（体育教育训练学专业论文）常氧与低氧下h反射与神经肌肉疲劳研究.pdf

l 苏州大学学位论文使用授权声明 洲ji i il i l t i f i ii i i il ip y 17 3 3 3 8 4 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索。 涉密论文口 本学位论文属 在年一月解密后适用本规定。 非涉密论文口 做作者躲坠盏日期： 导师签名：孟墨重竺日期：导师签名：直垒! ：! ：! 日 期： 常氧和低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究 中文提要 中文提要 研究目的：运动性疲劳是运动医学研究的重要领域之一，迄今为止对运动性 疲劳机理及监测尚存较多研究空白与争议。运动性神经肌肉疲劳在运动性疲劳的 发生中占了很大的比例，而其发生的最主要原因源于皮层高级中枢与脊髓低级中 枢对疲劳的应答。h o f f m a n n 反射是脊髓水平最简单的单突触反射之一，它是牵张 反射的电模拟，是良好的神经生物学研究探针，对研究各类神经反射通路及其通 路间的联系都具有良好效果。本文采用神经电生理学的方法来建立大鼠运动性神 经肌肉疲劳下h 反射参数评价模型，并利用此模型及其引申模型来探讨间歇性低 氧训练对人体与大鼠下肢h 反射单突触通路的影响。 研究方法：以3 月龄雄性s d 大鼠、专业运动员以及体育系在校大学生为研究对 象，采用自主研制的低氧发生装置进行实验研究。首先，建立适宜h 反射诱发研究 的大鼠神经肌肉疲劳模型。分别应用士的宁、跑台训练、间歇性低氧训练等干预 手段，观察不同受试对象低氧训练前后以及疲劳恢复过程中h 反射参数的变化特 征。其次，建立人体神经肌肉疲劳模型，应用运动训练、间歇性低氧训练等干预 手段，观察低氧训练前后以及疲劳恢复过程中h 反射参数的变化。最后，比较大鼠 与人体实验结论的异同，进一步揭示h 反射参数指标在神经肌肉疲劳监测中的应 用。在整个实验中，测定疲劳前后以及恢复过程中h 反射的相关参数：h m a x 、m m a x 、 h 波潜伏期、m 波潜伏期以及h m a x m m a x l 卜, 值，用以诊断疲劳和评价疲劳发生、 发展程度，揭示疲劳发生与恢复机制。所有实验数据采用s p s s l 3 0 统计软件进行 分析处理。 研究结果：l 、本研究建立了稳定的大鼠运动性疲劳与h 反射诱发模型，该模 型中大鼠运动性疲劳前后生理状态皆适宜进行下肢h 反射诱发研究，并且该模型对 药物注射、不同训练手段等多种干预性研究敏感。2 、在大鼠半时恢复模式的运动 性疲劳，其疲劳发生后h 反射参数的主要敏感指标为h 波振幅衰减，并且可以通过 稳定m 波振幅，对h 波振幅进行定量分析。3 、短跑运动员运动性疲劳发生后，表 现为h 波振幅衰减，并在短时间内恢复；中长跑运动员运动性疲劳后以及恢复期， 表现为h 波振幅在疲劳发生前后皆处于较低的水平。4 、大鼠两周间歇性低氧训练 以及间歇性低氧合并跑台训练后进行的运动性疲劳测试中，在疲劳发生后h m a x 发 中文摘要常氧与低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究 生较长时间抑制，与间歇性低氧干预方案诱发大鼠脊髓水平神经反射调节有关。5 、 短跑运动员间歇性低氧训练后的运动性疲劳测试中，在疲劳恢复过程，h m a x 先降 低后升高，该变化与间歇性低氧训练方案对人体脊髓上中枢调节的影响所诱发的 下行适应性改变有关。6 、两周单纯间歇性低氧训练主要通过改善神经系统氧供而 改善人体平衡能力；间歇性低氧训练合并运动训练共同作用，有助于缩短简单反 应时，提高人体神经肌肉反应速度。 研究结论：在本研究中，建立了稳定的大鼠后肢神经肌肉疲劳模型以及对神 经肌肉疲劳评价的h 反射参数评价指标体系。本研究以h 反射参数作为神经肌肉疲 劳评价与研究的生物学探针，揭示了大鼠后肢与人体下肢运动性疲劳及其恢复过 程中h 反射相关参数的变化规律，并提示间歇性低氧训练等干预手段可能对涉及下 肢h 反射的神经通路组成成份诱发了短期适应性改变。 关键词：神经肌肉疲劳；h o f f m a n n 反射；间歇性低氧训练；动物模型； i i 作者：吕荣 指导教师：姜文凯教授 h o f f m a n nr e f l e xa n dn e u r o m u s c u l a r f a t i g u eu n d e r n o r m o x i ca n dh y p o x i cc o n d i t i o n s a b s t r a c t s o b j e c t i v e ：i nt h ef i e l d so fs p o r t ss c i e n c e ，t h es t u d yo fs p o t sf a t i g u ep l a y sak e y r o l e b u tu pt i l ln o w , w ec a ns t i l lf i n ds o m ec o n t r o v e r s i e sa n du n k n o w nf i e l d si nt h e s u b j e c t ，s u c ha st h er e a s o nl e a d st om u s c u l a rf a t i g u ea n dh o wt om o n i t o r i n gi t o n eo f t h em a i nr e a s o nw h i c hl e a d st os p o r t sf a t i g u ei sn e u r o m u s c u l a rf a t i g u e ，b u tt h ek e y r e a s o ni st h ef a t i g u er e s p o n s eo fc e n t r a la n dp e r i p h e r a ls y s t e m h o f f m a n nr e f l e xi so n e o ft l l eb a s i cm o n o s y n a p t i cr e f l e x e si nt h es p i n a lc o r d i t b e l o n g st os t r e t c hr e f l e xb y e l e c t r i c a la n a l o g ，w h i c hi sag o o dw a yt os t u d y n e u r o b i o l o g i c a la n de v e r yk i n do fr e f l e x p a t h w a y sa n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e m i nt h i sp a p e r , t h em e t h o d sb a s e do n n e u r o p h y s i o l o g ya n de l e c t r o p h y s i o l o g yw e r eu s e df o re s t a b l i s ht h ehr e f l e xm o d e l w h i c hc a nb eu s e dt oe v a l u a t et h en e u r o m u s c u l a rf a t i g u eo fr a t ，a n dt o e x p l o r et h e e f f e c t so ft h ei h to nt h em o n o s y n a p t i cp a t h w a yo fhr e f l e xi nm a n k i n da n dr a t s m e t h o d s ：i nt h i ss t u d y , t h es u b j e c t sw e r em a l es dr a t sa n dh e a l t h yv o l u n t e e r s h o m e m a d eo x y g e ng e n e r a t i n gd e v i c ew a su s e di nt h es t u d y f i r s t ，ar a tn e u r o m u s c u l a r f a t i g u em o d e lw a se s t a b l i s h e dw h i c hf i tf o rt h es t u d yo fe v o k i n ghr e f l e x i n t e r v e n t i o n s s u c ha ss t r y c h n i n ei n j e c t i o n ，t r e a d m i l lt r a i n i n g ，i h ta n ds oo na r ea p p l i e dr e s p e c t i v e l y t ot h i sm o d e l ，i no r d e rt oo b s e r v et h ec h a n g e so fh r e f l e xp a r a m e t e r sb e f o r ea n da f t e r i h ta n dd u r i n gt h er e c o v e r yo fn e u r o m u s c u l a rf a t i g u e s e c o n d ，am o d e lo fh u m a n n e u r o m u s c u l a rf a t i g u ew a se s t a b l i s h e d i n t e r v e n t i o ns t u d i e so ft r e a d m i l lt r a i n i n ga n d i h tw e r ea l s oa p p l i e di nt h i sm o d e li no r d e rt oo b s e r v et h ec h a n g e so fhr e f l e x p a r a m e t e r sb e f o r ea n da f t e rn e u r o m u s c u l a rf a t i g u ea n dd u r i n gt h e r e c o v e r y o f n e u r o m u s c u l a rf a t i g u e i no r d e rt od e t e r m i n et h er e l e v a n tp a r a m e t e r so fn e u r o m u s c u l a r f a t i g u eb e f o r ea n da f t e rt h er e c o v e r yp r o c e s so fhr e f l e x ，s u c ha sh m a x ，m m a x ，h w a v e l a t e n c y ，m w a v el a t e n c ya n dh m a x m m a xr a t i ow e r et e s t e da n dr e c o r d e dt od i a g n o s e t h en e u r o m u s c u l a rf a t i g u e ，e v a l u a t et h ee x t e n to ft h eo c c u r r e n c ea n dd e v e l o p m e n to f n e u r o m u s c u l a rf a t i g u ea n dr e v e a l t h em e c h a n i s m so fn e u r o m u s c u l a rf a t i g u ea n di t s r e c o v e r yp r o c e d u r e b yt h ee n do ft h i se x p e r i m e n t ，w ea p p l i e ds p s s1 3 0s t a t i s t i c a l s o f t w a r et oa n a l y s i st h ed a t a i i i a b s t r a c t h o f f m a ，n n r e f l e x a n d n e u r o m u s c 1 e f a t i g u e u n d e r n o r m o x i c a n d h y p o x i c c o n d i t i o n s - _ - ，- _ _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ - - _ _ _ - _ _ i _ _ - _ _ _ _ - - _ _ _ _ - _ _ - _ - _ - - _ _ _ - - - 。- _ _ - _ _ 一一一一 r e s u l t s 1 w ee s t a b l i s h e das t a b l em o d e lo fr a t sn e u r o m u s c u l a rf a t i g u ei n t h i s s t u d y t h i sm o d e li sf i tf o rt 1 1 ee v o k i n go fh r e f l e xb e f o r ea n da f t e rf a t i g u e a n dt h e m o d e li ss e n s i t i v et ot h ei n t e r f e r i n gs t u d i e so fd r u g sa n dt r a i n i n gm e t h o d s 2 t h em a i n s e n s i t i v ep a r a m e t e ro fhr e f l e xc h a n g e di nt h eh a l f - t i m er e c o v e r yp r o c e d u r eo f n e u r o m u s c u l a rf a t i g u ew a st h ea m p l i t u d eo fh w a v ew h i c hs h o w e dd e c r e a s ei nt h e s t u d y w ec a na n a l y s i sq u a n t i t a t i v e l yt h eh r e f l e xb ys t a b i l i z i n go rf i x i n gm w a v ei nt h e f u t u r es t u d y 3 。a m p l i t u d eo fh w a v ei ns p r i n ta t h l e t e sd e c r e a s e da f t e rf a t i g u e ，a n d r e s t o r e ds o o n ；b u tf o rd i s t a n c ea t h l e t e s ，h - w a v ew a si nl o w s t a t u sa f t e rf a t i g u ea n d d u r i n gt h er e c o v e r yp r o c e d u r e 4 h m a xw a ss u p p r e s s e df o ral o n gt i m e b e f o r ea n da f t e r t h en e u r o m u s c u l a rf a t i g u ew a sh a p p e n e di nt l l o s er a t sw h i c hu n d e rt h et w ow e e k so f i n t e r m i t t e n th y p o x i at r a i n i n ga n dw h i c hc o m b i n e dw i t hi n t e r m i t t e n th y p o x i at r a i n i n g a n dt r e a d m i l lt r a i n i n g b e f o r ea n da f t e rt h en e u r o m u s c u l a rf a t i g u e ，t h e r ew a sal o n gt i m e s u p p r e s s i o no c c u r r e di nh m a x i tm i g h t b ea s s o c i a t e dw i t ht h er e g u l a t i o no fi n t e r m i t t e n t h y p o x i at r a i n i n gt o t h ehr e f l e xp a t h w a yi nt h es p i n a lc o r d 5 h m a xi ns p r i n t e r s i n c r e a s e df i r s ta n dt h e nd e c r e a s e dd u r i n gt h er e c o v e r yp r o c e s sa f t e ri n t e r m i t t e n th y p o x i a t r a i n i n g t h er e s u l tm i g h tb ea na d a p t i v ec h a n g ea r o s ef r o md e s c e n d i n gs u p s p i n a l s o u r c e sc a u s e db yi n t e r m i t t e n th y p o x i at r a i n i n g 6 i n t e r m i t t e n th y p o x i at r a i n i n gw a s u s e f u lf o ri m p r o v i n gb o d yb a l a n c e ，a n dt h en o r m o x i at r a i n i n gc o m b i n e dw i t h i n t e r m i r e n th y p o x i at r a i n i n gi sh e l p f u lt oi m p r o v en e u r o m u s c u l a rr e s p o n s ea b i l i t ya n d s i m u l t a n e o u s l yi m p r o v et h es i m p l er e a c t i o nt i m e c o n c l u s i o n ：w ee s t a b l i s h e das t a b l en e u r o m u s c u l a rf a t i g u em o d e l si nt h i ss t u d y , a n d h a ds e tu pas y s t e mo fhr e f l e xp a r a m e t e r si ne v a l u a t i n gt h en e u r o m u s c u l a rf a t i g u e hr e f l e xw a ss e l e c t e dt ob eab i o l o g i c a lp r o b eo fn e u r o m u s c u l a rf a t i g u ei nt h i ss t u d y , a n dt h r o u g hw h i c hr e v e a l e dt h ep r i n c i p l eo ft h ehr e f l e xc h a n g e sd u r i n gt h ef a t i g u ei n m a na n dr a t t h er e s u l t sa l s os h o w e du st h a ta d a p t i v ep l a s t i c i t yo ft h eh u m a nn e r v o u s s y s t e ma s s o c i a t e dw i t ht h eh r e f l e xp a t h w a yc a nb ei n d u c e di nr e s p o n s et oi n t e r m i t t e n t h y p o x i ct r a i n i n go ro t h e ri n t e r v e n t i o n s k e yw o r d s ：n e u r o m u s c u l a rf a t i g u e h o f f m a n nr e f l e x i n t e r m i t t e n th y p o x i c t r a i n i n g a n i m a lm o d e l i v w r i t t e nb yl ur o n g s u p e r v i s e db yp r o f j i a n gw e n k a i 目录 r - - , l - - j 予舌l 综述4 1h 反射研究的历史回顾4 2h 反射生理学7 3h 反射的方法学一h 反射诱发部位与诱发技术及其影响因素1 0 4h 反射的临床应用一h 反射参数及其意义1 2 5h 反射在运动生理学上的应用一神经肌肉相关研究1 4 6t - i 反射当前研究趋势以及走向分析1 8 实验研究i 常氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究1 9 1 材料与方法2 0 1 1 实验对象与分组2 0 1 1 1 实验对象的准备2 0 1 1 2 动物实验对象与分组”2 0 1 1 3 人体实验对象与分组一2 0 1 2 测试指标2 0 1 2 1 常氧下大鼠h 反射参考范围与疲劳模型研究”2 0 1 2 2 常氧下人体有氧、无氧运动性疲劳与h 反射研究2 1 1 3 主要实验器材和实验方法2 1 1 3 1 实验器材2 1 1 3 2 动物实验方法与步骤2 2 1 3 3 人体实验方法与步骤2 3 1 4 数据统计处理? 2 4 2 实验结果与讨论。2 5 2 1 实验结果2 5 2 1 1 常氧下s d 大鼠下肢静息状态h 反射模型、参考范围建立以及 评定指标2 5 2 1 2 常氧下s d 大鼠下肢h 反射疲劳模型2 5 2 1 3 常氧下腹腔注射士的宁对大鼠h 反射以及大鼠下肢电刺激运动 性疲劳的影响_ 2 8 2 1 4 常氧下不同专项运动员静息状态下h 反射各指标参考范围及 其比较，3 1 2 1 5 常氧下3 0 s 无氧运动方式与1 2 m i n w h o 标准有氧运动方式不同 项群运动员静息状态下与疲劳发生后各时程，h 反射各指标比 较3 2 2 2 分析与讨论3 8 2 2 1 常氧下s d 大鼠后肢h 反射测定的条件控制”3 8 2 2 2 常氧下s d 大鼠后肢h 反射测定原理及运动性疲劳模型建立 的可行性与验证3 9 2 2 3 常氧下人体h 反射诱导实验条件的选择与控制4 1 2 2 4 常氧下h 反射与不同训练专项、不同运动方式运动性疲劳4 2 2 3 小结4 4 2 3 1 常氧下动物实验小结4 4 2 3 2 常氧下人体实验小结4 4 2 3 3 常氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究小结4 5 实验研究，i i 间歇性低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究4 6 1 材料与方法4 7 1 1 实验对象与分组4 7 1 1 1 动物实验对象与分组4 7 1 1 2 人体实验对象与分组4 7 1 2 测试指标4 7 1 2 1 间歇性低氧训练前后大鼠h 反射与神经肌肉抗疲劳能力4 7 1 2 2 间歇性低氧刺激人体h 反射与神经肌肉抗疲劳能力4 8 1 3 主要实验器材和实验方法。4 8 1 3 1 实验器材4 8 1 3 2 间歇性低氧训练前后大鼠h 反射与神经肌肉抗疲劳能力研究4 8 1 3 3 间歇性低氧训练前后人体h 反射与神经肌肉抗疲劳能力研究5 0 1 3 4 自制和改进设备说明5 1 1 4 数据统计处理5 4 2 实验结果与讨论5 5 2 1 实验结果5 5 2 1 1 间歇性低氧训练各组大鼠运动性疲劳前后以及各恢复时程 h m a x 与m m a x 的比较5 5 2 1 2 间歇性低氧刺澎对人体简单反应时以及平衡能力的影响的研究6 0 2 1 3 间歇性低氧训练空白对照组、低氧组以及训练+ 低氧组训练前后 h m a x m m a x 的变化6 2 2 1 4 间歇性低氧训练之训练+ 低氧组两周低氧训练后，3 0 s 无氧运动 性疲劳前后h 反射各参数的变化6 4 2 2 分析与讨论一6 7 2 2 1 间歇性低氧训练对大鼠运动能力的影响6 7 2 2 2 研究大鼠运动性疲劳的h 反射相关研究指标的选取6 7 2 2 3 对低氧以及大鼠电刺激运动性疲劳前后h 反射各参数变化的 解释6 8 2 2 4 大鼠间歇性低氧训练以及运动训练中和疲劳恢复中某些实验 条件的控制与注意事项一7 0 2 2 5 两周间歇性低氧实验对安静人体h 反射的影响7 0 2 2 6 间歇性低氧对短跑运动员无氧运动性疲劳恢复中h 反射的影 响”7 1 2 2 7 间歇性低氧调节h 反射敏感性的可能机制”7 2 2 2 8 有关反应时与平衡的理论以及间歇性低氧对神经系统影响的机 制“7 3 2 2 9 不同组别以及同组不同低氧训练时程简单反应时的比较分析7 4 2 2 1 0 不同组别跌倒指数的均值以及同组低氧训练前后以及不同训 练时程跌倒指数的比较分析7 5 2 2 1 l 简单反应时与平衡实验结果的可靠性以及可能的影响因素7 6 2 3 小结7 7 2 3 1 间歇性低氧研究动物实验小结7 7 2 3 2 间歇性低氧研究之人体h 反射研究小结7 8 2 3 3 间歇性低氧研究之人体反应时与平衡研究小结7 8 2 3 4 间歇性低氧下i - i 反射与神经肌肉疲劳研究小结。7 8 全文总结8 0 参考文献8 2 中英文缩略语9 8 常氧与低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究序言 序言 神经肌肉疲劳机理与评价研究是国内外运动医学研究的热点，同时也是运动 人体科学研究的重点。其研究水平从整体到局部、从器官到细胞，直至细胞内各 种生物活性分子，正伴随现代科技进步不断往多个方向拓展。随着对运动性疲劳 发生机理研究的进一步深入，研究焦点越来越集中于中枢神经系统这一神经肌肉 疲劳的最终调控点。对神经肌肉疲劳的认识已经不再停留在早期的能量衰竭、代 谢产物蓄积、酸碱平衡紊乱、突变理论等学说上，而是逐渐集中于运动性疲劳对 脊髓下效应器、脊髓、以及脊髓上中枢、大脑皮层运动与感觉中枢等各个神经调 控层面的影响以及适应上。 机体神经调控的基础是反射弧，人体最简单的神经反射是单突触反射。由于 单突触反射反射弧结构简单，近年来大多数有关神经通路调控的研究都以它为探 针来探索更为复杂的神经反射通路及其调控模式。运动性神经肌肉疲劳的发生， 在神经肌肉生理学方面，涉及多个层面的神经调控，利用最简单的神经反射通路 来分析其调控机理，应该是首选方法。 h 反射是人体最常见的单突触反射之一，又称作h o f f m a n n 反射。它由霍夫曼在 1 9 1 0 年首次描述。h o f f m a n n 反射( h 反射) 是单突触牵张反射的电模拟物，它可以 通过经皮电刺激i a 感觉神经纤维或相关神经，在人体四肢的大多数肌肉上引出。它 的反射特性具有近似的单突触特性，在严格控制除受试部位参与实验处理外，其 它身体部位在相对稳定或受控的前提下，h 反射是单突触反射。它是由i a 类感觉传 入神经纤维与q 运动神经元产生单突触联系而发生的反射弧。在医学临床工作中， h 反射作为评估神经肌肉功能状态的探针，应用于诊断脊髓病理、神经肌肉病理、 生理状态。在运动人体科学研究中，这一手段同样适用于评估运动性疲劳前后神 经肌肉功能变化，从而诊断神经肌肉疲劳与恢复状态，并揭示其相关机制。 运动中氧供应与氧摄取情况能够影响神经肌肉疲劳的产生与恢复过程。在运 动训练中采用低氧干预手段，有可能改善运动中氧供与氧摄取，延缓疲劳的发生 或者衰减神经肌肉疲劳的程度。 间歇性低氧训练是指间断性地让运动员吸入常压低氧或低压低氧气体，使机 体产生适应高原环境的生理性变化，最终提高运动员在平原运动能力的一种运动 序言 常氧与低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究 训练模式。该研究始于2 0 世纪8 0 年代末，由前苏联医学学者斯特列尔科夫博士在 前人研究的基础上创造出来的。最初被用于临床对呼吸及消化系统疾病的治疗， 进而被应用于提高运动训练水平的实验研究中。国外对间歇性低氧训练研究从8 0 年代末开始后，一直没有间断，其研究内容包括：机体氧气摄入、传输和利用能 力的改变，神经内分泌调控功能和免疫功能的改善，以及低氧训练提高运动能力 的机理。国内对间歇性低氧训练的研究始于2 0 世纪9 0 年代中后期，其主要研究内 容包括：间歇性低氧对心肌细胞代谢、心脏电传导、对大脑皮层电位以及神经递 质释放的影响以及间歇性低氧对骨骼肌生理、生化特性的影响等方面。 目前，有关间歇性低氧训练对运动机能影响的作用机制研究还不够深入，而 关于间歇性低氧训练对神经肌肉抗疲劳能力影响的探索更少，低氧生理学上的许 多研究空白有待进一步深入探讨。 通过文献检索发现，目前与本研究相关研究中存在的主要问题有： 1 对间歇性低氧训练手段提高人体运动能力的机理探讨尚不够全面。当前研 究内容主要集中于心、肺功能的提高以及肌肉细胞代谢能力的提高这两大方面， 而有关间歇性低氧训练对高级中枢调控影响以及对基本神经反射及其调控影响的 研究却很少见。其中，有关不同低氧训练方案的因素是否参与、怎样参与神经肌 肉抗疲劳能力调节的相关实验与机理研究国内外报道甚少。 2 神经肌肉疲劳的评价手段与研究指标有待进一步充实。传统的神经肌肉疲 劳评价手段与指标包括机体的主观感受以及客观评价指标，主要有：肌力、神经 系统一般功能、感觉器官一般功能、生物电以及心率的测定。这些评价手段与指 标往往比较粗犷，某些指标的具体生理与病理意义尚未进行深入揭示。在今后的 研究中，有必要对神经肌肉疲劳的评价指标进一步验证，并且选择适宜的、敏感 的评价指标来诊断神经肌肉疲劳以及揭示特定类型的神经肌肉疲劳发生与恢复机 制。 因此，本研究拟以士的宁注射、不同模式运动训练以及间歇性低氧训练作为 神经肌肉疲劳研究的干预手段，以传统的运动性疲劳诊断指标来验证大鼠后肢电 刺激与人体下肢运动性神经肌肉疲劳模型，揭示其神经肌肉疲劳发生与恢复过程， 并且在此基础上，建立敏感的、以疲劳前后h 反射参数变化为特征的新的神经肌 肉疲劳评价指标体系。这将有助于揭示不同干预手段对神经肌肉疲劳影响的神经 肌肉机制，以及进一步探讨神经肌肉疲劳的发生、发展与恢复过程中脊髓与脊髓 2 常氧与低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究 序言 上皮层中枢的调节机制。同时，还有助于从神经调控层面来理解神经肌肉疲劳机 理以及从不同干预手段的作用来认识神经肌肉疲劳的中枢机制。 为解决上述问题，本文拟从以下几个方面进行研究： 1 建立稳定的常氧下大鼠后肢电刺激运动性疲劳模型和大鼠间歇性低氧运动 训练模型；检测间歇性低氧训练周期前后h 反射的各项参数，用以评价间歇性低氧 训练这一干预手段对神经肌肉功能适应性以及神经肌肉疲劳发生与恢复的影响以 及h 反射各参数用以诊断神经肌肉疲劳的敏感性与特异性。 2 利用已经建立的大鼠后肢电刺激运动性疲劳模型，结合常规神经肌肉疲劳 与恢复评价指标，来筛选大鼠在常氧运动训练周期以及间歇性低氧训练周期后， 可以用来评价其神经肌肉抗疲劳能力与神经肌肉适应性变化的h 反射相关敏感指标。 3 与动物实验同步建立人体实验方法，参照动物实验的相关模式，并充分考 虑动物与人体实验依从性以及可行性差异，以能互补人体与动物实验的不足为原 则，建立普通人群、运动员的常氧、间歇性低氧训练模型。在常氧训练模式下， 测定短跑与中长跑运动员运动性疲劳前后h 反射的各项参数，结合传统评价指标， 评价不同专项运动员神经肌肉疲劳特点以及敏感的h 反射参数；在间歇性低氧训练 模式下，检测间歇性低氧训练周期前后以及运动性神经肌肉疲劳前后不同人群、 不同训练方式对h 反射参数的影响，进一步评价间歇性低氧训练对神经肌肉抗疲劳 能力的影响，以及相关的、敏感的h 反射参数，揭示间歇性低氧训练导致神经肌肉 抗疲劳能力变化的机理，并且为运动训练监控提供理论依据与实用的h 反射评价指标 体系。 4 研究间歇性低氧训练对人体平衡能力以及反应时的影响。利用神经肌肉疲 劳传统评价指标一简单反应时以及人体抗跌倒能力来检验间歇性低氧训练对中枢 神经系统的影响，为研究间歇性低氧训练手段对神经肌肉疲劳的影响进一步提供 实验依据，并且检验h 反射敏感指标体系用于评价神经肌肉疲劳的可靠性。同时， 在大脑高级中枢水平上探讨低氧训练对人体神经肌肉疲劳的影响机制。 通过上述研究，建立人体与动物神经肌肉疲劳模型以及低氧常氧运动训练模 型，使动物实验与人体试验互补不足，尽可能地检测影响神经肌肉疲劳的各方面 因素。拟达成建立以h 反射敏感参数为主的神经肌肉疲劳评价指标体系，使之更适 合对神经肌肉疲劳评价以及进一步研究疲劳与恢复机制。 综述 常氧与低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究 综述h 反射的生理学及方法学意义 在脊髓反射中，无论是简单的牵张反射还是相对复杂的屈肌反射和交叉伸肌 反射等，其基本反射通路从理论上说都具有潜在的单突触特性。 经典的脊髓单突触反射有生理上的腱反射( 牵张反射的一种) ，以及电刺激诱 发的h 反射。从神经通路上来说，h 反射旁路了肌梭感受器，与腱反射比较相对 简单；从诱导条件上来说，h 反射属于受控电刺激，反射条件便于控制，容易实 施定量分析；从诱导部位上来说，h 反射能够相对容易地在多种肌肉上引出，尤 其在幼年动物与人体更容易引出。h 反射的这些特点促成了其在神经科学及相关 学科上的广泛应用。但是，纵观多年来有关h 反射应用的文献，对h 反射无论从 理论探讨上还是从应用上都比较谨慎，其主要原因是：h 反射虽然是受控的单突 触反射，但其真正的脊髓传导本质以及相关影响因素尚未完全明了。因此，尽管 h 反射应用广泛，但其限制因素与影响因素也很多。为进一步明确h 反射的基本 生理机制以及常见应用范围，本文从h 反射的研究历史、生理学基本机制、方法 学及其在运动科学与临床应用等几个方面对其作详尽的探讨。 1h 反射研究的历史回顾 h 反射1 9 1 0 年由p a u lh o f f m a n n 首次描述【l 】。在1 9 1 8 年h o f f m a n n 再次撰文 指出，通过刺激膝关节背面的( 胭窝) 胫神经而记录于比目鱼肌的延迟应答，的 确是一个神经反射，并且很可能是腱反射的电模拟物【2 】。1 9 5 0 年，m a g l a d e r yj w 和m c d o u g a ld b 研究普通人群神经与反射活性，在通过识别肌电图上特定反射来 确定外周神经纤维传导速度时沿用了这一反射，并将它命名为h 反射，以纪念p a u l h o f f m a n n t 川。1 9 51 年，m a g l a d e r yj w 等人基于比目鱼肌h 反射从刺激到产生波形 具有足够简短的潜伏期而得出结论，在比目鱼肌引出的h 反射具有单突触特性【4 】。 在1 9 5 2 年，m a g l a d e r yj w 等人首次应用一系列条件刺激作用后h 波振幅的恢复 时程来观察和研究h 反射。至此，h 反射的概念与早期的研究方法基本确立。 6 0 年代初期，h 反射被用来测量感觉与运动神经传导速度【5 一，由于其原理简 单、测量操作方便，目前仍为临床神经肌肉功能检查的常用方法。6 0 年代中期， 不少医务工作者开始将h 反射与肌电图相结合，用作诊断神经肌肉疾患( 舞蹈症、 痉挛、偏瘫等) 【7 ，8 1 。随后，有关h 反射在脊髓水平的易化、抑n t 9 j 以及脊髓、脊 常氧与低氧下h 反射与神经肌肉疲劳研究综述 髓上、皮层高级中枢对h 反射的下行影响研究都在逐渐展开【l o l l 】。这一时期， t a b o r i k o v ah 等人研究了运动神经元池与h 反射的关系，为后来利用h 反射来测 定运动神经元池活性奠定了基础l l2 1 。 7 0 年代初期，h 反射开始被应用于脊髓损伤后神经病理的研究以及帕金森病 的研究。在此期间，s e t h i 等人【1 3 】还研究了高原缺氧对h 反射的影响，为8 0 年代 9 0 年代的低氧训练与康复研究提供了基于神经反射的研究思路。到了7 0 年代中 期，随着研究的深入，g o d a u xe 、d e s m e d tj e 等人【1 4 】发现，比目鱼肌的震颤引 起同侧咬肌h 反射以及牵张反射活性增强，并把其归结为脑干传导通路对咬肌h 反射的介入，从而初步发现h 反射不仅仅是单突触反射这么简单。这一研究结论 逐步将对h 反射的影响因素研究扩展到脊髓高级中枢，甚至大脑皮层高级中枢， 为进一步认识h 反射本质，以及认清其它单突触反射的神经通路、易化和抑制性 回路，进一步控制好h 反射的研究条件，打下基础。同时，有关震动肌腱引起h 反射变化的机理研究也在逐步深入，d i n d a rf v e r r i e rm 等人【1 5 】的研究表明，震动 激活了肌梭感受器，诱发突触前抑制，引起h 反射参数改变，揭示了脊髓抑制性 回路参与h 反射的诱发过程。这一研究，为将来应用h 反射参数变化来研究运动 控制机制提供了理论指导。随后，一系列有关运动皮层刺激效应( 电、光、声刺 激) ，以及药物等各种干预手段引发的突触前抑制的研究，都将h 反射作为基本的 研究工具【1 6 1 8 】。至此，h 反射及其相关研究被划分为对中枢神经系统影响的研究 以及对外周效应影响的研究两大部分。h 反射的研究手段也逐渐标准化。b r a d d o m r i ，j o h n s o ne w t l 9 j j 等h 反射应用于诊断s 1 神经根疾病时首次提到了h