運動預適應降低心源性猝死發生風險

摘要：運動預適應是缺血預適應的一種，通過大強度、反復、短暫、間歇性的有氧運動訓練，激發機體應激機制，誘導產生內源性保護物質，提高心肌對損傷的耐受能力，從而起到保護的作用。近年來，隨著心臟疾病人群的擴大及體育熱度的上升，猝死率也在逐年提高，而心源性猝死是猝死的最主要原因。本文依據國內外研究，深入分析心源性猝死的原因，從運動預適應延緩心肌損傷進展、改善心臟供血、供氧能力、提高力竭運動心臟工作效率、降低異常心電活動影響等方面，探析運動預適應降低馬拉松運動猝死發生的可能作用，就心源性猝死風險提出預防策略，以期為運動預適應用于易患人群提供可行建議。

關鍵詞：運動預適應；心源性猝死；心臟保護；預防

Role of exercise preconditioning in reducing the risk of sudden cardiac death and prevention strategies

SHI Minglei WANG Qinlin

（College of Physical Education， China West Normal University， Nanchong， Sichuan" Province， 637000" China）

Abstract： Exercise preconditioning is an ischemic preconditioning， through repeated， short， intermittent， intense aerobic exercise training， stimulate the body immune system stress mechanism， induce the body to produce endogenous protective substances， improve myocardial tolerance ability to ischemic hypoxia damage， to protect the body myocardial. In recent years， with the rise of \"sports fever\"， the rate of sudden death is also increasing year by year， and sudden cardiac death is the most important cause of sudden death. Based on the domestic and foreign research， deeply analyze the present situation of sudden cardiac death， from exercise preadaptation to improve cardiac remodeling， enhance the tolerance of ischemia hypoxia， improve the cardiac contraction and diastolic function， correct ECG dysfunction， exercise movement sudden death， reduce the possible effect of exercise sudden cardiac death risk prevention strategy， in order to provide feasible Suggestions for exercise preadaptation for the vulnerable population.

Key words：exercise preconditioning; sudden cardiac death; cardioprotection; prevention

猝死（Suddendeath，SD）可由多種疾病誘發，是人類死亡的主要原因之一。世界衛生組織（WHO）對猝死定義為：“身體健康或貌似健康的患者，在極短時間內，以意料之外的方式，因為自然疾病而突然死亡。”其中發病1小時內死亡者多為心源性猝死（SCD）。90%的心源性猝死患者是由心律失常所致，除此之外，如心肌缺血、冠狀動脈異常，心臟結構性缺陷及各種原發性心肌病等也是導致心源性猝死發生的重要危險因素等[1]。朱天威[2]在佛山市心臟性猝死患者調研顯示，2016-2017年佛山市共發生心臟性猝死1628例，占年度總死亡人數的3.18%，年均發病率為10.76/10萬。李東芝[3]等收集山東省慢性病監測信息系統中2011-2020年沂源縣居民急性冠心病事件發病資料發現，急性冠心病事件發病人數6141例，發病率為107.78/10萬，死亡4279例，粗死亡率75.10/10萬。馮化飛[4]等分析2021年河南省心腦血管事件流行狀況發現，急性心腦血管事件870545例，其中心臟性猝死發病率10.28/10萬。由SCD流行病學可見，心血管病患者數量眾多，心臟病猝死率居高不下，而且地域廣泛，給人民的身體健康和社會穩定帶來巨大威脅。

近年來，隨著運動醫學和運動科學的深入研究，運動對于心血管的健康逐漸達成共識。但是，運動所帶來的心源性風險同樣不容忽視，針對這種可能發生的風險，前置的預防性運動干預非常必要。機體通過反復、短暫、大強度的間歇性運動可誘導產生內源性保護作用，改善心肌缺血、缺氧耐受能力，并減輕缺血在灌注時的損傷，這種通過運動誘導機體產生心肌保護的現象稱為運動預適應（Exercise Preconditioning，EP）[5]。本文綜述國內外心源性猝死的原因，從運動預適應改善心臟功能角度，探析運動預適應降低心源性猝死發生的可能作用，以期為運動預適應用于易患人群提供理論基礎。

1 國內外心源性猝死原因

心源性猝死指心臟原因所導致1小時內急性死亡，發生在已知或未知的心臟病人群中。曹冰華[6]探索青年心源性猝死的病因發現，冠心病是SCD最常見的病因，隨著生活水平的提高，冠心病在青年人SCD病因構成比也在增加，主要集中于心肌病、離子通道病、心律失常等。鄧大河[7]對三峽中心醫院平湖分院發生心源性猝死患者的臨床資料整理分析發現急性心肌梗死、肺源性心臟病、肥厚性心肌病、急性冠脈綜合征等疾病是導致老年患者心源性猝死的主要誘因。劉丹平等[8]回顧分析188例心源性猝死的臨床特點發現，冠心病占心源性猝死的80%，猝死前多有嚴重的心律失常和心功能不全。Winkel[9]統計2000-2006年丹麥1-18歲兒童心源性猝死原因發現，70%的死因是心臟或未知，其中不明原因的死亡，推測為原發性心律失常。Lynge，ThomasHadberg[10]對1-49歲丹麥人群死亡研究發現，10年里，共有14294例死亡，其中1362例（10%）被歸類為SCD，在所有年齡組的尸體解剖SCD中，潛在遺傳性心臟病占比43%-78%，在所有年齡組中，19%-54%的SCD患者是由于心律失常導致的猝死。綜上所述，心源性猝死中最主要的病因在于心律失常、心肌再灌注損傷、急性缺血缺氧、冠脈異常等。針對此類因素，近年來研究發現運動預適應在降低心臟猝死中發揮著重要作用[11]。

2 運動預適應降低心源性猝死發生的作用

2.1 降低異常心電活動

心臟的電活動是心臟收縮和舒張的基礎，正常、規律的心肌收縮、舒張使心臟完成泵血和回流功能，從而維持正常的身體活動和血液循環。McGinnis[12]等研究運動預處理后白細胞介素6（IL-6）對心肌的作用發現，運動保護了小鼠免受心臟缺血-再灌注（I/R）引起的心律失常和壞死的影響。學者吳學寧等[13]運用運動預適應對某高海拔訓練基地參訓官兵進行高強度訓練后發現，作訓人員心率變異性指標得到了明顯改善，心律失常和ST-T改變的發生率以及心電圖積分和不適癥狀評分也得到了降低，提示運動預適應對作訓人員運動性心臟損傷的防護有正性的作用。Guo等[14]將早期運動預適應+力竭運動組（EEP+EE組）和后期運動預適應+力竭運動組（LEP+EE組）結果與對照組對比發現，EEP+EE組和LEP+EE組血漿心肌損傷標志物及心電圖均顯著降低（Plt;0.05），指出EP改善了力竭運動后發生的心肌缺血、缺氧損傷和惡性心律失常的ECG體征。綜上所述，在高強度運動或者力竭運動前進行運動預適應訓練可以有效改善心肌缺血、心電圖異常情況的發生，維持心臟功能的正常運轉。

2.2延緩心肌損傷

心肌受損指的是心臟的肌肉組織發生了損傷，各種類型的心肌病、心肌肥厚及心肌缺血再灌注等都可能引起心肌發生不同程度的損傷，導致心臟功能、結構水平等方面發生變化。學者邱朝暉等[15]在新西蘭兔和SD大鼠上成功建立體右室心尖部起搏模型，并通過心電生理和心超證實了左室收縮的不同步，發現在新西蘭兔和SD大鼠兩種動物模型上產生預適應、過程適應和后適應作用來保護心肌梗死后的再灌注損傷。徐同毅等[16]研究發現運動預處理能減輕壓力超負荷誘導大鼠病理性心肌肥厚，且在早期的保護作用明顯，能夠延緩心臟衰竭的進程。鄧爽等[17]對游泳運動后的手術組和手術運動組2組小鼠進行主動脈縮窄手術，建立壓力超負荷心肌重構模型發現，4周的運動預適應可增強壓力超負荷早期小鼠的心功能，維持并延緩早期心肌代償重構發生的病理發展，進一步證明了運動預適應對心臟的正向保護效應。可見，實施運動預適應對減輕心肌再灌注損傷、延緩心臟衰竭及改善心肌重構至關重要。

2.3改善心臟供血、供氧能力

缺血、缺氧對心臟及全身都有著極嚴重的不利影響，也是導致心腦血管意外的重要因素。但近年來，許多研究發現間歇性缺血缺氧有利于促進心臟保護。李翠霞等人[18]通過對第1-2W大鼠每天進行3%體重尾部負荷，間歇性游泳運動訓練后發現，在運動中，反復短期的間歇性一定強度的運動，心臟可以出現暫時性的反復的缺血缺氧，通過這種反復的間歇性運動誘導的心肌對機體隨后較長時間的缺血缺氧產生保護，即運動預適應。孫其龍[19]等通過對SD大鼠進行實驗發現，EP可以通過間歇性缺血缺氧誘導心肌細胞自噬，而細胞自噬參與了早期EP對運動性心肌損傷的保護作用。Wu[20]等通過對梗塞心肌的FVB小鼠進行運動訓練研究發現，心肌梗塞（MI）前的運動預適應能夠促進mRNA和蛋白質水平表達血管內皮生長因子（VEGF），VEGF及其受體的激活發生在梗塞小鼠心臟中，可以減少梗塞面積并改善血管生成。綜上，反復、短暫、間歇、大強度的有氧運動導致心肌細胞相對或絕對缺血缺氧，從而提高心肌耐受缺血缺氧的能力，減輕持續性長時間缺血缺氧所致的心肌損傷，有助于患病人群發生心源性猝死的幸存。

2.4提高力竭運動心臟工作效率

心臟通過收縮和舒張，將靜脈回流的血液射入大動脈，并隨動脈的分支分布到全身各個組織器官，經過物質交換后，動脈血變為靜脈血，回流到心臟。血液周而復始的循環流動，以滿足機體的需要。李晶晶等[21]通過將運動預適應+一次性力竭組組（EP+EE組）與一次性力竭組（EE組）運動訓練對比發現，相較于EE組，EP+ EE組CO、SV、Pes、EF、dp/dtmax、ESPVR、-dp/dtmin、SW、CE均升高，Ves、EDPVR、Tau、Ved、PE、CK-MB、cTnI降低，P-V環向左移位，PR間期延長、QRS間期縮短、ST段降低、R波電壓升高（P＜0.05），發現運動預適應可以明顯改善力竭運動大鼠心肌收縮和舒張功能，提高心臟的工作效率。TanoueY等[22]在6只綿羊中進行缺血預適應（Ischemic preconditioning，IP），通過三個5分鐘的主動脈阻斷期，在體外循環期間穿插5分鐘的再灌注，研究發現，在缺血再灌注后，IP組的收縮力、舒張功能和腦室-動脈耦合與對照組相比具有更大優勢，提示缺血預適應可以提高心肌收縮、舒張功能。Ping等[23]為了優化EP強度，以防止力竭性運動引起的心臟損傷（EECI），發現EP可降低力竭大鼠血清NT-proBNP和cTn-I含量，改善電紊亂和左心室功能，增強心肌線粒體ET通路I、II、IV活性，從而改善力竭運動對大鼠心臟功能的損害，增強心室壁的彈性，增加心輸出量，增加心肌收縮和舒張能力，且中等強度EP的作用優于低、高等強度。綜上，運動預適應對于力竭運動造成的心肌損害有著重要的意義，可以有效防止力竭性運動引起的心臟損傷，從而保護心臟功能，提高心臟工作效率。

3 SCD預防策略

目前對于心源性猝死的研究眾多，但猝死者的死前狀態呈多樣化分布[24]。2008年，美國體育活動指南委員會報告建議，正常成年人每周運動量為15min的中等強度或75min的高強度有氧間歇運動，可明顯降低心血管疾病所致的死亡率[25]。研究標明[26]，對于肺動脈高壓所致左心室功能紊亂和重構的大鼠進行為期4w-k，每周5d，每天60min，每分鐘25m的運動預適應訓練可以恢復基線和等容條件下的LV收縮和舒張功能障礙。對于特殊人群，如肥胖易患人群等，有研究指出[27]，高強度間歇運動方案可以根據患者的肥胖程度設定運動時間，每次運動20～40min，對于運動能力較差的肥胖患者，可根據運動能力的提升逐漸增加運動時間和運動強度。對于心血管病患者，則可以采用類似于心臟康復的方式，常用的有氧運動方式包括慢跑、打球、游泳、騎自行車、跳健身操等，每次運動時間限定為20～40min，建議可以從20min開始，根據患者運動能力逐步增加運動時間，運動頻率一般選擇3～7次/周[27]。值得注意的是，盡管以上研究具有一定的指導意義，但兒童、青少年、成人、老年人、女性等運動耐受性和本身的心肺功能等方面也不相同，所以在進行運動預適應鍛煉時應在臨床醫生或在康復治療師的指導下進行，特殊運動人群進行EP保護效果的針對性研究也需要進一步深入。

4 總結與展望

運動預適應對于延緩心肌損傷進展、改善心臟供血、供氧能力、提高力竭運動心臟工作效率、降低異常心電活動影響等發揮著重要作用。反復、短暫、間歇性、大強度的有氧運動訓練對于預防心肌損傷、心律失常等心血管意外因素有著重要意義。長期維持EP訓練與心臟康復的長期干預契合度較高。此外，雖然EP的動物基礎研究較為充分，但是應用于臨床實踐的仍較少，未來應該著重于探索不同人群對于EP的耐受強度，探索出適合的運動處方，達到運動方式的保護效果，以期為EP用于不同人群心血管風險預防與治療提供更多的理論及實踐支撐。

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作者簡介：施明磊，1997年9月，男，碩士在讀，研究方向為運動人體科學