耐力训练对业余男性马拉松运动员肺功能参数的影响

《Frontiers in Physiology》：Effects of endurance training on spirometric parameters in male long-distance runners

　　

本研究旨在比较业余男性马拉松运动员（MR）与代表波美拉尼亚地区男性人群的对照组（CG）的肺功能参数，以评估耐力训练与肺功能之间的关联。共有31名业余MR和82名年龄在35–66岁之间的CG男性参与了本研究。CG代表波兰波美拉尼亚地区的男性人群。分析包括基础肺功能参数：用力肺活量（FVC）、第1秒用力呼气容积（FEV₁）、蒂芬诺指数（FEV₁/FVC），以及潜在混杂因素：体质指数（BMI）、腰围（WC）、腰臀比（WHR）、吸烟状况和阻塞性肺疾病史。结果显示，业余MR的FVC和FEV₁值显著高于CG，无论在绝对值还是占预计值百分比方面（p < 0.001）。MR组的平均FVC为5.24 ± 0.68 L，对照组为4.58 ± 0.95 L；MR组的平均FEV₁为4.14 ± 0.55 L，对照组为3.55 ± 0.88 L。两组在蒂芬诺指数（FEV₁/FVC）、吸烟状况或阻塞性肺疾病患病率方面未观察到显著差异。尽管人体测量参数在两组间存在差异，但这些参数与肺功能结果无显著关联。结论：业余男性MR的FVC和FEV₁值显著高于来自普通男性人群的对照组。在阻塞性气道疾病患病率方面未观察到显著差异。由于样本量相对较小且采用横断面设计，应谨慎解读上述发现。需要进一步开展纵向研究，以更好地阐明耐力训练与肺功能之间的关系。

耐力训练与肺功能关联的研究背景、方法与发现

规律体育活动对人类健康的益处已在医学多个领域得到广泛证实。已有研究表明，定期体育锻炼能够改善心理健康，降低冠状动脉疾病、高血压、糖尿病以及包括结肠癌和乳腺癌在内的某些恶性肿瘤风险，同时有助于预防老年人骨质疏松和跌倒，并与降低全因过早死亡风险显著相关。跑步因其对设备和训练要求最低，成为全球最受欢迎且最易开展的休闲运动之一。自1897年波士顿首次举办非奥运会马拉松比赛以来，马拉松跑步尽管要求严苛，但日益普及。科学界对跑步的兴趣主要源于其潜在的健康益处，特别是对心血管健康和长寿的促进作用。此前研究显示，跑步者过早死亡率比非跑步者低25%-40%，寿命可能延长约3年。

然而，耐力跑步对呼吸系统的影响仍未得到充分研究。现有研究主要集中在精英运动员、运动员中哮喘症状的患病率、不同运动项目间肺功能参数的比较，或运动后即刻肺功能的变化。肺功能检查也曾用于评估体育活动与年龄相关肺功能下降之间的关联。尽管如此，关于耐力训练对呼吸功能的长期影响，当前认识仍不完整。因此，本研究旨在比较业余男性马拉松运动员（MR）与代表普通男性人群的对照组（CG）的肺功能参数，以评估耐力训练与肺功能之间的关联。

研究人员在波兰波美拉尼亚地区的格但斯克医科大学和体育大学开展了名为“马拉松计划”的横断面研究。研究纳入31名年龄在35-66岁之间的业余男性马拉松运动员，要求至少完成过一次正式马拉松比赛（42.195公里）并积极参与长跑训练。由于没有女性志愿者，研究人群仅由男性组成。对照组从HF-Pomorskie人群研究中选取，代表波美拉尼亚地区男性人群，在年龄和性别分布上与MR组匹配。研究采用研究人员设计的问卷收集身体活动史和病史信息，并进行了人体测量、血压测量、肺功能检查、心电图、超声心动图以及血液和尿液检测。统计分析使用了Fisher精确检验、Pearson卡方检验、Student t检验、Wilcoxon秩和检验和Shapiro-Wilk检验。

关键技术方法方面，研究在格但斯克体育大学和医科大学进行，样本包括31名业余男性马拉松运动员和82名来自HF-Pomorskie人群研究的男性对照。肺功能检查由经验丰富的技术人员在医生监督下，依据美国胸科学会/欧洲呼吸学会（ATS/ERS）指南执行，使用Jaeger Masterscreen-Pneumo肺功能仪，并在每日测试前进行校准验证。主要评估参数包括用力肺活量（FVC）、第1秒用力呼气容积（FEV₁）和蒂芬诺指数（FEV₁/FVC），并以绝对值和占预计值百分比进行分析。根据慢性阻塞性肺疾病全球倡议（GOLD）标准，FEV₁/FVC < 0.70作为气道阻塞的界定值。

研究结果围绕以下方面展开。

参与者特征与训练史方面，根据问卷数据，MR组规律参与长跑训练的中位时间为8年，研究前3个月跑步距离中位数为165公里，过去完成马拉松中位数为13次，最佳正式马拉松成绩为3小时26分27秒。MR组与CG组的平均年龄无显著差异（50.0岁对54.5岁）。MR组的体质指数（BMI）显著低于CG组。总体而言，58.0%的MR和70.5%的CG存在超重或肥胖。MR组中超重比例更高（54.8%），但仅有一名跑者肥胖（3.3%）；CG组中超重占38.7%，肥胖占31.8%。CG组的腰围（WC）和腰臀比（WHR）值均高于MR组，且腹部肥胖（WC ≥ 94 cm和WC ≥ 102 cm）在CG组更为常见。统计分析显示，BMI、WC和WHR与肺功能结果无显著关联。

呼吸道症状与病史方面，两组间当前或既往吸烟状况无显著差异。MR组中最常报告的既往疾病为关节损伤，其次为高胆固醇血症、动脉高血压和动脉粥样硬化。31名跑者中有2名曾被诊断为哮喘，无人报告慢性阻塞性肺疾病、慢性支气管炎或肺气肿等其他慢性呼吸道疾病。两组间阻塞性肺疾病患病率无显著差异。症状方面，两名运动员报告有呼吸困难史，其中一人将呼吸困难与体力活动增加时期相关联，并伴有心悸和心动过速，该个体还有动脉高血压和高胆固醇血症病史。一名跑者报告喘息并被诊断为哮喘，其肺功能检查显示FEV₁/FVC比值低于0.70。一名参与者报告胸痛并伴有心悸和潮热。

肺功能检查结果方面，尽管所有平均肺功能值均在正常范围内，但长跑运动员的FVC和FEV₁值显著高于CG组，无论绝对值还是占预计值百分比。MR组中FVC和FEV₁值超过预计值的100%。此外，MR组的FVC值超过第95百分位的频率更高，低于第5百分位的可能性更小。两组间蒂芬诺指数（FEV₁/FVC）在百分位分布、绝对值或预计值方面均无显著差异。BMI、WC、WHR和吸烟状况与肺功能参数无显著关联。

讨论部分指出，先前研究已报道划船、游泳、足球、篮球、手球、水球和拳击等运动员肺功能受益，但关于业余长跑运动员的数据仍然有限。本研究结果补充了Mazic等人的研究，该研究显示精英运动员的FEV₁、FVC和肺活量（VC）值高于对照组。类似发现也出现在年轻运动员研究中，几周的强化训练即可改善肺功能参数。可能的机制包括：规律体育活动增强呼吸肌力量和耐力，特别是膈肌和肋间肌，从而允许更大的肺扩张和更有力的呼气；胸廓活动度和顺应性的增强也有助于更大的通气量；此外，较高的有氧适能与较低的气道阻力和改善的通气效率相关，这可能解释了训练有素的跑步者FEV₁值升高的原因。

局限性方面，本研究样本量相对较小，且仅纳入男性，因此结果不能推广至整个人群。MR组和CG组在人体测量参数和以包年计算的吸烟暴露方面存在差异。然而，统计分析显示BMI、WC、WHR、吸烟状况和包年与肺功能结果无显著关联，提示这些变量不太可能对结果产生实质性影响。

研究结论翻译如下：业余男性马拉松运动员的FVC和FEV₁值高于代表普通男性人群的对照组，尽管两组的平均肺功能值均在正常范围内。两组在蒂芬诺指数（FEV₁/FVC）和阻塞性气道疾病患病率方面无显著差异。这些发现提示，长距离跑步可能与有利的肺部适应性改变相关，这可能与呼吸肌性能改善和通气效率提高有关。然而，由于样本量相对较小且采用横断面设计，应谨慎解读上述发现。未来需要开展包含更大样本量、涵盖男性和女性参与者的纵向研究，以更好地阐明耐力训练与肺功能之间的关系。该发现可能对运动医学和呼吸健康评估具有实际意义，有助于加深对长期耐力训练相关生理性呼吸适应的理解。