運動訓練過程中肌鈣蛋白的變化及意義研究進展

董杏芳 艾冬生 鄧鶴秋

（1.解放軍第四五八醫院心血管內科，廣東廣州510602;2.解放軍軍事體育進修學院，廣東廣州510500）

近年來研究發現肌鈣蛋白是反映運動性骨骼肌和心肌損傷的特異性敏感標志，該指標已應用于多項運動訓練的實驗研究。本文將對運動前后肌鈣蛋白的變化及意義研究進行綜述，為運動訓練工作者及時了解受訓人員狀態并制定合理有效的訓練計劃提供信息支持。

1 肌鈣蛋白 （Tn）的體內分布

肌鈣蛋白 I（T roponinI，TnI）廣泛分布于心肌與骨骼肌中，有3種異構體:分別為心肌肌鈣蛋白I（cTnI）、快骨骼肌肌鈣蛋白 I（fast skeletal troponinI，fsTnI）和慢骨骼肌肌鈣蛋白 （slow skeletal troponinI，ssTnI）。嬰兒期，sTnI在心肌占主導地位，以后逐漸減少，出生9個月后，心肌中僅存cTnI，且無其他亞型。研究表明:骨骼肌在任何階段都不表達cTnI，也不因任何病理刺激表達cTnI[1]。肌鈣蛋白T（Troponin T）為肌鈣蛋白中附于原肌凝蛋白分子上的亞單位，以兩種形式存在:游離形式存在于胞漿中，占6～8%;結合形式存在于心肌收縮單位的細肌絲上，占92～98%。cTnT在心肌損傷后2～8 h釋放入血，12～24 h達高峰，在血中可維持14天左右，因此它的最大有效診斷窗口期寬至2 h～14 d[2，3]。

2 運動訓練過程中cTn的變化及可能意義

國外的運動醫學研究發現，部分成人運動員和普通人長時間運動后血清cTn增高[4，5]，這引起了運動醫學界的極大關注[6，7]。鑒于血清cTn是高度特異性反映心肌損傷的指標[8，9]，所以目前認為，長時間耐力運動所致的血清cTn升高反映了一定程度的心肌細胞受損[10，11]。然而，目前就國際范圍而言，在運動性心肌損傷的一些關鍵問題上仍存在較大的爭議[6]，例如運動后血清cTn升高反映的心肌損傷是可逆性還是不可逆性?有無血清cTn閾值存在?進而，一些重要的問題如運動性心肌損傷的促發因素及監測在國際范圍內還遠未澄清[6，12，13]。

2.1 cTn升高與心臟可逆性損傷

Rifai通過對夏威夷鐵人三項賽選手連續兩年的心臟機能評定中發現運動訓練中的血清cTnT含量存在3種情況:陰性、適度增長 （0.01-0.03 ng/ml）、陽性 （＞0.03ng/ml），認為血清中cTnT含量適度增長的心肌損傷為可復性損傷。此次檢測發現大多數隊員血清cTnT含量均在適度增長范圍，因此大運動量訓練中存在心肌損傷，其損傷程度輕，多為可復性損傷[14]。Bonetti等[15]報道劇烈運動可使正常人血清心肌肌鈣蛋白 （cTn）水平輕度升高，但低于診斷心肌缺血損傷的臨界值。國內有研究發現新兵3 km跑可使血漿心鈉素 （ANP）、血管緊張素II（ATII）水平升高，機體的應激反應能力增強，運動后雖有部分人出現一過性肌鈣蛋白I（cTnI）升高，但這樣的運動強度不會對心肌細胞造成嚴重損傷[16]。還有研究提出，長時間運動引起的，如馬拉松跑，健康人的血液肌鈣蛋白水平升高并沒有任何的病理意義或運動后果，因為這種運動性的心肌損傷可能是自愈性的[12]。不應只依據此標志蛋白的升高而讓運動員停止運動;只有當能斷定有潛在致命的心血管異常時，出于保護運動員健康的目的而令其停止運動。

聶金雷綜合動物運動及心肌梗塞樣損傷模型的結果提示，一次急性長時間運動所致的血清cTnT升高反映的是心肌可逆性變性損傷。如運動后經24 h恢復，血清cTnT仍遠高于正常水平，則提示心肌可能發生了不可逆損傷，且cTnT水平越高則運動導致心肌發生嚴重不可逆損傷的可能性也越大[17]。從人體運動后血清cTn水平的時程變化推測長時間運動可引起心肌微損傷。結合動物實驗結果可支持新近提出的 “心肌微損傷可能是耐力訓練進程中的適應性反應”的觀點。

2.2 cTn升高與心臟不可逆性損傷

聶金雷認為少年運動員長時間運動后血清cT-nT和cTnI可超過心肌損傷界值甚至急性心肌梗塞界值[17]。

美國明尼蘇達大學運動科學實驗室的動物實驗顯示，心肌和血清cTnT的數據支持大鼠進行一次被迫長時間的劇烈運動可引起心肌損傷，并且運動量的增加會使心肌損傷加劇，而劇烈運動前的訓練可減輕其損傷程度[18]。研究者提出，血清cTnT快速的返回基線提示運動引起的cTnT的釋放是源于局部的、不可逆的心肌降解。Koller等[19]的人體實驗顯示劇烈的耐力運動后血液cTnT和cTnI的升高，標志著運動引起了心肌損傷。有報道1例馬拉松跑時昏厥，并伴隨有持續3天的cTnI升高[20]。

3 cTn與運動負荷的關系

聶金雷發現，在總運動負荷相近條件下，長距離跑與籃球比賽對運動后血清cTnT和cTnI的影響總體趨勢幾乎一致。少年運動員有氧運動能力與運動后血清cTn水平有關，即有氧運動能力越強，運動后血清cTn水平越低;運動負荷是決定運動后血清cTn水平的重要因素;血清皮質醇較高及睪酮/皮質醇比值較低的運動員更傾向于有更高的運動后血清cTn水平，而運動后血清cTn水平與免疫、鐵儲備及氧化應激等身體機能狀態無相關性。聶金雷在研究中首次提出血清cTn作為科學監控運動負荷指標的可行性，其最大的優勢在于可同時評估運動性心肌損傷的危險程度，且干擾因素少，測定標準統一[17]。

超長時運動負荷會造成血清腦鈉素 （BNP）和cTnT濃度顯著增高，血清 BNP濃度增量與血清cTnT濃度增量高度相關。在超長時運動負荷后出現可復性心肌受損和一過性心功能失調，這種心肌受損和心功能失調對心臟的長期預后有待進一步研究。超長時運動負荷能明顯增加血清中BNP和cT-nT含量，兩者的增加是由于心肌受損和心功能失調造成，但對心臟機能的評價與臨床分析方法有所不同[21]。

Rifai還發現cTnT和運動時間存在相應的反向關系，即運動時間越長cTnT濃度越低[14]，說明血清cTnT濃度和運動強度存在正比關系，cTnT可作為心臟運動強度的評定指標，該情況也出現在馬拉松項目上[22];但在短時高強度訓練中并沒有檢測到cTnT[23]。說明強度及其持續的時間同為運動性心臟損傷因素，并以血清cTnT含量陽性值作為“cardiac fatigue”和 “cardiac injury”的區分標準。

4 cTn與CK的關系

王晨[24]等認為在運動訓練中，不能僅通過CK-MB及其占總CK的百分比的結果簡單判斷是否存在心肌損傷，必須進一步結合cTNT等指標綜合評價。劉凌等[25]通過對兩組劃艇運動員大運動量訓練周心臟損傷的監測，發現雖然cTnT血清濃度變化與CK血清濃度變化間不存在顯著線性關系，但兩者之間存在趨同的變化，一線組隊員血清cT-nT和CK含量先升后降，表明該負荷已不是該組隊員的最大負荷，而非一線組血清cTnT和CK含量處于上升趨勢，相對運動負荷不斷上升，隨著相對運動負荷的增加造成心肌損傷的幾率增加。cT-nT為運動負荷的調整提供了手段:心臟負荷達到最大同時防止不可逆心肌損傷的出現。

[1]Bodor GS，Porterfield D，Voss EM ，et al.Cardiac troponin I is not expressed in fetal and healthy or disease adult human skeletal muscle tissue.Clin Chem，1995;41 （12 Pt 1）:1710～ 17105

[2]Maynard SJ，M enown IB，Adgey AA.T roponin T or troponin I as cardiac markers in isehaemic heart disease[J].Heart，2000，83 （4）:371～ 373

[3]王曉陽，等.心肌肌鈣蛋白應用的研究 [J].醫學綜述，200，14 （10）:1560～ 1562

[4]George K，Whyte G，Stephenson C，et al.Postexercise left ventricular function and cTnT in recreational marathon runners.M ed Sci Sports Exerc，2004，36 （10）:1709～1715

[5]Urhausen A，Scharhag J，Herrmann M，et al.Clinical significance of increased cardiac troponins T and I in participants of ultra-endurance events.Am J Cardiol，2004，94 （5）:696～ 698

[6]Koller A.Exercise-induced increases in cardiac troponins and prothrombotic markers.Med Sci Sports Exerc，2003，35 （3）:444～448

[7]Dawson E，George K，Shave R，et al.Does the human heart fatigue subsequent to prolonged exercise?Sports Med，2003，33（5）:365～ 380

[8]Collinson PO，Boa FG，Gaze DC.Measurement of cardiac troponins.Ann Clin Biochem，2001，38（Pt 5）:423～ 449

[9]Collinson PO ，Stubbs PJ.Are troponins confusing?Heart，2003，89（11）:1285～ 1287

[10]Whyte GP，George K，Sharma S，et al.Cardiac fatigue following prolonged endurance exercise of differing distances.Med Sci Sports Exerc，2000，32 （6）:1067～ 1072

[11]Shave R，Dawson E，Whyte G，et al.Altered Cardiac Function and Minimal Cardiac Damage during Prolonged Exercise.Med Sci Sports Exerc，2004，36 （7）:1098～1103

[12]Koller A，Mertelseder S，Moser H.Is exercise-induced myocardial injury self-abating?Med Sci Sports Exerc，2001，33 （5）:850～851

[13]Koller A.Re:Chen et al.Cardiac troponin T alterations in myocardium and serum of rats after stressful，prolonged intense exercise.J Appl Physiol 88:1749～ 1755，2000.J Appl Physiol，2001，90（2）:755

[14]Rifai N，Douglas PS，Cardiac troponin T and I，echocardiographic[correction of electrocardiographic]wall motion analyses，And ejection fractions in athletes participating in the Hawaii ironman Triathlon[J].Am J Cardiol 1999 Apr 1;83 （7）:1085～1089

[15]Bonetti A，Tirelli F，Albertni R，et al.Serum troponin T after repeated endurance exercise events[J].Int J Sports Med，1996，17 （4）:259

[16]孟永霞，等.新兵運動后肌鈣蛋白I、心鈉素、血管緊張素II的變化 [J].武警醫學院學報，2004，13（6）:457～459

[17]聶金雷.運動后血清心肌肌鈣蛋白水平變化規律及心肌生理與病理變化研究[D].北京:北京體育大學，2005

[18]Chen Y，Serfass RC，Mackey-Bojack SM，et al.Cardiac troponin T alterations in myocardium and serum of rats after stressful，prolonged intense exercise.J Appl Physiol，2000，88 （5）:1749～1755

[19]Koller A.Exercise-induced increases in cardiac troponins and prothrombotic markers.Med Sci Sports Exerc，2003，35 （3）:444～448

[20]WestermeyerM L，Eilbert WP.Elevation of troponin I in athletes:a case report in a marathon runner[J].J Emerg Med.2008，34（2）:175～ 178

[21]劉凌.腦鈉素和心臟肌鈣蛋白T在超長時運動負荷后血清濃度的變化及評價 [J].江漢大學學報 （自然科學版），2005，33 （2）:15～ 17

[22]Hba H，Takada H，et al Effects of prolonged strenuous exercise on plasma levels of atrial natriuretic peptide and brain natriuretic peptide in healthy men[J].Am Heart J 2001May;141 （5）:751～758

[23]Shave R，Dawson E，Why te G.The cardio specificity of the third-generation cTnT assay after exercise-induced muscle damage[J].Med Sci Sports Exerc 2002Apr;34 （4）:651～ 654

[24]王晨，朱耀康，封旭華.采用CK-MB、肌鈣蛋白評價運動導致的心肌損傷 [J].中國運動醫學雜志，2004，23（3）:300～301

[25]劉凌，范啟國，岳峰.血清心肌肌鈣蛋白 T（cTnT）在運動性心肌損傷檢出中的應用 [J].體育與科學，2005，26（5）:64～66