運動造成的肌肉損傷,在什麼情況下會從促進肌肉生長的正常刺激,演變成罕見但可能危及生命的橫紋肌溶解症?科學家正試圖找出其中的生理臨界點。
在追求健身成效的過程中,我們常常受到一句熟悉的口號驅策:更拚、更快、更強。我們一次次挑戰身體極限,追求更進一步的成果──但是當身體開始反過來抗議,會發生什麼事?
肌肉具有極強的適應能力,不過還是有其極限。最極端的情況,就是發生橫紋肌溶解症(rhabdomyolysis),這是一種骨骼肌組織分解的疾病,會將蛋白質和電解質釋放到血液中,可能危及心臟、腎臟等器官。
因身體活動引起的橫紋肌溶解症,稱為運動性橫紋肌溶解症(exertional rhabdomyolysis,簡稱ER)。「證據顯示,運動性橫紋肌溶解症的病例從2020年以來持續增加。」荷蘭拉德堡德大學醫學中心的學術研究員尼克.克魯伊特(Nick Kruijt)表示:「這種情況似乎在軍隊的新兵身上比較常見,極度耗費體力和過熱都可能是造成運動性橫紋肌溶解症的因素。不過,運動性橫紋肌溶解症在一般運動愛好者身上的發生率也在上升,尤其是運動項目中包含離心訓練的人;在這類運動中,肌肉需要在被拉伸的同時出力。」
研究人員認為,病例增加是多項因素共同造成的。如今,不論是運動者、教練還是醫生,對於這種疾病都有更多認識和警覺,可能也因此提高了診斷率。同時也有專家指出,疫情過後人們重新開始運動,以及耐力挑戰日益盛行、社群媒體帶動各種健身風潮,都可能是促成病例增加的因素。
「現在各式各樣的身體活動都有出現橫紋肌溶解症的案例,」韋恩州立大學運動表現研究員塔瑪拉.休-巴特勒(Tamara Hew-Butler)表示。「從飛輪課、足球到游泳,都有通報案例。還有一些比較特殊的病例,像有一位患者是長時間從事園藝活動,還有一位是連續好幾個小時都在打鼓,而且打得非常賣力。」
此外,也有在CrossFit訓練、Murph挑戰和HYROX等高強度健身訓練之後發生橫紋肌溶解症的通報案例。問題未必是這些訓練形式本身有危險──對許多從事這類運動的人來說,只要循序漸進增加訓練量,並在每次訓練之間有時間充分休息恢復,都可以安全進行訓練。風險之所以升高,是因為這類訓練往往同時具備好幾項目前已知的風險因子:參與者運動意願強烈、訓練量過多、全身肌群都會參與,以及身體過熱。
不過,橫紋肌溶解症只是運動造成肌肉損傷的生理現象中,最為極端的情況之一。每一次訓練都會促使肌肉適應運動強度,但同時也可能造成損傷。科學家如今正試圖找出兩者之間的生理臨界點,釐清何種情況下會讓肌肉訓練轉變成傷害。
肌肉損傷的光譜
肌肉分解未必是壞事。「要變得更好、更強,本來就需要一定程度的肌肉分解。」休-巴特勒表示。骨骼肌是活躍的組織,無論活動或休息時,都在持續進行重整,運動只是加速了這個過程。
肌肉損傷並非只有正常或病理性兩種,更像是一段程度不同的連續光譜。光譜的一端,是較為人熟知的延遲性肌肉痠痛(delayed-onset muscle soreness,簡稱DOMS),也就是從事不熟悉的運動後常會出現的痠痛,通常不需治療便會自行緩解;另一端則是橫紋肌溶解症,在這種極端情況下,肌肉分解已嚴重到足以危及其他器官。
那麼,兩者之間的界線究竟在哪裡?
肌酸激酶(creatine kinase,簡稱CK)是一種會在肌肉分解時釋放的酵素,也是診斷橫紋肌溶解症的關鍵生物標記。CK可以讓醫療人員用來判斷肌肉損傷的程度,但是單憑CK濃度並無法直接判定肌肉究竟是在正常適應,還是已經出現病理性變化。運動後,CK濃度可能大幅升高,不過這也未必會造成傷害。事實上,有些研究發現,即使CK濃度高達正常值的175倍,也可能並未出現橫紋肌溶解的症狀或併發症。
克魯伊特與研究同仁最近針對如何劃出更明確的界線展開討論,最後達成共識:若要作為運動性橫紋肌溶解症的診斷依據,CK濃度至少應超過正常值上限的50倍。這個門檻有助於確認肌肉分解的嚴重程度,卻也突顯了研究人員面臨的一大難題。
「不同人對運動的反應可能會有非常大的差異,」蘭卡斯特大學整合生理學資深講師克里斯‧加夫尼(Chris Gaffney)表示:「所以,要判斷一個人的肌肉分解究竟會在什麼情況下從正常反應轉為病理性變化,實在非常困難。」
橫紋肌溶解症本身也不容易察覺。典型的三大症狀有肌肉無力、疼痛,以及顏色如紅茶般深暗的尿液,但並非每名患者都會出現這些症狀。而且,運動後本來就容易出現一定程度的肌肉疼痛和無力,許多運動者會把這些症狀歸因於延遲性肌肉痠痛。由於運動後有這類症狀常被視為正常現象,很少有人會為此就醫,這也代表肌肉損傷光譜中的許多情況可能未被察覺。
真正面臨風險的是哪些人?
由於沒有任何單一因素能決定一個人是否會發生橫紋肌溶解症,研究人員認為,通常是多種生理壓力同時作用,才會導致這種情況。訓練負荷就是最明顯的例子之一。連續多日運動卻沒有充分休息、突然大幅提高訓練強度,以及大量動用全身肌群的離心運動,都可能超出身體的負荷極限。
高溫還可能進一步增加風險。「運動型中暑和運動性橫紋肌溶解症都與核心體溫升高有關,而體溫過高可能會導致肌肉分解。」拉德堡大學醫學中心的熱生理學家科恩.邦格斯(Coen Bongers)表示。「就舉HYROX為例,這是一種結合跑步和肌力運動的高強度訓練。」邦格斯指出,如果再碰上不利條件,尤其是高溫、恢復不足,或沒有妥善掌握運動節奏,種種因素結合起來,就可能形成一場「完美風暴」。這種風險並不限於戶外活動。室內運動同樣可能暴露在高溫環境中,例如通風不良的健身房、擠滿人的運動教室、飛輪課程,或是在空氣流通不佳的空間進行耐力訓練。
全身性訓練也可能提高風險,因為這類運動會動用較大量的肌肉組織。不過,不同肌群也會有差異。「二頭肌雖然比股四頭肌小,卻更容易發生分解。」休-巴特勒指出。
過去認為不同性別的橫紋肌溶解症風險有差異,不過近年來這種差異也逐漸變得不那麼明顯。「一開始,醫界認為男性比女性更容易發生橫紋肌溶解症,因為男性的肌肉量較大,」加夫尼說:「但近來的資料顯示,事實可能並非如此。」女性同樣可能進行高強度運動,將身體逼近自身的生理極限;此外,過去女性經常未被充分納入相關研究,早期研究中的女性參與者人數往往不足,因此難以準確評估女性面臨的風險。
個體差異同樣重要,而這可能歸因於遺傳傾向。「如果患者多次發生橫紋肌溶解症,就有必要接受檢查,確認肌肉組織是否有某種遺傳缺陷,導致肌肉較容易分解。」邦格斯表示。
目前還沒有一套公認的評估方法可預測某個人是否會發生橫紋肌溶解症,因此臨床醫師只能依據已知的風險因子來判斷。已有充分證據支持的風險因子,包括突然進行身體尚未習慣的高強度運動、熱壓力、近期曾有病毒感染,以及使用某些藥物(例如斯他汀類藥品)。其他可能的風險因子,例如咖啡因、酒精和某些抗憂鬱藥物,目前仍有待進一步研究。
水分攝取似乎也是一項重要因素。「我們已經很確定脫水是引起橫紋肌溶解症的風險因子,但現在也開始擔心水分攝取過多可能增加發生風險,」休-巴特勒說:「肌纖維吸收過多水分而腫脹後,會變得較不穩定,在運動時也更容易分解。」
即便如此,科學家仍提醒,不應過度誇大其中的危險性。「根據針對最大強度離心運動進行的長期介入性研究,幾乎沒有證據顯示會發生運動性橫紋肌溶解症。」諾丁漢大學肌肉代謝教授保羅.格林哈夫(Paul Greenhaff)表示。換句話說,即使是高強度運動,單獨造成橫紋肌溶解症的情況也很少見。真正的危險似乎更容易出現在多種壓力因素同時疊加的情況下。
因此,要預測及預防橫紋肌溶解症,重點並不是完全避開高強度運動,而是做好準備、循序漸進,並懂得辨識關鍵警訊。
「運動在極少數情況下可能有危險,但對健康的益處無庸置疑。」邦格斯說。加夫尼也認為,讓身體逐步適應非常重要。「最重要的是要記住,身體的生理機能需要時間來適應運動的強度。」
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