肥厚型心肌病與運動員心臟

馬繼政季 鵬

(1.解放軍理工大學理學院軍事系 南京 211101;2.江蘇省省級機關醫院心內科 南京 210024)

肥厚型心肌病與運動員心臟

馬繼政1季 鵬2

(1.解放軍理工大學理學院軍事系 南京 211101;2.江蘇省省級機關醫院心內科 南京 210024)

肥厚型心肌病是引起35歲以下運動員猝死的首要病因。運動猝死的相對危險因素和暈厥、年齡、極度的左室肥厚、心動過速以及有猝死家族史緊密相關。長期運動訓練可以改變心臟的形態和功能,形成運動員心臟。由于運動員心臟和肥厚型心肌存在一些相似,正確區分運動員心臟和肥厚型心肌病非常重要,運動員心臟和肥厚型心肌均受到種族和遺傳背景所影響,基因篩查可能在其中起到關鍵的作用。

肥厚型心肌病;運動員心臟;基因突變;基因篩查;超聲心動圖

1 前言

肥厚型心肌病(Hypertrophic Cardiomyopathy, HCM)是一類具有不同表型的器質性疾病,可由多種基因突變引起,常呈常染色體顯性遺傳。肥厚型心肌病的臨床表現為呼吸困難、心悸、胸悶、胸痛、昏厥、嚴重心衰、猝死等,部分病人無癥狀,其病理生理過程十分復雜,主要表現為舒張功能失調、心肌缺血、流出道梗阻、二尖瓣返流、心律失常等。持續的室性心動過速和心室顫動是肥厚型心肌病患者發生猝死的主要機制。長期運動訓練可以改變心臟的形態和功能,形成運動員心臟(Athlete’s Heart),形態上表現為心室內徑增大,室壁增厚等。在運動誘導的左室生理性肥大和肥厚型心肌病會出現相互疊加區域,而肥厚型心肌病是引起35歲以下運動員猝死的首要病因[1,2]。Zou Y等人[3]2004年應用超聲心動圖評估8080名成年男子(年齡從18～74歲),肥厚型心肌病的患者發生率為0.16%,略低于美國和日本。Maron BJ[4]發現全球成年人群中肥厚型心肌病患者比例為1∶500,是引起猝死的主要因素之一,特別是在運動人群中。在運動人群中如何篩選肥厚型心肌病以及合理地區分肥厚型心肌病和運動員心臟,對于預防運動性猝死有一定現實意義。

2 運動誘導的生理性心肌肥大與肥厚型心肌病的區分

2.1 左心室壁厚度

由于運動可誘導左心室肥大,肥厚型心肌病又容易發生運動猝死,因此,正確區分生理性左室肥大和肥厚型心肌病是十分重要的,也是極其困難的。運動誘導的左室重構,有正常的生理上線,Whyte等[5]調查英國442名運動員,發現優秀男子運動員正常的生理上線左室壁厚度為14mm,左室舒張末期內徑為65mm,優秀女子分別為11mm和60mm; Pellica等[6]報道意大利優秀男子運動員正常的生理上線左室壁厚度為16mm,左室舒張末期內徑為66mm;但最近Nagashima等[7]調查日本291名參加100km超常馬拉松男子運動員發現正常的生理上線左室壁厚度為19mm,33名選手左室舒張末期內徑超過70mm,最大為75mm;SUN等[8]調查發現中國優秀男子運動員正常的生理上線左室壁厚度為14mm,左室舒張末期內徑為65mm,優秀女子分別為11mm和62mm,這一結果與Whyte的報道基本一致。而肥厚型心肌病室壁肥厚程度可分為輕度13～15mm;中度15～30mm;重度大于30mm。4%～47%的肥厚性心肌病顯示出非對稱性室間隔肥厚,而13%～31%肥厚性心肌病患者,表現為對稱性左室肥厚,因此運動誘導的左室生理性肥大和肥厚型心肌病會出現相互疊加,被稱之為“灰色地帶”,即室壁厚度為13～15mm[9]。

2.2 基因分析

目前,已知有11種編碼肌小節蛋白基因,400多種突變和肥厚性心肌病有關[10],HCM的染色體定位和致病基因關系已得到證實,均要進行臨床篩查是不現實的,但在美國已出現商用基因測試,可檢測8種突變基因。在國外,基因測試已被推薦應用于某些具有猝死發生率較高家族的職業運動員,基因檢測將在篩選具有肥厚性心肌病的職業運動員中可能起到重要的作用[1,2]。編碼β-肌球蛋白重鏈、肌鈣蛋白T和肌球蛋白結合蛋白C這三類基因占所報道基因突變50%。同一突變位點的基因表達和外顯率也不相同,一些研究認為除致病位點突變外,造成上述不同的原因還包括調節基因,高血壓和生活方式。對于一些隱性的沒有表型改變的突變位點仍需進一步發現和證實。一些研究發現某些結構蛋白突變位點或缺失和不良預后有關。如肌凝蛋白(Val95Ala),肌球蛋白結合蛋白C(InsG791)等,這些突變或缺失表型表現為中等程度的肥厚或正常,但和運動猝死緊密相關。而一些突變位點其預后良好,如α-肌凝蛋白(Asp95Asn)等[11]。

2.3 超聲心動圖

一些研究表明應用超聲心動圖評定心臟的形態和功能能夠區分這兩者,肥厚型心肌病患者收縮和舒張功能受損,收縮速度出現不均一性,收縮時間出現異時性[12]。大部分的運動員心臟形態的改變,顯示中等程度的肥厚[13],但對運動誘導的左室生理性肥大和肥厚型心肌病出現的相互疊加區域進行區分仍舊是極其困難的。

從心肌功能上看,Vinereanu等[14]認為測量收縮期二尖瓣瓣環運動的平均速度<9cm/s能較好地區分這兩者,肥厚型心肌病患者即使與瓣環相連室壁不出現肥厚,收縮速度仍然下降,同時伴有舒張速度降低,等容舒張期延長。Cardim等[15]研究發現運動員組織多普勒Ea/Aa的值在瓣環的任何位置都不會<1,而肥厚型心肌病患者有25%瓣環位置Ea/Aa的值會<1,因此,Ea/Aa<1可作為區分這兩者提供參考。Palka等[16]發現舒張早期心肌運動頻譜持續時間(MVG)<7s-1。D’Andrea等人[17]發現運動員三尖瓣瓣環舒張早期的運動速度和左室舒張末容積相關;和室間隔的厚度成負相關。三尖瓣瓣環Ea速度<0.16 m/s,敏感度和特異性分別為89%和93%。盡管超聲心動圖越來越多的被推薦應用于此,但缺少大規模應用研究,一些指標仍需進一步證實。

2.4 運動負荷試驗

目前,運動負荷實驗已被推薦應用于區分運動員心臟和肥厚型心臟病,國外有報道肥厚型心肌病患者的最大攝氧量(VO2max)的范圍在30ml/kg/min左右,而運動員可達到70ml/kg/ml。有研究發現1/3肥厚型心肌病患者會出現運動誘導的血壓異常現象,即運動負荷增加時,收縮壓反而下降≥20mmHg[18]。Ciampi Q等[18]認為血壓異常現象和肥厚型心肌病患者運動負荷時左室收縮功能失調相關,這類患者易發生猝死,尤其在青少年當中。而正常健康人和運動員未出現此現象。

2.5 運動相關和潛在病理性心電變化

長期的運動訓練同樣可導致運動員的心電發生重構現象。其中包括R波或S波電壓顯著增加,ST段高抬,顯著的T波倒置和深Q波等。運動員這些心電變化的特征,通常被認為由長期的大強度訓練引起左室重構的結果。最近,有研究顯示優秀耐力運動員15年后,心臟未見異常[19]。但運動員這些心電變化常和某些心血管疾病類似,如HCM等,很難區分。因此,制定兩者之間心電的診斷標準尤為重要。近來,Corrado等[20]根據意大利多年的篩查經驗,制定區分運動相關和潛在病理性心電變化的標準,這一標準能為運動員心血管疾病的篩查提供極大的幫助。

3 預防運動性猝死

運動雖然不是增加死亡率的原因,但可以引起心血管疾病患者發生運動猝死。運動員與非運動員相比,猝死危險度增加2.8倍[1]。國外的流行病學研究結果顯示,馬拉松選手與心血管疾病相關的運動猝死年發生率為1∶50000,Maron BJ估計[21]在美國高校運動猝死年發生率為1∶100000～1∶30000,在年長的人群運動猝死年發生率為1∶15000～1∶18000。國內,至今尚未進行過全國范圍內的調查。肥厚型心肌病是引起35歲以下運動猝死主要原因,尤其是從事競技運動項目的運動員,因此對運動員進行篩選是有益的。而早期的成為職業運動員前的檢測可能更為有效,Corrado等人[22]總結了意大利Vento地區26年(1979-2004年)賽前或成為職業運動員前對運動員(12～25歲)進行心血管疾病篩查的結果,發現運動員由心血管疾病引起的運動猝死下降了90%(從每年3.6/100000～0.4/ 100000)。一個積極、有效的篩查策略,對運動員賽前或成為職業運動員前進行心血管疾病篩查,檢測一些潛在、高危的心血管疾病的運動員,建議停止比賽,接受治療,對于預防運動猝死是極其有用的,目前,歐洲心臟病學學會和美國AHA仍在致力于尋求一個更為針對性和有效的篩查策略[23,24]。

4 肥厚型心肌病的危險分層與運動

運動鍛煉有益于心血管系統,也可以改善心血管疾病的預后狀況[24]。目前國內外,運動員一旦被確診為肥厚型心肌病,即被禁止運動。但Maron BJ等人[4]研究認為55%肥厚型心肌病患者并沒有顯示出公認危險因素,這類患者極少會發生運動猝死,只有10%～20%肥厚型心肌病患者顯示出發生運動猝死危險因素,因此,對肥厚型心肌病的危險分層及運動評估是相當重要的。肥厚型心肌病易發生運動猝死高危患者和一些臨床標志緊密相關。這類患者應被禁止參加運動。由于不同的HCM患者可有多種截然不同的臨床表現,輕者無癥狀,預后與正常人相仿,此類患者能否與正常人一樣進行劇烈的運動,目前并不清楚。但一些HCM運動員研究資料表明長期的動力性運動可以改變心肌內結構蛋白的成分,如慢β-MyHC蛋白下調,而快α-MyHC蛋白上調[21]。因此對于β-MyHC基因突變HCM患者可能從運動中獲得益處,長期的動力性運動有可能降低β-MyHC突變蛋白在心肌內結構蛋白β-MyHC總蛋白的含量,但當前缺少相關的實驗支持。

5 結論與建議

正確區分運動員心臟和肥厚型心肌病非常重要,由于運動員心臟和肥厚型心肌病存在一些相似,運動員心臟和肥厚型心肌均受到種族和遺傳背景所影響,國外的診斷標準很難直接應用于國內。基因檢測可能在其中起到關鍵的作用。一方面,基因檢測可以大規模的進行基因篩查。另一方面,基因篩查有助于早期對HCM運動員進行診斷,對運動員心肌肥厚與HCM可進行鑒別診斷。若HCM基因型、表型和猝死危險因素之間的關系得以解決,應用基因芯片技術對運動員基因進行針對性篩查,對于預防運動猝死可能是一個有用和有效的手段。

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Hypertrophic Cardiomyopathy and Athlete’s Heart

MA Jizheng,et al.

(Department of military education and training,the Basic College of the PLA University of Science and Technology,Nanjing)

Hypertrophic cardiomyopathy is the primary cause of the sudden cardiac death among athletes less than 35 years old.The highest risk of sudden cardiac death is associated with syncope,early age,extreme ventricular hypertrophy,ventricular tachycardia,and a family history of sudden death. Long training can change in cardiac morphology and function,which called’athlete’s heart’.It is vitally important to distinguish athlete’s heart from hypertrophic cardiomyopathy.Although there are many similarities between athlete’s heart and hypertrophic cardiomyopathy,and racial difference and genetic background both can effect the athlete’s heart and hypertrophic cardiomyopathy.Genetic testing will play a major role in it.

hypertrophic cardiomyopathy;athlete’s heart;gene mutations;genetic testing

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馬繼政(1971-),男,江蘇新沂人,講師,博士,研究方向:運動生理學。