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血清肌酸激酶在临床医学中的应用

〔关键词〕高血清肌酸激酶;肌病;运动训练

血清酶浓度是反映肌肉功能状态、生理状态及病理状况的重要生理生化指标。这些酶的升高可能预示着急性和慢性肌肉损伤中存在着肌纤维坏死和肌肉组织受损的可能〔1〕。正常人和运动员在力量训练后血清肌酸激酶(CK)及其同工酶浓度会发生变化,这是因为身体训练导致这些酶从肌肉组织释放入循环血液。对训练前后的血清CK进行检测,可以反映CK在不同训练时期的活性,了解不同训练计划、训练强度及训练水平对血清CK的影响。长期的大强度训练会导致肌肉损伤,进而使得血清CK浓度升高。血清CK浓度的升高也可能是机体新陈代谢和机械运动的结果。对血清CK浓度进行检测,可以获得肌肉在不同状态下的功能状态信息。健康人群训练后血清CK浓度的升高表面上可能是身体训练因素引起的,然而,安静状态的血清CK浓度持续性升高,这可能预示着亚临床肌肉疾病,可以通过运动员在负荷训练后的功能状态来进行验证。

1影响血清CK浓度的因素

已有的研究证明,血清CK浓度升高的一个生理学机制可能是肌肉能量的消耗导致肌细胞膜电阻降低,进而促使游离钙离子的升高,钾离子通道打开〔2〕。运动后血清CK浓度升高的生理学机制可能是肌节Z盘的分裂导致肌节的变性,进而损伤肌肉组织〔3〕。血清CK浓度上升的程度反映了肌肉组织受损的程度。在正常情况下,血清中CK主要来自于骨骼肌,并且主要是CK同工酶(-MM)。血清CK水平与年龄、性别、种族、肌肉质量、机体活性及气候等因素有关〔4〕。一般来说,胎儿时期的血清CK主要是同工酶CK-BB,该同工酶的浓度水平主要取决于新生儿的孕龄。目前研究表明,胎儿出生前10d时的血清CK浓度已经达到成人水平。对于孕妇而言,其血清CK浓度在怀孕时相对较低,但到了临产期时其血清CK同工酶CK-MB浓度会增高。年轻成年男性的血清CK水平较高,而到了老年时,血清CK浓度会稍微降低〔5〕。安静下血清CK浓度具有很大的性别差异,男性高于女性。一般来说,黑人拥有较大的体重和瘦体重,其血清CK水平要高于白人〔6〕。总的来说,血清CK活性和肌肉质量、机体活性有关,长期的运动训练使得运动员安静下的血清肌酸浓度高于久坐人群。与温暖气候相比,在寒冷天气进行同一负荷训练后,血清CK浓度升高较快。此外,也有研究表明,引起血清CK浓度升高的另一个原因是肌肉内注射药品,当发生痉挛、中暑及他汀类药物摄入时,常出现血清CK浓度升高,这些症状单独出现或与其他症状同时出现时都将导致运动型肌溶解症发生〔7〕。

2血清CK在正常人群身体健康监控中的应用

2.1血清CK在健康人群身体疾病监控中的应用

血清CK及其同工酶对肌病、心肌炎和大脑方面的疾病具有重要的诊断作用。CK-MB是监测肌肉坏死的重要标志,同时对不良的心肌梗死预后也非常敏感〔8〕。当患者患有脊髓性肌萎缩症和肌萎缩性侧索硬化症等神经损伤性疾病时,CK-BB浓度会处于较高水平〔9〕。定期对血清CK进行检测,对于诊断肌肉损伤和肌肉坏死等神经肌肉病变及面肩肱型肌营养不良和肌强直性营养不良等肌肉萎缩症具有重要的诊断作用〔10〕。甲状腺功能衰退最主要的原因是内分泌失调,一般当患者患有甲状腺功能衰退时,患者常伴有血清CK浓度升高,而血清CK浓度高者患有明显的甲状腺衰退,浓度低者存在亚临床甲状腺衰退〔11〕。有研究者建议当患者出现肌肉无力和血清CK浓度升高时,即使这些症状在临床上不明显,也应该及时进行甲状腺功能评估〔12〕。有研究表明,血清CK水平也常用于检测挤压综合征,长时间暴露于寒冷环境,像雪崩患者因长时间寒冷刺激导致肌肉缺血挤压,导致急发性呼吸困难和体温降低,进一步导致CK浓度上升〔13〕。研究表明,运动性横纹肌溶解的原因是基因突变,此类患者常出现线粒体长链脂肪酸氧化,当患者血清CK浓度升高时这些症状在临床上将会被检查到,而劳累性横纹肌溶解症主要高发于合成性雄性激素类固醇使用者〔14〕。

2.2血清CK在健康人群功能状态监控中的应用

健康人群进行一次剧烈运动会导致肌细胞膜和Z盘损坏,血清CK浓度上升。一般来说,中等强度运动不会导致肌细胞膜通透性提高和CK释放入血液。运动强度范围的界定是肌肉组织能否承受训练负荷的转折点,当运动负荷超过肌肉组织所能承受的能力时,将导致肌细胞膜的通透性提高,CK渗入组织液,进而进入循环系统〔15〕。许多因素决定着运动后血清CK浓度升高的程度。在诸如马拉松和铁人三项等长距离竞技运动后血清CK浓度显著性升高〔16〕。在下坡跑等肌肉离心运动后,血清CK浓度显著性升高。运动后血清CK的浓度和个体的肌肉特点有关,因此,不同的人群可分成血清CK高反应者和低反应者。血清CK高反应者其股四头肌横截面积和体积显著低于低反应者。日常的训练将导致运动中及安静下的血清CK浓度持续性升高〔17〕,但是与未经训练的人相比,同一训练强度后,经常训练的运动员其运动后血清CK浓度较低。运动后血清CK浓度的变化还与运动类型、运动时间有关。一般力量训练后,血清CK浓度高于基础值两倍,离心训练后血清CK浓度的增加可能与肌肉的拉伤有关,并且血清CK浓度的升高可持续到训练后的2~7d。长时间训练后,血清CK浓度的上升一般出现在训练后24h安静状态下和第一周训练后的48h内。长时间离心训练后96h内血清CK浓度达到峰值,若运动后继续进行额外的运动,则血清CK浓度只会轻度增加,这可能是训练结束后的放松运动加速了CK的清除〔18〕。血清CK浓度的降低取决于运动后的休息时间,随着运动的停止,淋巴系统对CK的运输及肌肉释放的酶减少,运动后积极的跑步能够加速血清CK清除〔19〕。

2.3血清CK在健康人群持续性高CK症中的应用

健康个体有时也会出现持续性的血清CK浓度升高现象,患者在临床上并未显示有神经肌肉控制紊乱或其他导致血清CK升高的因素〔20〕。这类患者安静状态下的血清CK浓度较高,多年后这些患者出现了肌无力症状,而这些肌肉肌损伤症状在早期不明显〔21〕。大多人安静下出现高血清CK现象可能并不预示这些人患有肌病,这可能意味着这些人患有先天性高CK症〔22〕。家族性先天血清CK持续性升高症源于基因突变,通常在男性中显性遗传率较高。对先天性高血清CK症病人进行长期的研究发现,他们的肌电图在临床上并未显示恶化,肌肉活检也证实肌肉只是轻微损伤〔23〕。研究显示,对40例先天性血清CK持续性升高患者进行肌电和肌肉活体检查后发现,55%有肌肉病态特征,3例存在肌肉萎缩〔24〕。然而,肌肉萎缩并不能通过血清CK浓度检查出来,只有对患者进行全面的检查才能解释这些患者血清CK持续性升高的原因。在运动后对高CK患者进行血检后发现这些患者存在肉毒碱棕榈酰转移酶缺乏症状,这是引起横纹肌溶解症和运动中肌痛的常见原因。在同一组中,通过血清CK浓度的增加可以发现线粒体转运酶缺少症、β-氧化、克雷布斯循环及呼吸链的其他疾病〔25〕。即使是轻微或复发性的先天持续性高CK血清症都可能预示着患者患有代谢疾病,这些患者的血清CK浓度虽然升高不明显,但仍可发展成肌萎缩和肌痛〔26〕。持续性的血清CK浓度升高可能与蛋白质异常有关〔27〕,但已有的报道显示这些患者只是轻微的神经肌肉联系异常〔28〕。对患者进行安静下常规检查不能够发现异常症状,只有在运动后这些症状才明显地显现出来。报道显示〔29〕,这些患者在运动后常有肌肉疼痛和肌肉痉挛的现象,经过检查发现这些患者的肌肉在运动后会出现强直性收缩。一些学者关注对持续性高血清CK患者或轻微病发患者的生活进行研究发现,与健康人相比运动并不会造成患者肌肉进一步损伤〔30〕。一些学者研究运动对肌肉营养不良患者的影响后认为,现有的关于运动对肌肉营养不良患者影响的证据不多,但力量训练对肌肉营养不良患者是安全的〔31〕。

3血清CK在运动员功能监控中的应用

3.1血清CK在运动员常规训练功能监控中的应用

对运动员安静和运动后的血清CK进行检测,是运动队科研人员常用的手段。与常人相比,运动员安静状态下拥有较高的CK水平,这可能与运动员的肌肉体积较大及长期的运动训练有关。就运动员的训练水平来说,与未经训练的人相比,运动员能够承受更大的肌肉刺激,因而运动员的峰值血清CK浓度较低〔32〕。并且,一般训练水平较低的运动员更容易出现血清CK浓度的快速升高。当运动员表现出更低的工作效率时,机体将会释放更多的CK。另有研究报道,在马拉松运动导致的劳累性横纹肌溶解症中,运动员会出现血清CK的显著性升高〔33〕,并且在寒冷的天气中CK升高的速度更快〔34〕。此外,CK浓度的增加可能与运动员运动能力的减弱有关,这可作为过度训练的标志〔35〕。有部分学者研究表明,并不能用血清CK的变化来评估运动员肌肉的恢复情况,因为运动后肌肉损伤的表现与血清酶的释放并没有绝对一一对应的关系〔36〕。此外,血清CK浓度具有很大的变化,一般来说运动员运动后的血清CK水平较低,变化不明显,而一般常人运动后血清CK的反应较激烈,并且浓度很高。因此只有将运动员血清CK快速升高和训练承受能力的减弱二者结合起来,才能对运动员进行过度训练的诊断。运动后受试者血清CK浓度的异常升高可能与他们患有未识别的亚临床肌病有关〔37〕。的确这种情况在肌肉代谢疾病或一些蛋白质细胞膜突变等疾病中常见〔38〕。并且,临床研究发现〔39〕,蛋白质表达异常与肌病表现类型有关,或者说与细胞骨架、被膜的组成部分突变有关。总的来说,血清CK浓度的升高应得到足够的重视,并进行认真检查,这对评估安静及运动后确认肌病具有重要意义。事实上,由于遗传特性引起的劳累性横纹肌溶解综合征,只有在运动后才能表现出来〔40〕。运动员被误诊为肌纤维疼痛时却很少表现出肌病特性,对这些患者进行肌肉活检前,测量血清CK水平是第一步。不平衡的肌肉参与显示了当时的肌肉状态,肌肉的病理特性为后续临床检查提供了指向性参考。对运动员来说,如果存在肌肉力量薄弱而致的肌力不平衡,则容易发生运动损伤的风险。因此,即使是很小的肌病都会导致肌肉疼痛和肌力不平衡。

3.2血清CK在运动员持续性高血清CK症状监控中的应用

肌肉僵硬、酸痛及疼痛是运动训练常见的现象,但通常教练员和运动员很少在意,在安静和按摩时这些现象会出现,甚至比较频繁,这提示应进行相关检查。有时这些症状是判断安静下肌痛的唯一信号〔41〕。在对患有运动性横纹肌溶解症的运动员进行肌病检查时,只有在其他手段都不能解释原因时,才采用肌肉活检手段〔42〕。但在这种情况下,评估安静下的血清CK可能是诊断肌病最简单且非侵入性的方法。如果运动员在绝对安静状态下,并没有影响血清CK升高的因素,运动员的血清CK浓度仍然升高,这时应对运动员进行全面的检查,这可能预示着运动员存在肌无力或其他一些病症。研究表明〔43〕,长期反复的大强度训练并不会引起机体肌肉的生理性适应,这只会造成运动员肌纤维蛋白的不断丢失。血清CK水平的过度持续升高是确定肌肉病变的有效方法,但有些因素并不能引起血清CK的增加,并且血清CK浓度的上升并不都是肌肉病变所致。对大强度运动中或运动后的血乳酸进行检测是检测线粒体有氧氧化能力障碍的一个有效方法,血乳酸测试相较于其他测试方法更有价值,更为敏感〔44,45〕。因此检测肌病症状的方法应多学科化,当运动员出现肌病反复复发或安静下持续性高血清CK时,应将他们同其他患者一样进行仔细的检查临床。综上,血清CK水平与受试者年龄、性别、种族、肌肉质量、机体活性及气候等因素有关。加强对健康人群及运动员进行安静和运动后血清CK的监控,是诊断和预防病理性血清CK升高、生理性血清高CK升高及持续性血清高CK症的重要手段。此外,在运动训练中加强对运动员血清CK水平的检测对于评估训练负荷、训练类型、训练效果、运动员功能水平及竞技状态具有重要的指导意义。

作者:马涛 单位:上海体育学院

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