1899年，瑞典醫(yī)生Henschen通過叩診發(fā)現(xiàn)越野滑雪運動員心臟肥大，認(rèn)為最大的心臟將贏得比賽的勝利，并把這種運動員特有的大心臟稱為運動員心臟(athlete's heart)。此后，諸學(xué)者通過X線影像技術(shù)、超聲心動圖及核磁共振圖像分析證實運動員確有心臟肥大，同時伴有心功能改變，因而也有人稱之為運動員心臟綜合癥。常見癥狀為：多無自覺癥狀；靜息狀態(tài)下心率可＜40次/分鐘，心濁音界向左下擴(kuò)大，血壓偏低，聽診可有心律不齊，運動員擁有其特有的心臟的同時心肌細(xì)胞也發(fā)生明顯改變。今天將探討一下運動員的“心”：
一、運動員心臟及其心肌細(xì)胞特征
運動性心臟肥大：由于運動員長期堅持適宜的運動，使心臟體積上以及重量上有明顯增加。一般人心臟重約300g，而運動員的心臟可達(dá)400-500g。運動性心臟肥大是運動員心臟主要形態(tài)變，可發(fā)生在心臟各腔，但以左心室肥大為主，肥大程度與運動強度和運動持續(xù)時間呈正相關(guān)。德國學(xué)者Rost的研究表明，運動員心臟系數(shù)為7.5g/kg體重，不同項目運動員心臟肥大類型各異,一般耐力項目運動員心臟為離心性肥大，即以心腔擴(kuò)大為主，也伴有心壁增厚；力量項目運動員心臟為向心性肥大，即以心壁增厚為主。由于血壓持續(xù)升高，外周阻力增加，左心室因壓力性負(fù)荷增加而發(fā)生代償性肥大，由于左心室代償能力很強，所以在相當(dāng)長時間內(nèi)，心臟不斷肥大進(jìn)行代償，左心室壁增厚，乳頭肌和肉柱增粗變圓，但心腔不擴(kuò)張，稱離心性肥大。在宏觀上改變同時，微觀上心肌細(xì)胞變大，線粒體數(shù)量增多，并且其體積密度與肌原纖維的比值增高，線粒體的產(chǎn)生ATP能量結(jié)構(gòu)也增多，有利于保證心臟的能量供應(yīng)。伴隨心肌變大，心肌組織中毛細(xì)血管的數(shù)量增多，心肌真毛細(xì)血管出現(xiàn)大量吻合，彎曲增大，呈鋸齒狀或螺旋狀，從而有利于血液循環(huán)及氧氣供應(yīng)。
俄羅斯專家通過動物實驗揭了運動過少者易患心臟病的機(jī)理：將家兔放入了沒有活動空間的籠子，70天后用電子顯微鏡詳細(xì)觀察了家兔的心肌細(xì)胞。結(jié)果顯示，家兔心肌細(xì)中的液泡和顆粒狀物質(zhì)明顯增多，通常這種情況在細(xì)胞工作能力減退時多有發(fā)生。還發(fā)現(xiàn)，長時間運動過少使家兔心肌中的肌原纖維發(fā)生了萎縮；各心肌細(xì)胞相互協(xié)作結(jié)構(gòu)受到了破壞；負(fù)責(zé)將神經(jīng)沖動傳導(dǎo)至心肌的神經(jīng)末梢發(fā)生了變化，對心肌細(xì)胞的工作產(chǎn)生不利影響，不同程度地削弱了心肌的收縮能力。此外，受運動過少的影響，負(fù)責(zé)為心肌細(xì)胞提供營養(yǎng)的毛細(xì)血管也發(fā)生了變化-血管內(nèi)壁的細(xì)胞逐漸向血管內(nèi)部生長，血管內(nèi)徑縮小。上述實驗說明，長期不運動會嚴(yán)重影響家兔的心肌功能，由此可見，加強體育鍛煉對于維護(hù)心臟健康非常重要。
然而隨著病變繼續(xù)發(fā)展，肥大的心肌因供血不足而收縮力降低，發(fā)生失代償，逐漸出現(xiàn)心臟擴(kuò)張，運動員心臟容積增大。運動員心臟容積一般也較大，中國正常成人心容積最大為870.68 ml，中國運動員心臟容積最大者為1209.45 ml。外國文獻(xiàn)報道，職業(yè)自行車運動員和水球運動員心臟容積最大可達(dá)1700ml。另外，有趣的是具備運動心臟者普遍出現(xiàn)安靜心率明顯低于正常值的現(xiàn)象。在優(yōu)秀耐力性運動員中特別明顯，心率常降到40-50次/分，最低者達(dá)到21次/分。
二、運動員心臟的成因
宏觀上，與普通心臟相比，主要從以下方面表現(xiàn)出心泵功能的改善。“動員快、潛能大、恢復(fù)快”：安靜狀態(tài)下，供血量，無明顯差別，但普通心臟，心率較高，每搏量較小運動心臟，心率較低，每搏量較大，能量消耗較小，心率貯備增大，提高心力貯備。規(guī)定的強度和時間完成定量負(fù)荷運動泵血功能，運動心臟變化幅度小是因為運動員運動能力強，同樣的運動完成的更輕松,在完成最大運動負(fù)荷時運動員為了取得更好的運動成績，代謝水平更高，心泵功能將表現(xiàn)出更高水平普通人，心臟體積小，最大每搏量小，最大值維持時間較短，最大心輸出量約為20-30L/min運動員，心臟擴(kuò)大，舒張末期容積大；心肌收縮力較強，最大搏出量可增至200ml左右，最大心率輸出量可超過40L/min運動心臟心泵功能的良好表現(xiàn)主要反映在運動過程中。
微觀上，長期有氧運動作為一種生理性刺激可使心肌質(zhì)量產(chǎn)生小到中等增加，心室腔直徑擴(kuò)大，心臟收縮功能改善。研究表明長期運動引起心肌細(xì)胞縱向生長是EDV（舒張末期容積）增加的原因,并能改心臟功能。大量動物訓(xùn)練模型也表明長期運動可使心臟內(nèi)在收縮功能改變,其因素包括細(xì)胞能量代謝、鈣離子調(diào)節(jié)、收縮成分及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的改變。適當(dāng)長期的鍛煉，能從神經(jīng)方面，激素方面，能量供應(yīng)方面，毛細(xì)血管結(jié)構(gòu)方面等，對心肌細(xì)胞產(chǎn)生有益影響，所以進(jìn)行適當(dāng)且長期的體育鍛煉，能較大程度的改善心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，減少心血管疾病的發(fā)生。
4) 心肌收縮時細(xì)胞內(nèi)收縮結(jié)構(gòu)鈣可獲得量增高的生物學(xué)效應(yīng)消失,恢復(fù)到正常對照水平。
5) 心肌細(xì)胞中特殊分泌顆粒體密度和表面積密度下降,心鈉素的產(chǎn)生、分泌及釋放水平下降。
6) 心肌中降鈣素基因相關(guān)肽的產(chǎn)生，分泌及釋放水平下降。
7) 每搏心輸出量和最大攝氧量下降。長期停止訓(xùn)練后運動心臟的某些適應(yīng)性改變消退，復(fù)原到訓(xùn)練前水平，說明運動心臟結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性重塑并非永久性改變，是可恢復(fù)的，具有可復(fù)性，區(qū)別于病理心臟的進(jìn)行性和不可復(fù)性，進(jìn)一步證實了運動心臟屬可調(diào)節(jié)性、生理性重塑的本質(zhì)。
五、運動員心臟及其心肌細(xì)胞功能改善與健康中國的意義
其次運動時間：很多人認(rèn)為鍛煉得越久越好，運動多多益善?！读~刀》的研究發(fā)現(xiàn)，這個想法是錯的。從時間長度來說，每次鍛煉的最佳時長應(yīng)該在45-60分鐘之間，少于45分鐘，效果減弱，大于60分鐘，沒有更高收益，而且不少會產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。
參考文獻(xiàn)：
