運動與心血管意外研究進展

劉 路

近年來，隨著社會的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，冠心病、高血壓等心血管疾病的發病率和死亡率持續上升，嚴重危害了人們的健康。據《中國心血管病報告2007》報道[1]，1990～2005年，中國農村居民心血管病死亡率波動160～240人/10萬人，城市居民為210～240人/10萬人，居死因構成首位。估計每年全國因心血管疾病死亡300萬人，占總死亡人數的1/3。

大量研究證明，長期、規律的體育鍛煉能夠有效的防治心血管疾病。但是不同年齡的人群在運動健身的過程中，由于各自體質水平和健康素質之間的差異，或多或少的存在著發生運動傷害事故的風險概率。例如，由于運動運動器官對高強度大運動量不適應，從而造成了不同程度的運動傷害等等。在這些運動傷害之中，以運動中心血管意外（cardiovascular accidents）帶來的危害最為嚴重。在競技體育中，高強度的劇烈運動是其鮮明特征之一，人體的心血管系統若不能適應突然的劇烈運動會導致運動性猝死(exercise—related sudden death)的發生。1990年 WHO 和1979年國際心臟病學會將運動性猝死定義為有或無癥狀的運動員或體育鍛煉者在運動中或運動后24h內意外死亡[2]。

1 運動中心血管意外事件的發生

公元前 490年，一位希臘的年輕士兵為了將擊敗波斯軍隊的喜訊傳至雅典，經長距離的全力跑而猝死。這是最早有文字記載的因運動而發生心血管意外導致猝死的案例。Thompson等人（1982年）報道[3]，在Rhode Island每年平均7620個慢跑者中有一個死亡，相當于慢跑396000h就會出現一例運動性猝死。北美30多個心血管康復機構的聯合調查（1978年）顯示[4]，心血管疾病患者平均每累計運動34673和116402h，就會各出現一例非致命和致命的心血管疾病并發癥。1986年有研究者報道[5]，在心血管病人的運動康復治療中，平均每累計運動2351 916h，就會出現29個心血管事件(cardiovascular events)，包括21例心臟驟停和8例心肌梗塞，這其中有3例事件是致命的。

運動中出現心血管意外的最嚴重的結果是運動性猝死。Carrado等人（2003年）認為[6]，運動增加心血管疾病的危險因素和年齡相關。對于超過35歲的成年人而言，劇烈運動可增加冠狀動脈事件的發生率；而在小于35歲的運動員中，運動訓練與運動性猝死的發生率呈顯著相關。意大利的一項調查（2006年）顯示[7]，運動員（12-25歲）由心血管疾病引起運動性猝死的年發生率為 2.3/100000，而非運動員的比例約為0.9/100000。2004年Robert E Eckart等學者回顧了1977—2001年期間美國士兵運動猝死事件，研究報道此25年期間猝死發生率為11.2/100000/年[8]。

盡管相比其他運動傷害事故，運動中心血管意外的發生率不是很高，但其一旦發生，造成的后果嚴重，危害極大。因此，應引起高度重視。

2 運動中心血管意外的發生機制

機體運動時，耗氧量明顯增加。心輸出量不斷增加以保證血流供應，從而滿足肌肉組織的氧耗，并及時運走過多的代謝產物。長期、規律的運動訓練能夠使機體的心臟的形態和機能產生良好的適應，同時，還可以有效地改善心血管調節機能，從而提高人體工作能力。

但是，病理生理學的研究發現[9]，劇烈運動使心肌負荷增加，從而導致一些已知或有潛在危險的心血管疾病患者在運動中發生心血管意外。運動過程中伴隨的心肌氧耗增加，心臟舒張期縮短，冠狀動脈灌注的時間縮短，會引發心內膜下組織暫時性缺氧，如伴發運動突然停止后的靜脈血回流減少，可能會導致病情更加嚴重。癥狀性或靜息性的心肌局部缺血，鈉-鉀平衡破壞，兒茶酚胺分泌增加以及循環過程中的游離脂肪酸都會引起心律失常。這些癥狀都可能會伴隨心率和血壓的突然升高從而引起冠狀動脈的痙攣或冠狀動脈的血栓等等。

通常認為[10], 運動性猝死是由一些器質性心臟病，如肥厚型心臟病（HCM）受到短暫、急性的異常刺激因素（如急性心肌缺血）而誘發的。刺激因素包括：急性心肌缺血，交感神經興奮和血流動力異常引起致死性室性心律失常。美國大量的調查數據顯示[11]，年輕運動員發生運動性猝死最常見的誘因是肥厚型心肌病（見表1）。

表1 387名年輕運動員發生運動性猝死的誘因

3 運動中誘發心血管意外的關聯因素

運動中心血管意外事件的發生其根源在于機體自身已知或潛在的心血管疾病。除此之外，事件的發生還與以下影響因素有關。

3.1 遺 傳

Creighton（2006年）報道[12]，通過對14例因過量運動而猝死者尸解的結果，未發現心臟結構的異常，但經過對編碼心律失常的基因區域測序后發現，有 3個異常的心臟基因發生了突變。因此，作者認為過量的大負荷運動促使基因突變，從而誘發了惡性心律失常與猝死。此外，某些遺傳病也是誘發運動性猝死的重要影響因素。例如馬凡氏綜合征，馬凡氏綜合征是一種常染色體顯性遺傳病，主要累及全身結締組織，引起骨骼、心血管、眼部的病變。部分病例心血管癥狀出現的早，而有的多年無任何癥狀，猝死是該綜合征的最早表現[13]。Sack等（2004年）研究表明[14]，大多數35歲以下心源性猝死的主要原因是先天性心臟畸形。

3.2 時間節律性

有研究（1998年）表明[15]，心源性猝死的發生率有時間節律性，一年中以冬季為高發期，一月中以第一周發生最常見，一周中以周日和周一最為多見，一日中以上午的9—11時或者醒后的 3小時內最為多發。張開滋等（1998年）報道[16]，北京地區猝死的多發季為10月至下一年的1月，以周末最多。李之俊等（1999年）報道[17]，上海和華東地區運動猝死案例比較集中于10月，4月和7月。高曉嶙等（2009年）通過調查發現[18]，我國大眾健身人群中猝死案例發生比例最高月份為3月和11月，各占13.6%，其次為7月，占12.6%。同時一天中發生比例最高的是早晨，占36.9%。

從以上研究結果分析，運動中心血管意外時間發生的高峰集中于冬、夏兩季。這些季節正是氣溫或冷或熱的時節，一般室內外溫差較大。參與運動的人若適應能力較差，或自身運動能力不足，將難以適應當前的運動負荷，則可能存在誘發心血管疾病的風險，并導致心血管意外事件的發生。因為在較冷環境中，呼吸寒冷的空氣可能會降低機體每搏輸出量和機體有氧工作能力，刺激體溫調節反射。體溫調節反射可導致皮膚的血管收縮以保持身體的熱量，引起冠狀動脈收縮或反射性痙攣[19]。在悶熱環境中運動也存在著風險，機體的心率和心肌耗氧量需大幅度增加以保證機體不斷增加的對氧的需要。研究證實[20]，對熱環境還沒有適應并被暴露于環境溫度在 24℃以上的人，當環境干燥時，心率會增加1次/min/℃，當環境悶熱時，心率會增加 2-4次/min/℃。在高溫、高濕環境下可能會誘發某些已證實的或潛在的疾病。

3.3 運動負荷

當運動負荷超過人體自身所能承受的范圍時，體內代謝速率增快，血液中的兒茶酚胺水平增高，心肌需氧量增加，此時，易出現心肌缺氧，缺血。隨著負荷的增加及運動時間的持續，機體血氧逐漸供不應求，運動者極易出現心臟急性缺血等癥狀。

若運動至力竭時可能存在心臟供血不足，從而導致運動性猝死。劉洪珍等（2002年）通過實驗發現[21]，力竭性運動后，血清中一氧化氮含量低于安靜狀態時的水平，而一氧化氮是人體內迄今發現的最強的舒血管物質，它濃度的下降有可能導致血管橫截面積的減小，進而導致血流量減少，造成心臟供血不足。Vuori（1995年）報道[22]，運動性猝死與從事的運動項目有著密切的相關性。運動強度，持續時間以及肌肉的收縮形式，動力性或靜力性等決定了運動的生理負荷，并與運動性猝死發生率密切相關，猝死的危險性隨運動的絕對強度或相對強度的增加而增加，競爭性的高強度運動最易導致運動性猝死。Corrado等（2006年）認為：高強度運動對于缺少規律性訓練的年輕運動員而言有可能促發惡性心律失常，這種事件的發生甚至會是致命的，尤其是有隱匿性心臟病的運動員中更易發生[7]。Kohl等（1992年）研究也證實了[23]，運動猝死的危險性隨運動的絕對強度或相對強度的增加而增加。

3.4 心理應激

大量研究證實[24][25][26]，精神壓力過大，抑郁癥等心理疾病是心血管疾病的誘因之一。急性的心理應激會導致急性心肌梗死和猝死。情緒激動可引起循環中的兒茶酚胺濃度升高，從而增加心室顫動的易損性和激發冠狀動脈痙攣。Myers等人(1975年)研究認為[27]，在100例運動后猝死者中，至少有40%在猝死前24小時內有憤怒、沖動、恐懼等急性情緒的應激。Moore(2006年)對1組300例猝死者的家屬隨訪后發現[28]，猝死者死亡之前 80%以上有激動、焦慮、憤怒和過度勞累史。Denollet等(2006年)對337例性格較孤僻、固執的人群觀察5年后發現[29]，有46例（13.6%）由于心理應激和勞累發生了嚴重的心血管意外事件。李之俊（1999年）報道[17]，在40例運動性猝死事件中有8例與心理應激有關。劉青健等調查了31例運動性猝死事件，其中與心理應激有關的占13例[30]。

3.5 性別與年齡

高曉嶙等(2009年)調查發現[18]，我國大眾健身人群中運動性猝死的發生率存在著明顯的性別差異，男性發生率是女性的 9.3倍。李之俊等（1999年）報道上海和華東地區運動性猝死男、女性之比為7.2∶1[17]。Eckart等學者（2004年）報道1977～2001年美國入伍士兵男女猝死比例為 6.3∶1[8]。男性運動猝死比例較高的原因可能與男性經常參加高強度運動有關，男性對運動疲勞和過度負荷更為耐受。此外，男性相比女性而言，更容易發生遺傳性疾病如馬凡氏綜合癥。

國外報道運動猝死的高危年齡為30～35歲，以40～45歲為高峰期。徐昕等（1999年）對我國77例運動性猝死案例進行研究[31]，其平均年齡為33±16.53歲，年齡分布高峰在20歲以下和20～29歲。但是，也有研究指出，中老年人群是運動中發生心血管意外的高風險人群。美國運動醫學學會（ACSM）認為男性＞45歲，女性＞55歲的人群在參與運動時應當被納入至中等運動風險之類[3]。中老年人群因健身活動引發的意外大多是由心血管疾病并發癥所致。因為健身鍛煉過程會增加心臟的負擔和交感神經的張力，不適當的運動便會成為誘發已患有冠狀動脈疾病者發生心血管意外的危險因素[32]。

4 運動與心血管意外的關系

4.1 運動的“正”或“負”效應

大量研究證實，堅持體育鍛煉能夠增強體質，對防治心血管疾病有著積極的意義。ACSM認為[9]，規律的運動能夠降低安靜狀態下的血壓（收縮壓/舒張壓），從而有效地防治高血壓；能夠使血清中高密度脂蛋白含量增加，減少甘油三酯；此外運動可以降血糖，提高機體糖耐量。通過合理的有氧運動可以降低心血管疾病患者的死亡率。

Giri等學者（1999年）在研究哪類人群更容易在運動中發生急性心肌梗塞的同時，提出了這樣的一對矛盾：即一方面是，長期堅持體育鍛煉可以有效地降低MI及其它心血管疾病，另一方面，急性心肌梗塞等心血管疾病通常會發生在體力活動剛開始或正在進行的過程之中[33]。

運動健身是一把“雙刃劍”，它既可以促進人們的健康，也會作為一個刺激因素誘發運動傷害事故（如心血管意外）。問題的關鍵在于規律的運動對心血管的好處是否勝過于由于運動所帶來的短暫的危險。在運動中心臟驟停的相對危險比其他時候更高，盡管出現這樣的概率較低，但是一旦遇上，其后果非常嚴重。因此，如何把握好運動的負荷，最大限度的減少對人體的傷害，避免心血管意外事件的發生值得進一步進行研究。

4.2 運動方式與心血管疾病的防治

通常認為科學、規律的有氧運動能夠有效地防治心血管疾病。Kohl（2001年）回顧了大量文獻，針對運動與心血管疾病間的關系作出了詳實的闡述。該研究主要回顧了許多追蹤性調查，調查人群范圍較廣，涉及到30歲以上的成年人及老年人群，重點分析了運動負荷與心血管疾病反應間的關系。該報告指出，運動與心血管疾病（CVD）普遍呈負相關的關系，即運動有利于降低心血管疾病的發病率和死亡率[34]。

Jennifer等學者（2008年）將20名身體健康、久坐少動的全職工作人員隨機分為運動組(n = 12;年齡=41 ± 8 歲，體重= 69 ± 12 kg)和對照組(n = 8; 年齡=42 ± 8 歲，體重= 69 ±12 kg)。運動組進行為期8周，每周4次的有氧運動，運動強度控制在65%的最大攝氧量范圍內；而對照組則保持日常的身體活動水平,不做其他的實驗干預。結果發現，運動組受試者的最大攝氧量得到不同程度的提高，而體內CRP（C-反應蛋白）含量也隨著運動的持續時間延長而逐漸下降。而對照組并沒有出現類似的變化。大量研究證實，CRP上升是導致動脈硬化的重要危險因素，而適量的有氧運動可以有效的改善心血管機能，降低心血管疾病的發生率[35]。

人們普遍認可有氧運動對心血管疾病的防治作用，而力量練習則被認為因容易產生加壓反應從而加重心肌缺血的危險性而被限制在心臟康復運動形式之外。但是，有部分研究顯示力量練習可以提高冠心病患者的運動能力[36][37]。譚思潔等人（2007年）將44名老年冠心病患者隨機分為單純有氧練習組（A組）和有氧加力量練習組（AR組）按處方進行12周的康復鍛煉后發現有氧加力量練習比單純有氧練習更能明顯的提高冠心病患者的心肺機能。選擇適宜的力量練習手段，在合理強度的控制下，不會加重冠心病患者的心肌缺血現象，并可以提高其康復效果[38]。

Haennel等（1991年）的研究顯示[36]，病人經過 8周的力量練習后，每搏量（SV）和心輸出量（CO）均增加。Hughson等對這一現象的解釋是長期規律的力量練習促使肌肉對血管的擠壓起到了“肌肉泵”的作用，從而使血管機能發生了良性改變，導致血流速度加快，回心血量增加及每搏量增加等[39]。而進行單純的有氧練習時，這種“肌肉泵”功能的作用相對較弱，每搏量的增加不如力量練習明顯[40]。

可見，力量練習對于心血管疾病的防治也有著積極的作用。但在實踐中仍不應忽視力量訓練對心肌的加壓作用，若將其應用于心血管病人的康復還有待進一步研究。

4.3 運動前的疾病篩查

美國心臟協會（AHA）提出了心血管疾病篩查指南包括了個人史，家庭史以及身體檢查等方面（見表 2），強烈建議通過一些常規的體檢及心電圖檢查對年輕運動員進行篩查以排除潛在的心血管疾病患者[41][42]。

Corrado等學者（2006年）在一項較大規模的回顧性調查研究中[43]，發現通過賽前或成為職業運動員前的心血管疾病篩查能有效地降低運動性猝死事件的發生率。并指出正是這種運動前的疾病篩查，減少了由于潛在心血管疾病而引發的運動性猝死事件。在歐洲，普遍認為應用12導聯的心電圖對運動員進行賽前或兩年一次的心血管疾病篩查，可以有效地預防心血管意外事件的發生[44][45][46]。

但是，也有學者對此提出了質疑。Full等人(1997年)認為相對于常規的體格檢查，應用12導聯的心電圖對運動員進行運動前心血管疾病篩查代價過于昂貴，因此難以普及[47]。Chaitman（2007年）認為應用心電圖進行常規的篩查沒有必要，除非有足夠的證據支持[48]。Gill等（2000年）也質疑運動前某些篩查手段的科學性，他認為在進行運動測試的過程中，其外加的負荷有可能使潛在的心血管疾病患者病情惡化。此外，大規模的運動篩查會導致康復系統資源的浪費[49]。

盡管如此，眾多學者普遍認為運動前的測試及人群篩查是很有必要的，但是也必須考慮其昂貴的代價，因為展開這樣的運動測試需要耗費大量的人力和物力，這會導致醫院康復資源的轉移和浪費。尤其是在我國一些醫療資源較為貧乏的地區，這樣精確的心電測試能否廣泛應用確實值得進一步探討。傳統的運動負荷測試以及與受試者相關的潛在的或未查明的心血管疾病本身就有可能促使其心血管疾病的惡化。此外，很多中老年人都不同程度的患有慢性心血管疾病，這就限制了他們不能充分的參與運動測試，從而導致測試本身所要求的高預測性目標很難達到。需要強調的是，部分運動測試本身的安全性問題還有待進一步完善。

表2 美國心臟協會心血管疾病篩查12要素

5 結束語

盡管運動中心血管意外的發生率不是很高，但是其危害極大。一旦發生，會給運動者帶來難以挽回的損失。同時，這些事件的發生會為健身運動的推廣帶來消極影響。運動中的心血管意外事件的發生與機體已知或潛在的心血管疾病有著直接的關系，此外還與遺傳、心理應激等多種誘因相關聯。運動與心血管意外之間的關系還存在著較多爭議，這些疑問在一定程度上影響著心血管意外事件的預防與應變。

運動者在進行健身運動之前應適當了解相關健康知識，自覺地充分做好準備活動，注意在寒冷或濕熱環境下的自我防護。遵循因人而異和循序漸進的基本原則，調整心理狀態，控制運動強度，從而達到最佳的健身效果。

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