馬繼政季 鵬

(1.解放軍理工大學(xué)理學(xué)院軍事系 南京 211101;2.江蘇省省級(jí)機(jī)關(guān)醫(yī)院心內(nèi)科 南京 210024)

肥厚型心肌病與運(yùn)動(dòng)員心臟

馬繼政1季 鵬2

(1.解放軍理工大學(xué)理學(xué)院軍事系 南京 211101;2.江蘇省省級(jí)機(jī)關(guān)醫(yī)院心內(nèi)科 南京 210024)

肥厚型心肌病是引起35歲以下運(yùn)動(dòng)員猝死的首要病因。運(yùn)動(dòng)猝死的相對(duì)危險(xiǎn)因素和暈厥、年齡、極度的左室肥厚、心動(dòng)過(guò)速以及有猝死家族史緊密相關(guān)。長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以改變心臟的形態(tài)和功能,形成運(yùn)動(dòng)員心臟。由于運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心肌存在一些相似,正確區(qū)分運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心肌病非常重要,運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心肌均受到種族和遺傳背景所影響,基因篩查可能在其中起到關(guān)鍵的作用。

肥厚型心肌病;運(yùn)動(dòng)員心臟;基因突變;基因篩查;超聲心動(dòng)圖

1 前言

肥厚型心肌病(Hypertrophic Cardiomyopathy, HCM)是一類具有不同表型的器質(zhì)性疾病,可由多種基因突變引起,常呈常染色體顯性遺傳。肥厚型心肌病的臨床表現(xiàn)為呼吸困難、心悸、胸悶、胸痛、昏厥、嚴(yán)重心衰、猝死等,部分病人無(wú)癥狀,其病理生理過(guò)程十分復(fù)雜,主要表現(xiàn)為舒張功能失調(diào)、心肌缺血、流出道梗阻、二尖瓣返流、心律失常等。持續(xù)的室性心動(dòng)過(guò)速和心室顫動(dòng)是肥厚型心肌病患者發(fā)生猝死的主要機(jī)制。長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以改變心臟的形態(tài)和功能,形成運(yùn)動(dòng)員心臟(Athlete’s Heart),形態(tài)上表現(xiàn)為心室內(nèi)徑增大,室壁增厚等。在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的左室生理性肥大和肥厚型心肌病會(huì)出現(xiàn)相互疊加區(qū)域,而肥厚型心肌病是引起35歲以下運(yùn)動(dòng)員猝死的首要病因[1,2]。Zou Y等人[3]2004年應(yīng)用超聲心動(dòng)圖評(píng)估8080名成年男子(年齡從18～74歲),肥厚型心肌病的患者發(fā)生率為0.16%,略低于美國(guó)和日本。Maron BJ[4]發(fā)現(xiàn)全球成年人群中肥厚型心肌病患者比例為1∶500,是引起猝死的主要因素之一,特別是在運(yùn)動(dòng)人群中。在運(yùn)動(dòng)人群中如何篩選肥厚型心肌病以及合理地區(qū)分肥厚型心肌病和運(yùn)動(dòng)員心臟,對(duì)于預(yù)防運(yùn)動(dòng)性猝死有一定現(xiàn)實(shí)意義。

2 運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的生理性心肌肥大與肥厚型心肌病的區(qū)分

2.1 左心室壁厚度

由于運(yùn)動(dòng)可誘導(dǎo)左心室肥大,肥厚型心肌病又容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)猝死,因此,正確區(qū)分生理性左室肥大和肥厚型心肌病是十分重要的,也是極其困難的。運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的左室重構(gòu),有正常的生理上線,Whyte等[5]調(diào)查英國(guó)442名運(yùn)動(dòng)員,發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員正常的生理上線左室壁厚度為14mm,左室舒張末期內(nèi)徑為65mm,優(yōu)秀女子分別為11mm和60mm; Pellica等[6]報(bào)道意大利優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員正常的生理上線左室壁厚度為16mm,左室舒張末期內(nèi)徑為66mm;但最近Nagashima等[7]調(diào)查日本291名參加100km超常馬拉松男子運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)正常的生理上線左室壁厚度為19mm,33名選手左室舒張末期內(nèi)徑超過(guò)70mm,最大為75mm;SUN等[8]調(diào)查發(fā)現(xiàn)中國(guó)優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員正常的生理上線左室壁厚度為14mm,左室舒張末期內(nèi)徑為65mm,優(yōu)秀女子分別為11mm和62mm,這一結(jié)果與Whyte的報(bào)道基本一致。而肥厚型心肌病室壁肥厚程度可分為輕度13～15mm;中度15～30mm;重度大于30mm。4%～47%的肥厚性心肌病顯示出非對(duì)稱性室間隔肥厚,而13%～31%肥厚性心肌病患者,表現(xiàn)為對(duì)稱性左室肥厚,因此運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的左室生理性肥大和肥厚型心肌病會(huì)出現(xiàn)相互疊加,被稱之為“灰色地帶”,即室壁厚度為13～15mm[9]。

2.2 基因分析

目前,已知有11種編碼肌小節(jié)蛋白基因,400多種突變和肥厚性心肌病有關(guān)[10],HCM的染色體定位和致病基因關(guān)系已得到證實(shí),均要進(jìn)行臨床篩查是不現(xiàn)實(shí)的,但在美國(guó)已出現(xiàn)商用基因測(cè)試,可檢測(cè)8種突變基因。在國(guó)外,基因測(cè)試已被推薦應(yīng)用于某些具有猝死發(fā)生率較高家族的職業(yè)運(yùn)動(dòng)員,基因檢測(cè)將在篩選具有肥厚性心肌病的職業(yè)運(yùn)動(dòng)員中可能起到重要的作用[1,2]。編碼β-肌球蛋白重鏈、肌鈣蛋白T和肌球蛋白結(jié)合蛋白C這三類基因占所報(bào)道基因突變50%。同一突變位點(diǎn)的基因表達(dá)和外顯率也不相同,一些研究認(rèn)為除致病位點(diǎn)突變外,造成上述不同的原因還包括調(diào)節(jié)基因,高血壓和生活方式。對(duì)于一些隱性的沒(méi)有表型改變的突變位點(diǎn)仍需進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和證實(shí)。一些研究發(fā)現(xiàn)某些結(jié)構(gòu)蛋白突變位點(diǎn)或缺失和不良預(yù)后有關(guān)。如肌凝蛋白(Val95Ala),肌球蛋白結(jié)合蛋白C(InsG791)等,這些突變或缺失表型表現(xiàn)為中等程度的肥厚或正常,但和運(yùn)動(dòng)猝死緊密相關(guān)。而一些突變位點(diǎn)其預(yù)后良好,如α-肌凝蛋白(Asp95Asn)等[11]。

2.3 超聲心動(dòng)圖

一些研究表明應(yīng)用超聲心動(dòng)圖評(píng)定心臟的形態(tài)和功能能夠區(qū)分這兩者,肥厚型心肌病患者收縮和舒張功能受損,收縮速度出現(xiàn)不均一性,收縮時(shí)間出現(xiàn)異時(shí)性[12]。大部分的運(yùn)動(dòng)員心臟形態(tài)的改變,顯示中等程度的肥厚[13],但對(duì)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的左室生理性肥大和肥厚型心肌病出現(xiàn)的相互疊加區(qū)域進(jìn)行區(qū)分仍舊是極其困難的。

從心肌功能上看,Vinereanu等[14]認(rèn)為測(cè)量收縮期二尖瓣瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)的平均速度<9cm/s能較好地區(qū)分這兩者,肥厚型心肌病患者即使與瓣環(huán)相連室壁不出現(xiàn)肥厚,收縮速度仍然下降,同時(shí)伴有舒張速度降低,等容舒張期延長(zhǎng)。Cardim等[15]研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員組織多普勒Ea/Aa的值在瓣環(huán)的任何位置都不會(huì)<1,而肥厚型心肌病患者有25%瓣環(huán)位置Ea/Aa的值會(huì)<1,因此,Ea/Aa<1可作為區(qū)分這兩者提供參考。Palka等[16]發(fā)現(xiàn)舒張?jiān)缙谛募∵\(yùn)動(dòng)頻譜持續(xù)時(shí)間(MVG)<7s-1。D’Andrea等人[17]發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員三尖瓣瓣環(huán)舒張?jiān)缙诘倪\(yùn)動(dòng)速度和左室舒張末容積相關(guān);和室間隔的厚度成負(fù)相關(guān)。三尖瓣瓣環(huán)Ea速度<0.16 m/s,敏感度和特異性分別為89%和93%。盡管超聲心動(dòng)圖越來(lái)越多的被推薦應(yīng)用于此,但缺少大規(guī)模應(yīng)用研究,一些指標(biāo)仍需進(jìn)一步證實(shí)。

2.4 運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)

目前,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷實(shí)驗(yàn)已被推薦應(yīng)用于區(qū)分運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心臟病,國(guó)外有報(bào)道肥厚型心肌病患者的最大攝氧量(VO2max)的范圍在30ml/kg/min左右,而運(yùn)動(dòng)員可達(dá)到70ml/kg/ml。有研究發(fā)現(xiàn)1/3肥厚型心肌病患者會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的血壓異常現(xiàn)象,即運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加時(shí),收縮壓反而下降≥20mmHg[18]。Ciampi Q等[18]認(rèn)為血壓異?，F(xiàn)象和肥厚型心肌病患者運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)左室收縮功能失調(diào)相關(guān),這類患者易發(fā)生猝死,尤其在青少年當(dāng)中。而正常健康人和運(yùn)動(dòng)員未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

2.5 運(yùn)動(dòng)相關(guān)和潛在病理性心電變化

長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練同樣可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員的心電發(fā)生重構(gòu)現(xiàn)象。其中包括R波或S波電壓顯著增加,ST段高抬,顯著的T波倒置和深Q波等。運(yùn)動(dòng)員這些心電變化的特征,通常被認(rèn)為由長(zhǎng)期的大強(qiáng)度訓(xùn)練引起左室重構(gòu)的結(jié)果。最近,有研究顯示優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員15年后,心臟未見(jiàn)異常[19]。但運(yùn)動(dòng)員這些心電變化常和某些心血管疾病類似,如HCM等,很難區(qū)分。因此,制定兩者之間心電的診斷標(biāo)準(zhǔn)尤為重要。近來(lái),Corrado等[20]根據(jù)意大利多年的篩查經(jīng)驗(yàn),制定區(qū)分運(yùn)動(dòng)相關(guān)和潛在病理性心電變化的標(biāo)準(zhǔn),這一標(biāo)準(zhǔn)能為運(yùn)動(dòng)員心血管疾病的篩查提供極大的幫助。

3 預(yù)防運(yùn)動(dòng)性猝死

運(yùn)動(dòng)雖然不是增加死亡率的原因,但可以引起心血管疾病患者發(fā)生運(yùn)動(dòng)猝死。運(yùn)動(dòng)員與非運(yùn)動(dòng)員相比,猝死危險(xiǎn)度增加2.8倍[1]。國(guó)外的流行病學(xué)研究結(jié)果顯示,馬拉松選手與心血管疾病相關(guān)的運(yùn)動(dòng)猝死年發(fā)生率為1∶50000,Maron BJ估計(jì)[21]在美國(guó)高校運(yùn)動(dòng)猝死年發(fā)生率為1∶100000～1∶30000,在年長(zhǎng)的人群運(yùn)動(dòng)猝死年發(fā)生率為1∶15000～1∶18000。國(guó)內(nèi),至今尚未進(jìn)行過(guò)全國(guó)范圍內(nèi)的調(diào)查。肥厚型心肌病是引起35歲以下運(yùn)動(dòng)猝死主要原因,尤其是從事競(jìng)技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員,因此對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行篩選是有益的。而早期的成為職業(yè)運(yùn)動(dòng)員前的檢測(cè)可能更為有效,Corrado等人[22]總結(jié)了意大利Vento地區(qū)26年(1979-2004年)賽前或成為職業(yè)運(yùn)動(dòng)員前對(duì)運(yùn)動(dòng)員(12～25歲)進(jìn)行心血管疾病篩查的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員由心血管疾病引起的運(yùn)動(dòng)猝死下降了90%(從每年3.6/100000～0.4/ 100000)。一個(gè)積極、有效的篩查策略,對(duì)運(yùn)動(dòng)員賽前或成為職業(yè)運(yùn)動(dòng)員前進(jìn)行心血管疾病篩查,檢測(cè)一些潛在、高危的心血管疾病的運(yùn)動(dòng)員,建議停止比賽,接受治療,對(duì)于預(yù)防運(yùn)動(dòng)猝死是極其有用的,目前,歐洲心臟病學(xué)學(xué)會(huì)和美國(guó)AHA仍在致力于尋求一個(gè)更為針對(duì)性和有效的篩查策略[23,24]。

4 肥厚型心肌病的危險(xiǎn)分層與運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)鍛煉有益于心血管系統(tǒng),也可以改善心血管疾病的預(yù)后狀況[24]。目前國(guó)內(nèi)外,運(yùn)動(dòng)員一旦被確診為肥厚型心肌病,即被禁止運(yùn)動(dòng)。但Maron BJ等人[4]研究認(rèn)為55%肥厚型心肌病患者并沒(méi)有顯示出公認(rèn)危險(xiǎn)因素,這類患者極少會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)猝死,只有10%～20%肥厚型心肌病患者顯示出發(fā)生運(yùn)動(dòng)猝死危險(xiǎn)因素,因此,對(duì)肥厚型心肌病的危險(xiǎn)分層及運(yùn)動(dòng)評(píng)估是相當(dāng)重要的。肥厚型心肌病易發(fā)生運(yùn)動(dòng)猝死高?；颊吆鸵恍┡R床標(biāo)志緊密相關(guān)。這類患者應(yīng)被禁止參加運(yùn)動(dòng)。由于不同的HCM患者可有多種截然不同的臨床表現(xiàn),輕者無(wú)癥狀,預(yù)后與正常人相仿,此類患者能否與正常人一樣進(jìn)行劇烈的運(yùn)動(dòng),目前并不清楚。但一些HCM運(yùn)動(dòng)員研究資料表明長(zhǎng)期的動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)可以改變心肌內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白的成分,如慢β-MyHC蛋白下調(diào),而快α-MyHC蛋白上調(diào)[21]。因此對(duì)于β-MyHC基因突變HCM患者可能從運(yùn)動(dòng)中獲得益處,長(zhǎng)期的動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)有可能降低β-MyHC突變蛋白在心肌內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白β-MyHC總蛋白的含量,但當(dāng)前缺少相關(guān)的實(shí)驗(yàn)支持。

5 結(jié)論與建議

正確區(qū)分運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心肌病非常重要,由于運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心肌病存在一些相似,運(yùn)動(dòng)員心臟和肥厚型心肌均受到種族和遺傳背景所影響,國(guó)外的診斷標(biāo)準(zhǔn)很難直接應(yīng)用于國(guó)內(nèi)?；驒z測(cè)可能在其中起到關(guān)鍵的作用。一方面,基因檢測(cè)可以大規(guī)模的進(jìn)行基因篩查。另一方面,基因篩查有助于早期對(duì)HCM運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行診斷,對(duì)運(yùn)動(dòng)員心肌肥厚與HCM可進(jìn)行鑒別診斷。若HCM基因型、表型和猝死危險(xiǎn)因素之間的關(guān)系得以解決,應(yīng)用基因芯片技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員基因進(jìn)行針對(duì)性篩查,對(duì)于預(yù)防運(yùn)動(dòng)猝死可能是一個(gè)有用和有效的手段。

1 Corrado D,Basso C,Schiavon M,et al.Pre-participation screening of young competitive athletes for prevention of sudden cardiac death[J].J Am Coll Cardiol.2008,52(24):1981-9

2 Cheng TO.Hypertrophic cardiomyopathy vs athlete’s heart [J].Int J Cardiol.2009,131(2):151-5

3 Zou Y,Song L,Wang Z,et al.Prevalence of idiopathic hypertrophic cardiomyopathy in China:a population-based echocardiographic analysis of 8080 adults[J].Am J Med,2004, 116(1):14-8

4 Maron BJ.Hypertrophic cardiomyopathy:a systematic review.JAMA 2002,287:1308-20

5 Whyte GP,George K,Sharma S,et al.The upper limit of physiological cardiac hypertrophy in elite male and female athletes:the British experience[J].Eur J Appl Physiol.2004,92: 592-7

6 Pelliccia A,Culasso F,Di Paolo FM,Maron BJ.Physiologic left ventricular cavity dilatation in elite athletes[J].Ann Intern Med.1999,130(1):23-31

7 Nagashima J,Musha H,Takada H,et al.New upper limit of physiologic cardiac hypertrophy in Japanese participants in the 100-km ultramarathon[J].J Am Coll Cardiol.2003,42: 1617-23

8 Sun B,Ma JZ,Yong YH,et al.The upper limit of physiological cardiac hypertrophy in elite male and female athletes in China[J].Eur J Appl Physiol.2007,101(4):457-63

9 Maron BJ,Pelliccia A.The heart of trained athletes:cardiac remodeling and the risks of sports,including sudden death [J].Circulation.2006,114:1633-44

10 Marian AJ.Clinical and Molecular Genetic Aspects of Hypertrophic Cardiomyopathy[J].Current Cardiology Reviews, 2005,1:53-63

11 Hipp AA,Heitkamp HC,Rocker K,et al.Hypertrophic cardiomyopathy--sports-related aspects of diagnosis,therapy,and sports eligibility[J].Int J Sports Med.2004,25(1): 20-6

12 Caso P,D’Andrea A,Caso I,et al.The athlete’s heart and hypertrophic cardiomyopathy:two conditions which may be misdiagnosed and coexistent.Which parameters should be analysed to distinguish one disease from the other[J].J Cardiovasc Med(Hagerstown).2006,7(4):257-66

13 孫飆,馬繼政.超聲心動(dòng)圖在區(qū)分左室運(yùn)動(dòng)性生理性肥大與病理性肥大中的應(yīng)用[J].體育科學(xué),2003,23:122-126

14 Vinereanu D,Florescu N,Sculthorpe N,et al.Differentiation between pathologic and physiologic left ventricular hypertrophy by tissue Doppler assessment of long-axis function in patients with hypertrophic cardiomyopathy or systemic hypertension and in athletes[J].Am J Cardiol.2001,88:53-8

15 Cardim N,Oliveira AG,Longo S,et al.Doppler tissue imaging:regional myocardial function in hypertrophic cardiomyopathy and in athlete’s heart[J].J Am Soc Echocardiogr.2003,1:223-32

16 Palka P,Lange A,Fleming AD,et al.Differences in myocardial velocity gradient measured throughout the cardiac cycle in patients with hypertrophic cardiomyopathy,athletes and patients with left ventricular hypertrophy due to hypertension[J]. J Am Coll Cardiol.1997,30:760-8

17 D’Andrea A,D’Andrea L,Caso P,et al.The usefulness of Doppler myocardial imaging in the study of the athlete’s heart and in the differential diagnosis between physiological and pathological ventricular hypertrophy[J].Echocardiography. 2006,23:149-57

18 Ciampi Q,Betocchi S,Lombardi R,Manganelli et al. Hemodynamic determinants of exercise-induced abnormal blood pressure response in hypertrophic cardiomyopathy[J].J Am Coll Cardiol.2002,40:278-84

19 BjΦrnstad HH,BjΦrnstad TH,Urheim S,et al.Longterm assessment of electrocardiographic and echocardiographic findings in Norwegian elite endurance athletes[J].Cardiology. 2009,112(3):234-41

20 Corrado D,McKenna WJ.Appropriate interpretation of the athlete’s electrocardiogram saves lives as well as money[J]. Eur Heart J.2007,28(16):1920-2.

21 Maron BJ,Pelliccia A.The heart of trained athletes:cardiac remodeling and the risks of sports,including sudden death [J].Circulation.2006,114:1633-44

22 Corrado d,Basso c,Pavei a,et al.Trends in sudden cardiovascular death in young competitive athletes after implementation of a preparticipation screening program[J].JAMA. 2006,296:1593-601

23 馬繼政,孫飆,呂遠(yuǎn)遠(yuǎn).運(yùn)動(dòng)性猝死預(yù)防及篩查策略[J].中國(guó)體育科技,2008,05:103-107

24 馬繼政.運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)心臟保護(hù)機(jī)制[J].遼寧體育科技, 2009,02:29-31

Hypertrophic Cardiomyopathy and Athlete’s Heart

MA Jizheng,et al.

(Department of military education and training,the Basic College of the PLA University of Science and Technology,Nanjing)

Hypertrophic cardiomyopathy is the primary cause of the sudden cardiac death among athletes less than 35 years old.The highest risk of sudden cardiac death is associated with syncope,early age,extreme ventricular hypertrophy,ventricular tachycardia,and a family history of sudden death. Long training can change in cardiac morphology and function,which called’athlete’s heart’.It is vitally important to distinguish athlete’s heart from hypertrophic cardiomyopathy.Although there are many similarities between athlete’s heart and hypertrophic cardiomyopathy,and racial difference and genetic background both can effect the athlete’s heart and hypertrophic cardiomyopathy.Genetic testing will play a major role in it.

hypertrophic cardiomyopathy;athlete’s heart;gene mutations;genetic testing

book=78,ebook=44

馬繼政(1971-),男,江蘇新沂人,講師,博士,研究方向:運(yùn)動(dòng)生理學(xué)。