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女运动员三联征的研究进展及应对策略

发布时间:2019-11-25  来源:国家体育总局体育科学研究所科技书刊部
点击查看:原 文

  文章编号:1002-9826(2019)09-0140-13

  DOI:10.16470/j.csst.2019069

女运动员三联征的研究进展及应对策略

Research Progress and Coping Strategy on Female Athlete Triad

阙怡琳1,李丹阳1*,张婧2
QUE Yilin1,LI Danyang1*,ZHANG Jing2

  基金项目:

  国家重点研发计划“科技冬奥”专项(2018YFF0300904)

  第一作者简介:

  阙怡琳(1994-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为精英运动员体能训练,E-mail:1658498477@qq.com。

  *通信作者简介:

  李丹阳(1982-),男,副教授,博士,主要研究方向为精英运动员体能训练、青少年体能训练,E-mail:ldyeee@hotmail.com。

  作者单位:

  1.武汉体育学院,湖北 武汉,430079;

  2.陕西师范大学,陕西 西安,710119

  1.Wuhan Sports University, Wuhan 430079, China;

  2.Shaanxi Normal University, Xi‘an 710119, China.

  摘要: 探究“三联征”对女性运动员竞技表现、生殖健康、终生寿命具有重要意义。女运动员三联征(female athlete triad,FAT)的研究始于1992年,近年来,国际上对其关注逐渐增加。由于从事运动的女性出现饮食紊乱、月经失调、骨质疏松的征象具有隐匿性,运动员和教练员可能忽视其对生理健康、心理健康和运动表现产生的负面影响。积极探讨FAT及其应对措施,不仅有利于提升其运动表现,更有利于促进其终生健康。适时对女性运动员进行知识普及、体检筛查、预防治疗,并对运动队管理人员进行FAT宣传教育至关重要。通过查阅美国运动医学会(ACSM)、美国大学体育协会(NCAA)、国际奥委会(IOC)等国际权威组织相关立场声明及研究成果,梳理近30年来FAT的权威研究报道,概述FAT的患病率和负面影响,揭示FAT可能的产生机制,探讨FAT的筛查诊断、防治策略以及重返赛场决策模型。

  关键词: 女运动员三联征;竞技表现;月经失调;骨骼健康;EA;女性健康

  Abstract: The paper explores the great significance of female athlete triad (FAT) on the athletic performance, reproduction health and lifelong longevity. The research of FAT can be traced back to 1992, and international researchers have paid more and more attention to it recently. Due to the stealthiness phenomenon of eating disorder, menstrual disorder and osteoporosis that occur to female athlete and physical active females, athletes and coaches may neglect the harmful effect it produces on female physiological and psychological health as well as athletic performance. The exploration of reaction of the FAT is beneficial to athletic performance and life-long health of females. Consequently, the knowledge popularization, physical examination and prevention strategy towards female athletes and the publicity and education to the sports managers are of vital importance. This paper has reviewed relevant initiatives and research findings of ACSM, IOC, NCAA, etc. Through sorting out the research development of FAT of the last 30 years, this paper summarizes the prevalence and negative effects of it and reveals the possible mechanism it may have, as well as discusses the screening diagnosis strategy.

  Keywords: female athlete triad; athletic performance; menstrual disorder; bone health; energy availability; female health

  中图分类号:G804.54 文献标识码:A

  女运动员三联征(female athlete triad,FAT)是指女性运动员身上出现的可利用能量(EA)、月经功能和骨密度3种相关特征异常的表现,临床上具体表现为饮食紊乱(饮食障碍)、闭经(月经失调)、骨质疏松(骨量低)等一系列相关疾病(Nattiv et al., 2014)。FAT是从最佳EA、月经正常、最佳骨骼健康的状态逐渐过渡到EA减少(饮食紊乱)、亚临床月经失调和骨量降低的亚临床病理状态,最后导致EA低(饮食障碍)、功能性下丘脑闭经和骨质疏松的严重病理状态(图1)。通常认为,女运动员或规律参与体育锻炼的女性,凡患有FAT中1种或1种以上者,均可视为该综合征的潜在风险人群。

  1992年美国运动医学会(ACSM)首次提出FAT,具体包括进食障碍、闭经和骨质疏松。1997年,ACSM发布FAT立场声明。2007年,ACSM更新了FAT定义,即包括EA、月经功能和骨骼健康3方面相互影响而出现的异常症状,并更新其立场声明。2014年,女运动员三联征联合会(Female Athlete Triad Coalition)针对FAT诊断、治疗和重返赛场发布了联合声明,获得ACSM、美国医学会(AMA)和美国国家骨骼健康联合会(NBHA)认可。美国大学体育协会(NCAA)也在该联合声明的基础上发布了系列丛书以宣传FAT诊断和重返赛场指南(Sherman et al., 2014)。同年,国际奥委会(IOC)发出联合声明,提出全新的概念——运动中的相对能量缺失(relative deficiency in sport,RED-S),认为FAT对人体生理功能、健康状况和运动表现的影响同样发生在男性运动员身上(Mountjoy et al., 2014)(图2),而该观点的提出引起了学术界的争议。De Souza等(2014)指出,以RED-S为轴心建立的中心辐射模型是对近30年来FAT研究的错误解读:1)运动中RED-S这一概念的提出本身就是对FAT中EA的误解,EA并不是能量平衡概念中的能量失衡,它是身体在适应长期能量失衡状态后产生的一种病理性能量平衡状态(Burke et al., 2011);2)RED-S模型中的各个组成部分都是看似分散的生理系统、功能和机制,但有大量研究证明,这些生理系统、功能和机制在人体中紧密联系且相互产生协同或抵抗作用;3)RED-S在男性、非白种人以及残疾人中的相关研究较少,不足以支撑其概念的提出及模型建立(De Souza et al., 2014)。2018年,IOC更新了FAT立场声明,对男动员中存在的相对能量缺乏进行了相关循证研究,认为EA缺乏导致的雄性激素的减少是影响其运动表现的主要原因之一(Mountjoy et al., 2018)。由于关于男性、非白种人及残疾人的三联征研究仍需长期的循证积累,不建议采用RED-S模型及其指南。综上,本研究仅针对FAT相关组成部分,即EA、饮食紊乱(障碍)、生殖健康和骨骼健康的研究现状展开讨论。

  1 FAT患病率及危害

  Gibbs等(2013)对FAT患病率的调查显示,FAT中的3种疾病在高中、大学和竞技运动员中的患病率为0%~16%,其中的2种疾病患病率为3%~27%,其中1种疾病的患病率为16%~60%。有研究表明,饮食紊乱在竞技运动员中的患病率是6%~42%,具体取决于项目种类,在例如艺术体操、长跑、游泳、舞蹈和潜水等强调瘦体重的运动项目中,大学生运动员患病率为2%~20%,精英运动员患病率为21%~42%(Joy et al., 2016; Reinking et al.,2005; Shriver et al., 2016; Sundgot-Borgen et al., 2004;To-rstveit et al., 2008);饮食紊乱在所高中生运动员中患病率达20%(Nichols et al., 2006, 2007)。此外,约32%的女性运动员都存在致病性减重行为,例如,催吐、使用泻药和利尿剂等(Bonci et al., 2008; Rosen et al., 1986)。Logue等(2018b)进行的大样本研究调查指出,爱尔兰竞技运动员和休闲运动女性的饮食紊乱风险为40%,其中,国际级别运动员和省队级别运动员的饮食紊乱风险分别为休闲运动女性的1.7、1.8倍。Thein-Nissenbaum等(2012)对高中女运动员的调查显示,患有月经不调的高中女运动员占19.7%,患有肌肉骨骼损伤的高中女运动员占63.1%,而月经不调的高中女运动员患有肌肉骨骼损伤的概率比月经正常的高中女运动员要高。低骨密度在积极运动女性中的患病率如下:Z值≤-2.0 SD占0%~15%,Z值=-1.0~-2.0 SD占0%~40%(Gibbs et al., 2013);此外,青少年女运动员中Z值<-1.0 SD占40%(Barrack et al., 2008)。无论在大众健身还是竞技体育领域,FAT都是亟待解决的问题。然而,Mukherjee等(2016)的研究调查显示,教练员对FAT的负面影响了解不足,甚至知之甚少,因此,本节将就FAT的负面影响展开讨论。


图1FAT组成部分示意图(De Souza et al., 2014)

Figure 1.Graphic Representation of the Three Spectrums that Comprise the FAT

  1.1 EA降低

  EA降低(饮食紊乱/障碍)会对女性生理和心理健康产生不利影响。长期遭受低EA的运动员可能会导致营养不良(包括贫血)、慢性疲劳、焦虑抑郁的状况,并增加感染和疾病的风险。EA降低的生理和医学并发症涉及到心血管系统、肠胃系统、内分泌系统、生殖系统、骨骼肌肉系统、肾脏系统和中枢神经系统。同时,EA降低伴随的脂肪和糖类物质缺乏会导致激素及代谢异常、不良的血脂检查结果和内皮功能紊乱,导致心血管疾病风险增加(Dusting et al., 1998;Rickenlund et al., 2005)。此外,饮食障碍产生的后果可危及生命,10%的神经性厌食者可因饥饿、心跳停止、抑郁等其他并发症致死。饮食障碍还是一种遗传性的家庭心理疾病,患者的行为将严重影响家属(特别是女性家属)的饮食选择和体重控制。

  1.2 月经失调和闭经

  月经失调和闭经会对女性生理和心理健康产生不利影响。长期的月经失调和闭经将影响女性的生殖健康,同时产生如焦虑、抑郁、自我认知失常等心理疾病(Nappi et al., 2003)。此外,对于女运动员来说,月经失调可能会影响训练计划的制定,对月经失调症状的关注与焦虑也会影响其在赛场上的竞技表现。

  1.3 骨骼健康问题

  骨结构改变会导致应力性骨折风险的提升。额外的风险因素包括月经失调、强制性运动、潜在的骨骼健康问题、低身体质量指数、骨折早龄化以及饮食心理病理学。骨峰值平均在女性19岁时产生(Baxter-Jones et al., 2011),青春期是FAT多发期,此时EA降低和月经紊乱会影响骨峰值的出现,增加绝经后骨质疏松和应力性骨折风险。此外,雌激素对血液钙摄入和骨骼沉积物的升高至关重要,而黄体酮有利于雌激素在多种机制中的作用(Seifert-Klauss et al., 2012)。即使是静息水平的雌激素/黄体酮紊乱(临床表现为EA降低下的排卵期紊乱),也可能对骨骼造成不良影响(Li et al., 2014)。并且,丢失的骨密度是不可逆的,这对女性终生骨骼健康和生活质量产生深远影响。


图2运动中RED-S对健康及运动表现的影响(Mountjoy et al., 2014)

Figure 2.Health Consequences of RED-S

  1.4 运动表现下降

  与EA降低相关的功能性损伤包括病毒性疾病的更广泛流行(Hagmar et al., 2008)、运动损伤、训练适应及运动表现的下降。如前所述,EA降低可严重影响肌肉质量,月经失调将影响训练计划制定,骨量低会增加应力性骨折风险。此外,一些患有饮食紊乱/饮食障碍的运动员进行极端的体重控制方法(禁食、催吐等),对健康和运动表现都会产生极大的伤害。例如,脱水导致的血容量减少和热疾病的发生、电解质失衡导致的低血钾症,以及胃肠道问题,包括催吐导致的食道炎和食管穿孔等。

  2 FAT产生的可能原因 

  2.1 EA低

  EA的定义为机体所摄入除去运动训练消耗所剩下能支持身体机能和生理活动(成长发育、免疫功能、移动、体温调节等)的能量,它是机体摄入的能量减去去脂体重(FFM)运动消耗的能量计算得出的差值。一个健康成年人每日的FFM运动能量消耗为45 kcal·kg-1(Mountjoy et al., 2014)。Wade等(1992)认为,为了保证人体所需基本代谢活动,机体在EA低的情况下会尽量储存能量、增加底物,使生殖和代谢功能产生适应,即在能量供应不足的情况下,身体启动补偿机制并对能量进行重新分配,将有限的能量供给分配到对其而言最重要的代谢活动中(如体温调节、细胞修护和移动),而相对不太重要的功能(如生长发育、生殖功能)则会因能量不足受到影响。需要强调是,EA低并不意味着能量负平衡,它是一种病理状态下的能量平衡(Burke et al., 2011)。当身体EA降低,并持续减少能量摄入或增加运动负荷时,身体系统会通过减少相应的能量消耗产生适应,导致一系列的激素、代谢、功能特征紊乱。De Souza等(2017)提出,身体在最大限度地储存能量时,一些代谢指标会发生变化,例如,静息代谢率(RMR)、总三碘甲状腺原氨酸(TT3)、类胰岛素1号增长因子(IGF-1)、瘦素、胃饥饿素、多肽YY、皮质醇等。尽管这些研究探究了EA降低时生化指标的变化,但生化指标变化能否直接说明EA降低仍待考察。De Souza等(2007b)指出,与月经正常的女性相比,月经失调的女性的RMR和TT3更低,并且这在积极进行体力活动的普通女性和女运动员身上都有体现。De Souza等(2007b)根据实验室测量的RMR和临床诊断的月经失调后提出,RMR和TT3的降低程度可以反映月经失调的严重程度,并提出两者之间存在剂量-反应关系。Williams等(2015)选取年轻久坐女性进行为期3个月的随机对照实验中,首次证实了能量缺失与月经失调的关系:不同程度的能量缺失只能预测月经失调的频率,而与其严重程度无关。后续可加强能量缺失和月经失调方面的实证研究,建议时间跨度为3个月或以上,以便更好观察两个变量间的交互影响。

  EA降低的临床表现之一是饮食紊乱。饮食紊乱通常开始于较为适当的饮食习惯,例如,健康膳食伴随的偶尔极端节食,这个过程结束于临床诊断出的进食障碍(神经性厌食症和神经性暴食症)(Mountjoy et al., 2014)。NCAA出版的FAT教练员手册中提出,饮食紊乱通常伴随的生理症状为:闭经、缺水、胃肠问题、低体温症、应力性骨折、体重快速减轻、肌痉挛/肌无力/肌疲劳、牙齿/牙龈问题等。饮食紊乱通常伴随的心理症状为:焦虑/抑郁、主观认为自己肥胖、试图过度训练、如厕频繁、注意力不集中、对饮食和体重的过度关注、避开饭局、使用泻药/节食药/利尿剂/灌肠剂等(Sherman et al., 2018)。

  尽管饮食紊乱是EA减少的因素之一,但错误地制定快速减肥方案,或在无法跟踪记录能量摄入的情况下完成高强度负荷的运动训练,也会导致EA的降低(Mountjoy et al., 2014)。设定点理论认为,神经、激素和酶整体发挥协同作用,使体重维持在一个基因决定的范围,该体重范围即为设定点(调定点)。任何改变体重使之偏离设定点的尝试,都会使身体启动一系列的激素反应,包括代谢增强或减弱、饥饿感或饱腹感增强或减弱(Bushman, 2017)。如果一个人长期通过低能量摄入或高强度运动来减重,其体重设定点就会逐渐下降,且身体会适应这一状态而不做抵抗(Dokken et al., 2007)。与此同时,身体将会启动另一机制,即降低EA。在大众健身中,有的健身教练员通常会给健身会员制定短期快速减肥方案和极端的营养方案,以快速达到极端减肥效果。在竞技体育中,这种现象经常在体重/体型敏感型等运动项目中出现,如长跑、健身健美、艺术体操、拳击武术等。这类项目的教练员通常采用赛季减重的方式来获得更好的体型或更轻的重量级,以减重为目的的饮食加上备赛时高强度的训练,无疑会导致运动员EA低的状态发生。因此,EA降低的总体产生原因有:1)饮食紊乱/障碍造成的能量摄入不足;2)过度运动训练产生的能量消耗。

  2.1.1 饮食紊乱/障碍

  饮食紊乱/障碍是一种受生理、行为、心理等因素共同影响的疾病,通常起源于禁食或限制卡路里以参加追求瘦体型的运动项目,例如,耐力运动(长跑,铁人三项等)、重竞技运动(武术、摔跤、拳击等)、追求身材轻瘦的运动/舞蹈(芭蕾、艺术体操等),其产生机制可以从生物学、心理学因素展开分析。

  1)生物学因素:美国精神病学会对饮食障碍的遗传因素进行了阐述,指出饮食障碍患者的直系亲属或与其共同生活的个体患饮食障碍的风险更大(American Psychiatric Association, 1994)。Klump(2014)指出,青春期明显上升的女性体内卵巢激素水平(尤其是雌激素)可能会增加饮食障碍的遗传风险,这与雌激素对中枢神经系统内基因转录导致蛋白合成的影响有关。同时,Klump(2014)的研究表明,由于雌激素产生的特殊影响,青春期遗传风险的增加仅针对女孩而非男孩。此外,Kessler等(2016)从神经生物学角度指出,饮食障碍中的暴食症可能与皮质醇信号通路调节动机和冲动控制的适应不良有关。产生饮食紊乱/障碍的两个关键因素是饥饿感和饱腹感,而大脑中的某些部位(如下丘脑)会对饥饿感和饱腹感产生调节作用,Epling等(1983)认为,这种调节与两种中枢神经系统产生的神经递质有关,由于激烈运动会导致儿茶酚胺分泌增多,加速糖原和脂肪分解,也就是说激烈运动导致产生饱腹感(食欲下降),从而产生饮食紊乱/障碍。Epling等(1983)早在1983年就提出了运动导致的神经性厌食模型,认为激烈的运动会抑制食欲,并称75%的神经性食欲降低是由运动导致的,但该实验对象为大鼠,尚未在人体中展开。

  2)心理学因素:饮食紊乱被世界卫生组织(WHO)定义为影响世界健康的严重心理疾病。Fernández等(2014)提出,造成饮食紊乱或饮食障碍的心理学因素可归为两大类:饮食选择心理学和情绪性饮食。饮食选择心理学理论将食物视为代表不同个体差异的心理需求,例如,对某些食物的偏爱/抵抗、健康/不健康的饮食习惯以及担忧体型(对身材不满)产生的挑食。情绪性饮食理论则指饮食行为与情绪存在关联,任何来自外界的情绪干扰(如兴奋、焦虑、紧张、抑郁等)都会影响饮食行为。影响人类行为的可变因素有来自个人、人际关系和社会环境的相关因素,影响人类行为的不可变因素为年龄、性别、种族和经济状况等。所有这些可变和不可变因素均能影响个体的饮食行为并成为饮食紊乱/障碍发生的潜在风险。例如,运动员在教练员的要求下需要减重,那么其努力实现、坚持的个性特点将会发挥辅助作用,持续摄取低热量饮食或坚持高强度训练,这些都可能增加饮食紊乱/障碍的发生风险。此外,当今的社会文化主流是“以瘦为美”,媒体将“瘦”与美或其他积极特征同化(如自律等),对女性身材的过高期望导致了不少女性不得不采取急功近利的减重方式,“节食”“戒糖戒油”等生活方式可能是以牺牲健康为代价,成了饮食紊乱的主要风险因素。

  2.1.2 过度运动训练

  Nieman等(1994)提出的经典J型曲线描述了运动强度与疾病风险的关系,研究指出,当运动强度/负荷过高超过临界值时,疾病风险随之增加。训练适应的产生机制是生理应激,运动负荷是引起适应变化的刺激物,如果训练负荷超过了运动员所能承受的范围且恢复不足,身体就会处于分解代谢大于合成代谢的状态,此时体内肌糖原耗竭、内分泌变化、组织液中氨基酸不平衡、植物神经功能紊乱、免疫功能下降,从而引起一系列生理、心理症状(孙卫华,2007)。过度训练的定义为训练和(或)非训练压力的积累导致长期的能力下降,伴随或不伴随适应不良相关的生理和心理迹象和症状,且运动表现能力的恢复可能需要数星期或数月(Meeusen et al., 2013)。过度运动训练所产生的生理、心理症状与FAT密切相关。其中,缺乏食欲、恶心、肠胃不适、情绪不稳定、沮丧悲伤等症状都是饮食紊乱/障碍的高危风险因素,也是导致能量摄入不足的原因。因此,过度训练引起的能量过度消耗以及饮食紊乱引起的能量供应不足是导致EA降低的直接原因。

  2.2 月经失调/闭经

  最佳生殖健康和良好的月经功能取决于身体充足的代谢燃料,而充足的代谢燃料则与EA密不可分(Wade et al., 1992)。Ellison等(1986)、Panter-Brick等(1993)、Jasienska等(2004)对于原始部落女性的研究表明,季节性食物供应的能量摄入不足和长距离奔跑的高能量消耗导致了月经失调和生殖能力的下降。然而,对于大多数现代化国家的女性而言,食物短缺和长距离奔跑的现象并不常见。如今,很多女性为了追求苗条身材采用限制饮食和过度运动的方式,自行打破EA的最佳状态,导致月经失调频繁发生。这类现象目前在强调瘦体重的运动项目中青少年运动员发生概率较大(Warren, 1980)。Loucks等(2003)通过观察24 h促黄体生成素(LH)脉冲的变化,阐述了EA低和生殖轴抑制的关系,结果表明,当EA在20 kcal•kg-1 FFM•天-1与30 kcal•kg-1 FFM•天-1时抑制LH脉冲的程度相同,仅在10 kcal•kg-1 FFM•天-1时的极端能量限制时,LH脉冲才会被显著抑制。该结果仅为运动性月经失调提供生理依据,并不能准确说明EA与月经失调的关系。此后,Williams等(2015)在一系列前瞻性研究中首次证实了EA与月经失调存在剂量-反应关系,后续研究可关注长期EA低对月经失调运动员的影响。

  关于营养状况对生殖健康的影响,目前研究多从神经内分泌学角度探讨。Mantzoros等(2011)发现,瘦素浓度与下丘脑-垂体-性腺轴密切相关。此前也有研究指出,与月经正常的运动员和久坐对照组相比,年轻闭经运动员的血清瘦素浓度降低与LH分泌减少相关,并且其瘦素分泌特征并不具有昼夜节律(Laughlin et al., 1997)。Hilton等(2000)也在研究中指出,是EA低而非运动应激抑制了瘦素的昼夜节律和24 h平均值。后续研究应将重点放在瘦素浓度的改变能否直接说明EA的改变,从而为因EA降低导致闭经的患者提供筛查手段。国内关于该方面的研究较少,李擎等(2006)在研究EA与运动性月经失调的关系时对此进行了阐述,研究主要为描述现象,逻辑性推理有待加强,后续应在瘦素对生殖健康的影响方面作出进一步研究。总之,造成FAT中的月经失调(闭经)的原因很多,目前认为体脂含量、EA、运动负荷、训练初始年龄、心理压力均与之关系密切(付德荣 等,2006)。

  2.2.1 体脂含量

  脂肪组织含有催化雄激素向雌激素转化的芳香化酶,当体脂含量过低时,雌激素代谢受到影响,此时雌激素将转化为低效的儿茶酚胺类物质。在月经周期调控中,儿茶酚雌激素可抑制促性腺激素释放激素(GnRH)和LH释放,进而导致月经失调。Winkler等(2016)指出,在所有月经失调的神经性厌食症病史成年患者中,50%的患者在体脂百分比恢复到23%时能恢复正常的月经功能;25%的患者在体脂百分比恢复到11%时能恢复正常的月经功能。可见,体脂含量过低对月经功能的影响存在个体差异,尽管它不是影响月经功能的决定性因素,但它是影响月经功能的重要因素。

  2.2.2 可利用能量

  当人体EA降低时,身体会通过减少相应的能量支出来产生适应,导致一系列的激素、代谢、功能特征紊乱。De Souza等(2017)在报告中对FAT代谢激素、生殖激素和骨密度相关指标变化做出了总结(图3)。当人体处于EA降低时,体内总三碘甲腺原氨酸、瘦素、胰岛素样生长因子-1等代谢激素以及LH脉冲、促卵泡素(FSH)、雌激素、黄体酮等生殖激素均处于下降状态,这些激素的变化将直接或间接作用于下丘脑-垂体-卵巢轴,使促性腺激素分泌减少,从而导致月经失调。Williams等(2001)等选用灵长目动物建造运动性闭经模型,证实增加能量摄入对运动性闭经具有逆转作用。故可认为,引起运动性月经失调的主要根源为EA降低。


图 3 FAT的代谢激素、生殖激素和骨密度相关指标变化(De Souza et al.,2017)

Figure 3. Changes in Metabolism,Reproductive Hormones,and Bone Mineral Density Indicators of FAT

  注:由左至右颜色越深,表明症状越严重。

  2.2.3 运动负荷

  Sawai等(2018)指出,运动强度与月经初潮延迟、月经不调、营养不良呈正相关,而骨骼肌肉损伤与高运动负荷量、高重复性训练方式有关。高强度运动的负荷刺激会引起女性体内血清睾酮的升高。血清睾酮是人体内主要的雄激素,血清睾酮浓度平均为0.43 ng•ml-1,正常值上限为0.68 ng•ml-1,如超过0.7 ng•m1-1(等于2.44 nmol•L-1),即高睾酮血症,或称高雄激素血症。高睾酮血症与不孕、正常月经周期的卵泡期有关,常见的临床表现是月经稀发、闭经或功能失调性子宫出血等月经改变,不排卵、不孕等。其机制是过多的雄激素直接对抗于雌激素或负反馈于下丘脑-垂体-卵巢-子宫轴(HPOU)轴,抑制下丘脑GnRH和垂体前叶激素分泌,从而引起月经失调或闭经。王人卫等(2000)在研究中指出,中等强度运动负荷是对机体的一种良性适宜的刺激,而大强度运动负荷是引起月经失调或闭经的重要因素,长期运动训练,尤其是力竭性运动也会对HPOU轴内分泌功能将产生深刻的影响而导致月经失调。

  2.2.4 心理压力

  排卵和月经周期与下丘脑GnRH脉冲发生器的规律输入有关,中枢神经系统对下丘脑的调节,会影响下丘脑GnRH脉冲发生器及其靶向激素反馈机制。身体激素反馈机制的功能是维持急性应激下的内稳态(Homeostasis)。“Homeostasis”一词来源于希腊语“homeo”和“stasis”,意为“同”和“稳”。在正常条件下,身体急性应激过后会达到与之前相同的稳定状态,此时激素恢复平衡。然而,长期的应激将使内稳态的设定点发生改变,此时身体状态为稳态应变(allostasis)。“allostasis”一词来源于希腊语“allo”和“stasis”,意为“变”和“稳”。长期应激(能量不足、心理压力)将以牺牲生理机能为代价维持正常代谢需求,于是下丘脑功能乃至月经功能将受到影响。Pauli等(2010)认为,运动性闭经是功能性下丘脑闭经及其神经内分泌并发症的变体(图4),导致运动性闭经的直接原因是下丘脑GnRH脉冲减少引起的LH和FSH的减少,间接原因是卵巢活动和高睾酮血症。因此,长期心理压力是运动性月经失调(闭经)的原因之一。


图4代谢应激和心理应激产生的主要神经内分泌改变(Pauli,2010)

Figure 4.The Major Neuroendocrine Alterations Produced by the Synergistic Combination of Metabolic and Psychogenic Stress

  2.2.5 缺铁状态

  运动性贫血是指由于运动训练或比赛造成单位容积血液中血红蛋白(HGB)浓度、红细胞数值低于正常值的现象。曹建民(2003)在运动性贫血对铁代谢与相关指标及其营养干预影响的研究中提出,动物实验和人体实验证明运动训练导致铁代谢紊乱是运动性贫血发生的重要因素之一。Taymor等(1964)指出,缺铁可导致子宫肌及子宫内膜螺旋小动脉收缩不良,从而引起月经量增多及经期延长。Russell等(2007)指出,胃酸缺乏性贫血常引起月经失调现象,而实验表明该症状对充足的铁补剂敏感,因此,缺铁性贫血可能是导致月经失调的重要原因之一。Dylan等(2017)指出,缺铁状态不仅会扰乱甲状腺功能而影响人体正常代谢,还可能导致不孕不育以及高催乳素血症,并与骨质流失有关,这是由于缺铁会抑制生长激素—胰岛素样生长因子轴功能,导致低氧环境下的骨吸收增加,破坏骨代谢平衡。

  2.3 骨骼健康问题

  女性运动员和积极运动女性的骨骼健康问题源于30岁前未达到骨量峰值、低骨密度、低容积性骨密度、骨几何结构退变、骨力学强度下降导致的骨脆性和骨折风险增加(Ackerman et al., 2011, 2012; Barrack et al., 2014; Drinkwater et al., 1984; Mallinson et al., 2016)。Gibbs等(2014)认为,积极运动的女性和女性运动员骨密度低的征兆通常来源于月经初潮较晚和身体质量指数(BMI)较低,而这些征兆与FAT密切相关。尽管抗阻训练能在一定程度上提升骨量,但长期进行高强度训练并同时使用节食等控制体重手段,将会使骨骼无法获得充足的能量以供给其生长,从而使骨代谢处于生长负平衡状态。Nattiv等(2000)的研究发现,应力性骨折在闭经女性运动员中发生的概率是月经正常女性运动员的2~4倍。通过传统骨密度测量手段双能X射线吸收法(DXA)发现,女性运动员和积极运动的女性若有月经失调史通常会伴随骨密度低,尤其是在腰椎和股骨颈部(Ackerman et al., 2011, 2012; Barrack et al., 2014;Drinkwater et al., 1984; Mallinson et al., 2016)。Drabkin等(2017)发现,低骨密度、骨几何结构退变、骨力学强度下降等骨骼疾病均与饮食障碍相关。因此,应该将女运动员的低骨量与FAT中其他两个征象联系起来,将其作为整体寻求其筛查方法、诊断标准及制定应对措施。Sherman等(2006)在研究中指出,患有闭经的年轻运动员常伴随低骨密度的特征。青少年时期是骨矿物质累积的关键期,其中,儿童时期(约7~8岁)与青春期中后期(约13~16岁)之间是骨量迅速增长的两个重要时期。约在青春期末(18~20岁),人体骨骼框架基本形成,骨骼矿物质积累达90%。约在30岁达到骨量峰值(Mountjoy et al., 2014)。张红等(2017)认为,如果在30岁前未达到骨量峰值,运动员将存在应力性骨折和过早骨质疏松的风险。此外,同时患有闭经、营养不良导致的饮食紊乱或EA降低将会导致骨量丢失,严重者可导致骨质疏松(Ducher et al., 2011)。因此,关注青少年女性的骨骼健康问题是研究FAT的重要组成部分。

  骨骼健康受EA状态和生殖健康状态的影响。如前所述,EA降低将导致生殖激素紊乱,而长期的生殖健康下降则会影响骨骼健康。对于青春期女性而言,长期的EA不足将导致无法在30岁前达到骨量峰值,从而增加其应力性骨折和过早骨质疏松的风险。对于绝经前女性而言,EA缺乏和生殖健康下降将会抑制雌激素的分泌,使骨吸收增加,不利于骨骼生长。对于女性运动员和积极进行高强度体育锻炼的女性来说,长期高强度的运动训练会导致睾酮激素分泌过多,从而使雌激素分泌受到抑制。研究认为,雌激素对骨骼产生有利的保护作用,其背后主要机制为雌二醇(E2)通过抑制半胱氨酸-门冬氨酸特异蛋白酶-3(caspase-3)的活化来实现帮助维持骨密度(Miura et al., 2004)。其他的医学问题也会对骨骼产生不利影响,如性腺机能减退、甲状腺机能亢进和营养缺失(Mountjoy et al., 2014),而这些医学问题都与EA状态和生殖健康状态关系密切。此外,不良的生活习惯如过量吸烟饮酒也会造成骨骼质量的下降。

  3 FAT的筛查、诊断、治疗与重返赛场 

  3.1 FAT的筛查与诊断

  3.1.1 EA降低和饮食紊乱/障碍的筛查与诊断

  由于症状的隐匿性,对FAT进行精准的筛查诊断有一定挑战性。而作为教练员,应提高对处于该风险中运动员的警惕,早期观察对提升运动表现和终生健康十分重要。应将FAT筛查作为女运动员年度定期健康检查的一部分。由于EA降低是FAT中的重要部分,诊断时应关注EA降低的起因和表现。当运动员出现饮食紊乱/饮食障碍、体重减轻、缺乏正常生长发育、月经失调、复发运动损伤及疾病、运动表现下降或情绪波动等现象时,应予以重视。目前还没有用于诊断EA降低的标准化指导。可利用能量(EA)=能量摄入(EI)-FFM运动能量消耗(EEE),而这些成分的测量工具需要专业化操作,且测量结果通常是不精确的。EI可通过跟踪手段(回忆)或预见手段(手写或电子饮食日志)来评估。EEE通常通过运动记录和与运动/锻炼活动有关的能量消耗表来测量,但有条件也可通过现代运动技术收集数据。理想状态下,测量EI和EEE的习惯做法是同时测量。FFM可通过DXA以及人体测量学手段测量。RMR可通过间接热量测定手段以提供仅次于EA降低的超出代谢。类似于EI和大训练/竞赛量、高强度或误导性体重减轻做法的无意识错误可能更易诊断。Logue等(2018a)总结了计算EA的方法即EA=能量摄入-运动中的能量消耗/(kcal•kg-1 FFM•天-1),以及为积极进行身体活动的女性或女性运动员推荐的EA阈值(表1)。

表 1 当前为进行积极运动的女性和女运动员制定的EA阈值(Logue et al.,2018a)

Table 1 Current Energy Availability Thresholds for Physically Active Females and Female Athletes

  目前国际上筛查EA低的问卷主要为LEAF-Q(Low Energy Availability in Female Questionnaire),该问卷已被广泛使用并证明有效(Melin et al., 2018)。尽管该问卷可以单独使用,但研究者建议应配合饮食紊乱的筛查工具一起使用,如FAST(Female Athlete Screening Tool)(McNulty et al., 2001)。另外,EDI(Eating Disorder Inventory)量表的求瘦分量表可以作为EA低的参考;求瘦分量表分数较高的积极进行运动的女性通常会产生代谢适应导致能量缺失(De Souza et al.,2007a)。国际上筛查饮食紊乱的有效筛查工具为EDE-16(Eating Disorder Examination 16),在运动员中有部分使用。测试女性运动员是否患有饮食紊乱的筛查工具为FAST(McNulty et al., 2001),目前最新筛查工具是BEDA-Q(Brief Eating Disorder in Athlete Questionnaire),与LEAF-Q联合使用可以筛查运动员是否患有饮食障碍(Martinsen et al., 2014)。现今关于运动员饮食紊乱(障碍)的筛查仅适用于女性,关于男性运动员饮食紊乱(障碍)的筛查工具还有待研发。国内进行的饮食紊乱相关研究较少。郑陆等(2013)采用EDI-3RF量表,对187名北京市女大学生饮食紊乱发生状况进行了调研,结果表明,17.1%的女大学生被视为饮食紊乱表现明显者,与国际调查研究结果基本一致。国内关于女性运动员、积极运动女性的饮食紊乱相关研究亟待展开。

  3.1.2 月经失调的筛查与诊断

  月经失调(闭经)作为FAT组成症状之一,是与EA低联系最紧密的并发症。月经失调是指月经周期或出血量的紊乱,临床上表现为不规则子宫出血、功能失调性子宫出血、闭经、绝经。FAT中涉及的月经失调主要指功能失调性子宫出血和闭经。功能失调性子宫出血是指内外生殖器无明显器质性病变,由内分泌调节系统失调所引起的子宫异常出血。闭经可分为原发性闭经和继发性闭经、生理性闭经和病理性闭经。原发性闭经是指妇女年满18岁或第二性征发育成熟2年以上仍无月经来潮。继发性闭经是指正常月经周期建立后,月经停止6个月以上,或按自身原有月经周期停止3个周期以上。病理性闭经则是直接或间接由中枢神经-下丘脑-垂体-卵巢轴以及靶器官子宫各个环节的功能性或器质性病变引起的闭经。长期过量运动和EA低可导致原发性闭经。正常月经周期建立后因过量运动引起功能性下丘脑闭经,属于病理性闭经,此类闭经是因各种应激因素抑制下丘脑GnRH分泌引起的闭经,治疗及时可逆转。例如,经血过少、月经周期过长以及黄体期、卵泡期出血等亚临床月经失调症状同样应引起重视,这些症状在常规检查中易被忽视(Mountjoy et al., 2014)。

  功能性下丘脑闭经应采用排除性诊断(图5),其诊断应包括初潮年龄、月经规律、用药情况、其他健康问题以及家族月经史。身体检查(H&P)应包括人体测量、青春发育期、饮食障碍迹象以及引起闭经次因的评估。骨盆检查可发现怀孕或雌激素过低引起的阴道萎缩。通过实验室评估HGB、LH、FSH、催乳激素(LTH)、E2、甲状腺素(T4)、促甲状腺激素(TSH)、怀孕和雄激素的总指标来排除卵巢功能低下、多囊卵巢综合征、泌乳素瘤、甲状腺疾病等。患有功能性下丘脑性闭经的运动员,其促性腺激素低或正常,雌激素低下,LTH、TSH均在正常范围。雌激素低下的运动员性激素激发试验不反应,而有些运动员甚至会在孕激素激发试验下出现月经(Mountjoy et al., 2014)。更详细的检测应包含盆腔超声及子宫内膜取样以排除其他妇科疾病。


图5闭经筛查诊断流程图 (De souza et al., 2014)

Figure 5.Amenorrhea Algorithm

  3.1.3 骨骼健康的筛查与诊断

  出现EA降低、饮食紊乱、饮食障碍或者闭经超过6个月的运动员,骨矿物质密度应由DXA来测量。在青少年中,DXA应包括除了腰椎以外的全身(头部以外)。由于负重运动的运动员的骨矿物质密度应该比非运动员高5%~15%,Z值<-1.0 SD的骨矿物质密度应得到更多重视。在运动员人口中,Z值在-1.0~-2.0 SD被定义为低骨矿物质密度,伴随着营养不良、雌激素过少、应力性骨折的病史或其他次要临床风险骨折因素。Z值<-2.0 SD被定义为骨质疏松症,伴随着次要临床风险因素(Mountjoy et al., 2014)。

  轴向定量CT(QCT)和外周QCT(PQCT)不仅能测量骨几何形状,还能测量特定松质骨和皮质骨的体积密度。QCT在闭经运动员中的应用研究表明低雌激素对运动员脊柱体积骨密度有不利影响。PQCT测量的参数与QCT相同,但仅限于外围骨架,因此其辐射剂量较低。使用PQCT预测桡骨和胫骨骨力学强度的效果与DXA相似或略高,可预测75%~85%的承重失败方差(Ducher et al., 2011)。然而,由于PQCT主要用于实验室测量,其实用性有限,因此,推荐使用DXA测量,为处于风险中、接受低骨矿物质密度治疗的运动员进行骨矿物质密度复查,成年人复查间隔为12个月,青少年复查间隔不少于6个月。

  3.2 FAT的治疗策略

  3.2.1 EA降低的治疗策略

  EA降低的治疗应包括加大能量摄入、减少运动量或者两者结合,增加高能量补餐以形成补充习惯,或者在周训练计划中增加一个休息日。尽管执行一种已知的、合适EA的策略十分简单,但运动员或教练员很难在现实中测量EA。研究表明,即使EA在30 (kcal•kg-1 FFM•天-1)的情况下,肌肉蛋白质合成也会减少(Areta et al., 2013)。因此,运动员或教练员可跟踪记录每日卡路里消耗、每日运动量(包括运动模式、种类、时间和强度);执行一个在现有基础上提高300~600 kcal•天-1的饮食方案,并制定一个根据整天、训练课的能量消耗分布和饮食结构、食品相关压力(food-related stress)的可调整的第二方案(Mountjoy et al., 2014)。

  3.2.2 饮食紊乱/饮食障碍的治疗策略

  饮食紊乱/饮食障碍患者通常表现出治疗动机不足甚至抵触治疗,因此,治疗应由精通饮食障碍管理的心理专家完成。运动员是否遵守治疗方案,其心理因素通常会有所表现。运动员对治疗方案的抵触通常会随着饮食问题的严重性增加。心理治疗的频度、类型、密度以及时长取决于饮食问题的严重程度和慢性程度、病情和心理的并发症,以及经常与之伴随的心理障碍。理想状态下,饮食问题可在门诊接受治疗,通常包括躯体辅助治疗(营养重建)、心理治疗(认知行为疗法、家庭治疗)和精神药物治疗(抗焦虑/抑郁药)。Cano等(2012)发现,胃饥饿素在治疗饮食紊乱/饮食障碍可能有潜在效果,但仍待临床实验测试其安全性和有效性。医学并发症、自残和门诊治疗毫无进展则需要更密集的疗程,包括住院病人、住家、半住院以及密集门诊病人的方案。治疗通常需要持续数月。

  3.2.3 月经失调治疗策略

  在大学生运动员的治疗干预中,体重增加最能预示月经功能恢复正常。充分的蛋白质和糖类物质摄入有利于肝糖原的储存以稳定黄体素水平。月经的恢复快慢取决于EA缺失的严重程度和月经失调的持续时间。

  尽管口服避孕药可用于运动员避孕或因比赛/运动表现需要调控月经周期的措施,但它可能会掩盖EA降低、月经不调和长期骨量流失等症状。注射甲羟孕酮是另一种避孕措施,但该药物会导致闭经,长期使用可能对骨矿物质密度、青少年骨骼自然增长产生消极影响,然而在一定程度上停止使用该药物的影响是可逆的。许多医生开低剂量的口服避孕药处方作为闭经运动员的激素替代物,然而这种干预不能根治RED-S的发病原因,而且会对运动员在成年前达到骨密度峰值产生危害。

  恢复生育能力的治疗选择包括提升EA和激素治疗。药剂可能是刺激黄体功能不全时排卵的必要手段,但对于运动员而言需关注经世界反兴奋组织禁药单鉴定的不孕不育治疗方法(Mountjoy et al., 2014)。

  3.2.4 优化骨骼健康的治疗策略

  对于有厌食症的闭经女性的治疗方法,同样适用于功能性下丘脑闭经的女性骨量流失。因为前者不论体重是否增长都伴随月经恢复,都会导致骨生成、骨吸收过程的恢复以及骨矿物质密度的增加。然而,由于骨微结构仍会受损,想达到全面恢复似乎是不可行的。研究表明,能量摄入能提升厌食症女性骨量的1%~10%(Misra et al., 2008)。恢复由能量和雌激素依赖型机制引起的骨量流失,对提升松质骨的矿化和皮质骨的生长至关重要。机械负荷和高冲击性的运动被认为对骨矿物质密度和骨骼几何结构产生积极影响(Tenforde et al., 2018)。对于无负重专项和/或骨矿物质密度下降的运动员,高冲击性的负荷运动及抗阻训练计划应执行2~3次•周-1。

  运动员饮食应包括1 500 mg•天-1的钙摄入(Kitchin, 2013)。2011年的《内分泌社会指南》推荐血液的维他命D水平维持到32~50 ng•ml-1,1 500~2 000 IU•天-1(Holick et al., 2011)。缺乏维他命D在高纬度地区很常见,特别是在冬天当日照时长较短并且运动员在室内训练时,以及一些其他因素,如黑色素沉着的皮肤或使用防晒霜。

  经皮肤吸收的E2(与周期性黄体酮一起)对提升厌食症病人的骨矿物质密度效果较好。有研究表明,口服避孕药包括20~35 μg的E2,能维持或提升闭经运动员的骨矿物质密度。患有功能性下丘脑闭经的运动员口服避孕药,对骨矿物质密度产生有害影响。这是因为雄性激素分泌被抑制,并导致松果体功能的提前中止,危害青少年长骨的生长。其他治疗方法包括雷洛昔芬(SERM,一种选择性雌激素受体调节剂)、甲状旁腺激素肽、特立帕肽和降血钙素,不建议用于绝经前期的女性的治疗(Mountjoy et al., 2014)。一些新奇的潜在治疗方法已被开发,但缺乏临床试验。这包括胰岛素源生长因子(骨骼同化剂)和能开胃的瘦素,帮助月经的恢复和骨矿物质密度的进一步提升(Mountjoy et al., 2014)。

  3.3 参加运动与重返赛场临床模型

  3.3.1 参加运动的风险评估

  IOC提出的RED-S参与运动风险评估模型,可适用于FAT患者运动风险评估(表2)。这个模型可与定期健康检查合并,其的标准是建立在挪威奥体中心的实践上,并由奥委会体成分健康与运动表现研究小组推荐(Mountjoy et al., 2014)。处于“高度风险-红灯”风险类别的运动员不应被批准参加运动。基于他们的临床表现,运动参与可能会对它们的健康造成危险并也会分散运动员康复的注意力。只有在监管和医疗计划下,处于“中度风险-黄灯”风险类别的运动员才被允许参加运动。运动员风险评估的复评应该在1~3个月的规律间隔下进行,间隔时间取决于临床场景中患者的遵医行为,并及时测试临床状态的变化。

  3.3.2 重返赛场临床模型

  对于运动员来说,重返赛场至关重要。然而,运动员能否重返赛场应该由首席健康顾问或队医来决定,包括运动员的健康状况、累积风险评估、参加风险及项目和决定风险因素。如图6所示,第1步应先对运动员的健康状况进行评估,包括患者的个人资料、身体症状、病史、家族史,为患者进行身体检查、实验室测量、心理状况评估,并找到患者潜在疾病危险因素,最后基于FAT的风险分层(表2)进行累计风险评估。第2步应对运动员的参赛风险进行评估,包括其运动项目类型、赛场上位置和竞技水平。第3步即考虑影响运动员重返赛场的其他因素,包括时段、赛季、运动员的内在压力和外部压力,判断运动员是否掩盖伤病以及是否由于利益冲突影响运动员决策。首席健康顾问或队医应在参考重返赛场决策模型后对运动员是否能重返赛场进行决策,以保证其归队后训练的运动表现和赛场上的竞技表现。

表2 FAT患者运动风险评估(Mountjoy et al.,2014)

Table 2 FAT Sport Risk Assessment Model for Sport Participation

  4 未来研究

  1)FAT在竞技体育和大众健身领域的患病率调查研究;2)精确测量EA工具的设计与实证研究;3)FAT治疗干预手段的效果研究;4)FAT筛查诊断工具及重返赛场模型的应用研究;5)探究FAT是否与种族、性别、年龄相关;6)探究FAT是否与缺铁症及肠胃疾病相关。


图 6 FAT重返赛场决策临床模型(De Souza,2014)

Figure 6. Return-to-Play Decision Model for FAT

  注:罗素体征(Russell’s sign)是指重复自我诱导呕吐导致指关节或手背皮肤出现胼胝的体征。手上出现这种疤痕通常被认为是一种心理疾病的体征,通常在饮食障碍患者身上发现。

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  (收稿日期:2019-05-20; 修订日期:2019-08-15; 编辑:丁合)

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