LDL-C/HDL-C ↓28.9%。

Ghanbari-Niaki,伊朗,2011年
  • 20名女性学生随机分到三组:40% 1RM、60% 1RM、80% 1RM强度和对照组;

  • 抗阻运动可↓ VLDL-C,而HDL-C、LDL-C和TC的变化并不显著。

高振华,中国,2019年
  • N=152,高脂血症,中年女性,随机分入中等强度(60% 1RM)和低强度(30% 1RM)组;

  • 12周训练后,TC、TG、LDL-C水平均明显下降,中等强度组血脂降幅更大。

谷崎,中国,2021年
  • N=67,糖尿病,分为3组:促进肌肉肥大组(70% 1RM,10-12重复*2 组),改善肌肉耐力组(40% 1RM,20-30重复*2组)和对照组;

  • 两个训练组的TC、TG、LDL-C均有所下降,HDL-C均有所提高;

  • 促进肌肉肥大的抗阻训练组,TG和HDL-C较治疗之前有显著变化,较对照组也有显著变化。

 

7.抗阻训练和间歇高强度抗阻训练对血脂、力量的影响

2020年,意大利一项研究纳入20例健康人,年龄22.15±1.95岁,随机分为两组:HIIRT组(N=11),6次重复,6RM,休息20s,3组;TRT组(N=9):15次重复,15RM,75s休息,3组。

 

 

结果显示,两组人群力量明显增强,两种抗阻训练对血脂影响不大。也就是说,中、低强度的运动健康获益是显著的,没必要强调高强度运动。

 

8.运动改善血脂代谢的机制

有氧运动对脂代谢的调节主要通过影响与脂代谢相关酶的含量及活性以及脂代谢的相关受体而引起血脂改变。

 

血浆脂蛋白脂酶(LPL)是水解TG的重要酶,可将其分解生成脂肪酸和甘油。LDL-C受体(LDL-R)是降解与摄取LDL胆固醇的媒介。

 

长期的有氧运动可使机体内LPL的活性提高,同时也会使肝脏的LDL-R活性增强。

 

运动对CVD预防及预后的作用

1.运动对CVD的影响

 

 

随着耐力训练量的增加,心血管健康明显提高。但过量的耐力训练增加房颤风险和导致心脏结构改变。所以,目前探索的焦点应该在更为合适的运动量和运动强度上。

 

 

2.运动产生有益生理的影响

生理上的好处:降低血压;提高胰岛素敏感性;改善心率变异性;减少心肌需氧量;保持合适体重;改善内皮功能;减少内脏脂肪含量;降低血液和血浆的黏度;增加毛细血管密度;增加线粒体密度;改善情绪和心理压力;减少系统性炎症;改善睡眠。

 

降低疾病发生的风险:高血压、骨质疏松、抑郁症、骨关节炎、代谢综合征、阿尔茨海默氏病、糖尿病、乳腺癌、结肠癌等。

 

3.运动训练改善CVD危险因素

(1)运动可有效降低血压

  • 运动可以改善血压水平。有氧运动平均降低收缩压3.84mmHg,舒张压2.58mmHg。

  • 队列研究发现,高血压患者定期锻炼可降低心血管死亡和全因死亡风险。

 

(2)运动可有效降低体重

合理的运动干预能减轻肥胖,提高肌肉质量和骨密度。

  • 一项纳入35个随机对照试验的Meta分析发现,有氧运动对降低内脏脂肪有显著效果(干预时间4周-2年,每次运动20-75min)。

  • 运动量与健康促进作用、心血管疾病死亡风险存在剂量依赖关系。

  • 对于超重或肥胖儿童,不管是否进行膳食控制,都应将运动作为体重管理的一部分。

 

(3)糖耐量受损危害可通过运动等生活方式调整得到降低

577名糖耐量受损受试者,438名被分配到运动干预组,138名被分配到对照组,随访30年。

 

运动干预组与对照组相比:可推迟糖尿病发病3.96年(中位数);糖尿病发病风险降低39%;心血管事件风险降低26%;复合微血管事件风险降低35%;心血管死亡风险降低33%;全因死亡风险降低26%;预期寿命平均增加1.44岁。

 

2019 ACC/AHA 心血管疾病一级预防指南

运动和身体活动建议:成人应每周至少进行150分钟的累积中等强度或每周75分钟的高强度有氧体育活动,以降低ASCVD风险。对于无法达到最低身体活动建议的成年人,进行少于这个推荐量的身体活动,也有利于降低ASCVD风险。减少成人久坐行为可以降低ASCVD风险。

 

  • 适量的运动能够提高心肺耐力、降低心血管疾病的发生率及全因死亡率。

  • 久坐行为与人群的全因死亡率、心血管发病率和死亡率升高直接相关。

  • 死亡风险随着久坐时间的增加而逐渐增加,随着体力活动运动量的增加而逐渐降低。

 

2002年,美国一项研究共纳入6213人,其中3679人有CVD,2543人无CVD,平均年龄59±11.2岁,平均随访6.2±3.7年。结果显示,峰值摄氧量越高,死亡率越低。目前,峰值摄氧量已经作为第五大生命体征在欧美国家被提倡。

 

4.运动训练对CVD预后的影响

Taylor,英国,2004年
  • 全因死亡↓20%(OR=0.8,95% CI,0.68-0.93);

  • 心血管死亡↓26%(OR=0.74,95% CI,0.61-0.96)。

Heran,加拿大,2011年
  • 全因死亡↓13%(RR=0.87,95% CI,0.75-0.99);

  • 心血管死亡↓26%(RR=0.74,95% CI,0.63-0.87);

  • 再住院↓31%(RR=0.69,95% CI,0.51-0.93)。

Kodama,日本,2009年

系统性评价,纳入33个研究。运动能力每↑1MET,全因死亡↓13%(RR=0.87,0.84-0.90);心血管事件风险↓15%(RR=0.85,0.82-0.88)。

 

有效、规律、适当强度的运动可促进心血管病患者恢复体能,改善心功能,提高生活质量,降低再住院率,降低再发心血管事件率和死亡率。

 

总结
  • 运动对脂代谢的调节与运动类型、时间、强度相关,个性化的运动方案有助于脂代谢的改善。

  • 有氧运动对脂代谢的调节主要通过影响与脂代谢相关酶的含量及活性以及脂代谢的相关受体而引起血脂改变。

  • 运动对脂代谢的调节主要体现在降低TG和升高HDL-C。

  • 运动对CVD的预防和预后的影响是全面的,血脂代谢改善只是其一个方面。

 

专家简介


汪芳

北京医院心内科主任 、主任医师、协和/北医博导、医学博士。北京医学会心血管病学分会常委、中国心衰联盟常委、中国女医师协会心脏与血管专委会副主任委员、北京药理学会临床药理专业委员会副主任委员。国家心血管病专家委员会心血管代谢医学专业委员会常委、中国医药卫生文化协会心血管健康与科学运动分会会长、中国老年学会心电与心功能分会 总干事、中华医学会心血管病学分会心血管病影像学组委员、中国医学影像技术研究会常务理事、中国医师协会超声心动图工作委员会常委。国家健康科普专家库成员、全国研究生教育评估监测专家库专家、国民营养健康指导委员会专家、食品安全风险交流专家库专家。《中华心血管病杂志》《中国医学影像》《中国全科医学等杂志》等编委,已发文章百余篇、多项国家级、省部级课题负责人。

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