新兵入伍集訓(xùn)期間相關(guān)生理指標(biāo)的變化及其意義

田東華，蔣希萌，李萌博，王曉莉

根據(jù)訓(xùn)練大綱要求，新兵入伍要完成3個(gè)月的較高強(qiáng)度的軍事訓(xùn)練。有效的運(yùn)動(dòng)可以改善心臟功能，但集中高強(qiáng)度大量運(yùn)動(dòng)卻極易導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷。近年來(lái)，隨著入伍新兵身體素質(zhì)、現(xiàn)代化軍事訓(xùn)練的強(qiáng)度、科目種類的變化，對(duì)無(wú)訓(xùn)練基礎(chǔ)的新兵進(jìn)行集中高強(qiáng)度訓(xùn)練中所致心肌損傷、猝死風(fēng)險(xiǎn)，尚無(wú)系統(tǒng)研究進(jìn)行充分評(píng)估。已有相關(guān)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(jiān)測(cè)方式尚未成熟，需建立一套系統(tǒng)、高效的監(jiān)測(cè)方法，有效篩選高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下新兵心功能損傷，進(jìn)而避免心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)。本研究選取入伍集訓(xùn)新兵進(jìn)行為期2個(gè)月的心臟相關(guān)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，從循環(huán)基礎(chǔ)指標(biāo)、心臟酶學(xué)變化、心臟結(jié)構(gòu)功能等三個(gè)方面，系統(tǒng)詳細(xì)地分析當(dāng)前軍事集訓(xùn)對(duì)入伍新兵的影響，充分評(píng)估軍事集訓(xùn)的風(fēng)險(xiǎn)，以降低新兵集訓(xùn)心血管疾病的發(fā)病率。

1 對(duì)象與方法

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

1.2 方法 按照訓(xùn)練教學(xué)大綱，集中規(guī)律中等訓(xùn)練強(qiáng)度訓(xùn)練2個(gè)月。設(shè)定集訓(xùn)開(kāi)始、3 d、1周、2周、1個(gè)月及2個(gè)月為6個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)，清晨起床后測(cè)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(yàn)，使用邁瑞B(yǎng)C-5390、廣州萬(wàn)孚干式熒光免疫分析儀FS-205、BS-2000M檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)；使用GE便攜式彩超VIVID i行超聲心動(dòng)圖檢查。1 km跑步后立即測(cè)血壓及脈搏。

2 結(jié) 果

2.1 基本生理指標(biāo) 身高在6個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)無(wú)變化，體重、BMI變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

2.2 心臟功能 集訓(xùn)后1、2個(gè)月平均收縮壓較集訓(xùn)開(kāi)始顯著升高，集訓(xùn)后1個(gè)月到達(dá)最高值；集訓(xùn)后各時(shí)間點(diǎn)平均舒張壓較集訓(xùn)開(kāi)始顯著降低，在2個(gè)月時(shí)達(dá)到最低值；基礎(chǔ)心率在集訓(xùn)后逐漸降低，集訓(xùn)后2個(gè)月達(dá)到最低值；最大心率在集訓(xùn)后呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，集訓(xùn)3 d后高于集訓(xùn)開(kāi)始時(shí)，2個(gè)月后顯著低于集訓(xùn)開(kāi)始，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05，表2)。

2.3 心肌酶及BNP AST呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，在1周達(dá)到峰值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，2個(gè)月仍然高于基礎(chǔ)值；CK呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，1周達(dá)到峰值，顯著高于生理值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，2個(gè)月仍高于集訓(xùn)開(kāi)始；LDH集訓(xùn)1周后達(dá)到峰值后回落，峰值明顯高于基礎(chǔ)值；CK-MB呈逐漸上升趨勢(shì)，雖然2個(gè)月后達(dá)到峰值，但仍處于生理正常值范圍內(nèi)。cTnI呈下降趨勢(shì)，1個(gè)月后達(dá)到最低值，均處于正常生理值范圍，個(gè)體最高值為1.04 ng/ml，具備診斷意義；BNP呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì)，1周后達(dá)到峰值，均處于正常生理值范圍，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05，表3)。

2.4 心臟結(jié)構(gòu) 左室舒張末內(nèi)徑有所增加，集訓(xùn)2個(gè)月達(dá)到峰值，顯著高于集訓(xùn)開(kāi)始，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05，表4)；左室收縮末內(nèi)徑有所增加，集訓(xùn)3 d達(dá)到最高點(diǎn)，但同集訓(xùn)開(kāi)始比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；室間隔厚度呈下降趨勢(shì)，集訓(xùn)1個(gè)月達(dá)到最低值，各時(shí)間點(diǎn)均處于生理數(shù)值范圍內(nèi)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；后壁厚度同集訓(xùn)開(kāi)始相比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.5 心臟功能 集訓(xùn)3 d左室射血分?jǐn)?shù)顯著低于基礎(chǔ)值，其余各時(shí)間點(diǎn)與基礎(chǔ)值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；左室短軸縮短指數(shù)最低值出現(xiàn)在集訓(xùn)3 d，顯著低于集訓(xùn)開(kāi)始，其余各時(shí)間點(diǎn)與基礎(chǔ)值相比較，均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異； 2個(gè)月左室每搏量達(dá)到最高值，顯著高于集訓(xùn)開(kāi)始(表5)。

2.6 其他生理指標(biāo) CRP無(wú)顯著性變化，集訓(xùn)3 d、1周、2周、1個(gè)月、2個(gè)月與集訓(xùn)開(kāi)始比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；MYO呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，1周達(dá)到峰值，顯著高于集訓(xùn)開(kāi)始，集訓(xùn)2周亦顯著高于集訓(xùn)開(kāi)始，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05，表6)。

2.7 1 km跑步成績(jī) 集訓(xùn)1個(gè)月后獲得1 km最好成績(jī)(226.2±19.3)s，集訓(xùn)1周成績(jī)(233.2±23.7)s、2周成績(jī)(228.8±23.4)s、2個(gè)月成績(jī)(231.8±19.5)s，均較集訓(xùn)開(kāi)始時(shí)的(246.9±32.3)s有顯著提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

3 討 論

近年來(lái)，軍事集訓(xùn)的主要目的在于短期內(nèi)快速加強(qiáng)新兵心肺功能，為后續(xù)專項(xiàng)訓(xùn)練打好基礎(chǔ)。如何在保證訓(xùn)練強(qiáng)度的前提下，降低新兵心血管疾病甚至心源性猝死的風(fēng)險(xiǎn)，是保證集訓(xùn)的核心問(wèn)題。正?；虻土窟\(yùn)動(dòng)可逐漸提升心臟功能，而入伍集訓(xùn)則需要在短時(shí)間內(nèi)快速、有效地提升受訓(xùn)者心肺功能。文獻(xiàn)[4]報(bào)道，當(dāng)心率達(dá)到140次/min時(shí), 每搏輸出量接近最佳狀態(tài), 機(jī)體訓(xùn)練效果明顯提升；當(dāng)心率達(dá)到150次/min時(shí)，心臟每搏輸出量可增至最大并取得最佳機(jī)體訓(xùn)練；當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)心率處于110次/min以下時(shí)則達(dá)不到訓(xùn)練效果，而心率升高達(dá)到180次/min或以上時(shí)，體內(nèi)乳酸迅速蓄積、免疫球蛋白含量降低，機(jī)體在未得到更加良好鍛煉的同時(shí)還容易產(chǎn)生疲勞、發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷和降低免疫功能。由此可見(jiàn)，最理想的訓(xùn)練方案是將新兵訓(xùn)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(xùn)時(shí)間的延長(zhǎng)，士兵平均心率、最高心率均有降低，并且1km跑成績(jī)顯著提高，新兵的心肺功能和運(yùn)動(dòng)耐力得到明顯提升，表明本研究中集訓(xùn)強(qiáng)度適合，成效顯著。

長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不僅能促使心臟功能發(fā)生適應(yīng)性改變，也可引起心臟形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變。良好的心臟結(jié)構(gòu)是維持良好心臟功能的基礎(chǔ)，Anwar等研究發(fā)現(xiàn)，在低、中度運(yùn)動(dòng)時(shí)，心臟主要依靠 Frank-Starling 機(jī)制提高心輸出量，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)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(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致機(jī)體心臟收縮功能降低，Tibbits等對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心肌收縮功能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(wú)法有效充盈；Pokan等發(fā)現(xiàn)，在健康受試者長(zhǎng)時(shí)間自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)受試者心臟收縮功能明顯降低。另有研究發(fā)現(xiàn)，早期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可導(dǎo)致心腔容積擴(kuò)大，心室壁相應(yīng)增厚和心肌收縮力的提高，但這種適應(yīng)性變化主要與其運(yùn)動(dòng)時(shí)間有關(guān)，短時(shí)運(yùn)動(dòng)不會(huì)引起心臟形態(tài)學(xué)的明顯改變，長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)平均動(dòng)脈壓及心搏量進(jìn)行性降低，但低于1 h的運(yùn)動(dòng)并不易出現(xiàn)此類癥狀。左室射血分?jǐn)?shù)可有效反映心臟功能，其準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好，是評(píng)價(jià)心功能的最主要指標(biāo)；結(jié)合左室短軸縮短率、左心室每搏輸出量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)結(jié)果，可更加完善評(píng)估新兵心功能變化水平。本研究中新兵集訓(xùn)后EF值在短暫降低后恢復(fù)正常水平，而集訓(xùn)后SV水平明顯提升，這表明集訓(xùn)并未對(duì)新兵心功能造成明顯損傷，并且達(dá)到了提升心輸出量、適應(yīng)較高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練目的；左室間隔厚度雖然呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，然而并未低于6 mm，仍處于正常生理范圍值內(nèi)，其具體意義尚待進(jìn)一步探究。

運(yùn)動(dòng)引起的心肌損傷與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間有關(guān)。長(zhǎng)期持續(xù)的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致心肌細(xì)胞微小損傷、加速心肌間質(zhì)纖維化進(jìn)程，cTnI、CK-MB、BNP是體現(xiàn)心肌損傷程度的重要標(biāo)志物，其表達(dá)升高直接與心肌損傷相關(guān)，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)使血清cTnI升高，且其升高程度與心肌損傷程度呈正相關(guān)。短時(shí)間的高強(qiáng)度應(yīng)激性刺激可以使血液心肌酶活性升高，隨著應(yīng)激停止，時(shí)間延長(zhǎng)，其活性又呈下降的趨勢(shì)。耐力運(yùn)動(dòng)可誘導(dǎo)的cTn升高，且運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間和cTn峰值濃度之間存在反向關(guān)系，短時(shí)間、高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)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(píng)估心肌缺血，同時(shí)也是預(yù)測(cè)心血管事件的重要指標(biāo)。本研究中CK-MB、cTnI、BNP等與心肌損傷相關(guān)指標(biāo)也出現(xiàn)不同水平的升高，提示心臟細(xì)胞因負(fù)荷運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)一定程度損傷，但總體變化均在正常生理值范圍內(nèi)，并未嚴(yán)重影響心臟功能。上述現(xiàn)象表明在大樣本研究結(jié)果雖然具有代表性，但更應(yīng)該針對(duì)個(gè)體差異密切監(jiān)測(cè)以cTnI、CK-MB為主的心肌損傷指標(biāo)變化趨勢(shì)，并及時(shí)完善心功能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為避免集訓(xùn)過(guò)程中出現(xiàn)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(biāo)記物，AST、CK、LDH也是心肌損傷相關(guān)重要指標(biāo)，上述指標(biāo)均會(huì)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(fā)現(xiàn)，集訓(xùn)過(guò)程中AST、CK、LDH、MYO四項(xiàng)指標(biāo)明顯升高，在集訓(xùn)2周到達(dá)峰值，而后逐漸回落，這與心功能EF值變化趨勢(shì)相類似。由此可見(jiàn)，AST、CK、LDH三項(xiàng)指標(biāo)早期升高過(guò)程提示三種指標(biāo)具有更加良好的敏感性，可能更適合成為軍事化集訓(xùn)中心肌損傷的預(yù)警性指標(biāo)。

本研究通過(guò)聯(lián)合心臟超聲、心臟損傷標(biāo)記物等指標(biāo)建立心血管風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)體系，該體系可以評(píng)估集訓(xùn)過(guò)程中新兵心臟功能及損傷程度。在評(píng)估心臟風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)個(gè)體心血管事件的甄別，進(jìn)一步研究完善軍事集訓(xùn)中心血管事件的檢測(cè)方式。