不同体力活动水平高校女性教师递增负荷运动前后血清心肌酶的比较研究

赖晓红，曹建民，黄剑雅

(1．广东体育职业技术学院，广东 广州 510663;2．北京体育大学，北京 100084;3．江苏体育科学研究所，江苏南京 210033)

体力活动(physical activity，PA)是指任何由骨骼肌收缩引起的导致能量消耗明显增加的各种身体活动［1］。大量研究已经证实了体力活动与健康的密切关系，适量的体力活动可以降低慢性疾病的患病风险。然而，随着人们生活方式的改变，体力活动不足现象已经在全球范围内蔓延，成为心血管疾病的主要危险因素［2］。

近年来，随着全民健身计划的深入，越来越多的普通大众投身到健康运动中来，然而运动健身在给我们带来健康收益的同时，一些运动伤害事故的发生，尤其是心血管意外，也给人们敲响了警钟。研究表明［3］中老年人在运动时发生心血管疾病的比例占整体运动时风险发生因素的很大一部分，这是因为运动会增加心脏的负担与交感神经张力，不恰当的运动容易造成运动时心血管风险事件的发生，特别是对于体力活动不足人群，在运动时发生风险的可能性增加。因此，为了保证运动的安全性，运动前的心血管风险评估就显得尤为重要。

WHO将典型心电变化与心肌酶的异常变化相结合作为判断心肌梗死的依据［4］。此外，心肌酶也被应用于评估炎症、缺血缺氧等因素导致的心肌损伤程度。运动会对心肌组织产生一定的影响，因此，应用心肌酶指标评价运动诱导的心脏风险就显得尤为重要。

本研究通过对不同体力活动水平高校女性教师递增负荷前后的血清心肌酶水平来探讨体力活动水平与心肌酶之间的关系，并且通过血清心肌酶指标来评估不同体力活动水平的高校女性教师运动中可能出现的心脏风险。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

北京某高校健康女性教师，无糖尿病、高血压、心血管疾病、中风、癌症、严重肾病和阻塞性肺病病史，且无运动能力受限，在征得本人同意并签署知情同意书后成为本研究的受试对象，最终共有87名符合以上要求的受试者参与本研究。受试者基本情况如下:

表1 研究对象基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 问卷调查

1.问卷基本内容

本问卷由自设部分和IPAQ［5］两部分组成，自设部分主要调查受试者的基本情况、吸烟与饮酒情况、饮食情况、病史和家族史以及与心血管有关的不良健康问题。IPAQ主要调查与人们交通、家务活动、工作、娱乐休闲活动有关的中等至大强度的体力活动［5］，且持续时间10min以上。

2.信效度检验

问卷设计完成后，以专家访谈的形式将问卷发放给进行体力活动的专家评价问卷的合理性，之后对问卷的信效度进行检验。问卷设计完成后选取30名符合前面要求的健康女性对问卷的信效度进行检验。

信度检验采用重复检验法进行检验，要求受试者在两次不同的时间，尽可能同样的情况下，回答相同的问卷。两次问卷调查的时间间隔7天，并分析两次问卷结果的关联度。

效度检验采用日本OMRON HJA－350IT三轴加速度计作为测量工具，要求受试者连续佩戴7天、佩戴结束后，再填写一份IPAQ问卷，以回忆佩戴期间的体力活动情况。分析加速度计测量数据与问卷数据之间的关联度，以检测问卷的效度。加速度佩戴要求:①早晨起床至晚上睡觉前都要佩戴;②除洗澡、游泳等活动外，其余时间均需佩戴;③在连续佩戴的7天内，至少有1天应是休息时间。

1.2.2 体力活动量计算与分级

1.体力活动量计算

采用IPAQ计算手册［5］中给出的能量消耗MET值对问卷中的中等至大强度体力活动进行赋值，然后采用手册中的计算公式:体力活动量(MET－min/wk)=体力活动强度MET值×体力活动时间(min/d)×活动天数［5］，来计算体力活动量。不同体力活动类型的强度和MET值如下表:

表2 不同体力活动的MET赋值

2.体力活动量分级

本研究借鉴IPAQ计算手册中的中等至大强度体力活动量分级标准(见表3)，将体力活动量分为:不足、中等和高3个水平。

表3 中等至大强度体力分级标准

1.2.3 递增负荷试验

采用递增负荷运动并进行气体代谢分析进行测试。气体代谢分析采用混合式气体分析仪，气体代谢情况的测试间隔时间为10s。递增负荷运动与气体分析采用德国产的CUSTO Med EC 3000电加阻功率车与CORTEX METALYZER－II台式气体代谢分析仪以及配套设备进行。采用功率自行车进行递增负荷运动测试。运动方案参考 ACSM测试手册第八版［6］。以25W为起始负荷，蹬骑3min;之后每级递增25W。每级持续蹬骑2min，要求受试者在蹬骑过程中保持在60转/min。

根据ACSM运动测试与运动处方指南(第八版)运动终止标准［6］，受试者出现其中一项且发生不适则应停止运动，标准如下:

1)运动负荷增加时，收缩压下降＞10mmHg，不伴随其他缺血表现;

2)ST或QRS波改变，如ST段下降(≥0.1mv或向下坡度倾斜)或出现明显的轴移;

3)运动时出现高血压反应(收缩压＞250mmHg和/或舒张压115mmHg);

4)运动时，RPE ＞17;

5)运动时出现持续加剧的胸痛;

6)出现疲劳、呼吸短促、哮喘、腿抽筋或间歇性跛行;

7)出现心律不齐，不包括持续性室性心动过速，包括多发性室性早搏、三联室性早搏、室上性心动过速、心脏传导阻滞、患慢性心律失常;

8)束支传导阻滞或室间传导延隔，不能与室性心动过速鉴别者;

1.2.4 相关指标测试

1.基本形态指标测量

(1)身高、体重:采用健民国民体质测试仪中的身高测试仪和体重测试仪，受试者赤足，背向立柱站在身高计的地板上，上肢自然下垂，两腿伸直，两足尖分开大约60°，保持“三点一线”站立姿势。

(2)BMI:根据BMI计算公式:BMI=体重(kg)/身高2(m2)计算得出。BMI计算公式参考“中国糖尿病防治指南及中国成人超重和肥胖症预防与只控制指南的建议”［7］，BMI=18.5～23.9kg/m2为正常;24.0～27.9kg/m2为超重，BMI≥28.0kg/m2为肥胖。

2.心肌酶指标测试

测试运动前安静空腹状态(要求空腹12h以上)，运动后15min的肌酸激酶(CK)及其同工酶(CK－MB)、乳酸脱氢酶(LDH)及其同功酶(LDH1)、AST水平。运动前、后分别抽取静脉血3ml，放入VACUETTE产促凝管中静置1h，然后用离心机(3000r/min，15min)分离血清待测。心肌酶测试仪器为日立7020全自动生化分析仪。

1.2.5 数据统计

数据采用SPSS17.0软件统计分析，以平均数 ±标准差(Mean±SD)表示。问卷的信效度数据采用相关分析，受试者基本情况采用描述统计，不同组别间的心肌酶指标比较采用独立样本T检验，同组内运动前与运动后的心肌酶等指标差异采用配对T检验。

2 结果

2.1 各组体力活动水平调查情况

2.1.1 问卷发放与回收情况

表4 问卷发放与回收情况

本研究中采用一对一的问卷调查方式，问卷回收率为100%，但是由于部分问卷出现重要选项漏填的情况，因此有效问卷为88份，问卷有效率为90.6%。

问卷信度检验显示信度95%ICC值为0.3，说明问卷前后具有一定的一致性。效度检验显示r=0.48，说明问卷数据和加速度计数据存在相关关系，因此，该问卷满足体力活动水平调查研究的要求。

2.1.2 按体力活动水平分组情况

表5研究对象按中等至大强度体力活动量分组情况

如表5所示，将受试对象按中等至大强度体力活动量分为:不足、中等和高水平三组;中等体力活动组中等至大强度体力活动量非常显著的高于体力活动不足组(P＜0.01)，高体力活动组体力活动量非常显著的高于体力活动不足组(P＜0.01)和体力活动中等组(P＜0.01)。随着体力活动量的增加，BMI值有所下降，但是组间比较没有差异。此外，随着体力活动量的增大，运动终止负荷也不断增加，其中高水平组运动终止瓦数显著的高于体力活动不足组(P＜0.05)。

2.2 不同体力活动水平高校女性教师递增负荷前后心肌酶指标比较

2.2.1 不同体力活动水平高校女性教师安静状态下心肌酶

表6 不同体力活动水平高校女性教师安静状态下心肌酶比较结果

如表6所示:运动前安静状态下，体力活动不足组心肌酶各指标值均低于中、高水平体力活动组，其中体力活动不足组CK－MB显著的低于中等组(P＜0.05)并且非常显著的低于高等组(P＜0.01)，其余指标没有显著性差异;所有指标未超过正常范围。

2.2.2 不同体力活动水平高校女性教师递增负荷运动后心肌酶比较结果

表7 不同体力活动水平高校女性教师递增负荷运动后下心肌酶比较结果

如表7所示:递增负荷运动后，体力活动高水平组CK值显著的高于体力活动不足组(P＜0.05)，除AST以外，其余心肌酶水平随着体力活动水平的升高而升高。其中体力活动不足组AST值超过正常值范围，提示心肌组织出现了一定的损伤。

2.2.3 不同体力活动水平女性教师递增负荷运动前、后心肌酶差值比较结果

表8 不同体力活动水平高校女性教师递增负荷运动前、后心肌酶差值比较结果

如表8所示，除中等和高水平体力活动组的CK－MB运动后比运动前有所下降外(P＜0.01)，其余各组指标运动后都有所升高，特别是三组的CK、AST都非常显著的升高(P＜0.01)，从运动前后差值比较分析来看，不足组的CK、AST增加值显著的高于中等组和高等组(P＜0.05)，其余指标差值没有出现显著性差异。

3 讨论

体力活动水平的评定标准有很多种，本研究中采用IPAQ计算手册中制定的标准将其分为:不足、中等和高三个水平。大量研究证实体力活动可以促进健康，降低慢性病的发病风险。随着生活方式的改变，特别是高校女性教师平常工作基本上处于静坐少动的状态，容易出现体力活动不足的现象。Manson等［8］认为久坐时间可以作为预测女性心血管风险的独立因素。Siscovick倍等人估计［9］运动习惯水平低的男性运动中发生心脏骤停的风险比平时高56倍，而有运动习惯的男性风险只有5倍。然而，近年来运动中心血管事件的发生也不容忽视，因此运动前的心血管风险评估就显得尤为重要。

心肌酶是预测和诊断心血管疾病的重要指标。JOANN等［10］也采用受试者是否出现心电病理性变化并出现心肌酶水平升高判断是否发生心肌梗死。本研究通过对不同体力活动水平高校女性教师递增负荷前后的血清心肌酶水平来探讨体力活动水平与心肌酶之间的关系，并且通过血清心肌酶指标来评估不同体力活动水平的高校女性教师运动中可能出现的心脏风险。

本研究中发现安静状态下，体力活动不足的高校女性教师心肌酶指标低于中等和高水平的体力活动组。其原因可能是由于体力活动不足组长期体力活动不足，导致机体对心脏、骨骼肌系统动员较少，心肌酶的基础值较低导致，此结果也提示增加日常生活中中等至大强度体力活动量，可能会引起血清心肌酶安静值的增加，但是并未达到病理状态下的心肌酶水平。

心电图递增负荷试验是临床上常用的一种检查心血管疾病的重要方法。有些心血管风险安静状态下是不易察觉的，通过运动诱导心肌缺血缺氧，相应的生理生化指标可能会出现异常的改变。本研究对受试者进行递增负荷试验，结果发现体力活动不足组的AST水平高于中等组和高等组，并且超过正常值的范围。AST即天门冬氨酸转移酶，广泛存在于人体的心脏、肝脏、肾脏、骨骼肌、脾脏、肺脏和红细胞中［11］，其中以心肌细胞含量最丰富，肝肾次之。正常情况下，心肌细胞内含大量的AST，当心肌缺氧时，心肌细胞受损、其完整性被破环时，AST可通过受损的细胞膜进入血液，因此血清中AST活性升高，可用于判断心肌损伤，并且其升高程度会随着心肌损伤程度的加重而加大［12］。史亚丽［13］等研究表明大强度运动会导致过量自由基的产生，自由基对心肌细胞膜有损坏作用，从而导致细胞膜通透性增加，心肌AST外泄。石磊［14］等通过动物试验研究发现，力竭运动会引起小鼠血清AST水平显著升高。本研究中体力活动不足组的心肌组织在递增负荷运动下，心肌组织出现了一定程度的损伤，其原因可能是由于体力活动不足者由于平时缺乏体力活动导致的心肺功能较差，同样的运动刺激对其的骨骼肌和心肌的损伤更大，导致其运动后血清中的心肌酶水平上升。此结果提示体力活动不足者运动中出现心脏风险的可能性更大。

众多研究已经证实，运动会引起血清心肌酶水平不同程度的升高，尤其是大强度运动效果更明显。本研究结果也显示，递增负荷运动后，除中等和高水平体力活动组的CK－MB有所降低外，其余各组的心肌酶指标都有所升高，特别是CK和AST升高更明显。由此说明经过此次递增负荷运动后，不同体力活动水平受试者的心肌组织细胞膜的完整性均出现了一定程度的损伤。本研究中，对不同体力活动组别运动前后心肌酶的差值比较分析发现，体力活动不足组的运动前后心肌酶的增加差值显著的高于中等、高水平体力活动组，主要体现在CK和AST这两个指标。

肌酸激酶CK是临床上诊断心血管疾病的重要敏感指标之一［15］。研究已经明确CK是人体细胞在能量代谢中的重要酶类，它与细胞内能量的转运、肌肉的收缩和ATP的再生有很大关系。通常人体的血清中含有一定水平的CK，但当富含CK的肌肉组织受损或疾病时，其内的CK会释放入血，导致CK水平发生变化［16］。竞技体育中关于运动和CK关系的研究比较多。竞技体育中常用血清CK的变化来评定骨骼肌损伤、适应与恢复的能力。大量研究证实，运动可使CK活性升高，但其升高程度有个体差异，且与运动负荷的强度、运动时间和运动方式等因素有关。有关健康人群运动与CK关系的研究并不多见。张宏磊等［17］研究发现，普通男性大学生在递增负荷功率车直至力竭运动后即刻，血清CK水平急剧增高，然后又逐渐下降直至6h后恢复到原来的正常水平。代天修［18］观察了健康而不经常运动者在长跑30min前后的血清CK变化，揭示出运动可使他们的CK水平升高3%。

本研究中体力活动不足组运动后心肌酶损伤更加研究，此研究结果提示运动负荷试验对体力活动不足女性造成相对严重的炎症反应，这就增加其运动中可能出现的心血管风险。运动引起细胞膜损伤的原因可能是由于剧烈运动时，细胞缺氧、能量底物耗竭、酸性产物增加导致细胞膜的通透性增加，其次剧烈运动时机体的自由基生成增多，自由基会攻击细胞膜上的不饱和脂肪酸，导致细胞膜脂质过氧化，引起细胞膜的通透性发生变化［19］。

4 结论

4.1 体力活动不足的高校女性教师安静状态下的心肌酶水平较低。

4.2 递增负荷运动会引起高校女性教师心肌细胞出现一定程度的损伤，血清心肌酶水平运动后有所升高，而且体力活动不足女性的损伤更为严重，主要表现在心肌酶指标中的CK和AST。

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