疲勞試驗在線粒體病診斷中的作用（全文）

機體的生命活動離不開線粒體。線粒體的主要功能有：產生能量、生

成氧自由基、調節(jié)程序化細胞死亡即凋亡。線粒體病（mitochondrial

disease）是由于線粒體功能障礙所導致的多器官損害的一組疾病。1962

年，Luft等首次報道了1例線粒體肌病，經生化證實為氧化磷酸化脫偶聯(lián)

障礙弓I起，是能量代謝障礙所致的骨骼肌不能耐受疲勞。

當組織供氧不足時，葡萄糖通過糖酵解產生乳酸。在哺乳動物中，乳

酸主要來自于骨骼肌、腦、紅細胞。在組織缺氧時，機體乳酸的產生增加,

如休克、循環(huán)血容量減少、心衰，或者氧產生或氧利用障礙，如線粒體病、

糖尿病、感染、惡性病、肝病等。機體供氧充足時，能量主要來自線粒體

內三竣酸循環(huán)和氧化磷酸化過程。當骨骼肌缺血或線粒體不能提供足夠能

量時，無氧糖酵解、瞟吟核苦酸循壞成為能量產生的主要來源。這些途徑

活動的增加使血中乳酸和血氨水平增高。

線粒體的功能障礙主要表現(xiàn)為進行性肌肉無力，尤具是眼外肌、勞累

性肌痛、中樞和周圍神經系統(tǒng)功能障礙以及繼發(fā)于周期性乳酸酸中毒的一

系列癥狀；其他器官系統(tǒng)如心臟、肝臟、腎臟、血液系統(tǒng)、內分泌腺體也

可受到累及。診斷線粒體病的方法包括檢測血清肌酶水平、血漿乳酸含量、

肌電圖檢查、肌肉活檢（組織學、組化法、電鏡），以及呼吸鏈組成成分

的特異性檢測、肌肉的31P-MRS、腦PET等一系列明確代謝障礙的診

斷方法，然而這些方法不是太復雜就是過于昂貴，因此找到一種簡單方便

的篩選試驗就顯得很重要。

疲勞試驗可以作為簡便易行的線粒體病的篩選試驗。盡管這種試驗方

法已應用于臨床許久，但有關運動的時間、運動的功率、用力的力度、以

及針對不同年齡、體重、性別的試驗對象一直沒有統(tǒng)一的標準，試驗方法

也眾說紛紜。這一問題有待解決。

疲勞試驗可分為自行車動量計疲勞試驗、亞厭氧閾值自行車疲勞試

驗、增量自行車疲勞試驗、前臂缺血試驗、有氧前臂試驗等。下面分別介

紹。

1自行車動量計疲勞試驗

1.1試驗方法試驗對象要求在實驗前3天避免劇烈活動,在上午9

點至下午1點之間進行試驗。試驗前12小時不要飲用咖啡或含有酒精的

飲料。試驗對象然后在電子自行車動量計上蹬車運動。分別在開始運動后

的5分鐘、10分鐘、15分鐘抽血（S5、S10、S15）測定乳酸的濃度。

在結束運動15分鐘后抽取第5管血（R2）測定乳酸的濃度。抽血期間應

避免握拳及使用止血帶。

1.2試驗結果評定R1（運動前）、S5、S10.S15、R2的正常值上

限分別為、、、、如果上述個測定值中有兩

1.92.02.12.01.7mmol/Lo5

個以上的數(shù)值超過正常值的50%，則認為結果異常即疲勞試驗陽性。該試

驗對線粒體病診斷的敏感性為81%,特異性為94%。

2亞厭氧閾值自行車疲勞試驗

有人指出在自行車動量計上進行的疲勞試驗沒有根據患者性別、年齡

以及體重的不同劃分標準，并因此提出了亞閾值自行車疲勞試驗。AT值,

又叫做厭氧閾值，是指運動量逐漸增加時，達到一點，在這一點乳酸水平

急速提高。在亞厭氧閾值下進行的自行車運動試驗叫做亞厭氧閾值自行車

疲勞試驗。

2.1試驗方法受試者首先稱體重,然后根據性別、年齡、體重找出

適合的預期AT值。其中，20歲-29歲男性AT預測值為1.07瓦特/千克,

20歲?29歲女性AT預測值為1.06瓦特/千克；3。歲-39歲男性AT預

測值為1.05瓦特/千克，30歲?39歲女性AT預測值為1.06瓦特/千克;

40歲?49歲男性AT預測值為1.01瓦特/千克；4。歲-49歲女性AT預

測值為0.85瓦特/千克；50歲-56歲男性及女性AT預測值均為0.76瓦

特/千克。受試者然后在電子自行車動量計上在90%AT值的功率下,以

60轉/分的速度持續(xù)運動15分鐘。在運動前、運動后即刻及運動后30分

鐘分別抽取靜脈血測定乳酸水平。

2.2試驗結果評定上述結果如超過5mmol/L,則試驗結果為陽性。

該試驗的敏感性為100%,特異性為93%。

3增量自行車疲勞試臉

還有人提出通過增量自行車疲勞試驗以求得AT值。

3.1試驗方法受試者首先在靜息條件下抽血，測定靜息條件下乳酸

水平。接著，受試者在電子白行車動量計上進行運動，每2-3分鐘功率

增加5-10瓦，直到受試者心率(HR)達到最大值。然后受試者在躺椅

上仰臥休息，每隔5分鐘，從肘前正中靜脈抽血一次測定乳酸水平，直到

乳酸水平恢復到試驗前靜息水平。HR最大值計算公式為：HRmax=202

-0.72(Age)次/分。當受試者血中乳酸水平恢復到試驗前靜息狀態(tài)下時,

開始進行在65%AT值功率下的衡量白行車運動試驗，運動時間為20分

鐘，運動后即刻抽血測定乳酸水平。

3.2試驗結果評定試驗前靜息狀態(tài)下的乳酸水平上限定為

1.7mmol/Lz正常人運動誘發(fā)的乳酸增加值一般不超過4.5mmol/L。在

增量自行車疲勞試驗中，在達到最大運動水平后血漿中乳酸水平恢復至靜

息狀態(tài)所需時間，在線粒體病患者為95±6分鐘；肌強直性營養(yǎng)不良患者

為85±5分鐘；正常人為88±4分鐘。

4前胃缺血試驗

在臨床工作中，有些醫(yī)院因為不具備自行車動量計，通常通過前臂缺

血試驗來對運動不耐受患者進行診斷。前臂缺血試驗可用于診斷糖原代謝

或糖酵解先天異常疾病和肌腺瞟吟核甘酸脫氨酶缺陷癥。

4.1試驗方法首先在受試者肘前正中靜脈處埋管，從受試者非優(yōu)勢

側上肢在不使用止血帶的情況下抽血以測定乳酸與血氨的濃度。然后在患

者優(yōu)勢側上肢纏上血壓計的袖帶，使其充氣并維持壓力在收縮壓的20-

30mmHg之上,此時讓受試者通過優(yōu)勢側上肢用力抓握一個網球或反復

握拳動作進行運動，抓握頻率可以為2秒鐘一次，即抓握1秒鐘，放松1

秒鐘，這樣持續(xù)運動直至受試者感到肢體完全疲乏甚至發(fā)生痛性肌痙攣為

止，一般不少于2分鐘。這時給血壓計的袖帶放氣，2分鐘后從優(yōu)勢惻上

肢抽血重復測定乳酸及血氨的濃度。在上述試驗方法中,對于受試者握球

或者握拳的力度大小并不確定，因此無法判定受試者是否盡力而為，可以

通過定量前臂缺血試驗解決這一問題。方法如下：在受試者上臂纏上血壓

計的袖帶，使其充氣并維持壓力在收縮壓的20-30mmHg之上90秒，

受試者盡全力抓握一握力計，抓握頻率2秒鐘一次，握力計與一量規(guī)及記

錄帶相連，這樣，每次抓握時可以在紙上記錄下一條曲線，通過這條曲線

可以計算出幅度及時限，持續(xù)運動至受試者完全疲乏為止。通過定量前臂

缺血試驗，可靠的工作量為4-7kg/metero

4.2前臂缺血試驗結果判定血乳酸的正常范圍為0.7-

2.2mmol/L,血氨的正常范圍為9-33|jmmol/L正常人：運動后血乳

酸及血氨至少3倍以上增高。糖原累積病患者（除了酸性麥芽糖酶缺乏癥、

磷酸化酶b激酶缺乏癥、1,4-a-葡聚糖分支酶缺乏癥）：血乳酸增高

小于1.5倍,同時血氨增高大于2.5倍。肌腺瞟吟核吉酸脫氨酶缺乏癥患

者：血乳酸增高大于2.5倍，血氨增高小于1.5倍。

5有氧前臂試驗

實際上，通過前臂缺血試驗測定血中乳酸水平可以廣泛用于肌腺噫吟

核苗酸脫氨酶缺乏癥及其它糖原累積病的診斷，但并不適用于線粒體病的

診斷。近幾年發(fā)現(xiàn)，通過有氧前臂試驗測定靜脈血血氧飽和度及氧分壓，

可以用于線粒體病的診斷。

5.1試驗方法試驗前30分鐘測定受試者最大收縮力（MVC）值。

試驗時受試者以40%MVC力度做握拳動作，握1秒鐘，放松1秒鐘，持

續(xù)3分鐘。分別在試驗前、運動結束前30秒鐘、運動后1分鐘、運動后

5分鐘、運動后10分鐘抽血測定靜脈血血氣分析。

5.2有氧前臂試驗結果判定線粒體病患者、肌營養(yǎng)不良患者、正常

人的靜脈血氧飽和窗口血氧分壓在運動前是相近的，運動后1分鐘血氧飽

和度基本恢復至運動前水平；但在運動過程中，線粒體病患者靜脈血氧飽

和度下降程度明顯低于肌營養(yǎng)不良患者及正常人。其中，肌營養(yǎng)不良患者

及正常人在運動過程中靜脈血氧飽和度下降值大于30%，而線粒體病患者

下降值則小于30%。該試驗對運動不耐受患者診斷的敏感性及特異性均為

100%;對線粒體病患者診斷的敏感性為92%,特異性為100%。

疲勞試驗，無論是自行車動量計試驗，還是前臂