热疗与人体心血管健康

　　作者：朱蔚莉　　作者单位：朱蔚莉 作者单位：北京市教育委员会科技发展计划资助项目(KM2009 10029001);北京市属高等学校人才强教深化计划中青年骨干人才项目(PHR201008176);北京市重点实验室开放课题 (2008-2) 首都体育学院，北京市

　　【摘要】热疗能改善健康人和心血管疾病患者的心血管功能。本文就热疗对血压、心功能、动脉弹性和内皮功能的有益影响进行综述，并就其应用前景进行展望。

　　【关键词】 水疗法,心血管疾病,治疗结果

　　心血管疾病(CVD)是当今威胁人类健康的头号杀手。我国目前每年有约250～300万人死于CVD，每年的相关治疗费用约3098亿元。因此，发展和完善简单易行、安全高效的CVD防治策略，对社会的经济发展和人们的身体健康均有重要意义。

　　热疗(thermal therapy)通过热源接触体表，将热传输给机体以使局部或全身的体温升高，从而预防和治疗某些疾病。热疗所用热源一般是热容量大、导热性小的物体，要求保温时间长又不易烫伤人体，如热的水、泥、石蜡、砂和蒸汽等。以水为热源的热疗形式主要有热水桶浴(hot tub)和热水淋浴等，蒸汽经常以桑拿形式进行。可能是因为方便易得、经济实惠的特点，热水浴在现实生活中和研究报告中的应用最为广泛。另外，温度控制较为方便和精确、对设备的要求简单等因素，也可能是热水浴应用较多的原因。

　　热疗可用于CVD的治疗[1]，能明显改善心衰患者的多项心血管功能指标[2]。本文就热疗对心血管功能的研究现状进行综述，并对其可能的机制进行初步探讨。

　　1 热疗的降压作用

　　多数研究表明，热疗可以降低CVD患者的收缩压[3，4]和舒张压[5，6]。Giannetti研究发现，桑拿可以使冠心病病人的收缩压从(142±14)mmHg明显降低到(123±15)mmHg，降幅达13%[3]。持续10 min、40℃的热水桶浴可使高血压患者的收缩压明显下降，且其效果可持续约10 min[4]。在慢性心衰患者，15 min、60℃的桑拿虽然不能使收缩压变化，但肺动脉压和舒张压均明显下降[5]。充血性心衰患者进行15 min、60℃的桑拿后其舒张压也明显下降[6]。

　　健康者血压也可以因为热疗而有明显的降低。在不同的研究中，同样的10 min、40℃的温水浴可使健康受试者血压明显下降，但表现形式不完全相同[4，7，8]，收缩压下降[4，9]、平均动脉压降低[7]、收缩压和舒张压均下降[8]均有可能出现。而且在热疗结束后10～15 min大致恢复到热疗前的水平[4，8]。Boone报道15 min、37℃热水浴可以使大学生受试者的平均动脉压和收缩压均降低[9]。Kawabe发现，晚间临睡前的洗浴可明显降低中年人(41.6±11.7)岁的收缩压和舒张压，而且这个作用至少持续到洗浴结束后60 min[10]，在降压持续时间方面，明显长于另外两个研究[4，8]。我们的前期研究中发现热水淋浴20 min可使健康青年男性的脉压明显降低[11]。

　　少数研究没能显示出热疗对血压的有益影响。平均年龄75岁高血压老年病人在进行40℃的温水浴过程中，收缩压和舒张压均略微升高，但与基础水平相比并无显著性差异[8]，这可能与老年病人的身体基础状况有关，如药物治疗措施导致的基础血压值(收缩压107.7mmHg，舒张压52.8mmHg)偏低等。一般地，34.5℃的水温对血压不会产生明显的影响[7，12]，虽然老年受试者在34.5℃的水中血压会升高[11]，但这与热疗的热效应无关，而可能是因为身体浸入水中时静水压影响了人体的血压[5]。

　　2 热疗对心功能的影响

　　持续10 min、41℃的温水浴以及持续15 min、60℃的桑拿，均可使慢性心衰患者心率增大20～25次，全身血管阻力明显下降，左室射血分数增大[5]。15 min、37℃热水浴使大学生受试者的心输出量升高[9]，这与心率增快和全身血管阻力下降有关[9]。有研究认为热疗过程中，外周血管阻力可下降约40%的幅度[13]。热疗使充血性心衰患者的舒张早期二尖瓣血流速(early diastolic mitral inflow velocity，E)明显增大，左室舒张功能改善[6]。一般情况下，热疗时热源的温度要高于体温才会产生效果，但有研究表明，年轻受试者在34.5℃的水中每搏输出量即有明显升高[12]，但这极可能是由静水压造成的。

　　3 热疗对血管功能的影响

　　血管内皮覆盖在血管内表面，是一个活跃的多功能内分泌器官。内皮功能包括合成和分泌多种舒缩血管因子、生长因子、炎性介质与细胞因子，有调节血管张力、血管生长、凝血与纤溶、炎症与免疫反应等作用。多个指标，如肱动脉血流介导的血管舒张(flow-mediated vasodilation，FMD)和血液(或尿液)中硝酸盐(亚硝酸盐)的浓度等，都可以评价内皮功能。

　　短期的热疗即能有效地改善人体的血管内皮功能。Kihara研究发现，每天15 min、60℃的红外桑拿，2周后慢性心衰患者肱动脉FMD明显提高[14]，同样的干预措施还可改善冠脉危险因子病人的肱动脉FMD[15]。Sugahara 报道[16]，4周的反复桑拿能使机体尿液中硝酸盐和亚硝酸盐增多，意味着内皮功能的增强。

　　研究表明，温度升高时血管弹性也增强：当温度从35℃升至45℃时，大鼠血管顺应性明显升高[17];升温也能使猪的胸主动脉扩张性增强[18]。人尸体的颈动脉僵硬度从37℃升到42℃时，也表现出随温度升高而降低的趋势[19]。在前人以上研究的基础上，我们观察了热疗对人体血管弹性的影响，结果发现，一次热水淋浴可明显增强青年男性的血管弹性，其效果至少可持续至热疗结束后30 min[11]。

　　4 热疗对血糖和胰岛素敏感性的影响

　　高血糖和胰岛素抵抗是已知的心血管病的重要危险因素，提高胰岛素敏感性、控制血糖可降低心血管发病风险和发病率。研究表明，每天1次、共2周的热疗对血糖有明显影响[15，20]：60℃、每次持续15 min的远红外桑拿可降低冠脉高危病人的血糖水平[15]，而进行37.8～41℃热水桶浴可以使糖尿病病人的血糖得到控制和改善[20]。有学者认为，热疗与运动类似，可能是通过内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)表达而增强胰岛素敏感性[21]。

　　5 热疗改善血管功能的可能机制

　　5.1 交感神经活性

　　交感神经活性增强可使血管弹性和扩张性下降[22～24]。研究表明，1型糖尿病患者的心率变异性较低(交感活性增强)，其血管硬度则相对较高[25]。热疗可调节植物神经活性[8，26，27]。因此，热疗是否通过对交感活性的调节而改善血管弹性值得关注。

　　5.2 热休克蛋白(heat shock protein，HSP)

　　在热应激作用下HSP90表达上升、活性增强。eNOS可与HSP90结合并被其调节[28，29]。加热可以使eNOS的表达和活性升高，并能使内皮型一氧化氮生成增多[30]。动物实验表明，热疗预处理可使HSP表达增强[31]。因此，热疗可能会通过HSP而增强血管内皮功能。

　　5.3 切应力(shear stress)

　　热疗能使机体的血流动力学改善，可能与热疗能够降低心脏的前负荷和后负荷有关[5]。热疗可以使血流明显增强，伴随着血流速度加快会有切应力增强[15]，这就形成了对血管壁的有效刺激，因此，热疗可能通过切应力的增强而改善血管功能。

　　5.4 四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)

　　由于热疗可用以治疗多种BH4缺乏疾病，因此，热疗增强心血管功能也可能是通过BH4实现的。BH4增多可导致NOS解偶联下降[32]，增强NO生成。因此，热疗可能通过BH4而实现其心血管效应，这与运动的特点是类似的。

　　6 热疗的可能副作用

　　6.1 烫伤

　　用水作为热源时，水温一般介于37～40℃[7-9]。也有的研究认为可稍高于40℃[33]，但实施过程中一定要注意高温发生烫伤的可能性，感觉功能减退者如糖尿病病人尤其需要注意。

　　6.2 晕厥

　　热水浴过程中，尤其是在水温较高时，人体的血压可能会快速下降而导致晕厥[8]。在发生体位变化时，尤其热水桶浴结束要站立起来离开热水桶时，需要注意可能发生的低血压[34]。

　　6.3 静水压

　　静水压(hydrostatic pressure)可以使静脉回流增强。在通过水浴进行热疗过程中，由于身体处于水下，水的静压可以使人体平均肺动脉压、平均肺毛细血管楔压和平均右心房压明显升高，而桑拿过程中无静水压的存在[5]。

　　7 小结与展望

　　热疗可促进心血管健康。目前研究中，热疗的一个疗程通常为2周，频度一般为每天1次。每次热疗的时间持续15～20 min，一般不超过30 min[34]。如果用水作为热疗的媒介，水温一般介于37～40℃[7-9]。总体来讲，热疗是一种相对安全的针对心血管健康的干预措施，但热疗也有一定的适用禁忌症，如在不稳定心绞痛、心律失常、难治性高血压和严重的主动脉狭窄等情况下必须慎用热疗[1]。

　　热疗与运动有许多相似之处[21]，因此，热疗可为心血管的功能锻炼提供一种类似于运动，但是属于“被动”的干预手段，这对于促进体力活动少或无自主运动能力者的心血管健康可能尤为重要。但是由于热疗所形成的强度可能弱于自主运动[34，35]，那么其对心血管的锻炼效果可能也会相对较弱。因此，优化设计热疗处方使之更加高效，应用更加方便和安全，是今后有必要重视的研究方向。此外，热疗改善心血管功能的机制方面，目前研究和探讨尚不够充分和深入。

　　【参考文献】

　　[1]Nguyen Y，Naseer N，Frishman WH.Sauna as a therapeutic option for cardiovascular disease[J].Cardiol Rev，2004，12(6):321-324.

　　[2]Weber AA，Silver MA.Heat therapy in the management of heart failure[J].Congest Heart Fail，2007，13(2):81-83.

　　[3]Giannetti N，Juneau M，Arsenault A，et al.Saunainduced myocardial ischemia in patients with coronary artery disease[J].Am J Med,1999,107(3):228-233.

　　[4]Shin TW，Wilson M，Wilson TW.Are hot tubs safe for people with treated hypertension?[J].CMAJ，2003,169(12):1265-1268.

　　[5]Tei C，Horikiri Y，Park JC,et al.Acute hemodynamic improvement by thermal vasodilation in congestive heart failure[J].Circulation,1995,91(10):2582-2590.

　　[6]Kisanuki A，Daitoku S，Kihara T，et al.Thermal therapy improves left ventricular diastolic function in patients with congestive heart failure: a tissue Doppler echocardiographic study[J].Journal of Cardiology，2007,49(4):187-191.

　　[7]Miwa C，Matsukawa T，Iwase S,et al.Human cardiovascular responses to a 60-min bath at 40 degrees C[J].Environ Med,1994,38(1):77-80.

　　[8]Nagasawa Y，Komori S，Sato M,et al.Effects of hot bath immersion on autonomic activity and hemodynamics: comparison of the elderly patient and the healthy young[J].Japanese Circulation Journal,2001,65(7):587-592.

　　[9]Boone T，Westendorf T，Ayres P.Cardiovascular responses to a hot tub bath[J].Journal of Alternative and Complementary Medicine.1999,5(3):301-304.

　　[10]Kawabe H，Saito I.Influence of nighttime bathing on evening home blood pressure measurements: how long should the interval be after bathing?[J].Hypertens Res,2006,29(3):129-133.

　　[11]朱蔚莉，张 凡，阎守扶，等.一次热水淋浴对健康青年男性血管硬度的短时影响[J].心血管康复医学杂志，2009，18(6)：518-520.

　　[12]Sugiyama Y，Miwa C，Xue YX,et al.Cardiovascular function in the elderly during water immersion[J].Environ Med,1993,37(1):91-94.

　　[13]Eisalo A，Luurila OJ.The Finnish sauna and cardiovascular diseases[J].Ann Clin Res,1988,20(4):267-270.

　　[14]Kihara T，Biro S，Imamura M,et al.Repeated sauna treatment improves vascular endothelial and cardiac function in patients with chronic heart failure[J].Journal of the American College of Cardiology,2002,39(5):754-759.

　　[15]Imamura M，Biro S，Kihara T,et al.Repeated thermal therapy improves impaired vascular endothelial function in patients with coronary risk factors[J].Journal of the American College of Cardiology，2001,38(4):1083-1088.

　　[16]Sugahara Y，Ishii M，Muta H,et al.Efficacy and safety of thermal vasodilation therapy by sauna in infants with severe congestive heart failure secondary to ventricular septal defect[J].Am J Cardiol,2003,92(1):109-113.

　　[17]Rubini A.Effect of perfusate temperature on pulmonary vascular resistance and compliance by arterial and venous occlusion in the rat[J].European Journal of Applied Physiology,2005,93(4):435-439.

　　[18]Tsatsaris A.Effect of temperature increase on the distensibility of porcine thoracic aorta[J].Artificial Organs,2005,29(11):887-891.

　　[19]Guinea GV，Atienza JM，Elices M,et al.Thermomechanical behavior of human carotid arteries in the passive state[J].American Journal of Physiology,2005,288(6):H2940-2945.

　　[20]Hooper PL.Hottub therapy for type 2 diabetes mellitus[J].The New England Journal of Medicine,1999,341(12):924-925.

　　[21]McCarty MF，BarrosoAranda J，Contreras F.Regular thermal therapy may promote insulin sensitivity while boosting expression of endothelial nitric oxide synthaseeffects comparable to those of exercise training[J].Med Hypotheses,2009,73(1):103-105.

　　[22]Ferreira I，Boreham CA，Twisk JW，et al.Clustering of metabolic syndrome risk factors and arterial stiffness in young adults: the Northern Ireland young hearts project[J].J Hypertens，2007,25(5):1009-1020.

　　[23]Salzer DA，Medeiros PJ，Craen R,et al.Neurogenicnitric oxide interactions affecting brachial artery mechanics in humans: roles of vessel distensibility vs.diameter[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2008,295(4):R1181-1187.

　　[24]Ganne S，Winer N.Vascular compliance in the cardiometabolic syndrome[J].J Cardiometab Syndr,2008,3(1):35-39.

　　[25]JensenUrstad K，Reichard P，JensenUrstad M.Decreased heart rate variability in patients with type 1 diabetes mellitus is related to arterial wall stiffness[J].Journal of Internal Medicine,1999,245(1):57-61.

　　[26]Nishimura M，Onodera S.Effects of water temperature on cardiac autonomic nervous system modulation during supine floating[J].J Gravit Physiol,2001,8(1):P65-66.

　　[27]Vuori I.Sauna bather′s circulation[J].Ann Clin Res,1988,20(4):249-256.

　　[28]GarciaCardena G，Fan R，Shah V,et al.Dynamic activation of endothelial nitric oxide synthase by Hsp90[J].Nature,1998,392(6678):821-824.

　　[29]Brouet A，Sonveaux P，Dessy C,et al.Hsp90 ensures the transition from the early Ca2+-dependent to the late phosphorylationdependent activation of the endothelial nitric-oxide synthase in vascular endothelial growth factor-exposed endothelial cells[J].J Biol Chem,2001,276(35):32663-32669.

　　[30]Harris MB，Blackstone MA，Ju H,et al.Heatinduced increases in endothelial NO synthase expression and activity and endothelial NO release[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2003,285(1):H333-340.

　　[31]McCormick PH，Chen G，Tierney S,et al.Clinically applicable thermal preconditioning attenuates leukocyte-endothelial interactions[J].J Am Coll Surg,2003,197(1):71-78.

　　[32]Pall ML.Do sauna therapy and exercise act by raising the availability of tetrahydrobiopterin?[J].Med Hypotheses,2009,73(4):610-613.

　　[33]Allison TG，Reger WE.Comparison of responses of men to immersion in circulating water at 40.0 and 41.5 degrees C[J].Aviation Space and Environmental Medicine,1998,69(9):845-850.

　　[34]Allison TG，Miller TD，Squires RW,et al.Cardiovascular responses to immersion in a hot tub in comparison with exercise in male subjects with coronary artery disease[J].Mayo Clinic Proceedings,1993,68(1):19-25.

　　[35]Scott CG，Ducharme MB，Haman F,et al.Warming by immersion or exercise affects initial cooling rate during subsequent cold water immersion[J].Aviation Space and Environmental Medicine，2004,75(11):956-963.