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血清肌酸激酶在臨牀醫學中的應用論文

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〔關鍵詞〕高血清肌酸激酶;肌病;運動訓練

血清肌酸激酶在臨牀醫學中的應用論文

血清酶濃度是反映肌肉功能狀態、生理狀態及病理狀況的重要生理生化指標。這些酶的升高可能預示着急性和慢性肌肉損傷中存在着肌纖維壞死和肌肉組織受損的可能〔1〕。正常人和運動員在力量訓練後血清肌酸激酶(CK)及其同工酶濃度會發生變化,這是因爲身體訓練導致這些酶從肌肉組織釋放入循環血液。對訓練前後的血清CK進行檢測,可以反映CK在不同訓練時期的活性,瞭解不同訓練計劃、訓練強度及訓練水平對血清CK的影響。長期的大強度訓練會導致肌肉損傷,進而使得血清CK濃度升高。血清CK濃度的升高也可能是機體新陳代謝和機械運動的結果。對血清CK濃度進行檢測,可以獲得肌肉在不同狀態下的功能狀態資訊。健康人羣訓練後血清CK濃度的升高表面上可能是身體訓練因素引起的,然而,安靜狀態的血清CK濃度持續性升高,這可能預示着亞臨牀肌肉疾病,可以透過運動員在負荷訓練後的功能狀態來進行驗證。

1影響血清CK濃度的因素

已有的研究證明,血清CK濃度升高的一個生理學機制可能是肌肉能量的消耗導致肌細胞膜電阻降低,進而促使遊離鈣離子的升高,鉀離子通道開啟〔2〕。運動後血清CK濃度升高的生理學機制可能是肌節Z盤的分裂導致肌節的變性,進而損傷肌肉組織〔3〕。血清CK濃度上升的程度反映了肌肉組織受損的程度。在正常情況下,血清中CK主要來自於骨骼肌,並且主要是CK同工酶(-MM)。血清CK水平與年齡、性別、種族、肌肉質量、機體活性及氣候等因素有關〔4〕。一般來說,胎兒時期的血清CK主要是同工酶CK-BB,該同工酶的濃度水平主要取決於新生兒的孕齡。目前研究表明,胎兒出生前10d時的血清CK濃度已經達到成人水平。對於孕婦而言,其血清CK濃度在懷孕時相對較低,但到了臨產期時其血清CK同工酶CK-MB濃度會增高。年輕成年男性的血清CK水平較高,而到了老年時,血清CK濃度會稍微降低〔5〕。安靜下血清CK濃度具有很大的性別差異,男性高於女性。一般來說,黑人擁有較大的體重和瘦體重,其血清CK水平要高於白人〔6〕。總的來說,血清CK活性和肌肉質量、機體活性有關,長期的運動訓練使得運動員安靜下的血清肌酸濃度高於久坐人羣。與溫暖氣候相比,在寒冷天氣進行同一負荷訓練後,血清CK濃度升高較快。此外,也有研究表明,引起血清CK濃度升高的另一個原因是肌肉內注射藥品,當發生痙攣、中暑及他汀類藥物攝入時,常出現血清CK濃度升高,這些症狀單獨出現或與其他症狀同時出現時都將導致運動型肌溶解症發生〔7〕。

2血清CK在正常人羣身體健康監控中的應用

2.1血清CK在健康人羣身體疾病監控中的應用

血清CK及其同工酶對肌病、心肌炎和大腦方面的疾病具有重要的診斷作用。CK-MB是監測肌肉壞死的重要標誌,同時對不良的心肌梗死預後也非常敏感〔8〕。當患者患有脊髓性肌萎縮症和肌萎縮性側索硬化症等神經損傷性疾病時,CK-BB濃度會處於較高水平〔9〕。定期對血清CK進行檢測,對於診斷肌肉損傷和肌肉壞死等神經肌肉病變及面肩肱型肌營養不良和肌強直性營養不良等肌肉萎縮症具有重要的診斷作用〔10〕。甲狀腺功能衰退最主要的原因是內分泌失調,一般當患者患有甲狀腺功能衰退時,患者常伴有血清CK濃度升高,而血清CK濃度高者患有明顯的甲狀腺衰退,濃度低者存在亞臨牀甲狀腺衰退〔11〕。有研究者建議當患者出現肌肉無力和血清CK濃度升高時,即使這些症狀在臨牀上不明顯,也應該及時進行甲狀腺功能評估〔12〕。有研究表明,血清CK水平也常用於檢測擠壓綜合徵,長時間暴露於寒冷環境,像雪崩患者因長時間寒冷刺激導致肌肉缺血擠壓,導致急發性呼吸困難和體溫降低,進一步導致CK濃度上升〔13〕。研究表明,運動性橫紋肌溶解的原因是基因突變,此類患者常出現線粒體長鏈脂肪酸氧化,當患者血清CK濃度升高時這些症狀在臨牀上將會被檢查到,而勞累性橫紋肌溶解症主要高發於合成性雄性激素類固醇使用者〔14〕。

2.2血清CK在健康人羣功能狀態監控中的應用

健康人羣進行一次劇烈運動會導致肌細胞膜和Z盤損壞,血清CK濃度上升。一般來說,中等強度運動不會導致肌細胞膜通透性提高和CK釋放入血液。運動強度範圍的界定是肌肉組織能否承受訓練負荷的轉折點,當運動負荷超過肌肉組織所能承受的能力時,將導致肌細胞膜的通透性提高,CK滲入組織液,進而進入循環系統〔15〕。許多因素決定着運動後血清CK濃度升高的程度。在諸如馬拉松和鐵人三項等長距離競技運動後血清CK濃度顯著性升高〔16〕。在下坡跑等肌肉離心運動後,血清CK濃度顯著性升高。運動後血清CK的濃度和個體的肌肉特點有關,因此,不同的人羣可分成血清CK高反應者和低反應者。血清CK高反應者其股四頭肌橫截面積和體積顯著低於低反應者。日常的訓練將導致運動中及安靜下的血清CK濃度持續性升高〔17〕,但是與未經訓練的人相比,同一訓練強度後,經常訓練的運動員其運動後血清CK濃度較低。運動後血清CK濃度的變化還與運動類型、運動時間有關。一般力量訓練後,血清CK濃度高於基礎值兩倍,離心訓練後血清CK濃度的增加可能與肌肉的拉傷有關,並且血清CK濃度的升高可持續到訓練後的2~7d。長時間訓練後,血清CK濃度的上升一般出現在訓練後24h安靜狀態下和第一週訓練後的48h內。長時間離心訓練後96h內血清CK濃度達到峯值,若運動後繼續進行額外的運動,則血清CK濃度只會輕度增加,這可能是訓練結束後的放鬆運動加速了CK的清除〔18〕。血清CK濃度的降低取決於運動後的休息時間,隨着運動的停止,淋巴系統對CK的運輸及肌肉釋放的酶減少,運動後積極的跑步能夠加速血清CK清除〔19〕。

2.3血清CK在健康人羣持續性高CK症中的應用

健康個體有時也會出現持續性的血清CK濃度升高現象,患者在臨牀上並未顯示有神經肌肉控制紊亂或其他導致血清CK升高的因素〔20〕。這類患者安靜狀態下的血清CK濃度較高,多年後這些患者出現了肌無力症狀,而這些肌肉肌損傷症狀在早期不明顯〔21〕。大多人安靜下出現高血清CK現象可能並不預示這些人患有肌病,這可能意味着這些人患有先天性高CK症〔22〕。家族性先天血清CK持續性升高症源於基因突變,通常在男性中顯性遺傳率較高。對先天性高血清CK症病人進行長期的研究發現,他們的肌電圖在臨牀上並未顯示惡化,肌肉活檢也證實肌肉只是輕微損傷〔23〕。研究顯示,對40例先天性血清CK持續性升高患者進行肌電和肌肉活體檢查後發現,55%有肌肉病態特徵,3例存在肌肉萎縮〔24〕。然而,肌肉萎縮並不能透過血清CK濃度檢查出來,只有對患者進行全面的檢查才能解釋這些患者血清CK持續性升高的原因。在運動後對高CK患者進行血檢後發現這些患者存在肉毒鹼棕櫚酰轉移酶缺乏症狀,這是引起橫紋肌溶解症和運動中肌痛的常見原因。在同一組中,透過血清CK濃度的增加可以發現線粒體轉運酶缺少症、β-氧化、克雷布斯循環及呼吸鏈的其他疾病〔25〕。即使是輕微或複發性的先天持續性高CK血清症都可能預示着患者患有代謝疾病,這些患者的血清CK濃度雖然升高不明顯,但仍可發展成肌萎縮和肌痛〔26〕。持續性的血清CK濃度升高可能與蛋白質異常有關〔27〕,但已有的報道顯示這些患者只是輕微的神經肌肉聯繫異常〔28〕。對患者進行安靜下常規檢查不能夠發現異常症狀,只有在運動後這些症狀才明顯地顯現出來。報道顯示〔29〕,這些患者在運動後常有肌肉疼痛和肌肉痙攣的現象,經過檢查發現這些患者的肌肉在運動後會出現強直性收縮。一些學者關注對持續性高血清CK患者或輕微病發患者的生活進行研究發現,與健康人相比運動並不會造成患者肌肉進一步損傷〔30〕。一些學者研究運動對肌肉營養不良患者的影響後認爲,現有的關於運動對肌肉營養不良患者影響的證據不多,但力量訓練對肌肉營養不良患者是安全的〔31〕。

3血清CK在運動員功能監控中的應用

3.1血清CK在運動員常規訓練功能監控中的應用

對運動員安靜和運動後的血清CK進行檢測,是運動隊科研人員常用的`手段。與常人相比,運動員安靜狀態下擁有較高的CK水平,這可能與運動員的肌肉體積較大及長期的運動訓練有關。就運動員的訓練水平來說,與未經訓練的人相比,運動員能夠承受更大的肌肉刺激,因而運動員的峯值血清CK濃度較低〔32〕。並且,一般訓練水平較低的運動員更容易出現血清CK濃度的快速升高。當運動員表現出更低的工作效率時,機體將會釋放更多的CK。另有研究報道,在馬拉松運動導致的勞累性橫紋肌溶解症中,運動員會出現血清CK的顯著性升高〔33〕,並且在寒冷的天氣中CK升高的速度更快〔34〕。此外,CK濃度的增加可能與運動員運動能力的減弱有關,這可作爲過度訓練的標誌〔35〕。有部分學者研究表明,並不能用血清CK的變化來評估運動員肌肉的恢復情況,因爲運動後肌肉損傷的表現與血清酶的釋放並沒有絕對一一對應的關係〔36〕。此外,血清CK濃度具有很大的變化,一般來說運動員運動後的血清CK水平較低,變化不明顯,而一般常人運動後血清CK的反應較激烈,並且濃度很高。因此只有將運動員血清CK快速升高和訓練承受能力的減弱二者結合起來,才能對運動員進行過度訓練的診斷。運動後受試者血清CK濃度的異常升高可能與他們患有未識別的亞臨牀肌病有關〔37〕。的確這種情況在肌肉代謝疾病或一些蛋白質細胞膜突變等疾病中常見〔38〕。並且,臨牀研究發現〔39〕,蛋白質表達異常與肌病表現類型有關,或者說與細胞骨架、被膜的組成部分突變有關。總的來說,血清CK濃度的升高應得到足夠的重視,並進行認真檢查,這對評估安靜及運動後確認肌病具有重要意義。事實上,由於遺傳特性引起的勞累性橫紋肌溶解綜合徵,只有在運動後才能表現出來〔40〕。運動員被誤診爲肌纖維疼痛時卻很少表現出肌病特性,對這些患者進行肌肉活檢前,測量血清CK水平是第一步。不平衡的肌肉參與顯示了當時的肌肉狀態,肌肉的病理特性爲後續臨牀檢查提供了指向性參考。對運動員來說,如果存在肌肉力量薄弱而致的肌力不平衡,則容易發生運動損傷的風險。因此,即使是很小的肌病都會導致肌肉疼痛和肌力不平衡。

3.2血清CK在運動員持續性高血清CK症狀監控中的應用

肌肉僵硬、痠痛及疼痛是運動訓練常見的現象,但通常教練員和運動員很少在意,在安靜和按摩時這些現象會出現,甚至比較頻繁,這提示應進行相關檢查。有時這些症狀是判斷安靜下肌痛的唯一信號〔41〕。在對患有運動性橫紋肌溶解症的運動員進行肌病檢查時,只有在其他手段都不能解釋原因時,才採用肌肉活檢手段〔42〕。但在這種情況下,評估安靜下的血清CK可能是診斷肌病最簡單且非侵入性的方法。如果運動員在絕對安靜狀態下,並沒有影響血清CK升高的因素,運動員的血清CK濃度仍然升高,這時應對運動員進行全面的檢查,這可能預示着運動員存在肌無力或其他一些病症。研究表明〔43〕,長期反覆的大強度訓練並不會引起機體肌肉的生理性適應,這隻會造成運動員肌纖維蛋白的不斷丟失。血清CK水平的過度持續升高是確定肌肉病變的有效方法,但有些因素並不能引起血清CK的增加,並且血清CK濃度的上升並不都是肌肉病變所致。對大強度運動中或運動後的血乳酸進行檢測是檢測線粒體有氧氧化能力障礙的一個有效方法,血乳酸測試相較於其他測試方法更有價值,更爲敏感〔44,45〕。因此檢測肌病症狀的方法應多學科化,當運動員出現肌病反覆復發或安靜下持續性高血清CK時,應將他們同其他患者一樣進行仔細的檢查臨牀。綜上,血清CK水平與受試者年齡、性別、種族、肌肉質量、機體活性及氣候等因素有關。加強對健康人羣及運動員進行安靜和運動後血清CK的監控,是診斷和預防病理性血清CK升高、生理性血清高CK升高及持續性血清高CK症的重要手段。此外,在運動訓練中加強對運動員血清CK水平的檢測對於評估訓練負荷、訓練類型、訓練效果、運動員功能水平及競技狀態具有重要的指導意義。