站姿振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)紅細(xì)胞變形能力和沉降率的影響

徐樹禮，張雪臨，閆之樸

長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可使運(yùn)動(dòng)員的血液性狀發(fā)生一系列適應(yīng)性變化［1］:紅細(xì)胞變形能力增加，血容量增加。近二十年以來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)振動(dòng)訓(xùn)練研究主要集中在肌肉(力量、柔韌性和彈性成分)、多發(fā)性硬化癥、帕金森氏綜合癥的即時(shí)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)性效應(yīng)、增長(zhǎng)機(jī)制、疲勞進(jìn)程、康復(fù)治療、肌電圖［2］和振動(dòng)模式［3］的宏觀訓(xùn)練效果領(lǐng)域內(nèi)，但振動(dòng)訓(xùn)練后血液生理狀態(tài)的報(bào)道鮮少，而紅細(xì)胞異常，將引起機(jī)體循環(huán)障礙，影響組織的代謝和功能，從而產(chǎn)生疾病，因此，振動(dòng)訓(xùn)練后紅細(xì)胞變形能力和沉降率的影響的研究對(duì)監(jiān)督振動(dòng)訓(xùn)練生物體的訓(xùn)練效果和深化人們對(duì)振動(dòng)訓(xùn)練效果的辯證認(rèn)識(shí)，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究對(duì)象與方法

1．1 研究對(duì)象

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專業(yè)24名志愿者，其中男14名、女10名，世居平原，無慢性病史，不吸煙，不飲酒，不肥胖，經(jīng)過嚴(yán)格健康體檢，實(shí)驗(yàn)期中不服藥，不參與其他運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，簽訂同意合同，按標(biāo)準(zhǔn)完成實(shí)驗(yàn)要求動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)過程中兩名男生生病吃藥，一名女生處月經(jīng)期，21名(男12、女9)完成全部測(cè)試。

1．2 實(shí)驗(yàn)法

1．2．1 實(shí)驗(yàn)方案 隨機(jī)分為一個(gè)對(duì)照組和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每組男四人，女三人:對(duì)照組，兩腳站在振動(dòng)臺(tái)上，軀干垂直，選擇個(gè)人最大負(fù)重的75% ～80%，做負(fù)重深蹲到個(gè)人最大程度，8次/組(1次/3s)，周日休息，其他每天下午(4:00—5:00)一次課，時(shí)間12周;實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的不同之處:只在訓(xùn)練時(shí)作振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)(加速度 a=1．8g，g=9．8m/s2)，其中振幅分別為低頻高振幅(頻率45Hz、振幅10mm)和高頻低振幅(90Hz、5mm)。

1．2．2 血樣采集及處理 實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)后一、二、三月最后一天在前一天休息的基礎(chǔ)上，清晨安靜時(shí)(7:00—8:00)空腹靜脈抽血5mL，注入抗凝管，輕微混勻1min，在校醫(yī)院檢測(cè)。

1．2．3 測(cè)試儀器 采用北京產(chǎn)LBY-N6A型全自動(dòng)血流變儀(含血沉壓積儀)對(duì)全血進(jìn)行直接、快速準(zhǔn)確的自動(dòng)測(cè)量，適用于非牛頓流體和牛頓流體的測(cè)量。技術(shù)指標(biāo):切變率變化范圍:1S－1～200S－1;測(cè)量精度誤差:＜±3%;樣品用量:0．8mL;測(cè)試速度:40個(gè)樣本/小時(shí);樣品位:60個(gè)原試管孔位/每盤;測(cè)試區(qū)溫度:27℃ ±0．5℃。

1．2．4 指標(biāo)測(cè)試與方法 每一份標(biāo)本都測(cè)定在高剪切率為 200S－1，中剪切率為 50S－1，低剪切率為1S－1，在封閉環(huán)境下檢測(cè)血漿;用微量毛細(xì)管法測(cè)紅細(xì)胞壓積，溫度為25℃ ±1℃;用粘度法測(cè)變形性;用血沉曲線法自動(dòng)測(cè)定血沉;用血凝測(cè)定法測(cè)血漿纖維蛋白原。

1．3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS19．0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)和分析。

2 研究結(jié)果

2．1 站姿振動(dòng)對(duì)紅細(xì)胞壓積、紅細(xì)胞變形指數(shù)(TK值)、纖維蛋白原的影響

表1顯示，對(duì)照組的紅細(xì)胞壓積保持穩(wěn)定，變化幾乎為0，TK值降低2．70%，血漿中纖維蛋白原含量下降1．52%;低頻高振幅組和高頻低振幅組的紅細(xì)胞壓積和TK值變化趨勢(shì)基本類同:第一個(gè)月末和實(shí)驗(yàn)前一天比較明顯升高，隨后兩個(gè)月的升高速度減慢，第三月末與實(shí)驗(yàn)前一天有比較顯著性升高(P＜0．05)，低頻高振幅組和高頻低振幅組的血漿中纖維蛋白原含量未有顯著性上升(P＞0．05)。

表1 站姿振動(dòng)對(duì)紅細(xì)胞壓積、TK值、纖維蛋白原的影響

2．2 站姿振動(dòng)對(duì)血沉(ESR)、血沉方程K值、紅細(xì)胞電泳時(shí)間(S)的影響(見表2)

表2 站姿振動(dòng)對(duì)ESR、血沉方程K值、紅細(xì)胞電泳時(shí)間的影響

表2顯示，與實(shí)驗(yàn)前比較，對(duì)照組血沉明顯減慢6．75%，低頻高振幅組和高頻低振幅組的血沉K值和紅細(xì)胞電泳時(shí)間分別升高 9．43%、12．31%，11．89%、12．89%，均有顯著性差異(P ＜0．05)。

3 分析與討論

3．1 站姿振動(dòng)對(duì)紅細(xì)胞的影響

表1對(duì)照組的紅細(xì)胞壓積變化幾乎為零;低頻高振幅組和高頻低振幅組的紅細(xì)胞壓積雖未出現(xiàn)顯著性差異(P＞0．05)，但分別比訓(xùn)練前增加了4．90%、5．99%。紅細(xì)胞數(shù)量增多，會(huì)使紅細(xì)胞聚集機(jī)會(huì)增多，血液流動(dòng)時(shí)層流間摩擦力增大，聚集體的數(shù)量和粘度增加，血流的阻力會(huì)隨 HCT增高而大幅度增加［4］。這些因素也使全血粘度各指標(biāo)都增加。用粘性方程Dintenfas計(jì)算TK值-紅細(xì)胞變形指數(shù)，反映RBC變形能力。TK=(ηr0．4－1)/(ηr0．4HCT)，式中 ηr為血液的相對(duì)粘度，即全血與血漿粘度之比，HCT是紅細(xì)胞壓積。TK值與HCT無關(guān)，僅取決于相對(duì)粘度ηr。表3對(duì)照組的TK值降低2．70%，說明排除紅細(xì)胞壓積的影響，對(duì)照組的紅細(xì)胞變形能力稍提高，這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練淘汰老化的細(xì)胞，主要是紅細(xì)胞，更新為新生的紅細(xì)胞。隨著更新率的增加，新生血細(xì)胞比例增加，紅細(xì)胞變形能力越來越強(qiáng);低頻高振幅組和高頻低振幅組的TK值分別升高6．76%、8．11%，說明排除紅細(xì)胞壓積的影響，紅細(xì)胞變形性的降低，可能是因?yàn)殚_始時(shí)期振動(dòng)促進(jìn)貯血器官內(nèi)老化的紅細(xì)胞進(jìn)入微循環(huán)血流，老化的紅細(xì)胞占血中紅細(xì)胞的比例增加。雖然排除紅細(xì)胞壓積的影響，但是使紅細(xì)胞剛性指數(shù)增大;振動(dòng)訓(xùn)練12周后，貯血器官內(nèi)老化的紅細(xì)胞已經(jīng)更新多次，這種因素可以排除，但TK值繼續(xù)升高，可能會(huì)是振動(dòng)引起紅細(xì)胞本身性質(zhì)的變化的原因，這是需要進(jìn)一步研究的。紅細(xì)胞變形性的降低會(huì)使全血粘度，尤其是高剪切率下全血粘度升高。不僅造成組織器官缺血缺氧，影響體內(nèi)微循環(huán)有效灌注和 RBC壽命，而且血管結(jié)構(gòu)也可能受損。

表2中對(duì)照組的血沉明顯減慢，由血沉方程計(jì)算公式K=ESR/［－(1－H+1nH)］(In是以e為底數(shù)的對(duì)數(shù)，H是紅細(xì)胞壓積)求得的K值下降1．01%，但未出現(xiàn)顯著性差異(P＞0．05)。根據(jù)血沉與方程K值的關(guān)系，說明除去紅細(xì)胞壓積影響后，力量訓(xùn)練使紅細(xì)胞變形性增加，凝聚性減弱，也可能是紅細(xì)胞壓積降低;雖然實(shí)驗(yàn)組的血沉與訓(xùn)練前相比，未出現(xiàn)顯著性差異(P＞0．05)，但血沉K值分別升高9．43%、12．31%，出現(xiàn)顯著性差異(P＜0．05)，說明坐姿振動(dòng)的血沉效果不僅抵消了力量訓(xùn)練引起的血沉下降部分，而且有所升高。也就是說，若不進(jìn)行力量訓(xùn)練，僅僅坐姿振動(dòng)的血沉應(yīng)分別上升7．87%、8．69%;根據(jù)血沉與方程 K值的關(guān)系，推斷實(shí)驗(yàn)組紅細(xì)胞間的聚集力增大，可能是因?yàn)殚_始時(shí)期振動(dòng)促進(jìn)貯血器官內(nèi)老化的紅細(xì)胞進(jìn)入微循環(huán)血流，老化的紅細(xì)胞占血中紅細(xì)胞的比例增加，雖然排除紅細(xì)胞壓積的影響，但是使紅細(xì)胞活性指數(shù)降低，聚集性增強(qiáng);振動(dòng)訓(xùn)練12周后，貯血器官內(nèi)老化的紅細(xì)胞已經(jīng)更新多次，老化紅細(xì)胞因素可以排除，但血沉與方程K值繼續(xù)升高，這可能與振動(dòng)引起紅細(xì)胞本身性質(zhì)的變化有關(guān)。紅細(xì)胞聚集性的增強(qiáng)會(huì)使血液流動(dòng)減慢，血流阻力增大，血液粘度增高，特別是低剪切粘度明顯增高。其粘度增高的程度與紅細(xì)胞的疊連速度及數(shù)量有直接關(guān)系，因?yàn)槿颓姓扯戎低ǔＶ苯哟砑t細(xì)胞聚集性的強(qiáng)弱。

RBC的聚集性增高，促使血液粘度增加，也可能伴隨其他血液流變性指標(biāo)改變，導(dǎo)致血液阻力增大，流動(dòng)性減弱，甚至使某些毛細(xì)血管堵塞，血液灌注量不足，造成組織或器官缺血、缺氧、酸性代謝產(chǎn)物增加，引起酸中毒，使RBC聚集進(jìn)一步增強(qiáng)，變形性減退，形成惡性循環(huán)，給紅細(xì)胞本身及血管壁基質(zhì)帶來深遠(yuǎn)的流變性改變，同時(shí)血管通透性增加還可導(dǎo)致血液的濃縮，引起許多臟器缺血性疾病。

表1中對(duì)照組的血漿中纖維蛋白原含量下降1．52%，說明力量訓(xùn)練使紅細(xì)胞變形性增加，凝聚性減弱，也可能是紅細(xì)胞壓積降低的原因;低頻高振幅組和高頻低振幅組的血漿中纖維蛋白原含量分別上升3．18%、4．06%，說明坐姿振動(dòng)的血漿中纖維蛋白原效果不僅抵消了力量訓(xùn)練引起的纖維蛋白原下降部分，而且有所升高。也就是說，若不進(jìn)行力量訓(xùn)練，僅僅坐姿振動(dòng)的血漿中纖維蛋白原應(yīng)分別上升4．70%，5．58%，只是未達(dá)到顯著性差異?？梢钥闯?，振動(dòng)刺激可能引起紅細(xì)胞壓積增加導(dǎo)致纖維蛋白原含量增加，或者引起紅細(xì)胞本身或血漿中某些物質(zhì)的性質(zhì)改變，比如本來是蛋白質(zhì)的底物，現(xiàn)在由于振動(dòng)的刺激轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)，自然纖維蛋白原含量增加。因?yàn)榧t細(xì)胞TK值和血沉方程K值都是完全排除了紅細(xì)胞壓積的因素，從振動(dòng)引起紅細(xì)胞TK值和血沉方程K值繼續(xù)升高來看，振動(dòng)引起紅細(xì)胞本身或血漿中某些物質(zhì)的性質(zhì)改變的可能性較大，但這還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。因?yàn)榧t細(xì)胞在機(jī)體物質(zhì)運(yùn)輸、機(jī)能調(diào)節(jié)、免疫和體溫維持等方面仍發(fā)揮作用，若紅細(xì)胞性質(zhì)發(fā)生變化，這些作用其他物質(zhì)無法代替。進(jìn)一步說，紅細(xì)胞性質(zhì)發(fā)生的變化是否能及時(shí)回復(fù)，若不能回復(fù)，振動(dòng)對(duì)紅細(xì)胞的損傷將是致命的損害，長(zhǎng)期接觸振動(dòng)的工人經(jīng)?；嫉恼駝?dòng)病就是典型的例證。

表2中對(duì)照組的紅細(xì)胞電泳時(shí)間下降1．56%，說明力量訓(xùn)練可在一定程度上使紅細(xì)胞帶電量減少，變形性增加，凝聚性減弱;低頻高振幅組和高頻低振幅組的紅細(xì)胞電泳時(shí)間分別升高11．89%、12．89%，與訓(xùn)練前相比有顯著性差異(P＜0．05)，說明坐姿振動(dòng)訓(xùn)練首先使血細(xì)胞數(shù)量增加而導(dǎo)致血液粘度增加。隨著振動(dòng)時(shí)間的增加，排除紅細(xì)胞壓積的因素，可能引起了紅細(xì)胞本身性質(zhì)的改變，如血漿中血脂、球蛋白和纖維蛋白原的增加，表面負(fù)電荷減少，相互間排斥力降低，在血液中相互聚集的機(jī)會(huì)增多，出現(xiàn)紅細(xì)胞電泳時(shí)間延長(zhǎng)等。

3．2 辯證地認(rèn)識(shí)站姿振動(dòng)對(duì)血液流變性影響的可能機(jī)制

振動(dòng)引起血液流變性改變的機(jī)制還處在爭(zhēng)議中，甚至有幾乎相反的研究結(jié)果［5］。眾所周知，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練淘汰了衰老的血細(xì)胞，促使機(jī)體產(chǎn)生了新生的血細(xì)胞，主要是紅細(xì)胞，因此紅細(xì)胞膜的剛性降低了，膜的彈性增加了。

在正常粘度范圍內(nèi)增加血細(xì)胞數(shù)量有利于更好地運(yùn)輸氧，增加載氧能力。但局部振動(dòng)使血細(xì)胞數(shù)量增多［6］，隨著振動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，紅細(xì)胞壓積增加過多，致使血液粘度增高過多，超過正常血粘度。同時(shí)，血細(xì)胞電泳時(shí)間延長(zhǎng)、血沉K值增高，只是電泳時(shí)間和血沉K值變化幅度較小。這些說明紅細(xì)胞變形能力降低，因?yàn)檠獫{變化較小，可能是振動(dòng)訓(xùn)練使膜的剛性增加，膜的彈性降低，這種變形能力的降低是影響血液流變性的重要方面。許多血液流變性指標(biāo)的改變導(dǎo)致了血流阻力的增加，由于血流阻力增加，血流速度減慢，反而降低氧和其他養(yǎng)料的運(yùn)輸，也降低體內(nèi)體溫調(diào)節(jié)和清除廢物的能力，使運(yùn)動(dòng)能力下降。因此，振動(dòng)訓(xùn)練需要注意振動(dòng)的時(shí)間。振動(dòng)訓(xùn)練的振幅一般在1mm～10mm之間，振幅大于4mm［7］時(shí)，血細(xì)胞間產(chǎn)生相對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)，血細(xì)胞不同流動(dòng)層次之間縱向運(yùn)動(dòng)的額外流動(dòng)導(dǎo)致血液粘度增加。而為了追求訓(xùn)練效果，振幅5mm～10mm的居多，血液粘度增加更明顯，因此，振動(dòng)訓(xùn)練需要注意振動(dòng)的振幅。

振動(dòng)使毛細(xì)血管形態(tài)、本身功能性和病理性改變，引起血管內(nèi)皮損傷［8］;血管內(nèi)皮損傷導(dǎo)致釋放血管活性物質(zhì)［9］，血漿外滲［10］，引起機(jī)體凝血機(jī)制紊亂［11］;振動(dòng)對(duì)血管的損害，提醒我們振動(dòng)訓(xùn)練需要監(jiān)測(cè)血管的變化。雖然當(dāng)前振動(dòng)訓(xùn)練研究顯示的有利效果增加明顯了，但是同時(shí)，不利訓(xùn)練效果也可能明顯增加了?？傮w的訓(xùn)練效果不一定增加，可能是不利訓(xùn)練效果被我們忽視了，提醒我們還有很多潛在的變化或損傷需要我們?nèi)パ芯?。畢竟振?dòng)訓(xùn)練是使用不同振動(dòng)波人為地去干擾人腦神經(jīng)沖動(dòng)，達(dá)到機(jī)體神經(jīng)逐漸適應(yīng)人為設(shè)計(jì)的振動(dòng)波的訓(xùn)練效果。雖有部分功效，但同時(shí)嚴(yán)重影響了機(jī)體生物電，對(duì)機(jī)體各系統(tǒng)的副作用很大。早在上世紀(jì)70年代，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已將振動(dòng)列為七大環(huán)境公害之一，成為一種環(huán)境污染。我國已將振動(dòng)病列為法定職業(yè)病。文獻(xiàn)中“振動(dòng)對(duì)某一方面(力量、速度、柔韌性、疲勞等)的影響”的研究，僅僅就兩者相關(guān)性進(jìn)行研究，而至少?zèng)]有考慮到其他眾多方面的因素:比如頻率，振動(dòng)研究采用的頻率集中在1Hz～60Hz，而人體各種器官特別敏感的共振頻率在0．5Hz～80Hz，1Hz～30Hz的振動(dòng)因與各器官的自振動(dòng)頻率相同引起全身多處共振，振動(dòng)損傷最強(qiáng)，甚至引起神經(jīng)、肌肉等的直接損傷［12，13］;再比如振動(dòng)時(shí)間，相關(guān)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間均在45天內(nèi)，一般振動(dòng)使實(shí)驗(yàn)者肌肉力量、速度等顯著性提高，神經(jīng)沖動(dòng)募集性增加，但工人中長(zhǎng)期振動(dòng)作業(yè)部位的肌肉力量、速度等顯著性降低，表現(xiàn)肌肉萎縮，神經(jīng)沖動(dòng)募集性明顯減弱，甚至出現(xiàn)振動(dòng)性白指，這就使最長(zhǎng)振動(dòng)訓(xùn)練時(shí)間的臨界值需要去研究;還有振動(dòng)模式、方式、加速度、頻率、振幅、部位、振動(dòng)噪聲級(jí)別和個(gè)體差異等。因此，利用振動(dòng)訓(xùn)練需要考慮的參數(shù)選擇、訓(xùn)練效果(有益的和有害的)應(yīng)包括很多方面。本研究提醒我們?cè)谶M(jìn)行振動(dòng)訓(xùn)練時(shí)需要加強(qiáng)血液流變學(xué)方面的醫(yī)務(wù)監(jiān)督;同樣，不同參數(shù)、不同時(shí)間的振動(dòng)對(duì)不同人群的影響如何?振動(dòng)后機(jī)體自身的調(diào)節(jié)如何適應(yīng)?損傷是否能恢復(fù)?甚至可以設(shè)想，振動(dòng)對(duì)血液流變學(xué)指標(biāo)的影響是否是振動(dòng)損傷的冰山一角?我們之所以發(fā)現(xiàn)這一角，是因?yàn)檫@一角變化的如此明顯，這些都說明對(duì)振動(dòng)訓(xùn)練需要加強(qiáng)多方面嚴(yán)格的醫(yī)務(wù)監(jiān)督的必要性。否則振動(dòng)訓(xùn)練效果過憂不及。正如不能因?yàn)榕d奮劑能提高興奮性，使機(jī)體表現(xiàn)出更高競(jìng)技成績(jī)，而漠視其危害性一樣。所以，振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)教練員參數(shù)選擇和醫(yī)務(wù)監(jiān)督能力等均有很高的要求，對(duì)振動(dòng)進(jìn)行更充分地辯證認(rèn)識(shí)，權(quán)衡利弊，以便更好地利用振動(dòng)，預(yù)防潛在危害。

4 結(jié)論

站姿振動(dòng)訓(xùn)練可使紅細(xì)胞數(shù)量增加，變形能力降低，血液流變性降低，流動(dòng)阻力增大，高頻低振幅振動(dòng)的影響更早、更明顯。建議應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)振動(dòng)訓(xùn)練參數(shù)和提高醫(yī)務(wù)監(jiān)督能力。

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