人年纪越大，越容易患上心血管疾病（CVD），这很大一部分程度上要归罪于血压的升高，尤其是收缩压（SBP）。按照AHA/ACC标准，美国有65%的50岁以上的中老年人收缩压高于120mmHg、超过正常水平。

改善心血管健康，最有效的办法之一就是有氧运动了。不过想要动起来难处多多，没时间、没场地、懒得动……如果能有一种方便快捷又效果超好的锻炼方法就好了！

今天要说的就是一种“另辟蹊径”的锻炼方法，吸气肌力量训练（IMST）。根据科罗拉多大学博尔德分校科研团队发表在《美国心脏协会杂志》上的最新成果，IMST训练6周即可降低收缩压约9%，效果堪比每天锻炼半小时甚至某些降压药，同时炎症和氧化应激相关的标志物也得到了显著的改善[1]。

厉害的是，这种训练方法只需要使用特殊的阻力呼吸设备，每天深吸气30次，用不到5分钟！

本研究第二作者Thomas Heinbockel正在示范是如何使用呼吸阻力设备

其实IMST年龄不小了，它诞生于上个世纪90年代，起初用于帮助危重呼吸系统疾病患者增强横膈膜和其他吸气肌的力量。IMST需要配合一种手持的小型设备，使用感受比较像通过一根有阻力的管子用力呼吸。

在临床上，IMST的训练方法一直是一种低阻力、每天30分钟的方案。而本次研究中，研究者们试图通过增加阻力来提高训练的效率。

研究最终纳入了36名参与者，男女各半（女性为绝经后妇女），年龄在50-79岁之间，收缩压高于120mmHg但身体健康。参与者被随机分配到训练组和对照组，进行6周的试验。

IMST既往的低阻力方案使用30%的呼吸阻力，训练组第一周使用55%，第二周使用65%，第三周使用75%并持续至试验结束；对照组使用15%，阻力低得多。参与者每天使用设备进行30次深吸气训练，每周6天，每天耗时不超过5分钟。 

6周后，训练效果出来了。训练组参与者的收缩压从试验前的135±2mmHg降低到了126±3mmHg，不同性别均能受益；对照组收缩压无显著变化。训练组参与者的舒张压也有了显著的降低。

在试验结束6周后，血压的改善仍旧存在，效果能存留75%。

IMST后血压有了显著的降低，并可持续

研究者表示，这一下降幅度已经超过了每周5天每天步行30分钟带来的改善，甚至比某些降压药效果也不差。

研究者还测量了参与者的血管内皮功能，发现刺激后血管扩张能力约改善了45%。使用训练组参与者血清培养血管内皮细胞，能够显著增加NO的生物利用度，降低活性氧的生物活性。

此外，训练组参与者的炎症循环标志物C反应蛋白（CRP）降低了约30%，其他循环炎症标志物，例如IL-6、TNF-α等也有显著改善。

IMST后血管舒张能力显著改善

不过，相比血压的改善，对NO的利用以及各种炎症标志物的改善并未能长期持续，这说明血压改善还有其他的原因。至于这背后的机制，目前就不太清楚了。

不管怎么说，IMST安全可靠又不怎么花时间，对于不方便运动的人来说，的确是个不错的锻炼方法，不知道有没有无需设备的低配练法，咱们先操作起来呀。

参考资料：

[1] https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/JAHA.121.020980

[2]https://www.colorado.edu/today/2021/06/29/5-minute-breathing-workout-lowers-blood-pressure-much-exercise-drugs

多项研究证实呼吸练习可以减轻焦虑、减轻疼痛、改善血糖和降低血压。

随着年龄的增长，血压上升，心血管风险增加

心血管疾病是发达国家老年人死亡的主要原因[1,2]。老年人心血管疾病风险增加主要源于血压，尤其是收缩压（SBP）的升高[3]。在美国，超过65%的中老年人（≥50岁）的SBP高于正常水平（即≥120mmHg）[3]。管理好血压可以降低心血管疾病的发生风险[4,5,6]。

除了血压，心血管衰老的特征还包括内皮功能障碍和动脉僵硬度增加[7,8]。老年人心血管功能的上述变化部分因为一氧化氮（NO）的生物利用度降低导致的[8,9]。另外，慢性低度炎症也是促进心血管衰老的重要机制[7,11,12]。

研究证实：有氧运动可以有效地抵抗心血管衰老[7,13,14]，指南推荐每周进行150分钟中等强度的有氧运动或75分钟剧烈有氧运动[15]。

事实上，因为缺乏时间、交通、行动不便以及财务成本等障碍，不到40%的美国中老年人达到了指南要求[16,17]。

因此，有必要制定新的生活方式策略，在有效降低中老年人SBP的同时提高依从性，从而降低心血管疾病的风险。

高阻力呼吸肌力量训练明显改善中老人血管内皮功能，降低 SBP

最近，研究们在Journal of the American Heart Association（JAHA）杂志发表了一项有趣的研究[18]，研究发现：每天5分钟的高阻力呼吸肌力量训练（IMST）6周平均降低中老年参与者SBP达9mmHg，降压效果媲美运动和某些降压药物。

这是一项双盲、随机、安慰剂对照试验，入选了36例年龄在50~79岁，SBP≥120mmHg的中老年人。参与者被随机分配进入高阻力IMST组（75%最大吸气压力，n=18）或低阻力对照组（15%最大吸气压力，n=18），每天进行5分钟的呼吸机力量训练，持续6周。

研究结果发现：6周后，高阻力IMST组的血压明显改善，SBP从135±2mmHg降至126±3mmHg（P<0.01），舒张压（DBP）从79±2mmHg降至77±2mmHg（P=0.03）；对照组的血压没有明显改变（所有P>0.05）。高阻力IMST的SBP明显低于对照组（P=0.01）（见下图1）。

图1 高阻力IMST的SBP明显低于对照组

研究者对比了参与者在训练前后的肱动脉血流介导的扩张（FMDBA）以评价内皮功能的改变，结果发现高阻力IMST组的FMDBA增加了约45%（P<0.01），但对照组没有变化（P=0.73）（下图A）。

特别值得注意的是，研究者发现高阻力IMST可以改善绝经期妇女的FMDBA，增加了约57%（P=0.04），对照组无明显改变（下图D）。而这部分人群进行一般的有氧运动很难获得内皮功能的改善。

图2 对比参与者训练前后的FMDBA以评价内皮功能的改变

为了明确内皮功能改善的原因，研究者采集两组受试者训练前后的血清用于培育人脐静脉内皮细胞，结果发现：和对照组相比，高阻力IMST组NO合成更多（下图A），内皮NO合成酶（p‐eNOSser1177）的活化明显增强（P=0.003，下图B) ，活性氧生物活性下降（ROS Activity ）（P<0.05，下图C）。

图3 高阻力IMST组NO合成更多、p‐eNOSser1177的活化明显增强、ROS Activity下降

研究另外发现：高阻力IMST组降低炎症指标C反应蛋白（P=0.05），对照组则无明显下降。高阻力IMST组和对照组对动脉的僵硬度均无影响（P>0.05）。

研究结论：高阻力IMST可以降低中老年参与者的SBP，改善内皮功能。该操作简单安全，患者依从性好。

什么是高阻力IMST？

IMST是一种通过横膈膜和辅助呼吸肌反复吸气抵抗阻力的练习方式[19]，用于缓解焦虑、控制疼痛、降低血压等。

但是，既往临床多使用中等到低等阻力的IMST，通常需要持续30分钟，且需要在实验室环境中进行，不容易广泛开展。

为此，Bailey及其同事开发了一种新的高阻力IMST，使用便携式手持设备进行30次呼吸（约5分钟）练习[20,21]，每周5~7天，持续6周即可以看到成效。该设备在健康的年轻人、以及阻塞性睡眠呼吸暂停患者中[22,23]观察到血压，尤其是SBP的降低。

专家如是说

对于该研究结果的发表，JAHA特地刊发了评论文章[24]，专家对该研究进行了介绍并评论：

循环和呼吸相互影响，密不可分，呼吸产生的压力和肺的扩张会影响心脏和血管腔室的容积和压力。反过来，这些变化会刺激感觉神经，从而影响自主神经系统以及呼吸频率和深度[25]。

呼吸练习是一种古老的治疗性手段，从古老的冥想和宗教发展至今。多项研究证实呼吸练习可以减轻焦虑[26]、减轻疼痛[27]、改善血糖[28]和降低血压 [29]。患有肺部疾病和睡眠呼吸暂停的患者也可以从呼吸肌训练中受益[30,31]。

虽然该研究取得了一定进展，证实高阻力IMST可以改善血管内皮功能，降低 SBP，关于呼吸肌练习，未来还需要解答很多问题。

首先，呼吸肌训练的频率、强度和持续时间的哪些组合会达到运动训练的效果？

其次，运动训练可以对葡萄糖耐量和胰岛素敏感性产生深远的影响。呼吸肌训练能否改善正常受试者、葡萄糖代谢受损患者和老年受试者的这些参数？

除了改善内皮功能外，运动训练还可以改善对血压的压力反射控制并增加心率变异性。呼吸肌训练也会有这些获益吗？

第三，运动训练有助于治疗抑郁症，呼吸肌训练是否也有益？

最后，对于有行动不便、时间限制和其他传统锻炼计划障碍的患者，研究呼吸肌训练并将其纳入体育锻炼计划的最佳方法是什么？

参考文献 ：

[1].Sistino JJ, Fitzgerald DC. Epidemiology of cardiovascular disease in the United States: implications for the perfusion profession. A 2017 update. Perfusion. 2017; 32:501–506. DOI: 10.1177/0267659117696140.

[2].Joseph P, Leong D, McKee M, Anand SS, Schwalm J‐D, Teo K, Mente A, Yusuf S. Reducing the global burden of cardiovascular disease, part 1: the epidemiology and risk factors. Circ Res. 2017; 121:677–694. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.117.308903.

[3].Virani SS, Alonso A, Benjamin EJ, Bittencourt MS, Callaway CW, Carson AP, Chamberlain AM, Chang AR, Cheng S, Delling FN, et al. Heart disease and stroke statistics‐2020 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 2020; 141:e139–e596. DOI: 10.1161/CIR.0000000000000757.

[4].Huang Y, Wang S, Cai X, Mai W, Hu Y, Tang H, Xu D. Prehypertension and incidence of cardiovascular disease: a meta‐analysis. BMC Med. 2013; 11:177. DOI: 10.1186/1741‐7015‐11‐177.

[5].Danaei G, Ding EL, Mozaffarian D, Taylor B, Rehm J, Murray CJL, Ezzati M. The preventable causes of death in the United States: comparative risk assessment of dietary, lifestyle, and metabolic risk factors. PLoS Med. 2009; 6:e1000058. DOI: 10.1371/journal.pmed.1000058.

[6].Whelton PK, Carey RM, Aronow WS, Casey DE, Collins KJ, Dennison Himmelfarb C, DePalma SM, Gidding S, Jamerson KA, Jones DW, et al. 2017 ACC/AHA/AAPA/ABC/ACPM/AGS/APhA/ASH/ASPC/NMA/PCNA guideline for the prevention, detection, evaluation, and management of high blood pressure in adults: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Hypertension. 2018; 71:e13–e115. DOI: 10.1161/HYP.

[7].Seals DR. Edward F. Adolph Distinguished Lecture: the remarkable anti‐aging effects of aerobic exercise on systemic arteries. J Appl Physiol. 2014; 117:425–439. DOI: 10.1152/japplphysiol.00362.2014.

[8].Lakatta EG, Levy D. Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part I: aging arteries: a “set up” for vascular disease. Circulation. 2003; 107:139–146. DOI: 10.1161/01.cir.0000048892.83521.58.

[9].Seals DR, Jablonski KL, Donato AJ. Aging and vascular endothelial function in humans. Clin Sci. 2011; 120:357–375. DOI: 10.1042/CS20100476.

[10].Durrant JR, Seals DR, Connell ML, Russell MJ, Lawson BR, Folian BJ, Donato AJ, Lesniewski LA. Voluntary wheel running restores endothelial function in conduit arteries of old mice: direct evidence for reduced oxidative stress, increased superoxide dismutase activity and down‐ egulation of NADPH oxidase. J Physiol. 2009; 587:3271–3285. DOI: 10.1113/jphysiol.2009.169771

[11].Guzik TJ, Touyz RM. Oxidative stress, inflammation, and vascular aging in hypertension. Hypertension. 2017; 70:660–667. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.07802

[12].Lakatta EG. Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part III: cellular and molecular clues to heart and arterial aging. Circulation. 2003; 107:490–497. DOI: 10.1161/01.cir.0000048894.99865.02.

[13].Craighead DH, Freeberg KA, Seals DR. The protective role of regular aerobic exercise on vascular function with aging. Curr Opin Physiol. 2019; 10:55–63. DOI: 10.1016/j.cophys.2019.04.005.

[14].Seals DR, Brunt VE, Rossman MJ. Keynote lecture: strategies for optimal cardiovascular aging. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2018; 315:H183–H188. DOI: 10.1152/ajpheart.00734.2017.

[15].Piercy KL, Troiano RP, Ballard RM, Carlson SA, Fulton JE, Galuska DA, George SM, Olson RD. The physical activity guidelines for Americans. JAMA. 2018; 320:2020–2028. DOI: 10.1001/jama.2018.14854.

[16].Schoenborn CA, Stommel M. Adherence to the 2008 adult physical activity guidelines and mortality risk. Am J Prev Med. 2011; 40:514–521. DOI: 10.1016/j.amepre.2010.12.029

[17].Troiano RP, Berrigan D, Dodd KW, Mâsse LC, Tilert T, McDowell M. Physical activity in the United States measured by accelerometer. Med Sci Sports Exerc. 2008; 40:181–188. DOI: 10.1249/mss.0b013e31815a51b3

[18].Daniel H. Craighead et al, Time‐Efficient Inspiratory Muscle Strength Training Lowers Blood Pressure and Improves Endothelial Function, NO Bioavailability, and Oxidative Stress in Midlife/Older Adults With Above‐Normal Blood Pressure, Journal of the American Heart Association (2021). DOI: 10.1161/JAHA.121.020980

[19].Craighead DH, Heinbockel TC, Hamilton MN, Bailey EF, MacDonald MJ, Gibala MJ, Seals DR. Time‐efficient physical training for enhancing cardiovascular function in midlife and older adults: promise and current research gaps. J Appl Physiol. 2019; 127:1427

[20]Vranish JR, Bailey EF. Inspiratory muscle training improves sleep and mitigates cardiovascular dysfunction in obstructive sleep apnea. Sleep. 2016; 39:1179–1185. DOI: 10.5665/sleep.5826

[21].Ramos‐Barrera GE, DeLucia CM, Bailey EF. Inspiratory muscle strength training lowers blood pressure and sympathetic activity in older adults with OSA: a randomized controlled pilot trial. J Appl Physiol. 2020; 129:449–458. DOI: 10.1152/japplphysiol.00024.2020.

[22]Vranish JR, Bailey EF. Daily respiratory training with large intrathoracic pressures, but not large lung volumes, lowers blood pressure in normotensive adults. Respir Physiol Neurobiol. 2015; 216:63–69. DOI: 10.1016/j.resp.2015.06.002.CrossrefMedlineGoogle Scholar

[23].DeLucia CM, De Asis RM, Bailey EF. Daily inspiratory muscle training lowers blood pressure and vascular resistance in healthy men and women. Exp Physiol. 2018; 103:201–211. DOI: 10.1113/EP086641.CrossrefMedlineGoogle Scholar

[24]Michael J. Joyner et al, Take a Deep, Resisted, Breath, Journal of the American Heart Association (2021). DOI: 10.1161/JAHA.121.022203

[25].Dawes GS, Comroe JH. Chemoreflexes from the heart and lungs. Physiol Rev. 1954; 34:167–201. DOI: 10.1152/physrev.1954.34.2.167.CrossrefMedlineGoogle Scholar

[26].Chen YF, Huang XY, Chien CH, Cheng JF. The effectiveness of diaphragmatic breathing relaxation training for reducing anxiety. Perspect Psychiatr Care. 2017; 53:329–336. DOI: 10.1111/ppc.12184.

[27].Anderson BE, Bliven KCH. The use of breathing exercises in the treatment of chronic, nonspecific low back pain. J Sport Rehabil. 2017; 26:452–458. DOI: 10.1123/jsr.2015‐199.

[28].Wilson T, Baker SE, Freeman MR, Garbrecht MR, Ragsdale FR, Wilson DA, Malone C. Relaxation breathing improves human glycemic response. J Altern Complement Med. 2013; 19:633–636. DOI: 10.1089/acm.2012.0603.

[29].Zou Y, Zhao X, Hou YY, Liu T, Wu Q, Huang YH, Wang XH. Meta‐analysis of effects of voluntary slow breathing exercises for control of heart rate and blood pressure in patients with cardiovascular diseases. Am J Cardiol. 2017; 120:148–153. DOI: 10.1016/j.amjcard.2017.03.247.

[30].Beaumont M, Forget P, Couturaud F, Reychler G. Effects of inspiratory muscle training in COPD patients: a systematic review and meta‐analysis. Clin Respir J. 2018; 12:2178–2188. DOI: 10.1111/crj.12905.

[31].Hsu B, Emperumal CP, Grbach VX, Padilla M, Enciso R. Effects of respiratory muscle therapy on obstructive sleep apnea: a systematic review and meta‐analysis. J Clin Sleep Med. 2020; 16:785–801. DOI: 10.5664/jc