代谢当量与无氧阈、氧通气当量的关系探讨及临床意义

蒋 欢，魏方志，邓美倩，吴云峰，曹慧玲 （博鳌一龄生命品质改善中心，海南 琼海 571437）

无氧阈是指人体在递增的负荷运动中，有氧代谢开始向无氧代谢转变的临界点，其精准的测量方法是血乳酸的突然上升时所对应的运动强度，常用瓦特（W）表示。但血乳酸的即时检测困难较大，对检测设备要求高，采血次数较多，较少采用。目前采用较多的方法是通气无氧阈（ventilatory anaerobic threshold，VAT），即无氧阈水平时检测其潮气容积，其原理是随着运动量增大达到无氧阈时，潮气容积亦随之增大，表达式为：VAT（mL·kg-1·min-1）。正常人静息状态下每分钟每公斤体重消耗氧3.5 mL 被定义为1 个代谢当量（metabolic equivalent，MET），消耗几个3.5 mL 的氧，就是几个代谢当量，是活动或运动中氧消耗能力的表示，也是心肺功能强弱的衡量标准。氧通气当量（ventilatory equivalent for oxygen，VE/VO2）是每分钟肺泡通气量与摄氧量之比，该数据说明的是两者之间的关系。随着VE 的增加，摄氧量也应随之增加，其数值波动大小在呼吸系统疾病中功能诊断的意义较大。本研究建立以MET数据推导其与VAT、VE/VO2回归方程，为一般要求者提供合理锻炼强度的临床依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析博鳌一龄生命品质改善中心2023年1 月至2023 年4 月64 名无心肺及代谢疾病史的、初步诊断为健康体检人群的心肺功能检测报告。其中男30 名，女34 名。年龄34~68 岁，平均55 岁。排除标准：吸室内空气时血气分析仍为呼吸衰竭、用力肺活量<70%预计值、近期（3个月内）患心肌梗死、不稳定型心绞痛、急性肺栓塞及肺梗死、Ⅱ-Ⅲ°房室传导阻滞、快速心律失常、严重身体畸形、严重主动脉瓣狭窄、充血性心衰、血压>160/100 mmHg（1 mmHg=133 Pa）、下肢静脉血栓、神经疾病系统所致运动受限、室壁瘤、严重肺动脉高压[1]及病人不能竭力配合者（如精神障碍、肢体活动不便等）。

1.2 检测前准备

为减小实验误差，由专人常规问诊及一般体格检查，排除研究标准。检查前给予统一导语：说明检测意义和方法，讲明如出现双下肢酸软无力、呼吸困难、心悸、头晕等不适及时示意。测量静息血压（要求：收缩压≤140 mmHg，≥100 mmHg；舒张压≤90 mmHg，≥55 mmHg）和静息心律（要求50~80 次/min），再次剔除不适宜检测人员。在心前区及背部依据设备操作要求粘10导联电极贴并连接无线心电传感器，打开电源并试测正常，监测运动过程中血压、心电、心率及心律的变化。依据被检者面型选择合适号码的佩戴硅胶面罩并检查其严密程度。检测室温调为27 ℃，控制相对湿度为（70±10）%，室内大气压（1000±50）mba。

1.3 测试方法

统一设置为负荷阶梯递增模式，初始负荷量依据被检者年龄、性别、身高、体重等输入的常数，由检测仪自带公式计算出最大负荷量的20%给予。0 负荷热身2 min，20%的最大负荷适应性运动2 min，以后每1 min 增加1 个负荷梯度（10~15 W）；功率自行车蹬车速度保持70~80 转/min；整体负荷运动时间为8~12 min。检测仪器为法国产Ergoline ErgoEelect 200 负荷设备（功率自行车）。Metalyzer 3B-R3 心肺功能测试系统实时监测心电图，特别关注心率、心律及ST 段变化。每1~2 min 由护士用立式水银血压计测量1次血压并记录至检测设备。

1.4 终止研究标准

被检者自觉双下肢酸软、气短、心悸、头晕或心前区不适；心电监测出现ST 段下移≥0.1 mV；运动量达到靶心率或靶负荷；出现心律不齐；收缩压达到210 mmHg；或心率及血压不升等。

1.5 数据处理

数据收集后用SPSS 27统计软件（IBM SPSS tatistics 27）做相关性统计，计算相关系数。计算方法：打开软件，分组录入原始数据，点击分析工具栏，点击相关选择双变量，相关系数选择皮尔逊，双尾显著性检验。回归方程式计算从分析工具栏中选择线性回归，得出回归方程式。

2 结果

64 例健康体检者MET 为6.32±1.24，VAT 为（13.87±3.03）mL·kg-1·min-1，VE/VO2为25.47±4.71。MET 与VAT 相关系数r=0.51，回归方程为VAT=1.106 MET+6.885；MET 与VE/VO2相关系数r=0.95，回归方程为MET=3.176 VE/VO2+4.712。MET 与VAT 有及VE/VO2有相关性。

3 讨论

MET、无氧阈和VE/VO2是心肺运动试验检测中很常用的指标，但MET检测相对简单，不必佩戴面罩检测，省时的同时还可减少被检者的不适感，对于健康体检者仅需要提供日常锻炼运动强度处方，但还要参考无氧阈和耗氧情况数据者，是一非常合适的选择。临床相关报道多为针对冠心病患者的描述，有统计显示代表心肺适能的每一个MET 改善，全因死亡率就会降低8%～17%[2]。更有作者将MET 的水平作为某些疾病的训练考量，以其数值的提高作为疗效评价[3]，MET 的重要性可见一斑。对于身体健康但有进一步增强体质欲念的人群来说，合适的锻炼强度提示有着重要的指导意义，即依据不同的MET 判断其运动耐力状况，同理依据不同MET 可给予其运动强度的建议。MET 作为基础的心肺功能评估指标，无论是针对健康人群还是患病者，对心肺功能动态观察，都有着重大意义[4]。

作为反映有氧耐力的重要指标，无氧阈可通过系统性耐力训练得以提高，即无氧阈越高运动耐力越强，此标准也是评价人体运动的重要指标。循序渐进的有氧运动，就是在无氧阈下的运动强度进行，目的是逐渐提高无氧阈，提高机体摄氧能力，增加运动耐力。有研究表明，经过科学合理训练，无氧阈可提高45%左右。其原因是骨骼肌氧化能力的改善，肌力提高，说明VAT 水平受骨骼肌血流的分配、肌细胞代谢水平、骨骼肌纤维类型等外周因素的影响[5]。普通锻炼者在日常运动中，要求每周运动3~5 d，每天运动30~60 min，运动形式依据个人偏好不拘。但运动强度是需要计算和有依据的，无氧阈是重要的强度设计之一。进行无氧阈检测的方法很多，最精准是血乳酸无氧阈，除此之外还有常用心率无氧阈、VAT 等，由于前者检测繁琐，实施困难；心率无氧阈检测由于各自心功能不同，对运动的心率反应性不同故误差较大。目前常用的仍是VAT。

MET 和无氧阈的提升不仅可以提高机体的肌肉和骨骼强度，还能不同程度地提高体液免疫水平[6]，调节免疫球蛋白维持在合理浓度，增强机体抵抗外界侵袭的能力。因此合理运动，对人体是整体水平的提高，并非拘泥于某一特指部分。

VE/VO2是CPET中呼吸功能的检测指标，其意义在于随着肺泡通气量的增加，耗氧量亦应随之增加。但在某些疾病中，如间质性肺纤维化患者，肺泡通气量增加而耗氧量并不随之增加，该比值降低，说明机体未能随着活动量增加而获得更多的氧，因此该数值对于判断呼吸系统疾病尤其是弥散障碍性疾病的严重程度有重要意义。本研究的目的是观察是否能用容易获得的MET 检测结果，推论氧代谢当量的状况，从而了解被检者的摄氧或耗氧状况，评估心肺功能水平。

Pearson 相关性分析显示，年龄与无氧阈时的二氧化碳通气当量（VE/CO2）均呈正相关，体质指数与静息状态、无氧阈时、最大运动状态的VE/CO2均呈负相关[7]。CPET 是目前定量评估运动耐力的唯一手段，高强度运动状态下（如CPET 检测时）但未达到无氧阈时VE/CO2水平呈升高趋势且与VE/VO2一致。因随着运动中呼吸运动的增强，CO2的呼出与O2的摄入相一致，此比例用呼吸商或呼吸补偿点来表示，即CO2/O2。当该数值超过1 时，即呼出气CO2多于吸入气O2时，便进入无氧运动状态，该状态已超出一般人群的运动强度。无氧阈时对应不同人群的MET值有较明显差异，既往研究表明冠心病患者中MET 值约3.0~4.5[8]，因此对该类人群进行恰当的有氧训练，有助于心功能的恢复。

一般健康人群的无氧阈较患者高[9]。无氧阈时MET在5~7（6.32±1.24）之间，对该类人群的日常锻炼强度均设计在VAT 水平以下，以保障其有氧运动的实施。从所获数据回顾性分析来看，用MET 推测VAT 和VE/VO2是有一定合理性的。有研究采用Pearson 分析进行相关分析，并计算类内相关系数（ICC）做一致性检验，结果简单目标心率（静息心率+20次/min）与VAT心率的ICC 值为0.523，具有良好的一致性和中等可靠性[10]，提示VAT 心率可由静息心率推算而得。在临床具体应用中这种方法虽然简单方便，对冠心病等特殊人群有较好的针对性，但不宜通用于健康人群。

本研究表明：用MET 推测出通气VAT 和氧通气当量是有一定依据且实际可行的，用于一般健康体检者，不仅能为其日常运动提供合理恰当的锻炼强度建议，同时减轻了检测负担，为复查提供便利。但由于例数较少，方法为回顾性分析和单纯的数据归纳，入组仅选择了体检健康人员，结果存在一定局限性。以后还需加大检测例数，设计前瞻性队列研究，以期获得更加精准可靠的结果，为临床提供参考。