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(运动人体科学专业论文)不同快速降体重对人体血液流变性影响的研究.pdf.pdf 免费下载
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文档简介
摘要 有研究表明,赛前快速脱水降体重对运动员的运动能力、身体机 能和营养健康造成了影响。本研究通过观察不同方式快速脱水降体重 对红细胞形态和血液流变学指标的变化,以期为运动员赛前快速降体 重提供参考依据。 研究方法: 以湖南文理学院体育系2 0 0 2 级1 6 名健康男生为实验对象,测定 正常水合( 0 b w l ) 、桑拿和运动脱水快速降体重2 ( 2 b w l ) 、桑拿 及运动脱水快速降体重4 ( 4 b w l ) 这三种不同体重状态下,血液流 变学指标的变化,并通过电镜观察红细胞形态改变。 研究结果: ( 1 ) 2 b w l 和4 b w l 时全血粘度( 高、中、低切) 、血浆粘度、 红细胞压积、纤维蛋白原( f i ) 有明显变化( 户 o 0 5 ) ,t k 、v r 、a 1 、 a 2 明显升高( 尸 0 0 5 ) ; ( 2 ) 电镜观察红细胞形态,由双凹扁平圆盘形变为呈周围肿胀 或一面凹,另一面凸呈帽形的变化; ( 3 ) 4 b w l 时血液流变学各指标变化明显高于2 9 6 b w l ( 尸 o 0 5 ) , 红细胞形态异常程度也更加明显, ( 4 ) 桑拿快速脱水组与运动快速脱水组的血液流变学各指标在 同等程度脱水程度下相比较,有差异,但差异没有统计学意义;红细 胞形态在脱水前后有明显变化,但组间差异不显著。 结论: ( 1 ) 桑拿和运动等快速脱水降体重法,均可引起血液流变性的 显著性变化和红细胞形态的改变。 ( 2 ) 快速脱水的程度与血液流变性密切相关。 ( 3 ) 快速脱水对血液循环和微循环的影响,关键在于脱水程度, 与脱水方式的关系不明显。 关键词:血液流变性快速降体重红细胞形态桑拿运动 a b s t r a c t m a n yr e s e a r c h e sh a v es h o w nt h ee f f e c t so fd i f f e r e n tl e v e l so fr a p i d b o d yw e i g h tl o s so nb o d yf u n c t i o n s e x e r c i s ea b i l i t ya n dh e a l t ho fa t h l e t e s b e f o r eam a t c h b yo b s e r v i n gt h ee f f e c t so fd i f f e r e n tl e v e l so fb o d y w e i g h tl o s si nd i f f e r e n tw a y so nh e r h e o l o g ya n dr e dc e l lm o d a l i t y , t h i s r e s e a r c ha i m st oo f f e rt h er e f e r e n c ef o ra t h l e t e st ol o s ew e i g h tr a p i d l y m e t h o d s : t h i sr e s e a r c hm e a s u r e dt h e c h a n g e o f h e m o r h e o l o g y a f t e r e u h y d r a t i o n ( 0 b w l ) 、s a u n a - i n d u c e da n de x e r c i s e - i n d u c e db o d yw e i g h t l o s sb y2 ( 2 b w l ) a n db y4 ( 4 b w l ) r e s p e c t i v e l yi n1 6h e a l t h y m a l e - s t u d e n t si np e d e p a r t m e n to fh u n a nu n i v e r s i t yo fa r t sa n d s c i e n c e d u r i n gt h et e s t ,w eu t i l i z e dw h o l eb l o o dv i s c o s i t y ( w b v ) , p l a s m av i s c o s i t y ( p v ) ,h e m a t o c r i t ( i - i c t ) ,e r y t h r o c y t ed e f o r m a b i l i t y ( p , e r y t h r o c y t ea g g r e g a t i o ni n d e x e s ( a 1a n da 2 ) ,e r y t h r o c y t e 堍i di n d e x w r ) e t a l w ei n v e s t i g a t e dt h ec h a n g e so fm o r p h o l o g yo fe r y t h r o c y t ew i t ht h e e l e c t r o n i cm i c r o s c o p y r e s u l t s : ( 1 ) 仙i n d e x e so fh e r h e o l o g yh a ds i g n i f i c a n t l yc h a n g e da f t e r 2 b w la n d4 b w l , s u c ha sw b v , p v , h c t ,t k , f i ,a l ,a 2e t c ( p 0 0 5 ) 表3 - 54 状态下,两组血液流变学指标变化 : t a b l e 3 3c h a n g e so fi e m o r h e o l o g yi n d e x e sa t4 明l 图3 - 1 l 两组减体重4 h o t 、t k 、v r 、a 1 、a 2 比较 g r a p h 3 一l lc o m p a r i s o no fh o t 、t k 、v r 、a i 、a 2a t4 b w l 图3 - 1 2 两组减体重4 w b v 比较 g r a p h 3 1 2c o m p a r i s o no fw b va t4 b w l 图3 - 1 3 两组减体重4 前p v 比较 g r a p h 3 1 3c o m p a r i s o no fp va t4 b w l 桑拿组( g r o u ps ) 图3 - 1 44 b w l 时两组红细胞形态比较 g r a p h3 - 1 4r e dc e l ls h a p ec o m p a r i s o no fg r o u psa n de 3 2 4 快速降体重( 0 b w l ,2 b w l ,4 b w l ) 时,两组血液流变学 指标的变化纵向比较 桑拿组和运动组在不同脱水降体重的血液流变学指标变化如表 3 - 6 ,表3 - 7 图3 1 5 ,图3 - 1 6 示 裘n 3 _ 6桑拿组o b w l 、2 b w l 、2 4 b w l 的血液流变学指标变化。 t a b l e 3 - 6c h a 甓g e so fh e m o r h e o l o g yi n d e x e sa to b w l 、2 1 珊l 、4 b w li ng r o u 奎s 0 b w l2 肼l 编b w l w b v ( l )2 2 3 6 3 2 22 6 5 0 3 2 拼3 3 6 9 4 2 2 卒木 w b v ( m )6 5 5 土o 4 38 0 5 2 6 7 * 8 9 4 0 7 3 料 w b v ( h )5 3 1 0 4 55 3 3 0 4 2 * 5 7 8 土0 4 8 * p v1 4 5 0 2 21 4 5 0 0 6 *1 4 7 0 1 0 h c t0 4 2 o 0 50 4 8 0 0 3 * 0 5 0 0 0 2 卡木 f i2 8 4 土0 2 73 3 7 0 2 5 *3 4 0 0 4 6 t k0 8 7 0 0 4o 8 7 0 0 30 8 8 0 0 2 * v r 3 7 6 o 2 43 8 3 0 1 3 3 9 3 0 2 4 * a 14 7 5 0 5 55 4 0 0 4 2 *5 5 7 0 2 4 * a 21 5 9 4 2 3 42 1 4 3 2 5 3 *2 2 2 l 3 5 0 料 表3 - 7 运动组o b w l 、2 b w l 、2 4 b w l 的血液流变学指标变化 t a b l e 3 7c h a n g e so fh e m o r h e o l o g yi n d e x e sa to b w l 、2 b w l 、4 b w li ng r o u pe 1 7 图3 - 1 5 桑拿组不同状态下血液流变学指标比较 g r a p h3 - 1 5 h e o r h e o l o g yi n d e x e sc d m p a r i s o na td i f f e r e n ts t a t e si ng r o u ps 3 - 1 6 运动组不同状态下血液流变学指标比较 g r a p h3 - 1 6h e m o r h e o l o g yi n d e x e sc o m p a r i s o na td i f f e r e n ts t a t e si ng r o u pe 从表3 - 6 可见,桑拿组低、中、高切变率下全血粘度发生了明显的 变化,纤维蛋白的含量明显升高( p 0 0 5 ) ;2 b w l 和4 b w l 时的 血浆粘度均升高( p 0 0 5 ) ;4 b w l 时的变化与2 b w l 时比较也具 有明显变,化经统计学检验具有显著性( p o 0 5 ) ,纤维蛋白原的含量 也随脱水程度的加重而升高,与脱水前相比其在2 和4 的值的升高均 有显著性( p o 0 5 ) ,而且4 状态的增高也较2 时具有显著差异 ( p o 0 5 ) ;红细胞刚性指数,聚集指数,变形指数也发生了类似的改 变。红细胞的形态变化也随脱水程度的加重而更加明显( 见图3 - 1 7 ) 。 0 b w l ( s )2 b w l ( s )4 b w l ( s ) 0 b w l ( e )2 b w l ( e ) 图3 - 1 7 桑拿组与运动组在不同状态的红细胞形态比较 g r a p h3 - 8r e dc e l ls h a p ec o m p a r i s o na td i f f e r e n tc o n d i t i o n sb e t w e e ng r o u psa n de 4 分析讨论 4 1 :不同快速降体重对以粘度为代表的宏观血液流变性指标的影响 众所周知,人体内正常流动的血液,特别是微循环系统内正常、有 效流动的血液,是维持生命活动所必需的物质基础。血液的粘度就是反 映血液作为一个流体所特有的一个重要生物物理特性的指标之一,也是 宏观血液流变学的一个重要的常用的指标。血液是非牛顿流体【3 8 】。其粘 度随切变率的增大而减小。本实验两组各水合状态下的结果都证实了这 点。影响血液粘度的因素包括红细胞数量、形状、红细胞在血液中的分 布特点、表面结构和内部状态、可变形性以及它们之间的相互作用等。 在一定的范围内( 指血细胞压积) ,血液粘度能反应血液循环、微循环 的情况,即组织灌流的情况。 以运动方式快速脱水降体重时,机体处于运动应激状态,交感肾上 腺髓质系统机能亢进,血容量、红细胞数量和血球压积呈交感肾上腺髓 质反应m 】。其反应的程度与运动强度和持续时间有关。要脱掉占体重2 或4 的水,运动的强度都在中等强度以上,运动的时间也很长。这样 机体的应激反应程度自然是比较强的。运动时体内产热明显增加,体温 也随之升高,机体必须依靠泌汗的方式散热。时间越长,血浆中损失的 水分就越多,使血浆容量急剧下降,导致血总容量减少,血浆渗透压升 高,血液浓缩,红细胞压积升高,血液粘度也随之升高 4 5 1 。 桑拿脱水快速降体重对血液流变学的影响的研究我们尚未见报道, 但从本试验的结果来看,其对以血粘度为代表的宏观血液流变学的影响 是很明显的。其机制可能和高温的应激及脱水后血液浓缩,红细胞比容 增加,血浆胶体成分如纤维蛋白原的含量升高有关。由于桑拿的高温环 境,使机体内部温度升高,机体通过泌汗丽散发热量,汗液的大量蒸发, 如不及时补充水分,血浆渗透压就会增加,同时温度升高机体代谢加快, 2 0 酶活性增强,使得乳酸在体内堆积,使血液酸化,引起代谢性的酸中毒。 当血液的p h 值降低时,导致红细胞的刚性增加,进而又导致血流的减 少、缺氧的加重及酸中毒,导致红细胞内粘度的增加1 4 6 j ,这可能是导致 桑拿时全血粘度增高的机制之一。另外,温度的变化也对全血粘度有重 要的影响。尤其当体温在3 7 4 0 时,温度对其影响机制更为复杂。此 时,红细胞聚集增加,因而低切下血粘度升高。温度升高时,红细胞内 粘度对血浆的比值亦增大,因此血液相对粘度上升。温度升高对微循环 的血液粘度具有非常决定性的作用,这也许是导致桑拿脱水时血浆粘度 增加的一个原因。 在本实验研究中,通过对比分析,发现两组2 b w l 和4 b e l 状 态时的相关血液流变学指标均发生了显著性的变化。全血高、中、低切 的粘度,血浆粘度和红细胞压积均显著性升高,提示这二种快速脱水达 一定程度( 2 以上) 时,均造成了血液流变性的不良变化。且各指标盼 变化幅度与脱水程度成明显的正相关关系。如红细胞压积( h c t ) 在脱 水达2 时,桑拿组上升了1 2 5 ,运动组上升达1 5 4 ,与脱水前相比 差异具有显著性意义( p 0 0 5 ) ;脱水达4 时,h o t 升高桑拿组达2 2 2 , 运动组达2 5 5 ,与脱水前相比其差异具有十分显著的意义( p 0 0 1 ) 。 此外,与全血粘度密切相关的纤维蛋白原在2 ( 2 b w l ) 和4 ( 4 b w l ) 时桑拿组分别升高了1 5 7 3 和1 6 4 0 ,运动组分别升高了 1 7 5 3 和2 5 7 7 。由于二种方式使机体内部温度升高,导致大量泌汗, 水分丢失,这造成血浆容量及血容量的减少,血液浓缩,h o t 升高。有 人报告 4 7 1 高温脱水达3 - 8 时,血浆容量可减少2 5 。姜海洋 4 8 1 等研究 报道来2 2 0 0m 跑后红细胞数量及血液细胞容积始终保持相对稳定,而 h c t 比运动前增加7 2 8 ( p o 0 5 ) ,同时血容量与血浆容量分别下降 4 8 1 和1 0 9 5 ( p 0 0 1 ) 。根据我们测得的脱水前后出汗量( 体重差 异) ,我们认为脱水后血液浓缩和h e t 的升高,与水分的丢失密切相关, 水分丢失的程度也直接影响血液的粘度。 桑拿组与运动组,在2 b w l 和4 b w l 状态下,全血高、中、 低切粘度和血浆粘度均显著性的增高,快速脱水2 时桑拿组全血低、 中切粘度分别达1 5 6 和2 2 1 ,与脱水前相比其差异具有显著性意义 ( p 0 0 5 ) ;运动组此时的全血低、中切粘度分别增加达1 5 4 和2 4 1 , 其差异同样也具有显著性( p o 0 ) 。而同为降体重2 时,桑拿组与运 动组的粘度却并无显著差异。在快速脱水达4 时,两组与脱水前的差 异加大( p 0 0 5 ) 。 这提示脱水的程度和血液的粘度呈正相关,而与脱水的方式关系不大。 此外,可能还与高温下,血浆内容物含量变化有关。血浆纤维蛋白原是 影响血浆粘度的主要因素之一,血浆纤维蛋白原的增加会使分子间的牵 引力增强,使血浆呈网状结构,对血流的阻力加大。实验发现,两组的 纤维蛋白原的含量在脱水达2 时增加分别为1 5 7 3 和1 7 5 2 ,均有显 著意义( p d 0 5 ) ,脱水达4 时两组纤维蛋白原增加分别为1 6 4 7 和 2 5 7 7 ,与脱水前相比差异十分显著( p 0 0 5 ) 。这说明 脱水的程度直接关乎纤维蛋白原的含量。这与赵谦 z o l 等的报告一致。医 学研究表明,血浆纤维蛋白原水平上升可使血液粘度增加,机体出现高 凝状态,是冠心病的重要危险因素之一。 4 2 不同快速降体重对红细胞流变形的影响 红细胞的流变性是影响血液粘度及整个血流流变性的主要因素,正 常的红细胞流变性是保证循环和微循环正常灌注的必要条件。影响红细 胞血流变性的因素比较复杂,其中物理因素1 4 9 、i 勾# 1 - 环境的变化印】、高 温、缺氧等都影响红细胞的变形能力【5 1 1 。红细胞的大小形态,红细胞的 聚集性,红细胞的变形性是构成红细胞流变性的重要因素。 4 2 1 对红细胞大小形态的影响 桑拿或运动快速脱水降体重时可能导致红细胞形态发生改变。运动 导致红细胞形态在短期内发生异常改变已有文献报道【5 2 】。运动时,红细 胞流变特性发生显著变化,其变化程度与运动强度,运动持续时间和训 练水平等诸多因素有关。r a i n h a r t 等 4 5 1 报道了力竭性运动引起红细胞形 态改变、比粘度和绝对粘度的增加。有人对2 0 名男、女马拉松运动员 进行研究,发现跑后随血浆渗透压升高,红细胞变形能力显著性下降, 血液中呈皱缩、粘附状态的红细胞增多【4 0 1 。泌汗导致水分丧失,使血浆 渗透压升高,高渗血浆使红细胞内部水分丢失,红细胞表面积与容积比 值改变,红细胞内粘度增加,膜的弹性下降,导致膜的变形能力下降。 运动应激使交感活动亢进,可增加体液渗透压,导致红细胞变形皱缩, 影响红细胞的变形能力和组织灌注。尚有文献报道f 5 3 】运动中b l a 浓度, 会出现红细胞渗透性亢进,进而使红细胞变形能力下降,同时运动时红 细胞的机械破碎和化学溶解增加,而使细胞数量减少。运动时红细胞变 性能力降低可使血液特性异常,影响组织供氧,加重心脏负担,出现疲 劳。但桑拿脱水会不会导致红细胞形态的异常变化我们尚未见报道。 本实验通过扫描电镜观察,发现两种不同快速降体重( 运动与桑拿) 均 可见红细胞大小和形态的改变。红细胞正常的双面凹的形态变成单面凹 或一面凸起成帽状。在4 b w l 时,运动和桑拿组均几乎看不到双凹圆 状的正常红细胞。而在相同降体重水平时,桑拿组与运动组红细胞在大 小形态方面并无明显差异( 见图3 8 ) 。其发生机理,我们认为与运动 或桑拿的应激,水分的丢失,机体代谢的增强,以及h l 等代谢产物的 堆积有关。h l 堆积所致细胞骨架蛋白改变,完全可能导致短斯内红细 胞形态的异常改变。 4 2 2 对红细胞变形能力的影晌 血液循环的功能主要是向组织输送氧和营养物质,满足组织代谢的 需要,同时带走代谢废物。而这一重要功能的完成,有赖于红细胞功能 的正常。它是氧的携带者,若红细胞的变形性降低,则通过毛细血管的 阻力增加,使血液和组织之间的物质交换障碍。另外。红细胞变形性也 是影响血液粘度的重要因素之一。变形性的降低可使血液的表观粘度升 高,血液阻力增大,故红细胞变形性降低可引起组织缺血缺氧。 红细胞的变形性( e d 或c e d ) 即红细胞的变形能力。影响e d 的 因素是多方面的。商品【5 4 $ 】观察到在7 0 v o z 一力竭运动后,红细胞膜 磷脂含量下降,红细胞l p o 含量升高,红细胞内s o d 活性显著性下降, 红细胞变形能力显著下降,认为细胞过氧化损伤引起膜磷脂成分改变, 使膜的刚性增加,流动性降低,变形能力下降。也有报道运动中血液酸 化,p h 降低,一与膜蛋白结合,使细胞形态改变,膜理化性质异常, 红细胞变形能力降低 5 6 】。d i n t e n f a s s 3 7 1 把它们分为内部因素和外部因素 两大类。细胞的内在因素主要是指细胞自身结构、组成和代谢状态等对 红细胞的变形决定作用:外部因素主要是指环境因素对红细胞变形能力 的影响,包括作用力、温度、p h 值、式样陈放时间、介质粘度等。当 运动或桑拿时大量泌汗,使介质( 血浆) 的渗透压和p h 发生异常改变。 渗透压的增高,细胞内水分外流,使细胞内粘度增加,同时表面积和体 积之比增加,内粘度成为影响变形性的主要因素,红细胞的变形性降低。 运动或桑拿时,由于泌汗导致血液的p h 值降低。介质( 血浆) 的p h 值得降低也会影响红细胞的变形性,此时,红细胞的直径变小球形化, 膜的弹性降低,弹性模量增大,使红细胞变形性降低。除此以外,运动 或脱水所致的体温升高也直接影响红细胞的变形能力,当体温高于3 7 度时,可引起红细胞变形性降低,进而导致微循环障碍。 红细胞变形能力良好时,才能通过比其直径小的毛细血管,也才能 保证血液对氧和代谢尾产物的运输,同时红细胞变形性也能影响红细胞 自身寿命。当变形能力低的红细胞通过脾和肝脏,会被肝、脾内网状内 皮系统清除和破坏,缩短寿命。本实验发现桑拿或运动脱水达2 ( 2 b w l ) 和4 ( 4 b w l ) 时,红细胞变形指数t ks n l 再t j 性指数v r 显著增加,提示红细胞变形能力降低,这直接增加微循环的阻力,造成 溶血,引发循环和微循环障碍,影响运动能力 5 7 1 。这些发现与大多学 者的报道一致。其可能的机制与高温或运动引起血液内外环境改变以及 红细胞的叠连和沉降率增加有关。实验还发现2 b w l 和4 b w l 时, 红细胞变形指数和剐性指数均有显著升高,但升高的幅度并不一致, 4 b w l 明显高于2 b w l 时,但同在2 b w l 或4 b w l 时,桑拿组 与运动组并无显著差异。 4 2 3 对红细胞聚集性的影响 红细胞聚集性是血液非牛顿流体特性的重要因素之一,它对于低切 变率下血液的流动有极大的影响。红细胞聚集是细胞之间可逆性粘附, 是由大分子在细胞之间桥联作用而引起的。红细胞聚集的生理意义在于 它可引起低切变率下血液粘度增高,引起微循环淤滞,血流速度降低有 利于红细胞韵聚集,而红细胞的聚集又进一步阻碍血流,- 可促使红细胞 聚集,形成恶性循环。 影响红细胞聚集的因素是多方面的:介质大分子物质的理化性质、 红细胞自身性质以及流体环境等因素均可对红细胞聚集性造成影响【4 6 】。 当红细胞处于分散状态时,血液粘度较低;处于聚集状态时,红细胞易 发生叠连,形成“钱串体”,使全血粘度升高。运动或桑拿脱水时,红细 胞的自身的性质会发生改变:红细胞的大小、形态发生了变化,红细胞 浓度因水分的脱失而增加,细胞相互碰撞的机会增加。这有可能增加红 能够细胞的聚集。运动或桑拿时,体温升高也许是红细胞聚集增加的一 个可能的机制。脱水所致的高渗环境,乳酸的堆积,造成p h 值得下降, 也可使红细胞聚集性增强。本实验发现2 b w l 和4 b w l 状态下,测 得的红细胞聚集指数a 1 、a 2 都显著高于0 b w l ( p 0 0 5 ) 。提示这两种 快速脱水的方式对血液流交性的影响,关键在于脱水的程度,而与脱水 的方式关系不大。当快速脱水达一定程度时,血液性的不利改变会更加 严重,所以快速脱水的量不宜过大,否则会造成对运动员身体健康和运 动能力的不利影响。 参考文献 1 】胡汨,李向阳,运动员减体重的医学监控【j 】,湖北体育科技,2 0 0 1 ,2 0 ( 4 ) :6 5 6 【2 】扬则宜,焦颍,运动员减、控体重的科学方法及减体后比赛期的特殊营养补充【j 】,浙江体育 科学,2 0 0 0 ,2 2 ( 5 ) :3 5 7 3 】杨亚雄,周国建,业余散打运动员赛前快速降体重方法探讨,成都体育学鹾学报【j 】,20 0 1 , 2 7 ( 3 ) :9 5 - 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