运动预适应对某高海拔训练基地参训官兵高强度运动后动态心电图相关指标的影响

运动预适应对某高海拔训练基地参训官兵高强度运动后动态心电图相关指标的影响

运动预适应对某高海拔训练基地参训官兵高强度运动后动态心电图相关指标的影响DOI：10.7504/nk2016010203屮图分类号：R587.1A目的：观察运动预适应对某高海拔训练基地参训官兵高强度运动后动态心电图相关指标的影响，探讨运动预适应对作训人员运动性心脏损伤的防护作用及可能的机制。方法：从北京军区某高海拔训练基地近1周内未进行过高强度军事训练的参训官兵屮随机选取30名，受试对象进行两次武装5公里训练，一次武装5公里训练前进行一次预适应训练，一次武装5公里训练前不进行预适应训练，试验期间除两次武装5公里训练外不进行其他高强度的训练，两次武装5公里训练结束后佩戴动态心电图仪，训练结束后24h,填写不适症状记录表。比较两次武装5公里后心率变异性、总心搏、平均心率、不适症状评分、心电图积分的差异；比较两次武装5公里训练后心律失常发生率和ST-T改变发生率的差异；分别对两次武装5公里后的心率变异性指标与总心搏、平均心率、不适症状评分、心电图积分进行相关性分析。结果：武装5公里训练前未经过预适应训练组与武装5公里训练前经过预适应训练组心率变异性、不适症状评分、心电图积分具有显著性差异(P&|t;0.05),总心搏与平均心率不具有显著性差异(P>0.05);武装5公里训练前经过预适应训练组窦性心律不齐、室性早搏、ST-T改变发生率低于武装5公里训练前未经过预适应训练组(P<0.05),武装5公里训练前未经过预适应训练组与武装5公里训练前经过预适应训练组房性早搏的发生率无显著性差异(P>0.05);武装5公里训练前无预适应训练组心率变异性与总心搏数、平均心率、不适症状评分和心电图积分的相关性分析结果：r=0.166,P>0.05；r=0.200,P>0.05；r=0.616,P<0.05；r=0.622,P<0.05。武装5公里训练前有预适应训练组心率变异性与总心搏数、平均心率、不适症状评分和心电图积分的相关性分析结果:r=0.232,P>0.05；r=0.272,P>0.05;r=0.647,P<0.05；r=0.658,P<0.05。结论：高强度运动前经过预适应训练可以使作训\n人员心率变异性指标得到改善，可以降低心率失常和ST-T改变的发生率，可以降低心电图积分和不适症状评分，提示运动预适应对作训人员运动性心脏损伤的防护有积极的作用；两次高强度训练后心率变异性与不适症状评分和心电图积分有显著的相关性，提示可以将心率变异性作为运动性心脏损伤的预警指标，经过运动预适疲训练后心率变异性指标改善是运动预适应对运动性心脏损伤防护作用的可能机制。关键词：高强度运动运动性心脏损伤运动预适应心率变异性动态心电图TheEffectofExercisePreconditioningonDynamicElectrocardiogramIndicatorsoftheSoldiersafterHighIntensityExerciseinaHighAltitudeTrainingBaseWuXue-ning,ZhangZhao,WangJiang-tao,CuiYu-juan,ZhangGang,CuiYing-kai,CaoHai-tao,CaoXue-bin(CardiovascularDiseaseResearchandTreatmentCenterofPLA,252HospitalofPLA,Baoding,Hebei071000,China)[Abstract]Objective:ToobeservetheEffectofexercisepreconditioningondynamicelectrocardiogramindicatorsofthesoldiersafterhighintensityexerciseinahighaltitudetrainingbase,toinvestigatetheprecautionofexercisepreconditioningtothemyocardialinjuryofmilitarytrainingpersonnelduetothehighintensityexercise.Methods:Thirtysoldierswhocomefromahighaltitudetrainingbaseandhadnotgonethrouhhighintensityexerciseforaweekwererandomlychosen.Thesubjectobjectwentthroughtwoarmed5kmtrainingandtheywentthroughadaptivetrainingbeforehighintensityexerciseatonetime.Thesoldiersdidn挾gothroughotherhighintensityexerciseexceptforthearmed5kmtrainingduringtheexperimenttime.Afterthe5kmtrainingfinished,thedynamicelectrocardiograminstrumentwaswornonthesoldiers.Theuncomfortablesymptomstablewererecorded24hourslaterafterthe5kmtrainingfinished.ComparethedifferenceoftheHRV,thetotalnumberofbeats,themeanheartrate,theuncomfortablesymptomsscore,\ntheECGscoreafterthetwo5kmtraining.ComparethedifferenceoftherateofarrhythmiaandtherateofST-Tchanges.DoCorrelationanalysisbetweentheHRVandotherindex.Results:Armed5kilometersbeforetrainingwithoutpreconditioningtraininggroupandarmed5kilometersbeforetrainingaftertrainingpreconditioninggroupheartratevariability,symptomsscore,thescoreofECGhadsignificantdifference(P<0.05),totalheartrateandaverageheartratehadnosignificantdifference(P>0.05);Armed5kilometersbeforetrainingafterpreconditioningthetraininggroupofsinusarrhythmia,ventricularprematurebeat,ST-Tchangeratewaslessthan5kilometersarmedbeforetrainingwithoutpreadaptationtraininggroup(P<O.O5),armed5kilometersbeforetrainingwithoutpreconditioningtraininggroupandarmed5kilometersbeforetrainingafterthepreadaptationtraininggrouptheincidenceofatrialprematurebeathadnosignificantdifference(P>0.05);Armed5kilometersbeforetrainingwithoutpreadaptationtraininggroupthecorrelationanalysisofheartratevariabilityandcardiactotalnumber,averageheartrate,symptomsscoreandthescoreofECGresults:r=0.166,P>0.05;r=0.200,P>0.05;r=0.616,P<0.05;r=0.622,P<0.05.Armed5kmtrainingasetoftrainingheartratevariabilityandtotalcardiacpreconditioning,averageheartrate,discomfortsymptomscoreandthescoreofECGcorrelationanalysisresults:r=0.232,P<0.05;r=0.272,P>0.05;r=0.647,P<0.05;r=0.658,P<0.05.Conclusions:TheexhaustedexercisehassignificantinfluenceonthechangesoftheECG;Thesoldiershaveagoodtolerancetotheexhaustedexercise,forthechangesoftheECGreturntonormal24hoursafterexercise;ThearmytimefactorsandpsychologicalfactorshavenosignificantinfluenceonthechangesoftheECG;Thehigherthescoresofthescl-90scaleare,thesoldiersaremorepronetodevelopinguncomfortablesymptoms,whichindicatesthatit祖ofgreatsignificancetomakepsychologicalcounselingamongthesoldiersbeforeexhaustedexercise"[Keywords]cardiacinjuryexercisepreconditioningheartratevariabilityscl-90scaledynamicelectrocardiogram\n适宜负荷的运动可促使心脏产生结构和功能的重塑，过度负荷的运动可能会产生运动性心脏损伤，运动性心脏损伤在经常要进行高强度运动的群体中发生概率较高，比如运动员、军队作训人员等，开展运动性心脏损伤防治与预警的研宄对于减轻卫勤保障负担和提高部队战斗力有积极意义。运动预适应(EP)是在较短吋间内通过反复多次间歇或一次持续的高强度训练或运动，导致心肌绝对或相对的缺氧缺血，增强了心肌组织对之后较长吋间缺血的耐受能力，对心肌产生保护作用，运动预适应从某种程度来说属于缺血预适应的一种形式。动态心电图技术经过50余年的发展，其应用日趋广泛，对心肌缺血、心律失常等进行定量分析和定位诊断。B前，动态心电图的分析系统还增加了心率变异性、心率减速力等检测自主神经的新指标，是最安全、经济、冇效的无创心电信息检测方法。心率变异性是指窦性心率在一定吋间内周期性改变的现象，心率变异性降低提示表明心脏自主神经受损，进而导致心肌电活动不稳定，从而增加了恶性心律失常和心脏性猝死的风险。本研究主要通过观察运动预适应对某高海拔训练基地参训官兵高强度运动后动态心电图相关指标的影响，冋吋对心率变异性和动态心电图其他相关指标进行相关性分析，探讨运动预适应对作训人员运动性心脏损伤的防护作用及可能的机制。1资料与方法1.1一般资料随机从2015年在北京军区某高海拔训练基地(海拔在1000-1300米之间)参训的官兵中选取30名，年龄18-26岁，平均年龄21.62岁，30名官兵均为男性，问诊结果和体格检查各项指标合格。1.2纳入、排除、剔除及终止标准1.2.1纳入标准体检合格，近1周内未进行过大强度训练。1.2.2排除标准\n检测前伴冇发热、腹泻、外伤等疾病者，既往冇明确心脏疾病病史者。1.2.3剔除标准（1）在观察中自然脱落无任何可利用数据者；（2）因故不能完成训练方案者。1.2.4终止标准（1）不能继续训练者；（2）出现严重不良事件或其它严重疾病者；（3）军医认为应该中止者。1.3研究方法1.3.1方法从北京军区某高海拔训练基地（海拔在1000-1300米之间）近1周内未进行过高强度军事训练的参训官兵中随机选取30名，统计受试官兵基本信息，试验开始后即刻进行一次武装5公里训练（单兵负重约10kg左右），之后3天内不进行军事训练，间隔3天后再进行一次武装5公里训练（单兵负重约10kg左右），第1次只进行一次武装5公里训练，第2次在武装五公里训练前先进行1次适应性训练（进行一次无负重的1公里适应性训练，确保适应性训练能在5分钟内完成），适应性训练结束10分钟后进行一次武装5公里训练。动态心电图：选用北京世纪今科医疗器械有限公司生产的型号为MIC-12H的动态心电图记录仪，受试官兵武装5公里训练结束后进行佩戴，记录24h吋间，动态心电图的相关分析指标包括心电图积分、HRV、心律失常发生率、ST-T改变发生率、QTc、总心搏、平均心率等。心电图积分统计方法：每一名官兵根据有无ST-T改变（ST-T改变的诊断标准[1]:①采用ST段水平或下垂型下移至少连续3次心搏」点后80ms处压低≥0.1mv，下壁压低≥0.15mv②ST段凸面向上型抬高至少连续3次心搏j点后80ms处≥O.lmv），R波递增不良（胸导联V1-V5R波振幅没冇相应增高）、QTc人于440ms（QT间期以T波降支切线与等电位线交点为QT终点，U波明显吋以T波与U波之间切迹作为终点）、窦性心律不齐、\n房性早搏、室性早搏、房室传导阻滞等进行计分，每-项有上述改变计1分、无上述表现计0分；HRV主要采用吋域指标进行分析，心律失常主要包括窦性心律不齐、房性早搏、室性早搏、房室传导阻滞等。通过不适症状记录表记录运动后24h内发生的心脏相关的不适症状，主要包括呼吸困难、胸痛、心悸、黑朦等，在不适症状记录表评分统计时，根据冇无呼吸困难、胸痛、心悸、黑朦进行计分，有不适症状计1分，无不适症状计0分。1.3.2评价指标比较两次武装5公里后心率变异性、总心搏、平均心率、不适症状评分、心电图积分的差异；比较两次武装5公里训练后心律失常发生率和ST-T改变发生率的差异，心律失常主要包括窦性心律不齐、房性早搏、室性早搏、房室传导阻滞等；分别对两次武装5公里后的心率变异性指标与其他相关指标进行相关性分析。1.4统计学方法数据均用SPSS16.0软件进行分析，服从正态分布的计量资料数据采用t检验，不服从正态分布的计量资料采用秩和检验；采用卡方检验进行计数资料的比较。将α=0.05作为检验水准。2结果2.1两次武装5公里训练结束后心率变异性、总心搏、平均心率、不适症状评分、心电图积分的比较研究结果表明武装5公里训练前未经过预适应训练组与武装5公里训练前经过预适应训练组心率变异性、不适症状评分、心电图积分具有显著性差异(P<0.05),总心搏与平均心率不具奋显著性差异(P>0.05),结果见表1。这说明运动预适应训练对作训人员心率变异性、不适症状评分、对心电图积分冇显著性影响，经过运动预适应训练上述指标可以得到改善，运动预适应训练对作训人员总心搏数、平均心率无显著性影响。\n2.2两次武装5公里训练结束后心律失常发生率和ST-T改变发生率的比较研究结果表明武装5公里训练前经过预适应训练组窦性心律不齐、室性早搏、ST-T改变发生率低于武装5公里训练前未经过预适应训练组(P<0.05)，武装5公里训练前未经过预适应训练组与武装5公里训练前经过预适应训练组房性早搏的发生率无显著性差异(P>0.05),结果见表2。这说明经过运动预适应训练可以显著降低作训人员窦性心律不齐、室性早搏、ST-T改变发生率，本实验结果表明运动预适应训练对作训人员房性早搏的发生率影响不大。2.3两次武装5公里训练结束后心率变异性与总心搏数、平均心率、不适症状评分和心电图积分的相关性分析武装5公里训练前无预适应训练时心率变异性与总心搏数、平均心率、不适症状评分和心电图积分的相关性分析结果：r=-0.166，P>0.05；r=-0.200,P>0.05；r=-0.616,P<0.05；r=-0.622,P<0.05。武装5公里训练前有预适应训练时心率变异性与总心搏数、平均心率、不适症状评分和心电图积分的相关性分析结果:r=-0.232,P>0.05；r=-0.272,P>0.05；r=-0.647,P<0.05；r=-0.658,P<0.05o相关性分析结果见表3。两次训练后心率变异性指标与动态心电图其他相关指标相关性分析表明，心率变异性指标与动态心电图其他相关性指标成负相关，心率变异性与不适症状评分、心电图积分有显著相关性，与总心搏数、平均心率无显著相关性。表1两次高强度运动后动态心电图指标、不适症状评分、心电图积分的比较注：*代表P<0.053讨论适宜负荷的运动可以对心脏造成有益的影响，形成运动员心脏，表现为心肌毛细血管密度增加，心肌纤维增粗，心肌收缩力增强，心功能储备充足。过度负荷的运动可能会产生运动性心脏损伤，并且与运动性心律失常和运动性猝死奋关。\n运动性心脏损伤的发生的机制0前不是十分明确，可能涉及到激素分泌的改变(如NO和内皮素失衡)、自由基的含量增多和钙超载［2］、血液流变学的改变［3】、心肌能量代谢的变化与调控［4】、心肌细胞凋亡的发生与调控［5］、心肌炎症反应的变化与调控［6】等方面。此外高强度运动后机体自主神经系统调节失衡也是运动性心脏损伤特别是运动性心律失常发生的一个很重要的机制。王江涛等人的研宄［7】证明大强度军事训练后机体交感神经活性明显增强，迷走神经活性降低，心肌细胞电活动不稳定，增加了心肌易损性，易诱发各种心律失常。HRV(心率变异性)是很好的反应自主神经张力及其平衡性的重要指标［8］，HRV是指窦性心率在一定吋间内周期性改变的现象，可以分为长程心率变异性和短程心率变异性。HRV降低提示心脏自主神经受损，导致心肌电不稳定，恶性心律失常和心脏性猝死发生的风险增加。HRV主要包括时域指标和频域指标两人类，时域指标：正常窦性R-R间期的标准差(SDNN),相邻N-N间期差值均方根值(RMSSD),相邻间期差值的标准差(SDSD),NN50占所奋NN间期个数的百分数(PNN50);频域指标:总功率(TP),LF与HF之比(LF/HF),高频率范围内的功率(HF),标化的HF功率(HFnorm)，低频率范围内的功率(LF)，标化的LF功率(LFnorm)，极低频率范围内的功率(VLF)。在吋域分析指标中,SDNN用以量度自主神经系统的张力水平,RMSSD用以量度迷走神经的张力水平，在频域分析指标中,TP代表自主神经系统活动水平,HF代表迷走神经活动水平,VLF主要反映交感神经系统活动水平,LF是交感神经和迷走神经共同作用的一个混合带，该指标更多的反映出交感神经随总功输出变化而产生的调节变化,LF/HF反映了交感神经与迷走神经的平衡性［9］。在运动性心脏损伤防治方面，科学的组织训练(包括运动预适应训练、间歇性低压低氧训练等训练方式)与及吋的心理疏导与宣教可以说是最基础也很奋成效的方法了，在基层部队实施的难度也较小，除此之外药物(比如说红景天苷、心复康U服液)预防在运动性心脏损伤的防治中也可以起到重要的作用，本课题重点探讨运动预适应对作训人员运动性心脏损伤的防护作用。\n运动预适应(EP)是在较短吋间内通过反复多次间歇或一次持续的高强度训练或运动，导致心肌绝对或相对的缺氧缺血，增强了心肌组织对之后较长吋间缺血的耐受能力，对心肌产生保护作用［10］。运动预适应从某种程度来说属于缺血预适应的一种形式。0前有关EP动物模型的运动方式、运动强度和运动吋间，0前还没有统一的标准，运动预适应的动物模型主要分为1次运动预适应动物模型，短期运动预适应动物模型和长期运动预适应动物模型［11］,人部分学者是采用一次运动预适应或短期运动预适应模型，而采用长期运动预适应动物模型相对较少。间歇运动或连续运动均能诱导EP保护效应，但在日常应用中，间歇运动产生的益处可能更大。从实战角度来考虑采用1次运动预适应训练的方式更具冇实战意义，可操作性也更好，先进行适应性训练在进行高强度训练前，这样可以使军队作训人员对随后的高强度训练有更好的承受能力，可以减轻高强度运动导致的运动性心脏损伤发生的概率，减少不适症状的发生，可以减轻卫勤保障负扪和提高部队的战斗力，具有很重要的意义。运动预适应诱导机体产生强大的心肌保护效应日益成为运动医学界关注热点，EP冇两个保护效应期:即早期保护效应期和晚期保护效应期。早期保护效应从运动后即刻开始，一般持续1〜3h;晚期保护效应在首次缺血后12-24h出现，一般持续48〜72h。EP对心脏的保护作用主要体现在增强心肌组织应激能力，提高血管活性、缩小梗死面积，降低心律失常和心肌顿抑的发生率，减少心肌细胞凋亡等方面［12］。本实验受试官兵两次武装5公里之间间隔三天且不进行军事训练，0的是消除运动预适应的晚期保护效应对实验结果的影响。EP诱导心肌保护效应的机制可能涉及到触发物质-中介物质-效应物质细胞信号转导途径。EP吋释放的内源性活性物质是细胞信号转导的触发和启动因子,如NOS、阿片肽、降钙素基因相关肽(CGRP)等［13,14］;EP发挥作用的中介物质主要为蛋白激酶，如PKC、PKA、Akt、TyK和MAPK等，蛋白激酶C(PKC)信号转导通路的激活在EP心脏保护中的作用备受学者们关注，PKC是一组广泛分布具有单一肽链结构的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化的蛋白激酶家族［15,16］;EP发挥作用的\n效应物质主要包括ATP敏感钾通道(KATPChannel)、热休克蛋白(HSP)和抗氧化酶等。ATP敏感性钟通道被认为是预适应信号级联反应中的重要效应因子［17】。应急蛋白中的HSP家族成员主要起分子伴侣作用，能及吋修复变性的蛋白质，防止细胞的凋亡和坏死［18］，其在EP心脏保护效应中的作用尚需要进一步研究和探讨。如前所述高强度运动后基础自主神经平衡性失调可能是运动性心脏损伤特别是运动性心律失常发生的重要机制，运动预适应是否通过调节自主神经的张力及其平衡性发挥对运动性心脏损伤的保护作用有待于进一步去探索，本研究主要探讨了运动预适应对作训人员武装5公里训练后心率变异性的影响和心率变异性与总心搏、平均心率、心电图积分、不适症状评分的相关性，来探讨运动预适应对作训人员运动性心脏损伤的防护作用及可能的机制。3.1两次武装5公里训练结束后心率变异性、总心搏、平均心率、不适症状评分、心电图积分差异武装5公里训练前经过预适应训练组与武装5公里训练前未经过预适应训练组相比心率变异性升高，说明自主神经张力升高，发生心脏性猝死的概率降低;心电图积分和不适症状评分降低，说明不论是从症状表现还是从检查手段的客观表现来看，运动预适应对运动性心脏损伤的防护是有积极作用的。3.2两次武装5公里训练结束后心律失常发生率和ST-T改变发生率武装5公里训练前经过预适应训练组与武装5公里训练前未经过预适应训练组从总体上比较心律失常的发生率是降低的(除房性早搏的发生率无显著性差异外)，提示运动预适应可以减少运动性心律失常的发生率，也在一定程度上减少了恶性心脏事件其至运动性猝死的发生率。3.3两次武装5公里训练结束后心率变异性与总心搏数、平均心率、不适症状评分和心电图积分的相关性两次武装5公里训练后心率变异性与总心搏数、平均心率无明显相关性，与不适症状评分和心电图积分有显著相关性，提示可以将心率变异性作为运动性心\n脏损伤的预警指标，经过运动预适应训练后心率变异性指标改善是运动预适应对运动性心脏损伤防护作用的可能机制。4结论(1)高强度训练前经过预适应训练可以使作训人员心率变异性指标得到改善，可以降低心律失常和ST-T改变的发生率，可以降低心电图积分和不适症状评分，提示运动预适应对作训人员运动性心脏损伤的防护有积极的作用。(2)两次高强度训练后心率变异性与不适症状评分和心电图积分奋相关性，提示可以将心率变异性作为运动性心脏损伤的预警指标，经过运动预适应训练后心率变异性指标改善是运动预适应对作训人员运动性心脏损伤防护作用的可能机制。参考文献：[I]黄宛.临床心电图学[M].北京：人民卫生出版社.1998,79-80.[2】王福文，胡志力,李杰.力竭性运动致运动性心肌损伤的产生机制[」].中国临床康复,2005,9(8):144-146.[3]BrunJF.Exercisehemorheologyasathreeactsplaywithmetabolicactors:isitofclinicalrelevance?[J].CIinHemorheolMicrocirc,2002,26(3):155-174.[4】陈锐，刘友生.核呼吸因子研究进展.国外医学·生理、病理科学与临床分册,2005,25(1):59.[5]SharonP,ChristiaanL.Apotosisandexercise.MedSciSportsExercise,2001,33(3),393-396.[6】彭泽冑，常芸.力竭运动后不同吋相大鼠心肌细胞间粘附因子-1的变化[J].中国运动医学杂志,2010,03:291-294+337.[7]王江涛，曹雪滨，平政.动态心电图对运动性心脏损伤及猝死的预警意义[J].解放军预防医学杂志，2015,33(1):108-110.[8】柴继红，吴水才，白燕萍，等.心率变异性分析方法的现状与展望[J].\n生物医学工程与临床,2004,8(1):53-60.[9】刘凌,普佩江，徐岩，朱晓梅.心率变异性各指标在运动适应性评定中的应用[J].体育与科学,2008,06:60-62.[10]钟旭，潘珊珊.运动预适应对大鼠急性心肌缺血损伤早期保护作用的研宄.中国运动医学杂志，2009,28(3)：260-263.[I]孙晓娟.运动预适应对心脏的保护作用及其细胞信号转导的研宄进展[J].国际病理科学与临床杂志,2010,05:431-436.[12]QuindryJC,FrenchJ,HamiltonKL,etal.Exercisedoesnotincreasecyclooxygenase-2myocardiallevelsinyoungorsenescenthearts[J]JPhysiolSci,2010,60(3):181-186.[13]HajnalA,NagyO,LitvaiA,eta.INitricoxideinvolvementinthedelayedantiarrhythmiceffectoftreadmillexerciseindogs[J].LifeSc,i2005,77(16):1960-1971.[14]潘孝贵.降钙素基因相关肽对运动心脏重塑和保护作用机制的研究[D].上海体育学院,2008.[15]ChurchillEN,Mochly-RosenD.TherolesofPKCdeltaandepsilonisoenzymesintheregulationofmyocardialischaemia/reperfusioninjury.BiochemSocTrans,2007,35(5)：1040-1042.[16]ChiccoAJ,JohnsonMS,ArmstrongCJ，etal.Sex-specificandexercise-acquiredcardioprotectionisabolishedbysarcolemmalKATPchannelblockadeintheratheart.AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2007,292(5)：H2432-H2437.[17]MatejkovJ,RavingerovT,PanczaD,etaJMitochondrialKATPopeningconfersprotectionagainstlethalmyocardialinjuryandischemia-inducedarrhythmiasintheratheartviaPI3K/Aktdependentandindependentmechanisms[J].CanJPhysiolPharmaco,2009,87(12):1055-1062.[18]LanneauD,BrunetM,FrisanE,etal.HeatShockProteins:Essential\nProteinsforApoptosisRegulation[J]•JCellMolMed,2008,12⑶:743-761.