穆 巍,石曉明

(1.天津科技大學(xué) 體育部 天津 300222;2.解放軍天津療養(yǎng)院 天津 300191)

冠心病患者運(yùn)動后乳酸脫氫酶、肌酸激酶以及同功酶活性的變化趨勢

穆 巍1,石曉明2

(1.天津科技大學(xué) 體育部 天津 300222;2.解放軍天津療養(yǎng)院 天津 300191)

目的：觀察冠心病患者在12周運(yùn)動心臟康復(fù)程序前后心肌相關(guān)酶活性的反應(yīng)趨勢，為心臟康復(fù)程序的執(zhí)行效果提供客觀的評判信息。方法：61名男性冠心病患者(62.4±5.7歲)在12周運(yùn)動心臟康復(fù)程序前后進(jìn)行了遞增負(fù)荷運(yùn)動實(shí)驗(yàn)(跑臺等級達(dá)到5.1級)。運(yùn)動實(shí)驗(yàn)前、運(yùn)動實(shí)驗(yàn)后即刻及運(yùn)動實(shí)驗(yàn)后24小時由受試者肘前靜脈取血進(jìn)行了乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同功酶-1、肌酸激酶、肌酸激酶同功酶-MB活性的測定。結(jié)果：1)康復(fù)程序前乳酸脫氫酶活性和乳酸脫氫酶同功酶-1活性運(yùn)動后顯著升高，但康復(fù)程序后升高的幅度有所減小，且24小時后酶活性已恢復(fù)到運(yùn)動前水平；2)運(yùn)動后乳酸脫氫酶同功酶-1活性與乳酸脫氫酶活性的比值無顯著性變化；3)康復(fù)程序前肌酸激酶活性運(yùn)動后顯著升高，但康復(fù)程序后肌酸激酶活性運(yùn)動后只有輕微升高，與康復(fù)程序前有顯著差異；4)運(yùn)動后肌酸激酶同功酶-MB活性以及肌酸激酶同功酶-MB活性與肌酸激酶活性的比值無顯著性變化。結(jié)論：1)運(yùn)動后冠心病患者血清酶活性增加的幅度要遠(yuǎn)低于臨床上心肌受損的判定標(biāo)準(zhǔn)，且隨身體機(jī)能的改善，酶活性增加的幅度有所減小，恢復(fù)的速率有所增快；2)這些酶活性的變化趨勢為運(yùn)動心臟康復(fù)程序的安全性和有效性提供了支持。

冠心病患者；乳酸脫氫酶；乳酸脫氫酶同功酶-1；肌酸激酶；肌酸激酶同功酶-MB

目前，運(yùn)動訓(xùn)練已被廣泛地應(yīng)用于冠心病人的康復(fù)活動中，由此病人的工作能力可得到顯著的提高[1，2]?？梢灶A(yù)料，經(jīng)過一段時間的適宜運(yùn)動，冠心病患者循環(huán)、呼吸和代謝系統(tǒng)的機(jī)能將會有所改善。這將使得他們在完成定量負(fù)荷工作時心肌和骨骼肌的需氧量出現(xiàn)下降[3，4]。隨著骨骼肌缺氧的減少，一些酶活性的變化可能也會顯現(xiàn)出來。然而，某些特定酶的活性變化，例如肌酸激酶、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、乳酸脫氫酶等，常被用來對病人進(jìn)行心臟疾病的診斷[5，6]。本研究旨在觀察冠心病患者在經(jīng)過12周運(yùn)動心臟康復(fù)程序后，其心肌相關(guān)酶活性(包括乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同功酶-1、肌酸激酶、肌酸激酶同功酶-MB)在運(yùn)動后的反應(yīng)趨勢與康復(fù)程序前相比是否出現(xiàn)了顯著的改變，由此可為心臟康復(fù)程序的執(zhí)行效果提供客觀的評判信息。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

61名由天津市三甲醫(yī)院確診的男性、處于穩(wěn)定期的冠心病患者(年齡62.4±5.7歲、身高171.4±5.5厘米、體重69.9±6.9千克)為本研究的受試者?？祻?fù)程序開始前，受試者在明確地了解了本研究的目的、內(nèi)容和測試程序后，他們自愿簽字同意參加各項(xiàng)測試。

1.2 遞增負(fù)荷運(yùn)動測試

在北京軍區(qū)天津療養(yǎng)院心臟康復(fù)研究基地心肺機(jī)能實(shí)驗(yàn)室全部受試者在活動跑臺上依改良布魯斯跑臺方案進(jìn)行遞增負(fù)荷運(yùn)動測試。遞增負(fù)荷運(yùn)動測試的終止標(biāo)準(zhǔn)依American Collage of Sports Medicine guidelines[7]，其中包括下列癥狀：出現(xiàn)不正常的心電圖、達(dá)到個人年齡預(yù)測最大心率、出現(xiàn)不正常血壓、RPE達(dá)到17、呼吸商>1.15等。在測試進(jìn)行中，測試者不斷詢問受試者的感覺，并在測試前已明確告訴受試者即使沒有上述任何跡象出現(xiàn)，他們?nèi)钥稍谌魏螘r候要求停止運(yùn)動。

1.3 運(yùn)動康復(fù)程序

根據(jù)運(yùn)動實(shí)驗(yàn)結(jié)果為冠心病患者制定了個體化的運(yùn)動處方。據(jù)此他們在康復(fù)中心進(jìn)行了每周3次，每次40分鐘，為期12周的運(yùn)動康復(fù)程序，其形式包括蹬固定自行車、活動跑臺上走跑、踏步機(jī)上蹬踏、劃船器上臂腿練習(xí)、太極拳運(yùn)動及健步走等。康復(fù)程序結(jié)束時全部受試者以與康復(fù)程序前測試相同的負(fù)荷在活動跑臺上再次進(jìn)行了運(yùn)動測試。從而以保證康復(fù)程序前、后受試者酶活性反應(yīng)的比較是針對同一運(yùn)動刺激的。

1.4 實(shí)驗(yàn)使用儀器

德國Cosmos Pulsar 4.0活動跑臺、Oxycon Champion心肺功能測定儀，美國Mortara 12導(dǎo)聯(lián)心電圖儀和美國Tango電子血壓計，德國Reflotron血脂測定儀，日本Olympus AU640全自動生化儀。

1.5 生理指標(biāo)測定

運(yùn)動測試前，受試者指尖取血20微升，利用干試劑法進(jìn)行血清總膽固醇測定。運(yùn)動測試中受試者帶有12導(dǎo)聯(lián)的心電監(jiān)測，每一級負(fù)荷最后1分鐘測定心率和血壓，并由整合代謝分析中提取每30秒時的攝氧量和肺通氣量，打印機(jī)每3分鐘打印一次心電圖的綜合記錄，其中包括心率和ST段的變化。最大心率依年齡最大心率預(yù)測公式(220-年齡)得出[8]。

1.6 酶活性測定

運(yùn)動前、運(yùn)動后即刻及運(yùn)動后24小時由受試者肘前靜脈各取血3ml，血樣在室溫下放置15分鐘，以3000 rpm離心10分鐘以得到血清層。利用Olympus AU640全自動生化儀對受試者的血清進(jìn)行乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同功酶-1、肌酸激酶、肌酸激酶同功酶-MB活性的測定。

1.7 統(tǒng)計學(xué)分析

數(shù)據(jù)結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。利用單因素方差分析進(jìn)行康復(fù)程序前后生理指標(biāo)的比較。利用雙因素方差分析進(jìn)行程序和時間對酶活性影響的檢測，樣本差異顯著性檢驗(yàn)選用0.05水平。如F值達(dá)到顯著性水平(P<0.05)則進(jìn)行Post-hoc分析。

2 結(jié) 果

2.1 運(yùn)動測試達(dá)到的峰值強(qiáng)度

運(yùn)動測試中受試者所達(dá)到的峰值強(qiáng)度為改良布魯斯跑臺方案的5.1±0.5級，康復(fù)程序后受試者再次完成了相同等級的運(yùn)動測試。

2.2 生理指標(biāo)的測定

圖1 康復(fù)程序前后受試者生理指標(biāo)的測定結(jié)果注：與康復(fù)程序前數(shù)據(jù)比較，*表示P<0.05。

受試者血清總膽固醇，測試終止時的收縮壓、心率以及最大心率百分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果如圖1所示。從圖1中可見，與康復(fù)程序前相比，各項(xiàng)指標(biāo)康復(fù)程序后均出現(xiàn)了顯著性變化。

2.3 乳酸脫氫酶活性和乳酸脫氫酶同功酶-1活性的測定

康復(fù)程序前后乳酸脫氫酶(LDH)活性和乳酸脫氫酶同功酶-1(LDH-1)活性以及乳酸脫氫酶同功酶-1活性與乳酸脫氫酶活性的比值(LDH-1/ LDH)的測定結(jié)果如表1所示。從表1中可見，乳酸脫氫酶活性和乳酸脫氫酶同功酶-1活性運(yùn)動后顯著升高。但康復(fù)程序后升高的幅度要小于康復(fù)程序前，且24小時后乳酸脫氫酶活性已恢復(fù)到運(yùn)動前水平。乳酸脫氫酶同功酶-1活性與乳酸脫氫酶活性的比值則無顯著性變化。

表1 乳酸脫氫酶和乳酸脫氫酶同功酶-1活性的測定結(jié)果±s)

注：與運(yùn)動前數(shù)據(jù)比較，^表示P<0.05；*^^表示P<0.01，與康復(fù)程序前數(shù)據(jù)比較，*表示P<0.05。

2.4 肌酸激酶活性和肌酸激酶同功酶-MB活性的測定

康復(fù)程序前后肌酸激酶(CK)活性和肌酸激酶同功酶-MB(CK-MB)活性以及肌酸激酶同功酶-MB活性與肌酸激酶活性的比值(CK-MB/ CK)的測定結(jié)果如表2所示。從表2中可見，康復(fù)程序前肌酸激酶活性運(yùn)動后顯著升高。但康復(fù)程序后肌酸激酶活性運(yùn)動后只有輕微升高，與康復(fù)程序前有顯著差異。肌酸激酶同功酶-MB活性以及肌酸激酶同功酶-MB活性與肌酸激酶活性的比值則無顯著性變化。

表2 肌酸激酶和肌酸激酶同功酶-MB活性的測定結(jié)果±s)

注：與運(yùn)動前數(shù)據(jù)比較，^表示P<0.05，與康復(fù)程序前數(shù)據(jù)比較，*表示P<0.05。

3 討 論

血膽固醇水平增加可使血管內(nèi)壁增后，血管腔變窄。這將影響到動脈的輸血能力[9]。冠心病的發(fā)病率隨血膽固醇水平的增加而成指數(shù)增長[10]。本研究中，受試者的血膽固醇水平在康復(fù)程序前后分別為5.8 mmol/L和5.2 mmol/L。這說明，通過適宜的康復(fù)運(yùn)動，冠心病患者的血膽固醇水平將會有所下降，盡管他們的飲食改善以及相關(guān)藥物的應(yīng)用也起著重要的作用。

與康復(fù)程序前相比，康復(fù)程序后受試者在進(jìn)行同等負(fù)荷運(yùn)動測試時，其心率和最大心率百分?jǐn)?shù)均出現(xiàn)了顯著下降。這意味著經(jīng)過運(yùn)動康復(fù)他們的每搏輸出量已有所增加[11]。由此也可得知，有氧訓(xùn)練改善了受試者心血管動力學(xué)功能、提高了肌肉泵的工作能效[12]。

本研究的重點(diǎn)在于明確冠心病患者在12周運(yùn)動康復(fù)程序前后，針對運(yùn)動測試所顯示出的乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同功酶-1、肌酸激酶、肌酸激酶同功酶-MB活性的反應(yīng)趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動能使冠心病患者的血清酶活性改變，但其增加的幅度要遠(yuǎn)低于臨床上心肌受損的判定標(biāo)準(zhǔn)[13,14]?？祻?fù)程序前后進(jìn)行同等負(fù)荷的運(yùn)動測試時，由運(yùn)動導(dǎo)致的酶活性增加的幅度在康復(fù)程序后顯著減小。肌肉中酶釋出的生理機(jī)制有所不同，其潛在原因通常是肌纖維機(jī)械失調(diào)或能量供應(yīng)不濟(jì)，或骨骼肌疲勞所致的細(xì)胞膜通透性改變(與氧供應(yīng)不足有關(guān))。有研究報道，運(yùn)動中酶活性增加的幅度與運(yùn)動強(qiáng)度有關(guān)，即強(qiáng)度越大，酶活性增加越多[15]。本研究中，康復(fù)訓(xùn)練提高了受試者運(yùn)動中肌肉獲取和保持能量的能力，或提高了他們對抗運(yùn)動機(jī)械應(yīng)激能力(由表1中可以看出)。因此，康復(fù)程序后雖然受試者在測試中完成的是與康復(fù)程序前相同的外部工作(跑臺等級)，但較低的心率則反映出此時他們的相對運(yùn)動強(qiáng)度較小。這將影響到血清酶的瞬時增加幅度。

康復(fù)程序前，運(yùn)動導(dǎo)致的酶活性增加在運(yùn)動后24小時仍未回到運(yùn)動前水平。但這一趨勢在康復(fù)程序后同等負(fù)荷的測試中則不復(fù)存在。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)與上述的血清酶的瞬時增加幅度有關(guān)。這一點(diǎn)也可以從運(yùn)動后24小時酶活性的數(shù)值占運(yùn)動后酶活性的數(shù)值的百分?jǐn)?shù)得到證實(shí)。此時各種酶活性的變化均是相似的(約占90%)，不論是在康復(fù)程序前還是康復(fù)程序后。

有研究報道，雖然運(yùn)動可以導(dǎo)致乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同功酶-1、肌酸激酶活性的增加，但肌酸激酶同功酶-MB的活性則通常沒有明顯改變，而且這些酶活性的增加可能也與心肌受損無關(guān)[16]。本研究也有相似的結(jié)果，這為肌酸激酶同功酶-MB對心肌受損診斷的特異性

提供了支持，同時也提示從安全角度考慮，在運(yùn)動心臟康復(fù)環(huán)境中對肌酸激酶同功酶-MB進(jìn)行隨時監(jiān)測是非常重要的。

除了肌酸激酶同功酶-MB，乳酸脫氫酶同功酶-1也與心肌活動有關(guān)[17]。因此，通過對乳酸脫氫酶同功酶-1活性的觀察，我們可以判定運(yùn)動心臟康復(fù)是否會引起心肌的受損。本研究中運(yùn)動后脫氫酶同功酶-1活性雖有增加，但隨之便出現(xiàn)了回降(康復(fù)程序后速率更快)，而且乳酸脫氫酶同功酶-1活性與乳酸脫氫酶活性比值的顯著增加(心肌受損的重要標(biāo)志)也未見到[18]。綜上所述可以看出，運(yùn)動心臟康復(fù)程序的安全性和有效性是有保證的，冠心病人通過運(yùn)動訓(xùn)練，其機(jī)能能力和心臟狀況均能得到改善。

4 結(jié) 論

本研究在12周運(yùn)動心臟康復(fù)程序前后對冠心病患者的乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同功酶-1、肌酸激酶、肌酸激酶同功酶-MB活性進(jìn)行了測試，研究結(jié)論如下所示。1. 運(yùn)動可使冠心病患者的上述酶活性有所改變，但其增加的幅度要遠(yuǎn)低于臨床上心肌受損的判定標(biāo)準(zhǔn)。2. 隨身體機(jī)能的改善，冠心病患者運(yùn)動后酶活性增加的幅度有所減小，恢復(fù)的速率有所增快。3.這些酶活性的變化趨勢為運(yùn)動心臟康復(fù)程序的安全性和有效性提供了支持。

[1]Leprêtre PM, Ghannem M, Bulvestre M, et al.Exercise-based Cardiac Rehabilitation in Coronary Disease: Training Impulse or Modalities?[J]. Int J Sports Med. 2016; 37(14):1144-1149.

[2]Lee JY, Ahn JM, Park DW, et al.Impact of exercise-based cardiac rehabilitation on long-term clinical outcomes in patients with left main coronary artery stenosis[J]. Eur J Prev Cardiol. 2016; 23(17):1804-1813.

[3]Uddin J, Zwisler AD, Lewinter C, et al.Predictors of exercise capacity following exercise-based rehabilitation in patients with coronary heart disease and heart failure: A meta-regression analysis[J]. Eur J Prev Cardiol. 2016; 23(7):683-693.

[4]Magalh?es S, Viamonte S, Miguel Ribeiro M, et al.Long-term effects of a cardiac rehabilitation program in the control of cardiovascular risk factors[J]. Rev Port Cardiol. 2013; 32(3):191-199.

[5]Zou L, Tu G, Xie W, et al.LncRNA NONRATT021972 involved the pathophysiologic processes mediated by P2X7 receptors in stellate ganglia after myocardial ischemic injury[J]. Purinergic Signal. 2016; 12(1):127-137.

[6]Toman E, Harrisson S, Belli T.Biomarkers in traumatic brain injury: a review[J]. J R Army Med Corps. 2016; 162(2):103-108.

[7]Whaley MH, Brubaker PH, Otto RM. ACSMs Guideline for exercise testing and prescription (6thEd)[M].Philadelphia: Lippinott Williams & Wilkions. 2000,106.

[8]Johnson JH, Prins A. Prediction of maximal heart rate during a submaximal work test [J]. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 1991, 31(1): 44-47.

9. Pytel E, Bukowska B, Koter-Michalak M, et al.Effect of intensive lipid-lowering therapies on cholinesterase activity in patients with coronary arterydisease[J]. Pharmacol Rep. 2017; 69(1):150-155.

10. Sharma S, Kurpad AV, Puri S.Potential of probiotics in hypercholesterolemia: A meta-analysis[J]. Indian J Public Health. 2016; 60(4):280-286.

[9]劉洵，黃力平、徐冬青. 慢性疾病運(yùn)動康復(fù)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社.2015，132-148.

[10]劉洵.實(shí)用運(yùn)動生理學(xué)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社.2013，149-167.

[11]Ali F, Naqvi SA, Bismillah M, et al. Comparative analysis of biochemical parameters in diabetic and non-diabetic acute myocardial infarction patients[J]. Indian Heart J. 2016; 68(3):325-331.

[12]Danese E, Montagnana M.An historical approach to the diagnostic biomarkers of acute coronary syndrome[J]. Ann Transl Med. 2016 May;4(10):194-202.

[13]Romagnoli M, Alis R, Aloe R, et al. Influence of training and a maximal exercise test in analytical variability of muscular, hepatic, and cardiovascular biochemical variables[J]. Scand J Clin Lab Invest. 2014; 74(3):192-198.

[14]Pyati AK, Devaranavadagi BB, Sajjannar SL, et al. Heart-Type Fatty Acid-Binding Protein, in Early Detection of Acute Myocardial Infarction: Comparison with CK-MB, Troponin I and Myoglobin[J]. Indian J Clin Biochem. 2016;31 (4):439-445.

[15]Devika PT, Mainzen Prince PS.(-)-Epigallocatechin gallate (EGCG) prevents isoprenaline-induced cardiac marker enzymes and membrane-bound ATPases[J]. J Pharm Pharmacol. 2008;60(1):125-133.

[16]Liu X, Tan SJ, Chen YP, et al.Relationships between biochemical and physiological changes induced by exercise in post myocardial infarction patients[J]. J Sports Med Phys Fitness. 2013; 53(6):665-670.

Response profile of lactate dehydrogenase, creatine kinase and related isoenzyme activity to exercise in coronary heart disease patients

MU Wei1, SHI Xiao-ming2

(1.Dept.ofP.E.,TianjinUniversityofTechnology,Tianjin300222,China; 2.TianjinSanatoriumofPLA,Tianjin300191,China)

Objective: To investigate response profile of myocardium related enzymes activity to exercise in coronary heart disease patients, and provide objective information for assessing effects of an exercise-based cardiac rehabilitation program.Methods: 61 coronary heart disease patients, aged 62.4 ± 5.7 years, performed a graded exercise test on a treadmill (reached 5.1 degree) both pre- and post- cardiac rehabilitation program. Blood samples were collected from the antecubital vein pre, post exercise and 24 hours later for lactate dehydrogenase (LDH), lactate dehydrogenase isoenzyme 1 (LDH-1), creatine kinase (CK) and creatine kinase polypeptide subunit MB (CK-MB) activity analysis.Results: 1) The enzymes activity of LDH and LDH-1 increased significantly post exercise pre-program, but this increase was lessened and restored to pre exercise level 24 hours later post program. 2) A non-significant change was observed for LDH-1/LDH ratio post exercise. 3) The enzymes activity of CK increased significantly post exercise pre-program, but only a slight increase was seen post program. 4) A non-significant change was observed for CK-MB activity and CK-MB/CK ratio post exercise.Conclusion: 1) The increasing range for serum enzymes activity induced by exercise in coronary heart disease patients was much less than that applied to ascertain myocardial injury clinically, and this increasing became lesser and restored faster with physical function of the patients improved. 2) The response profile of serum enzymes activity to exercise observed in the study provided a positive support for security and validity of the exercise-based cardiac rehabilitation program.

coronary heart disease patients; lactate dehydrogenase; lactate dehydrogenase isoenzyme 1; creatine kinase; creatine kinase polypeptide subunit MB

2017-02-10

穆巍(1980- )，女，碩士，講師，研究方向?qū)W校體育、體質(zhì)測量。

G804.7

A

1009-9840(2017)03-0071-04