新兵首次長(zhǎng)跑訓(xùn)練前后心電圖以及氧化應(yīng)激指標(biāo)水平對(duì)比分析

王永園，呂 磊，李 瑤，金 濤，鐘 勇

0 引 言

適宜的負(fù)荷運(yùn)動(dòng)可提升運(yùn)動(dòng)能力，促使心臟發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能重塑，形成“運(yùn)動(dòng)員心臟”，表現(xiàn)為心肌毛細(xì)血管密度增加，心肌纖維增粗，心臟收縮力增。然而，過度負(fù)荷運(yùn)動(dòng)以及不適宜的運(yùn)動(dòng)方式會(huì)對(duì)心臟造成不良影響，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性心臟損傷(exercise-induced myocardial injury, EIMI)，并且與運(yùn)動(dòng)性心律失常運(yùn)動(dòng)性猝死有關(guān)[1]。EIMI在高強(qiáng)度軍事訓(xùn)練中常見，對(duì)于發(fā)生EIMI的作訓(xùn)人員的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和救治，對(duì)于維護(hù)官兵的健康以及提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力有重大意義。既往針對(duì)軍事運(yùn)動(dòng)中的EIMI的研究較少，且目前對(duì)于EIMI的早期診斷標(biāo)準(zhǔn)還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。本研究通過觀察新兵5 km長(zhǎng)跑訓(xùn)練前后心電圖以及氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)的變化，探討高強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)心臟的影響，為科學(xué)施訓(xùn)提供合理依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料隨機(jī)抽取2019年某部隊(duì)新入伍男性戰(zhàn)士120名，平均年齡為(19.50±1.40)歲，體質(zhì)指數(shù)(BMI)為(21.16±1.8)kg/cm2，入伍后經(jīng)復(fù)檢合格。入組條件：能耐受5 km長(zhǎng)跑，并在30 min內(nèi)完成；本次負(fù)荷訓(xùn)練前3個(gè)月內(nèi)未參加過高強(qiáng)度耐力訓(xùn)練；無基礎(chǔ)心肺功能障礙；近期無精神、心理刺激以及情緒大幅度波動(dòng)；無睡眠障礙；2周內(nèi)無急性呼吸道消化道感染癥狀以及訓(xùn)練傷；自愿加入本次試驗(yàn)并簽署知情同意書。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過(批準(zhǔn)號(hào)：2020NZKY-019-02)。

1.2 研究方法(1)由心電圖專業(yè)人員采集訓(xùn)練前及訓(xùn)練后5 min內(nèi)心電圖(日本光電)，對(duì)比訓(xùn)練前后心電圖指標(biāo)變化，包括心率(HR)、PR間期、QRS時(shí)限、Q-Tc間期、QRS電軸、RV5+SV1振幅及其異常比例；ST-T改變(診斷標(biāo)準(zhǔn)：①ST段水平或下垂型下移至少連續(xù)3次心搏J點(diǎn)后80 ms處壓低≥0.1 mV下壁壓低≥0.15 mV；②ST段凸面向上型抬高至少連續(xù)3次心搏J點(diǎn)后80 ms處壓低≥0.1 mV)、Q-Tc異?！?60 ms、P-R間期異常>200 ms、QRS電軸異常<-30°或>90°、QRS時(shí)間異常>120 ms)。(2)采集訓(xùn)練前以及訓(xùn)練后30 min內(nèi)靜脈血3 mL，3000 r/min離心6 min，離心半徑15 cm，收集血清，采用全自動(dòng)生化分析儀(600型，日本日立)檢測(cè)肌鈣蛋白I(TnI)、血清超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)以及一氧化氮(NO)(試劑盒均購(gòu)于南京建成生物有限公司)，對(duì)比分析訓(xùn)練前后的變化。

2 結(jié) 果

因1名戰(zhàn)士未完成訓(xùn)練退出，共119名納入本研究。所有入組對(duì)象訓(xùn)練結(jié)束后均未出現(xiàn)明顯胸悶、胸痛、心慌、頭暈、暈厥、惡心、嘔吐等不適。

2.1 訓(xùn)練前后心電圖各項(xiàng)指標(biāo)以及TnI的變化訓(xùn)練后HR、Q-Tc、RV5+SV1振幅以及Q-Tc異常的比例較訓(xùn)練前明顯增加，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。而訓(xùn)練后P-R間期以及異常比例、QRS時(shí)間及異常比例、心電軸以及異常比例、RV5+SV1振幅異常比例、出現(xiàn)早搏比例及TnI水平與訓(xùn)練前比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 入組所有對(duì)象長(zhǎng)跑訓(xùn)練前后即刻心電圖以及肌鈣蛋白I的變化(n=119)

2.2 訓(xùn)練前后氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)變化訓(xùn)練后CAT活力較訓(xùn)練前明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而SOD活力、MDA較訓(xùn)練前有所增加，NO含量較訓(xùn)練前減少，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 入組研究對(duì)象長(zhǎng)跑訓(xùn)練前后氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)的變化

3 討 論

軍隊(duì)這一特殊群體中，由于經(jīng)常面臨高溫、寒冷、缺氧等特殊環(huán)境，且訓(xùn)練強(qiáng)度高，EIMI發(fā)生率高。EIMI可表現(xiàn)為為心肌酶異常、運(yùn)動(dòng)性心律失常、心功能減低、暈厥甚至運(yùn)動(dòng)性猝死[1]。

運(yùn)動(dòng)性心律失常的發(fā)生與反復(fù)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)心臟的病理性損傷有關(guān)，其機(jī)制可能與心肌能量代謝異常、心臟細(xì)胞凋亡與氧自由基代謝異常、心臟細(xì)胞骨架受損、心臟炎癥反應(yīng)與纖維化形成、心臟神經(jīng)-內(nèi)分泌失衡、心臟離子通道異常等有關(guān)[2]。心電圖作為一種診斷工具，可客觀地記錄運(yùn)動(dòng)前后各類心律失常和心肌缺血缺氧表現(xiàn)。陳金良等[3]對(duì)426名新兵分組后進(jìn)行首次5 km長(zhǎng)跑訓(xùn)練，記錄訓(xùn)練前后心電圖變化，結(jié)果表明新兵首次5 km越野跑可出現(xiàn)心電圖異常，包括心律失常和ST-T改變。吳學(xué)寧等[4]對(duì)某訓(xùn)練基地官兵5 km長(zhǎng)跑訓(xùn)練前后心電圖進(jìn)行記錄，采用積分的方法，根據(jù)有無ST-T改變、R波遞增不良、QT間期>440 ms、竇性心動(dòng)過速、竇性心律不齊、期前收縮、傳導(dǎo)阻滯、逸搏進(jìn)行計(jì)分，累加積分，經(jīng)分析心電圖評(píng)分運(yùn)動(dòng)后即刻顯著高于運(yùn)動(dòng)前(P<0.05)，結(jié)果表明高強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)心臟有明顯影響，可產(chǎn)生不同類型心律失常。本研究中，觀察119例新兵首次高強(qiáng)度訓(xùn)練前后心電圖的變化，發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練前后，大部分戰(zhàn)士的心電圖都有早復(fù)極現(xiàn)象；且與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后戰(zhàn)士的平均心率增快、RV5+SV1振幅增加，Q-Tc延長(zhǎng)，Q-Tc異常的比例明顯增加。運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)的竇性心動(dòng)過速、早復(fù)極是正常的生理改變，這與既往的研究結(jié)果一致[3]，與運(yùn)動(dòng)后交感興奮性增高有關(guān)。且早復(fù)極在健康人群中很常見(2%～44%)，在運(yùn)動(dòng)員、年輕人、男性和黑人中更為普遍[5]。運(yùn)動(dòng)后RV5+SV1振幅增加，可能與心肌負(fù)荷增加引起心肌代償性肥厚；每搏量增加，引起左室壁增厚有關(guān)[6]。2018年運(yùn)動(dòng)員心電圖解析的國(guó)際共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)[7]中提出，規(guī)律和長(zhǎng)期地參加強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)者(每周至少4 h)的心電圖可以特征性地表現(xiàn)為心腔肥大和迷走神經(jīng)張力增高，包括提示孤立性左右室肥厚的QRS電壓升高、不完全性右束支傳導(dǎo)阻滯、早復(fù)極、<16歲運(yùn)動(dòng)員V1～V4導(dǎo)聯(lián)T波倒置、竇性心動(dòng)過緩或竇性心律不齊、異位房性或交界性心率、一度房室阻滯等。運(yùn)動(dòng)員的這些心電圖表現(xiàn)被認(rèn)為是正常的，是對(duì)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的生理性適應(yīng)的結(jié)果[7]。而出現(xiàn)特異性的QT間期延長(zhǎng)、PR間期延長(zhǎng)、ST段壓低等非運(yùn)動(dòng)引起的特征性改變和臨界心電圖變化，則需要密切注意，有發(fā)生運(yùn)動(dòng)性猝死風(fēng)險(xiǎn)[8]。本研究中，戰(zhàn)士訓(xùn)練后平均Q-Tc時(shí)間延長(zhǎng)，且8.55%的戰(zhàn)士運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)Q-Tc延長(zhǎng)比例增高，考慮為非生理性的運(yùn)動(dòng)后心電圖改變，可能存在心臟損傷。所有戰(zhàn)士訓(xùn)練后均未出現(xiàn)胸悶、胸痛、心慌頭暈等不適，訓(xùn)練前后ST-T改變無顯著意義，表明戰(zhàn)士對(duì)5 km訓(xùn)練跑耐受，未出現(xiàn)明顯心肌缺血表現(xiàn)。EIMI可表現(xiàn)為心肌酶的升高，本研究訓(xùn)練后TnI水平較訓(xùn)練前也有所升高，但無明顯差異，可能與運(yùn)動(dòng)后取血時(shí)間有關(guān)。TnI在急性心肌損傷后2～4 h開始升高，其對(duì)取血時(shí)間有一定要求，對(duì)于明確是否存在急性心肌損傷，應(yīng)采取更精確的實(shí)驗(yàn)方案，以尋求更明確的分界點(diǎn)[9]。

目前對(duì)于EIMI的發(fā)病機(jī)制尚不明確，可能與心肌能量代謝障礙/氧化應(yīng)激以及炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、鈣調(diào)控異常等有關(guān)[10]。在正常生理?xiàng)l件下，機(jī)體的氧化與抗氧化系統(tǒng)保持動(dòng)態(tài)平衡，適量的運(yùn)動(dòng)有利于清除體內(nèi)活性氧，提高機(jī)體抗氧化損傷能力[11]，但過度運(yùn)動(dòng)則可能導(dǎo)致氧化、抗氧化系統(tǒng)失衡，產(chǎn)生機(jī)體細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損傷[12]。劇烈運(yùn)動(dòng)后機(jī)體產(chǎn)生一系列含氧和含氮自由基及其衍生物，包括CAT、NO等，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)生MDA，測(cè)定MDA、NO等的濃度可反應(yīng)自由基生成情況。機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)有兩類：酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)[13]。酶類抗氧化劑包括SOD、CAT、谷胱甘肽過氧化物酶等。非酶類抗氧化劑主要有維生素E、維生素C等物質(zhì)。因此測(cè)定機(jī)體內(nèi)的氧化應(yīng)激標(biāo)記物和抗氧化物的活動(dòng)，可以有效反應(yīng)機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)[14]。有研究測(cè)定5 km訓(xùn)練跑前后士兵的血清SOD、MDA含量，結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)完后血清中SOD、MDA含量明顯高于運(yùn)動(dòng)前，表明運(yùn)動(dòng)可明顯提高機(jī)體的氧化應(yīng)激水平[15]。公雪等[16]發(fā)現(xiàn)力竭組以及運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)后力竭組大鼠心肌組織抗氧化物SOD、GSH-Px活力明顯減低，氧化產(chǎn)物MDA水平明顯升高，均證實(shí)力竭運(yùn)動(dòng)可加重心肌氧化應(yīng)激損傷。本研究中，新兵戰(zhàn)士運(yùn)動(dòng)后CAT含量較運(yùn)動(dòng)前升高明顯，與既往研究結(jié)果一致，表明5 km訓(xùn)練可增強(qiáng)士兵氧化應(yīng)激水平。SOD、MDA、NO含量較訓(xùn)練前有變化，但差異不明顯，考慮機(jī)體氧化與抗氧化系統(tǒng)處于平衡中，5 km訓(xùn)練尚未引起氧化應(yīng)激損傷。

綜上所述，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)新兵心電圖變化有較顯著影響，可提高機(jī)體氧化應(yīng)激水平。EIMI中心電圖動(dòng)態(tài)變化，以及氧化應(yīng)激指標(biāo)變化的規(guī)律，還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。