长跑猝死的预防
秋高气爽!又到了一年一度马拉松和户外长跑的好季节。除了9月底的柏林马拉松,世界六大马拉松之一的芝加哥马拉松今天也开跑了,来自世界各地的4万多名跑友参加了今天的比赛。
中国选手董国建表现不凡,以2:08:53排名男子第10名,同时获得了参加2023布达佩斯世锦赛的“入场券”。
当然国内这几天谈论更多的不是马拉松,而是华为高管丁耘在28公里长跑之后突发心脏病猝死于10月7日凌晨,享年才53岁。天妒英才,惋惜之余,对长跑是“助心”还是“伤心”又在网上热议了起来。
问题来了: 不是说运动能够促进心脏健康和帮助心脏康复的吗?为什么一个长期坚持跑步的马拉松高手反而会在运动时猝死因为呢?回答这个问题,还要从心脏的功能以及它和运动尤其和运动强度之间的关系说起。
形象一点说,心脏就好比发动机和水泵,是维持人体新陈代谢最重要的动力器官。通过心脏收缩所产生的动力,血液得以循环,把氧和营养物质输送到肌肉和器官的其它组织,把代谢的废物(二氧化碳、尿酸等)带出体外,以保证细胞维持正常的代谢和功能。另外,身体的许多功能和激素调节、体温维持相对恒定等也都是通过血液循环完成的。
人之初,性本动。在漫长的进化中,人必须通过运动(获取食物或者逃生)来生存,运动时心跳加快,久而久之,人体就会练就了一个强健的心血管系统,其表现为安静时,慢而强健的心跳。
△ 成年人安静时每分钟心率在60到80次之间,而长跑运动员安静时心率则能下降到每分钟45到53次之间。
△ 每天一个人的心跳约为10万次,能把近200加仑(1加仑≈3.79升)的血液输送向全身长达6万英里(1英里≈1.61公里)的血管。
△ 心脏的位置实际上位于胸腔正中,两肺之间,之所以感觉心脏在左边胸腔,是因为心脏底部(即心尖)伸向左边。
△ 成年人心脏大小和两个拳头差不多,小孩的心脏只有一个拳头大。
△ 女性大约每分钟比男性心跳多跳6次,这是因为女性心脏要比男性小25%左右。
从第一跳开始,心脏就开始了永不休息的工作。
进入现代社会,人的日常运动量(尤其是与工作有关的运动量)急剧下降,加上常常摄入大量高脂、高能量的垃圾食品,体内脂肪累积,低密度胆固醇升高,高密度胆固醇下降,脂肪开始堵塞供应心脏血液的冠状动脉,就像“发动机”缺乏燃料,当然马上就会出现问题,也即通常会出现大家熟悉的冠心病。
冠状动脉硬化,狭窄,心脏补给受阻,出现心绞痛,心肌梗塞或心肌缺血症状。
虽然中医早有“小劳”有利于健康的说法,但对于运动与心脏健康之间的关系的最早的科学认识,还要归功于英国Jerrmy N Morris 教授和他的团队。他们在1953年对伦敦双层公交车司机(坐着不动)和上下层来回走动(一天也就750步左右,不过是包括有点负荷的上下楼梯步)的售票员对比研究后发现:
坐着不动的司机心脏病的发病率要高于上下走来走去的售票员!
Jerrmy N Morris 教授(英)
为了排除开车压力的可能影响,Jerrmy N Morris 等人对其它行业的员工(比如邮局柜台内的工作人员和邮递员)也做了对比研究,结果也证明了公交车研究的发现,即:工作中经常运动的人,比坐着不动的人心脏病发病率要明显下降,由此开创了“运动与健康”这个崭新的研究领域和学科。
世界“有氧运动之父”肯尼斯•库珀博士早年跑步时的英姿
到了1960年代,美国经济明显改善,私家车拥有量急剧上升,带来的自然是美国人日常运动量的急剧下降。种瓜得瓜,到了上世纪六十年代末,美国人心脏病发病率也随之蹿升,迅速成为头号杀手。世界“有氧运动之父”肯尼斯•库珀博士洞察秋毫,及时推出了《有氧运动》(Aerobics)一书,由此开创了20世纪轰轰烈烈的全球范围内的有氧运动,和其它教育以及预防治疗的改进一起,美国人的心脏病发病率慢慢从1960年代末开始逐渐降了下来。
1900-1996年,美国因心血管疾病,心脏病,冠心病和脑溢血(从上到下)每10万人死亡率变化。
由于运动对预防心脏病和其它许多慢性疾病的积极作用,美国运动医学协会(American College of Sports Medicine)2007年因此提出了“运动是良药”(Exercise is medicine)的口号。既然是“药”,就意味着并非多多益善。研究运动量和健康作用(Dose-Response)之间的关系因此自然成为了一个新的课题。
上面的绿线代表运动带来的益处 (Benefit),下面的红线代表的是因为过度训练所带来的伤害危险 (Risks and harms)。当运动量太大时,运动带来的益处增加很小或反而下降,同时因为过度训练所带来的伤害危险大大增加。这也是为什么上图中用日常体力活动(Active living),健康体力活动(Activity for health),体育锻炼(Exercise for fitness)和运动训练(Training for sport)来分别描述不同类型的运动。
但和药一样,运动“剂量”太多会产生副作用:
▲ 西班牙Thorax研究院Wilson博士的团队(2011年)对一组“上百马拉松”俱乐部会员(即所有的会员都已经跑过100场马拉松以上)的心脏研究发现,50%的会员都有心脏曾经撕裂的症状,训练越多的运动员,症状越明显。
详见:https://doi.org/10.1152/japplphysiol.01280.2010
长期大运动量过度训练反而会使心肌受损
▲ 卡塔尔体疗和运动康复医院Benito博士的团队(2011年)对动物的研究也支持了上述的发现。在对一组健康的大白鼠进行马拉松模拟训练4,8,16周以后,所有动物的心肌都不同程度地受到了损伤:
详见:https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.110.938282
▲ Williams Thomposon (2014) 根据对2377跑者的研究发现,随着运动量的增加,与心血管疾病有关的死亡逐渐下降(高达65%!),但到了每周跑步50公里或快走75公里的水平,死亡率不在下降;相反,之后反而是运动越多,死亡率反而上升,形成所谓的(反的)J-形趋势。Mons等(2014)对1038人的研究也得出同样的结论:
▲ 最新和最权威对马拉松类长时间运动猝死的认识应该是Franklin等最近(2020年3月)在对300多个研究进行梳理后在著名的《循环》(Circulation)杂志上所发的科学声明:
1、 对于绝大多数人而言,运动对改善的好处胜于风险。经常参加运动(例如快走)的人,心脏病发作和心源性猝死的风险可降低高达50%。
2. 相反,如果不经常运动的人参加极限耐力运动(例如马拉松和铁人三项)会增加心脏骤停的风险,房颤(心律失常)或心脏病发作。
3. 运动是良药,适度到剧烈的体育锻炼对整体心血管健康有益。但是,像药物一样,运动药不足和过量都不好,而且过量可能导致心脏事件,尤其是久坐少动,身体不适,患有已知或未确诊心脏病的人在参加剧烈运动时。
4. 男性马拉松运动跑者心脏病发作或心源性猝死的风险高于女性3.5倍,这些患者很多具有潜在或未诊断的心血管疾病,例如心律异常或有心脏病发作的历史,或还没有经过系统的运动训练(例如在铁人三项比赛,40%的心脏事件是发生在第一次参与者中)。
5. 心脏事件的一半发生在马拉松或半程马拉松的最后一英里(1英里≈1.61公里),因此建议这时保持平稳的步频而不是冲刺。
6. 在高海拔地区,发生心脏事件的风险更大,至少要花一天的时间适应海拔高度,才能降低风险。
7. 房颤可能增加中风的风险,可以通过低中适度的运动干预将其有效降低;但研究发现久坐和经常参加进行大高强度训练(例如每周跑步60-80英里)人的房颤比例最高。
8. 对于想参加马拉松之类运动的人,建议从轻度运动开始,逐渐过度到中等至剧烈强度的运动;如果运动中曾有胸痛、呼吸过度急促等不适症状,或患有已知心脏病(例如先前的心脏病发作,搭桥手术或血管成形术),则应该先做个体适能检测和运动风险评价,在开始锻炼计划之前获得医生的批准。
注:目前中国除了个别医院外,都没有也不能提供这个服务,急需改进。
以上这些都证明不科学、长时间、大强度的耐力训练对心脏可能反而是有害的。其实只要熟悉马拉松历史的人都知道这项运动是用第一个完成这个距离的战士的生命来创造的。
公元前490年9月12日,波斯人和雅典人在离雅典不远的马拉松海边发生希波战争,雅典人最终赢得了胜利。为了让人民尽快得到胜利的喜讯,雅典统帅派遣了一名叫菲迪皮茨的“飞毛腿” 士兵跑回去报信。菲迪皮茨一个劲儿地飞快奔跑,当他终于跑完42.195公里跑到雅典时,已经上气不接下气,他激动地喊道“欢……乐吧,雅典人,我们……胜利了!”, 刚说完,菲迪皮茨就倒在地上死了。
为了纪念这一事件,在1896年举行的现代第一届奥林匹克运动会上,设立了马拉松赛跑这一项目,把当年“飞毛腿”菲迪皮茨送信跑的里程——42.195公里作为运动员赛跑的距离。
对预防运动猝死感兴趣的读者可以Casa教授所编辑的这本专著入手
那么,什么是对心脏健康有宜的量呢?虽然这个问题还需要更多的科学研究来回答,但科学界(如哈佛大学Shiroma等,2010)一般认为:每周至少要有150分钟中等强度运动(每天30分钟,每周5次为佳);或每周75分钟大强度运动,能增加到每周300分钟中等强度,或150分钟大强度运动最佳。
更有甚者,最近美国南卡大学的Lee博士及团队(2014)利用对库珀研究院长期跟踪研究发现:
★ 每天只要慢跑5-10钟就可以得到死亡率下降30%,心脏病可能下降45%的好处。
★ 经常参加适度运动的人得心脏病的可能,要比久坐不动的人减少3-4倍。
★ 每周跑(快慢没有差别)50分钟,即可预防过早死亡(premature death)。
★ 不运动与死亡的关系要超过与肥胖,高胆固醇,或者家族心脏病史的关系!
★ 但运动并非多多益善,过度训练的人,反而会增加得心脏病的可能(有研究说可高达7-8倍)!
写到这里,我又记起1984年也是50来岁、著名的《跑步大全》作者James Fixx猝死于跑步时引起的争议。
1984年的7月21日下午,James Fixx在一次一般的训练里突然倒地去世,让医学界对风起云涌的有氧跑步是否安全有了不少质疑。有氧之父肯尼斯•库珀当时也为之震惊,他后来专门对死检报告做了研究,包括对James Fixx的家人和圈子里的人做了调查,并专门出了《Running without Fear》(大胆跑步)一书, 是最早预防有氧运动猝死的专著。书中阐述的预防原则迄今都有积极的指导意义。Fixx的猝死和他抽烟史、垃圾食品饮食习惯、去世前工作家庭出状况而带来的巨大压力、以及当天整理活动(cooling down)没有做好有关。库珀博士因此得出跑步对心脏健康不是万能的,其他危险因素也要控制住的结论。
而避免做的第一条就是不喝酒, 尤其不能过量。这是因为酒精会对肌肉蛋白质合成产生负面影响,干扰大运动量训练中受损肌肉的修复。在运动后过快地摄入酒精(包括啤酒),一是不能帮助解渴,二是酒精会起到利尿剂的作用,进一步排除体内的盐分和水,让因大运动量运动后因汗水流失的身体进一步脱水和电解质失衡。如果要喝酒精饮料,一是不能多,二是要在充足补充液体(水)和电解质后(详见下文)。
Vella LD, Cameron-Smith D. Alcohol, athletic performance and recovery. Nutrients. 2010 Aug;2(8):781-9. doi: 10.3390/nu2080781. Epub 2010 Jul 27. PMID: 22254055; PMCID: PMC3257708.
所以我对准备参加和已经在参加长跑(包括马拉松)跑友的安全建议是:
·一定要循序渐进,罗马不是一天建成的,有氧耐力的提高也是如此。
·先做个有氧能力的测定和风险评估,并在这个基础上制定切合实际的目标和科学的运动处方和训练计划。
·即使是有跑步的背景,如果你准备参加半马拉松赛,至少要有12周的准备时间;全程马拉松至少要有16周的准备时间。
·每周多跑的量不应超过前一周的10%,初跑者每周总量不应超过36英里;而训练有素的人,每周总量可以达到40-55英里(1英里≈1.61公里),但每周训练切不可超过5天。
·恢复是训练不可缺少的一部分,绝不可忽略!
·凡事讲个度,运动健心也是如此!