宋小波,陸一帆,王 斌,高 揚(yáng),閆會(huì)萍,王娟娟
SONG Xiao-bo1,LU Yi-fan2,WANG Bin1,GAO Yang2,YAN Hui-ping2,WANG Juan-juan2
兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練心臟功能變化研究
宋小波1,陸一帆2,王 斌1,高 揚(yáng)2,閆會(huì)萍2,王娟娟2
SONG Xiao-bo1,LU Yi-fan2,WANG Bin1,GAO Yang2,YAN Hui-ping2,WANG Juan-juan2
目的:研究?jī)和嗌倌暧斡具\(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練心臟功能低氧應(yīng)答反應(yīng)和適應(yīng)性變化規(guī)律,并進(jìn)行AMS評(píng)估和HAPE早期癥狀問診,結(jié)合分析高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員心臟功能以及血清cTnI、NT-proBNP含量的影響,探討兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)訓(xùn)練階段高原訓(xùn)練的可行性。方法:以11周歲基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員和14周歲高年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員各9名為研究對(duì)象,在青海多巴進(jìn)行2周的高原訓(xùn)練。于高原第1天進(jìn)行AMS評(píng)估和HAPE早期癥狀問診。高原前、高原第1、14天和高原后第7天采用多普勒心超評(píng)估心臟功能。高原第11天評(píng)估乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員心臟功能以及血清cTnI、NT-proBNP含量的影響。結(jié)果:1)高原第1天低年齡組運(yùn)動(dòng)員2人(22.2%)出現(xiàn)輕度AMS,所有運(yùn)動(dòng)員均未出現(xiàn)HAPE臨床癥狀。2)高原前,兩組運(yùn)動(dòng)員HR、PASP、CO、EF、FS和RV-Tei無顯著差異,低年齡組EDV、SV顯著低于高年齡組(EDV:86.73±12.23 vs. 91.11±17.54,P<0.05;SV:56.34±9.89 vs. 61.74±13.77,P<0.05)。高原第1天,運(yùn)動(dòng)員HR、PASP顯著升高,低年齡組顯著高于高年齡組(HR:82.76±14.24 vs. 75.28±14.87,P<0.05;PASP:20.61±4.79 vs. 19.41±4.69,P<0.05);SV顯著減少而CO顯著增加,低年齡組顯著低于高年齡組(CO:4.41±1.16 vs. 4.91±1.47,P<0.05;SV:47.89±12.11 vs. 57.81±9.17,P<0.05);EF、FS顯著增加,組間比較無顯著差異。高原第14天,運(yùn)動(dòng)員CO、PASP恢復(fù)高原前水平,HR、EF和FS顯著高于高原前,各指標(biāo)組間比較無顯著差異;SV低于高原前水平,低年齡組顯著低于高年齡組(51.84±10.93 vs. 58.5±9.39,P<0.05)。高原后第7天,運(yùn)動(dòng)員HR、SV恢復(fù)高原前水平,EF、FS持續(xù)高于高原前,各指標(biāo)組間比較無顯著差異。高原前、后兩組運(yùn)動(dòng)員RV-Tei均未發(fā)生顯著變化。3)訓(xùn)練前安靜狀態(tài),兩組運(yùn)動(dòng)員HR、PASP、CO、EF、E/A、RV-Tei和血液指標(biāo)無顯著差異。訓(xùn)練后即刻,運(yùn)動(dòng)員HR、PASP顯著升高,低年齡組顯著高于高年齡組(HR:135±13.46 vs. 128±15.37,P<0.05;PASP:21.4±4.81 vs. 19.74±5.78,P<0.05);CO增加而EF、E/A降低,各指標(biāo)組間比較無顯著差異。訓(xùn)練后6 h以上各指標(biāo)均恢復(fù)訓(xùn)練前水平。訓(xùn)練前、后運(yùn)動(dòng)員RV-Tei未發(fā)生顯著變化。4)血清cTnI于訓(xùn)練后4 h顯著增加,訓(xùn)練后24 h恢復(fù)訓(xùn)練前水平,各測(cè)試點(diǎn)組間比較無顯著差異。血清NT-proBNP于訓(xùn)練后即刻顯著升高,訓(xùn)練后24 h持續(xù)高值,各測(cè)試點(diǎn)組間比較無顯著差異。訓(xùn)練后即刻運(yùn)動(dòng)員血清NT-proBNP同PASP呈顯著正相關(guān)(R=0.49,P<0.05),血清cTnI同EF相關(guān)性不顯著。結(jié)論:1)基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員心臟功能低氧應(yīng)答反應(yīng)強(qiáng)于高年齡組,但低氧適應(yīng)性變化規(guī)律同高年齡組一致,2周高原訓(xùn)練可提高其心臟功能。2)在高原進(jìn)行乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練并未對(duì)基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員心臟功能造成不利影響。
兒童青少年;游泳運(yùn)動(dòng)員;高原訓(xùn)練;心臟功能;心肌肌鈣蛋白I;氨基末端腦鈉肽前體
高原訓(xùn)練在游泳項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用,越來越多的兒童青少年運(yùn)動(dòng)員,甚至基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組運(yùn)動(dòng)員采用高原訓(xùn)練的手段來提高競(jìng)技能力。目前,已有游泳高原訓(xùn)練理論主要針對(duì)高水平運(yùn)動(dòng)員,但鮮有兒童青少年運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練的針對(duì)性研究報(bào)道[24]。兒童青少年身體機(jī)能及器官功能處于快速的生長(zhǎng)發(fā)育階段,是否應(yīng)該參加高原訓(xùn)練以及過早參加高原訓(xùn)練的安全性、可行性和有效性等系列問題均有待深入研究。低氧暴露結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起運(yùn)動(dòng)員機(jī)體器官系統(tǒng),甚至細(xì)胞分子水平的應(yīng)答反應(yīng)和適應(yīng)性變化是高原訓(xùn)練提高運(yùn)動(dòng)能力的基礎(chǔ)。而高原相關(guān)病癥(High-Altitude Illness,HAI)的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)同樣取決于心、肺等器官系統(tǒng)的低氧應(yīng)答反應(yīng),其反應(yīng)類型和程度同年齡有關(guān)[8,9,16,29]。Moraga等[16]認(rèn)為,同青少年和健康成年人相比,兒童對(duì)于高原低氧更為敏感,急性高山?。ˋcute Mountain Sickness,AMS)發(fā)病率更高。Kriemler等[8,9]研究發(fā)現(xiàn),隨著年齡的增長(zhǎng),心血管系統(tǒng)低氧應(yīng)答反應(yīng)下降而呼吸系統(tǒng)低氧應(yīng)答反應(yīng)增強(qiáng),低氧性肺動(dòng)脈高壓在兒童的發(fā)病率顯著高于其父輩。低氧性肺動(dòng)脈高壓可導(dǎo)致右心室壓力負(fù)荷異常而影響心臟功能,并進(jìn)一步引發(fā)高原肺水腫(High Altitude Pulmonary Edema,HAPE)[25]。HAPE對(duì)急進(jìn)高原人群的生命構(gòu)成威脅,是海拔4 000 m以上高原突發(fā)死亡的常見原因[28]。進(jìn)入海拔2 500~3 000 m的高原旅行,0.1%~7%的健康個(gè)體同樣會(huì)出現(xiàn)HAPE[13,26,28],其發(fā)病率隨著年齡的增長(zhǎng)呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)[23]。以上研究均提示,同青少年和健康成年人相比,年齡更低的兒童高原低氧暴露存在更高的健康風(fēng)險(xiǎn)。此外,低氧環(huán)境下大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可引起運(yùn)動(dòng)員血清心肌肌鈣蛋白釋放增加[10]。心肌肌鈣蛋白是目前敏感性和特異性最好的心肌損傷標(biāo)志物,是心肌梗死等疾病重要的臨床診斷依據(jù)。研究表明,低氧環(huán)境下運(yùn)動(dòng)引起的心肌肌鈣蛋白釋放增加在低氧性肺動(dòng)脈高壓個(gè)體更為顯著[15]。進(jìn)一步說明,高原低氧環(huán)境下進(jìn)行大強(qiáng)度訓(xùn)練可能對(duì)低年齡組兒童青少年運(yùn)動(dòng)員心臟功能造成不利影響,增加其健康風(fēng)險(xiǎn)。
本研究以11周歲基礎(chǔ)訓(xùn)練階段游泳運(yùn)動(dòng)員和14周歲高年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員各9人為研究對(duì)象,研究?jī)和嗌倌暧斡具\(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練心臟功能的低氧應(yīng)答反應(yīng)和適應(yīng)性變化規(guī)律,結(jié)合分析高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員心臟功能以及血清cTnI、NT-proBNP含量的影響,并進(jìn)行AMS評(píng)估和HAPE早期癥狀問診,分別從高原低氧暴露和高原強(qiáng)度訓(xùn)練兩個(gè)方面探討兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)訓(xùn)練階段高原訓(xùn)練的可行性,為兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練實(shí)踐和醫(yī)務(wù)監(jiān)督工作提供理論支持。
1.1 研究對(duì)象和分組
本研究以山西省游泳隊(duì)11周歲低年齡組運(yùn)動(dòng)員和14周歲高年齡組運(yùn)動(dòng)員各9名為研究對(duì)象,分為2組(低年齡組和高年齡組,表1)。所有受試者均為平原人,長(zhǎng)期在山西省體育中心訓(xùn)練(位于太原市,海拔800 m)。實(shí)驗(yàn)之前所有運(yùn)動(dòng)員均未到過高原或接受任何形式的低氧訓(xùn)練。所有運(yùn)動(dòng)員無心血管疾病史,安靜狀態(tài)彩色多普勒超聲心動(dòng)圖和12導(dǎo)聯(lián)心電圖檢查結(jié)果正常,實(shí)驗(yàn)前1個(gè)月內(nèi)無感冒等呼吸道感染病史,均詳細(xì)了解本研究整體試驗(yàn)流程,并簽署知情同意書。
表1 本研究運(yùn)動(dòng)員基本情況Table 1 Clinical and Training Characteristics of Athletes
1.2 研究方法
1.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
本次高原訓(xùn)練在青海多巴基地(海拔2 388 m,平均氣壓76.5KPa)進(jìn)行,為期2周。整個(gè)訓(xùn)練過程包括適應(yīng)性訓(xùn)練、逐步增量和強(qiáng)度訓(xùn)練3個(gè)階段。高原第1~4天為適應(yīng)性訓(xùn)練階段,訓(xùn)練內(nèi)容以任意游(REC)、技術(shù)游和一般有氧(EN1)為主。高原第6~9天為增量階段,要求在上一階段訓(xùn)練內(nèi)容的基礎(chǔ)上逐步增加訓(xùn)練量。高原第11~14天為強(qiáng)度訓(xùn)練階段,訓(xùn)練內(nèi)容以乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練(EN2)為主,結(jié)合進(jìn)行調(diào)整和恢復(fù)性訓(xùn)練。高原第5天和第10天進(jìn)行調(diào)整和恢復(fù)性訓(xùn)練。整個(gè)訓(xùn)練過程未安排最大攝氧量強(qiáng)度訓(xùn)練(EN3),適度安排無氧訓(xùn)練的訓(xùn)練內(nèi)容(圖1)。
運(yùn)動(dòng)員乘坐火車進(jìn)入高原,歷時(shí)9 h 51 min。于高原第1天進(jìn)行AMS評(píng)估和HAPE早期癥狀問診。分別于高原前(H0),高原第1、14天(A1、A2)以及高原后第7天(P1)采用彩色多普勒心臟超聲估測(cè)肺動(dòng)脈收縮壓(Pulmonary Artery Systolic Pressure,PASP)并評(píng)估運(yùn)動(dòng)員心臟功能。測(cè)試日晨起采集靜脈血進(jìn)行血清內(nèi)皮素1(Endothelin-1, ET-1)和一氧化氮(Nitric Oxide,NO)測(cè)試。于高原第11天(強(qiáng)度訓(xùn)練階段第1天)評(píng)估乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員心臟功能的影響。分別于訓(xùn)練前以及訓(xùn)練后即刻、6 h進(jìn)行彩色多普勒心臟超聲測(cè)試。于訓(xùn)練前以及訓(xùn)練后即刻、4 h和24 h采集靜脈血進(jìn)行血清心肌肌鈣蛋白I(Cardiac Troponin I,cTnI)和氨基末端腦鈉肽前體(N-Terminal Pro Brain Natriuretic Peptide,NT-proBNP)測(cè)試。
圖1 高原訓(xùn)練的負(fù)荷結(jié)構(gòu)柱狀圖Figure 1. The Training Load of Altitude Training
1.2.2 AMS評(píng)估和HAPE早期癥狀問診
AMS評(píng)估采用路易斯湖診斷標(biāo)準(zhǔn)(Lake Louise Scoring System),該診斷標(biāo)準(zhǔn)將頭痛、胃腸癥狀(食欲不振、惡心、嘔吐)、疲勞、頭暈及失眠5種癥狀分為無、輕、中、重,各自對(duì)應(yīng)0~3分,進(jìn)行自我評(píng)價(jià)并相加得出綜合評(píng)分?;贏MS-LLS診斷標(biāo)準(zhǔn),在近期內(nèi)快速?gòu)牡秃0蔚貐^(qū)進(jìn)入高原地區(qū),個(gè)體出現(xiàn)頭痛癥狀并伴有至少下列1項(xiàng)癥狀,即胃腸癥狀(食欲不振、惡心、嘔吐)、疲勞、頭暈及失眠,如AMS-LLS總分≥3分則診斷為AMS,≥5分診斷為重度AMS。HAPE主要通過由臨床醫(yī)師問診早期癥狀的方法進(jìn)行評(píng)估。HAPE的早期癥狀包括:咳嗽、呼吸急促以及活動(dòng)受限等。
1.2.3 彩色多普勒超聲測(cè)試
采用GE LOGIQ I 便攜式多普勒超聲儀,安靜狀態(tài)下左側(cè)臥位,取胸骨旁左室長(zhǎng)軸圖和心尖四腔面,進(jìn)行M型、二維及多普勒超聲心動(dòng)圖檢查,測(cè)量心率(Heart Rate,HR)、每搏輸出量(Stroke Volume,SV)、心輸出量(Cardiac Output,CO)、左心室射血分?jǐn)?shù)(Ejection Fraction,EF)、左室短軸縮短率( Fraction Shortening,F(xiàn)S)以及E/A比值等心臟結(jié)構(gòu)和功能參數(shù)。選取右心室流入道、胸骨旁短軸和心尖四腔切面,測(cè)量右心室形態(tài)指標(biāo),計(jì)算右心室Tei指數(shù)。彩色多普勒顯示最大三尖瓣返流速度,調(diào)整探頭角度和連續(xù)多普勒取樣線,使之與射流方向保持一致,測(cè)量三尖瓣最大返流速度,根據(jù)簡(jiǎn)化伯努利方程計(jì)算△ p,并估測(cè)PASP。
△ p=4v2,其中,v為三尖瓣最大返流速度;
PASP=RAP+△ p,其中,RAP為右心房壓;
Tei指數(shù)=(ICT+I(xiàn)RT)/ ET,其中,ICT為心室等容收縮時(shí)間,IRT為等容舒張時(shí)間,ET為心室射血時(shí)間。
1.2.4 乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練內(nèi)容
高原第11天為強(qiáng)度訓(xùn)練階段的第1天,本研究對(duì)高原強(qiáng)度訓(xùn)練課前、后運(yùn)動(dòng)員心臟功能變化進(jìn)行評(píng)估。訓(xùn)練課的主要訓(xùn)練內(nèi)容為乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練(70%~90%O2max強(qiáng)
度)。所有運(yùn)動(dòng)員在完成熱身和技術(shù)游(訓(xùn)練量2 700 m)后進(jìn)行3組6×200 m自由泳的間歇性大強(qiáng)度訓(xùn)練。根據(jù)運(yùn)動(dòng)員個(gè)人最好成績(jī)確定每個(gè)200 m包干時(shí)間,要求速度達(dá)到比賽成績(jī)的85%~95%,血乳酸達(dá)到3~5 mmol/L。在高原強(qiáng)度訓(xùn)練階段開始前,所有運(yùn)動(dòng)員在完成高原適應(yīng)性訓(xùn)練,并逐步提高高原訓(xùn)練的訓(xùn)練量后,進(jìn)行了適當(dāng)?shù)幕謴?fù)和調(diào)整。測(cè)試開始前24 h內(nèi)所有運(yùn)動(dòng)員禁止有任何形式的劇烈運(yùn)動(dòng)。
1.2.5血液指標(biāo)測(cè)試
安靜坐位,肘正中靜脈取血5 mL,離心15 min(3 000 r/min,室溫)提取血清,分裝并于-80℃冰箱保存待測(cè)。ET-1、NO和NT-proBNP采用ELISA法進(jìn)行測(cè)試,試劑盒由加拿大ELIXIR公司提供。血清cTnI的測(cè)定采用化學(xué)發(fā)光免疫法,應(yīng)用“雙抗體夾心法”原理,參考范圍為<0.04 ng/mL,試劑盒由美國(guó)Beckman-Coulter公司提供。各指標(biāo)的測(cè)試過程均嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行操作。
1.3統(tǒng)計(jì)方法
所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)由SPSS統(tǒng)計(jì)軟件(SPSS 19.0 for Windows)處理。連續(xù)變量做正態(tài)性檢驗(yàn),符合正態(tài)分布則用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示,不符合正態(tài)分布則以中位數(shù)和4分位數(shù)間距來描述,分類變量用數(shù)值和百分比表示。經(jīng)正態(tài)分布檢驗(yàn),符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析,不符合正態(tài)分布則采用非參數(shù)檢驗(yàn)。同一時(shí)間點(diǎn)的組間比較采用單因素方差分析或Mann-Whitney秩和檢驗(yàn)。連續(xù)變量的相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析,P<0.05表示具有顯著性差異。
2.1 運(yùn)動(dòng)員一般情況
低年齡組運(yùn)動(dòng)員身高、體重、訓(xùn)練年限均顯著低于高年齡組運(yùn)動(dòng)員。初次進(jìn)入2 388 m高原后,兩組運(yùn)動(dòng)員脈搏血氧飽和度未出現(xiàn)顯著差異,但低年齡組運(yùn)動(dòng)員安靜心率、收縮壓和舒張壓均顯著高于高年齡組運(yùn)動(dòng)員。低年齡組運(yùn)動(dòng)員中有2人出現(xiàn)輕度AMS(平均值:3.2±0.4;范圍:2~5)。所有運(yùn)動(dòng)員均未出現(xiàn)HAPE的典型臨床癥狀(表1)。
2.2 高原安靜狀態(tài)測(cè)試結(jié)果
高原前,低年齡組運(yùn)動(dòng)員左室舒張末期容積(End-Diastolic Volume,EDV)和SV顯著低于高年齡組,兩組運(yùn)動(dòng)員HR、PASP、CO、EF、FS和RV-Tei無顯著差異。高原第1天,運(yùn)動(dòng)員HR、PASP顯著升高,CO、EF和FS顯著增加,而左室收縮末期容積(End Systolic Volume,ESV)、EDV和SV均顯著減少。低年齡組運(yùn)動(dòng)員HR、PASP顯著高于高年齡組運(yùn)動(dòng)員,而CO和SV顯著低于高年齡組運(yùn)動(dòng)員,EF和FS組間比較無顯著差異。高原第14天,運(yùn)動(dòng)員CO、PASP恢復(fù)高原前水平,而HR、EF和FS持續(xù)高于高原前水平,各指標(biāo)組間比較無顯著差異。運(yùn)動(dòng)員SV低于高原前水平,低年齡組運(yùn)動(dòng)員顯著低于高年齡組。高原后第7天,兩組運(yùn)動(dòng)員HR恢復(fù)高原前水平,EDV增加而ESV依舊低于高原前水平,SV恢復(fù)高原前水平,EF、FS則持續(xù)高于高原前水平。高原前、后兩組運(yùn)動(dòng)員RV-Tei指數(shù)均未發(fā)生顯著變化(表2)。
表2 運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練安靜狀態(tài)各指標(biāo)變化Table 2 The Cardiac Function and Serum Markers of Athletes during Altitude Training
高原前兩組運(yùn)動(dòng)員血清ET-1和NO含量無顯著差異。高原第1天運(yùn)動(dòng)員血清ET-1含量顯著升高,于高原第14天恢復(fù)至高原前水平,組間比較無顯著差異。高原第14天以及高原后第7天,運(yùn)動(dòng)員血清NO含量顯著高于高原前水平,組間比較無顯著差異(表2)。高原第1天運(yùn)動(dòng)員血清ET-1同PASP呈顯著正相關(guān)(r=0.3,P=0.035)[1]。
2.3 高原強(qiáng)度訓(xùn)練課測(cè)試結(jié)果
訓(xùn)練前,兩組運(yùn)動(dòng)員HR、PASP、CO、EF和E/A組間比較無顯著差異。訓(xùn)練后即刻,運(yùn)動(dòng)員HR和PASP顯著升高,低年齡組顯著高于高年齡組,于訓(xùn)練后6 h恢復(fù)訓(xùn)練前水平。訓(xùn)練后即刻,運(yùn)動(dòng)員CO顯著增加,而EF和E/A顯著降低,各指標(biāo)組間比較無顯著差異,均于訓(xùn)練后6 h恢復(fù)訓(xùn)練前水平。訓(xùn)練前、后運(yùn)動(dòng)員RV-Tei指數(shù)未發(fā)生顯著變化(表3)。
表3 高原訓(xùn)練課前、后運(yùn)動(dòng)員心臟功能變化Table 3 The Cardiac Function of Athletes before and after Altitude Training
訓(xùn)練后4 h運(yùn)動(dòng)員血清cTnI顯著高于訓(xùn)練前水平〔低年齡組:0.031(0.023~0.077) vs. 0.011(0.007~0.016),P<0.05;高年齡組: 0.028(0.019~0.051) vs. 0.009(0.0075~0.0145),P<0.05〕組間比較無顯著差異。兩組運(yùn)動(dòng)員各有2名,共4名(22%)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練后cTnI峰值>0.04 ng/mL。除1名低年齡組運(yùn)動(dòng)員外,所有運(yùn)動(dòng)員血清cTnI于訓(xùn)練后24 h恢復(fù)到訓(xùn)練前水平(圖2)。訓(xùn)練后即刻運(yùn)動(dòng)員血清cTnI同心臟功能參數(shù)EF相關(guān)性不顯著(r=-0.051,P>0.05)。
圖2 高原訓(xùn)練課前、后運(yùn)動(dòng)員血清cTnI含量變化折線圖Figure 2. Individual Data Points for cTnI in Athletes before and after Altitude Training
圖3 高原訓(xùn)練課前、后運(yùn)動(dòng)員血清NT-proBNP含量變化折線圖Figure 3. The Serum NT-proBNP of Athletes before and after Altitude Training
圖4 高原訓(xùn)練課后NT-proBNP與PASP的相關(guān)關(guān)系示意圖Figure 4. Correlation between NT-proBNP and PASP before and after Altitude Training
訓(xùn)練后即刻運(yùn)動(dòng)員血清NT-proBNP顯著高于高原前水平〔低年齡組:55.2(29.65~78.1) vs. 20.3(11.55~33.85),P<0.05;高年齡組:43.4(26.95~52.8) vs. 15.9(10.6~25.45),P<0.05〕,直至訓(xùn)練后24 h仍未恢復(fù)訓(xùn)練前水平。組間比較無顯著差異(圖3)。訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員血清NT-proBNP同PASP呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.49,P<0.05,圖4)。
本研究發(fā)現(xiàn)初入海拔2 388 m高原,11周歲低年齡組運(yùn)動(dòng)員中有2人(22.2%)出現(xiàn)輕度AMS,而高年齡組運(yùn)動(dòng)員無1人出現(xiàn)AMS,兩組運(yùn)動(dòng)員均未出現(xiàn)HAPE的典型臨床癥狀。AMS和HAPE為HAI最常見的兩種類型,可見于急進(jìn)2 000~3 000 m以上海拔高原的健康人群[7,20]。嚴(yán)重AMS可以發(fā)展為高原腦水腫(High-AltitudeCerebral Edema,HACE)。HACE和HAPE均為潛在致命性臨床綜合征,是影響高原習(xí)服的重要因素[7,28]。Moraga等[16]對(duì)進(jìn)入海拔4 400 m高原旅行的兒童(6~48個(gè)月)、青少年(13~18歲)以及健康成年人(21~44歲)進(jìn)行AMS評(píng)估和心肺功能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)進(jìn)入高原后兒童AMS發(fā)病率顯著高于青少年和健康成年人(兒童:100%;青少年:50%;健康成年人:23%),AMS發(fā)病率同旅行者年齡呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,因此認(rèn)為兒童對(duì)于高原低氧更為敏感。Scoggin等[29]則發(fā)現(xiàn),同健康成年人相比,兒童青少年進(jìn)入高原后更容易出現(xiàn)HAPE的典型臨床癥狀,同樣證明,年齡因素構(gòu)成HAI發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)因素,初次進(jìn)入高原地區(qū)年齡越低者健康風(fēng)險(xiǎn)越高。本研究中,兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員初次進(jìn)入海拔2 388 m高原后,僅11周歲低年齡組運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)2例輕度AMS,進(jìn)一步提示,要提高兒童青少年運(yùn)動(dòng)員尤其基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組運(yùn)動(dòng)員參加高原訓(xùn)練的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。兒童青少年運(yùn)動(dòng)員參加高原訓(xùn)練,不僅高原前要加強(qiáng)對(duì)HAI高危人群的篩查力度,而且要加強(qiáng)高原初期的針對(duì)性醫(yī)務(wù)監(jiān)督工作。兩組運(yùn)動(dòng)員均未出現(xiàn)HAPE的典型臨床癥狀以及整體相對(duì)較低的AMS發(fā)病率(11.1%),這同本研究高原訓(xùn)練的海拔高度以及進(jìn)入高原的方式有關(guān)。除年齡因素外,高原海拔高度、進(jìn)入高原的速度、HAI既往史、久居平原以及氣溫等環(huán)境因素同樣構(gòu)成HAI發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)因素。研究表明,海拔高于2 500 m以及急進(jìn)高原的方式均可增加HAI發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[5,7]。Murdoch[18]研究發(fā)現(xiàn),采用乘坐飛機(jī)的方式急進(jìn)海拔3 740 m高原,健康人群AMS發(fā)病率可高達(dá)84%。Bloch等[4]則發(fā)現(xiàn),采用乘坐火車的方式漸進(jìn)海拔3 450 m高原,兒童青少年AMS發(fā)病率相對(duì)較低,臨床癥狀輕微且存在一定自限性。由此可見,本研究采用乘坐火車的方式漸進(jìn)性進(jìn)入海拔2 388 m高原,對(duì)于兒童青少年運(yùn)動(dòng)員而言是一種安全可靠的方法。
研究表明,低氧環(huán)境下肺動(dòng)脈壓升高在HAPE的發(fā)病過程中起著關(guān)鍵作用[25]。本研究雖然兩組運(yùn)動(dòng)員高原第1天均未出現(xiàn)典型的HAPE早期臨床癥狀,但PASP顯著增加提示,低氧暴露引起了運(yùn)動(dòng)員肺動(dòng)脈壓的升高。肺血管內(nèi)皮ET-1和NO的合成釋放在肺循環(huán)低氧應(yīng)答反應(yīng)和適應(yīng)性變化過程中發(fā)揮重要作用。低氧可引起肺循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)改變,甚至損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞造成內(nèi)皮形態(tài)和結(jié)構(gòu)功能紊亂,合成釋放ET-1增加而引起肺動(dòng)脈收縮,導(dǎo)致肺循環(huán)阻力增加而壓力升高[19]。本研究高原訓(xùn)練期間運(yùn)動(dòng)員血清ET-1含量同PASP表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律,均于高原第1天顯著升高,高原第14天恢復(fù)高原前水平,且高原第1天運(yùn)動(dòng)員血清ET-1含量同PASP呈顯著正相關(guān)(r=0.3,P=0.035)[1]。因此,本研究認(rèn)為肺血管內(nèi)皮ET-1的合成釋放增加是高原第1天運(yùn)動(dòng)員PASP升高的主要原因。高原第14天運(yùn)動(dòng)員血清ET-1恢復(fù)高原前水平,而血清NO含量顯著升高。ET-1合成釋放減少以及NO合成釋放增加是低氧適應(yīng)后運(yùn)動(dòng)員PASP恢復(fù)高原前水平的原因所在。高原第1天11周歲低年齡組運(yùn)動(dòng)員PASP顯著高于高年齡組,PASP同運(yùn)動(dòng)員年齡呈顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.26,P=0.008)[1],可能同自主神經(jīng)調(diào)節(jié)有關(guān)。Kriemler等[8]同樣采用多普勒心超估測(cè)PASP的方法對(duì)青春期前兒童及其父輩海拔3 450 m高原暴露的肺動(dòng)脈壓進(jìn)行評(píng)估,發(fā)現(xiàn)高原第1天兩組人群PASP均顯著升高,其中兒童PASP顯著高于其父輩,且低氧性肺動(dòng)脈高壓(PASP≥30 mm Hg)發(fā)病率更高。由于兒童動(dòng)脈血氧飽和度同其父輩無顯著差異而心率和體循環(huán)收縮壓顯著高于其父輩,Kriemler等[8]認(rèn)為,高原暴露后肺循環(huán)低氧應(yīng)答反應(yīng)的年齡差異主要由自主神經(jīng)調(diào)節(jié)引起,同肺循環(huán)局部低氧無關(guān)。本研究高原第1天低年齡組運(yùn)動(dòng)員動(dòng)脈血氧飽和度同高年齡組運(yùn)動(dòng)員相比無顯著差異,但心率和血壓均高于高年齡組運(yùn)動(dòng)員,同Kriemler等[8]的研究結(jié)果一致,因此認(rèn)為,自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的年齡差異是本研究高原第1天低年齡組運(yùn)動(dòng)員PASP高于高年齡組運(yùn)動(dòng)員的可能原因。初入高原運(yùn)動(dòng)員PASP顯著升高卻并未引起HAPE的原因在于肺動(dòng)脈壓升高的幅度未達(dá)到引發(fā)HAPE的閾值。健康個(gè)體肺毛細(xì)血管壓>19 mmHg是發(fā)生HAPE的臨界點(diǎn),而PASP>55 mmHg時(shí)可以引起嚴(yán)重HAPE。本研究高原第1天僅有2名運(yùn)動(dòng)員PASP>25 mmHg,最高值為29 mmHg,所有運(yùn)動(dòng)員均未達(dá)到低氧性肺動(dòng)脈高壓的診斷標(biāo)準(zhǔn)。而兒童青少年較強(qiáng)的肺泡及肺間質(zhì)滲出液清除能力在預(yù)防HAPE發(fā)病的過程中可發(fā)揮重要作用[25]。
低氧引起肺血管收縮,肺動(dòng)脈壓力升高而肺循環(huán)阻力增加,將會(huì)加重右心室后負(fù)荷而影響右心功能。因此,心臟功能的低氧效應(yīng)更多體現(xiàn)在右心功能的變化[19]。右心室Tei指數(shù)(Right Ventricular Tei Index,RV-Tei)是評(píng)估右心室整體收縮和舒張功能的有效指標(biāo)[17]。本研究發(fā)現(xiàn),高原訓(xùn)練前后兩組運(yùn)動(dòng)員RV-Tei指數(shù)均未發(fā)生顯著變化,組間比較無顯著差異。因此認(rèn)為,海拔2 388 m高原低氧暴露,PASP的升高并未對(duì)兒童青少年運(yùn)動(dòng)員右心功能造成影響。左心功能方面,高原訓(xùn)練期間11周歲低年齡組運(yùn)動(dòng)員同高年齡組運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出相同的低氧應(yīng)答反應(yīng)和適應(yīng)性變化規(guī)律。具體表現(xiàn)為:高原第1天運(yùn)動(dòng)員HR顯著升高而SV顯著減少,CO、EF和FS則顯著增加;高原第14天運(yùn)動(dòng)員HR有所下降但仍高于高原前水平,SV有所增加但仍低于高原前水平,CO則恢復(fù)至高原前水平;高原后第7天運(yùn)動(dòng)員HR下降,SV增加,CO維持高原前水平,EF和FS則持續(xù)高于高原前水平。高原第1天,HR升高是CO增加的主要原因,通過增加CO可以維持低氧環(huán)境下循環(huán)系統(tǒng)對(duì)氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸,保證運(yùn)動(dòng)員機(jī)體的代謝需求。交感-腎上腺素系統(tǒng)活動(dòng)增強(qiáng)是高原第1天運(yùn)動(dòng)員HR升高的主要原因[7],而自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的年齡差異是高原第1天低年齡組運(yùn)動(dòng)員HR顯著高于高年齡組運(yùn)動(dòng)員的原因所在。Finley等[6]以心率變異性(Heart Rate Variability,HRV)指標(biāo)為評(píng)估參數(shù)研究?jī)和颓嗌倌曜灾魃窠?jīng)調(diào)節(jié)功能的差異,發(fā)現(xiàn)自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能存在一定的年齡依賴性。具體而言,兒童自主神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育并未成熟,交感副交感平衡性差,同青少年和健康成年人相比交感神經(jīng)活躍而迷走神經(jīng)張力較低,交感-腎上腺素系統(tǒng)調(diào)節(jié)更占優(yōu)勢(shì)。因此,高原低氧環(huán)境下兒童青少年運(yùn)動(dòng)員年齡越低HR和血壓變化越顯著。隨著低氧適應(yīng)和高原習(xí)服,迷走神經(jīng)活性增強(qiáng)而腎上腺素能受體活性下降,自主神經(jīng)調(diào)節(jié)趨于平衡,運(yùn)動(dòng)員HR則呈現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)[14]。高原第1天,運(yùn)動(dòng)員SV減少的可能原因包括左心室收縮功能下降和循環(huán)血量減少兩個(gè)方面。Rao等[22]以139名健康青年男性為研究對(duì)象的大樣本調(diào)查研究證明,高原低氧暴露并不影響健康人群左心室收縮功能。本研究高原第1天運(yùn)動(dòng)員EF和FS顯著增加同樣說明高原低氧暴露并未對(duì)兒童青少年運(yùn)動(dòng)員左心室收縮功能造成不利影響。EDV和ESV的顯著減少則表明,低氧環(huán)境下機(jī)體血液濃縮和血漿容量減少是高原第1天運(yùn)動(dòng)員SV減少的可能原因[30]。高原后第7天,運(yùn)動(dòng)員HR下降至高原前水平,EDV增加引起SV增加是CO維持穩(wěn)定的主要原因。EDV增加而ESV持續(xù)低于高原前水平是EF高于高原前水平的原因所在。高原后第7天兩組運(yùn)動(dòng)員EF和FS均高于高原前水平說明,兩周高原訓(xùn)練在一定程度上提高了兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員的左心室收縮功能。
訓(xùn)練負(fù)荷的合理安排是高原訓(xùn)練的核心內(nèi)容,科學(xué)的負(fù)荷結(jié)構(gòu)不僅是取得良好訓(xùn)練效果的前提,而且是高原訓(xùn)練得以安全、順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。對(duì)于高水平運(yùn)動(dòng)員而言,目前建議高原訓(xùn)練的訓(xùn)練負(fù)荷可以接近或達(dá)到平原訓(xùn)練水平[24]。兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員,尤其基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練的負(fù)荷安排并無相應(yīng)的理論指導(dǎo)。游泳運(yùn)動(dòng)員年齡組訓(xùn)練大綱指出,9~12歲年齡段屬于游泳項(xiàng)目的基礎(chǔ)訓(xùn)練階段,該階段的訓(xùn)練目標(biāo)要求逐步提高運(yùn)動(dòng)員有氧能力[2,3]。乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練是提高運(yùn)動(dòng)員有氧運(yùn)動(dòng)能力的有效手段,是基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組運(yùn)動(dòng)員可以采用的間歇性大強(qiáng)度訓(xùn)練方式之一。本研究高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練后即刻,運(yùn)動(dòng)員PASP顯著升高,11周歲低年齡組顯著高于高年齡組。PASP的升高勢(shì)必加重運(yùn)動(dòng)員右心室后負(fù)荷[33],可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員右心室功能造成影響。作為心肌細(xì)胞的一種生理性保護(hù)機(jī)制,運(yùn)動(dòng)后血清NT-proBNP含量的增加同運(yùn)動(dòng)引起的右心室舒張末期容積改變導(dǎo)致室壁應(yīng)力增強(qiáng)有關(guān)[27]。本研究訓(xùn)練后即刻,運(yùn)動(dòng)員血清NT-proBNP含量顯著增加,且同PASP呈正相關(guān),證明了高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練引起的肺動(dòng)脈壓升高在一定程度上加重了右心室后負(fù)荷。但訓(xùn)練前、后兩組運(yùn)動(dòng)員RV-Tei指數(shù)均未發(fā)生顯著變化,說明高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練引起的肺動(dòng)脈壓升高并未對(duì)運(yùn)動(dòng)員右心室整體收縮和舒張功能造成影響。左心功能方面,本研究高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練后即刻,兩組運(yùn)動(dòng)員EF、E/A均顯著降低。Vanoverschelde等[32]的研究認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)后EF、E/A的下降表明中等以上強(qiáng)度耐力訓(xùn)練可以引起健康個(gè)體左心室收縮和舒張功能紊亂。田野等[31]則認(rèn)為,雖然訓(xùn)練可以引起運(yùn)動(dòng)員左心室收縮和舒張功能降低,但其變化幅度并不足以明確左心室功能紊亂的臨床診斷。本研究高原乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員EF、E/A的下降程度同樣未達(dá)到左心功能紊亂的診斷標(biāo)準(zhǔn),加之訓(xùn)練后6 h即恢復(fù)訓(xùn)練前水平,本研究認(rèn)為,高原進(jìn)行乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練并未對(duì)兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員左心室功能造成影響。此外,本研究運(yùn)動(dòng)員血清cTnI含量于乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練后4 h顯著升高,低年齡組運(yùn)動(dòng)員和高年齡組運(yùn)動(dòng)員各有2人血清cTnI峰值超過0.04 ng/mL,但血清cTnI含量同心臟功能指標(biāo)(EF)并不相關(guān),不能明確訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員血清cTnI含量增加同心臟功能變化之間的關(guān)系。有研究者認(rèn)為,間歇性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)員血清cTnI的釋放和清除規(guī)律不同于急性冠脈綜合征,是一種生理現(xiàn)象而非運(yùn)動(dòng)應(yīng)激引起的病理反應(yīng)[12]。李菲菲等[10,11]研究發(fā)現(xiàn),低氧環(huán)境下間歇性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)引起的血清cTnI釋放增加可能同低氧導(dǎo)致心肌局部抗氧化保護(hù)效應(yīng)減弱有關(guān)。總體而言,高原進(jìn)行乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練并未對(duì)兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員,尤其基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員心臟功能造成不利影響。
本研究采用對(duì)照觀察的研究方法探討兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)訓(xùn)練階段高原訓(xùn)練的可行性。樣本量的大小在一定程度上限制了論證強(qiáng)度,這是一切針對(duì)高水平競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員的研究所不可避免的問題。本研究發(fā)現(xiàn),高原訓(xùn)練期間,基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員心臟功能低氧適應(yīng)性變化規(guī)律同高年齡組運(yùn)動(dòng)員一致,2周高原訓(xùn)練可提高其心臟功能,證明基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員參加高原訓(xùn)練的可行性。但心臟功能低氧應(yīng)答反應(yīng)和年齡有關(guān),年齡越低反應(yīng)越強(qiáng)烈。同高年齡組運(yùn)動(dòng)員相比,基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組游泳運(yùn)動(dòng)員高原初期HR和PASP升高更為顯著,具有更高的HAI發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。因此,要提高低年齡組兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員參加高原訓(xùn)練的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),加強(qiáng)針對(duì)性醫(yī)務(wù)監(jiān)督工作。參加高原訓(xùn)練前,有必要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員病毒感染、呼吸系統(tǒng)疾病、先天性心臟病以及阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征等可增加HAI發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)疾病的篩查力度[34]。選擇合適的高原訓(xùn)練海拔高度以及漸進(jìn)性進(jìn)入高原的方式均可有效降低兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練HAI的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[21]。高原進(jìn)行乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練并未對(duì)兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員心臟功能造成不利影響,可以將其作為兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員,尤其是基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的低年齡組運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練強(qiáng)度訓(xùn)練課的主要訓(xùn)練內(nèi)容。
[1] 宋小波,王斌,高揚(yáng),等. 兒童青少年游泳運(yùn)動(dòng)員初入2 366 m高原肺動(dòng)脈收縮壓及心臟功能變化的超聲心動(dòng)圖研究[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2015,34(11):1058-1063.
[2] 中國(guó)游泳協(xié)會(huì). 游泳年齡組教學(xué)訓(xùn)練大綱[M].北京:人民體育出版社,2006.
[3] 徐國(guó)偉. 游泳年齡組運(yùn)動(dòng)員(9~12歲)訓(xùn)練安排多樣化研究[D].北京:北京體育大學(xué),2013.
[4] BLOCH J,DUPLAIN H,RIMOLDI S F,et al. Prevalence and time course of acute mountain sickness in older children and adolescents after rapid ascent to 3450 meters [J]. Pediatrics,2009,123(1):1-5.
[5] CHAN C W,LIN Y C,CHIU Y H,et al. Incidence and risk factors associated with acute mountain sickness in children trekking on Jade Mountain,Taiwan [J]. J Travel Med,2016,23(1):tav008.
[6] FINLEY J P,NUGENT S T. Heart rate variability in infants,children and young adults [J]. J Auton Nerv Syst,1995,51(2):103-108.
[7] HEVRONI A,GOLDMAN A,KEREM E. High altitude:Physiology and pathophysiology in adults and children:A review [J]. Clini Pulm Med,2015,22(3):105-113.
[8] KRIEMLER S,JANSEN C,LINKA A,et al. Higher pulmonary artery pressure in children than in adults upon fast ascent to high altitude [J]. Eur Respir J,2008,32(3):664-669.
[9] KRIEMLER S,RADTKE T,BURGI F,et al. Short‐term cardiorespiratory adaptation to high altitude in children compared with adults [J]. Scand J Medi Sci Sports,2016,26(2):147-155.
[10] LI F F,HU Y,NIE J,et al. Effects of acute,intermittent exercise in hypoxic environments on the release of cardiac troponin [J]. Scand J Med Sci Sports,2015.
[11] LI F F,NIE J,LU Y,et al. The impact of intermittent exercise in a hypoxic environment on redox status and cardiac troponin release in the serum of well-trained marathon runners [J]. Eur J Appl Physiol,2016,116(10):2045-2051.
[12] LOPEZ-LAVAL I,LEGAZ-ARRESE A,GEORGR K,et al. Cardiac troponin I release after a basketball match in elite,amateur and junior players[J]. Clin Chem Lab Med,2016,54(2):333-338.
[13] MAGGIORINI M,MELOT C,PIERRE S,et al. High-altitude pulmonary edema is initially caused by an increase in capillary pressure [J]. Circulation,2001,103(16):2078-2083.
[14] MAZZEO R S. Physiological responses to exercise at altitude [J]. Sports Med,2008,38(1):1-8.
[15] MELLOR A,BOOS C,HOLDSWORTH D,et al. Cardiac biomarkers at high altitude [J]. High Alt Med Biol,2014,15(4):452-458.
[16] MORAGA F A,OSORIO J D,VARGAS M E. Acute mountain sickness in tourists with children at Lake Chungara (4 400 m) in Northern Chile [J]. Wilderness Environmental Med,2002,13(1):31-35.
[17] MORITA T,NAKAMURA K,OSUGA T,et al. Repeatability and reproducibility of right ventricular Tei index valves derived from three echocardiographic methods for evaluation of cardiac function in dogs [J]. Am J Vet Res,2016,77(7):715-720.
[18] MURDOCH D R. Altitude illness among tourists fl ying to 3740 meters elevation in the Nepal Himalayas [J]. J Travel Med,1995,2(4):255-256.
[19] NETZER N C,STROHL K P,HOGEL J,et al. Right ventricle dimensions and function in response to acute hypoxia in healthy human subjects [J]. Acta Physiol,2016,219(2):478.
[20] PALMER B F. Physiology and pathophysiology with ascent to altitude [J]. Am J Med Sci,2010,340(1):69-77.
[21] POLLARD A,MURDOCH D R,BARTSCH P,et al. Children in the mountains:High mountain trekking holidays are best avoided for the very young [J]. Br Med J,1998,316(7135):874-876.
[22] RAO M,LI J,QIN J,et al. Left ventricular function during acute high-altitude exposure in a large group of healthy young Chinese men [J]. PloSone,2015,10(1):e0116936.
[23] RICHALET J P,LHUISSIER F J. Aging,tolerance to high altitude,and cardiorespiratory response to hypoxia [J]. High Alti Med Biol,2015,16(2):117-124.
[24] RODRIGUEZ F A,IGLESIAS X,F(xiàn)ERICHE B,et al. Altitude training in elite swimmers for sea level performance (altitude project) [J]. Med Sci Sports Exerc,2015,47(9):1965-1978.
[25] SARTORI C,RIMOLDI S F,SCHERRER U. Lung fl uid movements in hypoxia [J]. Prog Cardiovasc Dis,2010,52(6):493-499.
[26] SARTORI C,VOLLENWEIDER L,LOFFLER B M,et al. Exaggerated endothelin release in high altitude pulmonary edema [J]. Circulation,1999,99(20):2665-2668.
[27] SCHARHAG J,GEORGE K,SHAVE R,et al. Exercise-associated increases in cardiac biomarkers [J]. Med Sci Sports Exerc,2008,40(8):1408-1415.
[28] SCHOENE R B. Illnesses at high altitude [J]. Chest J,2008,134(2):402-416.
[29] SCOGGIN C H,HYERS T M,REEVES J T,et al. High-altitude pulmonary edema in the children and young adults of Leadville,Colorado[J]. N Engl J Med,1977,297(23):1269-1272.
[30] STEMBRIDGE M,AINSLIE P N,SHAVE R. Mechanisms underlying reductions in stroke volume at rest and during exercise at high altitude[J]. Eur J Sport Sci,2016,16(5):577-584.
[31] TIAN Y,NIE J,HUANG C,et al. The kinetics of highly sensitive cardiac troponin T release after prolonged treadmill exercise in adolescent and adult athletes [J]. J Appl Physiol,2012,113(3):418-425.
[32] VANOVERSCHELDE J L,YOUNIS L T,MELIN J A,et al. Prolonged exercise induces left ventricular dysfunction in healthy subjects [J]. J Appl Physiol,1991,70(3):1356-1363.
[33] WOODS D R,MELLOR A,BEGLEY J,et al. Brain natriuretic peptide and NT-proBNP levels ref l ect pulmonary artery systolic pressure in trekkers at high altitude [J]. Physiol Res,2013,62(6):597.
[34] YARON M,NIERMEYER S. Travel to high altitude with young children:an approach for clinicians [J]. High Alt Med Biol,2008,9(4):265-269.
Effects of Altitude Training on Cardiac Function of Children and Adolescent Swimmers
Objective:To investigate the response and adaptation of children swimmers’ cardiac function about altitude training and the changes of cardiac function after intensity training at plateau. Methods:Eighteenth young swimmers were divided into two groups (Child:11 years old;Adolescent:14 years old) and two-weeks altitude training was carried out in Duoba (altitude:2388 meters).The presence of AMS and the symptoms of HAPE was assessed clinically in the 1st day of plateau. Cardiac function was assessed by Color Doppler ultrasonography before and after altitude training and in the 1st and 14th day of plateau. The effects of altitude training at lactate threshold intensity on cardiac function were evaluated in the 11th day of plateau. Result:1) 2 athletes in children group were diagnosed with mild AMS. All athletes did not show any symptoms of HAPE. 2) Therewas no signif i cant difference between two groups in cardiac function before plateau except that the EDV and SV of child were signif i cant lower than adolescent (EDV:86.73±12.23 vs. 91.11±17.54,P<0.05;SV:56.34±9.89 vs. 61.74±13.77,P<0.05). After entering the plateau,the HR、CO、EF、FS and PASP of athletes increased signif i cantly,but the SV decreased signif i cantly. The HR and PASP of child was signif i cantly higher than adolescent (HR:82.76±14.24 vs. 75.28±14.87,P<0.05;PASP:20.61±4.79 vs. 19.41±4.69,P<0.05),but the CO and SV was signif i cantly lower than adolescent (CO:4.41±1.16 vs. 4.91±1.47,P<0.05;SV:47.89±12.11 vs. 57.81±9.17,P<0.05). The CO and PASP in two groups were restored to the pre-plateau level on the 14th day of plateau,but EF and FS increased continuously to the 7th day of post-plateau. The RV-Tei index did not change during altitude training. 3) There were no signif i cant difference between two groups in cardiac function and the serum indexes before plateau. The CO and PASP increased significantly and EF and E/A decreased signif i cantly after altitude training at lactate threshold intensity. The HR and PASP of child was signif i cantly higher than adolescent (HR:135±13.46 vs. 128±15.37,P<0.05;PASP:21.4±4.81 vs. 19.74±5.78,P<0.05). All indicators returned to pre-training levels 6 hours after training. The RV-Tei index did not change before and after training. 4) The serum cTnI and NT-proBNP were signif i cantly increased 4 hours after training and immediately after training respectively. The serum cTnI returned to pre-training levels 24 hours after training,but NT-proBNP continued to be high. There were no signif i cant difference between groups at any point. The serum NT-proBNP was positively correlated with PASP (r=0.49,P<0.05),while serum cTnI had no signif i cant correlation with EF after training. Conclusions:1) Hypoxia response of cardiovascular is more strongly in child,but the adaptation of children’s cardiac function about altitude training is consistent with adolescent and altitude training can improve their cardiac function. 2) Altitude training at lactate threshold intensity could not impair the cardiac function of young children swimmers.
children and adolescent;swimmers;altitude training;cardiac function;cTnI;NT-proBNP
G808.1
A
1002-9826(2017)05-0101-09
10. 16470/j. csst. 201705012
2016-12-19;
2017-06-22
中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助課題(2015ZD001)
宋小波,男,博士,主要研究方向?yàn)獒t(yī)務(wù)監(jiān)督和訓(xùn)練監(jiān)控,Tel:(010)62985219,E-mail:songxiaobohcc@ hotmail.com。
陸一帆,男,教授,博士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生理學(xué),Tel:(010)62985219,E-mail:luyifan@bsu.edu.cn。
1. 華中師范大學(xué),湖北 武漢 430079;2. 北京體育大學(xué),北京 100084 1. Central China Normal University,Wuhan 430079,China;2. Beijing Sport University,Beijing 100084,China.