机体的生命活动离不开线粒体。线粒体的主要功能有：产生能量、生成氧自由基、调节程序化细胞死亡即凋亡。线粒体病（mitochondrialdisease）是由于线粒体功能障碍所导致的多器官损害的一组疾病。年，Luft等首次报道了1例线粒体肌病，经生化证实为氧化磷酸化脱偶联障碍引起，是能量代谢障碍所致的骨骼肌不能耐受疲劳。
当组织供氧不足时，葡萄糖通过糖酵解产生乳酸。在哺乳动物中，乳酸主要来自于骨骼肌、脑、红细胞。在组织缺氧时，机体乳酸的产生增加，如休克、循环血容量减少、心衰，或者氧产生或氧利用障碍，如线粒体病、糖尿病、感染、恶性病、肝病等。机体供氧充足时，能量主要来自线粒体内三羧酸循环和氧化磷酸化过程。当骨骼肌缺血或线粒体不能提供足够能量时，无氧糖酵解、嘌呤核苷酸循坏成为能量产生的主要来源。这些途径活动的增加使血中乳酸和血氨水平增高。
线粒体的功能障碍主要表现为进行性肌肉无力，尤其是眼外肌、劳累性肌痛、中枢和周围神经系统功能障碍以及继发于周期性乳酸酸中毒的一系列症状；其他器官系统如心脏、肝脏、肾脏、血液系统、内分泌腺体也可受到累及。诊断线粒体病的方法包括检测血清肌酶水平、血浆乳酸含量、肌电图检查、肌肉活检（组织学、组化法、电镜），以及呼吸链组成成分的特异性检测、肌肉的31P-MRS、脑PET等一系列明确代谢障碍的诊断方法，然而这些方法不是太复杂就是过于昂贵，因此找到一种简单方便的筛选试验就显得很重要。
疲劳试验可以作为简便易行的线粒体病的筛选试验。尽管这种试验方法已应用于临床许久，但有关运动的时间、运动的功率、用力的力度、以及针对不同年龄、体重、性别的试验对象一直没有统一的标准，试验方法也众说纷纭。这一问题有待解决。
疲劳试验可分为自行车动量计疲劳试验、亚厌氧阈值自行车疲劳试验、增量自行车疲劳试验、前臂缺血试验、有氧前臂试验等。下面分别介绍。
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自行车动量计疲劳试验
1.1试验方法试验对象要求在实验前3天避免剧烈活动，在上午9点至下午1点之间进行试验。试验前12小时不要饮用咖啡或含有酒精的饮料。试验对象然后在电子自行车动量计上蹬车运动。分别在开始运动后的5分钟、10分钟、15分钟抽血（S5、S10、S15）测定乳酸的浓度。在结束运动15分钟后抽取第5管血（R2）测定乳酸的浓度。抽血期间应避免握拳及使用止血带。
1.2试验结果评定R1（运动前）、S5、S10、S15、R2的正常值上限分别为1.9、2.0、2.1、2.0、1.7mmol/L。如果上述5个测定值中有两个以上的数值超过正常值的50％，则认为结果异常即疲劳试验阳性。该试验对线粒体病诊断的敏感性为81％，特异性为94％。
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亚厌氧阈值自行车疲劳试验
有人指出在自行车动量计上进行的疲劳试验没有根据患者性别、年龄以及体重的不同划分标准，并因此提出了亚阈值自行车疲劳试验。AT值，又叫做厌氧阈值，是指运动量逐渐增加时，达到一点，在这一点乳酸水平急速提高。在亚厌氧阈值下进行的自行车运动试验叫做亚厌氧阈值自行车疲劳试验。
2.1试验方法受试者首先称体重，然后根据性别、年龄、体重找出适合的预期AT值。其中，20岁-29岁男性AT预测值为1.07瓦特/千克，20岁-29岁女性AT预测值为1.06瓦特/千克；30岁-39岁男性AT预测值为1.05瓦特/千克，30岁-39岁女性AT预测值为1.06瓦特/千克；40岁-49岁男性AT预测值为1.01瓦特/千克；40岁-49岁女性AT预测值为0.85瓦特/千克；50岁-56岁男性及女性AT预测值均为0.76瓦特/千克。受试者然后在电子自行车动量计上在90％AT值的功率下，以60转/分的速度持续运动15分钟。在运动前、运动后即刻及运动后30分钟分别抽取静脉血测定乳酸水平。
2.2试验结果评定上述结果如超过5mmol/L，则试验结果为阳性。该试验的敏感性为％，特异性为93％。
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增量自行车疲劳试验
还有人提出通过增量自行车疲劳试验以求得AT值。
3.1试验方法受试者首先在静息条件下抽血，测定静息条件下乳酸水平。接着，受试者在电子白行车动量计上进行运动，每2-3分钟功率增加5-10瓦，直到受试者心率（HR）达到最大值。然后受试者在躺椅上仰卧休息，每隔5分钟，从肘前正中静脉抽血一次测定乳酸水平，直到乳酸水平恢复到试验前静息水平。HR最大值计算公式为：HRmax=-0.72（Age）次/分。当受试者血中乳酸水平恢复到试验前静息状态下时，开始进行在65％AT值功率下的衡量白行车运动试验，运动时间为20分钟，运动后即刻抽血测定乳酸水平。
3.2试验结果评定试验前静息状态下的乳酸水平上限定为1.7mmol/L，正常人运动诱发的乳酸增加值一般不超过4.5mmol/L。在增量自行车疲劳试验中，在达到最大运动水平后血浆中乳酸水平恢复至静息状态所需时间，在线粒体病患者为95±6分钟；肌强直性营养不良患者为85±5分钟；正常人为88±4分钟。
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前臂缺血试验
在临床工作中，医院因为不具备自行车动量计，通常通过前臂缺血试验来对运动不耐受患者进行诊断。前臂缺血试验可用于诊断糖原代谢或糖酵解先天异常疾病和肌腺嘌呤核苷酸脱氨酶缺陷症。
4.1试验方法首先在受试者肘前正中静脉处埋管，从受试者非优势侧上肢在不使用止血带的情况下抽血以测定乳酸与血氨的浓度。然后在患者优势侧上肢缠上血压计的袖带，使其充气并维持压力在收缩压的20-30mmHg之上，此时让受试者通过优势侧上肢用力抓握一个网球或反复握拳动作进行运动，抓握频率可以为2秒钟一次，即抓握1秒钟，放松1秒钟，这样持续运动直至受试者感到肢体完全疲乏甚至发生痛性肌痉挛为止，一般不少于2分钟。这时给血压计的袖带放气，2分钟后从优势侧上肢抽血重复测定乳酸及血氨的浓度。在上述试验方法中，对于受试者握球或者握拳的力度大小并不确定，因此无法判定受试者是否尽力而为，可以通过定量前臂缺血试验解决这一问题。方法如下：在受试者上臂缠上血压计的袖带，使其充气并维持压力在收缩压的20-30mmHg之上90秒，受试者尽全力抓握一握力计，抓握频率2秒钟一次，握力计与一量规及记录带相连，这样，每次抓握时可以在纸上记录下一条曲线，通过这条曲线可以计算出幅度及时限，持续运动至受试者完全疲乏为止。通过定量前臂缺血试验，可靠的工作量为4-7kg/meter。
4.2前臂缺血试验结果判定血乳酸的正常范围为0.7-2.2mmol/L，血氨的正常范围为9-33μmmol/L。正常人：运动后血乳酸及血氨至少3倍以上增高。糖原累积病患者（除了酸性麦芽糖酶缺乏症、磷酸化酶b激酶缺乏症、1，4-a-葡聚糖分支酶缺乏症）：血乳酸增高小于1.5倍，同时血氨增高大于2.5倍。肌腺嘌呤核苷酸脱氨酶缺乏症患者：血乳酸增高大于2.5倍，血氨增高小于1.5倍。
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有氧前臂试验
实际上，通过前臂缺血试验测定血中乳酸水平可以广泛用于肌腺嘌呤核苷酸脱氨酶缺乏症及其它糖原累积病的诊断，但并不适用于线粒体病的诊断。近几年发现，通过有氧前臂试验测定静脉血血氧饱和度及氧分压，可以用于线粒体病的诊断。
5.1试验方法试验前30分钟测定受试者最大收缩力（MVC）值。试验时受试者以40％MVC力度做握拳动作，握1秒钟，放松1秒钟，持续3分钟。分别在试验前、运动结束前30秒钟、运动后1分钟、运动后5分钟、运动后10分钟抽血测定静脉血血气分析。
5.2有氧前臂试验结果判定线粒体病患者、肌营养不良患者、正常人的静脉血氧饱和度和血氧分压在运动前是相近的，运动后1分钟血氧饱和度基本恢复至运动前水平；但在运动过程中，线粒体病患者静脉血氧饱和度下降程度明显低于肌营养不良患者及正常人。其中，肌营养不良患者及正常人在运动过程中静脉血氧饱和度下降值大于30％，而线粒体病患者下降值则小于30％。该试验对运动不耐受患者诊断的敏感性及特异性均为％；对线粒体病患者诊断的敏感性为92％，特异性为％。
疲劳试验，无论是自行车动量计试验，还是前臂缺血试验，亦或有氧前臂试验，它们的敏感性及特异性均较高。临床上经常遇到一些运动不耐受的患者，他们的肌容积及肌力可以是正常的，对于这些患者，疲劳实验虽然不能作为线粒体病或者代谢性肌病的确定诊断方法，但却是一种方便可行的筛选诊断方法，尤其是针对那些不愿意进行肌肉活检的患者。对于临床有倾向性诊断的患者应选择不同的试验方法；但对所有运动不耐受患者，上述试验方法均适用。当然，确定诊断还需通过肌肉活检行组织病理学检查及基因检测。
中风与神经疾病杂志年8月第23卷第4期
作者：陈健华王建明崔丽英（中国医医院神经科）
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