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長期運動負荷導致心腔擴大與心肌肥厚

發表時間:2017-06-21 10:49

1975年,摩根羅思(Morganroth)等首次應用超聲心動圖發現,力量型運動員的心臟改變表現為左室壁增厚與左室重量增加(向心性肥厚),而左室舒張末期容積在正常范圍內;耐力型運動員的左室舒張末期容積和左室重量增加,而左室壁厚度正常(離心性肥厚)??赡苁怯捎谶z傳因素與環境因素引起了運動員心臟形態結構的改變,但目前無法預測不同運動項目以及運動強度對心肌結構和功能的影響。臨床工作中,應注意與心臟的病理性改變如肥厚型心肌病鑒別。

理論依據 運動負荷導致心臟適應性改變

心臟是血液循環的動力器官。心肌收縮力、前負荷、后負荷及心率等決定心臟的泵血功能。運動時心輸出量增加,心臟承受巨大的收縮壓力負荷和容積壓力負荷。心臟長期在負荷下維持泵血能力,可使心肌纖維增長、室間隔和室壁厚度增加、心室舒張末期容積增大。

運動員在進行力量型運動如舉重或投擲等時,心輸出量可在短時間內增加,外周血管阻力急劇升高,收縮壓可超過300 mmHg,長期訓練后發生心肌肥厚,少有心腔擴大。而從事耐力型運動如長跑、游泳、自行車等的運動員,其心輸出量可長時間持續提高,長期訓練后心腔擴大,而較少出現心肌肥厚。從事力量和耐力混合型運動則可同時使心肌發生肥厚和心腔擴大。這些心臟形態結構和功能的改變是機體對長期運動負荷的一種適應性反應。

研究證實 運動員心腔增大、室壁增厚

臨床上初通過叩診的方法發現運動員的心界可向左右兩側擴大,但對心臟內部結構的變化知之不多,心臟增大的程度也無法準確判定。如今,可通過X線、超聲心動圖、磁共振成像及顯微鏡等評估運動員心臟的結構和功能變化。

心臟面積增加

國外報道,近五成運動員心臟面積增大超過10%,我國數據顯示,近四成運動員心臟面積增大超過10%,1例馬拉松運動員的心臟面積增大55%。心臟面積增大者以從事耐力訓練項目者為多,增大程度多數不超過預測面積的30%。

心臟容積增加

我國正常成人心臟容積的較大值為870 ml,而我國運動員為1209 ml。1965年,霍爾曼(Hollmann)報道,1例職業自行車運動員心臟容積平均為1700 ml,是史載中較大的運動員心臟容積值。

左室舒張末期內徑增加

目前大多研究顯示,力量型和耐力型運動員的左室舒張末期內徑(LVIDD)正?;蚪咏3扇?,并無明顯增大。1991年,佩利恰(Pelliccia)等發現,在947例運動員中,僅有4%的運動員其LVIDD大于6.0 cm。1997年,法加爾(Fagard)等報道,1例自行車運動員的LVIDD達7.0 cm,是目前已知的運動員LVIDD較大值,作者推測這一心臟改變可能與種族和訓練特點有關。

左室后壁和室間隔增厚

研究顯示,運動員左室后壁和室間隔厚度僅輕度增加或為正常高限。Pelliccia等發現,在947例運動員中,僅有1.7%的運動員左室后壁厚度大于1.3 cm,只有1例大于1.5 cm。此外,研究表明,六成籃球運動員室間隔增厚,八成兒童游泳運動員室間隔增厚,少數運動員的室間隔與左室后壁厚度比值可達1.5。

左室重量增加

研究顯示,校正體表面積和體重后,運動員的左室重量增加。研究顯示,運動員的左室重量較大值比對照人群增加45%。

右室與左房內徑增加

運動員的右室內徑通常不大,但也有研究發現,運動員的右室內徑比正常人大24%。此外,多數研究顯示,運動員的左心房內徑在正常范圍內,而個別運動員的左房內徑可增大,其增大程度可能與訓練強度和持續時間有關,特別是40~49歲之間的自行車運動員,其左心房內徑比青年自行車運動員大。

心肌細胞體積增大

關于運動員心臟顯微結構的改變也有很多報道。研究發現,運動員的心肌細胞體積增大,而心肌細胞數目不變。光鏡下可見心肌細胞體積增大、心肌纖維直徑增寬、纖維直徑大小的變異性增大。電鏡下可見肌節增長,粗細肌絲間隔明顯,T小管數量增多,線粒體數量及較大長度增加,肌漿網、粗面內質網和滑面內質網體密度增加,脂肪體密度減少等。

圖1 心臟生理性與病理性肥大

心臟在長期負荷下將發生適應性改變,即心肌肥厚。生理性心肌肥厚通常發生于健康人群中如運動員或妊娠婦女等。病理性心肌肥厚在病變初始階段,屬于機體的代償反應,然而,持續心肌肥厚可能導致左室功能障礙,甚至心力衰竭。

圖2 運動員心臟肥大病因診斷——進退維谷

鑒別運動員心臟生理性肥大與病理性肥大對減少運動員發生猝死風險有重要意義。運動員的心臟改變可能被誤診為肥厚型心肌病、擴張型心肌病及致心律失常性右室心肌病。約2%進行高強度訓練的成年男性運動員左室壁厚度介于13~15 mm之間,超過臨界值(左心室壁厚度12 mm,室腔大小60 mm)。在缺乏充分證據的情況下,不能排除心臟在長期運動負荷下發生過度心臟重構,招致不良臨床事件的可能性。因此,對運動員心臟肥大進行病因診斷進退維谷,陷入灰區。一些非侵入性診斷手段可能有助于明確診斷,如在去條件作用下觀察數月內心肌重量變化,或應用多普勒超聲心動圖評估心臟的舒張充盈。

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