逐级递增负荷对20～59岁人群脉搏波传播速度的影响

陈乐琴

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

按照自愿参加的原则，选取北京市海淀区企事业单位20—59岁人群266名，其中男性113人，女性153人作为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1问卷调查法通过PAR-Q问卷及普通调查，排除有心、肺、肝、肾等主要脏器疾病者。样本筛选：(1)一年内患有代谢性疾病者；(2)身体发育异常者；(3)体格检查异常者；(4)一月内患急性病者；(5)半年内肢体或关节有过骨折或脱位现象者。有以上任一种情况者均不能入选本研究的实验测试。受试者基本信息见表1、表2。

1.2.2实验法

(1)采用Inbody720进行身体成分测试。主要测试指标有身体质量指数(BMI)、体脂百分比、腰臀比等指标。根据WHO对亚洲人群BMI的分级标准，将测试人群分为正常人群(BMI≤23.9)、超重人群(24≤BMI≤27.9)肥胖人群(BMI≥28)。

(2)应用12导心电图(contex)和动态血压仪(Tango+)进行心电和血压的监测。整个运动前、中、后监测心电的变化，在运动开始前1min测量血压一次，以后每隔1min测量血压一次，直到运动结束15min。

(3)采用全自动动脉硬化测定仪(VP1000-Ⅱ，日本科林公司)测试臂踝脉搏波传导速度。要求病人仰卧，选用合适的袖带缚于上臂及下肢踝部，将电极夹在受试者的两只手腕上，进行心电图监护；将心音器放置在胸骨左缘第四肋间，检测心音S1和S2。仪器自动测试出baPWV值。

在运动前、结束后5min、10min、15min时分别测试不同年龄段人群baPWV值。

1.2.3运动负荷采用功率自行车(cortex custo ec300)，进行逐级递增负荷，起始功率为25W，两分钟为一个负荷等级，每一等级递增25W，共六个负荷等级，当负荷增至150W或当出现某一终止标准时立即停止运动，整个运动过程中转速始终保持在60转/分[1]。

1.2.4运动终止标准本实验采取逐级递增负荷试验，受试者年龄跨度较大，试验中出现下列情况之一者应终止试验：(1)症状：出现呼吸困难、紫绀、头晕、耳鸣、恶心、胸痛、极度疲劳、表情痛苦、面色苍白、身体摇晃等；(2)血压≥200/110mmHg,或者舒张压下降20mmHg以上；(3)心电图异常S-T段下降，心率失常等；(4)心率达到预计最大心率；(5)受试者提出停止测试；(6)受试者的主观感受(RPE) ≥17；(7)不能维持所要求的速度(10s)。

1.3 数据处理

采用Microsoft SPSS 16.0 for Windows软件包进行数据分析，对运动前、运动结束时的心率、血压，按性别、年龄段作一般描述性统计。使用方差分析(年龄作为调整因子)检验不同身体质量指数、不同年龄段人群在逐级递增负荷至终止时对心率、血压、臂踝脉搏波传播速度(baPWV)之间的相关性。

表1 男性受试者基本信息一览表

表2 女性受试者基本信息一览表

2 结果与分析

2.1 不同年龄段人群baPWV的变化(见表3)

从表3中可以看出，在安静状态下，男性baPWV值明显高于同年龄段女性，这种差别在20—29岁、30—39岁组尤为明显，而到50岁以后女性baPWV的值逐渐升高与同年龄段男性之间相比较，无显著性差异(P>0.05)。

表3 运动前后男女受试者PWV变化情况 (Mean±SD) (cm/s)

注：和20—29岁组比较，*代表P<0.01，#代表P<0.05，下同。

在运动后1min～3min ，男女受试者baPWV值均明显下降，且与安静时相比差异均有统计学意义(P<0.05)。整体上男性baPWV值下降幅度明显大于同年龄段女性；在男性群体中30—39岁人群运动后baPWV值下降最明显，运动后其值比安静时下降了172cm/s，而50—59岁只下降了130cm/s；随着恢复时间的延长，各年龄段男性的baPWV值均出现回升；到恢复5min时男性40—49岁组恢复速度最快，而50—59岁恢复最慢；恢复15min时，各组男性的baPWV值均未恢复到安静时水平，尤其是50—59岁组和其安静时比较，两者之间有显著性差异(P<0.05)。

而在女性群体中，在运动后1min～3min时各组人群的baPWV值均出现下降，其中50—59岁下降幅度最大，与安静时比较，下降了162cm/s，其余三组下降的值均超过100cm/s；到恢复5min时，50—59岁组恢复的值最小；到恢复15min时，50—59岁组人群baPWV值未回复到安静水平，而其余三组女性群体的baPWV值均恢复，且超过安静时水平，但与安静值比较无显著性差异(P>0.05)，见图1、图2。

从图1中可知，运动终止1min～3min时，各年龄组的baPWV值均急剧下降，而后随着恢复时间的延长逐渐“回升”；但是40—49岁组和50—59岁组在“回升”后又出现下降趋势，40—49岁组在恢复5min时baPWV又开始下降，继而又开始“回升”；而50—59岁组在恢复10min时baPWV又开始下降，直到恢复15min时其值仍低于安静水平。

图1 运动负荷前后不同年龄段男性baPWV值变化趋势

图2运动负荷前后不同年龄段女性baPWV值变化趋势

由图2可以看出，女性baPWV的变化曲线图出现明显的年龄“分层”，随着年龄的增长，曲线的基线逐渐升高；在运动终止1min～3min时，各年龄段人群baPWV都出现下降的趋势，50—59岁组下降的曲线最明显；然后随着恢复时间的延长，各年龄段女性的baPWV值又逐渐开始恢复，到恢复15min时50—59岁组的baPWV的点稍低于安静，其余三组女性的baPWV均已恢复且稍稍超过安静时水平。

2.2 不同BMI人群运动前后baPWV值的变化(见表4)

表4 运动负荷对不同BMI男女受试者PWV的影响 (Mean±SD) (cm/s)

从表4中可以看出，男女BMI肥胖组人群的baPWV值均高于正常组，且差异具有统计学意义(P<0.05)；超重组的baPWV也高于正常组，但与正常组差异不显著。各组男女受试者在运动后1min～3min时baPWV值均明显下降。在男性群体中，超重组和肥胖组人群运动后1min～3min的baPWV值明显高于正常组，有显著性差异(P<0.05)；各组男性人群的baPWV值随着恢复时间的延长而回升，总体上BMI正常组人群的baPWV值恢复的速度比肥胖组快；到恢复15min时各组男性的baPWV值均未恢复到安静水平。

在女性群体中，肥胖组人群的baPWV值始终高于BMI正常组，且形成显著性差异(P<0.01)。运动后1min～3min时，三组人群baPWV值下降的速度几乎一致，随着恢复时间的延长而逐渐回升；到恢复15min时，三组人群的baPWV值仍未恢复到安静水平。

不同性别BMI受试者在运动前后baPWV值变化趋势(见图3、图4)。

图3不同BMI男性运动前后baPWV值变化趋势

由图3可以看出，男性受试者中肥胖和超重组人群的baPWV值明显高于正常BMI组；在运动终止1min～3min时baPWV值下降，然后随着恢复时间的延长，baPWV值逐渐回升；正常BMI组baPWV值恢复速度最快，呈直线回升，而超重组baPWV值回升时稍有停顿，在恢复10min时，恢复曲线变平；到恢复15min时，三组人群的baPWV值均未恢复到安静水平。

图4不同BMI女性运动前后baPWV值变化趋势

由图4可以看到，不同BMI组女性受试者baPWV值在运动前后的变化曲线与男性基本一致，在运动终止1min～3min时明显下降，然后随着恢复时间的延长而逐渐恢复。

2.3 baPWV与运动终止心率等指标的相关性分析(见表6)

表6 男女性受试者ba PWV与运动终止指标的相关性

从表6中可以看出，男性安静时baPWV与运动终止时SBP和DBP呈中度正相关(r分别为0.528、0.544)，且有显著性差异(P<0.01)；与安静时脉压差(PP)呈中度正相关(r=0.464)，且有显著性；与运动终止时间呈中度负相关(r=-0.401)，有显著性；与运动终止心率呈低度负相关(r=-0.023)，无显著性差异(P>0.05)。

女性安静时baPWV值与运动终止各指标的相关性较高，其中与运动终止时间和运动终止心率呈中度负相关，相关系数r分别为-0.542、-0.519，且均有显著性差异(P<0.01)；与运动终止时SBP呈高度正相关(r=0.780)，且有显著性；与运动终止DBP呈中度正相关(r=0.566)，有显著性差异(P<0.01)。

3 讨论

随着年龄的增长，血管结构和机能均开始减退，表现为管壁弹性纤维减少，胶原纤维增多，从而使血管壁弹性下降，僵硬度增加，动脉顺应性降低。动脉僵硬度增高是包括高血压在内的许多心血管危险因素与预后的确切关系已引起学术界的高度重视[2]。动脉弹性的降低可能是早期血管损害的一个标志，可作为动脉脉搏波传播速度加快的临床指标之一[3～5]。

本研究发现男女安静时臂踝脉搏波传导速度(baPWV)、中心动脉增益指数(AI)均随着年龄的增长而增加，与20—29岁组比较，40以上男性的baPWV值明显增高，与年龄形呈正相关，年龄每增加10岁，男性baPWV值将增大6%～8%左右，而女性将增加11%～16%左右。另外男性安静时baPWV值明显高于同年龄段女性，但是到了50岁以后，男女之间的差异性缩小。这与国外学者的研究报道相一致。他们认为，年龄和性别是影响baPWV的重要因素，随着年龄的增长baPWV逐渐升高，且年龄每增长10岁，baPWV增加10%～15%；另外他们研究发现雌激素对动脉硬度有一定的影响，雌激素水平可以降低血管硬度[6]。这就解释了为什么在50岁以前女性的baPWV值明显低于男性，而到了50岁以后这种差异消失。

以上结果说明，在安静状态下，虽然各年龄段人群在收缩压、舒张压和脉压之间差异不显著，但是随着年龄的增长，动脉管壁的结构发生变化，早期血管损害已经出现，此时安静血压均未出现异常变化，而脉搏波传播速度及中心动脉增益指数却出现明显增高。因此，40岁以上的人群在日后健身运动中，血压上升的速度可能会明显的快于40岁以下人群，发生心血管疾病事件的风险也会相应增高。

经过多指标的相关分析认为baPWV值是安静时血压和运动中血压升高的主要因素之一，与血压有良好的相关性。血压是体质监测中反映血管机能的指标，且一直被用作运动负荷试验中反映心血管机能的主要观察指标，但是在安静时血压变高是一个漫长的过程，在血压未升高的很长一段时间内，血管硬化就已经出现，因此应该在血压升高之前进行血管僵硬度的检查。以上的相关数据已经证实了血压和臂踝脉搏波传播速度的关系，且已有研究对baPWV的有效性进行了验证[7，8]，因此可以认为baPWV可以用于早期评价血管机能的状况，作为体质监测中的新指标用来评价国民的血管机能；但是由于测试仪器的普及化和专业测试人员的需要，暂时不能应用到大规模人群测试中去，可以作为实验室中运动负荷试验测试前的身体机能检查，以便更好的关注受试者在运动负荷试验中血压的变化，避免不必要的心血管风险的出现。

本研究发现，安静状态下，正常组、超重组和肥胖组人群的心率值、脉压之间无显著性差异；但是，BMI肥胖组男性的收缩压和baPWV值明显高于正常组；在女性中，BMI超重组和肥胖组人群的安静收缩压和舒张压均高于正常组，肥胖组人群的的baPWV值均高于其余两组，且与安静组形成显著性差异。负荷状态下，肥胖组人群的收缩压、舒张压和脉压均高于正常组人群，且形成显著性差异。说明随着BMI值的升高，心血管风险因素发生聚集，使肥胖人群的血管弹性变差，动脉僵硬度升高，从而导致收缩压和baPWV的增加，患心血管疾病风险的机率会明显增加。因此，对于BMI增高人群进行心血管疾病发生一级预防具有重要意义，可以用来检出心血管疾病高危人群，及时对其进行运动干预，防止心血管疾病的发生，减少运动中心血管疾病事件发生的风险。

4 结论

(1)安静状态下的臂踝脉搏波传播速度(baPWV)在不同性别、不同年龄段及BMI水平成年人中反映的差异比较明显，男性年龄每增长10岁，baPWV增高6%～8%，而女性将增加11%～16%。

(2)一次性逐级递增负荷可以降低普通成年人脉搏波传播速度。

(3)脉搏波传播速度与运动终止时间呈负相关，而与运动终止时收缩压、舒张压及脉压呈中度正相关。

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