新兵入伍集训期间相关生理指标的变化及其意义

田东华，蒋希萌，李萌博，王晓莉

根据训练大纲要求，新兵入伍要完成3个月的较高强度的军事训练。有效的运动可以改善心脏功能，但集中高强度大量运动却极易导致心肌细胞损伤。近年来，随着入伍新兵身体素质、现代化军事训练的强度、科目种类的变化，对无训练基础的新兵进行集中高强度训练中所致心肌损伤、猝死风险，尚无系统研究进行充分评估。已有相关研究表明心电图、心脏超声等检查具有一定的提示新兵心脏功能损伤的作用，但目前更加全面、有效的监测方式尚未成熟，需建立一套系统、高效的监测方法，有效筛选高强度运动下新兵心功能损伤，进而避免心源性猝死风险。本研究选取入伍集训新兵进行为期2个月的心脏相关指标监测，从循环基础指标、心脏酶学变化、心脏结构功能等三个方面，系统详细地分析当前军事集训对入伍新兵的影响，充分评估军事集训的风险，以降低新兵集训心血管疾病的发病率。

1 对象与方法

1.1 对象 选取某部新兵126名，均为男性，集训初体重(71.4±11.1)kg，集训初身高(176.2±6.6)cm，既往均无重大疾病病史。

1.2 方法 按照训练教学大纲，集中规律中等训练强度训练2个月。设定集训开始、3 d、1周、2周、1个月及2个月为6个检测时间点，清晨起床后测脉搏、血压、身高、体重；空腹抽取静脉血，行CRP、心肌酶、肌红蛋白、肌钙蛋白、血清肌酸激酶同工酶、肝功能、肾功能、BNP等检验，使用迈瑞BC-5390、广州万孚干式荧光免疫分析仪FS-205、BS-2000M检测设备进行检测；使用GE便携式彩超VIVID i行超声心动图检查。1 km跑步后立即测血压及脉搏。

2 结 果

2.1 基本生理指标 身高在6个检测时间点无变化，体重、BMI变化差异无统计学意义(表1)。

2.2 心脏功能 集训后1、2个月平均收缩压较集训开始显著升高，集训后1个月到达最高值；集训后各时间点平均舒张压较集训开始显著降低，在2个月时达到最低值；基础心率在集训后逐渐降低，集训后2个月达到最低值；最大心率在集训后呈现先升高后降低的趋势，集训3 d后高于集训开始时，2个月后显著低于集训开始，差异有统计学意义(<0.05，表2)。

2.3 心肌酶及BNP AST呈现先升高后下降的趋势，在1周达到峰值，差异有统计学意义，2个月仍然高于基础值；CK呈现先上升后下降的趋势，1周达到峰值，显著高于生理值，差异有统计学意义，2个月仍高于集训开始；LDH集训1周后达到峰值后回落，峰值明显高于基础值；CK-MB呈逐渐上升趋势，虽然2个月后达到峰值，但仍处于生理正常值范围内。cTnI呈下降趋势，1个月后达到最低值，均处于正常生理值范围，个体最高值为1.04 ng/ml，具备诊断意义；BNP呈现先升后降趋势，1周后达到峰值，均处于正常生理值范围，差异均有统计学意义(<0.05，表3)。

2.4 心脏结构 左室舒张末内径有所增加，集训2个月达到峰值，显著高于集训开始，差异有统计学意义(<0.05，表4)；左室收缩末内径有所增加，集训3 d达到最高点，但同集训开始比较，差异无统计学意义；室间隔厚度呈下降趋势，集训1个月达到最低值，各时间点均处于生理数值范围内，差异有统计学意义；后壁厚度同集训开始相比较，差异无统计学意义。

2.5 心脏功能 集训3 d左室射血分数显著低于基础值，其余各时间点与基础值差异无统计学意义；左室短轴缩短指数最低值出现在集训3 d，显著低于集训开始，其余各时间点与基础值相比较，均无统计学差异； 2个月左室每搏量达到最高值，显著高于集训开始(表5)。

2.6 其他生理指标 CRP无显著性变化，集训3 d、1周、2周、1个月、2个月与集训开始比较，差异无统计学意义；MYO呈现先上升后降低的趋势，1周达到峰值，显著高于集训开始，集训2周亦显著高于集训开始，差异有统计学意义(<0.05，表6)。

2.7 1 km跑步成绩 集训1个月后获得1 km最好成绩(226.2±19.3)s，集训1周成绩(233.2±23.7)s、2周成绩(228.8±23.4)s、2个月成绩(231.8±19.5)s，均较集训开始时的(246.9±32.3)s有显著提高，差异有统计学意义(<0.05)。

3 讨 论

近年来，军事集训的主要目的在于短期内快速加强新兵心肺功能，为后续专项训练打好基础。如何在保证训练强度的前提下，降低新兵心血管疾病甚至心源性猝死的风险，是保证集训的核心问题。正常或低量运动可逐渐提升心脏功能，而入伍集训则需要在短时间内快速、有效地提升受训者心肺功能。文献[4]报道，当心率达到140次/min时, 每搏输出量接近最佳状态, 机体训练效果明显提升；当心率达到150次/min时，心脏每搏输出量可增至最大并取得最佳机体训练；当运动时心率处于110次/min以下时则达不到训练效果，而心率升高达到180次/min或以上时，体内乳酸迅速蓄积、免疫球蛋白含量降低，机体在未得到更加良好锻炼的同时还容易产生疲劳、发生运动损伤和降低免疫功能。由此可见，最理想的训练方案是将新兵训练心率提升至140～160次/min。本研究中新兵平均心率已处于160次/min，并且随着集训时间的延长，士兵平均心率、最高心率均有降低，并且1km跑成绩显著提高，新兵的心肺功能和运动耐力得到明显提升，表明本研究中集训强度适合，成效显著。

长期的运动训练不仅能促使心脏功能发生适应性改变，也可引起心脏形态和结构的改变。良好的心脏结构是维持良好心脏功能的基础，Anwar等研究发现，在低、中度运动时，心脏主要依靠 Frank-Starling 机制提高心输出量，高强度运动时舒张末期充盈率下降，心肌的收缩功能起主要作用。大量研究发现，长时间运动可导致机体心脏收缩功能降低，Tibbits等对长时间运动过程中心肌收缩功能进行研究，发现运动时心搏量减少的主因是心肌收缩力下降和心脏静脉回心血量减少，心脏无法有效充盈；Pokan等发现，在健康受试者长时间自行车运动时受试者心脏收缩功能明显降低。另有研究发现，早期运动训练可导致心腔容积扩大，心室壁相应增厚和心肌收缩力的提高，但这种适应性变化主要与其运动时间有关，短时运动不会引起心脏形态学的明显改变，长时间剧烈运动时平均动脉压及心搏量进行性降低，但低于1 h的运动并不易出现此类症状。左室射血分数可有效反映心脏功能，其准确性高、重复性好，是评价心功能的最主要指标；结合左室短轴缩短率、左心室每搏输出量两个指标结果，可更加完善评估新兵心功能变化水平。本研究中新兵集训后EF值在短暂降低后恢复正常水平，而集训后SV水平明显提升，这表明集训并未对新兵心功能造成明显损伤，并且达到了提升心输出量、适应较高强度运动的训练目的；左室间隔厚度虽然呈现下降趋势，然而并未低于6 mm，仍处于正常生理范围值内，其具体意义尚待进一步探究。

运动引起的心肌损伤与运动强度、持续时间有关。长期持续的高强度运动可导致心肌细胞微小损伤、加速心肌间质纤维化进程，cTnI、CK-MB、BNP是体现心肌损伤程度的重要标志物，其表达升高直接与心肌损伤相关，长时间的运动使血清cTnI升高，且其升高程度与心肌损伤程度呈正相关。短时间的高强度应激性刺激可以使血液心肌酶活性升高，随着应激停止，时间延长，其活性又呈下降的趋势。耐力运动可诱导的cTn升高，且运动持续时间和cTn峰值浓度之间存在反向关系，短时间、高强度运动后cTn升高更明显。BNP/NTproBNP升高早于cTn，故能够诊断心肌早期损伤和评估心肌缺血，同时也是预测心血管事件的重要指标。本研究中CK-MB、cTnI、BNP等与心肌损伤相关指标也出现不同水平的升高，提示心脏细胞因负荷运动出现一定程度损伤，但总体变化均在正常生理值范围内，并未严重影响心脏功能。上述现象表明在大样本研究结果虽然具有代表性，但更应该针对个体差异密切监测以cTnI、CK-MB为主的心肌损伤指标变化趋势，并及时完善心功能动态监测，为避免集训过程中出现心源性猝死起到警示作用。

肌红蛋白是心肌损伤最早的心肌标记物，AST、CK、LDH也是心肌损伤相关重要指标，上述指标均会在心肌损伤早期明显升高，具有较高的敏感性，但其特异性较差。本研究发现，集训过程中AST、CK、LDH、MYO四项指标明显升高，在集训2周到达峰值，而后逐渐回落，这与心功能EF值变化趋势相类似。由此可见，AST、CK、LDH三项指标早期升高过程提示三种指标具有更加良好的敏感性，可能更适合成为军事化集训中心肌损伤的预警性指标。

本研究通过联合心脏超声、心脏损伤标记物等指标建立心血管风险监测体系，该体系可以评估集训过程中新兵心脏功能及损伤程度。在评估心脏风险的同时，也应加强对个体心血管事件的甄别，进一步研究完善军事集训中心血管事件的检测方式。