李 昕, 陸菊明

（解放軍總醫(yī)院: 1內科臨床部, 2內分泌科, 北京 100853）

非疾病狀態(tài)下出現(xiàn)疲勞, 是正常的生理和心理現(xiàn)象。軍事作業(yè)性疲勞雖屬于運動性疲勞范疇, 但也有其特殊性。運動性疲勞是指機體不能將機能保持在某一特定水平, 或者不能維持某一預定的運動強度, 或被迫放棄繼續(xù)工作, 是機體機能的暫時下降現(xiàn)象。軍人平時軍事訓練科目多、強度大、時間長, 在作訓期間極易發(fā)生軍事作業(yè)性疲勞。戰(zhàn)爭條件下, 軍人在長時間、高度緊張、超生理負荷情況下, 生理過程不能繼續(xù)維持在特定水平, 將會嚴重影響部隊的戰(zhàn)斗力。各國都在廣泛和深入地研究現(xiàn)代軍事作業(yè)性疲勞[1,2], 以期科學客觀地闡明軍事作業(yè)性疲勞的發(fā)生機制, 并有效防治軍事作業(yè)性疲勞,最大限度提高部隊戰(zhàn)斗力。

1 軍事作業(yè)性疲勞的癥狀、體征及常見并發(fā)癥

1.1 生理疲勞是主要的個體感受

長時間的軍事作業(yè)中, 體內的能量消耗, 大量排汗使體內鹽份丟失, 可造成肌肉收縮無力或痙攣;血液pH值下降, 細胞外液及離子濃度發(fā)生改變, 進一步導致滲透壓改變, 致使包括各種神經(jīng)遞質、氧化還原物質、離子等的“穩(wěn)定內環(huán)境”失調。生理學檢測可發(fā)現(xiàn)疲勞時呼吸肌耐力下降, 反應時間長,膝跳反射閾值升高; 心電圖示S-T段波下移, T波倒置。失衡導致的諸多方面異常, 如大腦中抑制性物質γ-氨基丁酸含量增加, 體內水分、鉀等的缺失會造成更進一步的生理機能紊亂。

反復超負荷的應力、張力、剪切力等因素, 或疲勞、損傷肌肉的不協(xié)調收縮反復作用等, 可造成骨骼、肌肉等運動系統(tǒng)的組織結構發(fā)生改變, 逐漸導致內應力減弱。疲勞性骨折、關節(jié)功能障礙、半月板損傷、肌肉損傷等都是機體在發(fā)生疲勞而未及時恢復時運動系統(tǒng)發(fā)生的嚴重并發(fā)癥。

內臟系統(tǒng)損傷發(fā)生率較低, 可一旦發(fā)生, 將嚴重影響戰(zhàn)斗力。高強度運動使軍人的血流動力學急驟改變, 心臟、腎臟、肝臟、大腦、消化系統(tǒng)等重要臟器的功能也在神經(jīng)內分泌等調節(jié)因素作用下發(fā)生劇烈變化, 當神經(jīng)內分泌等調節(jié)因素不能適應大運動量導致的機體功能劇烈變化時, 機體的內穩(wěn)狀態(tài)失衡, 可以引起腹痛、深靜脈血栓形成、急性腎功能衰竭等損傷。

1.2 心理疲勞

現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境特殊, 高科技武器的廣泛應用使戰(zhàn)場環(huán)境變得更加惡劣和殘酷。疲勞、饑餓、冷、熱、迷失方向、傷亡率高、戰(zhàn)爭的超高機動性要求、戰(zhàn)況進展時, 更易發(fā)生戰(zhàn)爭性心理應激, 對軍人的感官和心理會造成極其強烈的刺激。

信息化戰(zhàn)爭條件下, 戰(zhàn)斗人員的情緒狀態(tài)始終處于緊張狀態(tài), 注意力高度集中, 要對海量數(shù)據(jù)進行分析, 其感知、記憶、思維也都處于高度應變狀態(tài)。戰(zhàn)爭環(huán)境中的自身和戰(zhàn)友傷殘、長時間精神和軀體過度疲勞等, 會造成強烈的應激, 引發(fā)失能性心理反應, 導致參戰(zhàn)人員的認知、情感、思維與行為異常, 表現(xiàn)為: 情緒不穩(wěn)定, 易沖動、煩躁; 睡眠障礙, 如做惡夢或入睡困難, 進一步發(fā)展可出現(xiàn)睡眠剝奪現(xiàn)象, 致使作戰(zhàn)人員發(fā)生認知力下降、注意力不集中、錯漏、短時記憶力受損、判斷力下降, 進一步可導致疲勞衰竭、喪失戰(zhàn)斗力、甚至發(fā)生戰(zhàn)術錯誤[3]; 過度驚恐反應, 表現(xiàn)為對外界刺激反應過于敏感, 出現(xiàn)肌肉緊張、戰(zhàn)栗、盜汗、惡心、尿頻尿急、呼吸困難、心慌胸悶等癥狀。嚴重的軍事作業(yè)性心理應激, 包括劇烈顫抖、目光呆滯、沉默不語、幻覺、抑郁、焦慮、言語障礙、突發(fā)性攻擊行為等。極其嚴重的軍事作業(yè)性心理應激, 可出現(xiàn)失聰、失明、失語、癱瘓、精神分裂樣癥狀, 完全喪失作戰(zhàn)能力等[4]。

2 軍事體能性疲勞的病理生理機制

疲勞的病因尚不十分清楚, 其生理機制有以下幾種假設: （1）能量耗竭；（2）代謝產物堆積；（3）離子代謝紊亂；（4）氧自由基脂質過氧化；（5）內分泌調節(jié)機能下降；（6）保護性抑制。上述理論機制單一, 均不能完全解釋疲勞發(fā)生的機制。疲勞中存在多種“防御系統(tǒng)”的紊亂, 包括免疫、神經(jīng)內分泌和其他系統(tǒng), 難以用客觀指標衡量。近年認為神經(jīng)-內分泌-免疫三大自穩(wěn)系統(tǒng)的綜合作用在疲勞的發(fā)生中起重要作用, 它們可能從整體、細胞、分子的不同水平參與調解機體的疲勞狀態(tài)。

軍事作業(yè)所致的睡眠障礙研究顯示, 睡眠剝奪情況下能量消耗增加, 大腦對葡萄糖攝取和利用發(fā)生障礙, 蛋白質和脂肪代謝紊亂, 兒茶酚胺、血糖、血氧含量降低, 循環(huán)和呼吸系統(tǒng)的功能貯備下降,免疫功能減退、神經(jīng)對外周控制機能減弱[3]。Meeusen等[5]研究發(fā)現(xiàn)中樞兒茶酚胺在疲勞發(fā)生中起重要作用, 認為疲勞是中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)多種因素共同作用的結果, 超長或過量的訓練使適應力下降, 出現(xiàn)疲勞。Budgett等[6]研究認為運動員疲勞時5-羥色胺受體敏感性升高, 在中樞性疲勞中起重要作用。Cleare等[7]研究了垂體-腎上腺軸的變化, 發(fā)現(xiàn)疲勞者和健康對照人群的基礎促腎上腺皮質激素水平及對促腎上腺皮質激素釋放激素（corticotropin releasing hormone,CRH）刺激反應無顯著差異, 而疲勞組皮質醇水平顯著上升, 但對CRH刺激的反應降低, 24h尿游離皮質醇水平也顯著低于對照組, 用小劑量氫化可的松替代4周后, 癥狀有所改善, 提示疲勞狀態(tài)時腎上腺皮質功能降低, 糖皮質激素替代可以改善上述異常。機體內重要的雄性激素睪酮是促進運動后體能恢復, 和蛋白質合成的主要激素, 能增強運動員的運動能力, 而運動訓練亦能明顯影響血中睪酮的水平[8]。學者們普遍認為, 合理的運動訓練可使血睪酮水平升高, 提高機體機能水平, 而長時間采用大運動量訓練, 易使運動員處于過度緊張疲勞, 反而使睪酮水平下降。Tremblay等[9]發(fā)現(xiàn)低負荷、長時間運動是使睪酮水平升高的有效刺激。Hackney等[10]研究認為, 耐力訓練者血清睪酮的下降與下丘腦-垂體-睪丸軸改變有關。Nindl等[11]報道大強度耐力訓練后男子睪酮水平下降是垂體分泌促黃體生成激素減少引起的。尤同建等[12]證實大運動量訓練使大鼠Leydig細胞上的促黃體生成激素受體親和力下降。Keizer等[13]提出, 長時間衰竭性訓練,機體持續(xù)應激,下丘腦-垂體-腎上腺軸和下丘腦-垂體-睪丸軸的激活和抑制交替出現(xiàn), 最后可出現(xiàn)功能衰竭。以上提示長時間大運動量訓練可使血清睪酮水平下降, 其原因與下丘腦-垂體-性腺軸的調節(jié)有關。

長時間、高強度運動可引起骨骼肌、心肌細胞和淋巴細胞凋亡; 免疫細胞的凋亡可引起機體免疫機能下降, 導致抵抗力和代謝功能紊亂, 影響運動功能, 參與運動性疲勞。細胞凋亡和運動疲勞的發(fā)生機制具有相似性,現(xiàn)在一般認為細胞凋亡比例增加是引起疲勞的主要原因[14]。Clancy等[15]發(fā)現(xiàn)疲勞運動員CD4+T淋巴細胞分泌干擾素顯著降低。國內高艷紅等[16]對艦艇官兵進行調查發(fā)現(xiàn), 導致疲勞的高度緊張、作業(yè)環(huán)境和噪聲等因素使官兵CD3+T,CD3+CD8+淋巴細胞減少, 免疫力減弱, 推測是通過下丘腦-垂體-腎上腺軸以及交感神經(jīng)-腎上腺髓質軸的傳導, 并經(jīng)免疫系統(tǒng)T淋巴細胞上的CD3受體和B淋巴細胞上的CD19受體介導, 但并未進一步實驗證實。

疲勞是多因素作用的結果, 其作用點包括中樞及外周, 涉及神經(jīng)-內分泌和免疫系統(tǒng), 但疲勞尤其是軍事作業(yè)性疲勞的特點, 以及垂體-靶器官及免疫系統(tǒng)在其中作用的詳細機制尚不十分清楚。

3 軍事作業(yè)性疲勞的防治對策

軍事作業(yè)活動中, 疲勞是機體儲備機能的刺激因素, 是決定適宜的訓練負荷界限和能否完成任務與否的關鍵因素, 也是保證有效地進行適應過程和成功執(zhí)行任務, 以及預防過度疲勞的因素。常見的疲勞恢復方法有: 加強鍛煉, 提高自身抗疲勞能力;保持營養(yǎng)及水分的供給; 盡量保證充足的睡眠休息;抗疲勞藥物的應用; 吸氧、按摩、針灸、熱水浴、耳穴按壓等療法。

心理疲勞的恢復: 目前運動性心理疲勞的消除方法主要是認知行為干預, 指從認知、心理意向和思維方式的角度, 幫助人體克服情緒障礙和行為問題的心理干預模式, 包括目標確定、放松、自我暗示、表象和注意技巧等。具體表現(xiàn)為: 放松訓練和表象訓練, 減輕人體的焦慮程度及消除焦慮; 認知重建, 弄清情感、行為、認知三者之間的關系, 監(jiān)測不合理的思想, 通過用合理的事實取代不合理思想的過程, 培養(yǎng)人的正確認知行為; 應對技巧訓練,讓人不斷想象事情的結果, 以及如何應付, 最終學會心理調節(jié)。

在對疲勞干預的研究中, Clancy等[15]給干擾素分泌能力顯著降低的的疲勞運動員補充嗜酸乳桿菌（2×1010菌/d）, 1個月后干擾素水平明顯上升, 恢復至健康對照水平。也有應用糖皮質激素和咖啡因[17]等中樞興奮劑的報道, 但因副作用多, 限制了應用。國內研究應用中藥取得一定效果[18]。近年微量營養(yǎng)元素的下降與疲勞的關系受到很多學者關注, Fe2+作為血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素的成分參與體內氧的運送和呼吸過程, 強負荷訓練后經(jīng)汗液和腎等排出Fe2+增多, 出現(xiàn)血清Fe2+缺乏; 嚴重缺Fe2+會引起腦組織中單氨氧化酶活性降低, 以至5-羥色胺代謝紊亂, 進一步導致神經(jīng)遞質蓄積, 運動能力降低[19]。Zn2+是碳酸酐酶、乳酸脫氫酶以及胰島素等參與能量代謝的重要酶和激素的激活劑, Zn缺乏直接影響運動能力; Zn2+在細胞復制及組織修復、中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動、免疫系統(tǒng)發(fā)育和維持宿主防御中也起重要作用[20]。高強度軍事訓練可引起體內微量元素發(fā)生變化, 尤其表現(xiàn)為Zn2+、Fe2+、Mg2+的缺乏,在高強度軍事訓練期間, 補充Fe2+、Zn2+和Mg2+等微量元素, 可促進疲勞恢復[21]。

4 小 結

軍事作業(yè)性疲勞是軍人在戰(zhàn)斗環(huán)境或訓練過程中的不可回避的重要問題, 影響到部隊戰(zhàn)斗力, 其臨床表現(xiàn)的多樣性、復雜性和非特異性提示其病因可能是多方面的, 因此, 需要全面分析, 深入觀察其發(fā)生的生理、心理和社會學規(guī)律, 探索其發(fā)生機理, 找到合適的干預窗口時間, 開發(fā)對抗軍事作業(yè)性疲勞的干預藥物或措施以祛除疲勞。進一步進行深入研究, 尤其是近來對神經(jīng)-內分泌-免疫學機制,及心理應激機制的重點研究, 將會為軍事作業(yè)性疲勞的預防提供更多的科學依據(jù)。

[1]Booth CK, Probert B, Forbes-Ewan C,et al. Australian army recruits in training display symptoms of overtraining[J]. Mil Med, 2006 , 171(11): 1059-1064.

[2]Tharion WJ, Lieberman HR, Montain SJ,et al. Energy requirements of military personnel[J]. Appetite, 2005, 44(1):47-65.

[3]Caldwell JL, Gilreath SR. Work and sleep hours of U.S.Army aviation personnel working reverse cycle[J]. Med,2001, 166(2): 159-166.

[4]張理義. 戰(zhàn)爭性心理應激的防治[J]. 解放軍健康, 2001,15(2): 8-9.

[5]Meeusen R, Watson P. Hasegawa H,et al. Brain neurotransmitters in fatigue and overtraining[J]. Appl Physiol Nutr Metab, 2007, 32(5): 857-864.

[6]Budgett R, Hiscock N, Arida R,et al. The effects of the 5-HT2C agonist m-chlorophenylpiperazine on elite athletes with unexplained underperformance syndrome (overtraining)[J]. Br J Sports Med, 2010, 44(4): 280-283.

[7]Cleare AJ, Miell J, Heap E,et al. Hypothalamopituitary-adrenal axis dysfunction in chronic fatigue syndrome, and the effects of low-dose hydrocortisone therapy[J].J Clin Endocrinol Metab, 2001, 86(8): 3545-3554.

[8]齊 莉, 薄 海, 向曉輝, 等. 軍事訓練過程對武警部隊學員性激素水平的影響[J]. 武警醫(yī)學院學報, 2008, 17(8):653-657.

[9]Tremblay MS, Copeland JL, Van Helder W. Effect of training status and exercise mode on endogenous steroid hormones in men[J]. J Appl Physiol, 2004, 96(2): 531-539.

[10]Hackney AC, Szczepanowska E, Viru AM. Basal testicular testosterone production in endurance-trained men is suppressed[J]. Eur J Appl Physiol, 2003, 89(2): 198-201.

[11]Nindl BC, Kraemer WJ, Deaver DR,et al. LH secretion and testosterone concentrations are blunted after resistance exercise in men[J]. J Appl Physiol, 2001, 91(3): 1251-1258.

[12]尤同建, 謝敏豪, 方子龍, 等. 運動訓練對雄性大鼠垂體-性腺軸功能的影響[J]. 中國運動醫(yī)學雜志, 1997, 16(4):252-256.

[13]Keizer H, Janseen GM, Menheere P,et al. Changes in basal plasma testosterone, cortisol, and dehydroepiandrosterone sulfate in previously untrained males and females preparing for a marathon[J]. Int J Sports Med, 1989, 10(Suppl 3):S139-S145.

[14]陳 偉, 張傳新. 細胞凋亡與運動性疲勞關系的研究[J].安徽體育科技, 2008, 29(4): 63-65.

[15]Clancy RL, Gleeson M, Cox A,et al. Reversal in fatigued athletes of a defect in interferon gamma secretion after administration of Lactobacillus acidophilus[J]. Br J Sports Med, 2006, 40(4): 351-354.

[16]高艷紅, 于青琳, 田亞平, 等. 不同因素對艦艇官兵細胞免疫功能的影響[J]. 解放軍醫(yī)學雜志, 2008, 33(2): 226-228.

[17]Lohi JJ, Huttunen KH, Lahtinen TM,et al. Effect of caffeine on simulator flight performance in sleep-deprived military pilot students[J]. Mil Med, 2007, 172(9): 982-987.

[18]王 樂. 中藥如何消除運動性疲勞[J]. 體育世界, 2010,39(3): 58-59.

[19]黨京丹. 微量元素鎂缺乏的臨床意義[J]. 醫(yī)學綜述, 2006,12(19): 1181-1183.

[20]Diaz Romero C, Henriquez Sanchez P, Lopez Blanca F,et al.Serum copper and zinc concentrations in a representative sample of the Canarian population[J]. J Trace Elem Med Biol, 2002, 16(2): 75-81.

[21]鄭 虹, 徐昕明, 薛慎伍, 等. 高強度軍事訓練對人體微量元素水平的影響[J]. 實用醫(yī)藥雜志, 2007, 24(12): 1497-1499.