基于CT影像分析骨骼肌和血清游離氨基酸變化與運動性損傷的關(guān)系

王曉娜，王 瑋

1.鄭州工商學(xué)院，河南 鄭州 451400；2.濮陽市人民醫(yī)院，河南 鄭州 450002

健美操是在節(jié)奏感強的音樂伴奏下，采用大量下肢跑跳和肩膀等關(guān)節(jié)活動幅度大的動作，能夠完成連續(xù)性、復(fù)雜性及高強度整套動作的運動項目[1]。近年來，隨著健美操的快速發(fā)展，呈現(xiàn)出表現(xiàn)多樣化、技術(shù)水平不斷增高、動作難度越來越大等特點[2]。臨床數(shù)據(jù)顯示，踝關(guān)節(jié)是健美操運動員較為常見的損傷部位，主要原因包括運動前準(zhǔn)備活動不充分，踝關(guān)節(jié)韌帶的伸展性和彈性較差；腳著地技術(shù)不正確，跳起落地時身體失去平衡以及場地不平等[3-5]。因此，如何有效預(yù)防及正確處理健美操運動性損傷是值得思考的重要問題。

氨基酸在骨骼肌中有著非常重要的作用，不僅作為蛋白質(zhì)的主要成分，而且還作為能量的來源，尤其是在運動期間支鏈氨基酸參與骨骼肌細(xì)胞的新陳代謝等[6,7]。根據(jù)分支結(jié)構(gòu)特點，必需氨基酸纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸統(tǒng)稱為支鏈氨基酸[8,9]。研究發(fā)現(xiàn)，運動員在運動時能夠誘發(fā)增加全身能量消耗和循環(huán)支鏈氨基酸迅速減少[10]。然而骨骼肌質(zhì)量與蛋白質(zhì)的關(guān)系代謝，包括循環(huán)支鏈氨基酸，尚未完全清楚。本研究采用CT掃描對運動損傷健美操運動員踝關(guān)節(jié)進(jìn)行損傷分析，測定受試者骨骼肌指數(shù)(SMI)、血清白蛋白和游離氨基酸含量、支鏈氨基酸與酪氨酸的比例(BTR)，分析骨骼肌和血清游離氨基酸變化與運動性損傷的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取20名運動損傷的健美操運動員作為實驗組、20名健康的健美操運動員作為對照組，收集所有受試者臨床資料，包括性別、年齡、體質(zhì)量、身高、外傷史、從事健美操運動時間等，所有受試者均進(jìn)行踝骨節(jié)CT檢查及空腹靜脈血采集。本研究中所有受試者均為成年人，均沒有服用治療代謝疾病方面的藥物，均自愿簽署知情同意書。

1.2 方法

CT檢查：所有受試者均采取仰臥位平躺于檢查臺上，雙足并攏，足先進(jìn)。采用Toshiba Aquilion 64排128層螺旋CT掃描儀進(jìn)行掃描。參數(shù)設(shè)置：管電流100 mA，管電壓120 kV，F(xiàn)OV 200 mm，層間距3 mm，層厚3 mm，矩陣512×512，螺距0.641，掃描時間4 s。掃描完成后，相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至后處理工作站，進(jìn)行多平面重組并觀察圖像。

體檢：采用生物阻抗儀器(InBody 430; InBody Japan，日本東京)測量受試者體質(zhì)量、脂肪量和骨骼肌質(zhì)量。指標(biāo)計算：體質(zhì)量指數(shù)(BMI)=體質(zhì)量/高度2；脂肪質(zhì)量指數(shù)(FMI)=脂肪質(zhì)量/身高2；骨骼肌指數(shù)(SMI)=骨骼肌質(zhì)量/高度2。測定內(nèi)變異系數(shù)(CV)分別：BMI為0%，F(xiàn)MI為1.8%，SMI為0.5%。

生化檢測：收集受試者靜脈血，離心分離血清樣品，采用LABOSPECT 008自動分析儀(Hitachi，日本東京)測量血清白蛋白濃度、轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白濃度；采用ARCHITECT i2000SR免疫分析儀(Abbott Laboratories，USA)分析血清濃度游離3,5,3′-三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)和促甲狀腺激素(TSH)；采用自動酶法分析儀JCA-BM6050(JOEL，日本東京)測定血清游離氨基酸濃度。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。Mann-WhitneyU檢驗，確定兩組數(shù)據(jù)間統(tǒng)計學(xué)差異；Kruskal-Wallis檢驗和Bonferroni多重比較四分位數(shù)的分類；Spearman’s進(jìn)行相關(guān)分析以評估SMI與臨床變量之間的關(guān)系，以及血清白蛋白濃度或BTR和臨床變量的關(guān)系；P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者一般資料

結(jié)果如表1所示，與對照組相比，實驗組運動員體質(zhì)量、BMI、SMI較高(P<0.05)，F(xiàn)MI較低(P<0.05)。

表1 受試者一般資料

2.2 影像學(xué)檢查

20名健美操運動員有109處踝關(guān)節(jié)損傷，主要異常表現(xiàn)為軟骨骨贅、骨損傷、游離體形成、骨質(zhì)囊變、三角骨等，其中軟骨骨贅占55.96%、三角骨損傷占29.36%。見表2。

表2 影像學(xué)CT檢查結(jié)果

2.3 血清游離氨基酸測定

與對照組相比，亮氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、鳥氨酸、賴氨酸、組氨酸和精氨酸均顯著增加(P<0.05)，而?；撬岷屠野彼峋@著減少(P<0.05)。

2.4 骨骼肌游離氨基酸測定

與對照組相比，實驗組骨骼肌中游離氨基酸亮氨酸、牛磺酸、天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸和精氨酸均顯著增加(P<0.01)。

2.5 生化指標(biāo)測定

與對照組相比，實驗組運動員血清白蛋白含量和BTR更低(P<0.05)。見表3。

表3 生化指標(biāo)測定

2.6 四分位數(shù)分析相關(guān)性

血清中四組白蛋白濃度和BTR、SMI按四分位數(shù)分類。四分位數(shù)1僅包含控制參與者，四分位數(shù)2包含68%的實驗組和32%的對照組，四分位數(shù)3包含89%的實驗組和11%的對照組，四分位數(shù)4包含96%的實驗組和4%的對照組。每種情況下，四分位數(shù)之間存在顯著差異(血清白蛋白濃度，P<0.001；BTR，P<0.001；Kruskal-Wallis檢驗)。在Bonferroni多重比較試驗，血清白蛋白濃度在四分位數(shù)2、3和4顯著低于SMI的四分位數(shù)1。同樣，BTR中第3和第4分位數(shù)顯著低于SMI第1分位數(shù)。

2.7 Spearman分析相關(guān)性

由圖1可知，血清白蛋白濃度與BTR、SMI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

3 討論

本研究調(diào)查了骨骼之間的關(guān)聯(lián)肌肉質(zhì)量和營養(yǎng)指標(biāo)，包括血清白蛋白、快速周轉(zhuǎn)蛋白的濃度。前人研究顯示，男性職業(yè)自行車運動員和滑雪運動員血清白蛋白濃度低于對照組[11]；賽艇運動員血清白蛋白濃度低于間歇性禁食運動員，如齋月禁食的跑步運動員和輕量級賽艇運動員的血清白蛋白濃度比重量級賽艇運動員低[12]。此外，血清白蛋白濃度與骨骼肌之間也存在著相關(guān)性，雖然該機制不是十分清楚。如老年人群中，學(xué)者專家將低血清白蛋白濃度與肌肉減少癥者，定義為低水平的骨骼肌肌肉質(zhì)量[13]。本研究中，血清白蛋白濃度與骨骼肌質(zhì)量負(fù)相關(guān)。這可能是因為所有參與者有足夠數(shù)量的骨骼肌，并且健美操運動員中多余的骨骼肌質(zhì)量即使在靜息狀態(tài)下也能利用白蛋白。

查閱相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下，循環(huán)支鏈氨基酸水平與骨骼肌質(zhì)量之間無顯著相關(guān)性[14]。本研究中，健美操運動員血清白蛋白濃度與BTR呈負(fù)相關(guān)。結(jié)果表明，即使在休息時，白蛋白和支鏈氨基酸仍可用作蛋白質(zhì)合成的來源，在骨骼肌中比其他蛋白質(zhì)更能作為標(biāo)志物。血清白蛋白濃度高低反映肝臟合成能力，而血清BTR能反映氨基肝臟氨基酸代謝引起的酸失衡和骨骼肌支鏈氨基酸代謝的減少[15,16]。而前人研究發(fā)現(xiàn)，慢性心力衰竭具有較低的血清支鏈氨基酸濃度[17]；慢性肝臟疾病患者中，低血清BTR與骨骼肌質(zhì)量減少有關(guān)[18]。在這些研究中，疾病可能導(dǎo)致支鏈氨基酸分解代謝增加而攝入不足，導(dǎo)致氨基酸失衡[19]。同時，支鏈氨基酸循環(huán)濃度降低，反過來又會減少骨骼肌質(zhì)量。本研究與前人研究不一致，但究其原因，本研究需要進(jìn)一步研究確定是否是循環(huán)支鏈氨基酸的濃度反映了骨骼肌的能量消耗，通過詳細(xì)評估支鏈氨基酸的動力學(xué)，測量骨骼肌質(zhì)量和功能的生物標(biāo)志物[20]。

本研究還有幾個局限性。首先，樣本量較??；其次，研究評估了幾個不同因素之間的相關(guān)性，但相關(guān)因素設(shè)計并不完全包括所有因素，仍有其他干擾因素；最后，受試者在樣本采集前的飲食和鍛煉沒有完全標(biāo)準(zhǔn)化。據(jù)報道，健康男學(xué)生血清白蛋白濃度在攝入支鏈氨基酸后立即增加，30 min時達(dá)到最高值，180 min后逐漸降低到初始水平[21]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)支鏈氨基酸濃度因深蹲運動而降低[22]。最后，本研究需要進(jìn)一步通過更加深入和細(xì)致的研究得出有效結(jié)論。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)，血清白蛋白含量和支鏈氨基酸與酪氨酸的比例(BTR)、骨骼肌指數(shù)(SMI)呈負(fù)相關(guān)，骨骼肌質(zhì)量增加會加快氨基酸循環(huán)失衡，血清BTR可能是健美操運動員運動性損傷高代謝狀態(tài)的標(biāo)志物。