血清肌酸激酶在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
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〔關(guān)鍵詞〕高血清肌酸激酶;肌病;運動訓(xùn)練
血清酶濃度是反映肌肉功能狀態(tài)、生理狀態(tài)及病理狀況的重要生理生化指標(biāo)。這些酶的升高可能預(yù)示著急性和慢性肌肉損傷中存在著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(xùn)練后血清肌酸激酶(CK)及其同工酶濃度會發(fā)生變化，這是因為身體訓(xùn)練導(dǎo)致這些酶從肌肉組織釋放入循環(huán)血液。對訓(xùn)練前后的血清CK進行檢測，可以反映CK在不同訓(xùn)練時期的活性，了解不同訓(xùn)練計劃、訓(xùn)練強度及訓(xùn)練水平對血清CK的影響。長期的大強度訓(xùn)練會導(dǎo)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(jié)果。對血清CK濃度進行檢測，可以獲得肌肉在不同狀態(tài)下的功能狀態(tài)信息。健康人群訓(xùn)練后血清CK濃度的升高表面上可能是身體訓(xùn)練因素引起的，然而，安靜狀態(tài)的血清CK濃度持續(xù)性升高，這可能預(yù)示著亞臨床肌肉疾病，可以通過運動員在負(fù)荷訓(xùn)練后的功能狀態(tài)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(xué)機制可能是肌肉能量的消耗導(dǎo)致肌細胞膜電阻降低，進而促使游離鈣離子的升高，鉀離子通道打開〔2〕。運動后血清CK濃度升高的生理學(xué)機制可能是肌節(jié)Z盤的分裂導(dǎo)致肌節(jié)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主要來自于骨骼肌，并且主要是CK同工酶(-MM)。血清CK水平與年齡、性別、種族、肌肉質(zhì)量、機體活性及氣候等因素有關(guān)〔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于新生兒的孕齡。目前研究表明，胎兒出生前10d時的血清CK濃度已經(jīng)達到成人水平。對于孕婦而言，其血清CK濃度在懷孕時相對較低，但到了臨產(chǎn)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，男性高于女性。一般來說，黑人擁有較大的體重和瘦體重，其血清CK水平要高于白人〔6〕?？偟膩碚f，血清CK活性和肌肉質(zhì)量、機體活性有關(guān)，長期的運動訓(xùn)練使得運動員安靜下的血清肌酸濃度高于久坐人群。與溫暖氣候相比，在寒冷天氣進行同一負(fù)荷訓(xùn)練后，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(nèi)注射藥品，當(dāng)發(fā)生痙攣、中暑及他汀類藥物攝入時，常出現(xiàn)血清CK濃度升高，這些癥狀單獨出現(xiàn)或與其他癥狀同時出現(xiàn)時都將導(dǎo)致運動型肌溶解癥發(fā)生〔7〕。
2血清CK在正常人群身體健康監(jiān)控中的應(yīng)用
2.1血清CK在健康人群身體疾病監(jiān)控中的應(yīng)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(jiān)測肌肉壞死的重要標(biāo)志，同時對不良的心肌梗死預(yù)后也非常敏感〔8〕。當(dāng)患者患有脊髓性肌萎縮癥和肌萎縮性側(cè)索硬化癥等神經(jīng)損傷性疾病時，CK-BB濃度會處于較高水平〔9〕。定期對血清CK進行檢測，對于診斷肌肉損傷和肌肉壞死等神經(jīng)肌肉病變及面肩肱型肌營養(yǎng)不良和肌強直性營養(yǎng)不良等肌肉萎縮癥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(nèi)分泌失調(diào)，一般當(dāng)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，濃度低者存在亞臨床甲狀腺衰退〔11〕。有研究者建議當(dāng)患者出現(xiàn)肌肉無力和血清CK濃度升高時，即使這些癥狀在臨床上不明顯，也應(yīng)該及時進行甲狀腺功能評估〔12〕。有研究表明，血清CK水平也常用于檢測擠壓綜合征，長時間暴露于寒冷環(huán)境，像雪崩患者因長時間寒冷刺激導(dǎo)致肌肉缺血擠壓，導(dǎo)致急發(fā)性呼吸困難和體溫降低，進一步導(dǎo)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(xiàn)線粒體長鏈脂肪酸氧化，當(dāng)患者血清CK濃度升高時這些癥狀在臨床上將會被檢查到，而勞累性橫紋肌溶解癥主要高發(fā)于合成性雄性激素類固醇使用者〔14〕。
2.2血清CK在健康人群功能狀態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用
健康人群進行一次劇烈運動會導(dǎo)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(dǎo)致肌細胞膜通透性提高和CK釋放入血液。運動強度范圍的界定是肌肉組織能否承受訓(xùn)練負(fù)荷的轉(zhuǎn)折點，當(dāng)運動負(fù)荷超過肌肉組織所能承受的能力時，將導(dǎo)致肌細胞膜的通透性提高，CK滲入組織液，進而進入循環(huán)系統(tǒng)〔15〕。許多因素決定著運動后血清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后血清CK濃度顯著性升高〔16〕。在下坡跑等肌肉離心運動后，血清CK濃度顯著性升高。運動后血清CK的濃度和個體的肌肉特點有關(guān)，因此，不同的人群可分成血清CK高反應(yīng)者和低反應(yīng)者。血清CK高反應(yīng)者其股四頭肌橫截面積和體積顯著低于低反應(yīng)者。日常的訓(xùn)練將導(dǎo)致運動中及安靜下的血清CK濃度持續(xù)性升高〔17〕，但是與未經(jīng)訓(xùn)練的人相比，同一訓(xùn)練強度后，經(jīng)常訓(xùn)練的運動員其運動后血清CK濃度較低。運動后血清CK濃度的變化還與運動類型、運動時間有關(guān)。一般力量訓(xùn)練后，血清CK濃度高于基礎(chǔ)值兩倍，離心訓(xùn)練后血清CK濃度的增加可能與肌肉的拉傷有關(guān)，并且血清CK濃度的升高可持續(xù)到訓(xùn)練后的2～7d。長時間訓(xùn)練后，血清CK濃度的上升一般出現(xiàn)在訓(xùn)練后24h安靜狀態(tài)下和第一周訓(xùn)練后的48h內(nèi)。長時間離心訓(xùn)練后96h內(nèi)血清CK濃度達到峰值，若運動后繼續(xù)進行額外的運動，則血清CK濃度只會輕度增加，這可能是訓(xùn)練結(jié)束后的放松運動加速了CK的清除〔18〕。血清CK濃度的降低取決于運動后的休息時間，隨著運動的停止，淋巴系統(tǒng)對CK的運輸及肌肉釋放的酶減少，運動后積極的跑步能夠加速血清CK清除〔19〕。
2.3血清CK在健康人群持續(xù)性高CK癥中的應(yīng)用
健康個體有時也會出現(xiàn)持續(xù)性的血清CK濃度升高現(xiàn)象，患者在臨床上并未顯示有神經(jīng)肌肉控制紊亂或其他導(dǎo)致血清CK升高的因素〔20〕。這類患者安靜狀態(tài)下的血清CK濃度較高，多年后這些患者出現(xiàn)了肌無力癥狀，而這些肌肉肌損傷癥狀在早期不明顯〔21〕。大多人安靜下出現(xiàn)高血清CK現(xiàn)象可能并不預(yù)示這些人患有肌病，這可能意味著這些人患有先天性高CK癥〔22〕。家族性先天血清CK持續(xù)性升高癥源于基因突變，通常在男性中顯性遺傳率較高。對先天性高血清CK癥病人進行長期的研究發(fā)現(xiàn)，他們的肌電圖在臨床上并未顯示惡化，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(xù)性升高患者進行肌電和肌肉活體檢查后發(fā)現(xiàn)，55%有肌肉病態(tài)特征，3例存在肌肉萎縮〔24〕。然而，肌肉萎縮并不能通過血清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(xù)性升高的原因。在運動后對高CK患者進行血檢后發(fā)現(xiàn)這些患者存在肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶缺乏癥狀，這是引起橫紋肌溶解癥和運動中肌痛的常見原因。在同一組中，通過血清CK濃度的增加可以發(fā)現(xiàn)線粒體轉(zhuǎn)運酶缺少癥、β-氧化、克雷布斯循環(huán)及呼吸鏈的其他疾病〔25〕。即使是輕微或復(fù)發(fā)性的先天持續(xù)性高CK血清癥都可能預(yù)示著患者患有代謝疾病，這些患者的血清CK濃度雖然升高不明顯，但仍可發(fā)展成肌萎縮和肌痛〔26〕。持續(xù)性的血清CK濃度升高可能與蛋白質(zhì)異常有關(guān)〔27〕，但已有的報道顯示這些患者只是輕微的神經(jīng)肌肉聯(lián)系異?！?8〕。對患者進行安靜下常規(guī)檢查不能夠發(fā)現(xiàn)異常癥狀，只有在運動后這些癥狀才明顯地顯現(xiàn)出來。報道顯示〔29〕，這些患者在運動后常有肌肉疼痛和肌肉痙攣的現(xiàn)象，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)這些患者的肌肉在運動后會出現(xiàn)強直性收縮。一些學(xué)者關(guān)注對持續(xù)性高血清CK患者或輕微病發(fā)患者的生活進行研究發(fā)現(xiàn)，與健康人相比運動并不會造成患者肌肉進一步損傷〔30〕。一些學(xué)者研究運動對肌肉營養(yǎng)不良患者的影響后認(rèn)為，現(xiàn)有的關(guān)于運動對肌肉營養(yǎng)不良患者影響的證據(jù)不多，但力量訓(xùn)練對肌肉營養(yǎng)不良患者是安全的〔31〕。
3血清CK在運動員功能監(jiān)控中的應(yīng)用
3.1血清CK在運動員常規(guī)訓(xùn)練功能監(jiān)控中的應(yīng)用
對運動員安靜和運動后的血清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(tài)下?lián)碛休^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(xùn)練有關(guān)。就運動員的訓(xùn)練水平來說，與未經(jīng)訓(xùn)練的人相比，運動員能夠承受更大的肌肉刺激，因而運動員的峰值血清CK濃度較低〔32〕。并且，一般訓(xùn)練水平較低的運動員更容易出現(xiàn)血清CK濃度的快速升高。當(dāng)運動員表現(xiàn)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(dǎo)致的勞累性橫紋肌溶解癥中，運動員會出現(xiàn)血清CK的顯著性升高〔33〕，并且在寒冷的天氣中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(guān)，這可作為過度訓(xùn)練的標(biāo)志〔35〕。有部分學(xué)者研究表明，并不能用血清CK的變化來評估運動員肌肉的恢復(fù)情況，因為運動后肌肉損傷的表現(xiàn)與血清酶的釋放并沒有絕對一一對應(yīng)的關(guān)系〔36〕。此外，血清CK濃度具有很大的變化，一般來說運動員運動后的血清CK水平較低，變化不明顯，而一般常人運動后血清CK的反應(yīng)較激烈，并且濃度很高。因此只有將運動員血清CK快速升高和訓(xùn)練承受能力的減弱二者結(jié)合起來，才能對運動員進行過度訓(xùn)練的診斷。運動后受試者血清CK濃度的異常升高可能與他們患有未識別的亞臨床肌病有關(guān)〔37〕。的確這種情況在肌肉代謝疾病或一些蛋白質(zhì)細胞膜突變等疾病中常見〔38〕。并且，臨床研究發(fā)現(xiàn)〔39〕，蛋白質(zhì)表達異常與肌病表現(xiàn)類型有關(guān)，或者說與細胞骨架、被膜的組成部分突變有關(guān)?？偟膩碚f，血清CK濃度的升高應(yīng)得到足夠的重視，并進行認(rèn)真檢查，這對評估安靜及運動后確認(rèn)肌病具有重要意義。事實上，由于遺傳特性引起的勞累性橫紋肌溶解綜合征，只有在運動后才能表現(xiàn)出來〔40〕。運動員被誤診為肌纖維疼痛時卻很少表現(xiàn)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(dāng)時的肌肉狀態(tài)，肌肉的病理特性為后續(xù)臨床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(fā)生運動損傷的風(fēng)險。因此，即使是很小的肌病都會導(dǎo)致肌肉疼痛和肌力不平衡。
3.2血清CK在運動員持續(xù)性高血清CK癥狀監(jiān)控中的應(yīng)用
肌肉僵硬、酸痛及疼痛是運動訓(xùn)練常見的現(xiàn)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(xiàn)象會出現(xiàn)，甚至比較頻繁，這提示應(yīng)進行相關(guān)檢查。有時這些癥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癥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，才采用肌肉活檢手段〔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(tài)下，并沒有影響血清CK升高的因素，運動員的血清CK濃度仍然升高，這時應(yīng)對運動員進行全面的檢查，這可能預(yù)示著運動員存在肌無力或其他一些病癥。研究表明〔43〕，長期反復(fù)的大強度訓(xùn)練并不會引起機體肌肉的生理性適應(yīng)，這只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(xù)升高是確定肌肉病變的有效方法，但有些因素并不能引起血清CK的增加，并且血清CK濃度的上升并不都是肌肉病變所致。對大強度運動中或運動后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，血乳酸測試相較于其他測試方法更有價值，更為敏感〔44，45〕。因此檢測肌病癥狀的方法應(yīng)多學(xué)科化，當(dāng)運動員出現(xiàn)肌病反復(fù)復(fù)發(fā)或安靜下持續(xù)性高血清CK時，應(yīng)將他們同其他患者一樣進行仔細的檢查臨床。綜上，血清CK水平與受試者年齡、性別、種族、肌肉質(zhì)量、機體活性及氣候等因素有關(guān)。加強對健康人群及運動員進行安靜和運動后血清CK的監(jiān)控，是診斷和預(yù)防病理性血清CK升高、生理性血清高CK升高及持續(xù)性血清高CK癥的重要手段。此外，在運動訓(xùn)練中加強對運動員血清CK水平的檢測對于評估訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練類型、訓(xùn)練效果、運動員功能水平及競技狀態(tài)具有重要的指導(dǎo)意義。
作者：馬濤 單位：上海體育學(xué)院