不同運動強度對人體血乳酸的影響

呂毓虎，蒲西安，程 林

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不同運動強度對人體血乳酸的影響

呂毓虎1，蒲西安1，程 林2

1.四川民族學(xué)院體育系，四川 甘孜，626001；2.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州，510006。

目的：探尋有氧運動和無氧運動對人體血乳酸的影響，比較不同運動強度（有氧運動、無氧運動）下人體血乳酸的生成和運動后的恢復(fù)水平。方法：兩名身體健康受試者分別進行60s功率自行車全力蹬踏運動和12min跑臺勻速跑運動，記錄受試者運動前后的心率值和血乳酸濃度。結(jié)果：進行60s無氧運動時，受試者A的血乳酸峰值10.26mmol/L出現(xiàn)在運動后7min，受試者B血乳酸峰值14.38mmol/L出現(xiàn)在運動后10min；進行12min有氧運動時，血乳酸濃度均在運動后1min達到最高，分別為6.66mmol/L和6.22mmol/L。結(jié)論：運動員在進行有氧運動和無氧運動時，血乳酸濃度總體上先快速升高，后保持在相對較高的水平并緩慢上升，隨后再緩慢下降至安靜時水平，有氧運動之后血乳酸濃度升高幅度明顯小于進行無氧運動。

血乳酸；有氧運動；無氧運動；運動強度

血乳酸被譽為訓(xùn)練的標尺，早在1908年英國劍橋大學(xué)學(xué)者Berelius就首次對血乳酸進行了研究，到了1920年和1924年Otto M[1]和A.V.Hill[2]分別對運動產(chǎn)生乳酸進行了詳細說明。一直以來研究者都在不斷深入研究運動和乳酸的關(guān)系,以及乳酸在運動訓(xùn)練中的應(yīng)用，并取得可喜的成就，在運動實踐中得到了良好的效用。目前，隨著血乳酸測試方法的不斷改進，特別是乳酸分析儀的普及，使血乳酸在運動中的運用越來越廣泛。乳酸的生成量與肌肉的肌纖維類型和代謝速率的關(guān)系十分密切。測定血乳酸不但能夠幫助我們了解體內(nèi)乳酸生成和代謝變化的特點，同時還可以作為訓(xùn)練中判斷運動強度的依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 實驗對象

本研究的實驗對象為華南師范大學(xué)健康在校男生2名，平均年齡23.5歲，平均體重62.5kg，平均身高174cm。

1.2 實驗儀器和耗材

YSI1500型血乳酸測試儀、TechnogymD140型運動測試跑臺、Monark839E型功率自行車、秒表、采血針、75%酒精、棉簽等。

1.3 實驗方法

實驗前測定受試者安靜時的心率、血乳酸值。充分熱身之后開始實驗，令受試者分別進行60s、300Watt功率自行車全力蹬踏運動和12min、10km/h跑臺坡度為0°勻速運動，運動中和運動后分別測定各時間點的心率和血乳酸值。

2 結(jié)果

2.1 不同運動負荷對心率的影響

60s、300Watt功率自行車全力蹬踏和10km/h、12min跑臺運動各時間點心率值如表1和表2 所示：

表1 60s、300Watt功率自行車全力蹬踏心率（次/分）

表2 10km/h、12min跑臺運動心率（次/分）

從表1可知，受試者A和B在300Watt負荷強度下全力蹬踏功率自行車60s后，即刻心率最高，分別達到受試者A：166次/分，受試者B：190次/分，隨后逐漸恢復(fù)至安靜狀態(tài)；由表2兩受試者均以10km/h速度在跑臺上勻速跑12min，運動期間受試者心率與運動時間呈正相關(guān)，運動后即刻心率達到最大值，分別達到受試者A：171次/分，受試者B：190次/分；恢復(fù)期心率與恢復(fù)時間呈負相關(guān)。

2.2 不同運動狀態(tài)對血乳酸值的影響

受試者血乳酸濃度在安靜狀態(tài)下均為2mmol/L左右，如表3所示。從表4可以看出，當受試者進行60s、300Watt功率自行車全力蹬踏時，血乳酸濃度急劇上升，在停止運動后7-10min時血乳酸濃度出現(xiàn)最高值，其中受試者A在運動后7min時出現(xiàn)最高值10.26mmol/L受試者B在運動后10min時出現(xiàn)最高值14.38mmol/L。從表5我們不難看出，當受試者進行12min的跑臺勻速運動時，血乳酸濃度在運動后1min即出現(xiàn)最高值，分別為受試者A：6.22mmol/L，受試者B：6.66mmol/L，其后隨著恢復(fù)時間的延長而逐漸下降，進而直至恢復(fù)到安靜時血乳酸水平。

表3 受試者安靜時心率和血乳酸濃度

表4 60s、300Watt功率自行車全力蹬踏血乳酸濃度

表5 10km/h、12min跑臺運動血乳酸濃度

3 討 論

3.1 血乳酸的產(chǎn)生原因

人體安靜時，或運動強度不大時，氧氣供應(yīng)充足，然而肌肉不缺氧時也有乳酸的生成，只是在安靜狀態(tài)下，乳酸的生成量較少，約2mmol/L，其原因是少數(shù)組織，如上皮細胞、視網(wǎng)膜、睪丸、腎上腺髓質(zhì)、成熟的紅細胞、白細胞等在有氧時也需要糖酵解供能[3]。當機體進行運動時，無氧代謝比例相對加大，肌肉中產(chǎn)生乳酸增加，并逐漸積累，不同運動項目，由于其運動的方式、強度以及時間等的不同，生成乳酸的量也不相同。在亞極量運動開始時，運動的肌肉糖酵解增加，此時生成的乳酸量明顯增多，其主要原因是，運動開始的幾分鐘之內(nèi)，運動肌肉存在著局部的相對供血不足，進而使得供氧不足，從而增加糖酵解的速率以維持機體所需的能量供應(yīng)。另一方面，運動開始的一段時間內(nèi)的氧利用率相對較低也是乳酸生成增加的原因，因此在運動的開始階段，雖然肌肉內(nèi)不缺氧，但也有乳酸的生成[3]。在極量運動時，ATP的利用速率可達安靜時的數(shù)百倍甚至近千倍，遠遠超過了有氧代謝生成ATP的最大速率。此時，由于血供減少，氧氣相對缺乏，幾乎募集了全部的Ⅱ型肌纖維，運動時所需的ATP主要是通過CP和乳酸功能系統(tǒng)來供給[3]。

3.2 血乳酸消除及消除途徑

血乳酸代謝的消除主要有乳酸氧化、糖異生和轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)三種途徑。其中乳酸氧化為運動中和運動后乳酸清除的主要形式，此時升高的兒茶酚胺引起肝血流量下降，糖異生的基質(zhì)流通被轉(zhuǎn)向[4]。實際上，在穩(wěn)定狀態(tài)運動期間，血乳酸濃度高于安靜值3-5倍，運動肌的乳酸大部分是在運動期間直接氧化消除，故從表5可以看出，受試者在進行12min有氧運動之后血乳酸濃度升高幅度明顯小于進行60s、300Watt無氧運動。

Stanley[5]研究顯示，在自行車運動過程中，運動腿氧化乳酸約占乳酸消除總量的50％左右，心肌和非運動肌分別占約15％，乳酸在肝臟內(nèi)消除占15％左右?？梢娫趤啒O量運動時，運動肌不僅是生成乳酸的部位，而且還是消除乳酸的主要場所。由此可以推測，在本實驗中，全力蹬踏功率自行車60s，運動期間骨骼肌反復(fù)高速收縮，不斷產(chǎn)生乳酸，而乳酸在活動腿上大量積累且來不及消除，造成運動后恢復(fù)期血乳酸濃度出現(xiàn)升高，并在恢復(fù)期的一定時間內(nèi)保持上升至峰值，之后緩慢下降至安靜水平。

有相關(guān)研究表明[6，7]，運動后乳酸從肌肉擴散到血液達到平衡的時間大約需要4-10min，運動后機體的血乳酸水平與運動的強度、持續(xù)的時間以及各器官的代謝機能有關(guān)。本實驗結(jié)果與前人研究相符，由表4可知受試者A和受試者B在60s全力功率自行車運動后，血乳酸濃度均明顯增高，超過了10mmol/L且最大值出現(xiàn)分別出現(xiàn)在7min和10min時。由表1可知運動后即刻心率達到166次/分和190次/分，受試者體內(nèi)的供能系統(tǒng)無氧代謝占主導(dǎo)地位，肌肉中乳酸濃度急劇升高，并不斷地向周圍組織擴散，引起血乳酸水平升高。

由表5與60s功率自行車全力蹬踏運動相比，12min跑臺勻速運動后，血乳酸最高值相對較低，分別為6.66mmol/L和6.22mmol/L。通過實時記錄的心率可知，12min跑臺運動時機體的氧氣供應(yīng)比較充足，肌肉收縮所需的能量主要來源于糖、脂肪和蛋白質(zhì)等能源物質(zhì)的有氧氧化。而運動后血乳酸濃度仍然較安靜時要高3倍左右，說明在長時間耐力運動中，無氧酵解供能方式依然存在。其原因主要是運動開始時，機體的氧代謝水平不能立即適應(yīng)運動的強度，會由無氧代謝供能，同時運動中的突然發(fā)力等也需要無氧供能。從本實驗結(jié)果可以看出，當機體進行中等強度有氧運動時，運動員的血乳酸濃度總體上先快速升高，后保持在相對較高的水平并緩慢上升，隨后再緩慢下降至安靜時水平；當進行無氧運動時，運動員的血乳酸濃度急劇上升。研究表明，機體運動時以及運動后的血乳酸水平的變化，主要是骨骼肌等組織中乳酸生成速率、乳酸進入血液的速率以及血液中乳酸的消除速率之間平衡的表現(xiàn)[4]。

運動過程中和運動后乳酸的消除具有十分重要的生物學(xué)意義。乳酸在快縮肌纖維內(nèi)生成后，被轉(zhuǎn)移到相近的具有高度氧化能力的慢縮肌纖維內(nèi)進行生物氧化，部分乳酸隨血液被轉(zhuǎn)移到其他低強度運動的骨骼肌、心肌內(nèi)進行氧化，進而成為細胞內(nèi)氧化的底物。目前，乳酸怎樣透過肌細胞膜轉(zhuǎn)移出的機理尚不清楚。近些年來，學(xué)者們對不同運動后所產(chǎn)生的乳酸峰值及取血時間的研究相對較多[8，9]，結(jié)果均表明，運動后血乳酸峰值出現(xiàn)與運動的強度、取血的部位等密切相關(guān)，為了獲得血乳酸濃度變化盡可能直觀的數(shù)據(jù)，使測定的血乳酸能更準確代表肌乳酸，建議在運動后1、3、5、7、9min是分別采血測定。

4 小 結(jié)

運動過程中和運動后血乳酸的變化，是骨骼肌等組織中生成乳酸速率，進入血液的速率和血液中乳酸的消除速率之間平衡的表現(xiàn)。運動的強度、持續(xù)的時間以及各組織器官間的代謝機能等都和血乳酸的水平有關(guān)。因此，在運動中和運動后，可以測定乳酸了解肌肉乳酸和其他組織器官的代謝情況，進而為科學(xué)訓(xùn)練提供依據(jù)。

[1] Otto M.über die Intermedi?nge der enzymatischen Kohlehydratspaltung[J]. 1920，39（1）：10~75.

[2] A.V.Hill，Otto M.über die Vorg?nge bei der Muskelkontraktion[J]. 1924，22（1）：299~327.

[3] 林文弢.運動生物化學(xué)[M].北京：人民體育出版社，2009：51~57.

[4] 馮煒權(quán).運動訓(xùn)練生物化學(xué)[M].北京：北京體育大學(xué)出版社，1998.57~59.

[5] Stanley WC，Gertz EW，Wisneski JA，et al.Systemic lactate kinetics during graded exercise in man[J] AJP： Endocrinology and Metabolism，1985，249（6）：E595~E562.

[6] 廖 鵬，萬發(fā)桃，張 薇等.長時間耐力運動后機體血乳酸水平消長規(guī)律的觀察[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2001，20（3）：308~309.

[7] 王雪冰，馮連世.肌乳酸、細胞內(nèi)pH值與運動性疲勞研究進展[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2009，28（1）：109~111.

[8] 王鳳陽，冉曉站，等.乳酸閾強度下探討無氧閾機制的人體與動物實驗研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2006，25（4）：473~476.

[9] 肖國強，石河利寬.漸增負荷運動時不同環(huán)境條件對血乳酸濃度、血乳酸閾值和血乳酸開始堆積的影響[J].北京體育大學(xué)學(xué)報，1998，21（2）：11~14.

Effect of Different Workload on the Blood Lactate Concentration in Man

LV Yu-hu1, PU Xi-an1, CHENG Lin2

1.Dept of P.E., Sichuan University for Nationalities, Sichuan Ganzi, 626001, China;2. School of P.E., South China Normal University, Guangdong Guangzhou, 510006, China.

Purpose: To investigate the effect of aerobic exercise and anaerobic exercise on the blood lactate in human body, a comparison is done between the blood lactate concentration and recovery. Methods:Two healthy students go on with a 60-second anaerobic exercise test on cycle ergo meter and a 12-minute aerobic exercise test on treadmill; their heart rate and lactate concentration were measured before and after each test.Results: In the 60s anaerobic exercise test, subject A and B reached their peak blood lactate concentration 7 minutes and 10 minutes later, and the values were 10.26mmol/L and 14.38mmol/L, respectively. While in the 12min aerobic one, both of them reached their peak blood lactate concentration 1 minute later, the values were 6.66mmol/L and 6.22mmol/L, respectively. Conclusions:Whenever in aerobic or anaerobic exercise, the blood lactate concentrates rapidly at the beginning, then keeps a high level for a period of time, after that, it goes down smoothly and regains the level of peace. Obviously, there is a wider range of lactate concentration after anaerobic exercise.

Blood lactate; Aerobic exercise; Anaerobic exercise; Exercise intensity

1007―6891（2014）04―0033―03

10.13932/j.cnki.sctykx.04.09

G804.22

A

2014-03-28