长新冠成人亚极量运动时外周氧输送受损：基于NIRS监测组织饱和度指数（TSI%）与2天CPET的多维度研究

《Physiological Reports》：Impaired peripheral oxygen delivery during submaximal exercise in adults with long COVID

为解决长新冠（LC）运动后症状加重及外周组织缺氧机制不明的问题，研究人员开展2天亚极量CPET联合NIRS监测研究。结果发现LC组运动期间TSI%维持升高时间短于对照组且次日进一步缩短，提示其肌肉氧合与恢复能力受损，为LC病理机制解析与康复策略制定提供了重要生理证据。

　　

新冠大流行已经过去数年，但一部分感染者并未彻底摆脱病毒的阴影。“长新冠”（Long COVID, LC）作为一种多系统综合征，正困扰着全球数以百万计的人。患者不仅在感染急性期后出现持续或新发的各种症状，更棘手的是，他们的症状极易因体力、认知或心理社会刺激而加重，这种现象被称为运动后症状加重（Post-Exertional Symptom Exacerbation, PESE）。许多人发现，哪怕只是进行轻微的体力活动，随后也会经历严重的疲劳、呼吸困难、脑力迷雾等症状恶化，且恢复时间异常漫长。

长期以来，科学界对长新冠的病理生理机制知之甚少。已知的长新冠相关病理包括病毒持续存在、免疫功能失调、内皮损伤以及线粒体功能障碍等。其中，外周组织缺氧被认为是导致患者症状加重的关键因素之一，但相关的人体生理学研究却相对匮乏。尤其是在重复运动或连续数日的亚极量运动（即中等强度、未达力竭的运动）场景下，长新冠患者的肌肉氧合与氧输送能力究竟如何变化？为何他们在连续两天进行相同运动时，第二天的表现往往更差？这些问题一直缺乏直接的实验证据。为了回答这些疑问，来自英国的研究团队开展了一项细致的生理学研究，相关成果发表在《Physiological Reports》上。

为了深入探究长新冠患者在重复亚极量运动中的生理极限，研究人员设计了一项单中心、横断面观察性研究。研究共招募了46名符合WHO诊断标准的长新冠患者（LC组）和10名健康对照者（CON组）。值得注意的是，为确保安全并尽量减少严重的PESE风险，长新冠患者在入组前均通过DePaul症状问卷（DSQ）排除了中重度PESE风险。

所有参与者均需完成两次亚极量心肺运动测试（Cardiopulmonary Exercise Test, CPET），两次测试间隔24小时。在骑行运动中，研究人员使用近红外光谱技术（Near-infrared Spectroscopy, NIRS）持续监测受试者左侧腓肠肌的氧合情况，计算组织饱和度指数（Tissue Saturation Index, TSI%），即氧合血红蛋白占总血红蛋白的百分比，以反映局部组织的氧合状态。同时，结合标准的心肺指标（如摄氧量V?O₂、通气当量、呼气末气体分压等）进行综合分析。

3 结果

3.1 当日结果（Within-day outcomes）

在Day 1，长新冠组的TSI%在无负荷踩踏热身阶段较静息值显著升高（64±5% vs. 66±5%），但这种高于静息水平的升高状态仅维持到运动第2分钟，此后TSI%便不再与静息值有显著差异，并在第9至12分钟呈逐渐下降趋势。相比之下，对照组（CON）的TSI%升高状态可以维持到运动第5分钟。

到了Day 2，长新冠组的这种情况进一步恶化：TSI%仅在运动第1分钟能维持高于静息的水平，从第2分钟开始便迅速回落至与静息无差异的状态；而对照组则在整个12分钟的运动期间，TSI%均显著高于静息值，直到恢复期才回落。

此外，在同等相对运动峰值（iso-time peak）时，长新冠组表现出多项异常通气指标：通气当量（V?E/V?O₂和 V?E/V?CO₂）、呼吸交换率（RER）和呼气末氧分压（P_ETO₂）均显著高于对照组，而呼气末二氧化碳分压（P_ETCO₂）则显著低于对照组。

3.2 日间分析（Between-day analysis）

对比两天的静息状态，长新冠组在Day 2的心率、分钟通气量、呼吸频率和P_ETO₂均较Day 1显著升高。在第一通气阈（VT1）时，Day 2的摄氧量（V?O₂）、氧脉搏（V?O₂_HR，反映每搏摄氧量）和二氧化碳排出量（V?CO₂）均较Day 1显著下降。而在同等运动峰值及静息的血乳酸水平方面，两天之间则无显著差异。

4 讨论

本研究的核心发现是：长新冠患者在亚极量骑行运动中，维持肌肉氧输送（表现为维持TSI%升高）的能力存在缺陷，并且这种缺陷在连续第二天运动时更为明显。

在通气并发症方面，长新冠患者表现出的高V?E/V?CO₂、低P_ETCO₂以及高P_ETO₂，提示其存在通气效率低下以及肺内通气/血流（V/Q）不匹配的问题。同时，较高的呼吸交换率（RER）暗示在相同的绝对运动强度下，患者更早地转向了无氧代谢供能。

在微循环损伤方面，SARS-CoV-2感染已知会导致血小板活化增加、内皮糖萼层降解及微血栓形成。这些变化会增加微血管阻力，阻碍氧气从毛细血管向肌纤维的扩散。本研究中长新冠患者TSI%的快速正常化（即未能长时间维持运动引发的充血和高氧合状态），间接支持了毛细血管受损和氧气输送受阻的假说。此外，循环中持续存在的纤维蛋白样微 clots 也可能阻塞微血管，进一步损害氧合。

在氧提取方面，尽管本研究使用的NIRS技术无法像有创CPET（iCPET）那样精确区分氧输送与提取，但长新冠组在Day 2的VT1时氧脉搏（V?O₂_HR）显著降低，结合升高的P_ETO₂，提示氧的利用或提取过程也存在异常。

线粒体功能障碍亦是重要的潜在机制。病毒对线粒体结构的破坏及功能的抑制，会导致能量产出减少。本研究观察到长新冠患者在两次运动后的血乳酸均升至3.0 mmol/L以上，且Day 2某些有氧代谢相关指标下降，这与肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征（ME/CFS）的一些表现类似，提示内在线粒体缺陷可能是长新冠运动不耐受的基础之一。

此外，慢性炎症、自主神经功能紊乱（如体位性心动过速综合征POTS相关的静脉淤血）也可能交织在一起，共同导致了长新冠患者这种脆弱的外周氧合能力与运动不耐受表现。

总之，这项研究表明，即便是没有中重度PESE风险的长新冠患者，在重复亚极量运动时也存在外周氧输送能力受损的问题，这或许解释了为何他们在日常活动中容易出现“气喘吁吁”和早期疲劳。未来需要结合更多血液生物标志物、肌肉活检及有创血流动力学监测，进一步厘清内皮、微血栓、线粒体各自的具体贡献，从而为长新冠患者制定精准的康复、管理及治疗策略提供坚实的生理学依据。