自第一次发表关于血液透析(HD)患者运动训练效果的报告以来,30年过去了。长期以来,人们认识到血液透析患者患心血管疾病的风险增加,并且有明显的有氧运动能力峰值损伤。本报告前半部分的研究集中于“非”透析状态下的运动训练项目对改变传统心血管风险因素(血脂状况、糖代谢和高血压)、有氧能力(VO2peak)及其基本决定因素(贫血和骨骼肌代谢)的功效。在综述的后半部分,为评估运动项目的影响而进行的调查数量呈指数级增长,这些项目要么是“非透析”(透析外),要么是“透析”(透析内)。在终末期肾脏病(ESKD)人群中,运动计划已经从单纯的改变心血管危险因素的手段转变为包括其他以患者为中心的目标,如身体功能和生活质量。
HD患者的身体功能下降是有据可查的,其衡量标准是心肺功能(VO2-峰值)、骨骼肌力量的产生,或通过身体表现评估(6分钟步行距离[6WMD]、坐立测试和最大步态速度)。这些观察到的身体功能下降的机制是多因素的,与肾衰竭引起的变化(贫血、尿毒症神经病变、尿毒症肌病、心血管异常)、合并症的存在(糖尿病、高血压、骨病)、抑郁症和肾脏替代相关因素(HD的久坐要求和透析后疲劳)有关。这些身体功能的下降也可能导致身体活动的显著减少,无论是正式的运动还是参与日常生活的活动。较低的参与水平可能导致社会角色的丧失,这可能降低一个人的生活质量。身体活动的减少可能进一步加剧身体功能的损害。
以前曾有报道,ESKD患者的体力活动与死亡率和发病率之间存在反比关系。与久坐不动的非尿毒症患者相比,HD患者的体力活动水平明显较低,这种关系随着年龄的增加而放大。身体活动的减少可能部分与HD手术本身的静止性质有关。
界定运动的剂量
传统上,运动的“剂量”可以由“FITT”原则规定--频率、强度、类型和时间。最近,在公共健康建议中,已经从这种传统的处方模式转变为更广泛的身体活动定义,即任何“由骨骼肌收缩产生的身体运动,并大大增加能量消耗”;“运动”被视为身体活动的一个特定子集。对运动或身体活动的生理“训练”反应被认为取决于活动的量(持续时间和频率)或强度(最大能力的百分比)。然而,在较低的运动量下,可能会出现积极的健康增益。在临床上,运动量和运动强度的规定是呈反比关系的,以创造一个适当的平衡,达到最佳的安全和长期坚持。
在普通人群中,对于所有原因和心血管疾病、一些心血管风险因素(肥胖和预防II型糖尿病)以及生活质量,已经显示出一种反“剂量反应”关系。尽管在普通人群中,运动项目已被证明对血压和抑郁/焦虑有好处,但目前还没有证据表明存在反剂量反应曲线。换句话说,“更多”的运动并不总是“更好”,这取决于所关注的结果。例如,在透析患者中,频繁的运动(4-5次/周)与生存率的提高有关,但每天的运动却没有。相反,也有人认为,透析中的运动量(透析期间的持续时间)可能是提高透析疗效的关键。
2005年KDOQI透析中的心血管疾病指南建议“每周大部分时间(如果不是全部时间)进行30分钟中等强度的心血管运动”。那些目前不爱运动的患者被建议从很低的运动水平和持续时间开始,并逐渐发展到这个建议的水平。然而,作者承认,在该指南出版时,支持该指南的证据是“弱”的,是基于专家意见或一般人群数据。
高血压患者的第五个运动处方参数
第五个运动处方参数,是HD患者特有的,即相对于透析治疗的运动时间。最初,透析内运动的理由与透析外运动的理由相似:引起“训练”效应,以减少某些死亡的危险因素。透析内运动被认为是一种项目实施模式,可以提高项目的依从性,减少血液净化手术本身的静止性质,并在有监督的环境下进行。近来,透析内运动的理由已发展到包括其作为血液透析的辅助疗法的作用,这可能会增加透析的效果。这一前提下的生理学原理是,在透析过程中清除尿毒症毒素的限速步骤是溶质从组织到血液的移动,而最佳流量发生在血液和透析器之间。利用相对较大的肌肉群(下肢),通过运动可以增加大量的血流量,这有助于从组织中清除尿毒症毒素。更重要的是,即使是低强度的运动,毛细血管床也被打开,这增加了肌肉和血液之间物质(氧气、二氧化碳和肌肉收缩的代谢物)交换的表面积。在透析期间进行一次急性的低强度运动,并持续足够的时间,可能会使尿素清除率(透析效率)提高15%至25%。五个透析项目研究了Kt/V(尿素清除率)的变化,结果各不相同。Parsons及其同事和Sakkas及其同事分别发现8周或16周的中等强度运动项目没有改变Kt/V。在这两项研究中,每次运动的时间从30分钟到45分钟不等,但运动是在透析的第三小时进行的,与透析的前两小时相比,这对提高尿素清除率可能没有好处。相反,VanVilsteren及其同事发现,在为期12周的透析内计划中,参与者在透析的前2小时内以60%的VO2max骑车20至30分钟,Kt/V提高了5%。Zaluska及其同事报告说,在一个中等强度的6个月计划中,骑自行车30分钟,Kt/V增加了16%;然而,蛋白质分解代谢率没有保持恒定,使结果变得复杂。最后,在5个月的时间里,每次透析时进行60分钟的低强度骑行或踏步,尿素清除率增加了19%。有人假设,通过透析中的运动提高尿素清除率可能会减轻尿毒症毒素的一些负面影响,从而有助于提高一些器官系统的生理功能,而不需要特定的“训练”效果。
尽管有这些潜在的额外好处,但对于出现严重的透析内低血压的患者来说,透析内运动可能不是一种选择。当患者被拴在透析器上时,透析内计划也可能受到运动方式的限制(例如,团队运动和游泳只能在透析外进行)。因此,透析内和透析外项目之间的这些后勤和生理上的差异可能会导致观察到的变化程度的不同。
在ESKD中产生有意义的生理和/或身体功能变化所需的运动处方还不清楚,因为已发表的报告中存在多样性。研究在以下方面有所不同:(1)设计(随机对照、交叉或重复测量);(2)研究对象的特征(年龄、性别、基线功能状态和合并症);(3)运动前的筛选(基于标准的与分级运动压力测试)。(4)传统的运动处方参数(频率、强度、类型和时间),(5) 细胞内或细胞外的运动时间,(6)运动期间和/或整个项目中的监督和/或心血管监测的数量,以确保达到规定的参数,和(7)结果测量。
目的和范围
因此,以下文献综述研究了已发表的关于HD运动能力和心血管结果的“在”或“不在”的运动研究,以回答两个相关的临床问题:(1)与HD患者的低强度运动项目相比,更高强度的有氧运动项目是否在选定的结果上产生更大的效果? (2)报告类似处方参数的透析内和透析外项目的反应程度是否有差异?
我们回顾了30年(1979-2009年)关于HD患者透析外运动项目的文献,以及16年(1993-2009年)关于HD患者透析内运动项目的28篇文献。为了突出综述的重点和简洁,我们集中于2个主要结果:由生理学黄金标准(VO2peak)和功能性步行测试(6MWD)衡量的心肺运动能力,以及由静止收缩压和舒张压及其他血管僵化或反应性衡量的外围血管完整性。由于所选择的结果测量的心肺功能性质,只有那些使用有氧或有氧/阻力组合项目的研究被纳入审查范围。
在综述的文章中,迄今没有一篇文章系统地比较了不同的有氧运动强度或相对于HD的运动时间对心肺功能和心血管结果的单独影响。有三篇文章,显然是来自希腊的同一个实验室,确实比较了各种运动项目对HD人群的影响。前两项研究报告了3个不同的训练项目后,心肺功能和心血管结果的差异,所有的训练都持续6个月。一个是在透析期间进行的,另一个是在透析外进行的(一个是在中心监督下的集体项目,另一个是在家里的项目,受试者在自行车测力计上独立运动)。在中心内监督的透析外运动项目后,心肺功能得到了最大的改善。尽管在有监督的中心内和中心外方案中,有氧运动的相对强度相似,但在有氧运动的模式方面(跑步机、游泳、团队运动与自行车运动),训练方案之间存在着显著的差异。因此,尽管训练计划的目标相对强度可能是相似的,但透析外踏车计划也包含了更多的绝对运动强度的活动。在一项为期4年的随访研究中,Kouidi及其同事报告说,在一组16名继续参加结构化透析外训练计划的HD患者中,观察到有氧运动能力的峰值持续增长。透析内组的18名HD患者在训练4年后,与基线值相比,VO2peak也有改善,但与1年的随访相比,没有明显的差异。尽管透析内治疗方案可能提供更好的方案坚持性,但这些参与者似乎在训练中经历了一个高原期。如果这项研究包括一个对照组,它可能会发现,透析内计划已经足以帮助防止在这一人群中观察到的身体功能的持续下降。虽然这项研究增加了我们对HD患者运动训练的长期益处的了解,但其研究结果不能推广到65岁以上的患者和那些可能有更大合并症负担的患者(如糖尿病)。此外,由于监督程度、小组训练的影响和运动模式的不同,很难就相对于透析的时间或运动强度对心肺功能或心血管结果的影响程度得出绝对结论。
因此,为了达到本综述的目的,利用研究描述符%VO2peak/max、%最大心率(HRmax)和BORG感知疲劳评分(BORG RPE)将各个研究分类为提供低、中或高强度的有氧运动处方,并根据表1的排名进行分配。对于选定的结果,对透析外运动出版物进行了总结,其中一组6篇文章和一组2篇文章似乎包含了从同一组参与者那里获得的数据,为了本综述的目的,被认为是代表了一个单一的项目(表2)。我们审查了16篇关于透析内运动的文章,其中2篇包含所选择的结果测量的文章被排除,因为使用了HD和PD参与者的组合(表3)。这使我们能够更准确地解释关于可能与加强清除尿毒症毒素有关的透析内运动的具体效果的数据。
运动能力
VO2peak
对于使用低强度有氧运动处方的透析外研究,VO2peak的改善幅度为13%至20%(n=3);调查日期为1979年至2008年(表2和3)。大多数发表的关于改善VO2peak的研究结果都使用了中等强度的项目。其中一些研究是在用红细胞生成素(EPO)纠正贫血之前的时代进行的。解释VO2peak数据的一个混杂因素可能是在EPO之前和之后的时代进行的研究之间的起始血细胞比值的差异。因此,中等强度的研究按日期分为1990年前和1990年后的报告,因为EPO是在20世纪80年代中后期引入的。在1990年之前的5个中等强度的肾上腺素注射项目中,有2个报告了19%至21%的改善,基线VO2peak值约为19 ml/kg/min,项目持续时间从10周到12个月不等。一个持续12周的项目报告说,基线VO2peak为15.4 ml/kg/min,有氧能力峰值增加了42%。在1990年后的研究中,大多数HD患者会接受EPO治疗。在3个中等强度的非透析有氧运动项目中,只有1个报告了VO2peak有统计学意义的增加(38%)。在其中一个项目中,运动时间(20分钟)和研究时间(12周)都可能排除了VO2peak的实质性增加。另一个项目的持续时间(6个月)和每节课的运动时间与注意到有氧能力改善的项目相似,基线VO2peak比Kouidi等人报告的基线VO2peak平均高8.6 ml/kg/min。在同时提供一些阻力训练的中度有氧项目中,3个透析外项目显示VO2peak分别增加了48%、43%和10%,与其他两个项目的参与者相比,后一个项目的受试者的基线VO2peak更高(平均5 ml/kg/min)。只有1项透析外研究使用了高强度的训练计划,其结果是VO2peak提高了11%,是有氧能力提高程度最低的报告之一。
对于那些调查在HD期间进行的运动的影响的研究,只有1项低强度的研究报告了VO2peak,并发现在10周的透析内踏车后有21%的改善。与透析外踏车的报告不同,1990年以前没有发表中等强度的透析内踏车研究。在3个中等强度的透析内有氧运动项目中,只有1个报告了高血细胞比容组和低血细胞比容组分别改善12%和13%。与Painter及其同事的研究相比,在没有报告VO2peak变化的2项研究中,没有明确可识别的特征可以解释运动项目缺乏效果。五个中等强度的透析内运动项目同时使用了有氧和阻力部分,其中3个项目报告说VO2-峰值增加了21%到24%。发现VO2峰值没有变化的2个项目是持续时间最短的(3个月,而其他3个项目是6-10个月)。没有高强度的透析内运动项目报告VO2peak作为结果测量。
从前面提到的研究中可以对有氧能力做出什么结论?我们利用那些报告有氧能力有明显改善,并且使用有氧运动或有氧和阻力训练相结合的透析外运动项目的数据,进行了相关的分析。每项研究中VO2peak的平均变化百分比与平均基线有氧能力值的对比表明,运动引起的有氧健身峰值的改善程度似乎与VO2peak的基线值有关。这表明,在那些基线有氧能力较差的人中,观察到的VO2-峰值的变化更大。有趣的是,在使用透析内运动项目的数据时,没有观察到同样的关系,表明有氧能力的基线水平并不影响透析内运动训练所能达到的改善。例如,基线VO2peak最高的人(25.5 ml/kg/min)显示出22%的改善,而基线VO2peak为16.3 ml/kg/min的人的改善为24%。这些数据表明,在所有水平的起始有氧能力中,使用透析内运动可以注意到类似的改善。需要进一步的研究来证实或反驳这些观察。
另一个问题是项目的强度水平和VO2peak的相对改善。对于透析内项目,无论项目是低强度还是中等强度,VO2peak的改善都在12%到24%之间。然而,在透析外踏车项目中,有氧能力的改善范围更大。在中等强度的项目中,基线VO2peak值在15.4至17.5 ml/kg/min之间的,有42%至48%的改善,而在低至中等强度的项目中,基线VO2peak值在16.2至26.3 ml/kg/min之间的,有10%至21%的改善。这些发现表明,有氧能力很低的人通过中等强度的透析外运动有可能获得更大的收益。
6MWD
有氧能力的生理指标(VO2peak)的改善是否会转化为功能指标的改善?传统上,6MWD一直被用作运动能力的替代性功能指标。然而,1999年引入的增量穿梭行走测试使6MWD所代表的结构受到质疑。目前康复领域的解释表明,增速穿梭行走测试更密切地反映了有氧能力的峰值,而6MWD是一个功能性行走测试,反映了一个人在其最大能力范围内的表现能力,换句话说,就是这个人群的运动耐力。此外,作为一种自定步调的步行测试,6MWD比外部步调的测试提供了更大的临床效用,特别是对于老年人或那些有额外损伤(视觉和行动)的患者。
一项透析外研究测量了12周、每周3次的低强度有氧运动项目前后的VO2峰值和6MWD。据报道,与计划前的测试相比,14名HD患者的VO2-峰值增加了20%,6MWD增加了19%。更重要的是,6MWD的改善(77米)大于54米的最小临床显著差异(MCSD)。MCSD是指结果测量的最小变化水平,它可以转化为患者认为的功能的实质性改善(即能够参与更多和/或更大程度的日常生活活动)或导致患者临床管理变化的改善(即改变用药)。另有一个低强度的透析外运动项目报告了6MWD增加17%,其幅度没有达到MCSD。
3个低强度和2个中等强度的透析内运动项目报告了6MWD结果。两个低强度和一个中等强度的项目报告了14%的改善,都超过了MCSD。OhPark及其同事也测量了VO2peak,但与Levendoglu及其同事不同的是,尽管6MWD改善了14%,但发现这一结果没有变化。另一个低强度的透析内治疗方案报告说,6MWD只改善了8%,低于MCSD,还有一个中等强度的方案报告说6MWD没有改善。
那些对6MWD的改善大于MCSD的项目是否有什么突出的特点?与VO2peak不同,基线6MWD值似乎并不影响结果的大小(r¼0.02,P¼1.00)(即那些在基线上行走距离较小的人并不一定显示出最大的收益)。更重要的是,即使是低强度的运动项目,无论是透析外循环还是透析内踏车,都能使6MWD的改善程度超过MCSD,而这些人实际上是从相当高的功能表现水平开始的(453米和520米)。
心血管结果
四项透析外运动研究报告了HD患者经过低度和中度透析外运动训练后的静息收缩压和舒张压值(表2和3)。Deligiannis及其同事发现,与一组久坐不动的对照组HD患者和一组参加家庭自行车运动的患者相比,一组16名HD患者在6个月的运动项目后,静息收缩压(SBP)降低了6%。相比之下,20世纪80年代的3项早期研究发现,在为期12周和9个月的运动项目后,SBP没有变化。Goldberg和他的同事们报告说,在完成透析外运动项目的高血压HD患者亚组中,没有观察到SBP或舒张压(DBP)的统计学意义上的变化;然而,处方抗高血压药物剂量的减少可能混淆了结果。一些文章报道,在那些高血压患者完成中等强度的训练项目后,运动患者使用的抗高血压药物剂量和/或数量减少;这一结果被提议作为接受降压药物治疗的高血压HD患者血压改善的替代证据。虽然,这种方法从表面上看似乎是一种合理的临床替代方法,但尚不清楚运动引起的血压药物的减少是否会转化为HD患者的生存率提高或心血管疾病发病率或死亡率降低。
八项透析内研究评估了透析内运动训练项目对HD患者静息SBP和DBP的影响。在2个低强度的项目中,一个报告了3个月时SBP的显著下降,另一个没有。然而,Miller及其同事指出,在6个月时,静息SBP恢复到项目前的数值,但参与者的血压药物减少了0.71种。在3个中等强度的有氧透析项目中,持续6周的项目和持续12周的项目中没有发现SBP或DBP的变化。然而,在安德森及其同事的6个月研究中,SBP和DBP的日均值和夜均值分别下降了约9%和11%。两个持续时间为7个月和10个月的中等强度的有氧和阻力相结合的透析内注射计划,其中个人每次运动约1小时,显示SBP下降6%,DBP下降7%至9%。DePaul和他的同事也采用了有氧和阻力训练的组合方案,没有显示出血压的变化;然而,这个方案只持续了12周,而且每次的总运动时间只有20分钟。
尽管动脉血压可能是心血管健康的一个重要指标,但在ESKD人群中报告这一结果有许多问题。许多研究没有描述测量血压的方法或相对于透析的时间,或提供血压的绝对值。虽然没有报告绝对压力值,但有2项研究确定,血压变化似乎与血容量的变化无关。其他人提出,HD人群中的高血压可能反映了水合状态和动脉僵化之间的相互作用。
鉴于在HD人群中调节和测量血压的复杂性以及与收缩压水平相关的明显的“U型”死亡风险,已经对显示与发病率和死亡率有关的其他心血管健康指标进行了评估。动脉僵化,在临床上以脉压、波反射(增强指数)和/或脉搏波速度(中央和周围)等指数为特征,与HD人群中心血管和死亡风险的增加有关。只有Mustata及其同事在每周两次、为期3个月的中等强度有氧运动项目之前和之后立即测量了增强指数和脉搏压力。增强指数和脉搏压力在该计划后各下降了11%,并在训练期后恢复到基线;然而,尚未证实波反射的减少是否转化为心血管(CV)发病率和/或死亡率的减少。一项交叉研究的证据表明,在血压没有变化的情况下,即使是低强度的透析内运动也可能有助于改善动脉僵化。在一个自定步调的透析内循环计划中,18名高清患者每周进行3次30分钟的踏车运动,中心动脉僵化比这些同样的患者在没有运动计划的3个月期间低10%。在7个月的时间里,那些在每个HD疗程中以中等强度骑自行车60分钟的人中,气压反射灵敏度增加了22%;在对照组中没有观察到变化。这些发现表明,通过透析内运动计划,血压调节系统的反应性得到了增强。这些改善是否与运动训练对心脏或血管反应性的直接影响有关,或与增强的神经功能(即减弱的神经病变)有关,尚有待确定。
综上所述,有证据表明中等强度的项目(主要是透析内)可以使静息SBP下降6%至9%(8-12 mmHg),静息DBP下降6%至11%(6-9 mmHg)。这些数值与健康成人运动时的报告一致(SBP:217至4 mmHg,净集合效应:23.84 mmHg;DBP:211至11 mmHg,净集合效应:22.58 mmHg)。目前还不清楚这些适度的降压和/或减少处方的降压药是否会给患者带来保护心血管疾病或死亡的长期利益。在最近的研究中,血管僵化的具体改善与发病率和死亡率的增加有关,这表明无论在透析中还是在透析外进行的运动,无论强度如何,都能在一定程度上增强心血管的保护。
总结
本综述旨在研究已发表的有关HD患者运动训练的报告,以寻找在关键结果上引起有意义的反应所需的最低运动处方的证据。这些信息对于向患者推荐如何和何时运动非常重要。值得注意的是,透析内运动项目倾向于使用更多的“功能”而不是“生理”的身体功能措施;这可能部分是由于早期文章的数量侧重于VO2peak。在大多数情况下,如果不是所有的情况下,似乎每次运动至少需要30分钟才能引起有益的生理或功能效果。有证据表明,透析内和透析外项目都能显著提高有氧能力,但中等强度的透析外项目有可能使那些最初有氧能力水平极差的人获得更大的收益。此外,有证据表明,与类似强度的透析内项目相比,在透析外进行中等强度的有氧运动项目可能会在短期(6个月)和长期(4年)内对有氧能力(VO2peak)产生更大的生理改善。这对于结合一定程度的阻力训练和有氧运动的项目来说尤其如此。然而,这些研究是在数量相对较少的血液透析患者身上进行的。这些结果可能并不特别适用于老年患者和/或那些合并糖尿病的患者。此外,目前还不知道观察到的有氧能力的增加是否会导致有意义的功能变化和/或较高相对强度的运动模式的额外生存利益。
然而,就功能性行走能力而言,无论最初的表现水平如何,在低强度或中等强度的运动中,都会出现超过MCSD的6MWD的实质性改善。在临床上,与测量VO2peak相比,这可能是一个更合理的结果测量,因为VO2peak更昂贵,有更大的生理风险,在技术上更有挑战性,而且不容易得到。此外,6MWD比外部起搏测试具有更大的临床效用,特别是对老年人或有额外损伤(视觉和行动)的患者。
以透析内研究为主的血压降低和血管功能增强表明,无论是低强度还是中等强度的项目都能带来心血管方面的益处。这些发现特别重要,因为在ESKD患者中,CV疾病约占所有发病率和死亡率的30%,表明定期的透析内运动可能会影响这一统计数字。不管是哪种处方模式,关于运动能力、耐力和心血管功能的这些变化对一些相关健康结果(生存率、发病率和心血管风险)的影响,总体上缺乏证据,更重要的是,没有证据表明运动和/或身体活动干预对这些健康结果的长期影响。这些证据不仅有助于加强K/DOQI的建议,而且可以作为一种刺激因素,使运动成为ESKD管理中的一个定期监督的组成部分。
在所有的研究中,一个熟悉的主题是在招募、保留和坚持HD患者的运动计划中遇到的困难。此外,那些产生最高结果的方案也与最低的坚持率有关。由于在招募和保留受试者方面的困难,大多数已发表的关于运动项目对HD人群有益影响的报告在统计学上是不充分的。系统综述和meta分析可能是一种方法,可以将这些反应归纳起来,试图克服这一限制。
最后,本评论强调了对CKD人群进行早期干预的必要性。当患者开始透析时,他们已经面临着明显的身体限制和明显增加的心血管疾病风险。在疾病过程的早期,以维持和/或减缓肾衰竭的功能和心血管后果的进展为最低目标的康复努力似乎是很明智的。
自第一次发表关于血液透析(HD)患者运动训练效果的报告以来,30年过去了。长期以来,人们认识到血液透析患者患心血管疾病的风险增加,并且有明显的有氧运动能力峰值损伤。本报告前半部分的研究集中于“非”透析状态下的运动训练项目对改变传统心血管风险因素(血脂状况、糖代谢和高血压)、有氧能力(VO2peak)及其基本决定因素(贫血和骨骼肌代谢)的功效。在综述的后半部分,为评估运动项目的影响而进行的调查数量呈指数级增长,这些项目要么是“非透析”(透析外),要么是“透析”(透析内)。在终末期肾脏病(ESKD)人群中,运动计划已经从单纯的改变心血管危险因素的手段转变为包括其他以患者为中心的目标,如身体功能和生活质量。
HD患者的身体功能下降是有据可查的,其衡量标准是心肺功能(VO2-峰值)、骨骼肌力量的产生,或通过身体表现评估(6分钟步行距离[6WMD]、坐立测试和最大步态速度)。这些观察到的身体功能下降的机制是多因素的,与肾衰竭引起的变化(贫血、尿毒症神经病变、尿毒症肌病、心血管异常)、合并症的存在(糖尿病、高血压、骨病)、抑郁症和肾脏替代相关因素(HD的久坐要求和透析后疲劳)有关。这些身体功能的下降也可能导致身体活动的显著减少,无论是正式的运动还是参与日常生活的活动。较低的参与水平可能导致社会角色的丧失,这可能降低一个人的生活质量。身体活动的减少可能进一步加剧身体功能的损害。
以前曾有报道,ESKD患者的体力活动与死亡率和发病率之间存在反比关系。与久坐不动的非尿毒症患者相比,HD患者的体力活动水平明显较低,这种关系随着年龄的增加而放大。身体活动的减少可能部分与HD手术本身的静止性质有关。
界定运动的剂量
传统上,运动的“剂量”可以由“FITT”原则规定--频率、强度、类型和时间。最近,在公共健康建议中,已经从这种传统的处方模式转变为更广泛的身体活动定义,即任何“由骨骼肌收缩产生的身体运动,并大大增加能量消耗”;“运动”被视为身体活动的一个特定子集。对运动或身体活动的生理“训练”反应被认为取决于活动的量(持续时间和频率)或强度(最大能力的百分比)。然而,在较低的运动量下,可能会出现积极的健康增益。在临床上,运动量和运动强度的规定是呈反比关系的,以创造一个适当的平衡,达到最佳的安全和长期坚持。
在普通人群中,对于所有原因和心血管疾病、一些心血管风险因素(肥胖和预防II型糖尿病)以及生活质量,已经显示出一种反“剂量反应”关系。尽管在普通人群中,运动项目已被证明对血压和抑郁/焦虑有好处,但目前还没有证据表明存在反剂量反应曲线。换句话说,“更多”的运动并不总是“更好”,这取决于所关注的结果。例如,在透析患者中,频繁的运动(4-5次/周)与生存率的提高有关,但每天的运动却没有。相反,也有人认为,透析中的运动量(透析期间的持续时间)可能是提高透析疗效的关键。
2005年KDOQI透析中的心血管疾病指南建议“每周大部分时间(如果不是全部时间)进行30分钟中等强度的心血管运动”。那些目前不爱运动的患者被建议从很低的运动水平和持续时间开始,并逐渐发展到这个建议的水平。然而,作者承认,在该指南出版时,支持该指南的证据是“弱”的,是基于专家意见或一般人群数据。
高血压患者的第五个运动处方参数
第五个运动处方参数,是HD患者特有的,即相对于透析治疗的运动时间。最初,透析内运动的理由与透析外运动的理由相似:引起“训练”效应,以减少某些死亡的危险因素。透析内运动被认为是一种项目实施模式,可以提高项目的依从性,减少血液净化手术本身的静止性质,并在有监督的环境下进行。近来,透析内运动的理由已发展到包括其作为血液透析的辅助疗法的作用,这可能会增加透析的效果。这一前提下的生理学原理是,在透析过程中清除尿毒症毒素的限速步骤是溶质从组织到血液的移动,而最佳流量发生在血液和透析器之间。利用相对较大的肌肉群(下肢),通过运动可以增加大量的血流量,这有助于从组织中清除尿毒症毒素。更重要的是,即使是低强度的运动,毛细血管床也被打开,这增加了肌肉和血液之间物质(氧气、二氧化碳和肌肉收缩的代谢物)交换的表面积。在透析期间进行一次急性的低强度运动,并持续足够的时间,可能会使尿素清除率(透析效率)提高15%至25%。五个透析项目研究了Kt/V(尿素清除率)的变化,结果各不相同。Parsons及其同事和Sakkas及其同事分别发现8周或16周的中等强度运动项目没有改变Kt/V。在这两项研究中,每次运动的时间从30分钟到45分钟不等,但运动是在透析的第三小时进行的,与透析的前两小时相比,这对提高尿素清除率可能没有好处。相反,VanVilsteren及其同事发现,在为期12周的透析内计划中,参与者在透析的前2小时内以60%的VO2max骑车20至30分钟,Kt/V提高了5%。Zaluska及其同事报告说,在一个中等强度的6个月计划中,骑自行车30分钟,Kt/V增加了16%;然而,蛋白质分解代谢率没有保持恒定,使结果变得复杂。最后,在5个月的时间里,每次透析时进行60分钟的低强度骑行或踏步,尿素清除率增加了19%。有人假设,通过透析中的运动提高尿素清除率可能会减轻尿毒症毒素的一些负面影响,从而有助于提高一些器官系统的生理功能,而不需要特定的“训练”效果。
尽管有这些潜在的额外好处,但对于出现严重的透析内低血压的患者来说,透析内运动可能不是一种选择。当患者被拴在透析器上时,透析内计划也可能受到运动方式的限制(例如,团队运动和游泳只能在透析外进行)。因此,透析内和透析外项目之间的这些后勤和生理上的差异可能会导致观察到的变化程度的不同。
在ESKD中产生有意义的生理和/或身体功能变化所需的运动处方还不清楚,因为已发表的报告中存在多样性。研究在以下方面有所不同:(1)设计(随机对照、交叉或重复测量);(2)研究对象的特征(年龄、性别、基线功能状态和合并症);(3)运动前的筛选(基于标准的与分级运动压力测试)。(4)传统的运动处方参数(频率、强度、类型和时间),(5) 细胞内或细胞外的运动时间,(6)运动期间和/或整个项目中的监督和/或心血管监测的数量,以确保达到规定的参数,和(7)结果测量。
目的和范围
因此,以下文献综述研究了已发表的关于HD运动能力和心血管结果的“在”或“不在”的运动研究,以回答两个相关的临床问题:(1)与HD患者的低强度运动项目相比,更高强度的有氧运动项目是否在选定的结果上产生更大的效果? (2)报告类似处方参数的透析内和透析外项目的反应程度是否有差异?
我们回顾了30年(1979-2009年)关于HD患者透析外运动项目的文献,以及16年(1993-2009年)关于HD患者透析内运动项目的28篇文献。为了突出综述的重点和简洁,我们集中于2个主要结果:由生理学黄金标准(VO2peak)和功能性步行测试(6MWD)衡量的心肺运动能力,以及由静止收缩压和舒张压及其他血管僵化或反应性衡量的外围血管完整性。由于所选择的结果测量的心肺功能性质,只有那些使用有氧或有氧/阻力组合项目的研究被纳入审查范围。
在综述的文章中,迄今没有一篇文章系统地比较了不同的有氧运动强度或相对于HD的运动时间对心肺功能和心血管结果的单独影响。有三篇文章,显然是来自希腊的同一个实验室,确实比较了各种运动项目对HD人群的影响。前两项研究报告了3个不同的训练项目后,心肺功能和心血管结果的差异,所有的训练都持续6个月。一个是在透析期间进行的,另一个是在透析外进行的(一个是在中心监督下的集体项目,另一个是在家里的项目,受试者在自行车测力计上独立运动)。在中心内监督的透析外运动项目后,心肺功能得到了最大的改善。尽管在有监督的中心内和中心外方案中,有氧运动的相对强度相似,但在有氧运动的模式方面(跑步机、游泳、团队运动与自行车运动),训练方案之间存在着显著的差异。因此,尽管训练计划的目标相对强度可能是相似的,但透析外踏车计划也包含了更多的绝对运动强度的活动。在一项为期4年的随访研究中,Kouidi及其同事报告说,在一组16名继续参加结构化透析外训练计划的HD患者中,观察到有氧运动能力的峰值持续增长。透析内组的18名HD患者在训练4年后,与基线值相比,VO2peak也有改善,但与1年的随访相比,没有明显的差异。尽管透析内治疗方案可能提供更好的方案坚持性,但这些参与者似乎在训练中经历了一个高原期。如果这项研究包括一个对照组,它可能会发现,透析内计划已经足以帮助防止在这一人群中观察到的身体功能的持续下降。虽然这项研究增加了我们对HD患者运动训练的长期益处的了解,但其研究结果不能推广到65岁以上的患者和那些可能有更大合并症负担的患者(如糖尿病)。此外,由于监督程度、小组训练的影响和运动模式的不同,很难就相对于透析的时间或运动强度对心肺功能或心血管结果的影响程度得出绝对结论。
因此,为了达到本综述的目的,利用研究描述符%VO2peak/max、%最大心率(HRmax)和BORG感知疲劳评分(BORG RPE)将各个研究分类为提供低、中或高强度的有氧运动处方,并根据表1的排名进行分配。对于选定的结果,对透析外运动出版物进行了总结,其中一组6篇文章和一组2篇文章似乎包含了从同一组参与者那里获得的数据,为了本综述的目的,被认为是代表了一个单一的项目(表2)。我们审查了16篇关于透析内运动的文章,其中2篇包含所选择的结果测量的文章被排除,因为使用了HD和PD参与者的组合(表3)。这使我们能够更准确地解释关于可能与加强清除尿毒症毒素有关的透析内运动的具体效果的数据。
运动能力
VO2peak
对于使用低强度有氧运动处方的透析外研究,VO2peak的改善幅度为13%至20%(n=3);调查日期为1979年至2008年(表2和3)。大多数发表的关于改善VO2peak的研究结果都使用了中等强度的项目。其中一些研究是在用红细胞生成素(EPO)纠正贫血之前的时代进行的。解释VO2peak数据的一个混杂因素可能是在EPO之前和之后的时代进行的研究之间的起始血细胞比值的差异。因此,中等强度的研究按日期分为1990年前和1990年后的报告,因为EPO是在20世纪80年代中后期引入的。在1990年之前的5个中等强度的肾上腺素注射项目中,有2个报告了19%至21%的改善,基线VO2peak值约为19 ml/kg/min,项目持续时间从10周到12个月不等。一个持续12周的项目报告说,基线VO2peak为15.4 ml/kg/min,有氧能力峰值增加了42%。在1990年后的研究中,大多数HD患者会接受EPO治疗。在3个中等强度的非透析有氧运动项目中,只有1个报告了VO2peak有统计学意义的增加(38%)。在其中一个项目中,运动时间(20分钟)和研究时间(12周)都可能排除了VO2peak的实质性增加。另一个项目的持续时间(6个月)和每节课的运动时间与注意到有氧能力改善的项目相似,基线VO2peak比Kouidi等人报告的基线VO2peak平均高8.6 ml/kg/min。在同时提供一些阻力训练的中度有氧项目中,3个透析外项目显示VO2peak分别增加了48%、43%和10%,与其他两个项目的参与者相比,后一个项目的受试者的基线VO2peak更高(平均5 ml/kg/min)。只有1项透析外研究使用了高强度的训练计划,其结果是VO2peak提高了11%,是有氧能力提高程度最低的报告之一。
对于那些调查在HD期间进行的运动的影响的研究,只有1项低强度的研究报告了VO2peak,并发现在10周的透析内踏车后有21%的改善。与透析外踏车的报告不同,1990年以前没有发表中等强度的透析内踏车研究。在3个中等强度的透析内有氧运动项目中,只有1个报告了高血细胞比容组和低血细胞比容组分别改善12%和13%。与Painter及其同事的研究相比,在没有报告VO2peak变化的2项研究中,没有明确可识别的特征可以解释运动项目缺乏效果。五个中等强度的透析内运动项目同时使用了有氧和阻力部分,其中3个项目报告说VO2-峰值增加了21%到24%。发现VO2峰值没有变化的2个项目是持续时间最短的(3个月,而其他3个项目是6-10个月)。没有高强度的透析内运动项目报告VO2peak作为结果测量。
从前面提到的研究中可以对有氧能力做出什么结论?我们利用那些报告有氧能力有明显改善,并且使用有氧运动或有氧和阻力训练相结合的透析外运动项目的数据,进行了相关的分析。每项研究中VO2peak的平均变化百分比与平均基线有氧能力值的对比表明,运动引起的有氧健身峰值的改善程度似乎与VO2peak的基线值有关。这表明,在那些基线有氧能力较差的人中,观察到的VO2-峰值的变化更大。有趣的是,在使用透析内运动项目的数据时,没有观察到同样的关系,表明有氧能力的基线水平并不影响透析内运动训练所能达到的改善。例如,基线VO2peak最高的人(25.5 ml/kg/min)显示出22%的改善,而基线VO2peak为16.3 ml/kg/min的人的改善为24%。这些数据表明,在所有水平的起始有氧能力中,使用透析内运动可以注意到类似的改善。需要进一步的研究来证实或反驳这些观察。
另一个问题是项目的强度水平和VO2peak的相对改善。对于透析内项目,无论项目是低强度还是中等强度,VO2peak的改善都在12%到24%之间。然而,在透析外踏车项目中,有氧能力的改善范围更大。在中等强度的项目中,基线VO2peak值在15.4至17.5 ml/kg/min之间的,有42%至48%的改善,而在低至中等强度的项目中,基线VO2peak值在16.2至26.3 ml/kg/min之间的,有10%至21%的改善。这些发现表明,有氧能力很低的人通过中等强度的透析外运动有可能获得更大的收益。
6MWD
有氧能力的生理指标(VO2peak)的改善是否会转化为功能指标的改善?传统上,6MWD一直被用作运动能力的替代性功能指标。然而,1999年引入的增量穿梭行走测试使6MWD所代表的结构受到质疑。目前康复领域的解释表明,增速穿梭行走测试更密切地反映了有氧能力的峰值,而6MWD是一个功能性行走测试,反映了一个人在其最大能力范围内的表现能力,换句话说,就是这个人群的运动耐力。此外,作为一种自定步调的步行测试,6MWD比外部步调的测试提供了更大的临床效用,特别是对于老年人或那些有额外损伤(视觉和行动)的患者。
一项透析外研究测量了12周、每周3次的低强度有氧运动项目前后的VO2峰值和6MWD。据报道,与计划前的测试相比,14名HD患者的VO2-峰值增加了20%,6MWD增加了19%。更重要的是,6MWD的改善(77米)大于54米的最小临床显著差异(MCSD)。MCSD是指结果测量的最小变化水平,它可以转化为患者认为的功能的实质性改善(即能够参与更多和/或更大程度的日常生活活动)或导致患者临床管理变化的改善(即改变用药)。另有一个低强度的透析外运动项目报告了6MWD增加17%,其幅度没有达到MCSD。
3个低强度和2个中等强度的透析内运动项目报告了6MWD结果。两个低强度和一个中等强度的项目报告了14%的改善,都超过了MCSD。OhPark及其同事也测量了VO2peak,但与Levendoglu及其同事不同的是,尽管6MWD改善了14%,但发现这一结果没有变化。另一个低强度的透析内治疗方案报告说,6MWD只改善了8%,低于MCSD,还有一个中等强度的方案报告说6MWD没有改善。
那些对6MWD的改善大于MCSD的项目是否有什么突出的特点?与VO2peak不同,基线6MWD值似乎并不影响结果的大小(r¼0.02,P¼1.00)(即那些在基线上行走距离较小的人并不一定显示出最大的收益)。更重要的是,即使是低强度的运动项目,无论是透析外循环还是透析内踏车,都能使6MWD的改善程度超过MCSD,而这些人实际上是从相当高的功能表现水平开始的(453米和520米)。
心血管结果
四项透析外运动研究报告了HD患者经过低度和中度透析外运动训练后的静息收缩压和舒张压值(表2和3)。Deligiannis及其同事发现,与一组久坐不动的对照组HD患者和一组参加家庭自行车运动的患者相比,一组16名HD患者在6个月的运动项目后,静息收缩压(SBP)降低了6%。相比之下,20世纪80年代的3项早期研究发现,在为期12周和9个月的运动项目后,SBP没有变化。Goldberg和他的同事们报告说,在完成透析外运动项目的高血压HD患者亚组中,没有观察到SBP或舒张压(DBP)的统计学意义上的变化;然而,处方抗高血压药物剂量的减少可能混淆了结果。一些文章报道,在那些高血压患者完成中等强度的训练项目后,运动患者使用的抗高血压药物剂量和/或数量减少;这一结果被提议作为接受降压药物治疗的高血压HD患者血压改善的替代证据。虽然,这种方法从表面上看似乎是一种合理的临床替代方法,但尚不清楚运动引起的血压药物的减少是否会转化为HD患者的生存率提高或心血管疾病发病率或死亡率降低。
八项透析内研究评估了透析内运动训练项目对HD患者静息SBP和DBP的影响。在2个低强度的项目中,一个报告了3个月时SBP的显著下降,另一个没有。然而,Miller及其同事指出,在6个月时,静息SBP恢复到项目前的数值,但参与者的血压药物减少了0.71种。在3个中等强度的有氧透析项目中,持续6周的项目和持续12周的项目中没有发现SBP或DBP的变化。然而,在安德森及其同事的6个月研究中,SBP和DBP的日均值和夜均值分别下降了约9%和11%。两个持续时间为7个月和10个月的中等强度的有氧和阻力相结合的透析内注射计划,其中个人每次运动约1小时,显示SBP下降6%,DBP下降7%至9%。DePaul和他的同事也采用了有氧和阻力训练的组合方案,没有显示出血压的变化;然而,这个方案只持续了12周,而且每次的总运动时间只有20分钟。
尽管动脉血压可能是心血管健康的一个重要指标,但在ESKD人群中报告这一结果有许多问题。许多研究没有描述测量血压的方法或相对于透析的时间,或提供血压的绝对值。虽然没有报告绝对压力值,但有2项研究确定,血压变化似乎与血容量的变化无关。其他人提出,HD人群中的高血压可能反映了水合状态和动脉僵化之间的相互作用。
鉴于在HD人群中调节和测量血压的复杂性以及与收缩压水平相关的明显的“U型”死亡风险,已经对显示与发病率和死亡率有关的其他心血管健康指标进行了评估。动脉僵化,在临床上以脉压、波反射(增强指数)和/或脉搏波速度(中央和周围)等指数为特征,与HD人群中心血管和死亡风险的增加有关。只有Mustata及其同事在每周两次、为期3个月的中等强度有氧运动项目之前和之后立即测量了增强指数和脉搏压力。增强指数和脉搏压力在该计划后各下降了11%,并在训练期后恢复到基线;然而,尚未证实波反射的减少是否转化为心血管(CV)发病率和/或死亡率的减少。一项交叉研究的证据表明,在血压没有变化的情况下,即使是低强度的透析内运动也可能有助于改善动脉僵化。在一个自定步调的透析内循环计划中,18名高清患者每周进行3次30分钟的踏车运动,中心动脉僵化比这些同样的患者在没有运动计划的3个月期间低10%。在7个月的时间里,那些在每个HD疗程中以中等强度骑自行车60分钟的人中,气压反射灵敏度增加了22%;在对照组中没有观察到变化。这些发现表明,通过透析内运动计划,血压调节系统的反应性得到了增强。这些改善是否与运动训练对心脏或血管反应性的直接影响有关,或与增强的神经功能(即减弱的神经病变)有关,尚有待确定。
综上所述,有证据表明中等强度的项目(主要是透析内)可以使静息SBP下降6%至9%(8-12 mmHg),静息DBP下降6%至11%(6-9 mmHg)。这些数值与健康成人运动时的报告一致(SBP:217至4 mmHg,净集合效应:23.84 mmHg;DBP:211至11 mmHg,净集合效应:22.58 mmHg)。目前还不清楚这些适度的降压和/或减少处方的降压药是否会给患者带来保护心血管疾病或死亡的长期利益。在最近的研究中,血管僵化的具体改善与发病率和死亡率的增加有关,这表明无论在透析中还是在透析外进行的运动,无论强度如何,都能在一定程度上增强心血管的保护。
总结
本综述旨在研究已发表的有关HD患者运动训练的报告,以寻找在关键结果上引起有意义的反应所需的最低运动处方的证据。这些信息对于向患者推荐如何和何时运动非常重要。值得注意的是,透析内运动项目倾向于使用更多的“功能”而不是“生理”的身体功能措施;这可能部分是由于早期文章的数量侧重于VO2peak。在大多数情况下,如果不是所有的情况下,似乎每次运动至少需要30分钟才能引起有益的生理或功能效果。有证据表明,透析内和透析外项目都能显著提高有氧能力,但中等强度的透析外项目有可能使那些最初有氧能力水平极差的人获得更大的收益。此外,有证据表明,与类似强度的透析内项目相比,在透析外进行中等强度的有氧运动项目可能会在短期(6个月)和长期(4年)内对有氧能力(VO2peak)产生更大的生理改善。这对于结合一定程度的阻力训练和有氧运动的项目来说尤其如此。然而,这些研究是在数量相对较少的血液透析患者身上进行的。这些结果可能并不特别适用于老年患者和/或那些合并糖尿病的患者。此外,目前还不知道观察到的有氧能力的增加是否会导致有意义的功能变化和/或较高相对强度的运动模式的额外生存利益。
然而,就功能性行走能力而言,无论最初的表现水平如何,在低强度或中等强度的运动中,都会出现超过MCSD的6MWD的实质性改善。在临床上,与测量VO2peak相比,这可能是一个更合理的结果测量,因为VO2peak更昂贵,有更大的生理风险,在技术上更有挑战性,而且不容易得到。此外,6MWD比外部起搏测试具有更大的临床效用,特别是对老年人或有额外损伤(视觉和行动)的患者。
以透析内研究为主的血压降低和血管功能增强表明,无论是低强度还是中等强度的项目都能带来心血管方面的益处。这些发现特别重要,因为在ESKD患者中,CV疾病约占所有发病率和死亡率的30%,表明定期的透析内运动可能会影响这一统计数字。不管是哪种处方模式,关于运动能力、耐力和心血管功能的这些变化对一些相关健康结果(生存率、发病率和心血管风险)的影响,总体上缺乏证据,更重要的是,没有证据表明运动和/或身体活动干预对这些健康结果的长期影响。这些证据不仅有助于加强K/DOQI的建议,而且可以作为一种刺激因素,使运动成为ESKD管理中的一个定期监督的组成部分。
在所有的研究中,一个熟悉的主题是在招募、保留和坚持HD患者的运动计划中遇到的困难。此外,那些产生最高结果的方案也与最低的坚持率有关。由于在招募和保留受试者方面的困难,大多数已发表的关于运动项目对HD人群有益影响的报告在统计学上是不充分的。系统综述和meta分析可能是一种方法,可以将这些反应归纳起来,试图克服这一限制。
最后,本评论强调了对CKD人群进行早期干预的必要性。当患者开始透析时,他们已经面临着明显的身体限制和明显增加的心血管疾病风险。在疾病过程的早期,以维持和/或减缓肾衰竭的功能和心血管后果的进展为最低目标的康复努力似乎是很明智的。
自第一次发表关于血液透析(HD)患者运动训练效果的报告以来,30年过去了。长期以来,人们认识到血液透析患者患心血管疾病的风险增加,并且有明显的有氧运动能力峰值损伤。本报告前半部分的研究集中于“非”透析状态下的运动训练项目对改变传统心血管风险因素(血脂状况、糖代谢和高血压)、有氧能力(VO2peak)及其基本决定因素(贫血和骨骼肌代谢)的功效。在综述的后半部分,为评估运动项目的影响而进行的调查数量呈指数级增长,这些项目要么是“非透析”(透析外),要么是“透析”(透析内)。在终末期肾脏病(ESKD)人群中,运动计划已经从单纯的改变心血管危险因素的手段转变为包括其他以患者为中心的目标,如身体功能和生活质量。
HD患者的身体功能下降是有据可查的,其衡量标准是心肺功能(VO2-峰值)、骨骼肌力量的产生,或通过身体表现评估(6分钟步行距离[6WMD]、坐立测试和最大步态速度)。这些观察到的身体功能下降的机制是多因素的,与肾衰竭引起的变化(贫血、尿毒症神经病变、尿毒症肌病、心血管异常)、合并症的存在(糖尿病、高血压、骨病)、抑郁症和肾脏替代相关因素(HD的久坐要求和透析后疲劳)有关。这些身体功能的下降也可能导致身体活动的显著减少,无论是正式的运动还是参与日常生活的活动。较低的参与水平可能导致社会角色的丧失,这可能降低一个人的生活质量。身体活动的减少可能进一步加剧身体功能的损害。
以前曾有报道,ESKD患者的体力活动与死亡率和发病率之间存在反比关系。与久坐不动的非尿毒症患者相比,HD患者的体力活动水平明显较低,这种关系随着年龄的增加而放大。身体活动的减少可能部分与HD手术本身的静止性质有关。
界定运动的剂量
传统上,运动的“剂量”可以由“FITT”原则规定--频率、强度、类型和时间。最近,在公共健康建议中,已经从这种传统的处方模式转变为更广泛的身体活动定义,即任何“由骨骼肌收缩产生的身体运动,并大大增加能量消耗”;“运动”被视为身体活动的一个特定子集。对运动或身体活动的生理“训练”反应被认为取决于活动的量(持续时间和频率)或强度(最大能力的百分比)。然而,在较低的运动量下,可能会出现积极的健康增益。在临床上,运动量和运动强度的规定是呈反比关系的,以创造一个适当的平衡,达到最佳的安全和长期坚持。
在普通人群中,对于所有原因和心血管疾病、一些心血管风险因素(肥胖和预防II型糖尿病)以及生活质量,已经显示出一种反“剂量反应”关系。尽管在普通人群中,运动项目已被证明对血压和抑郁/焦虑有好处,但目前还没有证据表明存在反剂量反应曲线。换句话说,“更多”的运动并不总是“更好”,这取决于所关注的结果。例如,在透析患者中,频繁的运动(4-5次/周)与生存率的提高有关,但每天的运动却没有。相反,也有人认为,透析中的运动量(透析期间的持续时间)可能是提高透析疗效的关键。
2005年KDOQI透析中的心血管疾病指南建议“每周大部分时间(如果不是全部时间)进行30分钟中等强度的心血管运动”。那些目前不爱运动的患者被建议从很低的运动水平和持续时间开始,并逐渐发展到这个建议的水平。然而,作者承认,在该指南出版时,支持该指南的证据是“弱”的,是基于专家意见或一般人群数据。
高血压患者的第五个运动处方参数
第五个运动处方参数,是HD患者特有的,即相对于透析治疗的运动时间。最初,透析内运动的理由与透析外运动的理由相似:引起“训练”效应,以减少某些死亡的危险因素。透析内运动被认为是一种项目实施模式,可以提高项目的依从性,减少血液净化手术本身的静止性质,并在有监督的环境下进行。近来,透析内运动的理由已发展到包括其作为血液透析的辅助疗法的作用,这可能会增加透析的效果。这一前提下的生理学原理是,在透析过程中清除尿毒症毒素的限速步骤是溶质从组织到血液的移动,而最佳流量发生在血液和透析器之间。利用相对较大的肌肉群(下肢),通过运动可以增加大量的血流量,这有助于从组织中清除尿毒症毒素。更重要的是,即使是低强度的运动,毛细血管床也被打开,这增加了肌肉和血液之间物质(氧气、二氧化碳和肌肉收缩的代谢物)交换的表面积。在透析期间进行一次急性的低强度运动,并持续足够的时间,可能会使尿素清除率(透析效率)提高15%至25%。五个透析项目研究了Kt/V(尿素清除率)的变化,结果各不相同。Parsons及其同事和Sakkas及其同事分别发现8周或16周的中等强度运动项目没有改变Kt/V。在这两项研究中,每次运动的时间从30分钟到45分钟不等,但运动是在透析的第三小时进行的,与透析的前两小时相比,这对提高尿素清除率可能没有好处。相反,VanVilsteren及其同事发现,在为期12周的透析内计划中,参与者在透析的前2小时内以60%的VO2max骑车20至30分钟,Kt/V提高了5%。Zaluska及其同事报告说,在一个中等强度的6个月计划中,骑自行车30分钟,Kt/V增加了16%;然而,蛋白质分解代谢率没有保持恒定,使结果变得复杂。最后,在5个月的时间里,每次透析时进行60分钟的低强度骑行或踏步,尿素清除率增加了19%。有人假设,通过透析中的运动提高尿素清除率可能会减轻尿毒症毒素的一些负面影响,从而有助于提高一些器官系统的生理功能,而不需要特定的“训练”效果。
尽管有这些潜在的额外好处,但对于出现严重的透析内低血压的患者来说,透析内运动可能不是一种选择。当患者被拴在透析器上时,透析内计划也可能受到运动方式的限制(例如,团队运动和游泳只能在透析外进行)。因此,透析内和透析外项目之间的这些后勤和生理上的差异可能会导致观察到的变化程度的不同。
在ESKD中产生有意义的生理和/或身体功能变化所需的运动处方还不清楚,因为已发表的报告中存在多样性。研究在以下方面有所不同:(1)设计(随机对照、交叉或重复测量);(2)研究对象的特征(年龄、性别、基线功能状态和合并症);(3)运动前的筛选(基于标准的与分级运动压力测试)。(4)传统的运动处方参数(频率、强度、类型和时间),(5) 细胞内或细胞外的运动时间,(6)运动期间和/或整个项目中的监督和/或心血管监测的数量,以确保达到规定的参数,和(7)结果测量。
目的和范围
因此,以下文献综述研究了已发表的关于HD运动能力和心血管结果的“在”或“不在”的运动研究,以回答两个相关的临床问题:(1)与HD患者的低强度运动项目相比,更高强度的有氧运动项目是否在选定的结果上产生更大的效果? (2)报告类似处方参数的透析内和透析外项目的反应程度是否有差异?
我们回顾了30年(1979-2009年)关于HD患者透析外运动项目的文献,以及16年(1993-2009年)关于HD患者透析内运动项目的28篇文献。为了突出综述的重点和简洁,我们集中于2个主要结果:由生理学黄金标准(VO2peak)和功能性步行测试(6MWD)衡量的心肺运动能力,以及由静止收缩压和舒张压及其他血管僵化或反应性衡量的外围血管完整性。由于所选择的结果测量的心肺功能性质,只有那些使用有氧或有氧/阻力组合项目的研究被纳入审查范围。
在综述的文章中,迄今没有一篇文章系统地比较了不同的有氧运动强度或相对于HD的运动时间对心肺功能和心血管结果的单独影响。有三篇文章,显然是来自希腊的同一个实验室,确实比较了各种运动项目对HD人群的影响。前两项研究报告了3个不同的训练项目后,心肺功能和心血管结果的差异,所有的训练都持续6个月。一个是在透析期间进行的,另一个是在透析外进行的(一个是在中心监督下的集体项目,另一个是在家里的项目,受试者在自行车测力计上独立运动)。在中心内监督的透析外运动项目后,心肺功能得到了最大的改善。尽管在有监督的中心内和中心外方案中,有氧运动的相对强度相似,但在有氧运动的模式方面(跑步机、游泳、团队运动与自行车运动),训练方案之间存在着显著的差异。因此,尽管训练计划的目标相对强度可能是相似的,但透析外踏车计划也包含了更多的绝对运动强度的活动。在一项为期4年的随访研究中,Kouidi及其同事报告说,在一组16名继续参加结构化透析外训练计划的HD患者中,观察到有氧运动能力的峰值持续增长。透析内组的18名HD患者在训练4年后,与基线值相比,VO2peak也有改善,但与1年的随访相比,没有明显的差异。尽管透析内治疗方案可能提供更好的方案坚持性,但这些参与者似乎在训练中经历了一个高原期。如果这项研究包括一个对照组,它可能会发现,透析内计划已经足以帮助防止在这一人群中观察到的身体功能的持续下降。虽然这项研究增加了我们对HD患者运动训练的长期益处的了解,但其研究结果不能推广到65岁以上的患者和那些可能有更大合并症负担的患者(如糖尿病)。此外,由于监督程度、小组训练的影响和运动模式的不同,很难就相对于透析的时间或运动强度对心肺功能或心血管结果的影响程度得出绝对结论。
因此,为了达到本综述的目的,利用研究描述符%VO2peak/max、%最大心率(HRmax)和BORG感知疲劳评分(BORG RPE)将各个研究分类为提供低、中或高强度的有氧运动处方,并根据表1的排名进行分配。对于选定的结果,对透析外运动出版物进行了总结,其中一组6篇文章和一组2篇文章似乎包含了从同一组参与者那里获得的数据,为了本综述的目的,被认为是代表了一个单一的项目(表2)。我们审查了16篇关于透析内运动的文章,其中2篇包含所选择的结果测量的文章被排除,因为使用了HD和PD参与者的组合(表3)。这使我们能够更准确地解释关于可能与加强清除尿毒症毒素有关的透析内运动的具体效果的数据。
运动能力
VO2peak
对于使用低强度有氧运动处方的透析外研究,VO2peak的改善幅度为13%至20%(n=3);调查日期为1979年至2008年(表2和3)。大多数发表的关于改善VO2peak的研究结果都使用了中等强度的项目。其中一些研究是在用红细胞生成素(EPO)纠正贫血之前的时代进行的。解释VO2peak数据的一个混杂因素可能是在EPO之前和之后的时代进行的研究之间的起始血细胞比值的差异。因此,中等强度的研究按日期分为1990年前和1990年后的报告,因为EPO是在20世纪80年代中后期引入的。在1990年之前的5个中等强度的肾上腺素注射项目中,有2个报告了19%至21%的改善,基线VO2peak值约为19 ml/kg/min,项目持续时间从10周到12个月不等。一个持续12周的项目报告说,基线VO2peak为15.4 ml/kg/min,有氧能力峰值增加了42%。在1990年后的研究中,大多数HD患者会接受EPO治疗。在3个中等强度的非透析有氧运动项目中,只有1个报告了VO2peak有统计学意义的增加(38%)。在其中一个项目中,运动时间(20分钟)和研究时间(12周)都可能排除了VO2peak的实质性增加。另一个项目的持续时间(6个月)和每节课的运动时间与注意到有氧能力改善的项目相似,基线VO2peak比Kouidi等人报告的基线VO2peak平均高8.6 ml/kg/min。在同时提供一些阻力训练的中度有氧项目中,3个透析外项目显示VO2peak分别增加了48%、43%和10%,与其他两个项目的参与者相比,后一个项目的受试者的基线VO2peak更高(平均5 ml/kg/min)。只有1项透析外研究使用了高强度的训练计划,其结果是VO2peak提高了11%,是有氧能力提高程度最低的报告之一。
对于那些调查在HD期间进行的运动的影响的研究,只有1项低强度的研究报告了VO2peak,并发现在10周的透析内踏车后有21%的改善。与透析外踏车的报告不同,1990年以前没有发表中等强度的透析内踏车研究。在3个中等强度的透析内有氧运动项目中,只有1个报告了高血细胞比容组和低血细胞比容组分别改善12%和13%。与Painter及其同事的研究相比,在没有报告VO2peak变化的2项研究中,没有明确可识别的特征可以解释运动项目缺乏效果。五个中等强度的透析内运动项目同时使用了有氧和阻力部分,其中3个项目报告说VO2-峰值增加了21%到24%。发现VO2峰值没有变化的2个项目是持续时间最短的(3个月,而其他3个项目是6-10个月)。没有高强度的透析内运动项目报告VO2peak作为结果测量。
从前面提到的研究中可以对有氧能力做出什么结论?我们利用那些报告有氧能力有明显改善,并且使用有氧运动或有氧和阻力训练相结合的透析外运动项目的数据,进行了相关的分析。每项研究中VO2peak的平均变化百分比与平均基线有氧能力值的对比表明,运动引起的有氧健身峰值的改善程度似乎与VO2peak的基线值有关。这表明,在那些基线有氧能力较差的人中,观察到的VO2-峰值的变化更大。有趣的是,在使用透析内运动项目的数据时,没有观察到同样的关系,表明有氧能力的基线水平并不影响透析内运动训练所能达到的改善。例如,基线VO2peak最高的人(25.5 ml/kg/min)显示出22%的改善,而基线VO2peak为16.3 ml/kg/min的人的改善为24%。这些数据表明,在所有水平的起始有氧能力中,使用透析内运动可以注意到类似的改善。需要进一步的研究来证实或反驳这些观察。
另一个问题是项目的强度水平和VO2peak的相对改善。对于透析内项目,无论项目是低强度还是中等强度,VO2peak的改善都在12%到24%之间。然而,在透析外踏车项目中,有氧能力的改善范围更大。在中等强度的项目中,基线VO2peak值在15.4至17.5 ml/kg/min之间的,有42%至48%的改善,而在低至中等强度的项目中,基线VO2peak值在16.2至26.3 ml/kg/min之间的,有10%至21%的改善。这些发现表明,有氧能力很低的人通过中等强度的透析外运动有可能获得更大的收益。
6MWD
有氧能力的生理指标(VO2peak)的改善是否会转化为功能指标的改善?传统上,6MWD一直被用作运动能力的替代性功能指标。然而,1999年引入的增量穿梭行走测试使6MWD所代表的结构受到质疑。目前康复领域的解释表明,增速穿梭行走测试更密切地反映了有氧能力的峰值,而6MWD是一个功能性行走测试,反映了一个人在其最大能力范围内的表现能力,换句话说,就是这个人群的运动耐力。此外,作为一种自定步调的步行测试,6MWD比外部步调的测试提供了更大的临床效用,特别是对于老年人或那些有额外损伤(视觉和行动)的患者。
一项透析外研究测量了12周、每周3次的低强度有氧运动项目前后的VO2峰值和6MWD。据报道,与计划前的测试相比,14名HD患者的VO2-峰值增加了20%,6MWD增加了19%。更重要的是,6MWD的改善(77米)大于54米的最小临床显著差异(MCSD)。MCSD是指结果测量的最小变化水平,它可以转化为患者认为的功能的实质性改善(即能够参与更多和/或更大程度的日常生活活动)或导致患者临床管理变化的改善(即改变用药)。另有一个低强度的透析外运动项目报告了6MWD增加17%,其幅度没有达到MCSD。
3个低强度和2个中等强度的透析内运动项目报告了6MWD结果。两个低强度和一个中等强度的项目报告了14%的改善,都超过了MCSD。OhPark及其同事也测量了VO2peak,但与Levendoglu及其同事不同的是,尽管6MWD改善了14%,但发现这一结果没有变化。另一个低强度的透析内治疗方案报告说,6MWD只改善了8%,低于MCSD,还有一个中等强度的方案报告说6MWD没有改善。
那些对6MWD的改善大于MCSD的项目是否有什么突出的特点?与VO2peak不同,基线6MWD值似乎并不影响结果的大小(r¼0.02,P¼1.00)(即那些在基线上行走距离较小的人并不一定显示出最大的收益)。更重要的是,即使是低强度的运动项目,无论是透析外循环还是透析内踏车,都能使6MWD的改善程度超过MCSD,而这些人实际上是从相当高的功能表现水平开始的(453米和520米)。
心血管结果
四项透析外运动研究报告了HD患者经过低度和中度透析外运动训练后的静息收缩压和舒张压值(表2和3)。Deligiannis及其同事发现,与一组久坐不动的对照组HD患者和一组参加家庭自行车运动的患者相比,一组16名HD患者在6个月的运动项目后,静息收缩压(SBP)降低了6%。相比之下,20世纪80年代的3项早期研究发现,在为期12周和9个月的运动项目后,SBP没有变化。Goldberg和他的同事们报告说,在完成透析外运动项目的高血压HD患者亚组中,没有观察到SBP或舒张压(DBP)的统计学意义上的变化;然而,处方抗高血压药物剂量的减少可能混淆了结果。一些文章报道,在那些高血压患者完成中等强度的训练项目后,运动患者使用的抗高血压药物剂量和/或数量减少;这一结果被提议作为接受降压药物治疗的高血压HD患者血压改善的替代证据。虽然,这种方法从表面上看似乎是一种合理的临床替代方法,但尚不清楚运动引起的血压药物的减少是否会转化为HD患者的生存率提高或心血管疾病发病率或死亡率降低。
八项透析内研究评估了透析内运动训练项目对HD患者静息SBP和DBP的影响。在2个低强度的项目中,一个报告了3个月时SBP的显著下降,另一个没有。然而,Miller及其同事指出,在6个月时,静息SBP恢复到项目前的数值,但参与者的血压药物减少了0.71种。在3个中等强度的有氧透析项目中,持续6周的项目和持续12周的项目中没有发现SBP或DBP的变化。然而,在安德森及其同事的6个月研究中,SBP和DBP的日均值和夜均值分别下降了约9%和11%。两个持续时间为7个月和10个月的中等强度的有氧和阻力相结合的透析内注射计划,其中个人每次运动约1小时,显示SBP下降6%,DBP下降7%至9%。DePaul和他的同事也采用了有氧和阻力训练的组合方案,没有显示出血压的变化;然而,这个方案只持续了12周,而且每次的总运动时间只有20分钟。
尽管动脉血压可能是心血管健康的一个重要指标,但在ESKD人群中报告这一结果有许多问题。许多研究没有描述测量血压的方法或相对于透析的时间,或提供血压的绝对值。虽然没有报告绝对压力值,但有2项研究确定,血压变化似乎与血容量的变化无关。其他人提出,HD人群中的高血压可能反映了水合状态和动脉僵化之间的相互作用。
鉴于在HD人群中调节和测量血压的复杂性以及与收缩压水平相关的明显的“U型”死亡风险,已经对显示与发病率和死亡率有关的其他心血管健康指标进行了评估。动脉僵化,在临床上以脉压、波反射(增强指数)和/或脉搏波速度(中央和周围)等指数为特征,与HD人群中心血管和死亡风险的增加有关。只有Mustata及其同事在每周两次、为期3个月的中等强度有氧运动项目之前和之后立即测量了增强指数和脉搏压力。增强指数和脉搏压力在该计划后各下降了11%,并在训练期后恢复到基线;然而,尚未证实波反射的减少是否转化为心血管(CV)发病率和/或死亡率的减少。一项交叉研究的证据表明,在血压没有变化的情况下,即使是低强度的透析内运动也可能有助于改善动脉僵化。在一个自定步调的透析内循环计划中,18名高清患者每周进行3次30分钟的踏车运动,中心动脉僵化比这些同样的患者在没有运动计划的3个月期间低10%。在7个月的时间里,那些在每个HD疗程中以中等强度骑自行车60分钟的人中,气压反射灵敏度增加了22%;在对照组中没有观察到变化。这些发现表明,通过透析内运动计划,血压调节系统的反应性得到了增强。这些改善是否与运动训练对心脏或血管反应性的直接影响有关,或与增强的神经功能(即减弱的神经病变)有关,尚有待确定。
综上所述,有证据表明中等强度的项目(主要是透析内)可以使静息SBP下降6%至9%(8-12 mmHg),静息DBP下降6%至11%(6-9 mmHg)。这些数值与健康成人运动时的报告一致(SBP:217至4 mmHg,净集合效应:23.84 mmHg;DBP:211至11 mmHg,净集合效应:22.58 mmHg)。目前还不清楚这些适度的降压和/或减少处方的降压药是否会给患者带来保护心血管疾病或死亡的长期利益。在最近的研究中,血管僵化的具体改善与发病率和死亡率的增加有关,这表明无论在透析中还是在透析外进行的运动,无论强度如何,都能在一定程度上增强心血管的保护。
总结
本综述旨在研究已发表的有关HD患者运动训练的报告,以寻找在关键结果上引起有意义的反应所需的最低运动处方的证据。这些信息对于向患者推荐如何和何时运动非常重要。值得注意的是,透析内运动项目倾向于使用更多的“功能”而不是“生理”的身体功能措施;这可能部分是由于早期文章的数量侧重于VO2peak。在大多数情况下,如果不是所有的情况下,似乎每次运动至少需要30分钟才能引起有益的生理或功能效果。有证据表明,透析内和透析外项目都能显著提高有氧能力,但中等强度的透析外项目有可能使那些最初有氧能力水平极差的人获得更大的收益。此外,有证据表明,与类似强度的透析内项目相比,在透析外进行中等强度的有氧运动项目可能会在短期(6个月)和长期(4年)内对有氧能力(VO2peak)产生更大的生理改善。这对于结合一定程度的阻力训练和有氧运动的项目来说尤其如此。然而,这些研究是在数量相对较少的血液透析患者身上进行的。这些结果可能并不特别适用于老年患者和/或那些合并糖尿病的患者。此外,目前还不知道观察到的有氧能力的增加是否会导致有意义的功能变化和/或较高相对强度的运动模式的额外生存利益。
然而,就功能性行走能力而言,无论最初的表现水平如何,在低强度或中等强度的运动中,都会出现超过MCSD的6MWD的实质性改善。在临床上,与测量VO2peak相比,这可能是一个更合理的结果测量,因为VO2peak更昂贵,有更大的生理风险,在技术上更有挑战性,而且不容易得到。此外,6MWD比外部起搏测试具有更大的临床效用,特别是对老年人或有额外损伤(视觉和行动)的患者。
以透析内研究为主的血压降低和血管功能增强表明,无论是低强度还是中等强度的项目都能带来心血管方面的益处。这些发现特别重要,因为在ESKD患者中,CV疾病约占所有发病率和死亡率的30%,表明定期的透析内运动可能会影响这一统计数字。不管是哪种处方模式,关于运动能力、耐力和心血管功能的这些变化对一些相关健康结果(生存率、发病率和心血管风险)的影响,总体上缺乏证据,更重要的是,没有证据表明运动和/或身体活动干预对这些健康结果的长期影响。这些证据不仅有助于加强K/DOQI的建议,而且可以作为一种刺激因素,使运动成为ESKD管理中的一个定期监督的组成部分。
在所有的研究中,一个熟悉的主题是在招募、保留和坚持HD患者的运动计划中遇到的困难。此外,那些产生最高结果的方案也与最低的坚持率有关。由于在招募和保留受试者方面的困难,大多数已发表的关于运动项目对HD人群有益影响的报告在统计学上是不充分的。系统综述和meta分析可能是一种方法,可以将这些反应归纳起来,试图克服这一限制。
最后,本评论强调了对CKD人群进行早期干预的必要性。当患者开始透析时,他们已经面临着明显的身体限制和明显增加的心血管疾病风险。在疾病过程的早期,以维持和/或减缓肾衰竭的功能和心血管后果的进展为最低目标的康复努力似乎是很明智的。
自第一次发表关于血液透析(HD)患者运动训练效果的报告以来,30年过去了。长期以来,人们认识到血液透析患者患心血管疾病的风险增加,并且有明显的有氧运动能力峰值损伤。本报告前半部分的研究集中于“非”透析状态下的运动训练项目对改变传统心血管风险因素(血脂状况、糖代谢和高血压)、有氧能力(VO2peak)及其基本决定因素(贫血和骨骼肌代谢)的功效。在综述的后半部分,为评估运动项目的影响而进行的调查数量呈指数级增长,这些项目要么是“非透析”(透析外),要么是“透析”(透析内)。在终末期肾脏病(ESKD)人群中,运动计划已经从单纯的改变心血管危险因素的手段转变为包括其他以患者为中心的目标,如身体功能和生活质量。
HD患者的身体功能下降是有据可查的,其衡量标准是心肺功能(VO2-峰值)、骨骼肌力量的产生,或通过身体表现评估(6分钟步行距离[6WMD]、坐立测试和最大步态速度)。这些观察到的身体功能下降的机制是多因素的,与肾衰竭引起的变化(贫血、尿毒症神经病变、尿毒症肌病、心血管异常)、合并症的存在(糖尿病、高血压、骨病)、抑郁症和肾脏替代相关因素(HD的久坐要求和透析后疲劳)有关。这些身体功能的下降也可能导致身体活动的显著减少,无论是正式的运动还是参与日常生活的活动。较低的参与水平可能导致社会角色的丧失,这可能降低一个人的生活质量。身体活动的减少可能进一步加剧身体功能的损害。
以前曾有报道,ESKD患者的体力活动与死亡率和发病率之间存在反比关系。与久坐不动的非尿毒症患者相比,HD患者的体力活动水平明显较低,这种关系随着年龄的增加而放大。身体活动的减少可能部分与HD手术本身的静止性质有关。
界定运动的剂量
传统上,运动的“剂量”可以由“FITT”原则规定--频率、强度、类型和时间。最近,在公共健康建议中,已经从这种传统的处方模式转变为更广泛的身体活动定义,即任何“由骨骼肌收缩产生的身体运动,并大大增加能量消耗”;“运动”被视为身体活动的一个特定子集。对运动或身体活动的生理“训练”反应被认为取决于活动的量(持续时间和频率)或强度(最大能力的百分比)。然而,在较低的运动量下,可能会出现积极的健康增益。在临床上,运动量和运动强度的规定是呈反比关系的,以创造一个适当的平衡,达到最佳的安全和长期坚持。
在普通人群中,对于所有原因和心血管疾病、一些心血管风险因素(肥胖和预防II型糖尿病)以及生活质量,已经显示出一种反“剂量反应”关系。尽管在普通人群中,运动项目已被证明对血压和抑郁/焦虑有好处,但目前还没有证据表明存在反剂量反应曲线。换句话说,“更多”的运动并不总是“更好”,这取决于所关注的结果。例如,在透析患者中,频繁的运动(4-5次/周)与生存率的提高有关,但每天的运动却没有。相反,也有人认为,透析中的运动量(透析期间的持续时间)可能是提高透析疗效的关键。
2005年KDOQI透析中的心血管疾病指南建议“每周大部分时间(如果不是全部时间)进行30分钟中等强度的心血管运动”。那些目前不爱运动的患者被建议从很低的运动水平和持续时间开始,并逐渐发展到这个建议的水平。然而,作者承认,在该指南出版时,支持该指南的证据是“弱”的,是基于专家意见或一般人群数据。
高血压患者的第五个运动处方参数
第五个运动处方参数,是HD患者特有的,即相对于透析治疗的运动时间。最初,透析内运动的理由与透析外运动的理由相似:引起“训练”效应,以减少某些死亡的危险因素。透析内运动被认为是一种项目实施模式,可以提高项目的依从性,减少血液净化手术本身的静止性质,并在有监督的环境下进行。近来,透析内运动的理由已发展到包括其作为血液透析的辅助疗法的作用,这可能会增加透析的效果。这一前提下的生理学原理是,在透析过程中清除尿毒症毒素的限速步骤是溶质从组织到血液的移动,而最佳流量发生在血液和透析器之间。利用相对较大的肌肉群(下肢),通过运动可以增加大量的血流量,这有助于从组织中清除尿毒症毒素。更重要的是,即使是低强度的运动,毛细血管床也被打开,这增加了肌肉和血液之间物质(氧气、二氧化碳和肌肉收缩的代谢物)交换的表面积。在透析期间进行一次急性的低强度运动,并持续足够的时间,可能会使尿素清除率(透析效率)提高15%至25%。五个透析项目研究了Kt/V(尿素清除率)的变化,结果各不相同。Parsons及其同事和Sakkas及其同事分别发现8周或16周的中等强度运动项目没有改变Kt/V。在这两项研究中,每次运动的时间从30分钟到45分钟不等,但运动是在透析的第三小时进行的,与透析的前两小时相比,这对提高尿素清除率可能没有好处。相反,VanVilsteren及其同事发现,在为期12周的透析内计划中,参与者在透析的前2小时内以60%的VO2max骑车20至30分钟,Kt/V提高了5%。Zaluska及其同事报告说,在一个中等强度的6个月计划中,骑自行车30分钟,Kt/V增加了16%;然而,蛋白质分解代谢率没有保持恒定,使结果变得复杂。最后,在5个月的时间里,每次透析时进行60分钟的低强度骑行或踏步,尿素清除率增加了19%。有人假设,通过透析中的运动提高尿素清除率可能会减轻尿毒症毒素的一些负面影响,从而有助于提高一些器官系统的生理功能,而不需要特定的“训练”效果。
尽管有这些潜在的额外好处,但对于出现严重的透析内低血压的患者来说,透析内运动可能不是一种选择。当患者被拴在透析器上时,透析内计划也可能受到运动方式的限制(例如,团队运动和游泳只能在透析外进行)。因此,透析内和透析外项目之间的这些后勤和生理上的差异可能会导致观察到的变化程度的不同。
在ESKD中产生有意义的生理和/或身体功能变化所需的运动处方还不清楚,因为已发表的报告中存在多样性。研究在以下方面有所不同:(1)设计(随机对照、交叉或重复测量);(2)研究对象的特征(年龄、性别、基线功能状态和合并症);(3)运动前的筛选(基于标准的与分级运动压力测试)。(4)传统的运动处方参数(频率、强度、类型和时间),(5) 细胞内或细胞外的运动时间,(6)运动期间和/或整个项目中的监督和/或心血管监测的数量,以确保达到规定的参数,和(7)结果测量。
目的和范围
因此,以下文献综述研究了已发表的关于HD运动能力和心血管结果的“在”或“不在”的运动研究,以回答两个相关的临床问题:(1)与HD患者的低强度运动项目相比,更高强度的有氧运动项目是否在选定的结果上产生更大的效果? (2)报告类似处方参数的透析内和透析外项目的反应程度是否有差异?
我们回顾了30年(1979-2009年)关于HD患者透析外运动项目的文献,以及16年(1993-2009年)关于HD患者透析内运动项目的28篇文献。为了突出综述的重点和简洁,我们集中于2个主要结果:由生理学黄金标准(VO2peak)和功能性步行测试(6MWD)衡量的心肺运动能力,以及由静止收缩压和舒张压及其他血管僵化或反应性衡量的外围血管完整性。由于所选择的结果测量的心肺功能性质,只有那些使用有氧或有氧/阻力组合项目的研究被纳入审查范围。
在综述的文章中,迄今没有一篇文章系统地比较了不同的有氧运动强度或相对于HD的运动时间对心肺功能和心血管结果的单独影响。有三篇文章,显然是来自希腊的同一个实验室,确实比较了各种运动项目对HD人群的影响。前两项研究报告了3个不同的训练项目后,心肺功能和心血管结果的差异,所有的训练都持续6个月。一个是在透析期间进行的,另一个是在透析外进行的(一个是在中心监督下的集体项目,另一个是在家里的项目,受试者在自行车测力计上独立运动)。在中心内监督的透析外运动项目后,心肺功能得到了最大的改善。尽管在有监督的中心内和中心外方案中,有氧运动的相对强度相似,但在有氧运动的模式方面(跑步机、游泳、团队运动与自行车运动),训练方案之间存在着显著的差异。因此,尽管训练计划的目标相对强度可能是相似的,但透析外踏车计划也包含了更多的绝对运动强度的活动。在一项为期4年的随访研究中,Kouidi及其同事报告说,在一组16名继续参加结构化透析外训练计划的HD患者中,观察到有氧运动能力的峰值持续增长。透析内组的18名HD患者在训练4年后,与基线值相比,VO2peak也有改善,但与1年的随访相比,没有明显的差异。尽管透析内治疗方案可能提供更好的方案坚持性,但这些参与者似乎在训练中经历了一个高原期。如果这项研究包括一个对照组,它可能会发现,透析内计划已经足以帮助防止在这一人群中观察到的身体功能的持续下降。虽然这项研究增加了我们对HD患者运动训练的长期益处的了解,但其研究结果不能推广到65岁以上的患者和那些可能有更大合并症负担的患者(如糖尿病)。此外,由于监督程度、小组训练的影响和运动模式的不同,很难就相对于透析的时间或运动强度对心肺功能或心血管结果的影响程度得出绝对结论。
因此,为了达到本综述的目的,利用研究描述符%VO2peak/max、%最大心率(HRmax)和BORG感知疲劳评分(BORG RPE)将各个研究分类为提供低、中或高强度的有氧运动处方,并根据表1的排名进行分配。对于选定的结果,对透析外运动出版物进行了总结,其中一组6篇文章和一组2篇文章似乎包含了从同一组参与者那里获得的数据,为了本综述的目的,被认为是代表了一个单一的项目(表2)。我们审查了16篇关于透析内运动的文章,其中2篇包含所选择的结果测量的文章被排除,因为使用了HD和PD参与者的组合(表3)。这使我们能够更准确地解释关于可能与加强清除尿毒症毒素有关的透析内运动的具体效果的数据。
运动能力
VO2peak
对于使用低强度有氧运动处方的透析外研究,VO2peak的改善幅度为13%至20%(n=3);调查日期为1979年至2008年(表2和3)。大多数发表的关于改善VO2peak的研究结果都使用了中等强度的项目。其中一些研究是在用红细胞生成素(EPO)纠正贫血之前的时代进行的。解释VO2peak数据的一个混杂因素可能是在EPO之前和之后的时代进行的研究之间的起始血细胞比值的差异。因此,中等强度的研究按日期分为1990年前和1990年后的报告,因为EPO是在20世纪80年代中后期引入的。在1990年之前的5个中等强度的肾上腺素注射项目中,有2个报告了19%至21%的改善,基线VO2peak值约为19 ml/kg/min,项目持续时间从10周到12个月不等。一个持续12周的项目报告说,基线VO2peak为15.4 ml/kg/min,有氧能力峰值增加了42%。在1990年后的研究中,大多数HD患者会接受EPO治疗。在3个中等强度的非透析有氧运动项目中,只有1个报告了VO2peak有统计学意义的增加(38%)。在其中一个项目中,运动时间(20分钟)和研究时间(12周)都可能排除了VO2peak的实质性增加。另一个项目的持续时间(6个月)和每节课的运动时间与注意到有氧能力改善的项目相似,基线VO2peak比Kouidi等人报告的基线VO2peak平均高8.6 ml/kg/min。在同时提供一些阻力训练的中度有氧项目中,3个透析外项目显示VO2peak分别增加了48%、43%和10%,与其他两个项目的参与者相比,后一个项目的受试者的基线VO2peak更高(平均5 ml/kg/min)。只有1项透析外研究使用了高强度的训练计划,其结果是VO2peak提高了11%,是有氧能力提高程度最低的报告之一。
对于那些调查在HD期间进行的运动的影响的研究,只有1项低强度的研究报告了VO2peak,并发现在10周的透析内踏车后有21%的改善。与透析外踏车的报告不同,1990年以前没有发表中等强度的透析内踏车研究。在3个中等强度的透析内有氧运动项目中,只有1个报告了高血细胞比容组和低血细胞比容组分别改善12%和13%。与Painter及其同事的研究相比,在没有报告VO2peak变化的2项研究中,没有明确可识别的特征可以解释运动项目缺乏效果。五个中等强度的透析内运动项目同时使用了有氧和阻力部分,其中3个项目报告说VO2-峰值增加了21%到24%。发现VO2峰值没有变化的2个项目是持续时间最短的(3个月,而其他3个项目是6-10个月)。没有高强度的透析内运动项目报告VO2peak作为结果测量。
从前面提到的研究中可以对有氧能力做出什么结论?我们利用那些报告有氧能力有明显改善,并且使用有氧运动或有氧和阻力训练相结合的透析外运动项目的数据,进行了相关的分析。每项研究中VO2peak的平均变化百分比与平均基线有氧能力值的对比表明,运动引起的有氧健身峰值的改善程度似乎与VO2peak的基线值有关。这表明,在那些基线有氧能力较差的人中,观察到的VO2-峰值的变化更大。有趣的是,在使用透析内运动项目的数据时,没有观察到同样的关系,表明有氧能力的基线水平并不影响透析内运动训练所能达到的改善。例如,基线VO2peak最高的人(25.5 ml/kg/min)显示出22%的改善,而基线VO2peak为16.3 ml/kg/min的人的改善为24%。这些数据表明,在所有水平的起始有氧能力中,使用透析内运动可以注意到类似的改善。需要进一步的研究来证实或反驳这些观察。
另一个问题是项目的强度水平和VO2peak的相对改善。对于透析内项目,无论项目是低强度还是中等强度,VO2peak的改善都在12%到24%之间。然而,在透析外踏车项目中,有氧能力的改善范围更大。在中等强度的项目中,基线VO2peak值在15.4至17.5 ml/kg/min之间的,有42%至48%的改善,而在低至中等强度的项目中,基线VO2peak值在16.2至26.3 ml/kg/min之间的,有10%至21%的改善。这些发现表明,有氧能力很低的人通过中等强度的透析外运动有可能获得更大的收益。
6MWD
有氧能力的生理指标(VO2peak)的改善是否会转化为功能指标的改善?传统上,6MWD一直被用作运动能力的替代性功能指标。然而,1999年引入的增量穿梭行走测试使6MWD所代表的结构受到质疑。目前康复领域的解释表明,增速穿梭行走测试更密切地反映了有氧能力的峰值,而6MWD是一个功能性行走测试,反映了一个人在其最大能力范围内的表现能力,换句话说,就是这个人群的运动耐力。此外,作为一种自定步调的步行测试,6MWD比外部步调的测试提供了更大的临床效用,特别是对于老年人或那些有额外损伤(视觉和行动)的患者。
一项透析外研究测量了12周、每周3次的低强度有氧运动项目前后的VO2峰值和6MWD。据报道,与计划前的测试相比,14名HD患者的VO2-峰值增加了20%,6MWD增加了19%。更重要的是,6MWD的改善(77米)大于54米的最小临床显著差异(MCSD)。MCSD是指结果测量的最小变化水平,它可以转化为患者认为的功能的实质性改善(即能够参与更多和/或更大程度的日常生活活动)或导致患者临床管理变化的改善(即改变用药)。另有一个低强度的透析外运动项目报告了6MWD增加17%,其幅度没有达到MCSD。
3个低强度和2个中等强度的透析内运动项目报告了6MWD结果。两个低强度和一个中等强度的项目报告了14%的改善,都超过了MCSD。OhPark及其同事也测量了VO2peak,但与Levendoglu及其同事不同的是,尽管6MWD改善了14%,但发现这一结果没有变化。另一个低强度的透析内治疗方案报告说,6MWD只改善了8%,低于MCSD,还有一个中等强度的方案报告说6MWD没有改善。
那些对6MWD的改善大于MCSD的项目是否有什么突出的特点?与VO2peak不同,基线6MWD值似乎并不影响结果的大小(r¼0.02,P¼1.00)(即那些在基线上行走距离较小的人并不一定显示出最大的收益)。更重要的是,即使是低强度的运动项目,无论是透析外循环还是透析内踏车,都能使6MWD的改善程度超过MCSD,而这些人实际上是从相当高的功能表现水平开始的(453米和520米)。
心血管结果
四项透析外运动研究报告了HD患者经过低度和中度透析外运动训练后的静息收缩压和舒张压值(表2和3)。Deligiannis及其同事发现,与一组久坐不动的对照组HD患者和一组参加家庭自行车运动的患者相比,一组16名HD患者在6个月的运动项目后,静息收缩压(SBP)降低了6%。相比之下,20世纪80年代的3项早期研究发现,在为期12周和9个月的运动项目后,SBP没有变化。Goldberg和他的同事们报告说,在完成透析外运动项目的高血压HD患者亚组中,没有观察到SBP或舒张压(DBP)的统计学意义上的变化;然而,处方抗高血压药物剂量的减少可能混淆了结果。一些文章报道,在那些高血压患者完成中等强度的训练项目后,运动患者使用的抗高血压药物剂量和/或数量减少;这一结果被提议作为接受降压药物治疗的高血压HD患者血压改善的替代证据。虽然,这种方法从表面上看似乎是一种合理的临床替代方法,但尚不清楚运动引起的血压药物的减少是否会转化为HD患者的生存率提高或心血管疾病发病率或死亡率降低。
八项透析内研究评估了透析内运动训练项目对HD患者静息SBP和DBP的影响。在2个低强度的项目中,一个报告了3个月时SBP的显著下降,另一个没有。然而,Miller及其同事指出,在6个月时,静息SBP恢复到项目前的数值,但参与者的血压药物减少了0.71种。在3个中等强度的有氧透析项目中,持续6周的项目和持续12周的项目中没有发现SBP或DBP的变化。然而,在安德森及其同事的6个月研究中,SBP和DBP的日均值和夜均值分别下降了约9%和11%。两个持续时间为7个月和10个月的中等强度的有氧和阻力相结合的透析内注射计划,其中个人每次运动约1小时,显示SBP下降6%,DBP下降7%至9%。DePaul和他的同事也采用了有氧和阻力训练的组合方案,没有显示出血压的变化;然而,这个方案只持续了12周,而且每次的总运动时间只有20分钟。
尽管动脉血压可能是心血管健康的一个重要指标,但在ESKD人群中报告这一结果有许多问题。许多研究没有描述测量血压的方法或相对于透析的时间,或提供血压的绝对值。虽然没有报告绝对压力值,但有2项研究确定,血压变化似乎与血容量的变化无关。其他人提出,HD人群中的高血压可能反映了水合状态和动脉僵化之间的相互作用。
鉴于在HD人群中调节和测量血压的复杂性以及与收缩压水平相关的明显的“U型”死亡风险,已经对显示与发病率和死亡率有关的其他心血管健康指标进行了评估。动脉僵化,在临床上以脉压、波反射(增强指数)和/或脉搏波速度(中央和周围)等指数为特征,与HD人群中心血管和死亡风险的增加有关。只有Mustata及其同事在每周两次、为期3个月的中等强度有氧运动项目之前和之后立即测量了增强指数和脉搏压力。增强指数和脉搏压力在该计划后各下降了11%,并在训练期后恢复到基线;然而,尚未证实波反射的减少是否转化为心血管(CV)发病率和/或死亡率的减少。一项交叉研究的证据表明,在血压没有变化的情况下,即使是低强度的透析内运动也可能有助于改善动脉僵化。在一个自定步调的透析内循环计划中,18名高清患者每周进行3次30分钟的踏车运动,中心动脉僵化比这些同样的患者在没有运动计划的3个月期间低10%。在7个月的时间里,那些在每个HD疗程中以中等强度骑自行车60分钟的人中,气压反射灵敏度增加了22%;在对照组中没有观察到变化。这些发现表明,通过透析内运动计划,血压调节系统的反应性得到了增强。这些改善是否与运动训练对心脏或血管反应性的直接影响有关,或与增强的神经功能(即减弱的神经病变)有关,尚有待确定。
综上所述,有证据表明中等强度的项目(主要是透析内)可以使静息SBP下降6%至9%(8-12 mmHg),静息DBP下降6%至11%(6-9 mmHg)。这些数值与健康成人运动时的报告一致(SBP:217至4 mmHg,净集合效应:23.84 mmHg;DBP:211至11 mmHg,净集合效应:22.58 mmHg)。目前还不清楚这些适度的降压和/或减少处方的降压药是否会给患者带来保护心血管疾病或死亡的长期利益。在最近的研究中,血管僵化的具体改善与发病率和死亡率的增加有关,这表明无论在透析中还是在透析外进行的运动,无论强度如何,都能在一定程度上增强心血管的保护。
总结
本综述旨在研究已发表的有关HD患者运动训练的报告,以寻找在关键结果上引起有意义的反应所需的最低运动处方的证据。这些信息对于向患者推荐如何和何时运动非常重要。值得注意的是,透析内运动项目倾向于使用更多的“功能”而不是“生理”的身体功能措施;这可能部分是由于早期文章的数量侧重于VO2peak。在大多数情况下,如果不是所有的情况下,似乎每次运动至少需要30分钟才能引起有益的生理或功能效果。有证据表明,透析内和透析外项目都能显著提高有氧能力,但中等强度的透析外项目有可能使那些最初有氧能力水平极差的人获得更大的收益。此外,有证据表明,与类似强度的透析内项目相比,在透析外进行中等强度的有氧运动项目可能会在短期(6个月)和长期(4年)内对有氧能力(VO2peak)产生更大的生理改善。这对于结合一定程度的阻力训练和有氧运动的项目来说尤其如此。然而,这些研究是在数量相对较少的血液透析患者身上进行的。这些结果可能并不特别适用于老年患者和/或那些合并糖尿病的患者。此外,目前还不知道观察到的有氧能力的增加是否会导致有意义的功能变化和/或较高相对强度的运动模式的额外生存利益。
然而,就功能性行走能力而言,无论最初的表现水平如何,在低强度或中等强度的运动中,都会出现超过MCSD的6MWD的实质性改善。在临床上,与测量VO2peak相比,这可能是一个更合理的结果测量,因为VO2peak更昂贵,有更大的生理风险,在技术上更有挑战性,而且不容易得到。此外,6MWD比外部起搏测试具有更大的临床效用,特别是对老年人或有额外损伤(视觉和行动)的患者。
以透析内研究为主的血压降低和血管功能增强表明,无论是低强度还是中等强度的项目都能带来心血管方面的益处。这些发现特别重要,因为在ESKD患者中,CV疾病约占所有发病率和死亡率的30%,表明定期的透析内运动可能会影响这一统计数字。不管是哪种处方模式,关于运动能力、耐力和心血管功能的这些变化对一些相关健康结果(生存率、发病率和心血管风险)的影响,总体上缺乏证据,更重要的是,没有证据表明运动和/或身体活动干预对这些健康结果的长期影响。这些证据不仅有助于加强K/DOQI的建议,而且可以作为一种刺激因素,使运动成为ESKD管理中的一个定期监督的组成部分。
在所有的研究中,一个熟悉的主题是在招募、保留和坚持HD患者的运动计划中遇到的困难。此外,那些产生最高结果的方案也与最低的坚持率有关。由于在招募和保留受试者方面的困难,大多数已发表的关于运动项目对HD人群有益影响的报告在统计学上是不充分的。系统综述和meta分析可能是一种方法,可以将这些反应归纳起来,试图克服这一限制。
最后,本评论强调了对CKD人群进行早期干预的必要性。当患者开始透析时,他们已经面临着明显的身体限制和明显增加的心血管疾病风险。在疾病过程的早期,以维持和/或减缓肾衰竭的功能和心血管后果的进展为最低目标的康复努力似乎是很明智的。
自第一次发表关于血液透析(HD)患者运动训练效果的报告以来,30年过去了。长期以来,人们认识到血液透析患者患心血管疾病的风险增加,并且有明显的有氧运动能力峰值损伤。本报告前半部分的研究集中于“非”透析状态下的运动训练项目对改变传统心血管风险因素(血脂状况、糖代谢和高血压)、有氧能力(VO2peak)及其基本决定因素(贫血和骨骼肌代谢)的功效。在综述的后半部分,为评估运动项目的影响而进行的调查数量呈指数级增长,这些项目要么是“非透析”(透析外),要么是“透析”(透析内)。在终末期肾脏病(ESKD)人群中,运动计划已经从单纯的改变心血管危险因素的手段转变为包括其他以患者为中心的目标,如身体功能和生活质量。
HD患者的身体功能下降是有据可查的,其衡量标准是心肺功能(VO2-峰值)、骨骼肌力量的产生,或通过身体表现评估(6分钟步行距离[6WMD]、坐立测试和最大步态速度)。这些观察到的身体功能下降的机制是多因素的,与肾衰竭引起的变化(贫血、尿毒症神经病变、尿毒症肌病、心血管异常)、合并症的存在(糖尿病、高血压、骨病)、抑郁症和肾脏替代相关因素(HD的久坐要求和透析后疲劳)有关。这些身体功能的下降也可能导致身体活动的显著减少,无论是正式的运动还是参与日常生活的活动。较低的参与水平可能导致社会角色的丧失,这可能降低一个人的生活质量。身体活动的减少可能进一步加剧身体功能的损害。
以前曾有报道,ESKD患者的体力活动与死亡率和发病率之间存在反比关系。与久坐不动的非尿毒症患者相比,HD患者的体力活动水平明显较低,这种关系随着年龄的增加而放大。身体活动的减少可能部分与HD手术本身的静止性质有关。
界定运动的剂量
传统上,运动的“剂量”可以由“FITT”原则规定--频率、强度、类型和时间。最近,在公共健康建议中,已经从这种传统的处方模式转变为更广泛的身体活动定义,即任何“由骨骼肌收缩产生的身体运动,并大大增加能量消耗”;“运动”被视为身体活动的一个特定子集。对运动或身体活动的生理“训练”反应被认为取决于活动的量(持续时间和频率)或强度(最大能力的百分比)。然而,在较低的运动量下,可能会出现积极的健康增益。在临床上,运动量和运动强度的规定是呈反比关系的,以创造一个适当的平衡,达到最佳的安全和长期坚持。
在普通人群中,对于所有原因和心血管疾病、一些心血管风险因素(肥胖和预防II型糖尿病)以及生活质量,已经显示出一种反“剂量反应”关系。尽管在普通人群中,运动项目已被证明对血压和抑郁/焦虑有好处,但目前还没有证据表明存在反剂量反应曲线。换句话说,“更多”的运动并不总是“更好”,这取决于所关注的结果。例如,在透析患者中,频繁的运动(4-5次/周)与生存率的提高有关,但每天的运动却没有。相反,也有人认为,透析中的运动量(透析期间的持续时间)可能是提高透析疗效的关键。
2005年KDOQI透析中的心血管疾病指南建议“每周大部分时间(如果不是全部时间)进行30分钟中等强度的心血管运动”。那些目前不爱运动的患者被建议从很低的运动水平和持续时间开始,并逐渐发展到这个建议的水平。然而,作者承认,在该指南出版时,支持该指南的证据是“弱”的,是基于专家意见或一般人群数据。
高血压患者的第五个运动处方参数
第五个运动处方参数,是HD患者特有的,即相对于透析治疗的运动时间。最初,透析内运动的理由与透析外运动的理由相似:引起“训练”效应,以减少某些死亡的危险因素。透析内运动被认为是一种项目实施模式,可以提高项目的依从性,减少血液净化手术本身的静止性质,并在有监督的环境下进行。近来,透析内运动的理由已发展到包括其作为血液透析的辅助疗法的作用,这可能会增加透析的效果。这一前提下的生理学原理是,在透析过程中清除尿毒症毒素的限速步骤是溶质从组织到血液的移动,而最佳流量发生在血液和透析器之间。利用相对较大的肌肉群(下肢),通过运动可以增加大量的血流量,这有助于从组织中清除尿毒症毒素。更重要的是,即使是低强度的运动,毛细血管床也被打开,这增加了肌肉和血液之间物质(氧气、二氧化碳和肌肉收缩的代谢物)交换的表面积。在透析期间进行一次急性的低强度运动,并持续足够的时间,可能会使尿素清除率(透析效率)提高15%至25%。五个透析项目研究了Kt/V(尿素清除率)的变化,结果各不相同。Parsons及其同事和Sakkas及其同事分别发现8周或16周的中等强度运动项目没有改变Kt/V。在这两项研究中,每次运动的时间从30分钟到45分钟不等,但运动是在透析的第三小时进行的,与透析的前两小时相比,这对提高尿素清除率可能没有好处。相反,VanVilsteren及其同事发现,在为期12周的透析内计划中,参与者在透析的前2小时内以60%的VO2max骑车20至30分钟,Kt/V提高了5%。Zaluska及其同事报告说,在一个中等强度的6个月计划中,骑自行车30分钟,Kt/V增加了16%;然而,蛋白质分解代谢率没有保持恒定,使结果变得复杂。最后,在5个月的时间里,每次透析时进行60分钟的低强度骑行或踏步,尿素清除率增加了19%。有人假设,通过透析中的运动提高尿素清除率可能会减轻尿毒症毒素的一些负面影响,从而有助于提高一些器官系统的生理功能,而不需要特定的“训练”效果。
尽管有这些潜在的额外好处,但对于出现严重的透析内低血压的患者来说,透析内运动可能不是一种选择。当患者被拴在透析器上时,透析内计划也可能受到运动方式的限制(例如,团队运动和游泳只能在透析外进行)。因此,透析内和透析外项目之间的这些后勤和生理上的差异可能会导致观察到的变化程度的不同。
在ESKD中产生有意义的生理和/或身体功能变化所需的运动处方还不清楚,因为已发表的报告中存在多样性。研究在以下方面有所不同:(1)设计(随机对照、交叉或重复测量);(2)研究对象的特征(年龄、性别、基线功能状态和合并症);(3)运动前的筛选(基于标准的与分级运动压力测试)。(4)传统的运动处方参数(频率、强度、类型和时间),(5) 细胞内或细胞外的运动时间,(6)运动期间和/或整个项目中的监督和/或心血管监测的数量,以确保达到规定的参数,和(7)结果测量。
目的和范围
因此,以下文献综述研究了已发表的关于HD运动能力和心血管结果的“在”或“不在”的运动研究,以回答两个相关的临床问题:(1)与HD患者的低强度运动项目相比,更高强度的有氧运动项目是否在选定的结果上产生更大的效果? (2)报告类似处方参数的透析内和透析外项目的反应程度是否有差异?
我们回顾了30年(1979-2009年)关于HD患者透析外运动项目的文献,以及16年(1993-2009年)关于HD患者透析内运动项目的28篇文献。为了突出综述的重点和简洁,我们集中于2个主要结果:由生理学黄金标准(VO2peak)和功能性步行测试(6MWD)衡量的心肺运动能力,以及由静止收缩压和舒张压及其他血管僵化或反应性衡量的外围血管完整性。由于所选择的结果测量的心肺功能性质,只有那些使用有氧或有氧/阻力组合项目的研究被纳入审查范围。
在综述的文章中,迄今没有一篇文章系统地比较了不同的有氧运动强度或相对于HD的运动时间对心肺功能和心血管结果的单独影响。有三篇文章,显然是来自希腊的同一个实验室,确实比较了各种运动项目对HD人群的影响。前两项研究报告了3个不同的训练项目后,心肺功能和心血管结果的差异,所有的训练都持续6个月。一个是在透析期间进行的,另一个是在透析外进行的(一个是在中心监督下的集体项目,另一个是在家里的项目,受试者在自行车测力计上独立运动)。在中心内监督的透析外运动项目后,心肺功能得到了最大的改善。尽管在有监督的中心内和中心外方案中,有氧运动的相对强度相似,但在有氧运动的模式方面(跑步机、游泳、团队运动与自行车运动),训练方案之间存在着显著的差异。因此,尽管训练计划的目标相对强度可能是相似的,但透析外踏车计划也包含了更多的绝对运动强度的活动。在一项为期4年的随访研究中,Kouidi及其同事报告说,在一组16名继续参加结构化透析外训练计划的HD患者中,观察到有氧运动能力的峰值持续增长。透析内组的18名HD患者在训练4年后,与基线值相比,VO2peak也有改善,但与1年的随访相比,没有明显的差异。尽管透析内治疗方案可能提供更好的方案坚持性,但这些参与者似乎在训练中经历了一个高原期。如果这项研究包括一个对照组,它可能会发现,透析内计划已经足以帮助防止在这一人群中观察到的身体功能的持续下降。虽然这项研究增加了我们对HD患者运动训练的长期益处的了解,但其研究结果不能推广到65岁以上的患者和那些可能有更大合并症负担的患者(如糖尿病)。此外,由于监督程度、小组训练的影响和运动模式的不同,很难就相对于透析的时间或运动强度对心肺功能或心血管结果的影响程度得出绝对结论。
因此,为了达到本综述的目的,利用研究描述符%VO2peak/max、%最大心率(HRmax)和BORG感知疲劳评分(BORG RPE)将各个研究分类为提供低、中或高强度的有氧运动处方,并根据表1的排名进行分配。对于选定的结果,对透析外运动出版物进行了总结,其中一组6篇文章和一组2篇文章似乎包含了从同一组参与者那里获得的数据,为了本综述的目的,被认为是代表了一个单一的项目(表2)。我们审查了16篇关于透析内运动的文章,其中2篇包含所选择的结果测量的文章被排除,因为使用了HD和PD参与者的组合(表3)。这使我们能够更准确地解释关于可能与加强清除尿毒症毒素有关的透析内运动的具体效果的数据。
运动能力
VO2peak
对于使用低强度有氧运动处方的透析外研究,VO2peak的改善幅度为13%至20%(n=3);调查日期为1979年至2008年(表2和3)。大多数发表的关于改善VO2peak的研究结果都使用了中等强度的项目。其中一些研究是在用红细胞生成素(EPO)纠正贫血之前的时代进行的。解释VO2peak数据的一个混杂因素可能是在EPO之前和之后的时代进行的研究之间的起始血细胞比值的差异。因此,中等强度的研究按日期分为1990年前和1990年后的报告,因为EPO是在20世纪80年代中后期引入的。在1990年之前的5个中等强度的肾上腺素注射项目中,有2个报告了19%至21%的改善,基线VO2peak值约为19 ml/kg/min,项目持续时间从10周到12个月不等。一个持续12周的项目报告说,基线VO2peak为15.4 ml/kg/min,有氧能力峰值增加了42%。在1990年后的研究中,大多数HD患者会接受EPO治疗。在3个中等强度的非透析有氧运动项目中,只有1个报告了VO2peak有统计学意义的增加(38%)。在其中一个项目中,运动时间(20分钟)和研究时间(12周)都可能排除了VO2peak的实质性增加。另一个项目的持续时间(6个月)和每节课的运动时间与注意到有氧能力改善的项目相似,基线VO2peak比Kouidi等人报告的基线VO2peak平均高8.6 ml/kg/min。在同时提供一些阻力训练的中度有氧项目中,3个透析外项目显示VO2peak分别增加了48%、43%和10%,与其他两个项目的参与者相比,后一个项目的受试者的基线VO2peak更高(平均5 ml/kg/min)。只有1项透析外研究使用了高强度的训练计划,其结果是VO2peak提高了11%,是有氧能力提高程度最低的报告之一。
对于那些调查在HD期间进行的运动的影响的研究,只有1项低强度的研究报告了VO2peak,并发现在10周的透析内踏车后有21%的改善。与透析外踏车的报告不同,1990年以前没有发表中等强度的透析内踏车研究。在3个中等强度的透析内有氧运动项目中,只有1个报告了高血细胞比容组和低血细胞比容组分别改善12%和13%。与Painter及其同事的研究相比,在没有报告VO2peak变化的2项研究中,没有明确可识别的特征可以解释运动项目缺乏效果。五个中等强度的透析内运动项目同时使用了有氧和阻力部分,其中3个项目报告说VO2-峰值增加了21%到24%。发现VO2峰值没有变化的2个项目是持续时间最短的(3个月,而其他3个项目是6-10个月)。没有高强度的透析内运动项目报告VO2peak作为结果测量。
从前面提到的研究中可以对有氧能力做出什么结论?我们利用那些报告有氧能力有明显改善,并且使用有氧运动或有氧和阻力训练相结合的透析外运动项目的数据,进行了相关的分析。每项研究中VO2peak的平均变化百分比与平均基线有氧能力值的对比表明,运动引起的有氧健身峰值的改善程度似乎与VO2peak的基线值有关。这表明,在那些基线有氧能力较差的人中,观察到的VO2-峰值的变化更大。有趣的是,在使用透析内运动项目的数据时,没有观察到同样的关系,表明有氧能力的基线水平并不影响透析内运动训练所能达到的改善。例如,基线VO2peak最高的人(25.5 ml/kg/min)显示出22%的改善,而基线VO2peak为16.3 ml/kg/min的人的改善为24%。这些数据表明,在所有水平的起始有氧能力中,使用透析内运动可以注意到类似的改善。需要进一步的研究来证实或反驳这些观察。
另一个问题是项目的强度水平和VO2peak的相对改善。对于透析内项目,无论项目是低强度还是中等强度,VO2peak的改善都在12%到24%之间。然而,在透析外踏车项目中,有氧能力的改善范围更大。在中等强度的项目中,基线VO2peak值在15.4至17.5 ml/kg/min之间的,有42%至48%的改善,而在低至中等强度的项目中,基线VO2peak值在16.2至26.3 ml/kg/min之间的,有10%至21%的改善。这些发现表明,有氧能力很低的人通过中等强度的透析外运动有可能获得更大的收益。
6MWD
有氧能力的生理指标(VO2peak)的改善是否会转化为功能指标的改善?传统上,6MWD一直被用作运动能力的替代性功能指标。然而,1999年引入的增量穿梭行走测试使6MWD所代表的结构受到质疑。目前康复领域的解释表明,增速穿梭行走测试更密切地反映了有氧能力的峰值,而6MWD是一个功能性行走测试,反映了一个人在其最大能力范围内的表现能力,换句话说,就是这个人群的运动耐力。此外,作为一种自定步调的步行测试,6MWD比外部步调的测试提供了更大的临床效用,特别是对于老年人或那些有额外损伤(视觉和行动)的患者。
一项透析外研究测量了12周、每周3次的低强度有氧运动项目前后的VO2峰值和6MWD。据报道,与计划前的测试相比,14名HD患者的VO2-峰值增加了20%,6MWD增加了19%。更重要的是,6MWD的改善(77米)大于54米的最小临床显著差异(MCSD)。MCSD是指结果测量的最小变化水平,它可以转化为患者认为的功能的实质性改善(即能够参与更多和/或更大程度的日常生活活动)或导致患者临床管理变化的改善(即改变用药)。另有一个低强度的透析外运动项目报告了6MWD增加17%,其幅度没有达到MCSD。
3个低强度和2个中等强度的透析内运动项目报告了6MWD结果。两个低强度和一个中等强度的项目报告了14%的改善,都超过了MCSD。OhPark及其同事也测量了VO2peak,但与Levendoglu及其同事不同的是,尽管6MWD改善了14%,但发现这一结果没有变化。另一个低强度的透析内治疗方案报告说,6MWD只改善了8%,低于MCSD,还有一个中等强度的方案报告说6MWD没有改善。
那些对6MWD的改善大于MCSD的项目是否有什么突出的特点?与VO2peak不同,基线6MWD值似乎并不影响结果的大小(r¼0.02,P¼1.00)(即那些在基线上行走距离较小的人并不一定显示出最大的收益)。更重要的是,即使是低强度的运动项目,无论是透析外循环还是透析内踏车,都能使6MWD的改善程度超过MCSD,而这些人实际上是从相当高的功能表现水平开始的(453米和520米)。
心血管结果
四项透析外运动研究报告了HD患者经过低度和中度透析外运动训练后的静息收缩压和舒张压值(表2和3)。Deligiannis及其同事发现,与一组久坐不动的对照组HD患者和一组参加家庭自行车运动的患者相比,一组16名HD患者在6个月的运动项目后,静息收缩压(SBP)降低了6%。相比之下,20世纪80年代的3项早期研究发现,在为期12周和9个月的运动项目后,SBP没有变化。Goldberg和他的同事们报告说,在完成透析外运动项目的高血压HD患者亚组中,没有观察到SBP或舒张压(DBP)的统计学意义上的变化;然而,处方抗高血压药物剂量的减少可能混淆了结果。一些文章报道,在那些高血压患者完成中等强度的训练项目后,运动患者使用的抗高血压药物剂量和/或数量减少;这一结果被提议作为接受降压药物治疗的高血压HD患者血压改善的替代证据。虽然,这种方法从表面上看似乎是一种合理的临床替代方法,但尚不清楚运动引起的血压药物的减少是否会转化为HD患者的生存率提高或心血管疾病发病率或死亡率降低。
八项透析内研究评估了透析内运动训练项目对HD患者静息SBP和DBP的影响。在2个低强度的项目中,一个报告了3个月时SBP的显著下降,另一个没有。然而,Miller及其同事指出,在6个月时,静息SBP恢复到项目前的数值,但参与者的血压药物减少了0.71种。在3个中等强度的有氧透析项目中,持续6周的项目和持续12周的项目中没有发现SBP或DBP的变化。然而,在安德森及其同事的6个月研究中,SBP和DBP的日均值和夜均值分别下降了约9%和11%。两个持续时间为7个月和10个月的中等强度的有氧和阻力相结合的透析内注射计划,其中个人每次运动约1小时,显示SBP下降6%,DBP下降7%至9%。DePaul和他的同事也采用了有氧和阻力训练的组合方案,没有显示出血压的变化;然而,这个方案只持续了12周,而且每次的总运动时间只有20分钟。
尽管动脉血压可能是心血管健康的一个重要指标,但在ESKD人群中报告这一结果有许多问题。许多研究没有描述测量血压的方法或相对于透析的时间,或提供血压的绝对值。虽然没有报告绝对压力值,但有2项研究确定,血压变化似乎与血容量的变化无关。其他人提出,HD人群中的高血压可能反映了水合状态和动脉僵化之间的相互作用。
鉴于在HD人群中调节和测量血压的复杂性以及与收缩压水平相关的明显的“U型”死亡风险,已经对显示与发病率和死亡率有关的其他心血管健康指标进行了评估。动脉僵化,在临床上以脉压、波反射(增强指数)和/或脉搏波速度(中央和周围)等指数为特征,与HD人群中心血管和死亡风险的增加有关。只有Mustata及其同事在每周两次、为期3个月的中等强度有氧运动项目之前和之后立即测量了增强指数和脉搏压力。增强指数和脉搏压力在该计划后各下降了11%,并在训练期后恢复到基线;然而,尚未证实波反射的减少是否转化为心血管(CV)发病率和/或死亡率的减少。一项交叉研究的证据表明,在血压没有变化的情况下,即使是低强度的透析内运动也可能有助于改善动脉僵化。在一个自定步调的透析内循环计划中,18名高清患者每周进行3次30分钟的踏车运动,中心动脉僵化比这些同样的患者在没有运动计划的3个月期间低10%。在7个月的时间里,那些在每个HD疗程中以中等强度骑自行车60分钟的人中,气压反射灵敏度增加了22%;在对照组中没有观察到变化。这些发现表明,通过透析内运动计划,血压调节系统的反应性得到了增强。这些改善是否与运动训练对心脏或血管反应性的直接影响有关,或与增强的神经功能(即减弱的神经病变)有关,尚有待确定。
综上所述,有证据表明中等强度的项目(主要是透析内)可以使静息SBP下降6%至9%(8-12 mmHg),静息DBP下降6%至11%(6-9 mmHg)。这些数值与健康成人运动时的报告一致(SBP:217至4 mmHg,净集合效应:23.84 mmHg;DBP:211至11 mmHg,净集合效应:22.58 mmHg)。目前还不清楚这些适度的降压和/或减少处方的降压药是否会给患者带来保护心血管疾病或死亡的长期利益。在最近的研究中,血管僵化的具体改善与发病率和死亡率的增加有关,这表明无论在透析中还是在透析外进行的运动,无论强度如何,都能在一定程度上增强心血管的保护。
总结
本综述旨在研究已发表的有关HD患者运动训练的报告,以寻找在关键结果上引起有意义的反应所需的最低运动处方的证据。这些信息对于向患者推荐如何和何时运动非常重要。值得注意的是,透析内运动项目倾向于使用更多的“功能”而不是“生理”的身体功能措施;这可能部分是由于早期文章的数量侧重于VO2peak。在大多数情况下,如果不是所有的情况下,似乎每次运动至少需要30分钟才能引起有益的生理或功能效果。有证据表明,透析内和透析外项目都能显著提高有氧能力,但中等强度的透析外项目有可能使那些最初有氧能力水平极差的人获得更大的收益。此外,有证据表明,与类似强度的透析内项目相比,在透析外进行中等强度的有氧运动项目可能会在短期(6个月)和长期(4年)内对有氧能力(VO2peak)产生更大的生理改善。这对于结合一定程度的阻力训练和有氧运动的项目来说尤其如此。然而,这些研究是在数量相对较少的血液透析患者身上进行的。这些结果可能并不特别适用于老年患者和/或那些合并糖尿病的患者。此外,目前还不知道观察到的有氧能力的增加是否会导致有意义的功能变化和/或较高相对强度的运动模式的额外生存利益。
然而,就功能性行走能力而言,无论最初的表现水平如何,在低强度或中等强度的运动中,都会出现超过MCSD的6MWD的实质性改善。在临床上,与测量VO2peak相比,这可能是一个更合理的结果测量,因为VO2peak更昂贵,有更大的生理风险,在技术上更有挑战性,而且不容易得到。此外,6MWD比外部起搏测试具有更大的临床效用,特别是对老年人或有额外损伤(视觉和行动)的患者。
以透析内研究为主的血压降低和血管功能增强表明,无论是低强度还是中等强度的项目都能带来心血管方面的益处。这些发现特别重要,因为在ESKD患者中,CV疾病约占所有发病率和死亡率的30%,表明定期的透析内运动可能会影响这一统计数字。不管是哪种处方模式,关于运动能力、耐力和心血管功能的这些变化对一些相关健康结果(生存率、发病率和心血管风险)的影响,总体上缺乏证据,更重要的是,没有证据表明运动和/或身体活动干预对这些健康结果的长期影响。这些证据不仅有助于加强K/DOQI的建议,而且可以作为一种刺激因素,使运动成为ESKD管理中的一个定期监督的组成部分。
在所有的研究中,一个熟悉的主题是在招募、保留和坚持HD患者的运动计划中遇到的困难。此外,那些产生最高结果的方案也与最低的坚持率有关。由于在招募和保留受试者方面的困难,大多数已发表的关于运动项目对HD人群有益影响的报告在统计学上是不充分的。系统综述和meta分析可能是一种方法,可以将这些反应归纳起来,试图克服这一限制。
最后,本评论强调了对CKD人群进行早期干预的必要性。当患者开始透析时,他们已经面临着明显的身体限制和明显增加的心血管疾病风险。在疾病过程的早期,以维持和/或减缓肾衰竭的功能和心血管后果的进展为最低目标的康复努力似乎是很明智的。
如有侵权,请联系本站删除!