（运动人体科学专业论文）不同强度的间歇跑台训练对生长期大鼠骨代谢的影响.pdf

1 曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明 （根据学位论文类型相应地在“”划“”） 本人郑重声明：此处所提交的博士/硕士论文不同强度的间歇跑 台训练对生长期大鼠骨代谢的影响，是本人在导师指导下，在曲阜师 范大学攻读博士/硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中 除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中已明确的方式注明。本声明的法律结 果将完全由本人承担。 作者签名： 日期： 曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书 （根据学位论文类型相应地在“”划“”） 不同强度的间歇跑台训练对生长期大鼠骨代谢的影响系本人 在曲阜师范大学攻读博士/硕士学位期间，在导师指导下完成的博士/ 硕士学位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内 容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用 学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本， 允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学，可以采用影印或其他复制 手段保存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 2 摘 要 1 1 研究目的研究目的 青少年的骨密度在整个青春期呈上升趋势，青春期前期进行运动干预是提高骨密度的 最佳时期, 对骨密度的有利作用更明显，青春期进行负重(跳跃)运动可以提高峰值骨量, 青春期是峰值骨量形成的敏感时期，在生长发育的高峰期参加运动可以促进骨的构建。结 合目前动物和人体实验的研究结果, 强度不同的间歇跑台训练骨代谢有显著影响,本次试 验我选择生长期大鼠为研究对象,通过对生长期大鼠股骨的骨含量和骨密度以及血液中骨 代谢相关指标的测定,探讨不同强度的间歇跑台训练对生长期大鼠骨代谢的影响,以期为 广大青少年运动锻炼和专业青少年运动员的科学训练提供理论支持。 2 2 实验方法实验方法 选取 4 周龄雄性 wistar 大鼠 70 只(由山东鲁抗医药股份有限公司提供)，平均体重为 (67.99 5.83)g,根据体重随机搭配分成 7 组（n=10）:即对照组和运动组。运动组按照大鼠 摄氧量分为: 65%组,70%组,75%组,80%组,85%组和90%组。 跑台训练8周, 每周训练 6d, 每组训练分 3 次,每次不低于 10min,中间间隔 30min,最后一次运动后 24h,摘眼球取血， 毁 脊髓法处死后解剖，取后肢右侧股骨剥离结缔组织，用生理盐水浸透的纱布包裹置-84冰 箱保存，待骨含量(bmc：bone mineral content)和骨密度(bmd：bone mineral density)指标的测 试。同时测血清中的碱性磷酸酶（akp: alkline phosphatase）、抗酒石酸盐酸性磷酸酶 （stracp: tartrate resistant acid phosphatase），血磷（p：blood phosphorus） ，血钙（ca： blood calcium）的含量，所有数据用 spss17.0 软件进行统计学处理。 3 3 实验结果实验结果 3.13.1 实验前后体重变化实验前后体重变化 实验前各组大鼠之间体重差异无统计学意义。实验后 70%组大鼠体重显著低于对照组 （p0.05） ，75%90%组非常显著低于对照组（p0.01） ，90%组显著低于 65%组和 70% 组（p0.05） 。 3 3.23.2 骨量变化骨量变化 70%和 75%组股骨 bmd 显著高于对照组 （p0.05） ； 65%组、 75%组、 85%组股骨 bmc 显著高于对照组（p0.05） ，70%组极显著高于对照组（p0.01） 。 70%组股骨 bmd 显著高于 65%组（p0.05） ，85%组、90%组显著低于 65%组（p 0.05） ；90%组股骨 bmc 显著低于 65%组（p0.05） 。 75%组、80%组、85%组、90%组股骨 bmd、bmc 均显著低于 70%组（p0.05） 。 85%组、90%组股骨 bmd 和 90%组 bmc 均显著低于 75%组（p0.05） 。 90%组股骨 bmd、bmc 均显著低于 85%组（p0.05） 。 3.33.3 骨代谢生化骨代谢生化标志物标志物 3.3.13.3.1 运动对骨形成和骨吸收生化标志物的影响运动对骨形成和骨吸收生化标志物的影响 8 周跑台训练后，各运动组血清 akp 、stracp 均显著高于对照组（p0.05） ，其中 70%组、80%组血清 akp 和 80%血清 stracp 极显著高于对照组（p0.01） 。 70%组血清 akp 显著高于 65%组（p0.05） ，85%组、90%组血清 akp 显著低于 65% 组（p0.05） ；80%组、85%组、90%组血清 stracp 显著高于 65%组（p0.05） 。 80%组、85%组、90%组血清 akp 显著低于 70%组和 75%组（p0.05） ；血清 stracp 均显著高于 70%组和 75%组（p0.05） 。 90%组血清 stracp 显著高于 80%组和 85%组（p0.05） 。 3.3.23.3.2 运动对血钙、血磷调节激素的影响运动对血钙、血磷调节激素的影响 65%组、70%组血钙极显著高于对照组（p0.01） ，90%组显著低于对照组（p0.05） ； 65%组血磷显著高于对照组（p0.05） ，其余各运动组均极显著高于对照组（p0.01） 。 70%90%五个运动组血钙显著低于 65%组（p0.05） ；75%90%四个运动组血磷显 著高于 65%组（p0.05） 。 75%90%四个运动组血钙显著低于 70%组 （p0.05） ； 血磷显著高于 70%组 （p0.05） 。 80%组、90%组血钙显著低于 75%组（p0.05） ；85%组、90%组血磷显著高于 75%组 （p0.05） 。 85%组、 90%组血钙显著低于 80%组 （p0.05） ， 90%组血钙显著低于 85%组 （p0.05） 。 4 4. 结论 4.1 随着运动负荷的增加大鼠体重出现显著性的降低，对照组大鼠体重最大，90%组大鼠体 重最低，长期大强度运动导致大鼠出现运动疲劳，摄食量减少，运动消耗大量能量，使得 大鼠自身组成物质被分解代谢，出现异化趋势。 4.2 70%vo2max 的中等强度间歇跑台训练使生长期大鼠骨量、骨密度增加最明显。随着运 动负荷的增加大鼠股骨 bmd、bmc 出现显著性的降低。 4.3 运动训练组中 70% 组成骨细胞最活跃，血清 akp 值最高，血清 stracp 值最低，均有 利于大鼠骨量的积累和骨密度的增加。训练强度大于 80% vo2max 时，破骨细胞活性增加 迅速，从而影响骨量的积累和峰值骨量的形成。 4.4 各运动组血钙和血磷含量随运动强度的增加分别出现减少和增加的趋势。说明训练强 度大于 70% vo2max 时，破骨细胞活性大于成骨细胞活性，大鼠骨量呈下降趋势。 关键词 间歇跑台训练；运动强度；骨量；骨代谢 5 abstract 1 research objectives teenagers bone density are on the rise, early adolescence exercise intervention is to improve the optimal period of bone density, the beneficial effect on bone density more obvious and adolescence in weight (jump) movement can improve the peak bone mass, adolescence is the peak bone mass of the formation of the sensitive period, working with weights improves core stability and strengthens muscles, which in turn boosts metabolism, improves balance and flexibility, and builds bone density, do exercise in the growing development of the rush hour can promote the construction of the bone. combining the animal and human experiment results, the strength of different intermittent running a training has a significant effect on bone metabolism, i choose growing rat as the research object in this test, by measuring the blood relevant indicators of bone metabolism on the growth period rats. explore different strength intermittent treadmill training of growth period rats the influence of bone metabolism, so as to provide the training intensity of teenagers set theory support. 2 experimental methods select 70 male wistar rats(shandong lukang pharmaceutical ltd company), four weeks, average weight is (67.99 5.83)g, according to assort randomly divided into seven groups (n=10): the control group and the exercise group. according to the vo2max, there are 65% 、70% 、 75% 、80%、 85%、 90% groups. 8 weeks treadmill training, training six days a week, each group of training three times, each time not less than 10min, the interval is 30min. the last movement after 24h, by picking the eyeball take the rats blood, destroyed rats spinal cord put to death and dissection. take the femur dissection of the connective tissue, wrapped with gauze soaked by normal saline, -84 kept at low temperature, bone mass(bmc), bone mineral density(bmd) to be tested. and test serum samples of alkaline phosphatase (akp), resist tartaric acid acidic phosphatase (str-acp), blood phosphorus(p), calcium(ca). all date used spss17.0 software for statistical analysis. 6 3 results 3.13.1 before and after the experiment weight compared of the rats rats weight was be compared no significant difference with each other group before the experiment(p0.05). the rats weight of 70% group significantly lower than the control group(p 0.05), the group of 75%90% very significant lower than those in the control group(p0.01), the group of 90% were significantly lower than the group of 65% and 70%(p0.05). 3.2 3.2 the bmd and bmc comparison after the experiment the femoral bmd of 70% and 75% group significantly higher than the control group(p 0.05); the femoral bmc of 65%, 75%, 85% group significantly higher than the control group(p 0.05), the group of 70% very significant higher than those in the control group(p0.01). the femoral bmd of 70% group significantly higher than the 65% group(p0.05), the group of 85%, 90% significantly lower than the 65% group(p0.05); the femoral bmc of 90% significantly lower than the 65% group(p0.05). the femoral bmd, bmc of the group of 75%90% significantly lower than those in the 70% group(p0.05). the femoral bmd of the group of 85%, 90% and the femoral bmc of the group of 90% are significantly lower than those in the 75% group(p0.05). the femoral bmd, bmc of the group of 90% significantly lower than those in the 85% group(p0.05). 3.3 3.3 biochemical markers of bone metabolism 3.3.1 3.3.1 the akp and stracp comparison after the experiment after 8 weeks treadmill training, the serum akp, stracp of exercise group were significantly higher than the control group(p0.05), the serum akp of 70% , 80% group and the serum stracp of 80% group very significant higher than those in the control group(p 0.01). the serum akp of 70% group significantly higher than 65% group(p0.05), the serum akp of 85% , 90% group significantly lower than 65% group(p0.05); the serum stracp of 80%90% group significant higher than those in the 65% group(p0.05). the serum akp of 80%90% group significant lower than 70% or 75% group(p0.05); 7 the serum stracp of 80%90% group significant higher than 70% or 75% group(p0.05). the serum stracp of 90% group significant higher than 80% or 85% group(p0.05). 3.3.2 3.3.2 the blood calcium(ca) , phosphorus(p) comparison after the experiment the blood calcium(ca) of 65%, 70% group were very significantly higher than the control group(p0.01), 90% group significantly lower than control group(p0.05); the blood phosphorus(p) of 65% group were significantly higher than the control group(p0.05), the other in the exercise group were very significantly higher than those in the control group(p 0.01). the blood calcium(ca) of 70%90% group were significantly lower than the 65% group(p 0.05); the blood phosphorus(p) of 75%90% group were significantly higher than the 65% group(p0.05). the blood calcium(ca) of 75%90% group were significantly lower than the 70% group(p 0.05); the blood phosphorus(p) of 75%90% group were significantly higher than the 70% group(p0.05). the blood calcium(ca) of 80%, 90% group were significantly lower than the 75% group(p 0.05); the blood phosphorus(p) of 85%, 90% group were significantly higher than the 75% group(p0.05). the blood calcium(ca) of 85%, 90% group were significantly lower than the 80% group(p 0.05), the blood phosphorus(p) of 90% group were significantly lower than the 85% group(p 0.05). 4 conclusion 4.1 along with the increase of the sports load rat weight significant reduction, the rats weight of 70% group significantly lower than the control group. long-term high intensity exercise lead to rat occurrence motion fatigue, reduce food intake, movement of energy consumption, make rats composition of the substance was catabolism itself, appear alienation trend. 4.2 the training of 70% of the vo2max moderate intensity intermittent running make the growth period rat bone mass and bone mineral density increased obviously. along with the increase of 8 the sports load the femoral bmd、bmc are significant reduction. 4.3 the osteoblast most active of the group of 70%, serum akp is the highest value, serum stracp is at a minimum, be helpful for rats the accumulation of bone mass and the increase of bone density. when the training intensity is more than 80% vo2max, osteoclast activity increases rapidly, thus influence bone mass accumulation and peakbonemass formation. 4.4 along with the increase of the sports load each sport group blood calcium and phosphorus content there were increase and decrease trend. when the training intensity is more than 70% vo2max, the activity of osteoclast is more than osteoblast, bone mineral content on a declining curve. key words ：intermittent treadmill training; exercise intensity; bone mass; bone metabolism 目 录 1 前言 - 1 1.1 选题依据 - 1 1.2 研究综述 - 2 1.2.1 适宜运动强度对体重的影响 - 2 1.2.2 运动强度不同对骨代谢的影响 - 2 1.2.3 运动形式不同对骨代谢的影响 - 3 1.2.4 运动时间长短对骨代谢的影响 - 4 1.2.5 不同发育时期骨代谢的研究 - 4 1.2.6 大鼠骨代谢相关运动方式的研究 - 5 2 实验对象与方法 - 6 2.1 实验动物及分组 - 6 2.2 实验方法 - 6 2.3 样本采集 - 7 2.4 实验过程中样本含量的变化 - 7 2.5 指标测定 - 7 2.5.1 各指标的测定 - 7 2.5.2 实验药品 - 7 2.5.3 实验仪器 - 7 2.6 统计方法 - 7 3 实验结果 - 8 3.1 体重 - 8 3.2 骨量 - 8 3.3 骨代谢生化标志物 - 9 3.3.1 运动对骨形成和骨吸收生化标志物的影响 - 9 3.3.2 运动对血钙、血磷调节激素的影响 - 10 4 讨论 - 11 4.1 不同强度跑台训练对生长期大鼠体重的影响 - 11 4.2 不同强度跑台训练对生长期大鼠骨量的影响 - 11 4.3 不同强度跑台训练对生长期大鼠骨代谢生化标志物的影响 - 13 4.4 不同强度跑台训练对生长期大鼠血钙和血磷含量的影响 - 14 5 结论 - 16 6【参考文献】 - 17 7 在校期间的研究成果及发表的学术论文-20 8 致 谢-21 1 不同强度的间歇跑台训练对生长期大鼠骨代谢的 影响 1 前言 1.1 选题依据 人体 206 块独立的骨骼通过关节囊、韧带、肌肉连接在一起，构成完整的人体支架， 是人体运动系统的核心1 。在 2011 年 7 月 20 日这一天，当姚明在上海召开新闻发布会， 宣布自己将结束篮球生涯，正式退役的时候，作为篮球迷的我们都会感觉到惊讶和遗憾。 但当你翻阅姚明 9 年在 nba 生涯所遭受的伤病（特别是下肢以及脚趾的骨伤）之后，你 会理解他做出的决定，并为他感到骄傲和自豪！ nba 82 场常规赛的密集度和竞赛中身体 激烈对抗的强度，我们通过观看比赛就会了解。打完 nba 后,此时正是球员夏季休息和恢 复的关键时期,他又被中国国家队召回,参加奥运会、世锦赛等国际赛事。当生理心理的疲 劳积累到一定程度时就容易造成伤病2，退役的原因有很多，应力性的骨折是直接原因也 是最重要原因。 最新研究资料显示，老年人常见的髋关节股骨颈骨折3，由于治疗上比较困难，相当 比例病人难以愈合，还可发生股骨头坏死，在采取卧床的保守治疗方式情况下，很难避免 并发症的侵蚀，死亡率相当高；骨质疏松症不仅降低了患者的生活质量4，同时给家庭和 国家造成巨大的经济社会负担，因此世界各国都大力支持骨质疏松的防治研究。 青春期是生长发育的高峰期5，也是骨量发育和峰值骨量形成的敏感时期，骨量的提 高使青少年骨区域表面积增加，有利于肌腱的附着及肌肉生长发育，同时对预防骨质疏松 和降低骨折率起重要作用。适宜强度的运动是改善骨量代谢、提高峰值骨量和改善骨的形 态计量及生物力学性能的有效方法。在运动对骨代谢影响的研究中，递增负荷的间歇运动 训练效果显著6，运动持续时间维持在 30min 以上，每一组训练 3 次、每次运动时间不低 于 10min(保证运动对生长激素的促分泌作用7-8)，时间间歇为 30min9（有利于骨组织对 机械应力作用的感知10），但具体训练强度的研究有待完善。本研究旨在探索不同强度间 歇运动对生长期骨代谢的影响，为青少年运动健骨训练强度的安排提供理论参考。 2 1.2 研究综述 1.2.1 适宜运动强度对体重的影响 体重是反映组成生物体各个部分总重量的指标。由于容易受营养、疾病等环境因素 的影响，稳定性差，着重反映骨骼、肌肉、脂肪组织和内脏器官的量变，增长时间长，波 动幅度大。长期适宜强度的运动不仅能促进骨的生长、增加瘦体重，而且还能提高心肺功 能、改善神经系统的结构和功能，使生长期大鼠的体成分得到全面的发展和提高。然而剧 烈运动会使运动训练时的能量代谢过程加强，而且运动后安静休息期（68h）的基础代 谢也维持在很高水平，从而能量消耗加大，影响体重增长。正式训练前4周各组大鼠体质 量均持续增长,其中一般训练组（每周训练负荷为15m/min 20min 6d）增幅最快,但组间无 显著差异。第五周开始对照组和一般训练组大鼠体质量仍持续增长，而疲劳训练组（负荷 递增至力竭15-40m/min 6d）大鼠体质量增幅减慢，甚至出现下降趋势，训练结束时，疲 劳训练组大鼠体质量显著低于对照组和一般训练组11。 1.2.2 运动强度不同对骨代谢的影响 2009年王红升12等研究发现长时间适宜强度的跑跳运动能显著改善老龄大鼠股骨生 物力学性能13，高强度长时间的运动则降低衰退骨组织的生物力学性能，低强度的运动 无明显影响。具体哪一强度没有指出，研究结论对生长期大鼠会不会也适用？2009年李 建设14等在长期不同强度游泳运动对生长期大鼠骨代谢的影响研究中发现适宜强度游泳 运动能促进生长期大鼠骨发育。2009年刘永在15等发现中等偏上的游泳负荷强度有利于 减缓老龄小鼠骨矿含量的下降速度。但是由于水的浮力降低了大鼠体重对骨的应力作用， 致使3%负重游泳组大鼠骨量积累不显著，从而导致运动负荷的量化出现误差，影响运动 员训练负荷的参考。2010年陈敬16等指出适宜强度长期游泳运动对生长期大鼠骨组织形 态和结构力学特性有良好的促进作用，一般强度跑台运动训练，能够使大鼠体质量维持 稳定，摄食量增加，运动能力提高，大负荷疲劳训练摄食量减少，体质量下降，血红蛋 白量减少，运动能力减弱。 1992年newhall17等也通过实验发现跑步距离和运动时间的增长并不伴随骨矿密度的 增加。因此,就骨密度的增加而言,适度负荷运动比不负重训练有效果,且间歇式大负荷的 运动形式,比长时间小负荷运动形式更加骨密度效果显著。1995年vander wiel18等用大鼠 背负重跑台训练,发现背负重组大鼠骨矿密度显著大于不负重组,同时背负重组大鼠的运 动时间长短未对骨矿密度值产生明显影响。 2008年jurimae19等在年轻女运动员骨代谢的综 3 述中提到骨代谢的影响因素主要包括:机械负荷和激素。 综合文献资料来说，体育运动对bmd有双重影响：适度的运动能增加骨量，大强度 运动导致bmd降低甚至骨质疏松。表明运动强度刺激有一阈值，在该阈值下运动，随运动 强度的渐增，bmd增高；超过该阈值，刺激强度增大，bmd有减少趋势。运动方式和持 续时间相同的情况下，运动强度不同对骨密度的影响有很大差异。具体运动强度要达到哪 一特定阈值？才能引起骨量的变化呢。一般认为, 以40%-80%vo2max的低中强度运动能 使骨量增加，bourrin20等人指出运动强度超过80%vo2max时，骨量反而减少；但2009年 房冬梅21采用85%vo2max的间歇跑台训练， 2001年hertel22周蓉晖23等报道认为， 高强度 的运动可使骨量增加效果更明显。可见，运动健骨的适宜负荷量、适宜方式等重要环节是 目前研究中急需解决的关键。 1.2.3 运动形式不同对骨代谢的影响 2009年房冬梅指出间歇跑台运动和持续跑台运动皆可促进大鼠长骨的骨生成作用，提 高肝组织中igf-1的生成和血浆igf-1的水平。同时间歇跑台运动对青春生长发育相关的骨 代谢系统调节因子的作用大于持续炮台运动。还发现间歇跑台运动组大鼠骨灰度密度非常 显著地高于对照组，胫骨的骨小梁体积和平均宽度、皮质骨宽度、类骨质表面积和厚度极 显著地高于对照组，骨小梁数目和生长板厚度显著高于对照组，而骨小梁分离度和侵蚀表 面积却极显著地低于对照组。这些结果表明大强度间歇跑台运动对大鼠长骨生长具有良好 的促进作用。 1990年lanyon24发现短期高强度的力量训练比长期重复低强度性训练更有利于刺激骨 的矿化。 1993年slemenda25研究发现10-25岁花样滑冰运动的股骨颈、胫骨骨密度随着运动 强度的增加而减少。2000年赵杰修26在研究短跑、足球、篮球、中长跑运动的运动强度呈 依次递减，与此同时，其bmd也有依次递减趋势。2001年morel27发现从事健美、拳击、 攀岩和游泳的人则是上肢骨密度比率大, 而橄榄球、足球、田径运动员的下肢骨密度以及 全身骨密度较高。研究表明不同的运动方式对身体所施加的机械负荷不同,对骨代谢的影 响也不同。 2010年giuseppe banfi28等在不同项目和不同强度运动对骨代谢标志物影响研究 中指出，爆发力项目运动和大强度力量训练组骨矿密度(bmd)和骨矿含量(bmc)明显高 于对照组；对实验组荧光标记发现骨的重建较对照组活跃；抗阻力训练后, 发现股骨的最 大载荷、总横截面积和最大应力显著高于对照组,股骨力学性能明显增强。 一般认为,经常规律性的运动,特别是抗阻练习和力量冲击性运动方式, 非常有助于骨 量和骨密度的提高。不同运动方式所致肌肉张力的差异29、重力对骨骼应力作用的差异, 4 造成对人体骨代谢刺激强度的差异,进而出现不同项目、不同部位骨密度的差异。 1.2.4 运动时间长短对骨代谢的影响 2010年阮彩莲30等发现同样中小强度负荷游泳运动，7周的游泳组大鼠的雌激素和 骨密度明显高于4周的游泳组。由于骨代谢要求刺激时间较长，这个实验只说明运动时 间长短对骨代谢的影响。2010年何淑敏31等研究发现12周的耐力训练对骨组织的直接机械 作用以及血清维生素d代谢水平的升高使得opg/rankl(osteoporotegerin / receptor or activator of nf-kb ligand)比例升高，刺激骨骼体积增长而促进生长期大鼠骨量增加，大 鼠胫骨、腰椎骨骨量明显比对照组增加。而bmd差异不显著，分析原因，本实验研究对象 是生长期大鼠，快速生长期大鼠骨骼体积迅速增加，而矿物质积累明显滞后，因此这个时 期骨密度增长不明显。而骨量由骨骼体积增长和矿物质增加两方面决定，因此，即使矿物 质增加不明显而骨骼体积增长也会导致骨量增加，这从运动组股骨长度比对照组更长的结 果得到证实。 2003年王人卫32等指出中长期的大强度运动可导致大鼠骨量减少， 雌二醇e2、 睾酮t、孕激素p 的水平下降。但长时间大运动量训练会使e2水平降低, 导致下丘脑- 垂 体- 性腺轴等内分泌功能失调,引起机体过度疲劳, 骨质过度丢失而降低骨密度。2009年 乔媛媛33等提出适宜中等强度的运动, 特别是各种力量训练, 可以使血雌二醇、睾酮水平 明显升高, 从而刺激成骨细胞增值, 促进新骨形成, 使骨量和骨密度增加。雌激素直接和 骨骼中雌激素受体结合对维持骨吸收和骨形成的平衡具有极其重要的作用, 雌激素还可 以调节相关激素、细胞因子及受体而间接地起作用, 影响骨代谢。 1.2.5 不同发育时期骨代谢的研究 袁春华34等对63名1020岁男性青少年跟骨bmd进行测试，结果发现，男性青少年的 bmd在整个青春期呈上升趋势,且1015岁和1620岁组间bmd有显著差异，运动组和非 运动组的bmd也呈显著性差异,提示早期运动训练可以改变骨密度。haapasalo35等研究发 现,tanner期(9.4岁)儿童少年网球运动员优势手臂与非优势手臂bmd与对照组没有差异, 但在tanner期( 10.8 岁)、期( 12.6 岁)、期( 13.5岁) 却有显著性差异,期(15.5 岁)出现平台期,说明体育运动对骨密度最明显有利的时期是在生长发育突增期即tanner分 期中的期。heikkinen36等对月经期初潮前和初潮后女孩进行9个月的高冲击性运动 干预实验， 结果表明， 骨矿含量(bmc)仅在月经初潮前女孩中增加了。 kara37等研究发现, 让25名14 0.5岁的女孩进行每天3045min的跳绳练习, 9个月后全身、股骨颈、腰椎的骨 量增加高于对照组，提示在青春期( 相当于tanner期) 进行负重( 跳跃) 运动可以提高 峰值骨量。mackelvie38等对青春期前(tanner期)和青春期前期( tanner和期) 女孩 5 进行韵律操运动干预实验,7个月后,青春期前期(tanner和期) 女孩bmd显著高于对 照组,说明在青春期前期进行运动能更快地提高骨密度。 基于上述观察, 青春期前期即tanner分期的期进行运动干预是提高骨密度的最 佳时期, 对骨密度的有利作用更明显。结合目前动物实验的研究,本次试验我选择生长期 大鼠为研究对象,以期为广大青少年运动的锻炼和专业青少年运动员的科学训练提供理论 支持。 1.2.6 大鼠骨代谢相关运动方式的研究 39 游泳训练,是大鼠骨代谢实验中控制运动负荷的主要手段之一，通常把大鼠作为游泳运 动的研究对象。动物在接受游泳训练时，不会产生强烈的抵触情绪，所需设备也简便易得。 目前运动生物科学的动物泳池可以分为两类：静水泳池和流水泳池,两者各有优缺点。 跑台训练动，主要是根据大鼠跑步运动而设计的实验装置。动物跑台运动接近动物的 正常运动方式；运动量和运动强度可通过调整跑的时间、跑速和跑台坡度来准确控制；跑 台运动可以实现向心性收缩为主和离心性收缩为主的两种运动形式，动物上坡跑或下坡跑 分别使肌肉作向心性收缩或离心性收缩；对照组便于设立，因此跑台运动在目前实验研究 中应用较多。 跳台训练，是一种很好的动物爆发力训练模型，符合运动实际，对于与运动人体科学 相关的动物实验具有较高的参考价值，对运动中骨应力方面的研究则更实用。跳跃训练的 运动强度可以由跳跃高度来决定，骨所受的机械应力与跳跃高度成正比关系，运动量可以 由跳跃次数决定。然而，大鼠的跳跃模型和跑台运动模型一样，都是在电刺激的情况下迫 使动物运动，这种电击可能产生非运动性应激，甚至机械性损伤，从而影响运动模型的客 观性。 转笼训练，鼠类较常用的一种运动方式，它是一种自主运动无需外界刺激强迫，可以 避免被动运动时的伤害性刺激和运动过度，对照组也便于设立。目前研制的转笼克服了传 统转笼运动强度不易定量、运动量(动物所跑的圈数)不够精确等缺点，大大提高了使用价 值。如ishihara40等设计了可控制和自动显示负荷的大鼠主动转笼运动训练模型。转笼连接 一控制装置，可连续记录大鼠转笼跑的圈数和笼的阻力大小，并可传送至电脑存贮，笼阻 力可调整(0350 g)。 除了上述常用的运动方式以外，近些年国外也出现了一些新的动物运动方式，如举重 和负重爬等。wirth 的大鼠举重训练模型以食物作为诱导因素，红外线进行控制，负荷可 以随意调整。大鼠为了获得食物，必须将一定负荷的杠铃通过头顶用力举起，训练中的向 6 心收缩(举起杠铃)和离心收缩(放