不同距离跑对青少年中长跑运动员及非运动员心肌损伤生物标志物cTnT释放的影响

李丰祥

有规律的适量运动有利于心脏的健康已经成为人们的共识，但越来越多的实验证明，在长时间运动的项目中（如马拉松、铁人三项、超长马拉松等）［9，15］运动员血清心肌肌钙蛋白会显著升高。血清心肌肌钙蛋白为临床上评价心肌损伤（急性心肌梗塞）的血清学“金标准”［2］，一般情况下以目前的检测手段，即使是最为敏感的第三代检验cTnT技术也难以在正常人群的血清中检测到。因此，长时间运动引起血清心肌肌钙蛋白升高对心脏是否造成损伤，引起了研究者极大的关注。有人认为，长时间运动引起血清心肌肌钙蛋白升高是一种生理性变化，因为研究发现，在运动后24h，血清心肌肌钙蛋白恢复到心肌损伤界值以下的水平［20］。但与之相反，有研究发现长时间运动后会导致心脏功能异常、心脏的氧化损伤甚至心肌坏死等［2，8］。因此，在使用血清心肌肌钙蛋白监控运动员训练和普通人健身时应当谨慎。运动引起血清心肌肌钙蛋白升高的原因众多，有人认为，与运动强度有关；有人认为，与运动时间有关；有人还认为，是两者共同作用的结果，其结果存在众多矛盾之处。而且以上结果多数在成人中展开的，也有少数是在青少年中展开，但即使在青少年中，也以青少年运动员为研究对象，只涉及21km和10km跑，并未涉及全程马拉松跑，也未涉及未有规律训练青少年运动后及恢复期血清心肌肌钙蛋白的变化［9，11，4］。在青少年中是否与成人具有相同的变化规律以及运动训练对青少年血清心肌肌钙蛋白影响如何，长距离跑对非运动员青少年血清心肌肌钙蛋白的影响如何，目前尚缺少这方面的系统研究。本研究拟以经过训练的中长跑青少年运动员及未经训练的青少年为研究对象，探讨5、10、21及42km跑对血清心肌肌钙蛋白变化的影响以及两者的变化区别，为青少年运动训练监控及健身提供有利的实验依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

10名青少年中长跑运动员，全部为男性，其中一级运动员3人，二级运动员7人，平均年龄为15.9±1.9岁，身高为1.69±0.70m，体重56.9±4.4kg，平均训练时间2.7±0.9年；未训练青少年选择年龄、身高及体重与运动员相似的20名男性受试者，以防在实验过程中完不成任务或中间退出导致本实验不能有效完成，非运动员无家族性心脏病及猝死史，检查身体，排除有运动障碍的受试者；非运动员为无专门性和规律性运动训练，但平时较喜欢运动，以尽可能保证完成实验任务。

1.2 实验设计

所有运动员及非运动员均参与5km、10km、21km和42km跑，每一个距离跑中间相隔1周，在此期间运动员正常训练，非运动员按照以往习惯生活和运动，在每一距离跑前24h运动员不进行训练，非运动员不进行较大的体育活动。在跑的过程中要求运动员和非运动员尽力跑，记录所跑时间。在每一距离跑前、跑后4h及24h分别抽取静脉血5ml，低温离心机分离血清，然后放入-70℃冰箱以用于测定血清心肌肌钙蛋白cTnT，在每一个距离跑的当天及第2天测定运动员与非运动员的晨脉。

1.3 测试指标

1.3.1 血清cTnT 的测定

cTnT采用目前最为精确的第3代检测技术［21］，该测定方法的测定极限值为0.01ng／ml。依据美国心脏病学学会及欧洲心脏病学学会血清的心肌标志物指南［1，5］，心肌损伤与急性心肌梗塞的cTnT 界值分别为0.03ng／ml和0.05 ng／ml，测定时低于0.01ng／ml记为0.005ng／ml。

1.3.2 晨脉的测定

在运动员及非运动员每一个距离跑的当天及第2天早晨，受试者在醒来起床前自测心率，作为每一个人的晨脉，在测定时要求醒来时马上测定，并且为保证数据的准确性，要求每一个人连续自测3次，取平均值作为晨脉值。

1.4 统计分析

利用SPSS统计软件（SPSS 11.5for Windows）处理，计算均值和标准差（）。如果数据呈正态分布，则组内比较采用单因素方差分析，不同跑距间比较采用独立样本t检验；如果不符合正态分布，则采用非参数检验。显著性定为P＜0.05。

2 结果

2.1 运动员与非运动员5、10、21和42km跑所用时间非运动员明显比运动员用时更长

2.2 不同距离跑运动员与非运动员晨脉变化

无论是运动员还是非运动员，在跑5km及10km前后晨脉未见显著性变化；21km跑也未见显著性变化，但非运动员组有3名受试者晨脉值运动后比运动前高5次以上，说明心脏疲劳未完全恢复；42km跑后，运动员组晨脉也未见显著性改变，但有3名运动员运动后晨脉高于5次，非运动员组运动后晨脉显著高于运动前，并且有7名受试者晨脉比运动前高5次以上。

表1 运动员与非运动员不同距离跑所用时间一览表Table 1 The Time of Running in Athletes and Non-athletes （单位:min）

表2 不同距离跑运动员与非运动员晨脉变化一览表Table 2 The Variation of Morning Pulse after Different Distance Run in Athletes and Non-athletes （次／min）

2.3 不同距离跑运动员与非运动员血清cTnT的变化

血清变化:非运动员与运动员比较，5km、10km、21 km和42km跑后4h，非运动员血清cTnT均显著高于运动员，而运动后24h仅有42km跑后，非运动员显著高于运动员；与运动前比较，10km、21km和42km跑后4h，血清cTnT均显著高于运动前，而5km跑后，只有非运动员显著高于运动前，5km、10km和21km跑后24h，cTnT平均值恢复到心肌损伤界值以下水平，42km跑后运动员组与非运动员组平均值均未恢复到心肌损伤临界值以下水平；与运动后4h比较，10km、21km和42km跑后24 h，cTnT水平均显著降低，5km跑后24h，运动员组无显著性降低，而非运动员组显著降低；与5km跑后比较，21和42km跑后4h，运动员与非运动员cTnT水平均显著升高，42km跑后24h显著升高，21km跑后未见显著性改变；与10km跑比较，21km和42km跑后4h，运动员与非运动员cTnT水平均显著升高，42km跑后24h显著升高，21km跑后未见显著性改变；与21km跑后比较，无论是运动后4h还是24h，42km跑后运动员与非运动员组cTnT均显著升高（表3）。

由于不能坚持跑等原因，非运动员在实验中有7人退出，最后只有13人完成了所有实验，运动员全部完成实验。5km跑后4h，非运动员组血清cTnT有2人（15.4%）超过心肌损伤界值。10km跑后4h，运动员3人（27.3%），非运动员6人（46.2%）血清cTnT超过心肌损伤界值。21km跑后4h，运动员7人（63.6%），非运动员13人（100%），血清cTnT超过心肌损伤临界值；运动员5人（45.5%），非运动员11人（84.6%）血清cTnT 超过 急性心肌梗塞临界值；21km 跑后24h，运动员1人（9.1%），非运动员3人（23.1%）血清cTnT依然高于心肌损伤临界值。42km跑后4h，所有运动员与非运动员cTnT均超过心肌损伤临界值；运动员8人（72.7%），非运动员13人（100%），血清cTnT超过急性心肌梗塞临界值；42km跑后24h，运动员5人（45.5%），非运动员7人（53.8%），血清cTnT超过心肌损伤临界值，运动员1人（9.1%），非运动员3人（23.1%），血清cTnT依然超过急性心肌梗塞临界值（表4）。

表3 不同距离跑后运动员与非运动员血清cTnT的变化一览表Table 3 The Change of Serum cTnT after Different Distance Run in Athletes and Non-athletes.（ng·ml-1）

表4 不同距离跑后超过心肌损伤及急性心肌梗塞界值人数及百分比一览表Table 4 The Number and Percent of Over Cutoffs of Cardiac Injury and Acute Cardiac Infarction after Different Distance Run

3 讨论

临床上用于判定心脏损伤的手段多样，如心电图、超声心动、血清生物标志物等，其中在血清生物标志物中，心肌肌钙蛋白因其具有的敏感性、特异性等特点被认为是判定心肌损伤（急性心肌梗塞）的血清学“金标准”［2］。心肌肌钙蛋白分为心肌肌钙蛋白T（cTnT）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）和心肌肌钙蛋白C（cTnC）。临床上，cTnT 和cTnI两种常用于判定心肌损伤（急性心肌梗塞）血清学标志物。在正常健康人的血液中几乎检测不到心肌肌钙蛋白的存在，因此，血液中一旦出现心肌肌钙蛋白或超过某一临界值，则预示着心肌出现了损伤，而且当水平更高时，则判定为急性心肌梗塞。众多的研究发现，在运动员中经过长时间运动会显著升高血清心肌肌钙蛋白的水平。Koller A等［7］研究发现，在下山马拉松跑（离心收缩）后，受试者cT-nI超过0.04μg／L 为69%，cTnT 超 过0.01μg／L 的 为46%，这一比例与平地运动无显著性差异。另外，在马拉松、铁人3项、自行车和／或长时间走等项目中均发现血清心肌肌钙蛋白升高的现象［3，16］。有趣的是，运动员出现血清心肌肌钙蛋白升高，而不表现出心肌梗塞的症状。因此，长距离运动引起血清心肌肌钙蛋白升高是否是心脏损伤的病理表现，目前存在较大的争议［9］。一些研究表明，运动后血清心肌肌钙蛋白几天内会恢复到心肌损伤界值以下［9］，Traiperm，N等［20］也证实了这一点，40名健康马拉松运动员，马拉松跑后即刻，有30人血清cTnT和／或cTnI超过心肌损伤界值的上限，其中3人则超过了急性心肌梗塞的界值，而24h后，所有运动员血清心肌蛋白恢复到心肌损伤界值以下，这表明运动引起的血清心肌肌钙蛋白水平升高是一种正常的生理性反应［13］。然而另有研究发现，在马拉松17和铁人3项［8，10］运动中，血液心肌标志物升高与心脏功能降低有关，还有研究表明，超长时间的耐力训练会导致左右心室的功能异常［8］。

以上研究主要集中在成年耐力项目运动员，较少涉及青少年，尽管 Nie等［9，11，12］、Tian 等［9，17-19］和 Fu 等［9，4］研 究发现，在青少年耐力项目运动员中，经过半程马拉松或10 km跑后血清cTnT和cTnI水平升高，但以上研究均未涉及全程马拉松跑对青少年血清心肌肌钙蛋白的研究，尤其是在非运动员中更无涉及。本研究发现，非运动员与运动员比较，无论是5km、10km、21km还是42km跑，运动后4h，非运动员血清cTnT水平均显著高于运动员，而42 km跑后24h，非运动员血清依然显著高于运动员，这说明运动员由于长时间的运动训练，心脏对运动训练已经产生了一定的适应，而非运动员由于较少受到此种强度和时间的刺激，心脏受到相对较强负荷的影响，使心脏受到更为明显的损伤，从而释放更多的cTnT进入血液。本研究中经过5km、10km、21km和42km跑后4h，血清cTnT超过心肌损伤和急性心肌梗塞界值的人数以及所占百分率，非运动员均高于运动员，具体运动员与非运动员血清cT-nT 超过心肌损伤的人数及比例为为:0（0）vs2（15.4%），3（30%）vs 6（46.2%），7（70%）vs 13（100%）和 10（100%）vs 13（100%）；超过急性心肌梗塞界值的数量及比例 为:0（0）vs 0（0），0（0）vs 0（0），5（50%）vs 11（84.6%），8（80%）vs 13（100%），这些结果也进一步说明了非运动员的心脏更易受损伤的特点。Neilan等［10］研究发现，训练水平较低的运动员在马拉松跑后cTnT水平升高更为明显，这也支持了笔者的观点。然而，有一些报道认为，运动持续时间与cTnT或cTnI升高无相关关系［14］。这可能与受试者、运动强度及cTnT测试方法等不同所致，其真正原因还需进一步研究。在恢复期，本研究与许多以成年运动员为研究对象的结果不尽相同，许多研究表明在运动后24h后，血清心肌肌钙蛋白水平恢复到心肌肌钙蛋白心肌损伤界值以下［9］，而本研究中，42km跑后24h，近一半的运动员与非运动员血清cTnT水平依然显著高于心肌损伤的临界值，其中运动员5人（50%）、非运动员7人（53.8%），仍然有运动员1人（10%）、非运动员3人（23.1%），血清cTnT水平超过急性心肌梗塞临界值，这些结果充分说明青少年长距离运动后，无论是运动员还是非运动员心肌损伤比成年运动员更为严重，尤其是未经规律训练的青少年非运动员，这也提示我们青少年在从事长时间运动时更应谨慎。心肌cTnT的释放除与是否运动训练有关外，还与运动距离有关。本研究结果显示，随着运动距离的延长，无论是青少年运动员，还是非运动员血清cT-nT的水平及超过心肌损伤和急性心肌梗塞临界值的比例显著升高，说明引起血清cTnT水平升高与运动距离有关，这与Fu等的研究结果相一致［4］。Jassal等［6］在成年人中的研究结果也佐证了我们的观点，他们以非优秀马拉松运动员为受试对象，选取半程马拉松和全程马拉松，结果发现运动后1h，血清cTnT在半程马拉松跑中有45.9%的运动员显著升高，而全程马拉松跑中有52.8%的运动员显著升高。

依据本研究结果，运动引起心肌释放cTnT似乎是一种必然结果，只要给予足够的时间和强度的刺激，所有人最终心肌释放cTnT均会超过心肌损伤的界值甚至超过急性心肌损伤的界值。本研究发现，非运动员从21km开始，而运动员从42km开始，跑后4h所有人的血清心肌肌钙蛋白均超过了临床上心肌损伤的界值，甚至非运动员在42km跑后4h，所有人血清cTnT均超过了急性心肌梗塞的界值。这一方面说明，运动引起心肌释放cTnT是普遍现象（或者似乎可以说长时间运动引起心肌损伤具有普遍性），也从另一个角度说明，运动对健康的“双刃剑”作用。因此，无论是在健身过程中，还是在运动训练过程中，尤其是青少年的健身与训练更应该注意运动的强度和运动量的监控。

晨脉是常用来判定心脏疲劳简单而又实用的指标。本研究发现，无论是运动员，还是非运动员在跑5km及10 km前后晨脉未见显著性变化；21km跑也未见显著性变化，但非运动员组有3名受试者晨脉值运动后比运动前高5次以上，说明心脏疲劳未完全恢复；42km跑，运动员组晨脉也未见显著性改变，但有3名运动员跑后晨脉高于跑前晨脉5次，非运动员组跑后晨脉显著高于跑前，并且有7名受试者晨脉比跑前高5次以上。晨脉的变化与血清cT-nT的变化表现出非常相似的一致性，即运动后24h血清cTnT依然高于心肌损伤临界值的受试者，其晨脉也基本表现出高于正常值5次及以上的水平，提示运动后晨脉的变化可能间接反应血清心肌肌钙蛋白的变化，其具体的相关关系尚需进一步加大样本量，寻求建立相关的回归方程，以用于间接检验血清cTnT的水平。

4 结论

青少年心肌肌钙蛋白的释放与运动距离有关，而且运动会引起非运动员青少年心肌释放更多的cTnT，提示长时间运动对青少年非运动员可能会造成更为严重的心肌损伤。

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