高溫高濕環境下高強度軍事訓練對腎臟的影響

金玉明，李斌，陳銳，姜新，王敏捷，吳春陽，李蓉，盧東源

腎臟是維持機體內環境相對穩定的重要器官之一,對機體的生理功能起著重要的調節作用。以往的研究[1]表明,適宜的有氧運動對腎臟結構和功能有良好的影響,劇烈運動時,腎臟承受負擔加重,腎臟組織的超微結構及功能受到損害而發生變化。表現為出現血尿、蛋白尿、血紅蛋白尿等。本試驗觀察不同守礁時間的官兵,在不同環境條件進行高強度訓練前后腎臟損傷的發生情況,對提高高溫高濕環境下軍事訓練水平，減少腎臟損傷,做好特定環境下衛勤保障工作,具有重要的現實指導意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象

隨機抽取駐南沙守島礁400名男性官兵，年齡18～25歲，身體健康,無急、慢性傳染病史,守島2～3年為老兵,按駐地氣象條件分組,高溫高濕環境[夏季氣溫(Ta)≥35 ℃,相對濕度(RH)≥80%]為高溫高濕新兵組、高溫高濕老兵組,常溫常濕環境[Ta(27.4±1.37) ℃,RH(50.25±6.76)%]為常溫常濕新兵組、常溫常濕老兵組,每組100人。

1.2 方法

1.2.1 訓練方法 訓練時每人均全裝，負重15 kg，按組別在不同環境條件下,以相同強度(45 min、10 000 m)完成10 000 m跑訓練。

1.2.2 觀察指標 訓練前、后即刻及24 h后留取20 ml尿液行尿常規檢測，記錄尿蛋白及潛血，(+)及以上為陽性；所有標本行尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷水解酶(NAG)和尿視黃醇結合蛋白(RBP)檢查，其中尿NAG用酶-底物直接顯色法測定，試劑盒為上海德波生物技術有限公司產品，結果以NAG/Cr(U/mol·Cr)表示正常范圍≤1.3(U/mol·Cr)。尿RBP用ELISA方法測定，酶標儀為BM公司ELX-800型，試劑盒為上海德波生物技術有限公司產品正常值范圍≤0.5 mg/L。(3)訓練前、后即刻及24 h后留靜脈血行血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)檢測。

1.3 統計學處理

計量資料結果以均數±標準差(x±s)表示，各組間比較采用方差分析。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各項檢測指標檢測總人數、異常人數及發生率

400名官兵訓練后尿潛血、尿蛋白、NAG和RBP 4項指標均有人員異常，其中RBP異常官兵最多，245人，發生率達61.2%；尿潛血異常官兵最少，23人，發生率5.8%。見表1。

表1 各項檢測指標總人數、異常人數及發生率

2.2 不同環境組運動后尿量比較

高溫高濕環境的2組訓練2 h后尿量平均為(34.0±10.2)ml，常溫常濕環境的2組訓練2 h后尿量為(80.0±15.2)ml，后者顯著高于前者，差異有統計學意義(t=20.81，P<0.01)。

2.3 不同環境組運動前后血肌酐和尿素氮的變化

高溫高濕環境的2組與常溫常濕環境的2組訓練后血清肌酐和尿素氮均有升高趨勢，但差異無統計學意義(P>0.01)。

2.4 不同環境組運動后即刻與休息24 h尿蛋白和尿潛血陽性比較

常溫常濕新兵組與高溫高濕新兵組和常溫常濕老兵組運動后即刻尿蛋白陽性例數比較，差異均有統計學意義(χ2=7.96，P<0.05；χ2=5.21，P<0.05)。高溫高濕新兵組與高溫高濕老兵組運動后即刻尿蛋白陽性例數比較，差異有統計學意義(χ2=7.41，P<0.05)。常溫常濕新兵組與高溫高濕新兵組運動后即刻尿潛血陽性例數比較差異有統計學意義(χ2=3.73，P<0.05)。休息24 h后4組除高溫高濕新兵組和高溫高濕老兵組尿蛋白陽性例數各1例,其余均正常。見表2。

表2 不同環境組運動后即刻和24 h后尿蛋白和尿潛血陽性情況(例)

2.4 不同環境組運動后即刻與休息24 h后尿NAG和尿RBP比較

常溫常濕新兵組與高溫高濕新兵組和常溫常濕老兵組運動后即刻尿NAG和尿RBP比較差異有統計學意義(t=4.81，P<0.05；t=2.81，P<0.05)。高溫高濕新兵組與高溫高濕老兵組運動后即刻尿NAG和尿RBP比較差異有統計學意義(t=4.54，P<0.05)。休息24 h后4組尿NAG、尿RBP均恢復正常范圍。見表3。

表3 不同環境組運動后即刻和24 h后NAG和RBP水平比較(x±s)

3 討論

熱習服(heat acclimatization，HA)是指機體在反復的熱作用下，出現的一系列生理(如心率、體溫下降)的熱適應性反應。我軍一直重視熱習服訓練，全軍熱射病防治專家組于2016年《部隊熱習服指南》，對軍隊熱習服訓練中環境的要求，訓練的周期、時長、標準以及熱習服有效的標準做了明確的規定。

高溫高濕是一種特殊的外界環境因素,是指環境溫度≥35 ℃,或氣溫≥30 ℃，室外的相對濕度(RH)≥80%,或者輻射強度4.184 J/cm2·min，引用濕球黑球溫度(WBGT)指數能更準確的反映當時的環境情況。WBGT指數，也稱暑熱壓力指數，是國際上比較通用的評價環境熱強度的指數，單位為℃。WBGT是由黑球、自然濕球、干球3個部分溫度構成，其綜合考慮空氣溫度、風速、空氣濕度和輻射熱4個因素。高溫高濕即WBGT 30～31 ℃。在這種特殊的環境條件下，機體溫度和代謝率升高，增多的代謝產物通過泌尿系排出增加了腎臟的代謝負荷；同時，皮膚出汗和呼吸道水分蒸發散熱交換導致大量體液喪失和血容量的不足可造成腎血流量的減少；另外,呼吸頻率的加快使氣體交換中CO2大量排出,可出現酸堿平衡失調,影響腎小管的酸堿平衡調節[2]，以上改變使機體在高溫高濕環境運動負荷加重情況下,腎臟局部缺血缺氧加重并伴有酸堿平衡與電解質紊亂對腎臟微環境的作用,人體的正常生理機能受到了嚴重干擾，超越了機體正常調節與代謝極限，使機體重要器官如腦、心、肺、肝、腎等的功能紊亂，甚至導致功能衰竭，危及生命[3]。運動時，由于血流量的重新分布，腎臟的血流量將發生改變。李暉等[4]的研究認為，劇烈運動后腎血流總量降至安靜時的30%。郭林等[5]的研究表明，腎血流量在運動一開始就下降，下降程度與工作負荷呈線性關系。運動結束后，腎臟的血流量又將逐步恢復，現在將運動時出現的這種腎臟血流變化稱為“運動性缺血再灌注”。

國內綜合資料表明[6]，運動性蛋白尿的發生率相當高。而運動性蛋白尿的發生又受運動項目，運動強度，訓練環境的影響。訓練后血紅蛋白尿發生率為2.7%～4.1%[7-8]。Gerth等[9]報道馬拉松賽后11.4% 出現腎小球性蛋白尿， 6.8%出現血尿。本研究在調查上述指標的同時，檢測了尿NAG 和RBP。NAG在尿液中不易失活，且正常時尿NAG排出量相對恒定，現被廣泛用于臨床腎小管損傷的診斷中。RBP是腎小管標志蛋白之一，屬lipocalin蛋白超家族成員，和β2-微球蛋白相比，在酸性尿液中比較穩定，也是目前評價腎小管損傷的敏感指標之一[10]。

本研究中新兵各項檢測項目發生率均較老兵為高。新兵為年初入伍，體能訓練時間較短, 且未熱習服，而老兵兵齡均在1年以上，長期堅持體能訓練，表明通過長期、循序漸進的訓練，可以減少腎臟損傷的發生率。本調查中各項檢測指標在訓練后24 h基本恢復正常，提示訓練后應注意休息，避免腎臟二次損傷。本研究表明，長期堅持軍事訓練可使訓練后腎損傷維持較低水平。尿NAG及RBP在2組中發生率比較存在統計學差異，提示這2項指標較敏感，可反應腎功能的微細變化，可以看出訓練后首先表現為腎小管損傷。

本研究結果提示,在高溫高濕環境中進行訓練時,尤其是未熱習服的新兵,應根據部隊任務的需要,掌握動態作業時的單兵訓練時間和強度,使機體各器官系統逐漸產生熱適應性的生理機制調節,在訓練中注意充分補充水分及能量以維持內環境的相對穩定,建立對高溫高濕環境適應的機制，有利于在軍事訓練過程中積極預防腎臟損傷，為提高部隊戰斗力提供有力的保障。