引用本文
王钦, 曹兴, 邓文, 刘琼, 黄英, 周丹, 叶长华. 中等强度有氧运动对健康青年人眼压的影响[J]. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2019,21(5): 351-355.
Qin Wang, Xing Cao, Wen Deng, Qiong Liu, Ying Huang, Dan Zhou, Changhua Ye. Changes in Intraocular Pressure in Response to Moderately Intense Aerobic Exercise in Young Adults[J]. CHINESE JOURNAL OF OPTOMETRY OPHTHALMOLOGY AND VISUAL SCIENCE, 2019,21(5): 351-355.  
Doi:10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2019.05.006
Permissions
Copyright©2019, 《中华眼视光学与视觉科学杂志》
《中华眼视光学与视觉科学杂志》 所有
中等强度有氧运动对健康青年人眼压的影响
王钦1,2, 曹兴1,2, 邓文2, 刘琼1,2, 黄英1,2, 周丹2, 叶长华1,2
1中南大学爱尔眼科学院,长沙 410015
2长沙爱尔眼科医院 410015
通讯作者：叶长华（ORCID：0000-0003-2534-4793）,Email：yechanghua@csu.edu.cn

第一作者：王钦（ORCID：0000-0003-3444-1771）,Email：1013677553@qq.com

收稿日期: 2018-12-16
摘要

目的 探讨中等强度有氧运动对健康青年人眼压的影响。方法 前瞻性研究。选取中南大学爱尔眼科学院2016级、2017级硕士研究生28例（28眼）,其中男14例,女14例,所有受试者均在同一跑步机进行中等强度运动,速度为7~9 km/h。采用iCare-pro眼压计测量右眼眼压,臂式血压计测量血压,根据公式“眼灌注压=2/3平均动脉压-眼压”计算。分别收集运动前,运动期10、20、30 min,休息10、30 min共6个时间点的数据。采用重复测量方差分析对数据进行分析。结果 最终纳入27例（27眼）：①不同时间点眼压总体差异有统计学意义（ F=75.0, P<0.001）,运动期10、20、30 min较运动前眼压均降低,差异均有统计学意义（ P<0.001）。②不同时间点收缩压、舒张压总体差异均有统计学意义（ F=31.7, P<0.001; F=19.7, P<0.001）,运动期10、20、30 min收缩压、舒张压较运动前均升高,差异均有统计学意义（P<0.001）。③不同时间点眼灌注压总体差异有统计学意义（ F=56.9, P<0.001）,运动期10、20、30 min眼灌注压较运动前均升高,差异均有统计学意义（ P<0.001）。④运动后休息10 min,眼压、收缩压、舒张压、眼灌注压与运动前差异均无统计学意义。结论 中等强度有氧运动使健康青年人眼压降低,血压及眼灌注压升高,运动后休息10 min,眼压、血压、眼灌注压均恢复至运动前水平并趋于稳定。

关键词: 有氧运动; 眼压; 收缩压; 舒张压; 眼灌注压
Changes in Intraocular Pressure in Response to Moderately Intense Aerobic Exercise in Young Adults
Qin Wang1,2, Xing Cao1,2, Wen Deng2, Qiong Liu1,2, Ying Huang1,2, Dan Zhou2, Changhua Ye1,2
1Aier School of Ophthalmology, Central South University, Changsha 410015, China
2Changsha Aier Eye Hospital, Changsha 410015, China
Corresponding author:Changhua Ye, Aier School of Ophthalmology, Central South University, Changsha 410015, China; Changsha Aier Eye Hospital, Changsha 410015, China (Email: yechanghua@csu.edu.cn)
Abstract

Objective: To determine the effects of moderately intense aerobic exercise on intraocular pressure in young healthy adults.Methods: Twenty-eight volunteers performed moderately intense aerobic exercise for 30 minutes on a treadmill in this prospective study. Measurements of intraocular pressure (IOP), blood pressure and ocular perfusion pressure (OPP) were taken before and after exercise for 10, 20 and 30 minutes and after rest for 10 and 30 minutes. IOP was measured by iCare tonometry. Blood pressure was measured by an electronic sphygmomanometer. OPP was calculated using the formula, OPP=2/3 MAP (mean arterial pressure)-IOP. A repeated measures analysis was used to compare IOP, SBP, DBP and OPP.Results: Finally, 27 cases 27 eyes were included. ①There was a statistically significant difference ( F=75.0, P<0.001) in IOP at baseline, and after moderately intense aerobic exercise for 10, 20 and 30 minutes and after rest for 10 and 30 minutes. IOP at 10, 20 and 30 minutes of exercise was significantly lower than that at baseline (all P<0.001). ②There were statistically significant differences ( F=31.7, P<0.001; F=19.7, P<0.001) in the SBP and DBP at baseline, and after moderately intense aerobic exercise for 10, 20 and 30 minutes and after rest for 10 and 30 minutes. SBP and DBP at 10, 20 and 30 minutes of exercise were significantly higher than that at baseline (all P<0.001). ③There was a statistically significant difference ( F=56.9, P<0.001) in the OPP at baseline, and after moderately intense aerobic exercise for 10, 20 and 30 minutes and after rest for 10 and 30 minutes. OPP at 10, 20 and 30 minutes of exercise was significantly higher than that at baseline (all P<0.001). ④There were no statistically significant differences in IOP, SBP, DBP or OPP at baseline and after rest for 10 and 30 minutes. Conclusion: There is a significant decrease in IOP and significant increase in SBP, DBP and OPP following moderately intense aerobic exercise. After 10 minutes of rest, IOP, SBP, DBP and OPP return to baseline.

Keyword: aerobic exercise; intraocular pressure; systolic blood pressure; diastolic blood pressure; ocular perfusion pressure

青光眼是一组具有特征性视神经损害和视野缺损的致盲眼病。病理性眼压（IOP）升高是其主要危险因素之一[1]。IOP升高的水平和视神经对压力损害的耐受能力与青光眼视神经凹陷性萎缩及其特征性视野缺损的发生和发展有关[2]。降低IOP能有效减缓疾病的进展, 然而部分青光眼患者在IOP降至目标水平时, 视野缺损仍在进展。研究表明血管因素是青光眼发病机制之一[3], 其中眼灌注压被定义为眼部平均动脉压和眼压之差, 是衡量眼部血流量的重要指标[4], 也是影响青光眼疾病发生和发展的关键因素[5, 6]。目前的研究表明血压升高能引起正常人IOP增高, 但具体机制目前尚不清楚[7]。日常生活中, 影响IOP、血压波动的因素诸多, 如运动、生物节律、情绪波动、天气等。运动能够降低多种全身系统性疾病发生和发展的风险[8, 9], 其中低强度运动（如慢跑）能导致眼压短暂性降低, 高强度运动能使IOP增高[10, 11, 12], 同时有研究者发现眼灌注压对运动也高度敏感[13], 动态运动能引起眼灌注压升高[14, 15]。而在运动过程中, IOP和眼灌注压的变化目前尚未完全阐明。因此, 本研究选取健康青年人进行中等强度有氧运动, 分析运动前、运动中及运动后IOP、血压及眼灌注压的变化特点, 为青光眼的防控策略提供参考依据和方向。

1 对象与方法
1.1 对象

纳入标准：①年龄18~30岁; ②裸眼视力或最佳矫正视力≥ 1.0; ③屈光度< 6.0 D或屈光参差< 1.0 D; ④运动前2 h未进行任何剧烈运动。

排除标准：①基础IOP> 21 mmHg（1 mmHg= 0.133 kPa）; ②有眼部手术、激光治疗、眼外伤、眼前节或眼后节疾病史; ③患有可能影响视力和屈光度变化的眼病或全身系统疾病; ④长期用药史; ⑤3个月内使用过可能影响IOP的药物; ⑥运动前24 h内饮用咖啡或能量型饮料; ⑦运动中血压过高（> 220/110 mmHg）; ⑧不能配合完成研究。

选取中南大学爱尔眼科学院2016级、2017级硕士研究生28例（28眼）作为研究对象。本研究符合赫尔辛基宣言的原则, 经长沙爱尔眼科医院伦理委员会批准（批号：2018-01）, 所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 方法

所有受试者参与试验前均进行视力、综合验光、裂隙灯显微镜等检查, 并采用角膜测厚仪（TOMEY SP-3000, 日本Tomey公司）测量中央角膜厚度（CCT）。受试者运动前2 h均未进行任何剧烈运动, 静坐休息30 min后均在同一跑步机（亿健8096, 中国浙江顶康科技有限公司）上运动, 速度为7~9 km/h, 相当于达到最大心率（Maximum heart rate, HRmax）64%~75%的中等强度运动, HRmax=220-年龄[16]。应用回弹式眼压计（iCare-Pro TA03, 芬兰iCare公司）测量IOP, 所有研究对象均取端坐位测量右眼眼压值, 连续测量6次, 剔除最高值和最低值, 余4次IOP值的平均值作为测量结果。使用臂式电子血压计（HEM-7052, 中国欧姆龙健康医疗有限公司）测量血压, 所有研究对象均取坐位, 测量右臂血压。根据公式眼灌注压=2/3平均动脉压-IOP[6]计算。分别收集运动前, 运动期10、20、30 min, 运动结束休息10 min、30 min等6个时间点的数据。所有数据采集控制在2 min内完成。

1.3 统计学方法

前瞻性研究。采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析。计量资料符合方差齐性Levene检验, 采用均数± 标准差表示。不同时间点眼压、收缩压、舒张压、眼灌注压的差异比较采用重复测量方差分析, 组间两两比较采用Bonferroni检验。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 一般资料

1例研究生因不能完整完成研究被排除, 最终纳入研究对象27例（27眼）, 其中男13例（13眼）, 女14例（14眼）, 年龄24~30（26.1± 1.9）岁, 右眼角膜厚度（542± 12）μ m, 运动前心率（65± 4）次/min, 运动前IOP、收缩压、舒张压、眼灌注压分别为（14.2± 1.8）mmHg、 （111± 13）mmHg、 （73± 9）mmHg、 （43± 7）mmHg。

2.2 运动前后不同时间点IOP的变化

6个时间点IOP总体差异具有统计学意义（F= 75.0, P< 0.001）。运动期10、20、30 min眼压较运动前均下降, 且分别降低2.648 [95%置信区间（CI）：1.877~3.419] mmHg、2.184（95%CI：1.589~2.778）mmHg、1.951（95%CI：1.291~2.611）mmHg, 差异均有统计学意义（P< 0.001）, 其中运动期10 min IOP下降最显著。运动期10、20、30 min间两两比较IOP差异均无统计学意义（均P> 0.05）。各运动期IOP与休息10、30 min IOP的差异均无统计学意义（均P> 0.05）。见表1。

表1 健康青年人中等强度有氧运动前、运动期及休息后各参数的变化 Table 1 Changes of parameters at baseline, and after moderate intensity aerobic exercise 10, 20, 30 minutes and after rest 10, 30 minutes in young adults
2.3 运动前后不同时间点收缩压的变化

运动前后6个时间点收缩压的总体差异具有统计学意义（F=31.7, P< 0.001）。运动期10、20、30 min较运动前收缩压均升高, 且分别升高13.889（95%CI：8.095~19.682）mmHg、13.148（95%CI：7.431~18.865）mmHg、10.074（95%CI：3.735~ 16.413）mmHg, 差异均有统计学意义（P< 0.001）, 运动期10、20、30 min间两两比较收缩压值差异均无统计学意义（均P> 0.05）。各运动期收缩压与休息10、30 min收缩压的差异均无统计学意义（均P> 0.05）。见表1。

2.4 运动前后不同时间点舒张压的变化

运动前后6个时间点舒张压的总体差异具有统计学意义（F=19.7, P< 0.001）。运动期10、20、30 min较运动前舒张压均升高, 且分别升高7.556（95%CI：3.924~11.187）mmHg、8.074（95%CI：4.477~11.671）mmHg、5.778（95%CI：1.003~10.552）mmHg, 差异均有统计学意义（P< 0.001）, 运动期10、20、30 min间两两比较舒张压差异均无统计学意义（均P> 0.05）。各运动期舒张压与休息10、30 min舒张压的差异均无统计学意义（均P> 0.05）。见表1。

2.5 运动前后不同时间点眼灌注压的变化

运动前后6个时间点眼灌注压的总体差异具有统计学意义（F=56.9, P< 0.001）。运动期10、20、30 min较基线眼灌注压均升高, 且分别升高9.093（95%CI：6.261~11.924）mmHg、8.694（95%CI：6.122~11.266）mmHg、6.758（95%CI：3.502~10.013）mmHg, 差异均有统计学意义（P< 0.001）, 运动期10、20、30 min间眼灌注压两两比较差异均无统计学意义（均P> 0.05）。各运动期眼灌注压较休息10、30 min眼灌注压的差异均无统计学意义（均P> 0.05）。见表1。

3 讨论

青光眼是位列全球首位不可逆性致盲性眼病, 据推测, 到2020年全球将有8 000万原发性开角型青光眼 （POAG）患者[8]。青光眼的发病机制和病因目前尚不十分清楚, 病理性高眼压及视神经血循环障碍是青光眼性视神经损害发生的主要危险因素[3], 降低IOP是目前治疗青光眼唯一可控制的治疗措施。已有研究发现运动可引起IOP或血压的变化[12, 14, 15]。

本研究通过对27例健康青年人在跑步机上进行中等强度有氧运动研究, 发现运动10 min IOP下降, 随着运动时间延长, IOP变化趋于稳定, 且运动后休息10 min, IOP恢复至运动前水平。Read和Collins[17]对健康青年人进行10 min的低冲击力动态运动研究发现, 运动开始时IOP平均降低1.71 mmHg, 运动5 min后IOP平均降低1.26 mmHg, 运动后10 min IOP降低0.56 mmHg; Hong等[14]通过对25例健康青年志愿者在跑步机上进行15 min的运动研究发现, 运动后IOP从（14.88± 2.36）mmHg下降到（11.06± 2.15）mmHg; Kinoshita等[15]研究了38例中年志愿者动态运动, 发现运动后IOP[（11.4± 2.45）mmHg]较基线值[（12.9± 2.91）mmHg]下降, 这些研究结果与本研究结果基本一致, 但本研究还发现, 在运动过程中, 随着运动时间的延长, 这种变化是趋于稳定的。另外, Vera等[18]通过对40例健康青年人进行推举和下蹲运动研究发现, 2种运动后IOP均立即升高, 且IOP的变化大小与运动负荷量呈正相关。Najmanova等[12]的运动研究表明, IOP在运动结束后30 min内先呈上升趋势, 到恢复期30 min时回到基线水平并趋于稳定。与本研究存在差异的原因可能是IOP的变化与运动强度、运动类型及运动时的体位等有关。关于动态运动影响IOP的机制目前主要考虑以下几种可能：①运动引起巩膜静脉压变化, 使血浆胶体渗透压和血乳酸增加, 血液PH值降低, 从而降低IOP[1, 19, 20]; ②运动导致全身血流分布改变, 骨骼肌血流量需求增加, 血液循环重新调整与适应, 眼部睫状体及其上皮细胞毛细血管灌注量相应降低, 从而使房水生成量减少[19, 21]; ③运动导致眼交感神经系统兴奋, 引起肾上腺素的大量分泌并促使cAMP释放, 从而增加房水的流出及减少房水的生成而使IOP降低[21]。

同时, 本研究发现健康青年人在跑步机上进行中等强度有氧运动10 min后收缩压、舒张压均升高, 随着运动时间延长, 其变化趋于稳定; 运动后休息10 min, 收缩压、舒张压均恢复至运动前水平。Hong等[14]的研究也发现运动后收缩压、舒张压分别升高15.20、9.36 mmHg。Najmanova等[12]的研究表明, 最大强度运动后收缩压、舒张压均较基线值升高, 差异有统计学意义。运动影响血压变化的机制主要是运动诱导交感神经兴奋性增强, 副交感神经兴奋性减弱, 使肾上腺素大量释放, 从而使心室收缩力增强、心率增快, 导致心输出量增加, 引起血压升高[6, 21]。

根据眼灌注压计算公式：眼灌注压=2/3MAP-IOP, 得到运动前、运动中及运动后各时间点的眼灌注压, 本研究发现健康青年人在跑步机上进行中等强度有氧运动10 min后眼灌注压升高, 随着运动时间的延长, 变化趋于稳定; 运动后休息10 min, 眼灌注压恢复至运动前水平。眼灌注压的波动直接受收缩压、舒张压及IOP的影响。已有研究表明眼灌注压的降低可能与POAG的发生发展有关[22], 其机制可能是灌注压的减少导致组织器官供血不足从而对视乳头造成损伤[3]。但当血管自身调节功能正常时, 眼灌注压的改变在自主调节范围之内基本不会引起眼部血流量的变化[23]。

综上所述, 本研究初步表明在健康青年人群中, 中等强度有氧运动可以使IOP降低, 血压、眼灌注压升高。此结果为今后探寻基于运动锻炼辅助控制IOP的策略提供了科学的参考依据。本研究存在的缺陷是未纳入青光眼患者作为研究对象, 如能将健康人群及青光眼患者进行分组比较, 可能对青光眼患者控制IOP有更进一步的建议方案。另外本研究缺乏眼部血流密度及相关激素分泌的数据, 同时样本量较少, 未能研究不同年龄段及不同体质量指数个体的差异, 未来仍需大样本做进一步研究。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明 王钦：课题设计; 资料的分析和解释; 撰写论文; 根据编辑部的修改意见进行修改; 修改论文中关键性结果、结论。叶长华：参与选题设计及资料的分析和解释; 根据编辑部的修改意见进行修改; 修改论文中关键性结果、结论。曹兴、邓文、刘琼、黄英：参与数据的收集与质量管理

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Zhu MM, Lai J, Choy B, et al. Physical exercise and glaucoma: a review on the roles of physical exercise on intraocular pressure control, ocular blood flow regulation, neuroprotection and glaucoma-related mental health. Acta Ophthalmol, 2018, 96(6): e676-676e691. DOI: 10.1111/aos.13661. [本文引用:2]
[2] De Moraes CG, Liebmann JM, Levin LA. Detection and measurement of clinically meaningful visual field progression in clinical trials for glaucoma. Prog Retin Eye Res, 2017, 56: 107-147. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2016.10.001. [本文引用:1]
[3] 李浩, 吴志鸿. 眼灌注压波动与青光眼关系的研究进展. 中华眼科杂志, 2015, 51(6): 477-480. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2015.06.021. [本文引用:3]
[4] Costa VP, Harris A, Anderson D, et al. Ocular perfusion pressure in glaucoma. Acta Ophthalmologica, 2014, 92(4): e252-e266. DOI: 10.1111/aos.12298. [本文引用:1]
[5] 曾流芝, 何宇, 鲜依鲆, 等. 24小时血压参数与原发性开角型青光眼视神经损害的相关性. 中华眼视光学与视觉科学杂志
2018, 20(2): 79-85. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2018.02.003. [本文引用:1]
[6] Ramya CM, Nataraj SM, Rajalakshmi R, et al. Changes in ocular perfusion pressure in response to short term isometric exercise in young adults. Niger J Physiol Sci, 2018, 33(1): 101-103. [本文引用:3]
[7] Klein BE, Klein R, Knudtson MD. Intraocular pressure and systemic blood pressure: Longitudinal perspective: The Beaver Dam Eye Study. Br J Ophthalmol, 2005, 89(3): 284-287. DOI: 10.1136/bjo.2004.048710. [本文引用:1]
[8] 杨迎新, 李强, 马朝廷, 等. 有氧运动或温热疗法对开角型青光眼眼压的影响. 中国中医眼科杂志, 2015(4): 246-249. DOI: 10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2015.04.004. [本文引用:2]
[9] McMonnies CW. Intraocular pressure and glaucoma: Is physical exercise beneficial or a risk? J Optom, 2016, 9(3): 139-147. DOI: 10.1016/j.optom.2015.12.001. [本文引用:1]
[10] Rüfer F, Schiller J, Klettner A, et al. Comparison of the influence of aerobic and resistance exercise of the upper and lower limb on intraocular pressure. Acta Ophthalmol, 2014, 92(3): 249-252. DOI: 10.1111/aos.12051. [本文引用:1]
[11] Vera J, García-Ramos A, Jiménez R, et al. The acute effect of strength exercises at different intensities on intraocular pressure. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2017, 255(11): 2211-2217. DOI: 10.1007/s00417-017-3735-5. [本文引用:1]
[12] Najmanova E, Pluhacek F, Botek M. Intraocular pressure response to maximal exercise test during recovery. Optom Vis Sci, 2018, 95(2): 136-142. DOI: 10.1097/OPX.0000000000001168. [本文引用:4]
[13] Wylęgała A. The Effects of physical exercises on ocular physiology: A review. J Glaucoma, 2016, 25(10): e843-843e849. DOI: 10.1097/IJG.0000000000000454. [本文引用:1]
[14] Hong J, Zhang H, Kuo DS, et al. The short-term effects of exercise on intraocular pressure, choroidal thickness and axial length. PLoS One, 2014, 9(8): e104294. DOI: 10.1371/journal.pone.0104294. [本文引用:4]
[15] Kinoshita T, Mori J, Okuda N, et al. Effects of exercise on the structure and circulation of choroid in normal eyes. PLoS One, 2016, 11(12): e0168336. DOI: 10.1371/journal.pone.0168336. [本文引用:3]
[16] Németh J, Knézy K, Tapasztó B, et al. Different autoregulation response to dynamic exercise in ophthalmic and central retinal arteries: A color Doppler study in healthy subjects. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2002, 240(10): 835-840. DOI: 10.1007/s00417-002-0552-1. [本文引用:1]
[17] Read SA, Collins MJ. The short-term influence of exercise on axial length and intraocular pressure. Eye (Lond), 2011, 25(6): 767-774. DOI: 10.1038/eye.2011.54. [本文引用:1]
[18] Vera J, Jiménez R, Redondo B, et al. Fitness level modulates intraocular pressure responses to strength exercises. Curr Eye Res, 2018, 43(6): 740-746. DOI: 10.1080/02713683.2018.1431289. [本文引用:1]
[19] 谭明琼, 卞薇, 李世迎, 等. 运动锻炼对正常人眼压影响的Meta分析. 临床与病理杂志, 2018, 38(8): 1755-1761. DOI: 10.3978/j.issn.2095-6959.2018.08.027. [本文引用:2]
[20] Heitmar R, Vekria P, Cubbidge RP. Regulation of oxygen saturation in retinal blood vessels in response to dynamic exercise. Acta Ophthalmol, 2018, 96(3): e298-298e303. DOI: 10.1111/aos.13576. [本文引用:1]
[21] 梁远波, 吴越, 李思珍, 等. 运动与眼压. 中华眼科杂志, 2011, 47(9): 854-857. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2011.09.023. [本文引用:3]
[22] Topouzis F, Wilson MR, Harris A, et al. Association of open-angle glaucoma with perfusion pressure status in the Thessaloniki Eye Study. Am J Ophthalmol, 2013, 155(5): 843-851. DOI: 10.1016/j.ajo.2012.12.007. [本文引用:1]
[23] Schmetterer L, Schmidl D, Garhofer G. The complex interaction between ocular perfusion pressure and ocular blood flow- relevance for glaucoma. Exp Eye Res, 2011(2): 141-155. [本文引用:1]