OUES摄氧量效率斜率综述写作纲要.docx

摄氧量效率斜率在评价儿童心肺功能中的应用进展朱小烽 11 马 云 2(1.嘉兴学院医学院 2.国家体育总局运动医学研究所)摘 要：摄氧量效率斜率(Oxygen uptake efficiency slope, OUES)是在递增负荷的运动中， 采用对数曲线拟合的方式，通过分析摄氧量(Oxygen uptake, VO?)和每分通气量 (Minute ventilation，VE)的关系，该指标无需进行最大负荷的运动试验即能获得， 且与个体的最大摄氧量，峰值摄氧量、VE等具有高度的相关性其在临床实践中 既可以有效地用来测评患者的心肺储备能力，也可以用来评估健康儿童的心肺适能关键词：OUES;肥胖儿童；心肺功能；心肺运动试验；最大摄氧量；峰值摄氧量随着生活方式的改变，儿童疾病发生率呈现逐年递增趋势，伴随儿童肥胖率 上升、体质下降等现象，个体表现出较差的心肺机能、肌肉力量和耐力等心肺 功能是一项重要的健康指标，准确评估和测量儿童的心肺功能，能更好地筛查儿 童心血管病的患病风险，并能有效促进运动干预和行为改变策略的最优化［1］无氧阈(Anaerobic threshold, AT)、最大摄氧量速度(Velocity with maximum oxygen uptake,vVO2 )、跑步经济性(Running economy,RE )、最大摄氧量2max(Maximum oxygen uptake,VO 2max )等最大运动负荷测试普遍被认为是评估心肺 功能的“黄金标准”［2-6］。

但该类测试仅限于健康成年人群对于心脏病患者或者 儿童而言，这些指标都具有一定的局限性最大运动负荷测定时，一般要求受试 者达到力竭，这对于心脏病患者或者儿童来讲，是非常危险的，也是不宜采用的 测量方法［1、7］此外，无氧阈也曾被相关文献报道，受营养摄入状况(碳水化合 物满载和耗尽)等多重因素的制约，测试结果不能很好地区分［8］也有研究者［9］ 利用每分通气量和每分二氧化碳生成量的回归线性斜率 (A minute ventilation/A minute carbon dioxide production slope, VE/VCO 2 slope)来评估儿童的心肺储备能 力，但是该指标依赖于运动持续时间，汇集了运动过程中多重复杂的数据，且这 种线性斜率在所谓的第二无氧阈附近经常找不到，并且与受试者最大摄氧量相关 性不高也屡被报道［10、11］1996年日本学者Baba［12］提出用摄氧量效率斜率(Oxygen uptake efficiency slope, OUES)这一指标来评价儿童心脏病患者的心肺储备功能OUES被认为是 在递增负荷中，VO2(ml/min)和VE之间的关系OUES代表着在递增运动负 荷中，相对于每分通气量的摄氧量增加率，指示着机体摄氧和利用氧气的能力。

运动生理上， OUES 依赖于代谢性酸中毒的发展(依赖于工作肌的血液分配)、 肌肉总量、氧气的摄入和利用、生理无效腔等影响，简单的一项指标包含着心血 管系统、骨骼肌系统和呼吸系统的协作功能［12-17］OUES 由运动过程中每分通气量的对数与摄氧量的线性关系计算得出，回归 方程描述为：1基金资助：浙江省科技计划项目资助(浙江省国民体质与健身指导重点实验室，2011F10052［2016］)；嘉 兴学院平湖校区第一批科研创新团队资助项目通讯作者：朱小烽(1982-)，博士研究生，讲师，研究方向：慢性病运动干预VO2=axlog10VE+b^12^此方程中a为OUES, b为常数可以看出，OUES反映了通气倍增情况下 摄氧量增加的绝对效率，预示着肺转移氧气到全身各处的效率，理论上 该指标不受受试者主观能动性影响 ［13-16、18］在肥胖儿的心肺功能评估中， Marinov&Kostianev 采用回归分析，用身高和体表面积来预测幼儿的 OUES 值， 方程描述为（其中H为身高，BSA为幼儿体表面积）：OUES二 一 3346.9+28.08xH+794.2xBSAH（9］对于OUES,我们所了解的知识还较为局限，但其在临床及科研中的应用前 景十分广阔。

可以用来评价健康儿童的心肺适能，筛查心脏病患儿童的病危情况， 及运动康复干预效果评估及心肺功能量化等方面都具有实际相当的应用价值和 前景，而且在测试过程中，所需应用的仪器也较为简单，只需要一台运动跑台或 者功率自行车，配备一套心肺功能系统及软件就可以开始相应的进行监测笔者 认为即便对于儿童进行心肺功能评估， OUES 提供了一个客观的，不依赖于主观 能动性的评估指标近些年，国外也有较多研究利用 OUES 来对健康和患病儿 童的心肺功能进行评估［20-25］但是 OUES 在科学研究和临床实践的有用性和有 效性上，需要进行全面理解和进一步证实因此，本研究的目的是对当前所了解 的儿童OUES进行归纳和整理1.OUES 的影响因素1.1 性别、年龄和人体测量等因素现有的研究证实， OUES 与体表面积、身高、体重、瘦体重和年龄存在显著 相关性，男童的 OUES 峰值显著高于女童［19、24］ Marinov 等的一项具有代表性的 研究证实，年龄7-14周岁个体的峰值摄氧量、VE、OUES等指标的增长呈现稳 态，其中男童的 OUES 和峰值摄氧量显著高于女童［24］峰值摄氧量、 OUES 增长与身高的相关性远高于与年龄的相关性［24］。

健康儿 童的 OUES 平均值与健康成年人相比较要低得多（1900-2200 VS 2910-4300）［15、 19、22、24、25-29］Marinov的研究发现：OUES随着儿童年龄的增长呈现线性增长［24］， 而在在健康人群的衰老过程中， OUES 呈现线性下降［30］Arena［31］曾将受试者按照身体质量指数（Body Mass Index，BMI）的不同分 为 3 个试验小组：正常体重组、超重组和肥胖组研究结果发现人体体成分变化 对OUES有显著影响（pv0.05）令人诧异的是OUES最佳值是肥胖组的受试者 这个结果与Marinov的研究结果一致：超重儿童（BMI平均值40.0±8.0kg/m2） 通气无氧阈时的 OUES 和完整运动测试过程获得的 OUES 绝对值显著高于正常 体重的同龄人［19］相反，与正常体重组儿童相比，肥胖组的瘦体重、运动参数 指标低得多［19、 24］1.2 运动时间和运动强度运动时间和运动强度对儿童 OUES 影响的研究还未有一致的定论较多研 究认为在整个运动过程中儿童的 OUES 保持相对稳定的状态［15、32、33］，运动强度 对于儿童 OUES 值的表现似乎不是非常相关。

研究者证实了最大强度和次最大 强度运动时OUES没有表现出明显的差异［26、29、30］一项研究还证实［28］, OUES 值从运动的前半段、后半段或者从完整的运动测试过程推导没有存在明显的区 别另外一项研究指出［27］,与完成的测试数据相比较,在 75%和 85%最大跑速 下,推导出的 OUES 值显得尤为高一些研究者对基于时间变化从而推算儿童 OUES 最大值的方法也进行了相关的讨论［19、 34］, pogliaghi 等［26］研究者从心率储 备的 60%和 80%获得数据,从而计算儿童 OUES 值,通过心率储备百分比计算 获得儿童OUES与完整的运动测试试验获得OUES值没有发现明显的差异这 些研究再一次揭示了儿童 OUES 值不受受试者主观能动性的影响1.3 病理因素的影响儿童心力衰竭是现在比较常见的一种发病于心血管的疾,临床上儿童心力衰 竭是各种儿童心脏病的严重阶段,是一个综合征,由 4 部分组成：心功能障碍, 运动耐力减低,肺、体循环充血,以及后期出现心律失常 Davies 等［35］在 2006 年首次对心力衰竭患者监测OUES,他们发现OUES值与峰值摄氧量，通气无氧 阈、ve/vco2斜率有较强的相关性。

另外一些研究也有类似的发现，在心力衰 竭和冠状动脉疾病儿童中, OUES 有较强的鉴别价值［32、 34］,可以用来有效量化 和评估这些患儿的运动机能［37］在冠状动脉疾病的儿童中 OUES 出现显著下降 ［32、 34、 38］Arena的研究认为㈤］，OUES是心力衰竭儿童致死的重要预测信号，尽管他 们推断ve/vco2斜率也有类似的预测价值然而，ve/vco2斜率在他们的研究 中需要通过最大运动测试计算获得，Davies［35］的研究也证实了同样的结果尽管 在这些儿童患者中，OUES具有很好的鉴别能力，但在患儿的风险筛查中，还需 要进一步地对 OUES 的预测能力开展深入研究另外，还需要进一步地证实和 研究患儿 OUES 指数与其他检查标准的相关性(如，多普勒回声，心脏磁共振 成像，血脑钠肽浓度，或肺动脉压力等)1.4 运动训练对儿童 OUES 的影响较多的研究涉及对不同人群的 OUES 进行运动干预［33-34、40-41］，其中也有不 少针对儿童研究发现，运动训练能显著提高儿童心脏疾病患者峰值摄氧量， OUES和VEX40］Defoor的研究［34］指出，训练使得峰值摄氧量和OUES(r=0.61, PV0.001)和通气无氧阈(r=0.55, Pv0.001)的相关性出现了变化。

在年龄、性 别、体重、身、训练强度和训练频率(r=0.57, r=0.52,各自为Pv0.001)调整后， 这些关系仍然显著多元回归分析显示体育训练中训练频率是改变儿童 OUES 最显著的决定性 因素(r=0.249,Pv0.001),而VE的改变是导致OUES改变最大的贡献者［34】综上所述,OUES是一个客观且可重复性的测量,具有广泛的适用性OUES 对于运动强度、持续时间来讲，具有相对的独立性而对于其他一些运动参数联 系紧密对于心脏病患者的成人来讲，体育锻炼致使 OUES 具有一定的敏感度 但是，OUES值被认为受人体测量变量的影响且个体差异较大2.OUES 变更的生理机制2.1 Pa CO2 与 OUESPaCO2称动脉血二氧化碳分压，指物理溶解的二氧化碳所产生的张力，可以 衡量肺泡的通气情况，对呼吸的影响为先兴奋，后抑制正常情况下浓度为 35〜45mmHg，当大强度的运动致使代谢产物乳酸在体内的集聚增多，进而导致 代谢性酸中毒的产生时，PaCO2则大于50mmHg儿童的OUES与呼吸运动的反 射性调节也有一定的联系［30、42］虽然呼吸运动起源于脑，但是呼吸器官本身以 及血液循环等其他器官系统感受器传入冲动的反射性调节也起到重要的作用。

PaCO2升高时，刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器呼吸反射和大脑皮层对呼吸 运动的调节，引起呼吸中枢兴奋，呼吸增强但是，当PaCO2上升到一定高度 后，则表现为对呼吸的抑制，严重时则产生昏迷等现象，进而影响个体的 OUES 另外，有研究者认为，骨骼肌的 VO2 下降与运动时血液在血管内流速过快也有 一定的联系［30］2.2血液pH值与OUESOUES 与个体酸碱平衡关系密切［30］儿童在从事大强度剧烈运动时，由于 糖酵解加强，乳酸生成量增加，可造成其在肌肉组织内和血液中大量累积，进而 影响体内的酸碱度人体正常的生理活动和运动，除需要适宜的温度、渗透压等 条件外，还需保持体液酸碱度的相对恒定如果酸碱度的变化超过一定范围，将 会引起组织代谢紊乱，进而影响各种生理机能通常呼吸在调节人体的酸碱平衡 中起到重要的作用血液的pH值变化不大的情况下，NaHCO3/H2CO3的比值一 般为20当代谢产物中有大量的酸性物质存在时，它与HCO3-结合生成H2CO3, 后者分解为co2和h2o,血中的CO2分压上升，导致了呼吸运动的加强，促使CO2排出体外这就使得NaHCO3/H2C。