有氧能力作為評估身體狀況的指標(biāo)越來越受到重視,大量的流行病學(xué)研究結(jié)果表明,有氧能力不但比吸煙、高血壓、高血脂和2型糖尿病能更加準(zhǔn)確地預(yù)測因疾病而導(dǎo)致的死亡,還能對健康進(jìn)行預(yù)測和評估[1]。本研究選擇社區(qū)老年人為研究對象,通過心肺運動試驗評估其有氧能力,為進(jìn)一步研究預(yù)防老年人有氧能力下降或提高老年人有氧能力的干預(yù)措施提供初步線索。
1.1 研究對象 選取92例上海市靜安區(qū)的社區(qū)老人,采集其一般人口學(xué)資料(姓名、年齡、性別、身高、體質(zhì)量),并行血生化檢查(血常規(guī)、血糖、肝腎功能、電解質(zhì))、心電圖及血壓檢查。最終對符合入組標(biāo)準(zhǔn)的87例研究對象進(jìn)行亞極量心肺運動試驗。入組標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡65~75歲;(2)無嚴(yán)重軀體疾?。ㄈ绨柎暮D?、心腦血管疾病、糖尿病、腎病和呼吸系統(tǒng)疾病等)。本研究通過上海市精神衛(wèi)生中心倫理委員會審查,倫理審查號為:2013KY-03。
1.2 心肺運動試驗 心肺運動試驗是分別在靜息和癥狀限制性運動狀態(tài)下,根據(jù)運動-心-肺-代謝相偶聯(lián)的機(jī)制,通過測定靜息、運動、恢復(fù)階段的攝氧量、二氧化碳產(chǎn)生量等氣體交換指標(biāo)以及脈搏、血壓等循環(huán)指標(biāo),對呼吸、循環(huán)、代謝等多個系統(tǒng)的功能狀態(tài)進(jìn)行綜合評定,是目前唯一一個能夠一次測定整體多系統(tǒng)功能狀態(tài)的臨床檢測技術(shù)[2]。本研究采用德國CareFusion Germany 234 GmbH生產(chǎn)的運動心肺功能儀(型號:MasterScreen CPX)及功率自行車(型號:Viasprint 150P)。測試者經(jīng)過靜息肺功能測試,在醫(yī)師監(jiān)督下,在功率自行車上進(jìn)行直線遞增式亞極量運動試驗,試驗的整個過程中需帶面罩(每一次吸入、呼出的氣體均被測試系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測)。采用的運動方案為直線遞增運動負(fù)荷試驗中的Ramp10方案。
1.2.1 Ramp10具體方案:第一階段為在自行車上保持靜止3 min,至各項數(shù)據(jù)穩(wěn)定。第二階段為無負(fù)荷狀態(tài)下踏車3 min,轉(zhuǎn)速需維持在約60 r/min。第三階段為Ramp10直線遞增運動方案:負(fù)荷從0 w開始,每6 s增加1 w,轉(zhuǎn)速需維持在約60 r/min,此過程中若無胸痛、胸悶、氣短、心悸等癥狀及高危險性生命體征出現(xiàn)時,應(yīng)盡量鼓勵受檢者運動,直至心率達(dá)到靶心率(最大心率的85%[3])時停止運動,或者雖未達(dá)到靶心率,但受檢者感到極度疲勞、氣急,無法維持功率自行車60 r/min轉(zhuǎn)速,可終止運動;運動過程中如出現(xiàn)不良心血管事件,則提前終止運動,監(jiān)測生命體征至恢復(fù)正常生理狀態(tài)。第四階段為恢復(fù)階段,必須至少觀察8 min,負(fù)荷從25 w開始,每6 s遞減1 w,轉(zhuǎn)速需維持在約20 r/min,待研究對象呼吸、心率恢復(fù)后,停止活動,繼續(xù)監(jiān)測受檢者生命體征。
1.2.2 檢測呼吸參數(shù):包括氧耗量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)、每分鐘通氣量(VE)。無氧代謝閾值(AT)由 V-slope 方法[4-6]判定:O2通氣當(dāng)量(VE/VO2)穩(wěn)定或降低后增加,而CO2通氣當(dāng)量(VE/VCO2)保持不變或降低。同時計算峰值攝氧量占該個體最大攝氧量預(yù)測值的百分比(VO2peak/VO2maxPred)、無氧閾值占該個體最大攝氧量預(yù)測值的百分比(VO2AT/VO2maxPred)、無氧閾值與峰值攝氧量的比值(VO2AT/VO2peak)。
1.3 分組情況 根據(jù)運動負(fù)荷試驗結(jié)果,將研究對象分為3組。
1.3.1 陰性組:試驗終止時,峰值心率能達(dá)到靶心率,且整個心肺運動試驗過程中,心電圖運動試驗結(jié)果為陰性。
1.3.2 未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)組:試驗終止時,峰值心率未能達(dá)到靶心率,因腿酸、氣急(Borg評分在15分以上),功率自行車轉(zhuǎn)速不能維持在60 r/min而終止運動。但在整個心肺運動試驗過程中,無心律失常及心電圖ST-T的動態(tài)改變。
1.3.3 可疑陽性組:研究對象心電圖運動試驗結(jié)果為可疑陽性(ST段改變持續(xù)時間≥2 min)及未達(dá)陽性(ST段改變持續(xù)時間<2 min)者。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 研究數(shù)據(jù)經(jīng)檢查核對后,錄入計算機(jī),建立數(shù)據(jù)庫,運用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計數(shù)資料以例數(shù)表示,組間比較采用卡方檢驗;符合正態(tài)分布且方差齊的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間比較采用方差分析,非正態(tài)分布資料采用非參數(shù)檢驗。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 3組一般人口學(xué)特征比較 3組的性別、年齡及體質(zhì)量指數(shù)(BMI)組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表 1。
2.2 3組VO2peak/VO2maxPred、VO2AT/VO2maxPred 和VO2AT/VO2peak 值比較 3 組 VO2peak/VO2maxPred(F= 4.730,P= 0.011)、VO2AT/VO2maxPred(F=3.888,P=0.024)組間比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。其中,未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)組和可疑陽性組的VO2peak/VO2maxPred值均顯著低于陰性組(P<0.05),可疑陽性組的VO2AT/VO2maxPred值顯著低于陰性組(P<0.05)。 3組間VO2AT/VO2peak差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=0.906,P=0.408)。 見表 2。
表1 3組一般人口學(xué)特征比較(n,%)
表2 3組VO2peak/VO2maxPred、VO2AT/VO2maxPred和VO2AT/VO2peak值比較(±s,%)
表2 3組VO2peak/VO2maxPred、VO2AT/VO2maxPred和VO2AT/VO2peak值比較(±s,%)
注:與陰性組比較,?P<0.05,??P<0.01
項目 陰性組(n=41)未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)組(n=29)可疑陽性組(n=17)VO2peak/VO2maxPred 87.39±16.76 77.14±19.03? 74.00±17.01?VO2AT/VO2maxPred 54.44±10.60 50.67±14.72 45.05±8.31??VO2AT/VO2peak 62.66±7.71 65.51±11.65 62.23±10.83
最大攝氧量(VO2max)是指人體在進(jìn)行有大肌肉群參加的負(fù)荷運動過程中,當(dāng)氧運輸系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的儲備都已被動員而達(dá)到最高水平時,人體單位時間內(nèi)所能攝取的最大氧量[7]。VO2peak是運動過程中出現(xiàn)攝氧量的最高值,正常人VO2peak≈VO2max,因最大運動平臺極難出現(xiàn),可認(rèn)為 VO2peak就是VO2max。年齡、身高、性別、體質(zhì)量以及日?;顒铀降牟煌染苯佑绊慥O2max值,所以采用VO2max的實測值占預(yù)計值的百分比或是VO2peak/VO2maxPred,來反映人們心肺功能的臨床意義更大[8]。美國胸科協(xié)會(ATS)/美國胸科醫(yī)師協(xié)會(ACCP)在2003年的心肺運動試驗應(yīng)用陳述中也推薦使用 VO2peak/VO2maxPred來表示不同個體的最大有氧能力[9]。
在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)不同運動負(fù)荷試驗結(jié)果的老年人,反映其最大有氧能力的VO2peak/VO2maxPred值也不同(F=4.730,P=0.011)。其中,運動耐力降低的未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)組和可疑陽性組的 VO2peak/VO2maxPred值顯著低于陰性組(P<0.05),提示老年人的有氧能力下降與運動耐力下降存在一定的聯(lián)系;可疑陽性組的VO2peak/VO2maxPred值也顯著低于陰性組(P<0.05),提示老年人的有氧能力下降與潛在心血管疾病存在一定的聯(lián)系。
在心肺運動試驗中,隨著功率的不斷增加,能量需求增加到一定程度時,通過需氧方式再生三磷酸腺苷(ATP)將會因氧供的不足而部分地受限,在這種狀態(tài)下,無氧糖酵解將代償ATP的需氧再生機(jī)制的不足,從而使乳酸以及乳酸/丙酮酸比值升高,此時的VO2被定義為AT[10]。AT可以通過非侵入性的V-slope方法很好地進(jìn)行測定,其可用O2攝入量的單位來表示,同時,也可用其與VO2peak預(yù)測值的關(guān)系來表示,它是運動耐受潛力的重要決定因素[8]。ATS/ACCP在2003年的心肺運動試驗應(yīng)用陳述中推薦使用VO2AT/VO2maxPred 來表示 AT[7]。
本研究對3組的VO2AT/VO2maxPred值進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)3組間VO2AT/VO2maxPred差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=3.888,P=0.024)。 其中,陰性組的 AT/VO2maxPred值高于可疑陽性組(P<0.01)。這一研究結(jié)果提示:心臟功能正常的老年人較有潛在心血管疾病的老年人,VO2AT/VO2maxPred高,運動耐受潛力大。有潛在心血管疾病的老年人有氧代謝能力較正常老年人顯著下降,說明有氧代謝能力的下降早于心電學(xué)的異常出現(xiàn)。而未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)組與陰性組和可疑陽性組比較,VO2AT/VO2maxPred組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,這一研究結(jié)果提示我們,在反映不同個體的有氧代謝能力的 指 標(biāo) 中,VO2peak/VO2maxPred 較 VO2AT/VO2maxPred更為敏感。
本研究發(fā)現(xiàn)自認(rèn)為“健康”的社區(qū)老年人,其實是部分存在潛在的心血管疾病,且這些存在潛在心血管疾病的老年人,其有氧能力較心臟功能正常的老年人明顯降低;部分社區(qū)老年人運動耐力下降,其有氧能力較運動耐力正常的老年人低。在評估不同個體的有氧代謝能力時,VO2peak/VO2maxPred較VO2AT/VO2maxPred更為敏感。