5
第貳章 文獻探討
本章分為以下幾個部份加以敘述，一、 PWV、脂締素其影響因子與動脈硬化之相 關研究；二、離心運動對 PWV 的影響；三、離心運動與脂締素的關係；四、本章總結。
第一節 脂締素、PWV 其影響因子與動脈硬化之相關研究
脂締素是一種主要由白色脂肪組織 (white adipose tissue) 釋放的激素，由 247 個胺 基酸所組成，位於 3q26 染色體上，但在其它組織，包括肝臟、心肌、骨骼肌、結腸、
唾腺、胎盤、腦下垂體同樣能分泌 (Deepa & Dong, 2009) ，主要儲存於皮下、內臟及血 管周圍 (Marinou, Tousoulis, Antonopoulos, Stefanadi, & Stefanadis, 2010) 。脂締素在人體 內的濃度平均約在 5~30 μg/ml (Diez & Iglesias, 2003)，相較於其他的脂肪激素，脂締素 濃度偏低與肥胖、及心血管疾病有關 (Yang 等, 2001)，是屬於「好」的脂肪激素。另 外，脂締素的濃度和身體質量指數 (body mass index, BMI) 呈負相關，當個體的體脂肪 量增加或脂肪體積變大時，脂締素分泌量將伴隨減少，換句話說，肥胖者相較於正常人 有較低的脂締素濃度 (Han, Quon, Kim, & Koh, 2007)。
脂締素在調節能量代謝及動脈粥狀硬化過程中皆扮演重要角色。在能量代謝上的主 要功能為增加血糖的吸收、減少肝醣輸出，增加脂肪分解反應，有效降低胰島素抗性。
另一方面，脂締素具有抗發炎及抗血管新生的功能，同時藉由刺激內皮細胞釋放一氧化 氮 (nitric oxide, NO) 產物和減少巨噬細胞轉化成泡沫細胞的現象 (Kobayashi 等, 2004)，進而減緩動脈粥狀硬化。
造成動脈硬化的因素眾多，主要為動脈結構和功能的改變有關，其中動脈壁結構改 變，主要是因為彈性蛋白減少和膠原增生所導致，致使動脈壁彈性變差；而動脈功能改 變，和平滑肌細胞 (vascular smooth muscle cells, VSMCs) 對血管產生的收縮張力有關，
當 VSMCs 收縮時，會造成血管徑變窄，此外，內皮組織在調節血管功能上也扮演重要 角色，其中血管舒張因子─一氧化氮，由小動脈內皮細胞釋放，使小動脈呈現舒張狀態；
血管收縮因子─內皮素-1 (endothelin-1, ET-1) ，是由內皮細胞產生，會使動脈平滑肌收 縮(陳姿吟，2007)。
在動脈硬化的測量上，由於使用儀器、測量方法以及測量部位的不同，可能導致檢
6
測結果的差異。非侵體性量測動脈硬化的診斷方式很多，其中脈波傳導速率是一種簡單 且高重複性的動脈硬化評估指數 (Asmar 等, 1995)。心臟的收縮和舒張造成主動脈壁產 生脈波，經由沿著動脈管壁傳導至身體各部位，此傳導速率稱為脈波傳導速率。 PWV 主 要是測量壓力波從預設的近端傳達到遠端 systolic upstroke 的時間差，及近端和遠端兩 者間的距離，利用傳導距離與時間差的比值，求得 PWV 。一般而言，人體主動脈 PWV 大約 5-7 m/s (Blacher & Safar, 2005) ，當血管管壁彈性佳時，血液流經的時間則較長，
傳導速率也會較慢，相對地，當動脈血管越硬、彈性越差，PWV 將越快，表示動脈硬 化程度越高。對於 PWV 高於 12 m/s 的人比低於 9 m/s 以下的人有較高的總死亡率(勝 算比 5.4，95% 信賴區間為 2.4-11.9)和心血管疾病所導致的死亡率(勝算比 5.9，95 % 信 賴區間為 2.3-15.5)，而當每增加 1 m/s 即增加總死亡率勝算比 1.39(95 % 信賴區間為 1.19-1.62) (Blacher & Safar, 2005)。大部分頸-股動脈 PWV 被廣泛使用在證明中心動脈 硬化和心血管疾病之間的關聯 (Coutinho, Rooke, & Kullo, 2011)。
PWV 的高低和人體部分生理參數有關，PWV 會隨著年齡增加而提升，且健康男性 會高於健康女性；除此之外，Sung 等 (2009) 以 158 名一般男性和 287 名一般女性為研 究對象，探討脂締素與肱-踝 PWV 的相關性，在調整年齡、性別、身體質量指數和代 謝症候群的數量之後，發現血漿脂締素濃度和肱-踝 PWV 呈負相關 (r=-0.107, p
＜.05)，顯示體內脂締素濃度越高的人，肱-踝 PWV 則越低。Youn 等 (2011) 以 141 位高血壓病患(平均年齡 57.7 ± 8.2 歲)為調查對象，其中男性佔 81 名、女性 60 名，在 控制年齡、性別、收縮壓的改變、血壓控制和 HOMA 值 (homeostasis model analysis) 因 素之後，指出血漿脂締素濃度仍和心臟-股動脈 PWV 呈負相關 (r=-0.018, p=0.032)。
Mahmud 與 Feely (2005) 的研究也顯示高血壓患者體內血漿脂締素濃度和頸-股動脈 PWV 呈負相關 (r=-0.25, p＜.05)，並進一步指出脂締素可獨立用來預測大主動脈 PWV 且此參數和動脈硬化有關。
以上研究顯示，血漿脂締素濃度較高的人，其 PWV 也會相對偏低，推論可能和脂 締素具有血管保護作用、刺激內皮細胞一氧化氮的釋放以及降低平滑肌細胞的增生有 關，進而改善動脈功能。目前僅有少數研究指出脂締素和 PWV 之相關性，而經由運動 改變的 PWV 是否和脂締素濃度高低有關，仍舊未明。
7 胞激素 (pro-inflammatory cytokines) 滲透到損傷組織部位，以及運送至循環系統。發炎 反應和心血管疾病息息相關，而離心運動會短暫地損害局部顯微血管功能 (Barnes, Trombold, Dhindsa, Lin, & Tanaka, 2010) 和降低血管擴張反應，離心運動所造成的局部 組織損傷將會導致血管系統短暫的改變，由此看來，離心運動似乎不利於血管的健康。
8
週、每週 3 次、每次反覆 10 下共 5 組的手臂屈曲阻力訓練，向心阻力組的運動強度為 80 % 最大肌力，離心阻力組則為 100 % 最大肌力。結果發現離心阻力組經過 8 週訓練 後，肱-踝間 PWV 和坐式生活組沒有顯著提升，但向心阻力組肱-踝 PWV 顯著增加，
而增加的幅度在 8 週後停止訓練期間即又回復到基礎值，另外，三組在訓練前後血液動 力學及心血管指標均無顯著差異。該作者指出雖然雌激素 (estrogen) 會誘發血管擴張和 一氧化氮的產生，進而影響 PWV，但為避免實驗結果受到月經週期的干擾，作者統一 讓受試者在月經週期的相同階段進行 PWV 測量，以確定實驗結果差異是因不同運動介 入而導致。從結果來看，離心阻力訓練對促進高血壓或動脈粥狀硬化有保護的效果，而 向心阻力訓練對 PWV 的影響可能只是短暫的反應，不會造成動脈結構長期的改變。
Maeda 等 (2006) 以 11 名健康男性老人(平均年齡 64 歲)從事 12 週等速阻力運動，
每週 2 天、每次 3 組、每組反覆 10 下，動作包括膝蓋向心伸和離心屈曲，結果發現頸-股間 PWV 和內皮素-1 在訓練前後無顯著差異，反而在訓練後一氧化氮的濃度顯著上 升。作者認為老年人從事等速阻力運動的效果可能不會反應在動脈硬化上，但內皮功能 則能獲得顯著改善，因此，等速阻力訓練仍有益於老年人之血管系統。
Miyachi 等 (2004) 研究發現，持續 4 個月的多肌群高負荷阻力訓練(80 % 1RM，
8-12 次反覆，3 組，6 組動作)會造成動脈順應性 (artery compliance) 下降和 β 硬化指標 上升，而在停止訓練後 4 個月即回到基礎值，由此得知，阻力運動的介入可能是造成動 脈硬化的主因之一。Cortez-Cooper 等 (2005) 以 23 名健康年輕女性(平均年齡 29 歲) 進行 11 週全身性漸進高強度阻力訓練，結果指出健康年輕女性之頸動脈增幅係數 (augmentation index)、頸-股間 PWV 顯著增加。
從上述研究結果看來，單次離心運動可能會因肌肉損傷 或發炎反應進而影響 PWV。雖然向心運動相較於離心運動，更容易引起肌肉活性，但同時對血管會有顯著加 壓反應，可能會減少血管壁的彈性蛋白和提升膠原含量 (London & Guerin, 1999 ； Miyachi 等, 2004)，進而降低動脈的彈性，而單次離心運動所產生的高張力、低神經激 活，及較大發炎反應，似乎也會進一步引起動脈硬化指標的提升。
另一方面，長期阻力運動對動脈硬化影響之研究結果不完全一致，但有較多的研究 傾向長期從事阻力運動可能引發短暫的動脈硬化情形。目前，單次或長期離心運動對動 脈硬化指標的影響仍缺乏相關的文獻，未來需要更多的研究來加以探討。
9
第三節 離心運動與脂締素的關係
目前運動引起肌肉損傷的起因可分為兩種，分別為「新陳代謝壓力」和「機械壓力」
(Lieber & Friden, 2002)。一般從事離心運動之後所引起肌肉損傷的原因，即是機械壓力 所導致，其會有肌肉組織明顯損傷、肌肉產生痠痛、及血液中細胞激素的活性大量升高 等等現象，其中細胞激素包括 IL-1、IL-2、IL-6 以及 TNF-α 等均是發炎反應重要的媒 介物。進行離心收縮之後，會引起鈣離子濃度增加，激活溶酶體蛋白酶(單核球細胞和 巨噬細胞)從細胞外被釋放出(陳忠慶，2004)，以便能滲透進入損傷組織進行修補，但 巨噬細胞具有產生氧自由基和促使細胞激素增加的作用。
發炎反應與動脈粥狀硬化過程之關係相當密切，而人體的脂締素可能也與調節發炎 反應有關 (Fernandez-Real, Lopez-Bermejo, Casamitjana, & Ricart, 2003)。脂締素會促進凋 亡細胞的清除，抑制巨噬細胞和 calreticulin 進入，進而向下調節發炎指標，如 CRP、
IL-6 和 TNF-α (Zhu, Cheng, Vanhoutte, Lam, & Xu, 2008)，另外，亦會抑制巨噬細胞之 脂肪堆積及單核球前驅細胞成長。脂締素似乎有間接調節發炎反應的作用，進而降低動 脈硬化。然而，亦有研究指出，人體脂締素濃度偏低也和發炎指標濃度偏高有關 (Engeli 等, 2003)，兩者之間似乎有著互相調節的作用。
目前在探討有關單次運動影響脂締素濃度的研究結果不一致，有研究發現，單次運 動造成脂締素濃度的改變可能和運動特殊性有關 (Varady, Bhutani, Church, & Phillips, 2010)，但大多數研究仍認為單次運動並不會改變脂締素濃度 (Ferguson 等, 2004；
Kraemer 等, 2003 ; Punyadeera 等, 2005)。單次運動對脂締素濃度的影響可能和運動的強 度、時間長短有關 (Kraemer & Castracane, 2007; Simpson & Singh, 2008)。先前研究多針 對阻力及有氧運動等運動型態，而單次離心運動所引發較大的發炎反應和肌肉損傷是否 會對脂締素濃度產生影響，體內脂締素濃度是否在急性離心運動後會有所改變，目前仍 無相關研究可供參考。
10
第四節 本章總結
（一）PWV 是一種非侵體性簡單且高重複性量測動脈硬化的診斷方式，透過量測壓力 波從近端到遠端動脈的時間差及兩動脈間的距離，以距離與時間的比值求得 PWV，其 中頸-股動脈 PWV 被廣泛使用在與心血管之間的連結，而一般人體主動脈 PWV 大約 5-7 m/s，當動脈血管彈性越差，PWV 增加，即代表動脈血管的硬化程度越高。
（二）人體脂締素也為預測心臟血管疾病的指標之一，脂締素不僅在能量調節上扮演重 要角色，亦有調節血管內皮細胞、平滑肌細胞及巨噬細胞等功能，可經由直接或間接作
（二）人體脂締素也為預測心臟血管疾病的指標之一，脂締素不僅在能量調節上扮演重 要角色，亦有調節血管內皮細胞、平滑肌細胞及巨噬細胞等功能，可經由直接或間接作