高温高湿环境下高强度军事训练对肾脏的影响

金玉明，李斌，陈锐，姜新，王敏捷，吴春阳，李蓉，卢东源

肾脏是维持机体内环境相对稳定的重要器官之一,对机体的生理功能起着重要的调节作用。以往的研究[1]表明,适宜的有氧运动对肾脏结构和功能有良好的影响,剧烈运动时,肾脏承受负担加重,肾脏组织的超微结构及功能受到损害而发生变化。表现为出现血尿、蛋白尿、血红蛋白尿等。本试验观察不同守礁时间的官兵,在不同环境条件进行高强度训练前后肾脏损伤的发生情况,对提高高温高湿环境下军事训练水平，减少肾脏损伤,做好特定环境下卫勤保障工作,具有重要的现实指导意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象

随机抽取驻南沙守岛礁400名男性官兵，年龄18～25岁，身体健康,无急、慢性传染病史,守岛2～3年为老兵,按驻地气象条件分组,高温高湿环境[夏季气温(Ta)≥35 ℃,相对湿度(RH)≥80%]为高温高湿新兵组、高温高湿老兵组,常温常湿环境[Ta(27.4±1.37) ℃,RH(50.25±6.76)%]为常温常湿新兵组、常温常湿老兵组,每组100人。

1.2 方法

1.2.1 训练方法 训练时每人均全装，负重15 kg，按组别在不同环境条件下,以相同强度(45 min、10 000 m)完成10 000 m跑训练。

1.2.2 观察指标 训练前、后即刻及24 h后留取20 ml尿液行尿常规检测，记录尿蛋白及潜血，(+)及以上为阳性；所有标本行尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷水解酶(NAG)和尿视黄醇结合蛋白(RBP)检查，其中尿NAG用酶-底物直接显色法测定，试剂盒为上海德波生物技术有限公司产品，结果以NAG/Cr(U/mol·Cr)表示正常范围≤1.3(U/mol·Cr)。尿RBP用ELISA方法测定，酶标仪为BM公司ELX-800型，试剂盒为上海德波生物技术有限公司产品正常值范围≤0.5 mg/L。(3)训练前、后即刻及24 h后留静脉血行血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)检测。

1.3 统计学处理

计量资料结果以均数±标准差(x±s)表示，各组间比较采用方差分析。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各项检测指标检测总人数、异常人数及发生率

400名官兵训练后尿潜血、尿蛋白、NAG和RBP 4项指标均有人员异常，其中RBP异常官兵最多，245人，发生率达61.2%；尿潜血异常官兵最少，23人，发生率5.8%。见表1。

表1 各项检测指标总人数、异常人数及发生率

2.2 不同环境组运动后尿量比较

高温高湿环境的2组训练2 h后尿量平均为(34.0±10.2)ml，常温常湿环境的2组训练2 h后尿量为(80.0±15.2)ml，后者显著高于前者，差异有统计学意义(t=20.81，P<0.01)。

2.3 不同环境组运动前后血肌酐和尿素氮的变化

高温高湿环境的2组与常温常湿环境的2组训练后血清肌酐和尿素氮均有升高趋势，但差异无统计学意义(P>0.01)。

2.4 不同环境组运动后即刻与休息24 h尿蛋白和尿潜血阳性比较

常温常湿新兵组与高温高湿新兵组和常温常湿老兵组运动后即刻尿蛋白阳性例数比较，差异均有统计学意义(χ2=7.96，P<0.05；χ2=5.21，P<0.05)。高温高湿新兵组与高温高湿老兵组运动后即刻尿蛋白阳性例数比较，差异有统计学意义(χ2=7.41，P<0.05)。常温常湿新兵组与高温高湿新兵组运动后即刻尿潜血阳性例数比较差异有统计学意义(χ2=3.73，P<0.05)。休息24 h后4组除高温高湿新兵组和高温高湿老兵组尿蛋白阳性例数各1例,其余均正常。见表2。

表2 不同环境组运动后即刻和24 h后尿蛋白和尿潜血阳性情况(例)

2.4 不同环境组运动后即刻与休息24 h后尿NAG和尿RBP比较

常温常湿新兵组与高温高湿新兵组和常温常湿老兵组运动后即刻尿NAG和尿RBP比较差异有统计学意义(t=4.81，P<0.05；t=2.81，P<0.05)。高温高湿新兵组与高温高湿老兵组运动后即刻尿NAG和尿RBP比较差异有统计学意义(t=4.54，P<0.05)。休息24 h后4组尿NAG、尿RBP均恢复正常范围。见表3。

表3 不同环境组运动后即刻和24 h后NAG和RBP水平比较(x±s)

3 讨论

热习服(heat acclimatization，HA)是指机体在反复的热作用下，出现的一系列生理(如心率、体温下降)的热适应性反应。我军一直重视热习服训练，全军热射病防治专家组于2016年《部队热习服指南》，对军队热习服训练中环境的要求，训练的周期、时长、标准以及热习服有效的标准做了明确的规定。

高温高湿是一种特殊的外界环境因素,是指环境温度≥35 ℃,或气温≥30 ℃，室外的相对湿度(RH)≥80%,或者辐射强度4.184 J/cm2·min，引用湿球黑球温度(WBGT)指数能更准确的反映当时的环境情况。WBGT指数，也称暑热压力指数，是国际上比较通用的评价环境热强度的指数，单位为℃。WBGT是由黑球、自然湿球、干球3个部分温度构成，其综合考虑空气温度、风速、空气湿度和辐射热4个因素。高温高湿即WBGT 30～31 ℃。在这种特殊的环境条件下，机体温度和代谢率升高，增多的代谢产物通过泌尿系排出增加了肾脏的代谢负荷；同时，皮肤出汗和呼吸道水分蒸发散热交换导致大量体液丧失和血容量的不足可造成肾血流量的减少；另外,呼吸频率的加快使气体交换中CO2大量排出,可出现酸碱平衡失调,影响肾小管的酸碱平衡调节[2]，以上改变使机体在高温高湿环境运动负荷加重情况下,肾脏局部缺血缺氧加重并伴有酸碱平衡与电解质紊乱对肾脏微环境的作用,人体的正常生理机能受到了严重干扰，超越了机体正常调节与代谢极限，使机体重要器官如脑、心、肺、肝、肾等的功能紊乱，甚至导致功能衰竭，危及生命[3]。运动时，由于血流量的重新分布，肾脏的血流量将发生改变。李晖等[4]的研究认为，剧烈运动后肾血流总量降至安静时的30%。郭林等[5]的研究表明，肾血流量在运动一开始就下降，下降程度与工作负荷呈线性关系。运动结束后，肾脏的血流量又将逐步恢复，现在将运动时出现的这种肾脏血流变化称为“运动性缺血再灌注”。

国内综合资料表明[6]，运动性蛋白尿的发生率相当高。而运动性蛋白尿的发生又受运动项目，运动强度，训练环境的影响。训练后血红蛋白尿发生率为2.7%～4.1%[7-8]。Gerth等[9]报道马拉松赛后11.4% 出现肾小球性蛋白尿， 6.8%出现血尿。本研究在调查上述指标的同时，检测了尿NAG 和RBP。NAG在尿液中不易失活，且正常时尿NAG排出量相对恒定，现被广泛用于临床肾小管损伤的诊断中。RBP是肾小管标志蛋白之一，属lipocalin蛋白超家族成员，和β2-微球蛋白相比，在酸性尿液中比较稳定，也是目前评价肾小管损伤的敏感指标之一[10]。

本研究中新兵各项检测项目发生率均较老兵为高。新兵为年初入伍，体能训练时间较短, 且未热习服，而老兵兵龄均在1年以上，长期坚持体能训练，表明通过长期、循序渐进的训练，可以减少肾脏损伤的发生率。本调查中各项检测指标在训练后24 h基本恢复正常，提示训练后应注意休息，避免肾脏二次损伤。本研究表明，长期坚持军事训练可使训练后肾损伤维持较低水平。尿NAG及RBP在2组中发生率比较存在统计学差异，提示这2项指标较敏感，可反应肾功能的微细变化，可以看出训练后首先表现为肾小管损伤。

本研究结果提示,在高温高湿环境中进行训练时,尤其是未热习服的新兵,应根据部队任务的需要,掌握动态作业时的单兵训练时间和强度,使机体各器官系统逐渐产生热适应性的生理机制调节,在训练中注意充分补充水分及能量以维持内环境的相对稳定,建立对高温高湿环境适应的机制，有利于在军事训练过程中积极预防肾脏损伤，为提高部队战斗力提供有力的保障。