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这篇综述探讨了战术运动员(TA)因极端环境和运动暴露,心血管疾病(CVD)风险增加的情况。
### 战术运动员心血管风险研究综述
战术运动员(Tactical Athlete,TA),涵盖军人、消防员、执法人员等职业,他们肩负着在危急状况下迅速展开高强度行动的使命。与普通人群相比,TA 因职业特性面临更高的心血管疾病(Cardiovascular Disease,CVD)风险,对其心血管健康的研究至关重要。
人口与流行病学
TA 群体构成复杂,难以精确统计人数。以美国为例,现役军人约 130 万,预备役和国民警卫队约 70 万;2020 年消防员约 104.12 万;执法人员约 80 万。综合估算,美国 TA 约占劳动年龄人口的 2.6 - 5%(340 - 670 万人),且随着社会需求增长,这一数字预计在未来十年会上升。
TA 群体年龄跨度大,与以年轻人为主的专业运动员不同。例如,警察平均年龄 40 岁,一半消防员年龄在 30 - 49 岁。年龄增长与心血管代谢健康恶化相关,这使得年龄成为评估 TA 心血管风险的重要因素。同时,TA 中女性占比逐渐增加,但仍以男性为主。
TA 患 CVD 的问题较为严峻。他们不仅存在潜在的基础 CVD 风险,职业暴露还可能诱发疾病。数据显示,TA 中各年龄段猝死(Sudden Cardiac Death,SCD)发生率较高,同时,室上性心律失常、心肌梗死、中风和晕厥等情况也不容忽视,这些疾病会影响 TA 履行职责。长期来看,职业暴露(包括社会文化、心理和环境因素)使 TA 患 CVD 的终身风险增加。如现役军人在心血管健康指标(吸烟、体重指数、血压和糖尿病状态)上表现较差;9/11 事件的第一响应者患 CVD 风险大幅上升;职业潜水员心肌梗死、心绞痛、心电图异常和氧化应激生物标志物水平较高;宇航员受辐射影响,CVD 死亡率是常人的 4 - 5 倍。不过,目前职业暴露与 CVD 风险增加之间的因果关系尚不明确。
极端暴露对心血管疾病的影响
在医学文献中,“极端” 对于 TA 职业环境的定义并不明确。一般认为,“极端” 运动指长期、大量、高强度的训练,可能对部分人产生有害的心血管适应;“极端” 环境则是对心血管健康有负面影响的环境。与普通竞技运动员相比,TA 无法自主控制运动环境和评估安全性。
TA 面临的环境复杂多样,不同环境对心血管系统影响各异。热暴露超过适应范围,会使身体体温调节困难,导致心率加快、交感神经兴奋、中心静脉压降低、心输出量增加;冷暴露会增强交感神经活动、增加外周阻力和动脉血压,进而提高心肌耗氧量;微重力或零重力环境下,体液转移会改变血压,增加直立性不耐受和血栓栓塞风险;而突然的高重力(如战斗机飞行员经历的超重环境)会影响压力感受器敏感性,导致血液动力学变化和自主神经紊乱;高海拔环境因氧气减少,可能引发心血管缺血;高压环境(如救援潜水员所处环境)会使血压升高、心率减慢、心输出量降低、外周血管阻力增加。长期暴露在这些非典型环境中,可能通过 DNA 甲基化和组蛋白修饰等复杂机制诱导表观遗传变化,对心血管系统产生有利或有害的影响。
在极端环境中,TA 获得医疗救助困难。例如,在太空、深海等环境下,自动体外除颤器(AED)和心肺复苏(CPR)实施受限,且医生难以提前制定针对特定任务的医疗计划。
随着气候变化,极端环境事件增多,TA 暴露风险增加。极端天气事件(Extreme Weather Events,EWE)愈发频繁,从 20 世纪 80 年代到 2017 年,全球 150 个大城市的 EWE 暴露增长了 500%。极端高温会导致 TA 心律失常、心肌梗死、心力衰竭和中风等疾病发生率上升,预计到 2036 - 2065 年,全球因极端高温导致的心血管死亡将增加 162%。同时,野火增多使消防员暴露在野火烟雾中的机会增加,烟雾中的细颗粒物会引发炎症反应和氧化应激,损害心脏功能,增加消防员患 CVD 的风险。
极端运动
适度运动有益健康,但极端运动对心血管系统存在潜在风险。虽然医学上对 “极端运动” 定义不统一,但通常指超出心血管或代谢能力的高强度运动。在普通人群中,极端运动与急性心肌梗死风险增加和心脏适应不良有关;在竞技运动员中,长期高强度运动可能导致冠状动脉钙化、加速斑块形成、心房颤动等问题;超长跑运动员还可能出现运动诱导的心脏疲劳(Exercise-Induced Cardiac Fatigue,EICF),表现为心室收缩功能下降和心脏生物标志物升高。
针对 TA 的极端运动研究较少,但现有数据表明其 CVD 风险可能更高。例如,消防员在灭火时的高强度活动会导致核心温度升高、血栓形成、血小板激活、内皮功能障碍和心肌缺血;较长的工作班次(>48 小时)会使消防员心血管压力增大;军事 TA 在艰苦训练后会出现体重减轻、肌肉力量下降、激素紊乱和炎症反应增强等情况。
运动诱导的心脏重塑
运动可引起心血管系统的结构、功能和电生理适应性变化,即运动诱导的心脏重塑(Exercise-Induced Cardiac Remodeling,EICR)。然而,TA 中运动对心脏结构和功能的影响尚不明确,部分原因是缺乏运动剂量的标准数据。尽管美国国防部早在 2007 年就呼吁制定军事 TA 的标准运动指标,但至今仍未大规模开展。
一些小规模研究显示,消防员的平均最大摄氧量(VO2max)在 37.4 - 39.4 ml/min/kg 之间;宇航员执行舱外活动时可接受的 VO2max 为 32.9 ml/min/kg;执法人员平均 VO2max 在 37.5 - 44.9 ml/min/kg 之间;美国军人部署归来后的平均 VO2max 为 47.8 ml/min/kg ,但入伍的最低运动剂量远低于此。
部分研究表明,TA 在运动后会出现心脏结构变化。如澳大利亚士兵在进行渐进强度运动后,心室容积和质量增加;军事候选人在接受特殊作战训练后,心脏腔室扩大。但高强度运动也可能导致心脏疲劳,如新兵训练营中的极端高强度训练会使心脏功能下降。因此,需要更深入地研究 TA 的预期工作量,以及运动变化与特殊环境对血流动力学的综合影响。
总结
TA 在极端环境和运动条件下,心血管风险增加。他们可能因职业暴露获得 CVD 风险因素,或使潜在的 CVD 显现。这些暴露与年龄相关的 CVD 风险因素相似。为改善 TA 的心血管健康,需要深入了解极端环境中正常心血管生理与潜在心脏毒性因素的相互作用,这将有助于制定预防、降低风险和干预策略,保障 TA 及其服务的社区的健康。
TA 是一个不断壮大的群体,在极端环境下工作使他们面临急性致命和长期 CVD 风险。深入研究这些因素,不仅能提升 TA 的健康水平,还能为普通人群的健康提供借鉴,促进公共健康事业的发展。