63名青年軍人5 km長跑前后的血腦鈉肽、心肌肌鈣蛋白I水平及心電圖變化

肖 軍，沈 建，牛佩娜，段艷梅，季春艷

(1．解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心 a.干部病房,b.心內(nèi)科，北京 100091； 2.66489部隊(duì)衛(wèi)生隊(duì)，北京 100095)

近年來多所高校相繼取消3 km和5 km長跑等運(yùn)動(dòng)量較大的項(xiàng)目，其理由是為了杜絕運(yùn)動(dòng)性猝死事件的發(fā)生，引起社會(huì)廣泛關(guān)注[1]。運(yùn)動(dòng)性猝死是在運(yùn)動(dòng)中或運(yùn)動(dòng)后即刻出現(xiàn)癥狀，6 h內(nèi)發(fā)生的非創(chuàng)傷性死亡[2]。<20歲及20～29歲是國內(nèi)運(yùn)動(dòng)性猝死的發(fā)病高峰期，國外猝死運(yùn)動(dòng)員的年齡多低于35歲[3]。運(yùn)動(dòng)性猝死的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目以跑步、軍訓(xùn)為主[1]。運(yùn)動(dòng)性猝死病例中，達(dá)80%為心源性猝死，原因與運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷密切相關(guān)[4]。來源于體育系統(tǒng)及軍隊(duì)系統(tǒng)的尸檢報(bào)告表明，運(yùn)動(dòng)性猝死者大多并無器質(zhì)性心臟病[5]。因此，加強(qiáng)對以跑步為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的心臟功能風(fēng)險(xiǎn)性評估研究，有益于防范運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷和運(yùn)動(dòng)性猝死的發(fā)生。腦鈉肽(brain natriuretic peptide，BNP)是目前最重要的了解心臟功能的標(biāo)志物[6]。心肌肌鈣蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)在運(yùn)動(dòng)相關(guān)心肌損傷的檢測中具有良好的敏感性和特異性，廣泛應(yīng)用于此類心肌損傷的評估[7]。心電圖(electrocardiogram，ECG)是檢查和評價(jià)心臟功能最常用和最基本的檢測手段。本研究觀察某部63名青年軍人在 5 km 長跑前后血BNP及cTnI水平和ECG變化，并進(jìn)行醫(yī)學(xué)觀察。

1 對象與方法

1.1研究對象 以某部參加5 km長跑的63名青年男性軍人為研究對象。經(jīng)入伍體檢和年度體檢未發(fā)現(xiàn)急慢性疾病。2周內(nèi)無發(fā)熱、腹瀉及訓(xùn)練傷情況。年齡18～35歲，平均(23.9±4.3)歲，20歲以下17人、21～25歲28人、26～30歲11人、31～35歲7人。2015年6月15日下午，按照日常生活訓(xùn)練狀態(tài)，進(jìn)行5 km長跑。

1.2血漿BNP及血清cTnI測定 長跑前10 min及長跑后5 min內(nèi)分別抽取靜脈血10 mL進(jìn)行檢驗(yàn)。采用化學(xué)發(fā)光法測定BNP水平(正常值0～263 ng/L),采用免疫熒光法測定cTnI水平(正常值0～0.4 μg/L)。

1.3ECG檢查與分析 長跑前10 min及長跑后5～10 min，用12導(dǎo)聯(lián)心電圖機(jī)(Kenz Cardic 302)記錄平臥位標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)ECG。根據(jù)診斷標(biāo)準(zhǔn)由專人進(jìn)行ECG的測量、診斷和分析，包括心率、竇性心動(dòng)過緩、竇性心動(dòng)過速、竇性心律不齊和ST段下移。

1.4醫(yī)學(xué)觀察 記錄運(yùn)動(dòng)中及運(yùn)動(dòng)后1 d出現(xiàn)胸悶、胸痛、心悸、頭暈、頭痛、暈厥和乏力等癥狀的人數(shù)和時(shí)間。

2 結(jié) 果

2.1青年男性軍人長跑前后血BNP及cTnI水平比較 每名青年軍人長跑前后的血BNP水平值均低于263 ng/L，血cTnI水平均低于0.4 μg/L。長跑前后血BNP、cTnI水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 青年男性軍人5 km長跑前后血BNP及cTnI水平比較 [n=63,M(P25,P75)]

BNP：腦鈉肽；cTnI：心肌肌鈣蛋白I

2.2青年男性軍人長跑前后ECG結(jié)果比較 與長跑前比較，長跑后心率明顯升高(P<0.01)，竇性心動(dòng)過緩比例低于長跑前，竇性心動(dòng)過速比例高于長跑前(P<0.01)；長跑前后出現(xiàn)竇性心律不齊和ST段下移的比例比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。長跑前后的ECG均無房性或室性心律失常和心臟傳導(dǎo)阻滯，無左心室高電壓及T波高聳等。

表2 青年男性軍人5 km長跑前后心電圖結(jié)果比較 (n=63)

a為t值，b為Pearson χ2值，c為校正χ2值

2.3醫(yī)學(xué)觀察情況 63名青年軍人在運(yùn)動(dòng)中及運(yùn)動(dòng)后1 d無胸悶、胸痛、心悸、頭暈、頭痛、暈厥和乏力等癥狀。

3 討 論

BNP主要來源于心室。由于BNP的核酸序列中包含不穩(wěn)定的TATTTAT序列,且其信使RNA的轉(zhuǎn)換較快,使BNP可以瞬間合成,血液中BNP能夠成比例地反映心室容量和壓力負(fù)荷，能敏感且特異地反映心室功能紊亂程度[6]。本研究中血BNP水平中位數(shù)長跑前為15.90 ng/L，長跑后為20.30 ng/L。長跑前后血BNP水平均在正常范圍，且差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這表明5 km長跑未引起 63名青年軍人血BNP水平異常改變。心肌肌鈣蛋白(cTnI和cTnT)作為存在心房肌和心室肌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，僅在心肌中表達(dá)，具有高度的組織特異性[8]。本研究中cTnI水平中位數(shù)長跑前為 0.010 μg/L，長跑后為0.020 μg/L。長跑前后血cTnI水平均在正常范圍，且差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這表明 5 km 長跑未引起63名青年軍人血cTnI水平異常改變。

ECG是反映心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)及恢復(fù)過程的客觀指標(biāo)，其檢測結(jié)果可以有效地反映心臟的基本功能[9]。竇性心動(dòng)過緩常見于健康的青年人，竇性心動(dòng)過緩常同時(shí)伴隨發(fā)生竇性心律不齊。健康人在體力活動(dòng)可出現(xiàn)竇性心動(dòng)過速。本研究中青年男性軍人5 km長跑后竇性心動(dòng)過緩比例低于長跑前(P<0.01)，原因是心臟對長期訓(xùn)練產(chǎn)生的適應(yīng)性生理變化，竇性心動(dòng)過緩因迷走神經(jīng)張力升高所致。與長跑前比較，長跑后心率明顯升高，竇性心動(dòng)過速比例較高(P<0.01)。其原因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮所致心率加快和竇性心動(dòng)過速，是人體正常生理改變。本研究中有1人ECG在長跑后出現(xiàn)Ⅱ、Ⅲ、avF導(dǎo)聯(lián)有ST段上斜型下移0.12 mV，心率為103次/min，而長跑前心率為60次/min，無ST段下移。研究對象無胸悶、氣短等不適，其ECG改變原因?yàn)榻桓猩窠?jīng)功能亢進(jìn)使心率增快，心排血量下降，同時(shí)心臟耗氧量增加，繼而出現(xiàn)ST改變，為功能性ST段改變。運(yùn)動(dòng)過程中及運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)的胸悶、心悸、胸痛、頭暈、氣短及暈厥等不適是運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷的常見癥狀[2]。本研究對象在運(yùn)動(dòng)中及運(yùn)動(dòng)后1 d無胸悶、胸痛、心悸、頭暈、頭痛、暈厥和乏力等癥狀。提示5 km 長跑未引起63名青年軍人心血管系統(tǒng)的不適表現(xiàn)。

盡管高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)造成的心肌損傷尚無確切定義，但劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致心肌損傷已被許多運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究證實(shí)。運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷普遍認(rèn)同的是：不適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)可對心血管系統(tǒng)造成不利影響，主要有心律失常、心肌損傷、心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變、心力衰竭、冠狀動(dòng)脈病變甚至死亡[10-12]。包含猝死在內(nèi)的心臟事件發(fā)生對國家、集體及家庭和個(gè)人帶來難以挽回的損失，并造成嚴(yán)重不良影響。近年來，社會(huì)對運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷的關(guān)注已經(jīng)延伸到專業(yè)運(yùn)動(dòng)員以外的群體，如在校大中學(xué)生、長跑愛好者和軍隊(duì)人員等。

軍事訓(xùn)練所致運(yùn)動(dòng)性猝死國外已有較大樣本的流行病學(xué)調(diào)查，Lynch[13]報(bào)道了10年中英國男士兵運(yùn)動(dòng)性猝死年發(fā)生率為3.5/10萬。運(yùn)動(dòng)性猝死原因既往認(rèn)為與病毒感染、心肌炎、心肌病尤其肥厚型心肌病等有關(guān)，但尸檢報(bào)告表明，運(yùn)動(dòng)性猝死者大多并無器質(zhì)性心臟病[4]。這表明包含運(yùn)動(dòng)性猝死的運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷機(jī)制，不能簡單歸因于器質(zhì)性心血管病。20世紀(jì)90年代前后，Niemela和Palatsi[14]及Jean-louis[15]研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)心臟疲勞，主要表現(xiàn)為左心室舒張功能降低或合并左心室收縮功能，心臟射血分?jǐn)?shù)下降。在此過程中可出現(xiàn)心肌受損，也可不出現(xiàn)。21世紀(jì)初，Whyte等[16]發(fā)現(xiàn)心臟疲勞產(chǎn)生的原因是心肌“頓抑”，其程度決定心臟作功能力。“心臟疲勞”理論從本質(zhì)上闡述了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致心臟事件(含心源性猝死)的原因，是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)理論的重大發(fā)展。血流動(dòng)力學(xué)改變及心肌能量代謝紊亂在運(yùn)動(dòng)相關(guān)心臟損傷中也發(fā)揮重要作用[4]。

目前運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷的早期診斷標(biāo)準(zhǔn)還缺乏統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。基于心血管功能的監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷的傳統(tǒng)方法有兩種：①軍事作業(yè)疲勞主觀評定法[17]，其中胸悶、氣促、心悸、頭痛、惡心等不適癥狀也可能是運(yùn)動(dòng)過程中的正常反應(yīng)；②包括血壓、心率、血氧、ECG、心臟超聲監(jiān)測在內(nèi)的客觀評定法[18]，而訓(xùn)練所致的心臟結(jié)構(gòu)和功能變化，包括心率變化、左心室高電壓、心臟復(fù)極異常、缺血性改變、激動(dòng)起源異常及心肌壁增厚是生理性改變還是病理性變化難以界定。所以這些方法對及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷和防范心臟事件都未能取得滿意效果。以血BNP和cTnI為代表的新心肌損傷標(biāo)志物，具有早期評估心功能變化和心肌微損傷的優(yōu)勢，成為運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷重要判斷指標(biāo)。

多大長跑量可能對心臟產(chǎn)生損害，是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)近年來關(guān)注的熱點(diǎn)。盧飛舟等[19]比較60名健康士兵10 km長跑前后血BNP水平，發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練后即刻血BNP水平明顯升高。Nie等[20]研究發(fā)現(xiàn)70%的青少年運(yùn)動(dòng)員21 km跑運(yùn)動(dòng)后cTnT高于急性心肌梗死診斷值。Neilan等[21]報(bào)道了60名成年運(yùn)動(dòng)員馬拉松后，40%的運(yùn)動(dòng)員血cTnT水平超過心肌梗死臨界診斷值。劉凌[22]檢測10名運(yùn)動(dòng)員完成50 km超長馬拉松前后血BNP和血cTnT水平發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后血BNP和血cTnT水平均顯著升高，且運(yùn)動(dòng)前后BNP差值與cTnT差值呈正相關(guān)。這些研究表明，10 km以上的跑步量可能導(dǎo)致血BNP和cTnT水平升高。

另外，缺乏適應(yīng)性鍛煉是運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管損傷重要影響因素。陳金良等[23]報(bào)道新兵首次5 km越野跑可出現(xiàn)ECG異常，包括心律失常和ST-T改變。部分新兵在一次5 km體能訓(xùn)練后即刻和運(yùn)動(dòng)后4 h血cTnI升高[24]，而受試戰(zhàn)士經(jīng)過1周適應(yīng)后再進(jìn)行5 km體能訓(xùn)練未出現(xiàn)明顯的心臟損傷[25]。其原因?yàn)樾氯胛閼?zhàn)士缺乏適應(yīng)性鍛煉，機(jī)體交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)功能不協(xié)調(diào)，適應(yīng)高強(qiáng)度訓(xùn)練能力差，導(dǎo)致心肌細(xì)胞電活動(dòng)不穩(wěn)定，增加了心肌易損性[26]。

綜上所述，5 km長跑未引起血BNP、cTnI和ECG三個(gè)客觀指標(biāo)的異常變化，未引起心血管系統(tǒng)不適表現(xiàn)。其原因是本研究中青年軍人沒有新入伍戰(zhàn)士，均進(jìn)行過適應(yīng)性訓(xùn)練；青年軍人心力儲(chǔ)備能滿足5 km長跑的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。本研究亦存在不足之處：本研究的數(shù)據(jù)來自某部青年軍人一次長跑前后的采樣；樣本量偏少。在今后的研究中需要擴(kuò)大樣本量，注意職業(yè)群體差異，關(guān)注不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，深入對長跑相關(guān)心血管損傷的研究。