空军某训练基地新入伍战士不同训练强度运动性心脏损伤临床观察

张招，吴学宁，李俊峡，唐发宽，崔英凯，曹雪滨

· 论著 ·

空军某训练基地新入伍战士不同训练强度运动性心脏损伤临床观察

张招1，吴学宁1，李俊峡2，唐发宽3，崔英凯1，曹雪滨1

目的观察空军某训练基地新入伍战士不同训练强度、不同训练阶段运动性心脏损伤的发生状况。方法随机抽取空军某训练基地2014年度新入伍战士40名，首先进行为期1月的日常低强度军事训练，而后根据训练强度不同随机分为一般强度训练组和强化训练组，一般强度训练组包括日常军事训练及每天1次的5公里越野训练，强化训练组包括日常军事训练以及每天2次的5公里越野训练。分别于不同训练阶段（训练前、训练1周后、训练4周后）采集血液标本，检测血清肌钙蛋白I（cTnI）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌酸激酶（CK）的水平，对不同训练强度的新入伍战士在不同训练阶段cTnI、CK-MB/ CK水平进行临床观察。结果两组受试战士均为男性，平均年龄、运动前两组受试战士cTnI、CK-MB/CK相比差异无统计学意义（P＞0.05）。两组不同训练阶段（训练前、训练1周后、训练4周后）cTnI、CKMB/CK水平组内比较差异无统计学意义（P＞0.05）。训练1周后强化训练组cTnI、CK-MB/CK水平高于一般强度训练组（P＜0.05），而训练4周后两组cTnI、CK-MB/CK水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）。结论该训练基地不同训练强度下新入伍战士在不同训练阶段未出现运动性心脏损伤情况。

军事训练；运动性心脏损伤；cTnI；CK-MB/CK

新入伍战士进入部队后要接受新训期间的高强度军事训练，适宜强度的运动和训练可以使心脏产生良好的适应性改变，高强度军事训练可以导致运动性心脏损伤，动态心电图、心肌损伤标志物和心脏超声可以在运动性心脏损伤的预警中发挥重要作用[1-3]。运动性心脏损伤是指人体在进行紧张激烈的运动时，体内代谢速率加快，血液中的儿茶酚胺水平增高，心肌需氧量增加，导致心肌产生缺血缺氧，心肌细胞与亚细胞的形态结构与功能代谢发生了某些失代偿性改变，高强度的运动导致心肌形态结构、心脏电生理、心脏功能发生改变[4]，表现为心肌酶学的异常、心功能减低、运动性心律失常甚至猝死[5]。新入伍战士未经受过高强度的训练，再加上环境和心理上的种种不适应，更容易发生运动性心脏损伤。

本实验以空军某训练基地2014年度新入伍战士为研究对象，在新入伍战士进行高强度训练前1月的时间内只进行日常低强度的军事训练，这一段时间的低强度训练可以看作运动预适应训练，在后续1周和4周的训练过程中，战士们反复进行高强度训练，在这个过程中也有运动预适应的保护作用，之前的高强度运动从一定程度上也可看作是预适应训练，可增强机体对随后进行的高强度运动的承受能力，对不同训练强度的新入伍战士在不同训练阶段(训练前、训练1周后、训练4周后）血清心肌肌钙蛋白I（cTnI）、肌酸激酶同工酶/肌酸激酶（CK-MB/CK）水平进行临床观察，有研究表明骨骼肌损伤或运动后也可使心肌CK-MB大量增加，但不超过总CK的5%，用CK-MB/CK的比值增加心肌损伤诊断特异性[6]，因此本研究采用CK-MB/CK水平进行分析。我课题组既往的研究也证明了，CK-MB/CK及cTnI增高反映了心肌早期损伤，对诊断心肌早期损伤具有较好的特异性。新入伍战士在大强度负荷训练后心肌标记物相关指标可以升高，当cTnI＞0.0025 ng/ml，CK-MB/CK比值＞6.5%，提示大强度负荷军事训练对心肌造成不同程度损伤，可成为心肌早期损伤的预警指标，应引起高度重视[3]。

1 资料与方法

1.1 研究对象随机从空军某训练基地2014年度新入伍战士中选取40名作为研究对象，年龄在17～23周岁，平均年龄在（18.6±1.7）岁，均为男性。所选受试战士入伍后经部队体检合格，入伍前无类似高强度运动训练经历，无急慢性疾病，排除既往有肝肾功能损伤以及心脏器质性病变者。训练过程中发生训练伤、严重上呼吸道感染等疾病不能坚持训练者予以终止研究。每位受试战士签署知情同意书，并告知研究的目的和意义。根据训练强度不同，随机将40名新入伍战士分为一般强度训练组和强化训练组，在高强度训练开始前均进行为期1月的日常低强度的军事训练，1个月后开始进行高强度的训练。强化训练组每天进行日常军事训练以及2次5公里越野训练，一般强度训练组每天进行日常军事训练以及1次5公里越野训练。

1.2 评价指标分别于训练前、训练1周后、训练4周后等不同阶段采集血液标本，训练1周后和训练4周后采血的时机为训练结束后3 h，主要检测cTnI、CK-MB、CK，cTnI检测采用罗氏Elecsys 2010型电化学测定仪测定，试剂购自常州钧健科技有限公司。CK及CK-MB采用日立7090全自动生化分析仪测定，试剂盒为美国Adlitteram Diagnostic Laboratories公司产品。

1.3 统计学方法采用SPSS 19.0统计分析软件分析数据，计量资料以平均数±标准差（s）表示，两组组间比较采用t检验，多组组间比较采用方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组受试者基线资料比较两组受试战士均为男性，平均年龄相比差异无统计学意义（18.2± 1.4岁 vs. 18.8±1.8岁，P＞0.05）。运动前两组受试战士cTnI、CK-MB/CK组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

2.2 两组受试战士不同训练阶段（训练前、训练1周后、训练4周后）cTnI、CK-MB/CK水平比较两组不同训练阶段组内比较差异无统计学意义（P＞0.05）。训练1周后强化训练组cTnI、CK-MB/CK高于一般强度训练组同阶段（P＜0.05），而训练4周后两组 cTnI、CK-MB/CK组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

表1 不同训练强度受试战士在不同训练阶段cTnI、CK-MB/CK水平组内与组间比较（s）

表1 不同训练强度受试战士在不同训练阶段cTnI、CK-MB/CK水平组内与组间比较（s）

注：cTnI：心肌肌钙蛋白I；CK-MB/CK：肌酸激酶同工酶/肌酸激酶比值；与一般强度训练组相比较，aP＜0.05

强化训练组（n=20）cTnI 0.004±0.001 0.004±0.001 0.004±0.002 CK-MB/CK 0.108±0.036 0.109±0.039 0.109±0.038 cTnI 0.005±0.002 0.006±0.002a0.005±0.001 CK-MB/CK 0.118±0.032 0.136±0.052a0.116±0.028一般强度训练组（n=20）

3 讨论

高强度的运动训练导致心肌组织相对缺血缺氧，进而引起心肌形态结构的改变，导致心肌的损伤。Thomas等[5]在1985年利用大鼠游泳运动成功建立起了运动性心脏损伤的动物模型，并且研究中发现一次性和反复力竭游泳可引起大鼠心肌细胞内发生肌小管肿胀、断裂和肌间隙增加等超微结构损伤的改变。此后许多研究通过建立动物模型证实高强度的运动会导致心脏损伤[7]。王晓伟等[8,9]也证实在新入伍战士高强度的新训过程中也存在心脏的损伤，对其临床分型、诊断标准、预警信号进行了初步探讨。

运动性心脏损伤的发生的机制目前尚不明确，可能涉及到激素分泌的改变[如一氧化氮（NO）和内皮素失衡]、自由基的含量增多和钙超载、血液流变学的改变[10]、心肌能量代谢的变化与调控、心肌细胞凋亡的发生与调控[11]、心肌炎症反应的变化与调控[12]等方面。

运动预适应（EP）是很好的预防运动性心脏损伤的方法，EP是在较短时间内通过反复多次间歇或一次持续的高强度训练或运动，导致心肌绝对或相对的缺血缺氧，增强心肌组织对之后较长时间缺血的耐受能力，对心肌产生保护作用[13]。EP从某种程度来说属于缺血预适应的一种形式。本实验研究中EP主要体现在两个方面，一是在新入伍战士进行高强度训练前1月的时间内只进行日常低强度的军事训练，这一段时间的低强度训练可以看作运动预适应训练；二是在后续1周和4周的训练过程中，战士们反复进行高强度训练，在这个过程中也有EP的保护作用，之前的高强度运动从一定程度上可看作是预适应训练，增强机体对随后进行的高强度运动的承受能力。

EP诱导心肌保护效应的机制可能涉及到触发物质-中介物质-效应物质细胞信号转导途径。EP时释放的内源性活性物质是细胞信号转导的触发和启动因子，如NOS、阿片肽、降钙素基因相关肽（CGRP）等[14]；EP发挥作用的中介物质主要为蛋白激酶，如PKC、PKA、Akt、TyK和MAPK等，蛋白激酶C（PKC）信号转导通路的激活在EP心脏保护中的作用备受学者们关注，PKC是一组广泛分布具有单一肽链结构的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化的蛋白激酶家族[15,16]；EP发挥作用的效应物质主要包括ATP敏感钾通道（KATP Channel）、热休克蛋白（HSP）和抗氧化酶等。ATP 敏感性钾通道被认为是预适应信号级联反应中的重要效应因子[17]。应急蛋白中的HSP家族成员主要起分子伴侣作用，能及时修复变性的蛋白质，防止细胞的凋亡和坏死[18]，其在EP心脏保护效应中的作用尚需要进一步研究和探讨。

如前所述，运动性心脏损伤的发病机制涉及到心肌炎性的变化与调控方面，我课题组相关研究[19]证明，EP通过调控NLRP3炎性体信号通路表达降低炎症反应，从而发挥保护心肌的作用，长期EP的作用较短期EP作用明显。

我课题组既往研究[3]证明新入伍战士在3公里训练后是存在运动性心脏损伤的，CK-MB/CK及cTnT提高了心肌损伤诊断的特异性。本研究表明，在训练1周后和训练4周后cTnI、CK-MB/CK水平与训练前相比差异无统计学意义，说明受试战士在1周和4周的训练后未出现明显的心脏损伤，可能得益于训练前为期1月的适应性训练和反复训练过程中运动预适应的保护作用。训练1周后高强度训练组和一般强度训练组相比cTnI、CK-MB/CK水平差异有统计学意义，说明不同训练强度军事训练对新入伍战士机体影响是不同的，应科学训练，探索适宜的训练强度和方式。

做好新入伍战士运动性心脏损伤的预防工作、探讨适宜的训练强度对于减轻卫勤保障负担，增强部队战斗力有积极作用，运动预适应训练在基层部队容易开展，且成效显著，应加以推广。本课题的局限性在于样本量较少，且并没有增加未进行运动预适应的组别，因此无法得出运动预适应有保护心肌的结论，仅根据之前的研究结果推断运动预实验的优势。今后的研究工作中应进一步规范科研设计并做出更有价值的结果。

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本文编辑：阮燕萍

Clinical observation on different training intensity of exercise - induced cardiac injury of newlyrecruited warrior in air force training base

ZHANG Zhao*, WU Xue-ning, LI Jun-xia, TANG Fa-kuan, CUI Ying-kai, CAO Xue-bin.*Cardiovascular Disease Research and Treatment Center of PLA, 252 Hospital of PLA, Baoding, Hebei 071000, China.

CAO Xue-bin; Email: caoxb252@163.com

ObjectiveTo observe the occurrence of exercise-induced cardiac injury in different training intensity and training stages of the new recruits in a training base.Methods40 new recruits were randomly selected from a training base in the Air Force in 2014, and then divided into general strength training group and intensive training group according to different training intensity after one month of low-intensity military training. The general strength training group received five-kilometer field training once per day besides daily military training, and the intensive training group received five-kilometer field training twice per day besides daily military training. Blood samples were collected at different training stages (before training, 1 week after training and 4 weeks after training) to measure the levels of serum cardiac troponin I (cTnI), creatine kinase isoenzyme (CK-MB) and creatine kinase (CK).ResultsAll soldiers were male. There was no significant difference in mean age, cTnI level and CK-MB/CK between the two groups (P＞0.05). There were no significant differences in cTnI and CK-MB/CK levels between the two training groups (before training, one week after training and four weeks after training) (P＞0.05). The levels of cTnI and CK-MB/CK in the intensive training group were higher than those in the general intensity training group after training for one week (P＜0.05), but there was no significant difference between the two groups after training for 4 weeks (P＞0.05).ConclusionNew recruits in this training base did not show signs of exercise-induced heart damage different training stages or training intensity.

Military training; Exercise-induced heart damage; cTnI；CK-MB/CK

R542.2

A

1674-4055(2016)12-1452-03

军队医院临床重大高新技术课题(2010gxjs011),全军医学科技“十二五”科研项目(BWSIIJ058、CBJ13J002),国家自然科学基金资助项目(81173585),河北省自然科学基金(C2014104010),2014全军青年医学科技青年培育计划项目(14QNP014)

1071000 保定,中国人民解放军252医院心血管中心;2100700 北京,中国人民解放军陆军总医院心肺血管病研究中心;3100091 北京,中国人民解放军309医院心血管中心

曹雪滨,E-mail:caoxb252@163.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.12.11