不同耐力素质军人进驻高原前后生化指标的变化

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李松, 杨丽君, 倪振洪, 旷梁, 杨京, 张统一, 伍锦辉, 黄博, 邬晓薇, 杜江, 李晓波, 吕雪, 罗灵, 孟涛, 陈增辉, 胡绪, 李海明, 田中原, 李晓琦, 胡彦, 陈林. 不同耐力素质军人进驻高原前后生化指标的变化[J]. 陆军军医大学学报, 2023, 45(7): 715-719. DOI: 10.16016/j.2097-0927.202302090 复制到剪切板

LI Song, YANG Lijun, NI Zhenhong, KUANG Liang, YANG Jing, ZHANG Tongyi, WU Jinhui, HUANG Bo, WU Xiaowei, DU Jiang, LI Xiaobo, LYU Xue, LUO Ling, MENG Tao, CHEN Zenghui, HU Xu, LI Haiming, TIAN Zhongyuan, LI Xiaoqi, HU Yan, CHEN Lin. Alterations of biochemical indicators in military personnel with different endurance qualities before and after high altitude exposure[J]. Journal of Army Medical University, 2023, 45(7): 715-719. DOI: 10.16016/j.2097-0927.202302090 复制到剪切板

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不同耐力素质军人进驻高原前后生化指标的变化

李松¹, 杨丽君², 倪振洪³, 旷梁¹, 杨京¹, 张统一³, 伍锦辉³, 黄博³, 邬晓薇⁴, 杜江⁵, 李晓波⁵, 吕雪⁶, 罗灵⁷, 孟涛⁵, 陈增辉⁵, 胡绪⁵, 李海明⁵, 田中原⁸, 李晓琦⁹, 胡彦⁵, 陈林¹

1. 400042 重庆，陆军特色医学中心战伤组织修复与康复医学研究室;
2. 400038 重庆，陆军军医大学(第三军医大学)基础医学院;
3. 400042 重庆，陆军特色医学中心康复医学科;
4. 400038 重庆，陆军军医大学(第三军医大学)教务处;
5. 400038 重庆，陆军军医大学(第三军医大学)军事共同与部队管理教研室;
6. 400042 重庆，陆军特色医学中心教务科;
7. 400042 重庆，陆军特色医学中心妇产科;
8. 400042 重庆，陆军特色医学中心政治部;
9. 400020 重庆，陆军第958医院经济与医保管理科

收稿: 2023-02-16；修回: 2023-03-06

基金项目: 中国人民解放军科研项目(2019ZLX001，2020XYY11，2021XQN22，21WQ0022)

通信作者: 胡彦，E-mail：huyan7785@sina.com;
陈林，E-mail：linchen70@163.com

[摘要] 目的分析军人耐力素质及生化指标的变化，掌握不同耐力素质军人对高原环境适应情况。方法采取整群抽样法，纳入2018年7-8月前往云南马龙(海拔2 100 m)驻训4周的男性青年军人253名，进行耐力素质、生化指标两个方面的调查。耐力素质指标为三公里武装越野成绩；生化指标为肌酸激酶、红细胞数目、血红蛋白浓度、平均血红蛋白浓度、心肌肌钙蛋白、淋巴细胞数目、嗜碱性细胞数目等7个项目。结果三公里武装越野成绩分布为4组，其中优秀占比12%、良好占比21%、及格占比40%，不及格占比27%。生化指标除嗜碱性粒细胞在4组中没有显著变化外，肌酸激酶、血红蛋白、平均血红蛋白浓度、红细胞数目、心肌肌钙蛋白、淋巴细胞数目等指标在4个组组内进驻高原前后均发生了显著性变化(P < 0.01)。其中，心肌肌钙蛋白、淋巴细胞数目仅在进驻高原后发生了4组组间的差异性变化(P < 0.01), 且与耐力素质高低存在关联性，具有统计学差异(心肌肌钙蛋白r_s=-0.409，P < 0.01;淋巴细胞数目r_s=0.205，P < 0.01)。结论不同耐力素质军人在高原环境下的血液生化指标确实存在一定程度差异，提示耐力素质越高的军人进驻高原后发生心肌损伤的风险相对较低，且其免疫能力较强。

[关键词] 高原耐力素质免疫功能心肌损伤

Alterations of biochemical indicators in military personnel with different endurance qualities before and after high altitude exposure

LI Song¹, YANG Lijun², NI Zhenhong³, KUANG Liang¹, YANG Jing¹, ZHANG Tongyi³, WU Jinhui³, HUANG Bo³, WU Xiaowei⁴, DU Jiang⁵, LI Xiaobo⁵, LYU Xue⁶, LUO Ling⁷, MENG Tao⁵, CHEN Zenghui⁵, HU Xu⁵, LI Haiming⁵, TIAN Zhongyuan⁸, LI Xiaoqi⁹, HU Yan⁵, CHEN Lin¹

1. State Key Laboratory of Trauma, Burns and Combined Injury, Laboratory of Battle Injury Repair and Rehabilitation Medicine, Army Medical Center of PLA, Chongqing, 400042;
2. College of Basic Medical Sciences, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400038;
3. Department of Rehabilitation Medicine, Army Medical Center of PLA, Chongqing, 400042;
4. Department of Teaching Management, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400038;
5. Department of Military Basic Training and Army Management, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400038;
6. Department of Teaching Management, Army Medical Center of PLA, Chongqing, 400042;
7. Department of Obstetrics and Gynaecology, Army Medical Center of PLA, Chongqing, 400042;
8. Political Department, Army Medical Center of PLA, Chongqing, 400042;
9. Department of Economics and Medical Insurance Management, No. 958 Hospital of Army, Chongqing, 400020, China

Supported by the Scientific Research Project of PLA (2019ZLX001, 2020XYY11, 2021XQN22, 21WQ0022)

Corresponding author: HU Yan, E-mail: huyan7785@sina.com;
CHEN Lin, E-mail: linchen70@163.com.

[Abstract] Objective To explore the changes in biochemical indicators among soldiers with different endurance qualities after high altitude exposure and their adaptation to plateau environment. Methods A status survey was carried out on 253 young male soldiers who were planned to station in Malone, Yunnan Province (2 100 m) for 4 weeks from July to August, 2018. The sampling method is cluster sampling. The endurance quality and biochemical indicators were assessed and measured before exposure and after 4 weeks' training. Their endurance quality was evaluated with grading 3-km armed cross-country. The included biochemical indicators were levels of creatine kinase, hemoglobin, average hemoglobin and cardiac troponin, and counts of blood red cells, lymphocytes and basophils. Results Based on the results of the 3-km armed cross-country, the participants were divided into excellent (12%), good (21%), passing (40%) and failing (27%) groups. Except for basophil counts, levels of creatine kinase, cardiac troponin, hemoglobin and average hemoglobin, and counts of red blood cells and lymphocyte changed significantly in all the 4 groups before and after high altitude exposure (P < 0.01). While, obvious changes were observed in cardiac troponin level and lymphocyte count among the 4 groups after they were stationed at high altitude (P < 0.01), and these changes were correlated with endurance quality (cardiac troponin: r_s=-0.409, P < 0.01; lymphocytes: r_s=0.205, P < 0.01). Conclusion There are some differences in blood biochemical indicators in soldiers with different endurance qualities at high altitude. Our results suggest that soldiers with higher endurance quality have a relatively lower risk of myocardial injury and stronger immune function after entering high altitude.

[Key words] high altitude endurance quality immune function myocardial injury

我国高原因其强太阳辐射、寒冷干燥、低压缺氧等特殊地理条件，会引起批量快速进入高原部队人员一系列生理或病理改变^[1]。高原可影响人体免疫、心血管系统功能，不同类型人员对进驻高原导致的变化反应程度不同，从而导致其对高原适应能力的差异^[2]。研究表明来自寒冷地区或海拔较高地区的士兵从平原进驻高原后发生高原反应的概率更小。来自南方和西北地区的士兵的消化系统则更难适应高原的环境^[3]。因此如何科学准确地筛选合适的战士进驻高原，使其快速适应高原环境，开展正常的战备训练，同时减少高原反应的发生，对于我军提升战斗能力具有重要作用。

耐力训练，包括有氧耐力与无氧耐力，可有效减轻高原反应^[4]。但耐力素质的高低因人而异，可导致对高原适应能力的不同。既往研究认为平原地区的无氧耐力能力对急性高原反应的严重程度具有预测价值^[5]。三公里武装越野作为我军的训练考核科目，既包含了对有氧耐力的素质要求，又包含了对无氧耐力的素质要求。本研究将三公里武装越野作为整体耐力素质的评价指标，观察人群在进驻高原前的三公里武装越野的成绩分布情况，分析不同耐力素质军人进驻高原前后生化指标的变化，为选拔进驻高原的合适人员，提高部队官兵进驻高原后的适应能力提供参考。

1 对象与方法 1.1 研究对象

研究对象从2018年7-8月前往云南马龙(海拔2 100 m)进行体能强化训练的陆军军医大学大二学员中选取，共350名。考虑到部队以健康青壮年男性为主，故入选标准为出发前体检合格的男性学员。最终将全部男性学员纳入研究对象，共253名，年龄为(19.08±1.05)岁。本研究通过陆军特色医学中心伦理委员会批准(批准文号：医研伦审2020第204号)。

1.2 研究方法

1.2.1 调查方法

本研究为现况调查，抽样方法为整群抽样，由学员自愿参加。研究对象年龄范围为19~24岁，该年龄分布符合部队青壮年官兵分布。研究人群具有一定的代表性。

1.2.2 研究变量的确定

本研究的暴露因素为高原环境。预测指标包括耐力素质和生化指标两个内容。其中耐力素质的指标为三公里武装越野成绩；生化指标包括肌酸激酶、红细胞数目、血红蛋白浓度、平均血红蛋白浓度、心肌肌钙蛋白、淋巴细胞数目、嗜碱性细胞数目等项目。

1.2.3 资料来源与评估

三公里武装越野变量为有序分类变量，生化指标变量为连续变量。三公里武装越野资料来源：测试次数为1次，测试地点为陆军军医大学运动场，测试时间为进驻高原前2周，质控为陆军卫勤训练基地军事共同与部队管理教研室。评价标准为：优秀，< 13 min 11 s；良好，总时间介于13 min 11 s~ 13 min 45 s；及格，13 min 45 s~14 min 40 s；不及格，>14 min 40 s。生化指标资料来源：测试次数为2次；测试样本为空腹静脉血；测试时间为进驻云南马龙前1 d清晨，4周马龙驻训结束后第2天清晨。样本检测及质控：收集的静脉血样本委托陆军军医大学第一附属医院体检中心处理及质控。

1.3 统计学分析

利用SPSS 26.0统计软件进行分析。正态分布数据以x±s表示。在对实验数据进行正态性检验后，研究者将同一耐力素质人群进驻高原前后的数据进行Independent Samples t检验，数据满足方差齐性要求；将不同耐力素质人群进驻高原前后数据进行单因素方差分析，数据满足方差齐性要求；将肌酸激酶、红细胞数目、血红蛋白浓度、平均血红蛋白浓度、心肌肌钙蛋白、淋巴细胞数目、嗜碱性细胞数目等项目分别与耐力素质进行Spearman秩相关检验, 检验水准α=0.05。

2 结果 2.1 研究对象一般特征

253名研究对象在进驻高原前均未发生严重不良事件，均参加了三公里武装越野测试，其中有12名研究对象的生化指标因不符合空腹血要求而被排除；所有研究对象进驻高原后未发生严重不良事件，其中有15名研究对象的生化指标因不符合空腹血的要求而被排除。

2.2 研究对象的耐力素质分布情况

进驻高原前2周，开展三公里武装越野测试。结果显示：优秀组30人，占比12%；良好组53人，占比21%；及格组102人，占比40%；不及格组68人，占比27%。其耐力素质高低为：优秀组>良好组>及格组>不及格组。

2.3 不同耐力素质研究对象的肌酸激酶在进驻高原前后的变化

进驻高原前，4个组的血清肌酸激酶平均浓度从优秀组到不及格组的浓度依次下降(P < 0.01, P < 0.05，表 1), 提示三公里武装越野成绩越优秀，其运动能力就越强，其血浆肌酸激酶浓度也越高。

表 1 进驻高原前后对不同耐力素质的军人肌酸激酶的影响(IU/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	137.40±63.73^b	251.50±125.40^b	4.33	< 0.01
良好	53	129.20±70.85^b	242.90±145.80^b	5.02	< 0.01
及格	102	122.10±39.73^a	243.20±145.30^b	8.07	< 0.01
不及格	68	118.50±34.11	227.10±122.60	6.72	< 0.01
a: P < 0.05, b: P < 0.01, 与不及格组比较

表选项

进驻高原1个月后，4个组的肌酸激酶血清浓度均大幅增加，约为平原水平的2倍(P < 0.01)。但4个组的血清肌酸浓度仍然存在从优秀组到不及格组依次下降的趋势(P < 0.01，表 1)。提示海拔的增加虽然对运动能力有影响，但并未改变4个组平原运动能力的相对差异。分析进驻高原前后耐力素质与肌酸激酶的相关性(表 2)，发现二者关联性较弱，无统计学差异，这可能是由于样本量较小导致二者差异性无统计学意义。

表 2 耐力素质与各生化指标在进驻高原前后的Spearman秩相关系数r_s

变量	肌酸激酶/IU·L^-1		血红蛋白/g·L^-1		平均血红蛋白浓度/g·L^-1		红细胞数目/10¹²·L^-1		心肌肌钙蛋白/μg·L^-1		淋巴细胞数目/10⁹·L^-1		嗜碱性粒细胞数目/10⁹·L^-1
变量	进驻前	进驻后	进驻前	进驻后	进驻前	进驻后	进驻前	进驻后	进驻前	进驻后	进驻前	进驻后	进驻前	进驻后
耐力素质	0.075	0.040	0.109	0.137^a	0.313^b	0.328^b	0.033	0.048	-0.019	-0.409^b	-0.068	0.205^b	0.071	0.035
a：P < 0.05, b：P < 0.01

表选项

2.4 不同耐力素质研究对象的血红蛋白浓度、红细胞数目在进驻高原前后的变化

进驻高原前，不及格组的血红蛋白浓度、平均血红蛋白浓度均明显低于其余3组(P < 0.01, 表 3、4)。不及格组在三公里武装越野中成绩不佳，可能与血红蛋白浓度的下降有关。进驻高原1个月后，4个组的血红蛋白浓度、红细胞数目均发生了显著性的代偿性增高, 其中血红蛋白从优秀组到不及格组依次下降，与三公里武装越野成绩等级分布一致(P < 0.01, 表 3~5)。提示耐力素质较好的人员进入高原后可产生更多血红蛋白，从而较快地适应高海拔的环境。

表 3 进驻高原前后对不同耐力素质的军人血红蛋白浓度的影响(g/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	149.00±7.65^a	159.00±6.65^a	5.33	< 0.01
良好	53	149.30±9.22^a	158.10±9.55^a	5.33	< 0.01
及格	102	148.10±9.30^a	157.90±9.61^a	7.39	< 0.01
不及格	68	145.80±10.21	153.90±11.03	4.22	< 0.01
a：P < 0.01，与不及格组比较

表选项

表 4 进驻高原前后对不同耐力素质的军人平均血红蛋白浓度的影响(g/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	328.80±7.74^a	328.60±7.19^a	0.10	0.92
良好	53	327.20±8.88^a	326.70±7.83^a	0.29	0.77
及格	102	327.30±8.56^a	326.90±9.54^a	0.32	0.75
不及格	68	319.80±7.32	320.30±8.02	0.41	0.68
a：P < 0.01，与不及格组比较

表选项

表 5 进驻高原前后对不同耐力素质的军人红细胞数目的影响(10¹²/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	5.024±0.286	5.241±0.236	3.13	0.00
良好	53	5.146±0.420	5.327±0.438	2.15	0.03
及格	102	5.034±0.390	5.207±0.371	3.25	0.00
不及格	68	5.038±0.355	5.242±0.350	3.37	0.00

表选项

分析进驻高原前后耐力素质与血红蛋白、平均血红蛋白浓度、红细胞数目的相关性，发现进驻高原前，耐力素质仅与平均血红蛋白浓度呈正相关(P < 0.01，相关系数为0.313)；进驻高原后，耐力素质与血红蛋白、平均血红蛋白浓度呈正相关(P < 0.05，P < 0.01，相关系数分别为0.137、0.328)。见表 2。

2.5 不同耐力素质研究对象心肌肌钙蛋白在进驻高原前后的变化

进驻高原前，4个组的心肌肌钙蛋白均没有显著差异，且都低于实验室参考值。进驻高原后，4个组的心肌肌钙蛋白浓度均显著增加，且从优秀组到不及格组增加的幅度依次递增，不及格组进驻高原后的心肌肌钙蛋白水平显著高于其余3组(P < 0.01，表 6)。提示部队人员进驻高原后心肌有一定的损伤，但耐力素质越好的人员损伤程度越小。

表 6 进驻高原前后对不同耐力素质的军人心肌肌钙蛋白的影响(μg/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	0.003 148±0.002 983	0.005 407±0.001 866^a	3.33	0.00
良好	53	0.003 377±0.003 254	0.005 783±0.002 337^a	4.17	< 0.01
及格	102	0.003 186±0.002 855	0.005 913±0.003 926^a	5.68	< 0.01
不及格	68	0.003 397±0.003 013	0.010 290±0.004 190	10.93	< 0.01
a: P < 0.01，与不及格组比较

表选项

分析进驻高原前后耐力素质与心肌肌钙蛋白浓度的相关性，发现进驻高原前，耐力素质与心肌肌钙蛋白浓度关联性较弱，且无统计学意义；进驻高原后，耐力素质与心肌肌钙蛋白浓度呈负相关(P < 0.01)，相关系数为-0.409(表 2)。

2.6 不同耐力素质研究对象淋巴细胞、嗜碱性细胞数目在进驻高原前后的变化

进驻高原前，4个组间其淋巴细胞、嗜碱性粒细胞数目无统计学差异。但在进驻高原后，除优秀组、良好组外，其余2组的淋巴细胞数目均显著下降(P < 0.05)。同时，淋巴细胞数目从优秀组到不及格组呈下降趋势，且优秀组的淋巴细胞数目显著高于不及格组(P < 0.01)。提示在进驻高原后机体免疫能力可能有所下降，但耐力素质较高人员的免疫能力仍比耐力素质较弱的人员强(表 7、8)。

表 7 进驻高原前后对不同耐力素质的军人淋巴细胞数目的影响(10⁹/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	2.404±0.470	2.292±0.432^a	0.94	0.35
良好	53	2.365±0.580	2.186±0.488	1.70	0.09
及格	102	2.314±0.524	2.137±0.499	2.48	0.01
不及格	68	2.455±0.509	2.074±0.340	3.32	< 0.01
a: P < 0.01, 与不及格组比较

表选项

表 8 进驻高原前后对不同耐力素质的军人嗜碱性粒细胞数目的影响(10⁹/L，x±s)

三公里武装越野分组	n	进驻高原前	进驻高原后	t	P
优秀	30	0.034±0.014	0.036±0.018	0.41	0.68
良好	53	0.033±0.017	0.036±0.020	0.65	0.52
及格	102	0.032±0.015	0.035±0.017	1.31	0.19
不及格	68	0.032±0.016	0.034±0.017	1.10	0.27

表选项

分析进驻高原前后耐力素质与淋巴细胞、嗜碱性细胞的相关性。发现进驻高原前，耐力素质与淋巴细胞数目、嗜碱性细胞数目关联性较弱；进驻高原后，耐力素质与淋巴细胞数目呈正相关(P < 0.01)，相关系数为0.205(表 2)。

3 讨论

本研究将三公里武装越野成绩作为评估军人是否适应高原环境的可行性指标，系统分析了优秀、良好、及格、不及格4组耐力素质不同人员进驻高原环境前后肌酸激酶、红细胞数目、血红蛋白浓度、平均血红蛋白浓度、心肌肌钙蛋白、淋巴细胞数目、嗜碱性细胞数目等指标的变化情况。结果发现，高原虽然影响了各组研究对象的运动能力，但并未改变4个组平原运动能力的相对差异，平原耐力素质较强的人员，进驻高原后仍具有较强的运动能力。同时，本研究发现耐力素质较强的人员进驻高原后可产生更多血红蛋白，从而较快地适应高海拔的环境。更重要的是，高原环境可损伤人心肌，减弱人的免疫功能，但对耐力素质较强的人员造成的影响最小，对耐力素质较弱人员影响最大。

本研究存在一定的局限性。首先，本研究为现况研究，采取的抽样方法为整群抽样。本研究的研究对象均为军校学员，未纳入其他军人人群，可能带来一些数据偏倚。其次，本研究为横截面研究，持续时间仅为4周。研究表明，在驻守超过3个月的高原军人中，血红蛋白代偿增多仅在一定高度范围内存在(海拔3 000 m以内)^[6]。此外血红蛋白的浓度会随着驻守时间的增加而逐渐稳定^[7]。因此，耐力素质不同人员在更长时间上适应高原环境是否具有差异性仍然值得探索。

既往研究将海拔高度分为5个梯度，分别为与海平面接近海拔(0~500 m)、低海拔(500~2 000 m)、中海拔(2 000~3 000 m)、高海拔(3 000~5 500 m)和极高海拔(＞5 500 m)^[8-10]。本研究中研究对象的驻守海拔高度为2 100 m，属于中海拔。但我国目前最大的高原为青藏高原，其平均海拔为4 000 m以上，包含了高海拔和极高海拔2个梯度。研究表明，在青藏高原进行运动时其最大心率始终低于平原水平，其心率上升到150次/min后便不再上升。这极大地限制了人员的运动能力^[11-12]。因此，平原地区耐力素质有差异的人员在高海拔或极高海拔水平处是否仍存在运动能力差异值得进一步研究。

综上所述，本研究发现高原环境对部队不同耐力素质军人血液生化指标存在一定差异的影响，主要体现在心损指标、体液免疫指标方面，提示耐力素质越高的军人进驻高原后发生心肌损伤的风险相对较低，且其体液免疫能力维持能力较强。积极提升平原地区军人耐力素质将有助于减少高原环境对部队军人身体健康的负面影响。因此三公里武装越野成绩可为部队如何快速筛选合适的战士进驻高原提供良好的参考和借鉴，同时加强平原地区部队人员耐力素质有望增强部队急进高原时的适应能力，为部队军人高原军事作业效能维护提升发挥重要作用。

参考文献

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经国家新闻出版署批准，《第三军医大学学报》于2022年第1期更名为《陆军军医大学学报》。国内统一刊号CN50-1223/R，ISSN 2097-0927。主管单位为陆军军医大学，主办单位为陆军军医大学教研保障中心。

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李松, 杨丽君, 倪振洪, 旷梁, 杨京, 张统一, 伍锦辉, 黄博, 邬晓薇, 杜江, 李晓波, 吕雪, 罗灵, 孟涛, 陈增辉, 胡绪, 李海明, 田中原, 李晓琦, 胡彦, 陈林

不同耐力素质军人进驻高原前后生化指标的变化

Alterations of biochemical indicators in military personnel with different endurance qualities before and after high altitude exposure

陆军军医大学学报, 2023, 45(7): 715-719

Journal of Army Medical University, 2023, 45(7): 715-719

http://dx.doi.org/10.16016/j.2097-0927.202302090

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收稿: 2023-02-16

修回: 2023-03-06

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