（运动人体科学专业论文）间歇性低氧训练对红细胞生成及其抗氧化能力的影响.pdf

华南蜂范走荦棒蠢蚪学荦钝2 0 0 3 菇峨士学往奄吏 群黛磺 间歇性低氧训练对红细胞生成及其抗氧化能力的影响 毕业生：胡永欣 指导教师：肖豳强教授 摘要 赢覆诞练一直泼泉被认为是鬟麓有氧运动能力豹巍练手段，并被广泛& 弼到各 种运动项目中。但在高原训练时运动强度难以提高，为了避免这个不利因素，人们 提高了各种低氧训练方法来代替高联训练，澜歇性低氧训练就是一种新兴的模拟高 原训练的方法。本文观察了4 周的间歇性低氧训练对人体血液中红细胞生成及其抗 氧化能力的影响，以及测试逡动能力相关指标，试想分析间歇性低氧训练对提高人 体最大吸氧繁露存载运动能力寿积极佟用秘照善效暴，为惩歇性低氧溅练在遮动辗 练中的可行性提供实验依据。 r 实验方法： 本实验将华南师范大学2 0 0 0 级体育系健康男生1 5 名随机分为两组，对照组， 淘歇健吸低氧组。瀚歇经低氧组：每天和对照组一群豹正常搿体活动，另矫在安静 状态下间歇性吸低氧总共5 0 6 0 分钟，6 天周，连续4 周，氧浓度1 4 、1 2 、1 0 ， 逐渐降低。两组分别在低氧训练前、低氧训练的第1 、3 、1 0 、1 5 、1 7 、2 2 、2 4 天， 低氧谢练结寒后的第5 、8 、1 4 天抽取静脉囊2 m l ，用于测定级缨跑参数，网织短缨 胞参数，促红细胞生成素，可溶性转铁蛋白受体：分别在低氧训练前一天、低氧训 练结窳最一天采用b r u c e 递增受萄运动至力蛾戆方案在跑台上运动，势在安羚瓣、 力竭矮动后3 分钟内取静脉廊3 m l ，用于测定红细胞自由基和抗氧化系统指标；同 对溺定盘嚣酸、一0 率、最大嗷氧量、透气量、运动刭这力竭的辩滴。 实验结果： ( 1 ) 闽歇佼低氧谰练可以键迸e p o 的分泌，引起造斑系统的活跃；e p o 是猩低氧 刺激厩一天就升高，如果低氧浓度不变，在达到峰值詹即开始降低；间歇性低氧训 练引起的s t f r 升高楚在e p o 升高一周后开始驻著升商，并在停止低氧训练后1 5 天 仍显蓑赢于正鬻水平，提示闼歇性低氧训练过程中积停止层，均有红缎怼翻巍红蛋 白的，土成增多的可能。 菇 眷冀4 l 嚣 兰查! 兰苎篓篓垄! 兰兰苎曼! 翌! 竺兰兰竺堡墨 塑查茎 ( 2 ) 间歇性低氧训练可以引起红细胞计数和压积明显升高，说明本实验所采用地 润歇缝低辍镤练可以致褥与其它形式 氐氧溅练一谨静簸采。凌予本实验鹣浓疫没 有变化，希望在以后的研究中，测爨血容量或血红蛋自总量，并在营养上给予一定 的监控，避一步探讨间歇性低氧训练促进血红蛋白的合成情况。 ( 3 ) b r u c e 递增受芬豹力遏运动可；| 起红缨憝中m d a 生成显蘩增多，g s h p x 酶活 性明显增加，而s o d 酶活性和h r p r p 含量变化不大，说明b r u c e 方法的递增负荷的 力竭运动导致红细胞自出基生成增多，可引起红细胞氧化应激损伤：g s h p x 酶、 s o d 酶溪瞧积h r p r p 盔运魂居戆不瓣交耽与本实验采矮熬运魂方式骞关。 ( 4 ) 间歇性低氧训练可提高机体抗氧化能力，4 周的低氧训练厝，红细胞抗氧化酶 s o d 、g s h - p x 活性和h r p r p 的含量程安静时和力竭运动后都得剿明显提高，说明问 歌毪低氧麓激援傣生戏囊麦基增多，诱导茨氧纯酶鞫h r p r p 生藏增多致抵籀蠹亟基 的对红细胞地侵害。提示可以采用间歇性低氧训练来增强红细胞抗氧化的能力，有 助于改善肖氧运动能力。 ( 5 ) 闻歇经绦氧调练霹舞裹撬髂激大啜氧量，懋妖力逶运动辩溺。落鹱淘欺缝甄 1 氧训练可掇高有氧运动能力。尸 ， 本实验通过分析阃歇性低氧训练可增加红细胞生成和抗氧化能力，提供改善有 荤i 运动能力黪凝裁上熬实验菝提；遴过分辑凌歇魏甄氧铡练可掇意最大蔽氧爨鞠毒 氧运动能力为间歇性低氧训练在运动训练中应用地有效性和可行性提供实验依据。 关键递：阀敬毪 氐氧潮练递瓒受旃运动 红细胞抗氧化骚白最大吸氧量 红缁溅生成鑫盛i 蒸抗氧纯酶人 力竭运动时间 幕2 _ 曩共4 蓑 兰童! 兰墨篓堡垄! 兰兰苎i ! 旦! ! ! 兰兰堡煎苎 堂兰茎一 e f f e c to fi n t e r m i t t e n th y p o x i at r a i n i n go ne r y t h r o p o i e s i sa n d t h e a n t i o x i d a n t a b i l i t yi nr e d b l o o dc e l l g r a d u a t eh u y o n g x i n a d v i s o rx i a og u o q i a n g a b s t r a c t t r a i n i n ga tm o d e r a t ea l t i t u d ei so f t e nu s e db ya t h l e t e sf r o mav a r i e t yo fs p o a st o i m p r o v et h e i r a e r o b i cc a p a c i t y i no r d e rt oa v o i dt h ed e t r i m e n t a le f f e c t so fr e d u c e d t r a i n i n gi n t e n s i t y a t h y p o x i cc o n d i t i o n ，m a n y s i m u l a t e da l t i t u d e t r a i n i n g h a v eb e e n s u p p o s e d i n t e r m i t t e n tn o r m o b a r i ch y p o x i at r a i n i n g i so n es t y l eo fs i m u l a t e da l t i t u d e t r a i n i n gt o o t h e s t u d y w a st o i n v e s t i g a t e t h a te f f e c t so f4w e e k si n t e r m i t t e n t h y p o x i a t r a i n i n g ( r r 0 o n e r y t h r o p o i e s i sa n d t h ea n t i o x i d a n t a b i l i t yi ne r y t h r o c y t e s s o m em a r k e r s i nr e a l a t i o nt oe r y t h o r p o i e s i sa n da n t i o x i d a n ts y s t e mw e r em e a s u r e da n da n a l y z e d w e u n d e r t o o kt h e s ed a t ai no r d e rt ot e s tt h eh y p o t h e s i st h a ti h ti s h e l p f u l l oe x e r c i s e p e r f o r m a n c ea n d m a x i m a l o x y g e nu p t a k ev 0 2 m a x ) o u rr e s e a r c hs u b j e c t sa r e1 5m a l es t u d e n t sw h ow e r er a n d o m l yd i v i d e di n t og r o u p so f c o n t r o la n do fi h t t w og r o u p st o o kp a r ti ns a m ed a i l ys t u d ya n de x e r c i s ed u r i n gt h e e x p e r i m e n t ，t h ei n tg r o u pi n h a l e dai n t e r m i t t e n th y p o x i ag a sm i x t u r e ( 0 2 i s1 4 ， 1 2 ，1 0 ) 5 0 6 0m i n u t e sd a i l yf o r4w e e k s ( 6 d w e e k ) b l o o do ft w og r o u p sw e r e c o l l e c t e d2 m lf o r m e a s u r i n gr e d c e l l c o u n t ，h e m a t o c r i t ( h c t ) ，h e m o g l o b i n ( h b ) ， r e t i c u l o c y t e sh e m a t o c r i t ( h c t r e t ) ，e r y l h r o p o i e t i n ( e p o ) a n ds o l u a b l es e r u mt r a n s f e r r i n r e c e p t o r ( s t f r ) b e f o r ei h t , o nd a y s1 ，3 ，1 0 ，1 5 ，1 7 ，2 2 ，2 4d u r i n gi h ta n d o nd a y s5 ， & 1 4o fp o s t i h t b o t hg r o u p sc o m p l e t e di n c r e r r t e n t a le x e r c i s et oe x h a u s t i o no nt h e t r e a d m i l lb e f o r ea n da f t e ri h t t h em d aa n dh u m a nr e dc e l lp r o t e c tp r o t e i n ( h r p r p ) c o n c e n t r a t i o n ，s o da n dg s h p xa c t i v i t ya n db l o o dl a c t i ca c i dw e r em e a s u r e da tr e s t a n dp o s t - e x e r c i s e r e s p e c t i v e l y t h ev o z m a x ，h e a r dr a t e ( h r ) a n dt h et i m et oe x h a u s t i o n w e r em e a s u r e da sw e l l 摹孽毳共4 3 麓 兰童! 茎墨篓壁查! 兰兰苎：兰望! ! ! 兰茎堡曼苎塑童墨| _ 一 n er e s u l t sa r ef o t l o w ： 1 。i no u rs t u d y , i h tc o u l ds t i m u l a t ee r y t h r o p o i e t i ns e c r e t i o nt h a tl e a dt oe r y t h p o p o i e t i c r e s p o n s e w e o b s e r v e dt h a ts e r u me p o s i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d a f t e ro n ed a y h y p o x i a a f t e rt h ei n i t i a lp e a k ，s e r u me p od e c r e a s e di ft h ec o n c e n t r a t i o no fo x y g e nw a sn o t d e c r e a s e d c o n t i n u a l l y t h e m e a s u r e m e n to fs t f r w a su s e da si n d i c a t o ro f e r y t h r o p o i e t i ca c t i v i t ya se p o i no u rs t u d y , t h es t f rs h o w as i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d a f t e re p oh a sb e e ni n c r e a s e df o ro n ew e e ka n ds t i l lr e m a i n e dh i g hl e v e la f t e ri h t i t r e f l e c ta l la c t i v i t yo f e r y t h r o p o i e s i si n c r e a s eb o t hd u i n g i h ta n d p o s t i h t 2 i no u rs t u d y , t h er e dc e l lc o u n ta n dh c tw e r es i g n i f i c a n t l ye l e v a t e ds i n c ei h t i t i n d i c a t et h a ti n t e r m i t t e n te x p o s u r et oh y p o x i a5 0 6 0m i n u t e sd a i l yf o r4w e e k si n d u c e as i m i l a rs t i m u l a t i o no fe r y t h r o p o i e s i sa sh i g h a l t i t u d e t r a i n i n g 。t h eh bv a l u e sd i d n o ts h o wa n ys i g n i f i c a n tc h a n g e sd u r i n go u re x p e r i m e n t w es u g g e s tt h a tt h eb l o o d v o l u m ea n dt o t a lh e m o g l o b i nm a s ss h o u l db em e a s u r e da n dn u t r i t i o ns u p p l ys h o u l d b em o n i t o r e da n dc o n t r o l e di nl a t e rr e s e a r c ho fl 差 3 t h em d ac o n c e n t r a t i o na n da c t i v i t yo fg s h p xi ne r y t h r o c y t e sw e r es i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e da f t e ri n c r e m e n t a le x e r c i s et oe x h a u s t i o n a tt h es a m e t i m e ，a c t i v i t yo f s o d a n dt h ec o n c e n t r a t i o no fh r p r pi n e r y t h r o c y t e sd i dn o tc h a n g es i g n i f i c a n t l y i t i n d i c a t et h a tt h e p o s s i b i l i t y o fo x i d a t i v e d a m a g ei ne r y t h r o c y t e s w a sc a u s e db y r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ( r o s ) i n c r e a s i n gp o s t e x e r c i s e t h ed i f f e r e n ts h o w i n go f g s h p x , s o da c t i v i t i e sa n dh r p r p m a y b er e l a t et ot h et y p eo fe x e r c i s ew h a tw e t o o k 4 i no u rs t u d y , a n t i o x i d a n tc a p a c i t ys h o w e das t a t i s t i c a l l y i n c r e a s i n gp o s t h y p o x i a c o m p a r e dw i t hp r e - h y p o x i a t h ea c t i v i t i e so fs o d ，g s h - p xa n dc o n c e n t r a t i o no f h r p r pw e r ei n c r e a s e db o t ha tr e s ta n d p o s t e x e r c i s ec o m p a r e dw i t hw h a tt h e yw e r e 4w e e k sb e f o r e i ts h o wt h a t h y p o x i ai n c r e a s e dr o sw h i c hc a u s e de l e v a t i n go f a c t i v i t yo fa n t i o x i d a n te n z y m e sa n d n 。| f 嚣i o no fh r p r e i ts u g g e s t e dt h a ti n t c o u l di n c r e a s ea n t i o x i d a n tc a p a c i t ya n db e h e l p f u lt oi m p r o v e a r o b i cc a p a c i t y 5 t h i s s t u d ys h o wt h a tv 0 2 m a xi n c r e a s e d a n dt h et i m et oe x h a u s t i o nd e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y a f t e r4w e e k so fi h t i ti n d i c a t e dt h a t s p o r t sp e r f o r m a n c ec a nb e e n h a n c e d e f f e c t i v e l yb y i h t i ts u g g e s t e dt h a ti h t m a y b eu s e di nt h e s p o r tt r a i n i n g 苇4 囊典4 3 霞 ! 生! 兰苎兰苎芝! 兰兰竺兰苎翌! 竺兰兰堡兰茎 ! 兰竺 k e yw o r d s ：i n t e r m i t t e n th y p o x i at r a i n i n g i n c r e m e n t a le x e r c i s et oe x h a u s t i o n e r y t h r o p o i e s i s r e a c t i v e o x y g e ns p e c i e s a n t i o x i d a n t e n z y m e s h u m a nr e dc e l lp r o t e c tp r o t e i n v 0 2 m a x t i m et oe x h a u s t i o n 摹5 丽共4 3 毳 孚番序岳z 垆雄矿样垆笋黠2 0 0 3 石研壬笋崔蕾j 亡 籽采詹 1 前言 1 1 综述 自从1 9 6 8 年墨西哥城奥运会以来，国际体育科学界掀起了对高原训练的研 究热潮，近3 0 年的科研和实践也充分证明，高原训练可刺激e p o 的分泌，从而 提高红细胞数量( r b c ) 、红细胞压积、血红蛋白( h b ) 、和肌红蛋白水平，2 ，3 一二 磷酸甘油酸( 2 ，3 - d p g ) 及抗氧化酶升高，提高血液和肌肉运氧能力，v 0 2 增加，以达到提高耐力的目的【l 】 1 。同时，高原训练也存在许多弊端，由于高原 的恶劣环境，机体脱水，血液粘性增加，蛋白合成低下，应激激素分泌过多，难 以增加训练负荷，造成不利提高运动能力的因素，有些学者对是否能提高v 0 2 。 也提出了质疑【3 j 【”。为了解决这一问题，1 9 9 1 年，l e v i n e l 4 “】提出了高住低练法， 即让运动员在较高的高度居住，充分调动机体适应高原缺氧环境，而在较低的高 度上训练，可达到想要的训练量和强度，引起专家们的注意，发现高住低练能达 到高原训练同样的效果，并避免高原训练的不良影响。虽然高住低练优于传统高 原训练，但要找到这样的环境比较难，而且费用比较昂贵，运输也比较麻烦。r u s k o 又发明了低氧室，开始了用低氧舱代替高住低练的训练手段，可以人为模拟高原 环境，运动员正常训练后在低氧舱中睡觉，免去了往返迁移，但低氧舱价格仍很 贵，不利于广泛开展。这样间歇性低氧训练又应运而生，间歇性低氧训练是指机 体在间断少量时间内经受一定程度的低氧刺激，而大多数时间仍处在正常氧的环 境，经反复多次承受低氧刺激后获得的效应。其作为一种辅助训练和常规训练穿 插进行，运动员在运动间歇时或休息时完成低氧训练，训练后运动员在正常气压 环境中休息，有利于训练后的恢复并全面提高机体的代谢能力【1 2 】。 在国内外学者的很多研究论文中，将低氧训练分为持续的训练和间歇的训练， 持续的低氧训练就是在高原上持续训练几周：间歇的低氧训练是间断的给予低氧刺 激，间歇的低氧刺激方法很多，高住低练，在低氧舱中休息、休息或运动时使用呼 吸面罩，甚至是间断的进行窒息或局部缺血都称之间歇的低氧刺激。本文中将研究 的间歇性低氧训练不同于以上所提到的间歇的低氧刺激万法，是根据训练学中间歇 性运动的原则，借助专用仪器，使患者或运动员间歇性吸入低氧分压的混合气体， 给机体以适量缺氧刺激，用以治疗疾病和提高运动能力的一种新的科学方法：受训 者在安静状态下吸入一定浓度的低氧混合气，而并不需要在低氧条件下运动。当前， 摹6 曩共4 3 蓖 兰曼! 兰苎! 苎芝! ! 兰竺兰竺竺! 竺兰兰堡! 苎 竺查竺_ 一 根据训练使用混合气中的氧的浓度，可分为轻度低氧训练( 氧浓度2 1 - 1 8 ，相当 于海拔1 0 0 0 米以下) ，中度低氧训练( 氧浓度1 7 一1 5 ，相当于海拔1 5 0 0 2 5 0 0 米) ， 大强度低氧训练( 氧浓度1 4 1 1 ，相当于海拔3 0 0 0 5 0 0 0 米) 和超强度低氧训练 ( 1 0 ，相当于海拔5 8 0 0 米) 1 6 1 。体育训练中多使用中度和大强度低氧训练，而治 疗疾病时多使用超强度方法1 7 9 】。在低氧条件下的暴露时间一般为吸入低氧混合气 4 - 1 5 m i n ，间歇2 - 1 0 m i n ( 吸入空气) ，在一天中重复4 6 个循环，5 2 4 天为1 个疗 程。通常，氧浓度越低则每循环中吸入混合气的时间越短，重复次数可适当增多， 保证每天接受低氧刺激的总时间为1 - 2 h r i ”1 。间歇性低氧训练方法最初用于某些疾 病如支气管哮喘、预防缺血性心脏病的治疗，并取得了一定的疗效，随后又作为一 种非特异刺激方法在军事、登山、航空等领域广泛应用，近几年在强身健体、提高 运动能力等方面也得到应用，在俄罗斯、美国、加拿大、法国、德国、澳大利亚、 芬兰、西班牙等国都有实践，我国在该领域的研究工作开展的还比较少f 1 3 j 。 1 1 1 间歇性低氧与血液系统 1 1 1 1 血液系统的生物学概述 促红细胞生成素( e p o ) 主要由肾脏皮质肾小球周围毛细血管床的间质细胞和 肝脏中静脉周围的肝细胞所分泌的一种糖蛋白激素，大约3 4 3 8 k d ，其半衰期约 4 - 1 2 h r ，e p o 是通过靶细胞膜表面的受体发挥作用的。其主要作用：促进红系细胞 生长和分化，控制红母细胞的增殖，成熟，促进铁的摄取，抗氧化稳定红细胞膜。 影响e p o 生成的因素有缺氧、贫血、激素、吸烟、p h 和昼夜节律值等。缺氧是e p o 的主要影响因素，急性缺氧1 - 2 h r 循环血中e p o 就升高1 1 4 】。雄性激素、甲状腺素、 生长激素可加强e p o 的分泌，而雌性激素、糖皮质激素相反；p h 值降低抑制e p o 分泌【1 s j 。该细胞因子于1 9 8 5 年得到克隆并且迅速被用作治疗肾脏衰竭性贫血的重 要手段。 转铁蛋白受体( t f r ) 是一个双链糖蛋白膜受体，包含2 个9 5 k d 的亚单位， 存在于所有细胞的表面，其主要功能是调节细胞外的铁向细胞内的摄入。t f r 的表 达是通过铁来调节的，当细胞需要更多的铁时，t f r 合成就增加，用以摄取铁，反 之，铁的过度伴随着t f r 表达的抑制。铁在体内主要用于合成血红蛋白，在成年人 中，8 9 9 0 的转铁蛋白受体存在于骨髓原红细胞中。在e p o 的刺激下，原红细胞 将转化为成熟的r b c 。前体细胞表面的t f r 把转铁蛋白携带的铁转运到细胞内的卟 茹7 蓖英4 3 页 乎杀中厄上炉雄矿样垆尹础2 0 0 3 石钶士垆往静j 亡 抒采磺 啉核去合成血红蛋白。随着r b c 的成熟，一旦血红蛋白分子被合成，细胞就不再 需要这些表面受体，其碎片就被释放到血液循环中，这就是血清转铁蛋白可溶性受 体( s t f r ) 。s t f r 的浓度间接反映了e p o 在r b c 生成过程中的作用，同时也反映了 机体r b c 和h b 合成率f 1 6 j 。 红细胞作为氧运输系统的载氧工具，主要功能是运输氧和二氧化碳，并对酸性 物质有缓冲作用，直接影响着生物体的有氧代谢能力，对无氧代谢中所产生废物的 清除也起着关键作用，而红细胞中的血红蛋白是核心物质。铁是制造血红蛋白的重 要原料，成人体内含铁量约3 5 克，其中7 0 在血红蛋白中，2 5 为储存铁，以铁 蛋白与含铁黄素形式存在于肝、脾和骨髓中，5 为组织铁。铁在血循环中需与球蛋 白结合，形成转铁蛋白得以运输，转铁蛋白的功能有二：铁的吸收和将铁输送给各 组织，转铁蛋白的量是调节铁吸收的机制。 当机体贫血时，红细胞数量、血红蛋白浓度低于正常值，会导致机体一系列生 理变化和病理性损伤。当v i t b l 2 、叶酸缺乏时，平均红细胞容积( m c v ) 、平均红 细胞血红蛋白含量( m c h ) 超过正常范围上限，而平均红细胞血红蛋白浓度( m c h c ) 正常，可诊断为巨幼红细胞性贫血；铁、卟啉、球蛋白缺乏时，m c v 、m c h 、m c h c 均小于正常范围下限，可诊断为小细胞低色素缺铁性贫血：铁可通过测试血清铁蛋 白、转铁蛋白等来衡量。贫血、缺氧会刺激e p o 的分泌，引起骨髓活跃，t f r 增加， 促进r b c 和h b 合成 1 7 】。 1 1 1 2 运动与血液系统 1 9 5 9 年日本学者吉村寿人就提出“运动性贫血”，运动医学界对运动员出现的 贫血现象的发生机制、诊断、发病情况进行了广泛研究。多数学者认为运动性贫血 可能原因是：1 ) 运动引起高血浆容量反应，是血红蛋白浓度相对降低；2 ) 运动引 起红细胞膜过氧化加剧，能量供应不足，血液p h 值和渗透压改变，导致红细胞破 坏增多，引起溶血；3 ) 运动员需铁量、排铁量剧增，而铁的供给或吸收量不足， 导致机体缺铁【l b j 。 高血容量反应是运动训练适应的表现，不是真正的贫血i 对运动员没有危害。 而溶血和铁缺乏两种原因不同，可以造成真正的、临床意义上的贫血。运动训练， 特别是耐力运动训练更易引起溶血和铁代谢改变。1 2 名健康的未参加过训练的男 性，进行为期6 周，每周四次，每次1 h r 的力量练习，6 周后，r b c 、m c h c 和血 摹8 曩共4 3 曩 乎番帮岳上炉雄矿群垆学础2 0 0 3 石盯壬笋红蚤t 秆采磺 清铁蛋白显著减少，训练第3 周时，网织红细胞( r e t ) 已经开始增加，研究证实， 由于大肌肉群的活动导致m 管内溶血，机体铁储备耗竭f ”1 。一般大负荷训练期间血 红蛋白有所降低，减小运动量或调整期血红蛋白会回升，可根据运动员个体血红蛋 白高低判断运动员身体机能情况。运动员由于大负荷训练所致的低血红蛋白症，与 临床缺铁性贫血在病因上有本质的区别，不能轻易判定为运动性贫血。 冯连世等人用r t p c r 方法对不同时间的大负荷训练及恢复后大鼠e p o 表达的 变化进行了研究，发现低负荷训练组和一次大负荷训练恢复2 4 h r 组e p o m r n a 水 平比安静组分别增加4 8 8 、7 3 2 ( 无显著性) ，在大负荷训练组中，e p o m r n a 较安静对照组均有大幅度的下降，提示：训练负荷太低可能不足以引起对e p o 表达 的刺激，适当负荷的训练可促进e p o 的表达，但持续性大负荷训练可导致e p o 表 达水平的降低，这可能是诱发r b c 数量下降的主要原因之- - i 0 i 。这与国外学者 s c h m i d t 等研究结果一致，认为最大和次最大强度的运动都不会立即影响e p o 的分 泌，次最大强度的练习可引起血清e p o 后分泌，而最大强度的练习似乎还会抑制或 减少e p o 的分泌【7 l 】。长期训练的运动员红细胞代谢比普通人的活跃，一般情况下， r b c 和h b 要高于普通人，这可能是适宜的训练可促进r b c 和h b 的生成，满足运 动的需求。 1 1 1 3 低氧训练对血液系统的影响 高原训练可促使e p o 的分泌，研究表明，只要血氧浓度下降持续4 小时以上， 就会刺激体内e p o 合成数量增加i 矧。一般认为上高原1 2 2 4 h r 后，血液中e p o 就 开始升高，其能达到的最高水平及所需时间依赖于缺氧的程度2 5 1 ，高原训练3 - 4 天，最多7 天，血清e p o 浓度可达到最高水平，继而开始下降，而此时的r b c 计 数、h b 浓度、r e t 数目却开始增加了，表明机体已建立代偿机制。如果机体建立了 代偿机制，如氧离曲线右移，2 ，3 - d p g 增加，h b 合成增多等，可使e p o 浓度下 降并维持在一个较低水平【2 4 i 。b e r l u n d 发现亚高原训练，在上高原后e p o 水平即升 高，1 周后下降，第8 1 0 天，r e t 数量达最大值，3 周的高原训练可导致h b 升舔 1 - 4 ，认为维持高水平e p o 并不是高原上r b c 持续增加所必需的【2 l 】。在我国学 者冯连世等人的研究中，监测运动员上高原、下高原血清e p o 变化，运动员上高原 1 周后， 血清e p o 有所下降，一直到上高原第4 周，下高原第3 、5 周仍未恢复。 低氧可刺激人体的造血系统，引起r b c 和h b 的增加，有的认为高原1 周后，r b c 幕9 毳共4 3 曩 毕南弹范走学侏寰拜学学眈2 0 0 3 届艰士学拉砖i 劈求爱 和h b 都有所升高，2 周时水平接近平原时水平，3 - 4 周时略显下降，有的认为3 - 4 周时仍显著升高，r b c 和h b 的变化起伏可能除受高原缺氧刺激r b c 生成外，还 受高原脱水、训练量、持续时间及训练强度等因素的影响。间歇性吸低氧具有同样 作用，k o i s i s t i n e np o 等人让1 0 名健康人在氧浓度为1 5 4 的低氧条件下进行间 歇性( 常压低氧舱1 2 h r 天) 和持续性吸低氧，连续观察7 同，发现除h b ，h c t 无 显著性改变外，e p o 、r e t 计数、s t f r 和2 ，3 - d p g 均有显著性提高。e p o 自低氧 第一夜后在各低氧组中都开始升高，一直到实验结束：低氧后第5 天r e t 在各组中 出现显著性升高：2 ，3 - d p g 出现显著性改变在持续组低氧后第1 天，间歇组低氧 第3 天p j 。我国学者李强、高伟的研究了氧浓度控制在9 一1 4 ，每周6 天，共4 周的间歇性低氧训练，低氧1 周后r b c 、r e t 显著升高，随后又恢复到低氧前的水 平，低氧1 周到2 周时，2 ，3 - d p g 显著高于低氧前水平【2 6 j 。c a r i c a 等研究了每天 2 h r ，持续1 2 天的1 3 氧浓度低氧训练，发现r b c 、h b 未改变，但r e t 计数在第5 、天显著升高，这些研究表明低氧训练刺激了骨髓造血功能，并建立了代偿机制i 1 。 1 1 1 4 血液系统对机体及运动能力的影响 r b c 和h b 对运动员尤其是耐力运动员训练甚为关键，它直接影响到运动员的 身体机能和成绩的好坏。为了避免运动员血色素降低，一般都采用抗溶血和促红细 胞合成的方法：补充抗氧化剂，合理补充糖和饮料，加强蛋白和铁的补充。高原训 练也是为了提高r b c 数量和h b 浓度，增强血液载氧功能，加快血液运输养料和废 物的速度，提高有氧运动能力。 1 1 2 低氧与自由基及抗氧化系统 1 1 2 1 自由基的生物学概述 自由基指外层轨道上含有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或集 团a 体内自由基的活力大部分来自氧自由基，通常有0 2 一( 超氧自由基) 、o h 。( 羟 自由基) 、h 0 2 ( 质子化超氧阴离子自由基) 、l o ( 脂氧自由基) 和l o o ( 过氧自 由基) ，这些被称为氧自由蓦，氧自由基和它们衍生的0 2 ( 单线态氧) h 2 0 2 ( 过氧 化氢) 、l o o h ( 脂氢过氧化物) 统称活性氧。氧气接受电子变成自由基，其主要途 径有以下几种：1 ) 正常线粒体内氧接受4 个电子被细胞色素c 氧化酶( c c o ) 还 原成水，在呼吸过程中，线粒体电子传递链会“漏出”电子直接与氧结合形成o ：。 等自由基；2 ) 在黄嘌呤氧化酶催化下次黄嘌呤及黄嘌呤可通过将单电子或双电子 摹1 0 曩共4 3 蓖 华番帮店上学雄矿群垆垆砧2 0 0 3 石硝壬垆红西j 亡 拜采爱 给予氧气的方式氧化成尿素而生成0 2 。；另外，在人体内，铁与蛋白质能结合生成 血红蛋白，肌红蛋白，血红蛋白在其代谢过程中，约有3 - 5 的氧合血红蛋白自氧 化为高铁血红蛋白时产生0 2 一1 2 8 j 。 f 常情况下，自由基不断产生，也不断被清除，维持低水平、稳定平衡的自由 基浓度也是机体很多生理生化反应所必需的，但在病理或其它刺激因素的影响下， 这个平衡被打乱，活性氧修饰蛋白质、d n a 、脂肪等生物大分子而导致蛋白质变性、 交联、酶失活：d n a 链断裂，碱基错配或缺失导致细胞诱变甚至死亡：多不饱和 脂肪酸过氧化，脂褐素沉积，生物膜结构功能改变等。 1 _ 1 2 2 抗氧化系统的生物学概述 有氧生物为了应对活性氧，具有一系列抗氧化途径，主要包括酶类和非酶类抗 氧化剂。酶类抗氧化剂是s o d ( 超氧化物歧化酶) 、g s h p x ( 谷胱甘肽过氧化物酶) 、 c a t ( 过氧化氢酶) 、p o d ( 过氧化物酶) 等组成，非酶类抗氧化剂主要是v i t e 、 v i t a 、v i t c ，c o o 、硒、巯基化合物( 谷胱甘肽、半胱氨酸) ，以及新发现的过氧化 氧还蛋白【捌。 1 9 8 8 年，k i m 等首先从啤酒酵母中提取了一种新型的抗氧化蛋白一保护蛋白 ( p r o t e c t o rp r o t e i n ，p r p ) ，p r p 没有s o d 、c a t 、g s h p x 等传统过氧化酶的活性【3 0 】， d n a 与氨基酸序列也没有任何同源性1 3 1 1 。它能特异性防止巯基化合物等充当电子 供体的混合功能氧化系统( m f o ，就是由过渡金属元素f e 3 + 或c u “、0 2 和电子供 体如巯基化合物、抗坏血酸盐、黄嘌呤，黄嘌呤氧化酶等组成的氧化系统，能催化多 种酶失活。) 介导的多种氧化损伤，防止多种酶的失活和d n a 断裂【3 23 3 1 。由于p r p 抗氧化活性对巯基的依赖性，因此又称之为巯基依赖性保护蛋白( t h i 0 1 d e p e n d e n t p r o t e c t o r , t p p ) 或巯基特异性抗氧化蛋白( t f i i o l s p e c i f i ca n t i o x i d a n tp r o t e i n t s a ) 。 近年来，在多种生物中发现大量类似具有依赖巯基的抗氧化活性的蛋白质，它们的 氨基酸、d n a 序列具有不同程度的同源性，统称过氧化氧还蛋白( p e m x i r e d o x i n ， p r x ) ，根据它们氨基酸序列分为六个亚类，人红细胞抗氧化蛋白( h u m a nr e db l o o d c e l l p r o t e c t o rp r o t e i z ，h r p r p ，又称自然杀伤因子b ) 属于p r x 的第1 i 亚族，是由 l i m 等在1 9 9 4 年首先从人红细胞基质中分离纯化得到。在对p r p 性质的研究中， 发现氧、f e “对酵母p r p 有诱导作用，引起p r p 增加：在红细胞中血红蛋白作为主 要的铁源，可促进活性氧包括o h 一的产生，h r p r p 可有效防止巯基m f o 系统产 茹l | 萑共4 3 商 孚番市岳上轳雄矿样学笋砧2 0 0 3 石砑士学红西j 亡 订采鹾 生的血红蛋白氧化作用和细胞膜脂质过氧化的损伤。h r p r p 具有极强的抗氧化 作用，氧化刺激可诱导相关基因的高度表达，将人h r p r p 基因转染的e c v 3 0 4 用 2 m m 过氧化氢处理，可诱导h r p r p m r n a 的表达【3 5 】，相同剂量的h r p r p 和c a t ， h r p r p 对谷氨酰胺合成酶的保护作用至少是c a t 的2 倍。p r x 的抗氧化机制，目 前研究认为可能的机制有：1 ) 消除巯基自由基，以免产生更多的活性自由基 3 6 j ；2 ) 消除羟自由基和h 2 0 2 3 7 i 。 、 1 1 2 3 运动与自由基及抗氧化系统 1 9 7 8 年d i l l a r d 等首次报道人以5 0 最大吸氧量负荷踏车运动l h r 后，呼出气中 脂质过氧化产物戊烷含量明显增多。国内外学者对自由基代谢与运动的相互关系作 了大量的研究，普遍认为运动训练尤其是长时间大强度的训练会引起机体内自由基 的增加。于基国等研究不同强度的运动对肌肉组织自由基代谢及血清酶的影响发 现：长时间力竭性运动引起肌组织m d a 含量增加，而短时间间歇运动后，m d a 却 无显著变化1 3 8 】。曹国华等人观察大学生以心率为1 7 0 b p m 运动l h r 的有氧运动和 全力蹬车3 0 s 无氧运动对自由基生成的影响，发现有氧运动后，血浆中m d a 无变 化，而r b c 中的m d a 显著增多；无氧运动后，血浆和r b c 中m d a 均未变化：同时 测得，有氧运动后r b c 中s o d 未变化，而g p x 显著升高，无氧运动后，r b c 中的 s o d 和g p x 都显著升高 3 9 】。提示：有氧运动可使自由基产生增多，并可动员抗氧 化体系：无氧运动则主要增强自由基清除能力。但是，由于各实验的运动强度、 运动方式、受试对象及其个体情况、取样时间和器官组织不尽相同，得出的结论也 不完全相同。l o v l i n 报道：运动强度影响脂质过氧化，大于7 0 v 0 2 m a x 的强度开 始，强度越大，血浆中m d a 水平越高 柏1 。许豪文等发现受试者3 0 0 0 米和8 0 0 米 跑后，红细胞s o d 、g p x 和g r 都有升高，而p o d 却趋于下降【4 l 】。长时间急性运动 会引起抗氧化酶活性降低，金花曾报道未训练过大鼠定量运动8 h r ，大鼠小脑、 心肌s o d 、g p x 活性仍很低【4 2 】。如果经过训练，机体的抗氧化能力会得到提高。 v i n c e i t 报道，经4 周游泳耐力训练，大鼠膈肌总体抗氧化能力提高1 4 3 】。 1 1 2 4 低氧与自由基及抗氧化系统 v a s a n k a i 等发现上高原后，跑步前血浆中共轭双烯就已高于平原时水平。a l i n a 等人研究皮划艇运动员在2 0 0 0 米高原上i jj l 练，分别在平原、刚上高原及高原第4 、 1 0 、1 8 天对红细胞自由基代谢进行了观察，发现低氧环境会使自由基生成明显增多 幕1 2 囊共4 3 毳 华番中, g a 学犁矿群尹笋础2 0 0 3 石研士炉碰番t 抒采磺 ( 按时间顺序分别1 8 0 1 8 4 1 、2 3 1 4 + 9 5 、5 2 6 7 _ _ + 2 0 0 5 、3 5 6 2 - - - - 1 6 9 1 、3 3 7 8 + 6 0 6 n m o i m d a g h b ) ，第1 0 天开始有所回降，但仍明显高于平原时水平：同时红细 胞内s o d 在刚上高原有所降低，适应后显著上升；而c a t 活性显著升高，适应后 开始回降【4 5 l 。而n e v i n 却发现上高原后，