（运动人体科学专业论文）用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究.pdf

中文摘要 内容摘要：一个多世纪的研究结果表明，运动性疲劳的产生并非单一因素的作用， 而是多种因素共同作用的结果。近年来的研究进一步发现，运动中氨的积累与疲 劳的产生密切相关。氨的积累不仅使肌肉工作效率下降，还影响动作的协调性和 对运动技能的控制能力。一般认为，短时间激烈运动中，血氨的升高反映机体无 氧供能系统失衡，骨骼肌能量代谢和肌细胞膜的生理特性受到干扰，从而影响肌 肉做功能力，产生运动性疲劳。虽然众多研究表明，大强度运动与体内血氨水平 密切相关，但血氨是否可作为短时大强度运动的监控指标还有诸多争议。 目的：探讨1r a i n 短时大强度运动后血氨的动态时程变化，探讨血氨指标是否可 作为短时大强度运动的监控指标。 方法：在3 8 名田径专项学生运动员( 均为国家二级运动员) 中随机选择8 名被 试纳入本实验。在安静时，热身运动后，1m i n 大强度运动后即刻、恢复期3m i l l 、 6m i n 、9 m i n 、2 2r a i n 末取静脉血1 5m l 观察被试血氨、血乳酸、肌酸激酶、乳 酸脱氢酶指标的动态变化，考察了血氨与监控短时大强度运动经典指标间的相关 关系。 实验结果：( 1 ) 血氨对1m i n 大强度运动较为敏感，运动后即刻显著高于热身运 动后( 1 4 1 4 4 1 6 2 9 9 m o l l ，6 4 6 4 7 9 8 # r a o l l ，p 0 0 1 ) ，运动后6 m i n 左 右达到峰值水平( 2 0 0 4 8 2 5 。5 2 1 x m o l l ) ，恢复期2 2m i n 末仍显著高于热身运 动后( 1 3 5 3 0 1 3 4 3 l u n o l l ，6 4 6 4 7 9 8 # r a o t l ，p 0 0 5 ) 。( 2 ) 血乳酸在1r a i n 大强度中比血氨升高更快，在运动后3r a i n 末左右达到峰值水平。血氨与血乳酸 里中度相关( r = 0 5 7 8 ，p 0 0 5 ) 。( 3 ) 血氨与c k 呈高度相关( r = 0 7 5 4 ，p 0 0 5 ) ，与l d h 呈中度相关( r = 0 5 6 2 ，p 0 0 1 ) 。 结论：( 1 ) 血氨对运动强度较为敏感，但在体内廓清速度较慢，提示其可作为监 控短时大强度运动的监控指标。( 2 ) 血氨与血乳酸、c k 、u h 这些监控指标相 关性良好。提示可作为短时大强度运动的监控指标，但还需要更多细致性的工作。 关键词：大强度运动：监控指标；血氨：血乳酸；肌酸激酶：乳酸脱氢酶； 相关性 a b s t r a c t c o n t e n t ：m o r et h a nac e n t u r y sr e s e a r c hi n d i c a t e st h a tn o ts i n g l er e a s o nl e a d st o e x e r c i s ef a t i g u e ，b u ts e v e r a lr e a s o n s r e s e a r c h e r sf i g u r eo u tt h a tt h e r e r ea f f i n i t y r e l a t i o n s h i p b e t w e e na m m o n i aa c c u m u l a t i o na n de x e r c i s ef a t i g u e a m m o n i a a c c u m u l a t i o nn o to n l yr e d u c e sp o w e ro fm u s c l eb u ta l s od e p r e s s e st h ec o o r d i n a t e a b i l i t ya n dc o n t r o la b i l i t y c o m m o n l y , h i g hi n t e n s i t ye x e r c i s e ，t h ee l e v a t o ro fb l o o d a m m o n i ai n d i c a t e sa n a e r o b i ce n e r g ys u p p l yo u t o f - b a l a n c e a n di n f l u e n c e ss k e l e t a l m u s c l e se n e r g ym e t a b o l i ca n dp h y s i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i co fm u s c l ec e l lm e m b r a n e ， s od e c r e a s e sm u s c l ep o w e ra b i l i t ya n dl e a d st oe x e r c i s ef a t i g u e d e s p i t em o s to f r e s e a r c hi n d i c a t e sb l o o da m m o n i al e v e lh a sc l o s er e l a t i o nt ol i i g hi n t e n s i t ye x e r c i s e ， t h e r ei ss o m ed i s p u t ea b o u tb l o o da m m o n i aa sa ni n d i c a t o ro fh i g hi n t e n s i t ye x e r c i s e s t r e s si m p l i c a t i o n s o b j e c t i v e ：t h ea u t h o rp r o b e si n t od y n a m i ct i m ec o u r s eo fb l o o da m m o n i ac h a n g e s a f t e r1m i nh i g h i n t e n s i t yc y c l ee r g o m e t e re x e r c i s ea n di n v e s t i g a t e s t h eb l o o d a m m o n i aw h e t h e ra sa ni n d i c a t o ro fs h o r tt i m e1 l i t l li n t e n s i t ye x e r c i s e m e t h o d ：s e l e c t8m a l ec o l l e g ea t h l e t ea tr a n d o mf o r m3 8m a l et r a c ka n df i e l d a t h l e t e s ( n a t i o n a lb a n di ia t h l e t e ) w h o s em a j o re v e n t sa r es p r i n t ，l o n gj u m pa n d h e i g h tj u m p o b t a i nt h e1 5m lb l o o ds a m p l ef r o ma n t e c a b i t a lv e i nw h e na tr e s t ，a f t e r w o r m i n ge x e r c i s e ，a f t e re x e r c i s ei m m e d i a t e l y , r e c o v e rp e d o d3 m i n ，6 m i n ，9m i na n d 2 2m i n m e a s u r et h em a r k e ro fb l o o da m m o n i a ，b l o o dl a c t a t e ，c r e a t i n ek i n a s ea n d l a c t a t ed e h y d r o g e n a s e a l s o ，i n v e s t i g a t et h ep e a r s o nc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tb e t w e e n b l o o da m m o n i aa n dp r e v i o u sc l a s s i cm a r k e r sw h i c ha p p l yt om o n i t o rs h o r tt i m eo f h i g hi n t e n s i t ye x e r c i s e r e s u l t s ：( 1 ) b l o o da m m o n i ai ss e n s i t i v et o1m i nh i i g hi n t e n s i t ye x e r c i s e ，b al e v e li s s i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a na f t e rw a r m i n ge x e r c i s e ( 1 4 1 4 4 1 6 2 9a m o l ll ，6 4 6 4 7 9 8m o l ll ，p 0 0 1 ) b ap c a l 【l e v e la p p e a r sa ta b o u tr e c o v e rp e r i o d6m i n ( 2 0 0 4 8 2 5 5 2t o o l ，l ) b al e v e li nr e c o v e rp e r i o d2 2m i ni ss i g n i f i c a n t l yt h a n a f t e rw a r m i n ge x e r c i s ei m m e d i a t e l y ( 1 3 5 3 0 1 3 4 31 1 m o l l ，6 4 6 4 7 9 8 t o o l l ，p 0 0 5 ) ( 2 ) b l o o dl a c t a t ei sm o r es e n s i t i v et h a nb a i n1r a i nh i g hi n t e n s i t y e x e r c i s e b l ap e a kl e v e la p p e a r sa tr e c o v e r yp e r i o d3m i n a n dt h e n ，p e a r s o n c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n ts h o w sm e d i u mr e l a t i o n s h i pb e t w e e nb aa n db l a ( r = 0 5 7 8 ，p c0 0 5 ) ( 3 ) e x p e r i m e n tr e s u l ts h o w sh i g hc o r r e l a t i o nb e t w e e nb aa n dc k ( f 2 0 7 5 4 ， p 慢缩氧化纤维 心肌。所以在短时大强度运动时，快肌 纤维首先被募集，而且由于其具有较高的腺苷酸脱氨酶的活性，故成为大强度运 动时主要的产氨部位1 ”。 2 3 影响运动中血氨水平的因素 2 3 1 年龄和性别 安静状态时，男性和女性的血氨水平没有显著性差异【3 9 1 ，但亚极量强度j 、 和超大强度运动后，男性体内血氨水平、血氨峰值均高于女性陋, 4 2 j ，但这些实 验研究都未曾考虑被试瘦体重和不同运动形式下所募集的肌纤维数量，所以在应 用这些实验结果的时候还需要谨慎考虑。n a z a r 等( 1 9 9 2 ) 1 3 6 1 研究显示，与成年 人相比，儿童在最大强度跑台运动后血氨水平较低。笔者认为n a z a r 的实验在被 试的选取、分组和运动模型方面都有值得商榷的地方，有待于进一步研究。 2 3 2 肌纤维类型 在运动中，肌肉内氨的含量主要取决于募集的不同种类肌纤维的数量。大强 度运动中，a m p 脱氨酶活性高的f t 型肌纤维被大量募集，致使a m p 脱氨酶 被大量激活的同时也使血氨急剧升高1 4 0 ；在极量强度运动中，血氨水平与f t 含量成正相关f 4 3 】；而在低负荷运动中，s t 型肌纤维很少较少激活a m p 脱氨酶 l 蚰l 。但d e n i s 等( 1 9 8 9 ) 1 4 4 1 发现，在以8 0 v 0 2 m 。强度运动4 5m i n 后肌纤维 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 组成成分与体内血氨水平没有明显的相关关系，但总的说来，在s t 和f r 型肌 纤维进行长时间压极量强度运动时，的确导致了体内血氨水平的变化1 5 j 。现已证 实，人体不同肌肉部位的a m p 脱氨酶活性不同1 4 5 ) 。基于以上事实，m e y e r 等1 4 6 1 认为，不同的肌肉纤维以不同的速率产生氨，一般是f g f o g s t 。在同 样强度的电刺激中，f g 型肌纤维产氨能力与f o g 型肌纤维大致相同1 4 ”。由于 快肌中的a m p 脱氨酶活性较高，所以，快肌比慢肌产生较多的氨。因此有理由 认为，运动中血氨水平很大程度上取决于肌肉本身的纤维类型构成和运动中所募 集的纤维类型。与低强度运动相比，以大强度运动时，快肌纤维被募集导致体内 较高的血氨水平i ”。 2 3 3 肌糖原含量高低 一些研究结果提示，在运动过程中通过控制饮食能明显影响到体内血氨水平 【5 ，档朋】。g r e e n h a f f 等( 1 9 9 1 ) 【研研究被试以5 0 v 0 2 。进行6 0m i n 蹬车运动 后发现，低糖摄入组体内血氨水平明显高于对照组。当运动强度提高到7 0 v 0 2 。，然后运动至力竭，与前次的运动相比，力竭时间缩短，肌糖原含量明 显降低，体内血氨水平明显升高。n o r m a n ( 1 9 8 8 ) 1 5 l j 研究了被试以7 0 v 0 2 一 运动，发现虽然i i 型肌纤维含有更多的a m p 脱氨酶，但在糖原充足的情况下， 运动后a m p 脱氨酶活性并未明显降低，但一旦肌糖原耗竭排空，a m p 脱氨酶 活性明显升高，伴随着体内血氨水平明显升高。c z a m o w s k i 等( 1 9 9 5 ) l 档j 利用 功率自行车进行递增运动试验( 每级运动负荷间隔5m i n ) 以研究在各种运动强 度下饮食对运动血氨水平的影响，发现低碳水化合物膳食时，运动中血氨水平相 对较高，而正常与高糖膳食在血氨水平上无显著差异。在s n o w 等( 2 0 0 0 ) 4 9 1 的实验中，1 1 名运动员以6 5 v 0 2 。运动2h ，运动中分别给与含8 糖 的电解质溶液或甜味安慰剂，结果发现，补充糖可使运动后6 0m i n 、9 0m i n 、1 2 0 r a i n 血氨水平显著降低，而运动前及运动后3 0m i n 无显著差异。这些研究结果 提示，在长时间或较长时间运动中，体内肌糖原含量和血氨生成量之间很可能有 较为密切的关系，体内肌糖原耗竭能致使血氨水平升高。 多种理论用以揭示上述众多的实验现象出现的机制，b r o b e r g 等( 1 9 8 9 ) 1 5 2 1 和s a h l i n 等( 1 9 9 0 ) 1 5 3 】认为长时间运动导致的肌糖原排空影响了体内a t p 再 合成，使a m p 积累并导致体内氨的大量生成。然后可能是体内生成的氨与谷 氨酸酯，谷氨酸盐作用生成了无毒的谷氨酰胺。w a g e n m a k e r s 等( 1 9 9 1 ) 5 4 】则认 为糖原的耗竭限制了谷氨酰胺的生成，所以反过来又导致了运动中体内氨的大量 积累。同时，摄入的低糖饮食降低了胰岛素的生成，提高了儿茶酚胺、胰高血糖 素和糖皮质激素等的含量。而这些激素的改变在代谢方面能促进蛋白质的分解 8 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 【铝i 。低糖饮食同样能降低运动前庭动时肌肉的缓冲能力，而肌肉缓冲能力的降 低是激活早期a m p 脱氨酶活性，使体内氨生成量升高的重要原因。肌肉中肌 糖原含量降低能影响到肌肉从事大强度运动( 9 5 v 0 2 一) 和中低强度运动( 3 0 v 0 2 m 。) 的能力，而这种使血氨水平增高的机制又不同于a m p 脱氨基作用1 5 u j 。 因为当肌糖原耗竭时，蛋白质供能的比例逐渐增加，b c a a 供能系统被激活， 而且随着运动时间的延长，其供能比例也逐步加大【3 l , 3 3 , s 4 , 5 5 1 。 2 3 4 运动方式 对于测定最大摄氧量的递增负荷运动，蹬车运动较跑台运动方式的血氨水平 为高。w i l k e r s o n 等( 1 9 7 5 ) 1 2 4 】认为，与跑台运动相比，蹬车运动时肝脏血流减 少，致使通过尿素循环清除氨的能力下降。h o r s t m a n n 等( 2 0 0 1 ) 2 8 1 认为肌肉在 进行离心、向心运动时的产氨量是不同的。 2 3 5 训练因素 虽然已经证实训练可以显著改善提高肌肉的氧化能力。以同样的运动强度运 动，有训练经历者糖原分解率低于无训练者，且体内p h 值相对稳定。因为运 动时体内的血氨水平是影响运动能力( 特别是长时间力竭性运动) 的一个重要因 素，同样条件下，血氨水平升高较少，可能预示着在力竭性运动中占有优势。而 体内血氨水平和运动强度又密切相关【1 “，所以，训练因素能否改变血氨浓度和血 氨廓清率，一直是研究和争论的焦点。国内聂金雷( 2 0 0 2 ) 1 1 0 j 的综述报告中认 为，耐力训练并不能改变安静时的血氨水平，并且对力竭态的血氨水平也无显著 影响。l o 等( 1 9 8 7 ) 1 5 6 】的研究发现，耐力训练可使次最大强度运动时的血氨水 平降低，并且使达到血氨峰值的运动强度提高，这提示耐力训练可能并不影响氨 产生的能力，但可延迟次最大强度运动时氨的产生。b a l d w i n 等( 2 0 0 0 ) 1 5 7 1 已证 实，耐力训练可增加肌肉线粒体数量并提高血流量，这可能在一定程度上降低了 运动所致的a m p 脱氨酶活性升高，从而减少氨的产生。但与对照组相比，耐力 训练并不能使接近最大摄氧量强度运动时的血氨水平降低。 h a g e l o c h 等( 1 9 9 0 ) s s 】研究发现，在极量运动后短跑选手较长跑选手血氨 水平高，并且与长跑选手相比，短跑选手在7 5m 疾跑后有更高的血氨峰值水平。 l e v e r i t t 等( 2 0 0 0 ) 1 5 9 】观察一次耐力运动后对随后进行的力量训练血氨水平的影 响，发现与对照组相比，以7 0 一1 1 0 临界功率5 0m i n 踏车可显著增加运动 后3 2h 进行力量训练后的血氨水平。 香港学者y u a n 等( 2 0 0 2 ) 1 2 2 i 做了细致而严谨的工作。他们在b a n i s t e r ( 1 9 8 3 ) 9 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 【1 4 】的递增负荷和l t o h ( 1 9 9 0 ) 的强度等级负荷 6 0 l 运动模型的基础上对被试进行 了8w k s 的短跑和耐力训练，发现短跑训练对氨域出现没有影响，而耐力训练 推迟了氨域的出现。提示耐力训练可能通过增加线粒体数量、增加肌肉最大血流 量，从而使a d p 磷酸化增强，生成a t p 的量增多，从而使骨骼肌有氧代谢能力 增强，这也和b a l d w i n 等( 2 0 0 0 ) 1 5 刀的研究结果较为一致。但y u a n 等认为运动中 血氨域和血乳酸域的关系在短跑运动和耐力运动中各不相同，其认为短跑训练不 能改变氨域，且否定了短跑训练中血氨与血乳酸并行升高的经典理论；这与 l b a n e z 等( 1 9 9 5 ) 1 6 1 l 的研究结果较为一致，i b a n e z 等通过观察6 名4 0 0m 优秀 短跑运动员补充碱性物质后进行3 0 0m 冲刺跑，发现运动员体内血氨和血乳酸 水平无明显相关。而与i b a n e z 同一研究小组的p a g e s 等( 1 9 9 4 ) 6 2 1 发现7 名 被试进行1 4k m 游泳后，体内血氨和血乳酸水平无显著相关关系。综上所述， 短跑训练虽然更易引起血氨浓度的升高，但对体内血氨代谢速率和改变血氨域方 面不如长跑训练有效。其中的详细机制，现在还不是十分明确，需要进一步研究。 2 3 6 遗传因素 已证实a m p 脱氨酶由a m p d l 基因( e c 3 5 4 6 ) 编码1 日州，当骨骼肌中 a t p 利用率超过重新合成速率时，a m p 脱氨酶活性在短时间大强度运动后明显 升高。高加索人中，约2 的为纯合子类型，近2 0 的人为杂合予类型，a m p d l 基因编码了腺苷酸脱氨酶。编码多肽链的突变体被代谢因素严格控制1 6 ”。所以， a m p d l 等位基因变异的纯合子极大地降低了肌肉中a m p 脱氨酶的活性，而杂 合子和野生型纯合子却分别有较高的酶活性【“。n o r m a n 等( 2 0 0 1 ) 1 6 7 1 观察了不 同a m p d l 基因型( m m 型、n n 型和m n 型) 被试短时间大强度运动后体 内血氨水平的变化情况，运动模型为3 0sw i n g a t e 实验，实验结果表明，m m 基 因型被试a m p 脱氨酶活性最低，且m m 型被试运动后血氨水平并未显著升高， 其余两型血氨升高，且m n 基因型血氨水平升高程度大于n n 基因型被试者。 结果提示，不同基因型被试在短时间大强度运动后，其体内血氨代谢水平有所不 同，说明遗传因素影响着体内血氨代谢情况。但此方面缺乏更深层次的研究，更 多分子水平的研究亟待开展。 2 3 7 氨域的存在 血氨域的研究工作实际上开展得比较早，但没有完全推广开，一定程度上受 到了血氨的检测技术和仪器的限制。在一些传统的递增负荷运动中，有学者发现 并认为血氨和血乳酸呈平行升高的趋势【删( 见2 2 1 ) ，b r u n o 等( 1 9 8 4 ) 研究6 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 名被试以7 0r p m ，起始负荷为2 5 w 进行递增运动直至力竭，每隔1r a i n 取血 测试血氨和血乳酸指标，发现在血氨拐点和血乳酸拐点出现前，二者的确有呈相 同的升高趋势，但二者拐点出现后，上升幅度差异很大1 6 s ，见图2 。y g e s 等 ( 1 9 9 9 ) 1 6 9 1 研究2 6 名军人以亚极量强度进行递增负荷跑后发现，有2 3 名被试 ( 占总人数的8 8 5 ) 出现血氨域，运动后期血氨和血乳酸分离开来，血乳酸指 标稳定在4m m o l l 左右。 w o r k l o a d ( w a i r s ) 图2 递增运动中血氨拐点和血乳酸拐点出现的情况 f i g u r e2 m i n u t e - b y - m i n u t eb l o o da m m o n i aa n dl a c t a t ec o n c e n t r a t i o n so b t a i n e df r o ma t y p i c a ls u b j e c id u r i n gg r a d e de x e r c i s et oe x h a u s t i o n a m m o n i ab r e a kp o i n t ( a b e ) a n dl a c t a t e b r e a kp o i n t ( l b p ) a r ed e s i g n a t e d 但这种观点同样也受到了不少质疑。因为从代谢角度而言，血氨和血乳酸遵 循的是两条不同的代谢途径l 投，2 5 】，出现这种情况有可能是在某种运动模型下的偶 然，但这种其深层机制还有待于进一步探讨。有人认为，进行长时间中一低强度 运动时，体内血氨和血乳酸积累呈现不同的升高类型和趋势1 5 2 , 7 0 l ；当运动强度保 持在7 0 v i 璁。时，血乳酸水平在运动后即开始增加，然后保持在某个水平， 在达到稳态后甚至有所下降：而血氨却随着运动持续增加，直至运动结束【1 3 】。 o g i n o 等( 2 0 0 0 ) 1 2 6 1 1 0 名男性志愿者施以8 0 - ，9 0 - ，1 0 0 - ，1 2 0 v t 定量负荷 运动，发现血氨对定量负荷运动的反映与对短时力竭性运动的反映不同，而血氨 水平与血中次黄嘌呤( h y p o x a n t h i n e ) 浓度较为一致。基于以上实验结果，y u a n 等( 2 0 0 2 ) 【2 2 】设计了特定的递增运动负荷，用以区别血氨域和血乳酸域的出现， 他们发现乳酸域在运动强度相对较低时出现，血氨域在运动强度较高时出现。此 项研究的意义在于，其证明了血氨域很可能独立于血乳酸域而存在。据此认为， 在运动领域，独立应用血氨指标以及血氨指标和其他生理生化指标间的关系方 面，是运动实践领域是一个非常有意义的研究领域。但关于血氨域方面仍然需要 i-ooo王zoziuz一售王、ll 7 o o 。o o 堋 侣 馏 o 6：20 c1s妒2宇oo小 o 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 更深的细致工作的开展。 与血乳酸比较而言，血氨域的影响因素较多，更为复杂【n 盈】。其中最为明显 的一点就是，血乳酸主要影响其产生和代谢部位的作用和供能，体内乳酸积累引 起的p h 值降低，影响到了肌肉收缩力量，也通过影响线粒体呼吸，从而影响 供能系统。而氨离子在体内大量积累，会改变神经肌肉的活性，是造成运动性肌 肉疲劳的一个重要原因；此外，透过血脑屏障的氨能较为明显地影响到中枢神经 系统【1 1 】。y u a n 等( 2 0 0 2 ) 1 2 2 l 在前人较为经典的运动模型的基础上对被试进行了8 w k s 的短跑和耐力训练，发现短跑训练对氨域出现没有影响，而耐力训练推迟 了氨域的出现。提示耐力训练可能通过增加线粒体数量、增加肌肉最大血流量， 从而使a d p 磷酸化增强，生成a t p 的量增多，从而使骨骼肌有氧代谢能力增 强。他们认为运动中血氨域和血乳酸域的关系在短跑运动和耐力运动中各不相 同，其认为短跑训练不能改变氨域，且否定了短跑训练中血氨与血乳酸并行升高 的经典理论。而y u a n 等( 2 0 0 4 ) 2 3 】在对青少年自行车运动员为期一年的纵向追 踪研究中发现，一年的训练没有改变青少年自行车运动员的血氨域；且血氨域、 血乳酸域和通气域之间没有显著性相关关系。同时，发现血氨域和耐力运动持续 时间呈高度相关( r = 0 9 1 5 ，p = 0 0 0 1 ) ，认为血氨域这个指标在持续的亚极量 强度中是一个非常有意义的监测和评价指标( 见图3 ) 。 百 舌 e 旦 里 占 冒 暑 曼 登 图3 青少年自行车运动员一年训练后，血氨域、血乳酸域和通气域间的关系渊 f i g u r e3 i l l u s t r a t i o no ft h em e t h o do fi d e n t i f y i n gt h ea m m o n i at h r e s h o l d ，t h el a c t a t et h r e s h o l d a n dt h ev e n t i l a t i o nt h r e s h o l d 1 2 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 2 4 血氨指标作为监控指标的国内外研究现状及其它实际应用 因为氨在体内所有器官都有合成，所以医学临床上已经广为应用血氨指标作 为诊断指标，如原发性高血氨症和继发性高血氨症都是通过血氨过高( 高血氨症) 诊断肝脏的结构和功能障碍等【2 】。随着血氨的检测方法的逐步改进，检测仪器的 精度和便携性提高【7 1 ，捌，越来越多的相关工作者开始探讨运动与血氨问的关系。 经过各方努力血氨指标已逐渐用于运动领域，主要应用在运动功能监控、评定运 动性疲劳和评价运动员机能状态、运动选材等方面。但人体机能状态极为复杂， 运动性疲劳现象使运动生理学家们困惑了一个多世纪，所以运动生理学家们也常 常将血氨指标和其他相应经典的指标结合起来应用。但由于运动项目、运动员水 平各相关影响因素太多、测试方法、运动模型、运动员性别等方面都有所差异， 所以也存在诸多争议。下文拟对国内相关研究情况作一综述。 2 4 1 国内研究现状 国内研究人员已经开始关注血氨作为监控和评定运动训练指标的可行性，但 总的说来，理论阐述较多，实际应用较3 , 1 0 3 4 , 7 3 - 7 5 1 。近年来血氨指标新的用途 凸显了出来，认为血氨指标监控对短时间大强度项目的监控效果较为理想，并做 了大胆尝试，内容较为一致【7 4 , 7 6 - 7 9 1 ，但国内为数不多的研究在实验控制和实验过 程方面仍存在诸多差异。见表1 。 2 4 2 国外研究现状 有文献报道1 9 2 2 年就有人认为血氨与运动性疲劳有一定关系i l ”，p a r n a s 于 1 9 2 9 年首次报道了运动中肌肉产生氨的现象【舳】。此后，大量的研究显示，各种 运动形式皆可使血氨水平显著增加1 7 , 1 4 1 8 , 3 5 , 3 9 , 4 4 ，5 6 , 6 s , 6 9 , a ，国外血氨监控运动研究 开展得比较早，研究工作也做得较为细致，认为血氨作为监控、评价的指标极有 研究价值，但在应用上面应该慎重1 1 8 3 7 , 6 0 , 8 2 】，且教练员短期内可能较难采用【8 3 l 。 见表2 。另有研究报道，一流中长跑运动员在2 0 0 0m 高原训练前后运动中血氨 血乳酸比值升高，回到平原第6 天，运动员最大跑速时的血氨血乳酸比值明显 高于高原训练前，表明运动员骨骼肌乳酸供能能力增强。从而认为，血氨和血乳 酸的比值能反映出机体内无氧代谢能力的变化情况。二者比值升高时，机体无氧 代谢加强i 洲。但因为实验对象，运动模式不同和相关文献太少，笔者对此研究 结果持审慎态度，故本实验也未纳入血氨血乳酸比值这个指标。 用血氨作为监控短时火强度运动有效指标的实验研究 从国内外研究文献来看( 见表1 和表2 ) ，国内外各项研究结果虽然在某些 方面有共同趋势，但许多研究从血氨绝对值上而言差别仍然很大。除了和上述已 探讨的影响因素有关外，可能和取血部位也有较为密切的关系。有学者已证明， 同时取的末梢血和静脉血的血氨含量不一致，静脉血血氨含量偏低；且出汗、溶 血现象和血液凝固都会影响到血氨值l s 5 1 。探讨血氨作为监控指标时，都会和一 些已经确立的较为经典的指标结合对比，观察其有效性及其与其他指标的相关关 系。由以上也可以看出，在设计实验的时候有几方面非常重要：运动负荷、强度 的确定、运动时间的确定、运动模型的设置、被试的选择和运动水平等。因为各 项研究上述几方面各不相同，所以也造成了实验结果众说纷纭。综合国内外文献 来看，有几方面争议比较大： 各种运动强度中，血氨与血乳酸是否真有平行上升关系? 短跑训练能否改变安静时血氨水平和运动员的耐氨能力? 血氨水平与体内肌糖原耗竭水平是否有必然联系? 血氨域的具体变化情况? 不同类型和( 或) 数量的肌纤维进行运动时产氨量具体是怎样的? 血氨能否作为监控指标应用到训练、比赛实践中? 1 4 量嗣 u 盏盏 言苗 盏盏 臣臣 薹萋蓁耋霎蓁塞萋薹萋 蒋眯嗟臀眯露缢需箍 ! 圈黑岳厘! 捌叠匡稍艘诮 襄耋量萎萎囊耋姜童耋饕 蓑冀垂餐留需受篓雾篓 骜鞠簇二 u扣i k l 田- i k t 昌小_ 【口【nhoh哼苫畸* 口写一ii!一e箦。口一l|u ii!j。_暑一眦皇宦01iuo暑田礴叠o吐i廿笛_【里口_葵群妖蹇ed匝蜷船掣鹭最擎吾鲁h僻 妖警酬林g蜂靼赣忙福星趟黑k曾媛轺辐最世麟目旺 】 卜耨 窿：捌 幕 墩爿匾 * 皿 霞番国限v 副糕姑虹量i 2 ， 黛譬蠛黾 爵粼爨女墨 水罂s 帮錾暑越疆( v 器醛一* 曙辣墨 _jo 0 璺 每2甾医r扎ono声 甾匿区 ；no， 03i萋j|vh 一 雪2 昌*蟮靛罢3西0s8一宙 1 再一g j 宙一嶂 据矗辞希厘 苔魁馨v j j g j 口州昌叶n【o_【 叼tn叼n笛 嚣粤6孵柱 1 i v a a d 嚣妲褰柱 1 - v h a d 器峰嚣柱 ，差- 蛞!i【匿擀 一h g h o 承 。叶_ 0 0 j t 卜 姐留 瓣晕皿一j 蛞s o n 匪带 瘩导0c町p_d瞄u ! e 气 _ 醋 嚣妲：聪柱 揎斌镁根一密r 一目叩吨nn _ 【- 8 ，ii【 卜( 】i 点口9 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极限大强度运动。因为lm i n 左右的运动是 a t p c p 供能系统和糖酵解供能系统联合供能。从理论上来说，糖酵解供能 比例稍大于a t p c p 系统。但要求运动员以极限大强度参与运动，必然最大 1 9 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 程度的动员其肌肉做功能力和肌肉数量参与运动。所以，1m i n 左右的极限大 强度运动能较好刺激运动员机体，影响到相关的监控指标，便于验证血氨指标 是否适用于短时大强度运动的监控。 运动负荷的设置：热身运动：根据y u a n 等的实验中采用的运动模型2 2 l 运动 员需要调整功率自行车至舒适位置后，运动员进行8 1 0 m i n 蹬车热身练习( 要 求运动员感觉热身强度略低于正式比赛强度，h r 达1 5 0 - 1 6 0b m i n ) ，然后在功 率车上休息3 - 5m i n 。自我报告准备就绪后，开始测试。正式实验时强度负 荷的设置：综合考虑b a r - o r ( 1 9 8 7 ) 9 6 1 建立的负荷标准( 成人运动员阻力负荷 设为0 1k p r g ，6 0r p m ) 和k a t c h ( 1 9 7 7 ) 9 7 1 与l t o h ( 1 9 9 1 ) 1 3 7 1 实验中采用的 负荷( 5 6l 【p ，6 0r p m ) ，将负荷初步定为6k p ，预实验时根据运动员具体情况 进行适当调整。 运动强度的控制和评定：最大心率反应运动强度。力求运动员在1m i n 大强 度运动时心率达到或接近其最大心率。最大心率的确定：被试在一周前熟悉测 试仪器的时候，在功率车上进行递增负荷的运动。每名被试以其个体估测的 5 0 7 5 h r 。蹬车1 0m i n ，在1 0 到1 1m i n 时尽全力蹬车直至力竭1 6 0 l 。整个 过程中用p o l a r 表读出个体最大心率。通过运动员实验中的最大输出功率、 平均输出功率评价运动强度。 取血时闻的设置：安静时、热身运动后、运动后即刻、运动后3m i n 、运动后 6m i n 、运动后9m i n 、运动后2 2m i n 。大多实验报告血氨、血乳酸、c k 、l d h 指标在短时大强度运动后其各自峰值时间出现不一致，但基本都落在运动后即 刻到运动后9m i n 左右这个区间1 6 0 , 9 8 , 9 9 1 。在i t o h 等( 1 9 9 0 ) 1 6 0 l 的实验模型基础 上根据本实验设定的运动时问和运动强度，确定取样时间为运动后即刻、运动 后3 m i n ，6 m i n ，9 m i n ；f u j i t s u k a ( 1 9 8 2 ) 【朔l 认为，b l a 峰值往往出现在大强 度运动后1 m i n 左右。在h a g e l o e h 等( 1 9 9 0 ) 1 5 8 喇用7 5 m 和1 0 0 0 m 运动 后3m i n 血氨比值成功区分了短跑和长跑运动员。而郑陆等( 2 0 0 4 ) 1 7 9 l 实验报 道，3 0 0m 全速跑后2 2m i n 末时，运动员体内血氨廓清较慢，而血乳酸基本 恢复到运动前水平。 测试指标的选择：血氨、血乳酸、c k 、l d h 。其中血乳酸、c k 、l d h 都已 经广泛用于运动监控。 3 1 2 研究条件 样本选择严格：单一种族、性别相同、专项相同( 相似) 的田径运动员、运动 水平相同( 国家二级运动员) 、训练年限相近。 样本数量合理：样本量符合( 2 标准差允许误差) 2 的样本选择标准( n = 8 ) 。 2 0 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 在3 8 名田径二级运动员中随机挑选而出，最终确定8 名被试。 运动强度控制严格：1m i n 短时极限强度蹬车运动，强度负荷设置合理，强度 控制严格。 2 l 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 3 1 3 技术路线 技术路线 预实验、热身运动、 正式实验过程中用 p o l a r 表( s s l o , f m l a n d ) 监控心率，每5 s 纪 录数据 用血氨作为监控短时大强度运动有效指标的实验研究 3 2 研究对象 在辽宁师范大学体育学院运动系，大一、大二年级3 8 名国家二级田径运动员中( 田 径专项，项目为短跑、跳高、跳远项目) ，随机挑选坚持正常训练的8 名男性纳入本实 验。要求初选的3 8 名运动员种族为汉族，父母皆为北方人；且身体健康，查体无疾病， 训练年限和运动水平相近。 表3 被试基本情况表 t a b l e3 p h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h es u b j e c t s 均值o k n ) 2 0 0 11 7 5 97 2 7 86 4 5 8 2 3 5 9 1 8 1 拦g 塑! ：丝! 兰三：! !：罂旦：竺2 ：箜 3 3 研究内容及方法 3 3 1 最大输出功率、总做功量和疲劳指数( f a t i g u ei n d o x ：f i ) 日本产功率自行车p o w e r m a xv i i 测定、计算最大输出功率、做功量和疲劳指数。 f i 是指最大输出功率和最小输出功率之差再除以最大输出功率 2 2 , 1 0 0 。 3 3 2 主要测试指标及方法运动项目 被试为辽宁师范大学运动系大一、大二年级学生，专项为短跑、跳高