心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預理論的卒中應用及研究進展

賈杰

統計數據顯示，全球范圍內約有四分之一的人會因罹患卒中而受累[1]。在中國，總體卒中終身發病風險為39.9%[2]。目前我國40歲以上卒中人群有1318萬，據推測，2030年我國卒中發生率要比2010年升高約50%[3-4]。肢體癱瘓是卒中最常見的后遺癥之一，約80%的卒中患者存在不同程度的肢體功能障礙[5]。盡管積極康復治療是降低卒中致殘率、提高患者生活質量的主要手段，但現有的康復干預手段對患者功能恢復的幫助仍很有限。根據世界卒中康復聯盟的研究數據顯示，約70%的康復療效來自神經的自我修復[6]。現有康復干預手段的多中心、大樣本研究多呈現中性結果，卒中康復面臨前所未有的困境與挑戰[7-8]。卒中事件發生后的康復機制、康復介入時機以及如何選擇有效的干預手段仍是亟待解決的問題。

2016 年美國心臟學會（American Heart Association，AHA）推薦將心肺適能（cardiorespiratory fitness，CRF）作為第5大生命體征在臨床上應用，認為心肺適能比傳統風險因子更能反映人體的健康狀態，心肺適能水平較高的卒中患者，生存期也相應延長[9]。這些結果說明，心肺適能對卒中患者可能產生系統且深遠的影響，忽視心肺適能在卒中患者功能恢復中的作用，可能是卒中患者恢復時程長、治療效果差、回歸社會率低等瓶頸問題出現的重要原因之一。

研究發現，卒中患者在發病7 d內心肺適能水平即出現急速下降，盡管在亞急性期呈現出一定的增長趨勢，但整體心肺適能水平不及正常同齡人的50%，難以滿足日常活動的需要，若不及時、合理地干預，這種卒中后心肺適能低水平可能持續數月甚至數年（圖1）[10]。

圖1 卒中患者心肺適能現狀[10]

關于卒中人群心肺適能的研究最早發表于1995年，Potempa等[11]利用功率自行車進行運動測試，首次報道了卒中患者的心肺適能水平。此后不同的學者對卒中患者的心肺適能展開持續研究，發現卒中發生后運動能力受損、活動減少、心肺適能低下是一種普遍且持久的現象[12-15]。心肺適能除受年齡、性別、卒中嚴重程度影響外，臥床、制動、活動減少等引發的肌肉成分改變、心臟功能和呼吸功能下降都是重要的影響因素[16]。因此，卒中群體需要基于心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡的全周期康復，在急性期、亞急性期和慢性期內均需合理給予可提高心肺適能的干預。與此同時，康復醫學相關從業人員也需要新的視角，透過心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡看卒中康復機制、評價及干預手段。

在康復機制方面，運動時人體對心肺、代謝、骨骼肌、神經-內分泌系統的整合能力即為心肺適能，心肌泵血功能、氧氣運輸能力、肌細胞用氧能力等對心肺適能均有重要作用[16]。研究表明，有效的運動可以通過增加最大心輸出量、毛細血管密度、線粒體呼吸及檸檬酸合成酶的活性等機制來提升心肺適能[17]；具有提升心肺適能作用的運動可以抑制缺血性卒中后癱瘓骨骼肌中的巨噬細胞介導的炎癥反應，預防肌萎縮，改善身體功能[18]；同時運動可誘導中樞神經系統中的小膠質細胞向M2型轉化，增強神經保護作用，減輕神經炎癥反應，有利于病灶周圍神經功能的修復[19]。人體外周及中樞產生的適應性改變為心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預理論提供了基礎。

心肺適能對卒中患者的重要性以及卒中群體心肺適能水平低下的現狀印證了心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預的必要性，卒中患者群體需要更加行之有效且臨床適宜的心肺適能評價手段和訓練體系。

在評價手段方面，目前評價心肺適能的金標準是心肺運動測試（cardiopulmonary exercise testing，CPET），根據最大耗氧量（VO2max）和（或）峰值耗氧量（VO2peak）來判斷心肺適能水平。CPET可以明確心血管風險、幫助制訂卒中患者的康復訓練計劃，因此需要選取適合卒中患者的CPET方法。針對卒中患者的CPET方法主要有跑臺和功率自行車2種形式，但主要適用于亞急性期或慢性期且功能狀態較好，具有一定步行能力的卒中患者[20]。現有CPET方法缺乏普適性，尤其是對于急性期或不具備步行能力的卒中患者，難以覆蓋康復的全周期。根據心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預理論，應進一步探索單邊功率自行車或氣壓式器械結合代謝氣體分析的卒中心肺適能評價體系，以評估急性期臥床或病情較重，不具有步行能力的卒中患者的心肺適能。對于不具備實施標準化CPET條件的機構，可采用6分鐘步行測試（six-minute walk test，6MWT）作為心肺適能評價的替代手段。

在干預措施方面，常規康復訓練強度往往不足以對卒中患者產生心肺訓練效果，從而影響功能恢復，難以滿足獨立生活的生理需求[21]。針對心肺適能的現有研究干預方式多樣，主要包括有氧運動、抗阻運動、混合運動等，盡管已明確運動鍛煉可以提升卒中患者的心肺適能和活動能力，但鍛煉開始的時機、運動形式及劑量（頻率、強度、時間）等仍缺乏有力的循證證據。Kramer等[22]的研究證實，在急性期進行最大有氧耐受劑量的間歇訓練是安全且有效的。Marzolini等[23]認為，運動訓練如果在卒中發病后3個月內開始并延續到6個月以后，可能更有利于卒中患者的功能恢復。Brauer等[24]的研究結果表明，對于具有步行能力的卒中患者，每次30 min、每周3次、連續8周、強度為40%～60%心率儲備的跑臺運動訓練結合自我管理教育，雖然增大了活動量，但對心肺適能缺乏顯著的正向影響。Kang等[25]建議進行每次60 min、每周3次、持續8周的包含高速力量訓練的多元訓練項目。薈萃分析結果顯示，相比陸上運動形式，水上運動在提升卒中患者的平衡能力、運動功能、心肺適能、功能獨立性方面更具優勢[26]。

心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預體系針對卒中患者，使用健側帶動全身的心肺適能干預方案，從卒中患者的健側入手，以運動為基本手段，帶動全身大肌群的有效激活，改善肌肉收縮能力、心肌泵血功能、氧氣運輸與利用、能量代謝與神經-內分泌功能，形成外周與中樞的交互影響效應，提升患者整體結構與功能的基礎水平，為進行全面、系統的康復訓練打好堅實的基礎。

心肺適能可直接反映整體健康水平，作為疾病預后的獨立影響因子，基于心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡的康復干預應貫穿卒中康復的全周期。AHA/美國卒中學會（American Stroke Association，ASA）建議將康復項目作為完整卒中單元的一部分，對住院的急性缺血性卒中患者進行早期康復[27]。心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預理論下的卒中全周期心肺適能干預體系，全面覆蓋卒中超急性期、急性期、亞急性期和慢性期，并延伸至居家康復。該理論強化卒中心肺適能全周期康復理念，對在院卒中患者，應盡早開始給予心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預體系的介入，對院外卒中患者加強隨訪與康復指導。

在卒中全周期內實施提高心肺適能水平的運動康復干預，不僅可能改變卒中人群心肺適能水平低下的客觀現象，也有希望通過提高心肺適能水平來改善卒中人群的康復現狀。心肺介導的“運動-肌肉-腦”外周中樞網絡-康復干預理論將重塑現有的康復路徑，并為現有康復體系提供新的康復思路。