高原自然低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)對(duì)中年人血清酶的影響①

樊蓉蕓蘇青青郝少偉祁繼良杜霞樊超馬福海內(nèi)丸仁

(1.青海省體育科學(xué)研究所、青海省高原體育科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家體育總局高原訓(xùn)練重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青海西寧 810000; 2.日本仙臺(tái)大學(xué) 日本仙臺(tái) 980-0000)

高原自然低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)對(duì)中年人血清酶的影響①

樊蓉蕓1蘇青青1郝少偉1祁繼良1杜霞1樊超1馬福海1內(nèi)丸仁2

(1.青海省體育科學(xué)研究所、青海省高原體育科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家體育總局高原訓(xùn)練重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青海西寧 810000; 2.日本仙臺(tái)大學(xué) 日本仙臺(tái) 980-0000)

為探索高原自然低氧環(huán)境對(duì)人體健康促進(jìn)的應(yīng)用效果,組織久居高原和平原45～55歲中年人分別在青海高原和陜西平原進(jìn)行3周有氧健身運(yùn)動(dòng)并觀測(cè)血清酶變化。結(jié)果表明環(huán)境和運(yùn)動(dòng)的雙層缺氧刺激使中年人出現(xiàn)血清酶活性良性變化且維持2周時(shí)間,并以平原人明顯,提示高原自然低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)有利于中年人尤其是平原中年人健康水平的提高與保持。

高原 低氧健身運(yùn)動(dòng)中年人血清酶 造成影響

適度高原(海拔1 500～3 000 m)輕度缺氧對(duì)人體有“激活”生理功能的作用,一定程度低氧環(huán)境的刺激和應(yīng)激有助于提升運(yùn)動(dòng)員耐缺氧能力、加快疲勞消除、提高比賽成績[1]。高原低氧不僅在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中方興未艾,它對(duì)人體健康帶來的有益影響也日趨顯現(xiàn),1997年周兆年就指出低氧環(huán)境運(yùn)動(dòng)鍛煉的效果優(yōu)于普通正常氧條件,目前利用高原低氧環(huán)境促進(jìn)人類健康已被國內(nèi)外研究者廣泛關(guān)注。低氧環(huán)境中進(jìn)行體育活動(dòng),機(jī)體可以在低氧和運(yùn)動(dòng)的雙重刺激下,通過在氧結(jié)合、氧運(yùn)輸、氧利用能力和免疫系統(tǒng)功能以及神經(jīng)肌肉機(jī)能等方面產(chǎn)生適應(yīng)性變化,從而促進(jìn)整體健康和體質(zhì)水平的改善。目前利用人工低氧條件和高原自然環(huán)境進(jìn)行體育健身或醫(yī)療康復(fù)已成為非藥物治療的有效方法得以推廣,然而,對(duì)于利用高原自然環(huán)境進(jìn)行體育健身運(yùn)動(dòng)后對(duì)人體作用的報(bào)道較少,該研究將居住在高原和平原45～55歲中年人分別組織在高原和平原進(jìn)行有氧健身運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行效果比對(duì),從而為高原和平原人群的體質(zhì)與健康促進(jìn)提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

45～55歲身體健康的中年人66人,其中把長期居住在高原(西寧,海拔2 263 m)24人(男9人、女15人)作為高原組、將久居平原(西安,海拔400 m)42人(男21人、女21人)隨機(jī)分為平原組和對(duì)照組。高原組和平原組在海拔2 366 m的青海省多巴鎮(zhèn)完成2周健身訓(xùn)練后進(jìn)入海拔3 500 m的青海省天俊縣繼續(xù)進(jìn)行1周的健身運(yùn)動(dòng),而對(duì)照組則在海拔400 m陜西西安進(jìn)行3周健身運(yùn)動(dòng)。3個(gè)組分別安排相同的體育健身運(yùn)動(dòng)量和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,活動(dòng)以健身舞蹈、徒步快走等有氧運(yùn)動(dòng)為主。

1.2 研究指標(biāo)與方法

晨起飯前安靜狀態(tài)下抽取靜脈血5 mL離心取血清,用日本產(chǎn)奧林巴斯2 700全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、乳酸脫氫酶(LDH)、a-羥丁酸脫氫酶(HBDH)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CKMB)和肌紅蛋白(Myo )。3個(gè)組分別在各自居住地測(cè)試基礎(chǔ)值;健身運(yùn)動(dòng)期間高原組和平原組在高原第1、第2和第3周末在青海多巴檢測(cè);對(duì)照組在平原3周健身運(yùn)動(dòng)末檢測(cè);之后,3個(gè)組在健身運(yùn)動(dòng)結(jié)束后第2周分別在各自居住地測(cè)觀察期值。數(shù)據(jù)用SPSS18.0進(jìn)行t檢驗(yàn)和單因素方差分析統(tǒng)計(jì)。

2 研究結(jié)果

2.1 海拔2 260～3 500 m青海高原復(fù)合體育健身運(yùn)動(dòng)期間的變化

高原組、平原組AST、LDH上青海高原第1周明顯增加(14%～64%,P<0.05)后下降,增加幅度平原組高于高原組并以女性明顯(P<0.01);Myo在上高原第1 、2周提高非常明顯(P<0.01),增加幅度平原組(147%～380%)大于高原組(138%～186%);CK在高原第1周增加明顯(P<0.05),而CKMB則在高原持續(xù)下降,以男性和高原組女性明顯(P<0.05);兩組男性的HBDH在上高原后持續(xù)下降7%～33%(P<0.01),而兩組女性的HBDH則在上高原第2周出現(xiàn)下降(11%),并以高原組明顯(P<0.05)。

2.2 3周高原復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)后及健身運(yùn)動(dòng)2周觀察期效果的變化

3周健身運(yùn)動(dòng)后,平原組和高原組AST、LDH下降(4%～29%),其中平原組AST明顯低于高原第1周(P<0.01),對(duì)照組AST較基礎(chǔ)值有所增加(11%～18%)、LDH沒有明顯變化;健身運(yùn)動(dòng)后2 周觀察期,AST值高原組恢復(fù)到基礎(chǔ)值水平、平原組增加(6%～20%)、對(duì)照組增加(23%～29%),LDH值高原組較基礎(chǔ)值下降(6%～19%)(男性P<0.01)、平原組仍低于基礎(chǔ)值,對(duì)照組增加(7%～10%)。3周健身運(yùn)動(dòng)后以及健身運(yùn)動(dòng)后觀察期,平原組和高原組Myo高于基礎(chǔ)值(P<0.01)、提高幅度平原組(199%～209%)高于高原組(127%～144%),對(duì)照組則出現(xiàn)持續(xù)下降(15%～19%)。3周健身運(yùn)動(dòng)后及觀察期,CK值平原組和高原組較高原下降(P<0.05)、以平原組男性和高原組女性明顯(P<0.05～0.01)、而對(duì)照組CK值無明顯變化,CKMB值高原組和平原組下降(18%～36%)、對(duì)照組CKMB升高(35%～47%),HBDH平原組和高原組均降低(9%～30%)(P<0.05)以平原組和男性非常明顯(P<0.01),對(duì)照組HBDH也下降(9%～11%),但幅度低于高原組和平原組。

3 討論

3.1 在高原進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)對(duì)中年人血清酶的影響

人體血清酶活性的改變可以及時(shí)反映機(jī)能狀態(tài)和物質(zhì)代謝情況[2],也是反映組織細(xì)胞損傷或細(xì)胞膜通透性改變及進(jìn)行訓(xùn)練監(jiān)控的重要指標(biāo)[3,4]。適當(dāng)有氧運(yùn)動(dòng)和健身鍛煉可有效地改善人體血清酶活性[5,6],有利于提高機(jī)體新陳代謝水平和抗氧化能力。在海拔2 366 m青海多巴進(jìn)行體育健身運(yùn)動(dòng)后,高原組和平原組中年人血清酶指標(biāo)AST、LDH、CK、Myo均增加,在上高原第1周達(dá)峰值(P <0.05)、第2周后下降但仍高于基礎(chǔ)值,平原組增加幅度高于高原組。高紅等研究表明年齡為42±6.2歲85例30～50歲健康平原人進(jìn)入海拔4 700 m時(shí),LDH、CK等血清酶活性明顯增高[7]。人體由平原進(jìn)入高原,由于氧分壓降低導(dǎo)致低氧血癥,使主動(dòng)脈竇化學(xué)感受器受到刺激,同時(shí)興奮交感神經(jīng)使心率加快,加上血管收縮、紅細(xì)胞代償性增加等因素刺激使肌肉細(xì)胞膜通透性升高,引起胞內(nèi)酶大量釋放,使得血清CK、AST、LDH等活性升高。高原和低氧訓(xùn)練時(shí)缺氧加上運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員安靜狀態(tài)下血清酶活性的變化也有相同的影響[8,9,10],平原運(yùn)動(dòng)員初到高原,同時(shí)受到缺氧和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的雙層缺氧刺激,CK、LDH 等血清酶明顯上升。

在模擬高原訓(xùn)練的初期,運(yùn)動(dòng)員血清CK、LDH活性明顯高于對(duì)照組,而高住低練4周后,血清酶活性則明顯低于對(duì)照組,并可持續(xù)到高住低練后2周,提示機(jī)體對(duì)缺氧負(fù)荷和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷適應(yīng)后,能降低由于運(yùn)動(dòng)引起的血清酶活性的升高,對(duì)防止肌肉組織損傷和增加細(xì)胞膜穩(wěn)定性有一定的作用,也是運(yùn)動(dòng)能力提高原因之一[11]。在高原進(jìn)行有氧健身運(yùn)動(dòng),自然環(huán)境低氧復(fù)合體育運(yùn)動(dòng)對(duì)人體產(chǎn)生一定缺氧刺激,從而可引起機(jī)體產(chǎn)生更大的應(yīng)激性生理變化,機(jī)體無氧酵解能力的增強(qiáng),體內(nèi)代謝產(chǎn)物增多和體液酸性化、肌纖維組織學(xué)或超微結(jié)構(gòu)的異常改變等,可導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)遭到破壞,細(xì)胞膜通透性增加,組織中的酶向血液中滲出增加,出現(xiàn)血清酶活性增高。由于平原人群初到高原地區(qū),健身活動(dòng)時(shí)相對(duì)高原人群的缺氧程度更深更重,其血清酶活性的增加幅度大于高原人。隨著高原低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,高原和平原中年人機(jī)體對(duì)高原低氧環(huán)境和健身運(yùn)動(dòng)的缺氧狀況逐漸適應(yīng),血液中和肌肉組織血管內(nèi)皮生長因子的大量生成,血管增生、紅細(xì)胞生成和有氧能力的增加[12],運(yùn)動(dòng)負(fù)荷后組織的損傷程度下降,細(xì)胞膜的穩(wěn)定性增強(qiáng),血清酶活性出現(xiàn)降低,提示高原和平原中年人對(duì)高原低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)的適應(yīng),也是其運(yùn)動(dòng)能力和機(jī)能狀況得到改善的表現(xiàn)之一。

研究認(rèn)為HBDH與CKMB活性變化與心肌承受刺激和受損有關(guān),其活性增強(qiáng)代表心肌的損害[13]。在青海高原進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)期間,高原組和平原組的CKMB和HBDH都表現(xiàn)為持續(xù)的下降,提示高原低氧環(huán)境下的健身活動(dòng),對(duì)平原和高原中年人的心肌不存在損傷性刺激,有利于心臟功能的改善。

3.2 低氧復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)對(duì)中年人血清酶的影響

經(jīng)3周在海拔2 366 m和3 500 m的青海高原進(jìn)行低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)后,平原組和高原組呈AST、LDH、CK、HBDH、CKMB下降、Myo增加的變化趨勢(shì),并以平原組明顯:LDH下降7%～19%、HBDH下降15%～27%(P<0.01)、CKMB下降19～36%,Myo增加113%～172%(P<0.01)。而對(duì)照組在西安進(jìn)行同樣安排的健身運(yùn)動(dòng)后,血清酶的變化不同于高原組和平原組:AST、CK、CKMB有所增加、HBDH雖有所下降但幅度低于平原組和高原組、Myo下降,LDH沒有變化。

血清酶活性的增加是由于從肌細(xì)胞內(nèi)釋放的酶量增加造成的,它與肌肉質(zhì)量和功能以及肌肉有氧能力下降密切相關(guān),良好訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)后血清酶活性較低,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠增加肌肉中毛細(xì)血管的密度,改善血液供應(yīng),減輕局部缺氧和代謝產(chǎn)物的堆積,從而改善能量代謝。同時(shí),訓(xùn)練也能使機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力加強(qiáng),從而減少運(yùn)動(dòng)對(duì)肌肉的損傷。有氧運(yùn)動(dòng)能降低血清AST含量[14,15],通過合理的有氧運(yùn)動(dòng)能有效減輕肝細(xì)胞微損傷、維護(hù)肝臟細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)功能的完整性。有效的有氧訓(xùn)練可顯著降低老年男子的LDH活性,改善有氧代謝能力[1]。高原和平原中年人進(jìn)行高原低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)后,其血清酶活性均出現(xiàn)下降,表明高原低氧環(huán)境和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的聯(lián)合作用,促進(jìn)了機(jī)體氧利用和能量代謝水平的提高,機(jī)體內(nèi)環(huán)境的改善、有氧代謝能力的提高,骨骼肌代謝狀況增強(qiáng),使細(xì)胞的環(huán)境和能量供給增加,疲勞程度得以控制和恢復(fù),提高了身體機(jī)能水平和適應(yīng)能力,從而減輕組織的微細(xì)損傷,維護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,使血清酶活性得以下降,預(yù)示機(jī)體狀況的好轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)能力的提高。而且,平原組酶活性的下降幅度大于高原組,表明在高原低氧環(huán)境復(fù)合健身活動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)方式,更有利于平原中年人血清酶活性的改善和健康水平的提高。而且在3周健身運(yùn)動(dòng)結(jié)束2周觀察期,平原組和高原組仍保持LDH、CK、HBDH、CKMB下降、Myo增加的變化,依然是平原組變化明顯,而對(duì)照組AST、LDH、CK、CKMB出現(xiàn)增加、Myo有所下降。提示,高原低氧環(huán)境復(fù)合健身活動(dòng)對(duì)高原和平原中年人群血清酶活性的改善作用可以持續(xù)2周,有利于返回平原后健康水平的保持與提高。

4 結(jié)論

(1)在高原自然低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng),環(huán)境和運(yùn)動(dòng)的雙層缺氧刺激可使中年人血清酶活性在上高原的第1周明顯增加,并且以平原中年人增加幅度較大;隨著對(duì)高原和健身運(yùn)動(dòng)的適應(yīng),血清酶活性出現(xiàn)降低,表明其運(yùn)動(dòng)能力和機(jī)能狀況得到改善。建議平原中年人在高原進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)的初期(1周),運(yùn)動(dòng)負(fù)荷安排不宜過大,以免血清酶活性過多增加而造成對(duì)人體機(jī)能的影響,從而預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷和疾病的產(chǎn)生。

(2)平原和高原中年人在高原進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)期間以及觀察期,血清酶 CKMB和HBDH表現(xiàn)為持續(xù)下降,并以平原組明顯,提示高原低氧環(huán)境下的健身活動(dòng),對(duì)中年人心肌不存在損傷性刺激,有利于心臟功能改善,特別是平原人到高原進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)的效果更明顯。

(3)經(jīng)3周高原自然低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動(dòng)后,中年人均出現(xiàn)血清酶活性的良性變化效果并可以維持2周,其中以平原組明顯,有利于平原中年人返回平原后健康水平的保持與提高。

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G806

:A

:2095-2813(2017)03(b)-0035-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.08.035

國家科技部國際科技合作專項(xiàng)(2013DFA32470)、青海省科技自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2016-ZJ-909)、青海省國際科技合作項(xiàng)目(2016-HZ-802)。

樊蓉蕓(1974,4—),女,漢,青海西寧人,本科,研究員,研究方向:高原訓(xùn)練、體質(zhì)與健康。