【香港運動醫學及科學學會】運動性低血鈉症(EAH)



【體路專欄】人類舌頭感受到的鹹味,主要由鈉(Sodium)而來。鈉是人體內其中一種電解質(Electrolytes),主要在血液及包圍細胞的體液內,它除了提供鹹味,還透過調較血液滲透壓(Osmolality)來維持體液平衡,以保持正常神經傳導及肌肉細胞功能。我們透過飲食攝取鈉質,並經汗水及尿液排出鈉質。

低血鈉(Hyponatremia)是指血液內鈉水平低於135 mmol/L所引起的症狀。臨床的嚴重程度根據神經症狀來區分,輕度的低血鈉症沒有明顯症狀;中度則會出現頭痛、暈眩、失去平衡等等;而嚴重者可致癲癇、昏迷和死亡。

首次發現低血鈉症與運動有關,是在1981年的一項賽事中。當時,在南非德班一項90公里的超級馬拉松賽事,一名46歲女選手跑至終點前20公里體力不支倒下,在送院途中更癲癇發作,情況嚴重。經檢查後,發現患者血鈉水平僅低至115 mmol/L,胸部X光顯示有肺水腫,但卻無心臟衰竭跡象。當時診斷為運動性低血鈉腦病(Exercise-Associated Hyponatremic Encephalopathy, EAHE)及神經性肺水腫(Neurogenic Pulmonary Edema),成為全球首例,該選手最後留醫六天出院。

隨後數十年的研究發現,原來馬拉松、三項鐵人和其他耐力運動均與低血鈉有密切的關係。隨著這些運動越來越普及,不同程度的EAH個案亦有所增加,並有相關的死亡事故。

運動性低血鈉症(Exercise-Associated Hyponatremia, EAH)病理成因

筆者將會深入淺出地介紹以下五個可以導致EAH的病理成因,這些成因會互相影響,形成一個錯綜複雜的機制。

一、過量飲水(包括運動飲品)

一直以來,很多人都強調缺水的危險及補充水分的重要性,甚至曾有人提出無限制飲水(Ad libitum drinking)。久而久之,飲水就如韓信點兵,多多益善。不過,原來過量攝取水分會帶來稀釋效果,降低血鈉水平。此外,在不少比賽中,主辦單位往往提供大量飲品,參加者每每「當飲不讓」,卻沒想過有機會使情況更為嚴重。事實上,大部分EAH患者的體重在比賽或運動後有所增加,這短時間內的體重上升正因為過量攝取飲品而致。

二、精胺酸血管加壓素(Arginine Vasopressin, AVP)分泌

精胺酸血管加壓素(AVP),又名抗利尿激素(Antidiuretic hormone, ADH),是由腦下視丘(Hypothalamus)分泌的一種賀爾蒙,主要作用是令腎臟增加水分回收,濃縮尿液,減少尿量排放。在正常情況下,攝取過多的水會抑制AVP分泌,導致腎臟排出大量稀釋尿液。

AVP是壓力荷爾蒙(Stress hormone)之一,雖然重要程度不及腎上腺素、去甲腎上腺素和皮質醇,但在對抗壓力和應付緊急情況時亦發揮一定的作用。有研究發現,患有EAH的運動員會分泌較多AVP,導致身體排出高鈉量和高濃度的尿液。另外,在耐力運動中的常見受壓情況如劇烈運動、噁心、嘔吐、低血糖、疼痛、情緒緊張等等,均會刺激AVP分泌,若再加上過量飲水,出現EAH的風險便會大大增加。然而,並非所有運動引發的AVP分泌都是有害的。在流汗過多導致體液過份流失的情況下,適當的AVP分泌就能保存身體水分。

三、汗鈉流失

汗鈉流失量因人而異,與普通人相比,耐力運動員的汗液鈉含量較低,大量排出「淡汗」會導致體內血鈉水平升高。以下兩種方式的汗液流失可以導致EAH:(1)大量的體液流失會刺激AVP分泌,從而減少排尿。(2)飲用滲透壓比流失汗液還要低的液體(即清水或低滲運動飲品)。這兩種情況可能有助解釋為何有些EAH的運動員淨體重下降。然而,關於汗液鈉的流失會否引發EAH問題,學界仍然存在爭議。

四、糖原(Glycogen)新陳代謝

每公斤糖原內有達3公斤的水分。在運動時,糖原在新陳代謝的過程中釋放葡萄糖,同時產生水分。若這些水分過量保存在體內,亦可導致低血鈉。

EAH 的病理成因
(圖片來源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28316971/#&gid=article-figures&pid=figure-2-uid-1)

五、橫紋肌溶解(Rhabdomyolysis)

橫紋肌溶解和EAH有雙向關聯。有證據顯示,患有EAH的運動員比正常運動的人更容易誘發因運動引起的橫紋肌溶解。在馬拉松比賽中,短暫性低鈉血症會導致肌酸激酶(Creatine Kinase, CK)水平明顯升高,這可以是EAH發展的病因,也可能是EAH的後遺症。橫紋肌溶解可能是透過刺激AVP分泌,或是通過增加炎症因子IL-6和CK來控制EAH的發展。另一方面,EAH可以改變細胞內鉀和鈣的濃度,從而影響細胞膜的穩定性並引起細胞損傷,繼而產生橫紋肌溶解。至於關於EAH和橫紋肌溶解,誰是因誰是果,就待進一步研究了。

橫紋肌溶解和EAH的雙向關聯
(圖片來源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28316971/#&gid=article-figures&pid=figure-3-uid-2)

EAH的症狀

EAH 的臨床表現因人而異,大多數患有EAH的跑手有輕度症狀,例如身體虛弱,頭暈,頭痛,噁心或嘔吐,或甚至毫無症狀,其血納水平介乎134至128 mmol/L 之間;重症症狀有腦水腫、精神狀態改變、癲癇發作、肺水腫和昏迷等等,甚至死亡,重症的血鈉水平普遍低於 126 mmol/L。

有急救知識的讀者可能會發現, EAH的症狀與中暑或脫水十分相似,後兩者更是運動常見的傷病。可想而知,醫護及急救人員要在運動場上診斷EAH可算是「打大佬級」的挑戰。

EAH的治療方法

EAH患者得到準確的診斷是處理個案的一大困難,因為EAH與脫水、熱衰竭、中暑或高山症等的症狀相似,但治理方法卻截然不同。在醫治脫水等問題時,急救人員大多數會使用等滲液(如生理鹽水)或低滲液,但在處理EAH的情況來說卻是弊多於利。當然,若在現場可以即時驗血,找出血鈉水平,診斷EAH個案根本不成問題。但現實是,在絕大多數的運動會及比賽中,並沒有即時檢測(Point-of-care testing)的安排。

有證據表示,口服高滲鹽水溶液可有效控制EAH症狀並提升血鈉水平,較傳統的「限水令」更為方便及有效。輕度至中度症狀的患者可以飲用小量的高滲溶液,如100 mL 的3%鹽水或濃雞湯(約三至四塊湯粒開四分一杯水)。開個玩笑,若未來找些雞販來贊助馬拉松賽事,或許不錯。

言歸正傳,研究顯示,較嚴重的EAH個案可用靜脈注入高滲鹽溶液,能最有效提升血鈉水平及治理EAH併發腦病(Encephalopathy)。另外,亦有依靠使用生理鹽水成功治療EAH的個案,但其臨床效果和產生生化反應的速度卻比較慢,生理鹽水需要數天才有效改善血納水平,而靜脈注射高滲鹽溶液只需數小時。

EAH的預防方法

預防永遠勝於治療,而教育就是預防的核心。教育的對象不應只限於運動員,還應包括教練、家長、工作人員、大會統籌等等,因為all have stake in it.

一、節制飲水

一直以來我們相信飲水很重要,但過量的水份攝取卻會致命。運動比賽途中雖有大量飲料提供,但要謹記免費的東西才是最貴的。運動飲水並非食自助餐,有節制才是王道。

除了靠運動員自身的節制,在賽事中實施限制飲料提供的措施,亦有助防止EAH發生。在1998年紐西蘭的三項鐵人賽上,大會就實施了「限水令」,結果當年只有0.6%參加者患上EAH,相比往年的3.4%大幅減少。

二、補水方程式

就如何適當地飲水,美國運動醫學學院很久以前已有個「計劃飲水」(programmed drinking)的指南:運動前按體重逐少補充水分(約每公斤體重5至7 mL水分)、運動期間每小時飲用400-800 mL 水分,以及運動後根據體重及尿液深淺來補回水分和電解質。

近年,第三次國際運動性低血鈉症共識發展會議提出的「隨渴而喝」(drinking to thirst),就建議我們根據口渴訊息來補充水分。人體本身就擁有一個自我警報和自我調節的回饋(Feedback)系統,能有效地防止身體出現亂象,以及完善身體機能。口渴便是其中一個實時訊息,提示我們需要即時補充水份。只要我們重視和正確解讀來自身體的訊息,這個與生俱來的方法絕對能夠安全及有效地提示身體是否需要補充水分。

亳無疑問,這兩種學説近年成為運動文獻的爭論話題。看似南轅北轍,但其實大家的共同目標都是維持身體適量水分及保特運動表現,分別在於前者著重減少心血管和體溫調節的壓力,後者則強調預防低血鈉。

至於孰是孰非,至今仍未有統一答案。從統計的角度來看,「隨渴而喝」在運動耐力表現方面勝「計劃飲水」一籌。有研究建議在不同情況下各取其長,例如在天氣較涼的環境下,進行一個較短 (少於一至兩小時)和輕鬆的運動或比賽,預期身體水分不會大量流失(<2%)的情況下,可以放鬆的「隨渴而喝」;但若要在高溫天氣下,進行一個耐力(多於90分鐘至兩小時)、高強度及高能量要求(1g carbohydrate/min) 的活動,這就需要一個嚴謹的飲水計劃了。

、避重就輕

另外一個要留意的身體訊號就是體重。雖然靠量度體重來評估身體水分,所得的資訊未必精準且有滯後,不過一般而言,經過長時間運動後,身體的水分會隨汗水、尿液及腸道流失,加上燃燒了脂肪及糖分等,體重理應會下降。反之,體重上升即表示攝取了過量水分,有EAH的風險。雖然如此,但不能忽略體重下降亦可由脫水低血鈉所造成。總括來說,體重下降未必正常,但體重上升就一定是異常。

四、補充鈉

相對於限制飲水,使用補充鈉在預防EAH方面仍存在爭議。在第三次國際運動性低血鈉症共識發展會議中提及到,儘管飲用鈉可以減少血鈉水平下降,但在過量水分攝入情況下,它卻不能防止EAH 發生。在野外醫學學會的EAH臨床處理指引2019年更新內亦指出,血鈉水平取決於水分攝入量而非鈉攝入量。市面上的運動飲品即使含有鈉,可是都只是低滲飲料,就算大量飲用不能防止EAH。

總結

EAH的隱藏危機可以在各樣耐力體育活動中出現,並可令本來健康的人士喪生。不論運動的模式如何,過量攝取水分仍然是EAH發生的主要原因。EAH的治療很大程度上取決於臨床症狀,對於輕度至中度的EAH,可以透過限制飲品攝取或口服高滲鹽水來處理,至於出現嚴重症狀的EAH患者,則需要緊急靜脈輸入高滲鹽水。

EAH 可以透過適當補充水分來預防,飲用的份量是根據口渴訊息來衡量,或嚴格遵守飲水計劃,並需預期在長時間運動後體重會下降,以上並不會影響運動表現。預防EAH的關鍵就是透過教育,教育運動員和教練訓練和比賽期間補充適量的水份,以及教育醫護及急救人員於EAH早期識別和提供適當治療。

【香港運動醫學及科學學會】

參考資料:

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郭永康醫生
香港運動醫學及科學學會委員 (2020-22年)
急症科專科醫生

 

 

 

 

 

 

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