年長耐力運動員的心臟：慢性冠狀動脈壓力作用 (中) | The heart of the ageing endurance athlete: the role of chronic coronary stress

年長耐力運動員的心臟：慢性冠狀動脈壓力作用 (中) | The heart of the ageing endurance athlete: the role of chronic coronary stress

 

年長耐力運動員的心臟：

慢性冠狀動脈壓力作用

The heart of the ageing endurance athlete: the role of chronic coronary stress

Gemma Parry-Williams, Sabiha Gati, and Sanjay Sharma

Received 15 June 2020; revised 24 September 2020; editorial decision 16 January 2021; accepted 9 March 2021; online publish-ahead-of-print 22 March 2021

 

運動會損害原本健康的心臟嗎？

耐力運動項目與造成心肌損傷的血清生物標記物包括肌鈣蛋白和腦利鈉（BNP）的短暫升高有關；在較小程度上，左心室收縮功能障礙和心肌舒張功能受損是暫時性正確的，但為何生物標記物會短暫升高，其意義尚待釐清。48小時內血清心肌肌鈣蛋白濃度的短暫升高和常態化表示肌鈣蛋白源自於細胞質而非肌節，由於肌細胞膜通透性增加而進入循環。急性升高的心肌肌鈣蛋白產生可能代表了由輕微心肌炎症或微梗塞引發的心肌細胞壞死，此類反覆事件可能會導致不良心臟重塑和心律失常[31][32]。耐力事件過後BNP濃度異常與右心室功能障礙有關，且可能代表因心輸出量增加而導致的長期及重複的室壁應力。一小部分看似健康的運動員身上發現心房顫動、冠狀動脈鈣化和心肌纖維化[33]。這增加了人們對於長期耐力運動對心血管健康潛在有害影響的猜測。

 

與久坐不動者對照組相比，中年耐力運動員發生心房顫動的風險增加了5倍，可能機制包括由於迷走神經張力增加而導致的潛在心房活動縮短，以及對於心房新肌的直接性影響如機械牽張、炎症和纖維化。外在因素包括男性性別、身材高大已及運動量及強度[34]。

 

大師級別運動員的冠狀動脈疾病

透過電腦斷層掃描（Computed Tomography/CT）冠狀動脈鈣（Coronary Artery Calcium/CAC）評分是動脈粥樣硬化量的替代指標，也是一般人群未來的不良心臟事件的有利預測因子[35][36]。CAC評分也用於辨識動脈粥樣硬化危險因素風險分層和深化治療。雖然運動被認為對冠狀動脈疾病有保護作用，但越來越多的證據表示，與年齡及動脈粥樣硬化風險匹配的對照組相比，大師級男性運動員在冠狀動脈CT血管造影（CCTA）方面的CAC分數更高，冠狀動脈粥樣硬化的患病率也更高[22][37]。Mo¨hlenkamp及其同事[37]調查了108名外表看似健康的男性，年齡落在50-72歲之間，曾有≥5次的馬拉松經驗，並將他們與864名年齡符合的對照組進行比較。兩組的CAC評分≥100 AU（Agatston unit）的發生率相似（36%），在經過佛萊明風險分數表（Framingham score）後，馬拉松運動員的CAC得分高於對照組（36%對上12%）。測量運動員心血管事件（The Measuring Athlete’s Risk of Cardiovascular Events/MARC）的研究發現在318名中年（平均年齡54.7歲）男性耐力運動員當中，訓練可達高強度負重（318±48瓦），當中94%有著較低的ESC10年風險分數，16%的CAC分數≥100AU[38]。研究小組招募了152名佛萊明風險分數評分較低的耐力運動員，已及92名年齡及佛萊明風險分數符合者的對照組，運動員平均年齡為51歲，平均佛萊明風險分數為4.33%，參與耐力運動的平均時間為31年。所有受試者都接受了包括CCTA和CAC分數在內的綜合測試。兩組間的CAC分數為0或CAC分數>70%患病率沒有差異；然而，幾乎有1/5的男性運動員有一個CAC分數≥100AU和顯示出一項CAC分數>300AU，對照組則無。與對照組相比，男性運動員的鈣化斑塊比例顯著增加，這些斑塊被認為是穩定且不容破裂的（72%對上對照組的31%；P=0.0002）。對照組的混合型態斑塊患病率顯著更高，這些事更容易破裂而倒置急性冠狀動脈血栓形成（圖1）。

圖1：A)冠狀動脈斷層掃描出的血管造影顯示男性大師級運動員左前降支動脈的混合形態斑塊。B)根據男性運動員和對照組的形態對冠狀動脈斑塊的次序。 與對照組相比，運動員的鈣化斑塊患病率更高[22]。

 

目前在運動員中沒有研究檢視班塊易損性標記物，如冠狀動脈周遭脂肪組織或CT標記物像斑塊鈣化（spotty calcification）、餐巾環徵（napkin ring sign）和正向重塑（positive remodelling），這些數據能夠提供有價值的見解和量化運動員冠狀動脈病變風險及其他潛在相關結構變化如心肌纖維化的關係。一項針對CCTA長期患者的研究表示，在那些定期進行耐力訓練的患者中，非鈣化斑化和高風險標誌物的發生率較低[39]。另一項後續研究對於接受經皮冠狀動脈介入治療（Percutaneous Coronary Intervention）的心絞痛患者使用血管內超音波(Intravascular ultrasound/IVUS)、光學相干斷層掃描（Optical coherence tomography/OCT）和心肺運動測試，顯示出在心肺功能（CRF）較佳者有著較小的脂質體積、較大的纖維體積和較厚的纖維帽[40]。

 

劇烈運動與冠狀動脈粥樣硬化的關係

MARC研究人員使用其數據針對284名男性調查冠狀動脈粥樣硬化與運動劑量（MET分鐘/週）之間的關係。運動員被歸類為每週訓練<1000、1000-2000或>2000 MET分鐘/週的類別。發現運動劑量最高運動員有明顯更高的CAC分數和更多的動脈粥樣硬化斑塊，混和或非鈣化斑塊的斑塊型態則與運動劑量無關。不過，運動量最高運動員的斑塊鈣化患病率為最高（圖2）。

圖2：測量運動員心血管事件風險研究的數據證明了運動劑量與(A)冠狀動脈鈣化（CAC）和(B)鈣化斑塊患病率之間的關係[41]。

 

大師級運動員冠狀動脈粥樣硬化和冠狀動脈鈣化機制

有數種會發生於大師級別男性運動員的動脈粥樣硬化和動脈疾病的可能機制發展。包括在劇烈心臟收縮期間，心外膜冠狀動脈彎曲引發的長期及重複性機械應力、運動期間血壓過高[22][37][42]、運動激發的甲狀腺激素濃度升高，以及與高強度運動造成的反覆發作相關的急性促炎狀態[43]。一些具有遺傳傾向的運動員出現CAC增加或已知的動脈粥樣硬化危險因素。

 

大師級別高手運動員當中的鈣化斑塊而非混和型態斑塊的高患病率同樣也無法解釋。不過與動脈粥樣硬化風險因素高負擔的個體相比，其可能存有不同的內皮修復機制。慢性耐力運動可能會加速鈣化及斑塊穩定，類似高劑量他汀類藥物（statins）的保護作用[44] [45]。在PARADIGM研究中對於1255名無病患者進行的區間掃描發現，他汀類藥物可減緩動脈粥樣硬化發展、適度降低斑塊總體積、減少鉛為斑塊體積已及增加緻密鈣量（斑塊穩定性的標記物）[45]。對於這些影響機制所知甚少；他汀類藥物的抗炎特性如同運動一樣，會是一種可能性。

 

目前的研究表示CAC因素存在並不會為從事大量高強度運動個體帶來與普通人群相等的風險程度。Radford等人[46]在8425名男性中進行CRF、CAC分數和心血管事件之間的關聯性評估，隨訪時間為8.4年。研究表示較高的CRF可減少心血管疾病事件，而較高的鈣化分數則會增加。將其一同考慮過後，更高的連續CRF會降低心血管事件風險，因此對CAC分數造成改變。在因應風險因素調整的所有CAC分數中，CRF每增加一個MET就讓事件發生率降低了14%。DeFina等人[47]證明，與不活躍的對照組相比，最活躍個體（≥3000 MET分鐘/週）的CAC評分≥100 AU的相對風險高出11%。儘管有更多的鈣化，但與每週運動1500-3000MET分鐘/週和<1500MET分鐘/週的人相比，每週運動≥3000 MET分鐘/週的運動員死亡率沒有增加。

 

對於未能證明帶有CAC因子的運動員其不良結果增加的原因，有多種可能的解釋。長壽耐力運動員發展出一系列保護性心血管適應性，進而導致顯著的冠狀動脈血液儲備。包括缺血預處理、冠狀動脈代償性循環及由於一氧化二氮的增加，導致更佳的血管舒張能力。在一般人群中，CAC分數反應了整體動脈粥樣硬化負擔，因此，我們猜測如果運動增加內皮鈣化程度及密度，運動員的整體動脈粥樣硬化風險將會被高估。在這種條件下，使用CAC分數作為量化冠狀動脈粥樣硬化體積的替代標記並由此預測心血管發病率和死亡風險，對於運動員來說可能不如一般人群有效。另一種假設是經CT偵查到發生於動脈壁內側層的CAC，可能是與內膜層相反的部分平滑肌細胞凋亡後癒合過程－這是易破裂動脈粥樣硬化的部分，目前沒有體內標記法來區分這些差異。

 

本文待續