不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷運動前后血清心肌酶的比較研究

賴曉紅，曹建民，黃劍雅

(1．廣東體育職業(yè)技術(shù)學院，廣東 廣州 510663;2．北京體育大學，北京 100084;3．江蘇體育科學研究所，江蘇南京 210033)

體力活動(physical activity，PA)是指任何由骨骼肌收縮引起的導致能量消耗明顯增加的各種身體活動［1］。大量研究已經(jīng)證實了體力活動與健康的密切關(guān)系，適量的體力活動可以降低慢性疾病的患病風險。然而，隨著人們生活方式的改變，體力活動不足現(xiàn)象已經(jīng)在全球范圍內(nèi)蔓延，成為心血管疾病的主要危險因素［2］。

近年來，隨著全民健身計劃的深入，越來越多的普通大眾投身到健康運動中來，然而運動健身在給我們帶來健康收益的同時，一些運動傷害事故的發(fā)生，尤其是心血管意外，也給人們敲響了警鐘。研究表明［3］中老年人在運動時發(fā)生心血管疾病的比例占整體運動時風險發(fā)生因素的很大一部分，這是因為運動會增加心臟的負擔與交感神經(jīng)張力，不恰當?shù)倪\動容易造成運動時心血管風險事件的發(fā)生，特別是對于體力活動不足人群，在運動時發(fā)生風險的可能性增加。因此，為了保證運動的安全性，運動前的心血管風險評估就顯得尤為重要。

WHO將典型心電變化與心肌酶的異常變化相結(jié)合作為判斷心肌梗死的依據(jù)［4］。此外，心肌酶也被應用于評估炎癥、缺血缺氧等因素導致的心肌損傷程度。運動會對心肌組織產(chǎn)生一定的影響，因此，應用心肌酶指標評價運動誘導的心臟風險就顯得尤為重要。

本研究通過對不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷前后的血清心肌酶水平來探討體力活動水平與心肌酶之間的關(guān)系，并且通過血清心肌酶指標來評估不同體力活動水平的高校女性教師運動中可能出現(xiàn)的心臟風險。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

北京某高校健康女性教師，無糖尿病、高血壓、心血管疾病、中風、癌癥、嚴重腎病和阻塞性肺病病史，且無運動能力受限，在征得本人同意并簽署知情同意書后成為本研究的受試對象，最終共有87名符合以上要求的受試者參與本研究。受試者基本情況如下:

表1 研究對象基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 問卷調(diào)查

1.問卷基本內(nèi)容

本問卷由自設(shè)部分和IPAQ［5］兩部分組成，自設(shè)部分主要調(diào)查受試者的基本情況、吸煙與飲酒情況、飲食情況、病史和家族史以及與心血管有關(guān)的不良健康問題。IPAQ主要調(diào)查與人們交通、家務活動、工作、娛樂休閑活動有關(guān)的中等至大強度的體力活動［5］，且持續(xù)時間10min以上。

2.信效度檢驗

問卷設(shè)計完成后，以專家訪談的形式將問卷發(fā)放給進行體力活動的專家評價問卷的合理性，之后對問卷的信效度進行檢驗。問卷設(shè)計完成后選取30名符合前面要求的健康女性對問卷的信效度進行檢驗。

信度檢驗采用重復檢驗法進行檢驗，要求受試者在兩次不同的時間，盡可能同樣的情況下，回答相同的問卷。兩次問卷調(diào)查的時間間隔7天，并分析兩次問卷結(jié)果的關(guān)聯(lián)度。

效度檢驗采用日本OMRON HJA－350IT三軸加速度計作為測量工具，要求受試者連續(xù)佩戴7天、佩戴結(jié)束后，再填寫一份IPAQ問卷，以回憶佩戴期間的體力活動情況。分析加速度計測量數(shù)據(jù)與問卷數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度，以檢測問卷的效度。加速度佩戴要求:①早晨起床至晚上睡覺前都要佩戴;②除洗澡、游泳等活動外，其余時間均需佩戴;③在連續(xù)佩戴的7天內(nèi)，至少有1天應是休息時間。

1.2.2 體力活動量計算與分級

1.體力活動量計算

采用IPAQ計算手冊［5］中給出的能量消耗MET值對問卷中的中等至大強度體力活動進行賦值，然后采用手冊中的計算公式:體力活動量(MET－min/wk)=體力活動強度MET值×體力活動時間(min/d)×活動天數(shù)［5］，來計算體力活動量。不同體力活動類型的強度和MET值如下表:

表2 不同體力活動的MET賦值

2.體力活動量分級

本研究借鑒IPAQ計算手冊中的中等至大強度體力活動量分級標準(見表3)，將體力活動量分為:不足、中等和高3個水平。

表3 中等至大強度體力分級標準

1.2.3 遞增負荷試驗

采用遞增負荷運動并進行氣體代謝分析進行測試。氣體代謝分析采用混合式氣體分析儀，氣體代謝情況的測試間隔時間為10s。遞增負荷運動與氣體分析采用德國產(chǎn)的CUSTO Med EC 3000電加阻功率車與CORTEX METALYZER－II臺式氣體代謝分析儀以及配套設(shè)備進行。采用功率自行車進行遞增負荷運動測試。運動方案參考 ACSM測試手冊第八版［6］。以25W為起始負荷，蹬騎3min;之后每級遞增25W。每級持續(xù)蹬騎2min，要求受試者在蹬騎過程中保持在60轉(zhuǎn)/min。

根據(jù)ACSM運動測試與運動處方指南(第八版)運動終止標準［6］，受試者出現(xiàn)其中一項且發(fā)生不適則應停止運動，標準如下:

1)運動負荷增加時，收縮壓下降＞10mmHg，不伴隨其他缺血表現(xiàn);

2)ST或QRS波改變，如ST段下降(≥0.1mv或向下坡度傾斜)或出現(xiàn)明顯的軸移;

3)運動時出現(xiàn)高血壓反應(收縮壓＞250mmHg和/或舒張壓115mmHg);

4)運動時，RPE ＞17;

5)運動時出現(xiàn)持續(xù)加劇的胸痛;

6)出現(xiàn)疲勞、呼吸短促、哮喘、腿抽筋或間歇性跛行;

7)出現(xiàn)心律不齊，不包括持續(xù)性室性心動過速，包括多發(fā)性室性早搏、三聯(lián)室性早搏、室上性心動過速、心臟傳導阻滯、患慢性心律失常;

8)束支傳導阻滯或室間傳導延隔，不能與室性心動過速鑒別者;

1.2.4 相關(guān)指標測試

1.基本形態(tài)指標測量

(1)身高、體重:采用健民國民體質(zhì)測試儀中的身高測試儀和體重測試儀，受試者赤足，背向立柱站在身高計的地板上，上肢自然下垂，兩腿伸直，兩足尖分開大約60°，保持“三點一線”站立姿勢。

(2)BMI:根據(jù)BMI計算公式:BMI=體重(kg)/身高2(m2)計算得出。BMI計算公式參考“中國糖尿病防治指南及中國成人超重和肥胖癥預防與只控制指南的建議”［7］，BMI=18.5～23.9kg/m2為正常;24.0～27.9kg/m2為超重，BMI≥28.0kg/m2為肥胖。

2.心肌酶指標測試

測試運動前安靜空腹狀態(tài)(要求空腹12h以上)，運動后15min的肌酸激酶(CK)及其同工酶(CK－MB)、乳酸脫氫酶(LDH)及其同功酶(LDH1)、AST水平。運動前、后分別抽取靜脈血3ml，放入VACUETTE產(chǎn)促凝管中靜置1h，然后用離心機(3000r/min，15min)分離血清待測。心肌酶測試儀器為日立7020全自動生化分析儀。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件統(tǒng)計分析，以平均數(shù) ±標準差(Mean±SD)表示。問卷的信效度數(shù)據(jù)采用相關(guān)分析，受試者基本情況采用描述統(tǒng)計，不同組別間的心肌酶指標比較采用獨立樣本T檢驗，同組內(nèi)運動前與運動后的心肌酶等指標差異采用配對T檢驗。

2 結(jié)果

2.1 各組體力活動水平調(diào)查情況

2.1.1 問卷發(fā)放與回收情況

表4 問卷發(fā)放與回收情況

本研究中采用一對一的問卷調(diào)查方式，問卷回收率為100%，但是由于部分問卷出現(xiàn)重要選項漏填的情況，因此有效問卷為88份，問卷有效率為90.6%。

問卷信度檢驗顯示信度95%ICC值為0.3，說明問卷前后具有一定的一致性。效度檢驗顯示r=0.48，說明問卷數(shù)據(jù)和加速度計數(shù)據(jù)存在相關(guān)關(guān)系，因此，該問卷滿足體力活動水平調(diào)查研究的要求。

2.1.2 按體力活動水平分組情況

表5研究對象按中等至大強度體力活動量分組情況

如表5所示，將受試對象按中等至大強度體力活動量分為:不足、中等和高水平三組;中等體力活動組中等至大強度體力活動量非常顯著的高于體力活動不足組(P＜0.01)，高體力活動組體力活動量非常顯著的高于體力活動不足組(P＜0.01)和體力活動中等組(P＜0.01)。隨著體力活動量的增加，BMI值有所下降，但是組間比較沒有差異。此外，隨著體力活動量的增大，運動終止負荷也不斷增加，其中高水平組運動終止瓦數(shù)顯著的高于體力活動不足組(P＜0.05)。

2.2 不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷前后心肌酶指標比較

2.2.1 不同體力活動水平高校女性教師安靜狀態(tài)下心肌酶

表6 不同體力活動水平高校女性教師安靜狀態(tài)下心肌酶比較結(jié)果

如表6所示:運動前安靜狀態(tài)下，體力活動不足組心肌酶各指標值均低于中、高水平體力活動組，其中體力活動不足組CK－MB顯著的低于中等組(P＜0.05)并且非常顯著的低于高等組(P＜0.01)，其余指標沒有顯著性差異;所有指標未超過正常范圍。

2.2.2 不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷運動后心肌酶比較結(jié)果

表7 不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷運動后下心肌酶比較結(jié)果

如表7所示:遞增負荷運動后，體力活動高水平組CK值顯著的高于體力活動不足組(P＜0.05)，除AST以外，其余心肌酶水平隨著體力活動水平的升高而升高。其中體力活動不足組AST值超過正常值范圍，提示心肌組織出現(xiàn)了一定的損傷。

2.2.3 不同體力活動水平女性教師遞增負荷運動前、后心肌酶差值比較結(jié)果

表8 不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷運動前、后心肌酶差值比較結(jié)果

如表8所示，除中等和高水平體力活動組的CK－MB運動后比運動前有所下降外(P＜0.01)，其余各組指標運動后都有所升高，特別是三組的CK、AST都非常顯著的升高(P＜0.01)，從運動前后差值比較分析來看，不足組的CK、AST增加值顯著的高于中等組和高等組(P＜0.05)，其余指標差值沒有出現(xiàn)顯著性差異。

3 討論

體力活動水平的評定標準有很多種，本研究中采用IPAQ計算手冊中制定的標準將其分為:不足、中等和高三個水平。大量研究證實體力活動可以促進健康，降低慢性病的發(fā)病風險。隨著生活方式的改變，特別是高校女性教師平常工作基本上處于靜坐少動的狀態(tài)，容易出現(xiàn)體力活動不足的現(xiàn)象。Manson等［8］認為久坐時間可以作為預測女性心血管風險的獨立因素。Siscovick倍等人估計［9］運動習慣水平低的男性運動中發(fā)生心臟驟停的風險比平時高56倍，而有運動習慣的男性風險只有5倍。然而，近年來運動中心血管事件的發(fā)生也不容忽視，因此運動前的心血管風險評估就顯得尤為重要。

心肌酶是預測和診斷心血管疾病的重要指標。JOANN等［10］也采用受試者是否出現(xiàn)心電病理性變化并出現(xiàn)心肌酶水平升高判斷是否發(fā)生心肌梗死。本研究通過對不同體力活動水平高校女性教師遞增負荷前后的血清心肌酶水平來探討體力活動水平與心肌酶之間的關(guān)系，并且通過血清心肌酶指標來評估不同體力活動水平的高校女性教師運動中可能出現(xiàn)的心臟風險。

本研究中發(fā)現(xiàn)安靜狀態(tài)下，體力活動不足的高校女性教師心肌酶指標低于中等和高水平的體力活動組。其原因可能是由于體力活動不足組長期體力活動不足，導致機體對心臟、骨骼肌系統(tǒng)動員較少，心肌酶的基礎(chǔ)值較低導致，此結(jié)果也提示增加日常生活中中等至大強度體力活動量，可能會引起血清心肌酶安靜值的增加，但是并未達到病理狀態(tài)下的心肌酶水平。

心電圖遞增負荷試驗是臨床上常用的一種檢查心血管疾病的重要方法。有些心血管風險安靜狀態(tài)下是不易察覺的，通過運動誘導心肌缺血缺氧，相應的生理生化指標可能會出現(xiàn)異常的改變。本研究對受試者進行遞增負荷試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)體力活動不足組的AST水平高于中等組和高等組，并且超過正常值的范圍。AST即天門冬氨酸轉(zhuǎn)移酶，廣泛存在于人體的心臟、肝臟、腎臟、骨骼肌、脾臟、肺臟和紅細胞中［11］，其中以心肌細胞含量最豐富，肝腎次之。正常情況下，心肌細胞內(nèi)含大量的AST，當心肌缺氧時，心肌細胞受損、其完整性被破環(huán)時，AST可通過受損的細胞膜進入血液，因此血清中AST活性升高，可用于判斷心肌損傷，并且其升高程度會隨著心肌損傷程度的加重而加大［12］。史亞麗［13］等研究表明大強度運動會導致過量自由基的產(chǎn)生，自由基對心肌細胞膜有損壞作用，從而導致細胞膜通透性增加，心肌AST外泄。石磊［14］等通過動物試驗研究發(fā)現(xiàn)，力竭運動會引起小鼠血清AST水平顯著升高。本研究中體力活動不足組的心肌組織在遞增負荷運動下，心肌組織出現(xiàn)了一定程度的損傷，其原因可能是由于體力活動不足者由于平時缺乏體力活動導致的心肺功能較差，同樣的運動刺激對其的骨骼肌和心肌的損傷更大，導致其運動后血清中的心肌酶水平上升。此結(jié)果提示體力活動不足者運動中出現(xiàn)心臟風險的可能性更大。

眾多研究已經(jīng)證實，運動會引起血清心肌酶水平不同程度的升高，尤其是大強度運動效果更明顯。本研究結(jié)果也顯示，遞增負荷運動后，除中等和高水平體力活動組的CK－MB有所降低外，其余各組的心肌酶指標都有所升高，特別是CK和AST升高更明顯。由此說明經(jīng)過此次遞增負荷運動后，不同體力活動水平受試者的心肌組織細胞膜的完整性均出現(xiàn)了一定程度的損傷。本研究中，對不同體力活動組別運動前后心肌酶的差值比較分析發(fā)現(xiàn)，體力活動不足組的運動前后心肌酶的增加差值顯著的高于中等、高水平體力活動組，主要體現(xiàn)在CK和AST這兩個指標。

肌酸激酶CK是臨床上診斷心血管疾病的重要敏感指標之一［15］。研究已經(jīng)明確CK是人體細胞在能量代謝中的重要酶類，它與細胞內(nèi)能量的轉(zhuǎn)運、肌肉的收縮和ATP的再生有很大關(guān)系。通常人體的血清中含有一定水平的CK，但當富含CK的肌肉組織受損或疾病時，其內(nèi)的CK會釋放入血，導致CK水平發(fā)生變化［16］。競技體育中關(guān)于運動和CK關(guān)系的研究比較多。競技體育中常用血清CK的變化來評定骨骼肌損傷、適應與恢復的能力。大量研究證實，運動可使CK活性升高，但其升高程度有個體差異，且與運動負荷的強度、運動時間和運動方式等因素有關(guān)。有關(guān)健康人群運動與CK關(guān)系的研究并不多見。張宏磊等［17］研究發(fā)現(xiàn)，普通男性大學生在遞增負荷功率車直至力竭運動后即刻，血清CK水平急劇增高，然后又逐漸下降直至6h后恢復到原來的正常水平。代天修［18］觀察了健康而不經(jīng)常運動者在長跑30min前后的血清CK變化，揭示出運動可使他們的CK水平升高3%。

本研究中體力活動不足組運動后心肌酶損傷更加研究，此研究結(jié)果提示運動負荷試驗對體力活動不足女性造成相對嚴重的炎癥反應，這就增加其運動中可能出現(xiàn)的心血管風險。運動引起細胞膜損傷的原因可能是由于劇烈運動時，細胞缺氧、能量底物耗竭、酸性產(chǎn)物增加導致細胞膜的通透性增加，其次劇烈運動時機體的自由基生成增多，自由基會攻擊細胞膜上的不飽和脂肪酸，導致細胞膜脂質(zhì)過氧化，引起細胞膜的通透性發(fā)生變化［19］。

4 結(jié)論

4.1 體力活動不足的高校女性教師安靜狀態(tài)下的心肌酶水平較低。

4.2 遞增負荷運動會引起高校女性教師心肌細胞出現(xiàn)一定程度的損傷，血清心肌酶水平運動后有所升高，而且體力活動不足女性的損傷更為嚴重，主要表現(xiàn)在心肌酶指標中的CK和AST。

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