競走運動員運動性貧血的發(fā)生機制探析

黃利軍

(重慶科技學院電氣與信息工程學院，重慶 沙坪壩 401331)

1 運動性貧血的研究歷史

早在1881年，F(xiàn)leischer作為一名軍醫(yī)對一名士兵的暫時性血尿研究揭開了貧血(anaemia)研究的序幕［1］．1959年，日本學者 Yochimura首次提出“運動性貧血”(sports anemia)這一術(shù)語［2-3］．在這以前，雖然不少學者報到了運動訓練對血紅蛋白、血細胞比容和血漿容積等影響的研究結(jié)果，但未被學界重視．近50多年來，運動與血液變化的關(guān)系開始被人們關(guān)注．不同時期運動性貧血關(guān)注的重點研究的內(nèi)容有所不同，大致可分為4個階段［4］，如表1所示．

表1 不同時期運動性貧血關(guān)注的重點與研究的內(nèi)容

2 運動性貧血的概念、診斷標準和發(fā)生率

我國成年男性紅細胞(RBC)數(shù)量(4．0～5．5) × 1012/L，血紅蛋白(Hb)濃度為(120～160)g/L;成年女性紅細胞數(shù)量為(3．5 ～5．0)×1012/L，血紅蛋白濃度(110 ～150)g/L．若血液中的紅細胞數(shù)量、Hb濃度低于正常，稱為貧血［5］．運動性貧血是由于運動而引起的外周血液中單位容積內(nèi)Hb的濃度、紅細胞計數(shù)、及(或)壓積顯著下降低于相同年齡、性別和地區(qū)正常標準的現(xiàn)象．國內(nèi)外診斷運動性貧血的標準見表2．

近年來［7］，一些學者提出，任何低于氧運的亞理想Hb值，尤其在運動訓練和競賽階段，就應考慮為運動性貧血．國外有人認為，耐力運動員的Hb若低于150 g/L時，就是低值．這樣造成了貧血標準的混亂，一些學者提出采用下述術(shù)語：

運動員貧血：用于前述傳統(tǒng)的臨床貧血標準上，用在Hb值低于臨床標準的運動員身上．

亞理想Hb值：用于運動員的Hb值低于氧運所需的理想水平者．亞理想 Hb標準見表3所示．

表3 亞理想Hb值

據(jù)廣西(1991)報道，檢測105名運動員，女子貧血檢出率為36．8%，男子為9．0%，平均貧血檢出率為19．0%，而且不同年齡組、不同運動項目運動員的貧血檢出率也不同．饒平等人對青少年運動員運動性貧血作了研究［8］．結(jié)果顯示：兒童少年運動性貧血的發(fā)生率39．5%，明顯高于成年人22．4%，女運動員的貧血發(fā)生率45．3%，遠比男運動員33．3%高;其中田徑運動尤其是長距離項目出現(xiàn)貧血的百分率大大高于其它項目．據(jù)國外資料，男運動員的運動性貧血發(fā)生率為3．5%，女性為7．5%．國內(nèi)報道，成年運動員為4．9%，少年運動員高達15．9%;最近，田慶卓等觀察102名競走運動員，發(fā)現(xiàn)男運動員貧血發(fā)生率更高，達29．4%，女運動員為14．5%．

3 競走運動項目的運動特點分析

競走運動是田徑諸項目中的一種具有特殊技術(shù)要求的運動，是典型的耐力與技戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合的周期性競速項目，屬于體能主導類耐力性項群［9］．國際田聯(lián)規(guī)則規(guī)定，競走是運動員在地面連續(xù)行走的一個過程，這個過程沒有明顯的騰空現(xiàn)象(通過人的肉眼)，前腿在觸地瞬間必須伸直(既不能屈膝)，直至身體垂直面［10］．表現(xiàn)為：骨盆前后轉(zhuǎn)動大，腰部有一定的扭動，兩臂積極擺動，腳著地時腿充分伸直，步幅大，頻率高，前進速度快［11］．

競走運動項目包括男子20 km(田徑場)、20 km和50 km(公路)，女子5 km、10 km(田徑場)和10 km(公路)等項目．這些項目分屬于長距離和超長距離周期耐力性運動項目．其中，長距離運動能量消耗較大，主要靠有氧供能，心率可達200次/min以上，堿貯備下降40%～50%，運動期間攝氧量水平穩(wěn)定，處于假穩(wěn)定狀態(tài)，氧債可達7～15 L，恢復時間一般需要5～10 h，運動中會出現(xiàn)“極點”和“第二次呼吸”［12］．超長距離運動(如 10 km、20 km和50 km)則屬中等強度的周期運動，其特點是運動時間長，全程能量消耗很大．如50 km競走需4 h左右，每分鐘需氧達2～3．5 L，約為VO2max的60%，整個運動多處于穩(wěn)定狀態(tài)，心率可達90～180次/min，運動中體溫可達近40℃，且由于大量出汗，體重可下降2～6 kg，而運動后的恢復則需要3天以上．

由上可知，競走運動主要依靠有氧供能，即以糖、脂肪和蛋白質(zhì)的有氧氧化供能為主，且供能物質(zhì)在運動前半段，以及比賽途中加速超越和沖刺階段主要依靠糖供能，后階段則主要由脂肪供能．這是由于脂肪氧化的耗氧量大，動員慢，能量輸出功率小等特點決定的．但在后期的加速、沖刺階段仍動用糖來供能．運動中，機體1 h可消耗1 500～1 800千卡熱能，因此競走運動員對各種營養(yǎng)素的需要量較高［13-14］．在高強度、長時間的競走訓練后期，許多運動員會出現(xiàn)肌糖元耗損，血糖下降，維生素、無機鹽、水分等隨汗液大量流失的現(xiàn)象，引起神經(jīng)活動緊張、激素分泌增加、體液丟失、乳酸和氧自由基等代謝產(chǎn)物堆積的一系列生理、生化反應，最終代謝平衡狀態(tài)被破壞，出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉的疲勞．這些都易造成有關(guān)生成紅細胞和血紅蛋白所需物質(zhì)(如鐵、蛋白質(zhì)、維生素等)的供給不足，促使運動性貧血的發(fā)病率較高［15-16］．

4 競走運動員運動性貧血的發(fā)病機制

我國優(yōu)秀競走運動員集訓前期和賽前大強度訓練期血細胞參數(shù)，見表4、表5．紅細胞參數(shù)是指血紅蛋白濃度(Hb)、紅細胞壓積(Hct)、紅細胞數(shù)(RBC)、紅細胞分布寬度(RDW)、白細胞數(shù)(WBC)等實驗數(shù)據(jù)，以及由公式計算得到的紅細胞平均體積(MCV)、紅細胞平均血紅蛋白量(MCH)、紅細胞平均血紅蛋白濃度(MCHC)．

表4 我國優(yōu)秀競走運動員集訓前期血細胞參數(shù)［10］

表5 我國優(yōu)秀競走運動員賽前大強度訓練期血細胞參數(shù)［10］

通過比較血細胞參數(shù)的變化發(fā)現(xiàn)：競走運動員賽前大強度訓練期血細胞功能均有不同程度的下降．這些指標的改變很有可能成為運動性貧血的因素之一，而血紅蛋白和血細胞比容低于醫(yī)學診斷的正常標準是運動性貧血的主要特點［17］．結(jié)合查閱的資料與表4、表5，筆者將造成競走運動員運動性貧血的機制評述如下：

4．1 競走運動引起血液中RBC破壞增加，改變紅細胞膜結(jié)構(gòu)發(fā)生溶血

4．1．1 競走運動時RBC受摩擦、擠壓的影響

正常人外周RBC的壽命為120天，RBC從生成到老化、消亡是一個自然的生理過程［18］．RBC在正常情況下保持著中央薄、周緣厚的雙凹盤狀形態(tài)，并保持著可塑性變形的能力．競走運動員在訓練比賽時，由于肌肉被強力收縮、擠壓，足底組織血管長時間受到擠壓，摩擦造成局部組織損傷，RBC 破裂，發(fā)生溶血［19］;同時，RBC 老化皺縮，體積減小，內(nèi)粘度增加;另一方面由于運動時心輸出量增加，血液循環(huán)加快，增加了RBC之間、RBC與血管壁之間的摩擦，也引起RBC破壞增加;同時，RBC不斷受到機體代謝產(chǎn)生的自由基的侵襲，不可避免地會發(fā)生氧化損傷而造成RBC 的老化［20-21］．

4．1．2 競走運動引起紅細胞膜結(jié)構(gòu)的異常

對運動員貧血的研究表明，當競走運動員進行激烈運動時，由于機體內(nèi)代謝的加強，血液自由基的生成增多，引起紅細胞膜磷脂不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化，使膜的流動性降低，膜變硬，脆性增加，變形能力顯著下降，可造成溶血．氧自由基可使許多生物大分子如核酸、蛋白質(zhì)膜多不飽和酸發(fā)生損傷，引起超氧化反應，導致膜結(jié)構(gòu)和功能被破壞［22-23］．

4．2 競走運動使Hb相對性增多，合成減少引起貧血

Hb的含量直接影響人體的有氧氧化能力，特別是影響耐力運動員的運動能力和運動成績［24］．從表4與表5中，對比 Hb含量(女子)明顯由集訓前期(157±10)g/L下降至賽前大強度訓練期的(128±9)g/L，與正常范圍相比，Hb水平總體處于上升的趨勢，在大訓練強度時，Hb明顯減少，使體內(nèi)的微環(huán)境、神經(jīng)介質(zhì)、體液和免疫因素都受到一定影響，破壞了相應的微環(huán)境，因此RBC的生成和成熟率受到抑制，與衰老和死亡率失去平衡，造成Hb的減少或貧血．研究表明：RBC中Hb分子是由蛋白多肽鏈、肽鏈珠蛋白與亞鐵血紅素共同組成．因此，凡是影響運動員體內(nèi)蛋白質(zhì)、血紅素或鐵元素的因素都會影響Hb的合成．Prate研究報道，血紅素氧合酶(HO)是催化血紅素產(chǎn)生膽紅素，一氧化碳(CO)和鐵的限速酶，它分為原生型(HO-2)和誘生型(HO-1)．其中，HO-1可以促進血紅素的分解代謝，在鐵的在循環(huán)過程中擔當重要角色［25］．目前大部分實驗研究認為：運動性貧血發(fā)生時HO-1顯著增加，促進了血紅素在肝臟的分解代謝速率，血紅素在一定程度上處于高分解狀態(tài)，使Hb的水平下降．

Hb低下的發(fā)生往往與鐵儲備的缺乏或者紅細胞代謝有關(guān)．長時間的競走運動過程中，足底與地面的摩擦作用反復持續(xù)進行著，對運動員造成機械損傷，加之大量流汗，總的作用后果是使鐵的丟失加劇，造成鐵代謝紊亂．鐵元素是合成Hb的重要原料之一，且運動員需鐵量高于常人，并隨著運動時間、強度和環(huán)境等因素而變化．運動員常處于運動性溶血，汗液蒸發(fā)，運動性血尿等原因使鐵元素丟失過多，且運動員對鐵的吸收水平較常人差、鐵需量增加、攝入量不足等原因，若不給予足夠的鐵，可使Hb合成減少，發(fā)生運動性貧血．

4．3 競走運動引起高血容量的反映使血液相對稀釋

競走運動員經(jīng)過長時間、系統(tǒng)的運動訓練，安靜時紅細胞數(shù)量并不比一般人高，有的甚至低于正常值．資料表明：運動員紅細胞總量較一般人有明顯增加．Astrand等報道：耐力訓練可使人體血容量增加8% ，其中血漿容量增加12%，相對較多，RBC容量增加相對較少．表4與表5中，對比Hct%含量(女子)，明顯由集訓前期0．40±0．02下降至賽前大強度訓練期的 0．38 ±0．03．隨著Hct的下降，Hb濃度隨之下降．由于運動員血容量增加與紅細胞量增加相比，在很大程度上是以增加血漿量為前提的，所以單位容積的RBC、Hb量不高，但 RBC 總數(shù)和 Hb總量高［26］．機制為：血漿蛋白總量增多，尤其是血清蛋白增多，機體滲透壓升高，使更多的水分貯留在血液循環(huán)中．這種現(xiàn)象只能稱為“假性運動性貧血”，是耐力訓練的一種良好適應表現(xiàn)．

4．4 微量元素、血清肌酸激酶(CK)、血清睪酮(T)和皮質(zhì)醇(C)變化的影響

競走屬于身體與地面摩擦較大、對肌肉機械損傷較嚴重的運動，運動應激可引起腎上腺脾臟收縮和釋放溶血因子，該物質(zhì)增加紅細胞的破損，引起運動性貧血．運動后血清CK活性更容易增高，同時伴隨運動員肌肉酸痛、疲勞感強、厭訓等．王明運等人［27］研究了激素、鐵、銅代謝與運動性貧血的關(guān)系，運動性貧血的運動員不僅缺鐵，還缺銅，因銅參與造血過程，能提高細胞色素A，乳酸脫氫酶和碳酸酐酶的活性;還發(fā)現(xiàn)耐力運動員的T水平明顯高于非運動員，而運動性貧血的運動員的T水平比非貧血運動員明顯下降［28］．對機體的恢復較慢，免疫能力下降．以上研究提示：微量元素、CK、T和C值的變化也是影響競走運動員運動性貧血的因素之一．

5 現(xiàn)存問題及今后研究展望

競走運動員運動性貧血是多種因素共同作用的結(jié)果，近年來國內(nèi)外尚未對此進行專門性研究，而是重點對耐力性項群運動訓練造成運動性貧血發(fā)生機制與預防措施的研究．21世紀，運動性貧血的研究已經(jīng)進入分子生物時代．運動性貧血的發(fā)生機制以及治療會隨著細胞分子生物學的發(fā)展不斷地完善，未來研究方向是把預防治療運動性貧血與促進人類的健康聯(lián)系在一起．采用基因芯片技術(shù)、PCR技術(shù)揭示更多的生命奧妙，這對于學界進一步的高水平發(fā)展有積極意義，這也是今后的研究重點［23］．

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