前情提要
日本广岛大学生物医学研究生院Takayuki Yamaji等发表的一项研究探讨了每日爬楼梯活动与血管功能之间的关系。这项研究首次表明,在高血压患者中,与经常爬楼梯≥3楼的患者相比,经常爬楼梯<3楼的患者的内皮功能受损;与爬楼梯≥2楼的患者相比,不爬楼梯的患者的血管平滑肌功能受损。
研究结论及讨论
尽管NID测量被认为是FMD测量的对照试验,但最近的研究表明,既往CVD患者和CVD高危患者的NID也较小,而CVD低风险患者的FMD(而非NID)较小,NID和FMD都是心血管事件的预测因子。这些发现表明FMD是动脉粥样硬化早期的标志,NID是动脉粥样硬化晚期的标志。
首先,研究者根据每天的爬楼梯活动将受试者分为三组,并评估每组的血管功能。不爬楼梯的高血压患者的FMD和NID均小于爬≥3楼的患者。爬楼梯到2楼的患者FMD(而非NID)小于爬≥3楼的患者。在使用倾向评分匹配对心血管危险因素进行调整后,爬<3楼组的FMD明显小于爬≥3楼组;不爬楼梯组患者的NID明显小于爬≥2楼组。与通常爬楼梯的高血压患者相比,不爬楼梯的高血压患者可能有晚期动脉粥样硬化。
爬楼梯活动可能通过各种机制对血管功能产生有益影响。先前的研究表明,体育锻炼对心血管危险因素有有益影响,如体重减轻、血压降低、血糖水平、LDL-C和TG以及HDL-C水平升高。事实上,一项爬楼梯干预试验也显示LDL-C水平下降了7.7%。在这项研究中,在使用倾向评分匹配调整心血管危险因素后,爬<3楼组患者的FMD明显小于爬≥3楼组;不爬楼梯组的NID明显小于爬≥2楼组。这些发现表明,每天爬楼梯活动是血管功能的独立预测因素。
众所周知,体育锻炼对NO的生物利用度有有益的影响。运动通过激活缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子(VEGF)途径,上调内皮型一氧化氮合酶(e-NOS)基因,导致NO生成增加。此外,体育锻炼增加了NO合成酶底物L-精氨酸的合成,并减少了eNOS抑制剂不对称二甲基精氨酸(ADMA)的合成,导致NO生成增加。
据报道,运动抑制烟酰胺腺嘌呤二核苷酸/烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADH/NADPH氧化酶)的活性,并增强抗氧化系统成分的活性,如谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和超氧化物歧化酶(SOD),导致NO失活减少。有趣的是,与健康受试者相比,高血压患者的L-精氨酸、SOD和GPx水平较低,ADMA水平较高,NADPH氧化酶活性较高。因此,通过增加NO的生物利用度,爬楼梯活动的增加可能对高血压患者的血管功能产生有益的影响。
有趣的是,在该项研究中,不爬楼梯组的肱动脉基线直径大于爬楼梯组。以前的研究已经表明,肱动脉直径与心血管危险因素显著相关,肱动脉直径的增大增加心血管疾病的患病率。据认为,血流增加以将剪切应力保持在适当范围内,从而激活各种信号通路,并导致肱动脉直径增大。尽管不爬楼梯组的肱动脉直径大于爬楼梯组的确切机制尚不清楚,但晚期动脉粥样硬化可能导致不爬楼梯组肱动脉的不适应性重塑。
局限性
首先,这是一项单中心、横断面研究,因此研究无法确定日常爬楼梯活动与血管功能之间的确切因果关系。然而,研究结果表明日常爬楼梯活动与血管功能之间可能存在关联。
第二,我们不能否认每天进行高水平爬楼梯活动的高血压患者关注健康的可能性。在该项研究中,每日爬楼梯活动与运动时间(小时/周)显著相关。因此,为了尽量减少运动时间对血管功能的影响,研究者通过倾向评分匹配两组之间的运动时间。
第三,虽然有许多不同的方法来评估日常体力活动数据,但没有基于自我报告调查定义日常体力活动的金标准方法。IPAQ通常用于定义日常体力活动。在该项研究中,通过使用自我报告的改良IPAQ获得有关体力活动的信息。目前尚不清楚与其他调查问卷的结果相比,对爬楼梯活动的评估是否反映了体力活动的不同方面。然而,基于爬楼梯活动问卷的日常体力活动水平应简单且有助于评估血管功能。
事实上,在该项研究中,爬楼梯活动的评估可能反映高血压患者的血管功能。在IPAQ中,研究者将习惯性运动定义为持续10分钟以上,强度超过三次METs。我们不能否认自我报告的IPAQ不足以评估日常体力活动的可能性。对更详细的日常体力活动的评估将使我们能够就爬楼梯活动在血管功能中的作用得出更具体的结论。
第四,这项研究是在高血压患者中进行的。需要进一步的研究来证实在没有高血压的人群中日常爬楼梯活动与血管功能的关系。
最后,研究没有关于爬楼梯频率的信息。以前的研究集中在爬楼梯(楼层/周)上,结果显示,那些爬≥35楼/周受试者的全因死亡率低于爬10楼/周的受试者。对爬楼梯频率的评估将使我们能够就爬楼梯活动在血管功能中的作用得出更具体的结论。
总之,爬楼梯活动是一种评估日常体力活动的简单方法,可以反映高血压患者的血管功能。
评论
日本东京医科大学心脏病学系Hirofumi Tomiyama
他指出,动脉粥样硬化性血管损伤在心血管疾病(CVD)的发展中起着关键作用。因此,动脉粥样硬化血管损伤的管理至关重要(即维持血管健康)。除了常规心血管疾病危险因素的管理外,还建议改变生活方式。增加体力活动有利于心血管疾病的常规风险因素,如高血压、糖/脂代谢和/或肥胖,保持良好的体力活动可以维持血管健康。
在日本,“2013年健康体力活动标准(Physical Activity Criteria for Health 2013)”建议,在健康检查数据在标准范围内的个人中,65岁或以上的人应每天进行任何强度的体育活动40分钟或以上,18~64岁的人应每天进行3次或以上强度的体育活动60分钟或以上。
然而,目前评估体力活动的方法尚未完全建立。问卷调查是其中一种方法,但需要时间(图1)。在临床实践中,对于高血压患者的管理,需要一种更简单的方法。在Yamaji等发表的研究中,其提出了一个简单的问题:“你通常爬几段楼梯?”这是一种简单的替代方法,可用于确定参与有利于血管健康的体力活动的患者(图1)。这个问题并不反映体育活动的程度。然而,回答“三层以上”的患者的肱动脉血流介导的血管扩张(FMD)高于回答“二层或无”的患者。内皮功能障碍是动脉粥样硬化血管损伤的第一步,FMD是内皮功能的标志。
图1. 评估患者体力活动的方法
Matsuzawa等人最近进行的一项荟萃分析报告,FMD显著预测心血管事件[调整后的相对风险(95%CI):FMD增加1%,0.88(0.84~0.91)]。因此,回答“在三楼以上”的患者的体力活动可能比回答“在二楼或没有”的患者提供更好的心血管结果。
FMD-J研究是一项在日本进行的多中心、前瞻性、观察研究(即所有研究受试者均为日本男性和女性),旨在检验FMD在预测亚临床器官损伤或新发心血管事件发展方面的有用性。在FMD-J研究的子分析中,Maruhashi等人报告,FMD高于7.1%的临界值(来自心血管结局的接受者-操作特性曲线分析),与较低的结局风险显著相关。
此外,在FMD-J研究的另一个子分析中,30~74岁无心血管危险因素或心血管疾病的受试者的FMD中位数为7.2%(四分位间距,5.2%~9.1%)。基于这些发现,我们提出正常内皮功能的临界值为7%。在Yamaji的研究中,回答“三楼以上”的患者的FMD值为3%~4%。与FMD的正常范围相比,该值较低。如上所述,Matsuzawa等人提出了FMD值与心血管事件的线性关系。因此,需要进一步的研究来阐明与更低的FMD值相比,较低的FMD值是否能提供良好的心血管结局。
Yamaji等人无法确定回答“三楼以上”和回答“二楼或无”的患者之间FMD显著差异的机制。一种可能是,这种差异反映了维持体力活动的承诺的不同。保持良好的体力活动水平是一个重要问题。许多环境因素影响依从性。例如,新冠病毒-19大流行对维持健康的生活方式有很大的负面影响。日常生活中的身体和精神压力和/或工作压力可能会干扰保持良好的体力活动水平。因此,有必要澄清回答“三楼以上”的患者是否有保持良好身体活动的强烈意愿。