63名青年军人5 km长跑前后的血脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平及心电图变化

肖 军，沈 建，牛佩娜，段艳梅，季春艳

(1．解放军总医院第八医学中心 a.干部病房,b.心内科，北京 100091； 2.66489部队卫生队，北京 100095)

近年来多所高校相继取消3 km和5 km长跑等运动量较大的项目，其理由是为了杜绝运动性猝死事件的发生，引起社会广泛关注[1]。运动性猝死是在运动中或运动后即刻出现症状，6 h内发生的非创伤性死亡[2]。<20岁及20～29岁是国内运动性猝死的发病高峰期，国外猝死运动员的年龄多低于35岁[3]。运动性猝死的运动项目以跑步、军训为主[1]。运动性猝死病例中，达80%为心源性猝死，原因与运动相关心血管损伤密切相关[4]。来源于体育系统及军队系统的尸检报告表明，运动性猝死者大多并无器质性心脏病[5]。因此，加强对以跑步为主的运动项目的心脏功能风险性评估研究，有益于防范运动相关心血管损伤和运动性猝死的发生。脑钠肽(brain natriuretic peptide，BNP)是目前最重要的了解心脏功能的标志物[6]。心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)在运动相关心肌损伤的检测中具有良好的敏感性和特异性，广泛应用于此类心肌损伤的评估[7]。心电图(electrocardiogram，ECG)是检查和评价心脏功能最常用和最基本的检测手段。本研究观察某部63名青年军人在 5 km 长跑前后血BNP及cTnI水平和ECG变化，并进行医学观察。

1 对象与方法

1.1研究对象 以某部参加5 km长跑的63名青年男性军人为研究对象。经入伍体检和年度体检未发现急慢性疾病。2周内无发热、腹泻及训练伤情况。年龄18～35岁，平均(23.9±4.3)岁，20岁以下17人、21～25岁28人、26～30岁11人、31～35岁7人。2015年6月15日下午，按照日常生活训练状态，进行5 km长跑。

1.2血浆BNP及血清cTnI测定 长跑前10 min及长跑后5 min内分别抽取静脉血10 mL进行检验。采用化学发光法测定BNP水平(正常值0～263 ng/L),采用免疫荧光法测定cTnI水平(正常值0～0.4 μg/L)。

1.3ECG检查与分析 长跑前10 min及长跑后5～10 min，用12导联心电图机(Kenz Cardic 302)记录平卧位标准12导联ECG。根据诊断标准由专人进行ECG的测量、诊断和分析，包括心率、窦性心动过缓、窦性心动过速、窦性心律不齐和ST段下移。

1.4医学观察 记录运动中及运动后1 d出现胸闷、胸痛、心悸、头晕、头痛、晕厥和乏力等症状的人数和时间。

2 结 果

2.1青年男性军人长跑前后血BNP及cTnI水平比较 每名青年军人长跑前后的血BNP水平值均低于263 ng/L，血cTnI水平均低于0.4 μg/L。长跑前后血BNP、cTnI水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 青年男性军人5 km长跑前后血BNP及cTnI水平比较 [n=63,M(P25,P75)]

BNP：脑钠肽；cTnI：心肌肌钙蛋白I

2.2青年男性军人长跑前后ECG结果比较 与长跑前比较，长跑后心率明显升高(P<0.01)，窦性心动过缓比例低于长跑前，窦性心动过速比例高于长跑前(P<0.01)；长跑前后出现窦性心律不齐和ST段下移的比例比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。长跑前后的ECG均无房性或室性心律失常和心脏传导阻滞，无左心室高电压及T波高耸等。

表2 青年男性军人5 km长跑前后心电图结果比较 (n=63)

a为t值，b为Pearson χ2值，c为校正χ2值

2.3医学观察情况 63名青年军人在运动中及运动后1 d无胸闷、胸痛、心悸、头晕、头痛、晕厥和乏力等症状。

3 讨 论

BNP主要来源于心室。由于BNP的核酸序列中包含不稳定的TATTTAT序列,且其信使RNA的转换较快,使BNP可以瞬间合成,血液中BNP能够成比例地反映心室容量和压力负荷，能敏感且特异地反映心室功能紊乱程度[6]。本研究中血BNP水平中位数长跑前为15.90 ng/L，长跑后为20.30 ng/L。长跑前后血BNP水平均在正常范围，且差异无统计学意义。这表明5 km长跑未引起 63名青年军人血BNP水平异常改变。心肌肌钙蛋白(cTnI和cTnT)作为存在心房肌和心室肌细胞中的蛋白质，仅在心肌中表达，具有高度的组织特异性[8]。本研究中cTnI水平中位数长跑前为 0.010 μg/L，长跑后为0.020 μg/L。长跑前后血cTnI水平均在正常范围，且差异无统计学意义。这表明 5 km 长跑未引起63名青年军人血cTnI水平异常改变。

ECG是反映心脏兴奋的产生、传导及恢复过程的客观指标，其检测结果可以有效地反映心脏的基本功能[9]。窦性心动过缓常见于健康的青年人，窦性心动过缓常同时伴随发生窦性心律不齐。健康人在体力活动可出现窦性心动过速。本研究中青年男性军人5 km长跑后窦性心动过缓比例低于长跑前(P<0.01)，原因是心脏对长期训练产生的适应性生理变化，窦性心动过缓因迷走神经张力升高所致。与长跑前比较，长跑后心率明显升高，窦性心动过速比例较高(P<0.01)。其原因为运动导致交感神经系统兴奋所致心率加快和窦性心动过速，是人体正常生理改变。本研究中有1人ECG在长跑后出现Ⅱ、Ⅲ、avF导联有ST段上斜型下移0.12 mV，心率为103次/min，而长跑前心率为60次/min，无ST段下移。研究对象无胸闷、气短等不适，其ECG改变原因为交感神经功能亢进使心率增快，心排血量下降，同时心脏耗氧量增加，继而出现ST改变，为功能性ST段改变。运动过程中及运动后出现的胸闷、心悸、胸痛、头晕、气短及晕厥等不适是运动相关心血管损伤的常见症状[2]。本研究对象在运动中及运动后1 d无胸闷、胸痛、心悸、头晕、头痛、晕厥和乏力等症状。提示5 km 长跑未引起63名青年军人心血管系统的不适表现。

尽管高强度运动造成的心肌损伤尚无确切定义，但剧烈运动导致心肌损伤已被许多运动医学研究证实。运动相关心血管损伤普遍认同的是：不适当的运动可对心血管系统造成不利影响，主要有心律失常、心肌损伤、心脏形态结构的改变、心力衰竭、冠状动脉病变甚至死亡[10-12]。包含猝死在内的心脏事件发生对国家、集体及家庭和个人带来难以挽回的损失，并造成严重不良影响。近年来，社会对运动相关心血管损伤的关注已经延伸到专业运动员以外的群体，如在校大中学生、长跑爱好者和军队人员等。

军事训练所致运动性猝死国外已有较大样本的流行病学调查，Lynch[13]报道了10年中英国男士兵运动性猝死年发生率为3.5/10万。运动性猝死原因既往认为与病毒感染、心肌炎、心肌病尤其肥厚型心肌病等有关，但尸检报告表明，运动性猝死者大多并无器质性心脏病[4]。这表明包含运动性猝死的运动相关心血管损伤机制，不能简单归因于器质性心血管病。20世纪90年代前后，Niemela和Palatsi[14]及Jean-louis[15]研究发现运动过程中会出现心脏疲劳，主要表现为左心室舒张功能降低或合并左心室收缩功能，心脏射血分数下降。在此过程中可出现心肌受损，也可不出现。21世纪初，Whyte等[16]发现心脏疲劳产生的原因是心肌“顿抑”，其程度决定心脏作功能力。“心脏疲劳”理论从本质上阐述了运动导致心脏事件(含心源性猝死)的原因，是运动医学理论的重大发展。血流动力学改变及心肌能量代谢紊乱在运动相关心脏损伤中也发挥重要作用[4]。

目前运动相关心血管损伤的早期诊断标准还缺乏统一认识。基于心血管功能的监测，及时发现运动相关心血管损伤的传统方法有两种：①军事作业疲劳主观评定法[17]，其中胸闷、气促、心悸、头痛、恶心等不适症状也可能是运动过程中的正常反应；②包括血压、心率、血氧、ECG、心脏超声监测在内的客观评定法[18]，而训练所致的心脏结构和功能变化，包括心率变化、左心室高电压、心脏复极异常、缺血性改变、激动起源异常及心肌壁增厚是生理性改变还是病理性变化难以界定。所以这些方法对及时发现运动相关心血管损伤和防范心脏事件都未能取得满意效果。以血BNP和cTnI为代表的新心肌损伤标志物，具有早期评估心功能变化和心肌微损伤的优势，成为运动相关心血管损伤重要判断指标。

多大长跑量可能对心脏产生损害，是运动医学近年来关注的热点。卢飞舟等[19]比较60名健康士兵10 km长跑前后血BNP水平，发现训练后即刻血BNP水平明显升高。Nie等[20]研究发现70%的青少年运动员21 km跑运动后cTnT高于急性心肌梗死诊断值。Neilan等[21]报道了60名成年运动员马拉松后，40%的运动员血cTnT水平超过心肌梗死临界诊断值。刘凌[22]检测10名运动员完成50 km超长马拉松前后血BNP和血cTnT水平发现，运动后血BNP和血cTnT水平均显著升高，且运动前后BNP差值与cTnT差值呈正相关。这些研究表明，10 km以上的跑步量可能导致血BNP和cTnT水平升高。

另外，缺乏适应性锻炼是运动相关心血管损伤重要影响因素。陈金良等[23]报道新兵首次5 km越野跑可出现ECG异常，包括心律失常和ST-T改变。部分新兵在一次5 km体能训练后即刻和运动后4 h血cTnI升高[24]，而受试战士经过1周适应后再进行5 km体能训练未出现明显的心脏损伤[25]。其原因为新入伍战士缺乏适应性锻炼，机体交感神经与迷走神经功能不协调，适应高强度训练能力差，导致心肌细胞电活动不稳定，增加了心肌易损性[26]。

综上所述，5 km长跑未引起血BNP、cTnI和ECG三个客观指标的异常变化，未引起心血管系统不适表现。其原因是本研究中青年军人没有新入伍战士，均进行过适应性训练；青年军人心力储备能满足5 km长跑的运动负荷。本研究亦存在不足之处：本研究的数据来自某部青年军人一次长跑前后的采样；样本量偏少。在今后的研究中需要扩大样本量，注意职业群体差异，关注不同的运动状态，深入对长跑相关心血管损伤的研究。