新兵入伍集訓期間相關生理指標的變化及其意義

田東華，蔣希萌，李萌博，王曉莉

根據訓練大綱要求，新兵入伍要完成3個月的較高強度的軍事訓練。有效的運動可以改善心臟功能，但集中高強度大量運動卻極易導致心肌細胞損傷。近年來，隨著入伍新兵身體素質、現代化軍事訓練的強度、科目種類的變化，對無訓練基礎的新兵進行集中高強度訓練中所致心肌損傷、猝死風險，尚無系統研究進行充分評估。已有相關研究表明心電圖、心臟超聲等檢查具有一定的提示新兵心臟功能損傷的作用，但目前更加全面、有效的監測方式尚未成熟，需建立一套系統、高效的監測方法，有效篩選高強度運動下新兵心功能損傷，進而避免心源性猝死風險。本研究選取入伍集訓新兵進行為期2個月的心臟相關指標監測，從循環基礎指標、心臟酶學變化、心臟結構功能等三個方面，系統詳細地分析當前軍事集訓對入伍新兵的影響，充分評估軍事集訓的風險，以降低新兵集訓心血管疾病的發病率。

1 對象與方法

1.1 對象 選取某部新兵126名，均為男性，集訓初體重(71.4±11.1)kg，集訓初身高(176.2±6.6)cm，既往均無重大疾病病史。

1.2 方法 按照訓練教學大綱，集中規律中等訓練強度訓練2個月。設定集訓開始、3 d、1周、2周、1個月及2個月為6個檢測時間點，清晨起床后測脈搏、血壓、身高、體重；空腹抽取靜脈血，行CRP、心肌酶、肌紅蛋白、肌鈣蛋白、血清肌酸激酶同工酶、肝功能、腎功能、BNP等檢驗，使用邁瑞BC-5390、廣州萬孚干式熒光免疫分析儀FS-205、BS-2000M檢測設備進行檢測；使用GE便攜式彩超VIVID i行超聲心動圖檢查。1 km跑步后立即測血壓及脈搏。

2 結 果

2.1 基本生理指標 身高在6個檢測時間點無變化，體重、BMI變化差異無統計學意義(表1)。

2.2 心臟功能 集訓后1、2個月平均收縮壓較集訓開始顯著升高，集訓后1個月到達最高值；集訓后各時間點平均舒張壓較集訓開始顯著降低，在2個月時達到最低值；基礎心率在集訓后逐漸降低，集訓后2個月達到最低值；最大心率在集訓后呈現先升高后降低的趨勢，集訓3 d后高于集訓開始時，2個月后顯著低于集訓開始，差異有統計學意義(<0.05，表2)。

2.3 心肌酶及BNP AST呈現先升高后下降的趨勢，在1周達到峰值，差異有統計學意義，2個月仍然高于基礎值；CK呈現先上升后下降的趨勢，1周達到峰值，顯著高于生理值，差異有統計學意義，2個月仍高于集訓開始；LDH集訓1周后達到峰值后回落，峰值明顯高于基礎值；CK-MB呈逐漸上升趨勢，雖然2個月后達到峰值，但仍處于生理正常值范圍內。cTnI呈下降趨勢，1個月后達到最低值，均處于正常生理值范圍，個體最高值為1.04 ng/ml，具備診斷意義；BNP呈現先升后降趨勢，1周后達到峰值，均處于正常生理值范圍，差異均有統計學意義(<0.05，表3)。

2.4 心臟結構 左室舒張末內徑有所增加，集訓2個月達到峰值，顯著高于集訓開始，差異有統計學意義(<0.05，表4)；左室收縮末內徑有所增加，集訓3 d達到最高點，但同集訓開始比較，差異無統計學意義；室間隔厚度呈下降趨勢，集訓1個月達到最低值，各時間點均處于生理數值范圍內，差異有統計學意義；后壁厚度同集訓開始相比較，差異無統計學意義。

2.5 心臟功能 集訓3 d左室射血分數顯著低于基礎值，其余各時間點與基礎值差異無統計學意義；左室短軸縮短指數最低值出現在集訓3 d，顯著低于集訓開始，其余各時間點與基礎值相比較，均無統計學差異； 2個月左室每搏量達到最高值，顯著高于集訓開始(表5)。

2.6 其他生理指標 CRP無顯著性變化，集訓3 d、1周、2周、1個月、2個月與集訓開始比較，差異無統計學意義；MYO呈現先上升后降低的趨勢，1周達到峰值，顯著高于集訓開始，集訓2周亦顯著高于集訓開始，差異有統計學意義(<0.05，表6)。

2.7 1 km跑步成績 集訓1個月后獲得1 km最好成績(226.2±19.3)s，集訓1周成績(233.2±23.7)s、2周成績(228.8±23.4)s、2個月成績(231.8±19.5)s，均較集訓開始時的(246.9±32.3)s有顯著提高，差異有統計學意義(<0.05)。

3 討 論

近年來，軍事集訓的主要目的在于短期內快速加強新兵心肺功能，為后續專項訓練打好基礎。如何在保證訓練強度的前提下，降低新兵心血管疾病甚至心源性猝死的風險，是保證集訓的核心問題。正常或低量運動可逐漸提升心臟功能，而入伍集訓則需要在短時間內快速、有效地提升受訓者心肺功能。文獻[4]報道，當心率達到140次/min時, 每搏輸出量接近最佳狀態, 機體訓練效果明顯提升；當心率達到150次/min時，心臟每搏輸出量可增至最大并取得最佳機體訓練；當運動時心率處于110次/min以下時則達不到訓練效果，而心率升高達到180次/min或以上時，體內乳酸迅速蓄積、免疫球蛋白含量降低，機體在未得到更加良好鍛煉的同時還容易產生疲勞、發生運動損傷和降低免疫功能。由此可見，最理想的訓練方案是將新兵訓練心率提升至140～160次/min。本研究中新兵平均心率已處于160次/min，并且隨著集訓時間的延長，士兵平均心率、最高心率均有降低，并且1km跑成績顯著提高，新兵的心肺功能和運動耐力得到明顯提升，表明本研究中集訓強度適合，成效顯著。

長期的運動訓練不僅能促使心臟功能發生適應性改變，也可引起心臟形態和結構的改變。良好的心臟結構是維持良好心臟功能的基礎，Anwar等研究發現，在低、中度運動時，心臟主要依靠 Frank-Starling 機制提高心輸出量，高強度運動時舒張末期充盈率下降，心肌的收縮功能起主要作用。大量研究發現，長時間運動可導致機體心臟收縮功能降低，Tibbits等對長時間運動過程中心肌收縮功能進行研究，發現運動時心搏量減少的主因是心肌收縮力下降和心臟靜脈回心血量減少，心臟無法有效充盈；Pokan等發現，在健康受試者長時間自行車運動時受試者心臟收縮功能明顯降低。另有研究發現，早期運動訓練可導致心腔容積擴大，心室壁相應增厚和心肌收縮力的提高，但這種適應性變化主要與其運動時間有關，短時運動不會引起心臟形態學的明顯改變，長時間劇烈運動時平均動脈壓及心搏量進行性降低，但低于1 h的運動并不易出現此類癥狀。左室射血分數可有效反映心臟功能，其準確性高、重復性好，是評價心功能的最主要指標；結合左室短軸縮短率、左心室每搏輸出量兩個指標結果，可更加完善評估新兵心功能變化水平。本研究中新兵集訓后EF值在短暫降低后恢復正常水平，而集訓后SV水平明顯提升，這表明集訓并未對新兵心功能造成明顯損傷，并且達到了提升心輸出量、適應較高強度運動的訓練目的；左室間隔厚度雖然呈現下降趨勢，然而并未低于6 mm，仍處于正常生理范圍值內，其具體意義尚待進一步探究。

運動引起的心肌損傷與運動強度、持續時間有關。長期持續的高強度運動可導致心肌細胞微小損傷、加速心肌間質纖維化進程，cTnI、CK-MB、BNP是體現心肌損傷程度的重要標志物，其表達升高直接與心肌損傷相關，長時間的運動使血清cTnI升高，且其升高程度與心肌損傷程度呈正相關。短時間的高強度應激性刺激可以使血液心肌酶活性升高，隨著應激停止，時間延長，其活性又呈下降的趨勢。耐力運動可誘導的cTn升高，且運動持續時間和cTn峰值濃度之間存在反向關系，短時間、高強度運動后cTn升高更明顯。BNP/NTproBNP升高早于cTn，故能夠診斷心肌早期損傷和評估心肌缺血，同時也是預測心血管事件的重要指標。本研究中CK-MB、cTnI、BNP等與心肌損傷相關指標也出現不同水平的升高，提示心臟細胞因負荷運動出現一定程度損傷，但總體變化均在正常生理值范圍內，并未嚴重影響心臟功能。上述現象表明在大樣本研究結果雖然具有代表性，但更應該針對個體差異密切監測以cTnI、CK-MB為主的心肌損傷指標變化趨勢，并及時完善心功能動態監測，為避免集訓過程中出現心源性猝死起到警示作用。

肌紅蛋白是心肌損傷最早的心肌標記物，AST、CK、LDH也是心肌損傷相關重要指標，上述指標均會在心肌損傷早期明顯升高，具有較高的敏感性，但其特異性較差。本研究發現，集訓過程中AST、CK、LDH、MYO四項指標明顯升高，在集訓2周到達峰值，而后逐漸回落，這與心功能EF值變化趨勢相類似。由此可見，AST、CK、LDH三項指標早期升高過程提示三種指標具有更加良好的敏感性，可能更適合成為軍事化集訓中心肌損傷的預警性指標。

本研究通過聯合心臟超聲、心臟損傷標記物等指標建立心血管風險監測體系，該體系可以評估集訓過程中新兵心臟功能及損傷程度。在評估心臟風險的同時，也應加強對個體心血管事件的甄別，進一步研究完善軍事集訓中心血管事件的檢測方式。