摘要
在转诊的心脏康复患者中，瘦肉率异常是非常普遍的。因此，目前的指南建议将阻力运动（RE）纳入II-IV阶段CR的运动处方中。与有氧运动（CR中实施的传统运动方式）相比，阻力运动对心血管疾病（CVD）患者健康相关结果的影响还没有得到广泛的研究。本综述的目的是强调在心血管疾病患者中日益普遍的瘦肉率异常，如肌肉萎缩症和肌肉减少症，并简要介绍这些损伤的病理生理学，作为RE训练的潜在目标。在CR患者群体中，提供了目前有关RE对运动能力、骨骼肌力量、身体成分、CV健康和生活质量影响的最新证据。讨论了目前对CR中RE训练的建议。强调了该领域研究和临床实践的未来方向，包括需要确定阻力训练对心血管疾病中不同健康相关结果的最有效原则，以及建议在CR中采用“个体化医疗”方法进行运动处方。
前言
心脏康复（CR）是心脏病学标准护理的一个重要方面，并得到了广泛认可。由Levine和Lown在20世纪40年代首创，并在当时遭到强烈反对，心脏事件后从卧床休息到以椅子为基础的轻度活动，标志着我们今天所知的心脏康复的开端。从那时起，大量的证据表明，身体活动可以改善心血管疾病患者的临床结果、预后和生活质量（QoL），这使得CR和运动训练成为心脏病学临床指南的第一类建议。随后，CR已经发展成为一个多学科的实践，包括运动训练、营养干预、戒烟、生活方式的改变和心理支持，用于心血管疾病的一级和二级预防。
运动训练仍然是CR的核心组成部分。运动生理学领域的科学进步导致了运动处方的发展，这是一种原则的组合，包括最有效的运动频率、强度、持续时间和运动方式，并能改善预期的生理结果。基于有记载的有氧运动对CV生理学和结果的益处，典型的CR运动处方以前一直专注于实施这种运动方式。在这方面，该领域的大量研究旨在确定最优越的有氧运动策略，以改善CR的结果。这些策略从低强度、长持续时间、高热量消耗的干预措施到短持续时间、高强度的间歇性训练--这一策略将在本期的其他地方深入介绍。然而，相比之下，阻力运动（RE）的方式在CR的环境中却没有得到充分的探讨。
与有氧运动相比，阻力运动为肌肉肥大和增加肌肉力量提供了更强大的合成代谢刺激。重要的是，我们小组最近的评论强调了肌肉消耗、肌肉萎缩与心血管疾病发病率和心血管疾病相关死亡率增加之间的积极联系。在这方面，肌肉力量现在正成为一个可改变的心血管疾病风险因素。此外，外周骨骼肌的数量和质量是决定心肺功能（CRF）的决定性因素，在菲克方程的动脉-静脉氧（a-v O2）差中起着基本作用。值得注意的是，在一些心血管疾患者群中，骨骼肌的损伤现在已被确认为导致运动不耐受的主要因素，这是一个范式的转变，不再是心脏作为这些患者CRF降低的唯一决定因素。因此，将阻力训练常规地纳入CR是有充分的生理学依据的。
本综述的目的是简要强调与心血管疾病相关的骨骼肌异常的病理生理学，可以用RE作为目标来改善临床和功能结果。本文概述了对CVD患者群体中RE效果的研究，并讨论了与CR相关的科学研究和临床实践的未来方向。
心脏-骨骼肌轴
骨骼肌力量、质量和功能的丧失被定义为“肌肉减少症”，在心血管疾患者群中，如心力衰竭（HF）和冠状动脉疾病（CAD）患者中不断被报道。骨骼肌力量、质量和功能的损失值得注意，因为它们对QoL有不利影响，是心血管疾病患者死亡的独立预测因素。重要的是，超过50%的CR患者报告有肌肉骨骼异常，对力量和运动能力有很大影响。骨骼肌异常的病理生理学是复杂和多方面的（图1）。CVD中骨骼肌异常的详细病理生理学超出了本综述的范围，读者可以参考最近发表的有关该主题的广泛评论。简而言之，内分泌异常，如多激素缺乏综合征，包括扰乱的IGF-1/GH轴和胰岛素抵抗，这在CVD患者中是很常见的，会促进分解代谢，阻止新陈代谢。此外，氧化应激和慢性低度系统性炎症的存在阻止了蛋白质的周转，随后阻碍了新陈代谢。许多心血管疾病患者中明显的铁缺乏已被证明导致活动期间更明显的代谢性酸中毒和骨骼肌线粒体氧化能力受损，这两种情况都与骨骼肌萎缩有关。线粒体功能障碍在心血管疾病中被持续报道，并与肌细胞功能障碍和活力有关，因此在肌肉减少症的发展中发挥了很大作用。当然，骨骼肌线粒体密度、氧化能力、形态学和动力学的损害在心血管疾患者群中都有报道。此外，在循环游离脂肪酸增加、脂肪酸氧化不完全和胰岛素抵抗的情况下，线粒体氧化能力的损伤可能导致底物过载，随后在肌肉中积累脂质中间产物，最终导致肌肉质量的恶化。叠加在心血管疾病中骨骼肌萎缩的这些病理生理过程上，久坐不动的生活导致的废用性萎缩进一步加剧了骨骼肌的损伤。这就开始了一个恶性循环，即CVD因废用和骨骼肌萎缩而加重（图1）。在这方面，骨骼肌质量和功能受损可能导致在该患者群体中观察到的异常运动加压反应，随后导致神经循环控制的损害，从而加剧CVD的进展。
RE训练的原则
通过RE训练可以获得的主要训练特征包括肌肉力量、功率、肥大和肌肉耐力。为了获得与这些特征有关的最佳生理适应，应通过适当的程序变量操作来实施渐进式训练模式，包括：1）阻力的选择 2）运动的选择 3）组数和重复次数的顺序 4）组间休息时间的长度 5）每天和每周的训练频率。因此，RE处方的组成部分将根据期望的结果而变化。例如，如果肌肉肥大是主要目标，建议进行多组中等到高强度的练习，每组包括8-12次缓慢到中等程度的重复，组间休息1-2分钟。或者，当肌肉耐力是主要目标时，建议进行多组轻强度练习，每组包括10-25次快速重复，每组之间间隔时间小于90秒。渐进式超负荷是优化训练适应性的标志，通常是通过增加运动强度或给定练习的负荷、增加重复次数、增加重复速度、缩短休息时间和增加总训练量来实现。
虽然在普通人群中已经建立了阻力训练的进展模型，但对于CR患者的最佳RE处方却没有太多证据。这一领域的大部分工作都是为了解决与RE的急性血流动力学反应有关的安全问题而进行的。在这方面，在一组患有CAD的男性患者中，心率（HR）、心输出量和血压（BP）在同心和偏心的RE类型中都出现了渐进的心脏漂移。这种漂移在重复速度较慢、组间休息时间较短的情况下更为明显。在一项后续研究中，对低强度、高重复（4组17次，每次40%1RM）项目与高强度、低重复（4组10次，每次70%1RM）项目的血液动力学反应进行了比较。这项研究显示，心率和血压在运动时有短暂的增加，在两个模型中都在最后一组达到峰值。血压随着运动强度的增加而增加；然而，在重复次数较多的一组中，血压明显升高。最后，两组之间1分钟的休息时间不足以使心率和血压值恢复到静止值。综上所述，这些发现表明，为了使CAD患者在运动中获得最佳的血流动力学稳定性，阻力训练方案应包括每组8-10次的重复运动，在渐进超负荷方面，建议在更长的时间内进行更高强度的运动。另外，休息时间应长于1分钟，以使心率和血压充分恢复。
肥大、力量、功率和肌肉耐力的最佳进展模式在CR人群中还没有被划定，应该是这个领域未来研究的重点。在获得这些信息之前，医疗服务提供者可以遵循美国心脏协会对心脏病患者阻力训练的指南。另外，也可以遵循美国运动医学会关于老年人渐进式阻力训练模式的指南，针对患者的合并疾病进行适当的调整。这些指南将在本综述后面的“临床建议”部分和表1中详细介绍。
RE训练对CR患者群体的健康相关结果的影响
运动能力
对CR的心肺适应，统称为峰值耗氧量（VO2peak）的改善，在CR患者中具有重要的临床意义，因为它们可以预测长期的生存。比较RE训练和常规护理的Meta分析显示，RE对改善CAD和HF患者的VO2peak（1.4[-0.3-3.1]）很有效。然而，大多数研究表明，有氧运动是改善CRF的一种卓越的运动方式，与单纯的RE训练相比，有氧训练后的VO2peak有较大的提高。最近的一项meta分析比较了CR患者的RE训练和有氧训练，结果显示在改善VO2peak方面，任何一种训练都没有效果，然而，纳入分析的研究被报告为“低质量”，因此应谨慎解释。这一领域的大多数研究都比较了有氧和RE联合训练方案（以下简称联合训练）与单独的有氧训练或常规护理。大多数来自CR、CAD和HF患者的meta分析数据显示，联合训练在提高VO2峰值和运动时间方面优于有氧训练。相反，HF患者的一项meta分析显示，与联合训练干预相比，有氧训练后的VO2peak改善更大。在CR患者中，在持续时间较长的高强度综合训练干预后，观察到VO2peak的更大提高，表明这些运动处方的剂量反应关系。由于RE训练似乎不会长期改变CVD人群的静息或运动心输出量，因此可以推断，与阻力训练（无论是单独还是与有氧训练相结合）相关的VO2peak的增加主要是由于增加氧提取和利用的外周适应。
除了注意到RE训练对VO2peak的好处外，少数研究显示，与单独的有氧训练相比，联合训练后无氧阈值的VO2有更大的改善。这对QoL和保持独立性有值得注意的意义，因为它允许患者以较低的最大能力的相对百分比完成日常生活和休闲活动。
肌肉力量
如前所述，肌肉力量的减弱已经成为心血管疾病发病率和死亡率的一个可改变的因素。有强有力的证据表明，RE是增加CVD患者肌肉力量的主要运动方式。RE和联合训练项目都能使CAD患者的上下肢力量增加，超过有氧训练的力量增加。相反，一项仅由参加CR的女性组成的例外研究显示，6个月的有氧训练后的力量增长与同等时间的综合训练后观察到的没有区别。这可能暗示了对RE训练力量适应的潜在性别差异，接受CR的女性表现出一种减弱的反应。然而，重要的是要注意到，在完成CR一年后对这些患者进行的QoL评估显示，与那些只参加有氧训练的人相比，那些参加联合训练的人自我报告的身体QoL更好。这是值得注意的，因为女性在发生心血管疾病时往往是寡妇，因此保持其功能能力是持续独立和提高QoL的一个重要组成部分。
在CR中增加肌肉力量的最有效的RE尚未确定。然而，与中年患者相比，老年患者（>65岁）可能需要更高强度的RE处方（具有适当的安全性）。
身体组成
很少有研究调查阻力训练对CR患者身体组成的影响，基于RE对骨骼肌的众所周知的肥大作用，这有点令人惊讶。随着心脏性肌肉减少症和恶病质的发生率和临床重要性的显现，RE可能在增加CR患者的瘦肉质量方面发挥重要作用，而这一结果目前还没有有效的药物治疗方法。包括在CAD患者的meta分析中的三项研究，包括通过双能X射线吸收仪（DEXA）测量的身体成分，报告了无脂肪质量的显著增加（与力量的增加直接相关），百分比脂肪质量的显著下降，以及与有氧训练相比，联合训练后躯干脂肪质量的改善。这些研究都采用了从轻度到高强度的阻力训练干预措施。通常情况下，高强度、渐进式的方案被认为在激发合成代谢效应方面是最有效的。一项针对CAD患者的研究显示，在进行多组与单组的阻力训练后，阑尾部的瘦肉质量（即四肢的瘦肉质量）明显增加。除了这项研究外，对于CR患者来说，改变身体成分的最佳RE处方还有待确定。
血管功能
血管内皮功能障碍是心血管疾病的特征，在动脉粥样硬化、血管张力受损、血小板聚集和异常凝血平衡的病理生理学中起着很大作用，最终导致血栓形成。据报道，在HF和CAD患者中，经过RE训练和联合运动训练后，通过血流介导的扩张评估的血管内皮功能得到改善。这些研究结果得到了这些患者在阻力训练和联合训练后观察到的von Willebrand因子水平下降的支持。未来的研究调查RE训练对内皮功能介质的影响，如氧化应激和炎症，以及血管活性分子，如一氧化氮和内皮素-1，将使人们更清楚地了解这种类型的训练对血管功能的影响。
动脉血流动力学的异常和动脉僵化的增加除了导致慢性肾脏病和痴呆等并发症的内脏损害外，在HF的发展和进展中也起着核心作用。在普通人群中，RE训练对动脉僵化和中心血流动力学的影响仍有一些争议，据报道，颈动脉顺应性和颈动脉内膜厚度增加。在患有心血管疾病的人中，RE已被证明能以类似于有氧训练的方式明显降低主动脉收缩压和舒张压。上述在RE训练后对内皮功能的改善被推测为有助于中心压力的降低。关于动脉僵化，在心血管疾病患者中进行RE之后似乎没有明显的变化。这与有氧运动的效果形成鲜明对比，在传统的CR之后，动脉僵化有下降的报道。
很少有研究考察了CR患者中RE对心脏功能的影响。一项针对射血分数降低的HF患者的研究，将12周的中等强度RE训练与有氧训练和对照组进行了比较，结果显示，虽然有氧训练似乎对改善心脏舒张功能有效果，但阻力训练对超声心动图评估的心脏参数没有影响。与这项研究一致，其他研究结果显示，有氧和联合训练后，静止和运动心输出量增加，而单独的RE对心输出量没有影响。根据目前的证据，在心血管疾病患者中，与RE相比，有氧运动是一种更有效的心脏/中枢对运动能力贡献的运动类型。
在心脏自主神经调节方面，与有氧运动训练相比，包括低强度、高重复的RE的综合训练已被证明能在运动中加强副交感神经的心脏调节。这种训练方式后心率变异性的改善被推测为是减少心脏交感神经调节的结果。据报道，联合训练后心脏自律神经调节的改善被认为是改善骨骼肌质量的结果，随后改变了运动加压反应。需要进一步的证据来证实这些提议的生理机制是阻力训练后自律神经功能适应的原因。
生活质量
RE对心血管疾病患者的自我报告的QoL有好处，特别是HF患者。在CAD患者中，联合训练在改善QoL的身体和情感成分方面优于单独的有氧训练。通过RE观察到的这些QoL的改善，很大程度上是自我效能的提高，定义为患者认为有能力进行他们的正常活动。这与身体功能改善的客观措施是一致的，如六分钟步行测试距离的增加，这是在综合训练后报告的。这在参加CR的女性中特别明显，她们报告说，与单独的有氧训练相比，在联合训练后，爬楼梯、举重和步行的自我效能感有了更大的提高。一项针对HF患者的meta分析报告称，RE对睡眠质量和抑郁症没有影响，而这两者都可能有助于QoL。
临床建议和未来方向
有足够的证据支持在心脏康复中加入RE训练以增加运动能力和肌肉力量。美国运动医学会的现行指南建议，在第二阶段的康复训练中，每周开始2-3天的RE训练，在非连续的日子里进行。每次训练应该实施8-10个不同的练习，重点是主要的肌肉群，使用对患者安全和舒适的设备。每项运动应以中等强度进行多组（1-3组），每组重复8-10次（1RM的40%-60%或博格知觉消耗量表的11-13）。干预措施应提供渐进式超负荷以达到最大的适应性。阻力训练可能特别有益，并适用于有肌肉骨骼异常的CR患者、具有虚弱表型的患者、女性患者和年龄大于65岁的患者。
关于阻力训练的方式，最近该领域的工作已经开始研究吸气肌训练（IMT）对CR患者的影响。在I期和II期CR中加入这种类型的训练已被证明可以改善肺功能、运动能力和QoL，并减少心脏手术后的住院时间。此外，将IMT纳入综合训练计划的研究，增强了CR患者的运动能力和QoL适应性。IMT可以被认为是一种额外的干预措施，以增强CR综合训练的益处50。
未来的研究需要确定CR中阻力训练的最有效原则。此外，鉴于目前对瘦体重异常的关注以及心血管疾病患者中肌肉减少症和恶病质的流行，除了营养终点（如身体成分的变化）外，还需要研究RT对骨骼肌异常的中间生理调节器的影响。最后，我们认为，CR应该从“一个干预措施适合所有的人”的模式中走出来，转而采用更适合个人的“个性化医疗”的运动处方。在这方面，随着心肺运动测试的使用，再加上无创测量心脏输出的现代技术（如惰性气体再呼吸、无痛心电图、心脏磁共振成像）和a-v O2差（如磁共振成像或近红外光谱），越来越容易获得更全面的机制，了解运动能力是否受限于中央（即心脏）或外周因素。基于目前的证据，有氧运动似乎是解决主要受心脏限制的患者的最有效的运动处方，而作为综合干预的一部分，注重额外的阻力训练可能对那些有外周异常的患者更有效。未来的研究重点是在CR中进行个性化的运动处方，有可能引起更有力的训练适应和有益的健康相关结果。此外，特别是在虚拟交付的CR项目中，确定可行、安全和有效的阻力训练方式是最重要的，我们主张进行这样的研究。
研究不足的临床人群
总的来说，尽管CR，特别是上述的阻力训练有潜在的有益作用，但在特定的心脏人群中缺乏数据，迫切需要更多的证据。例如，尽管阻力训练对心力衰竭患者可能是有益的，但对于晚期心力衰竭患者，尤其是使用左心室辅助装置的患者，这一策略的效果却知之甚少。最近的建议表明，在这个人群中可以进行阻力训练，然而，证据水平仍然很低。一项随机试验（尽管受限于小样本）显示，与标准护理相比，CR在改善CRF、功能能力、肌肉力量和患者报告的生活质量方面是有效的，然而，阻力训练不包括在运动处方中。目前正在进行一项为期12周的随机对照试验，调查包括阻力训练与耐力训练处方在内的运动训练对LVAD患者的影响，它将为这种干预的潜在益处和安全性提供启示。
考虑到CRF对LVAD患者的保护性预后作用，我们可以推测，通过增加阻力训练，患者的CRF可能得到改善，从而改善长期预后。重要的是，肌肉力量可以预测患者报告的生活质量和LVAD接受者的住院时间，考虑到阻力训练对肌肉力量的有利影响，我们可以推测这种干预对这一人群是有益的。
与LVAD患者类似，自发性冠状动脉夹层（SCAD）患者也是一个在阻力训练对其预后的作用方面调查不足的人群。自发性冠状动脉夹层通常被定义为与动脉粥样硬化或外伤无关的心外膜冠状动脉夹层，并且不是人为因素造成的。SCAD可导致猝死和急性心肌梗死等，预示着预后不良。这突出了研究非药物疗法的必要性，以作为减少这一人群发病率和死亡率的手段。初步研究表明，CR是安全的，并且与CRF、身体成分和心理健康的有利变化有关。为了支持这一证据，目前的建议是将急性冠状动脉综合征患者转诊到CR，然而，没有专门针对SCAD患者的CR项目。这并不理想，因为SCAD患者往往比他们的急性冠状动脉综合征患者年轻，但没有SCAD，因此可能能够耐受不同数量和强度的CR。
然而，关于阻力训练，SCAD患者的证据仍然非常有限。事实上，在这一人群中，由于疾病的病理生理学的复杂性，举重超过20磅（通常在成人的典型阻力训练中被推荐）与SCAD相关事件有关。关于在阻力训练中利用的理想重量的证据仍然是矛盾的，其他研究表明，女性不应使用超过30磅，男性不应超过50磅。这些矛盾的报告清楚地强调了需要更多的研究来最终明确SCAD患者阻力训练的安全性和有效性。
总结和结论
有强有力的证据表明，与心血管疾病相关的瘦体重异常会导致不良的健康相关结果，因此，在这一患者群体中，已经出现了一种范式的转变，即制定治疗策略，减少骨骼肌质量、力量和功能损失。因此，RE现在正成为CR标准护理的一个重要焦点。目前在CR患者群体中的证据显示，RE明显改善了VO2peak，这是预后和生存的重要预测因素，并且在传统的有氧运动中加入了阻力训练，观察到的增幅更大。与有氧运动相比，抗阻训练是增加肌肉力量的一种卓越的运动方式，这一发现对包括体弱、老年和女性CR患者在内的康复计划有相当大的影响。尽管在普通人群中是一个模棱两可的话题，但在改善CR患者的血管功能方面，慢性RE似乎是有效的。然而，与阻力训练相比，这些患者在有氧运动后对心脏的有益适应更为明显。RE能显著改善CR患者的生活质量。进行日常生活活动和恢复休闲活动的自我效能的提高有助于观察到生活质量的改善，特别是在女性中。有必要进行更多的研究，以调查阻力训练对骨骼肌肥大的影响，从而预防和缓解与心血管疾病相关的肌肉减少症。此外，该领域的未来研究应集中在为不同的健康相关结果和特定的CV高风险人群划定阻力训练模式，正如本评论所强调的。随着越来越多的患者被转诊到心脏康复中心，我们鼓励以个性化医疗为重点的个人定制运动处方，以引起更有力的训练适应和有益于健康的康复相关结果。此外，考虑到不断发展的远程医疗领域，在大流行病的背景下，远程阻力训练在CR的背景下是否有效并能安全进行，在很大程度上仍未被探索，显然需要进一步研究。
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