8周有氧水上劃艇訓練對賽艇運動員某些兒茶酚胺和心率變異性指標的影響*

馬 濤， 高炳宏， 李 濤

(1. 上海體育學院體育教育訓練學院， 上海 200438； 2. 上海市青浦區(qū)東湖中學， 上海 201713； 3. 上海體育科學研究所， 上海 200030)

一直以來，大量的科學研究表明，長期堅持體育鍛煉能夠改善自主神經(jīng)系統(tǒng)對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，表現(xiàn)為機體對運動刺激應激反應的減弱，同等強度運動下自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能穩(wěn)定性的提高以及安靜下副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)作用的增強等[1-2]。不同類型的運動對心血管自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響也存在一定的差異。有氧運動能夠明顯改善交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)作用的平衡性，表現(xiàn)為安靜狀態(tài)下迷走神經(jīng)對心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用的增強和交感神經(jīng)調(diào)節(jié)作用的減弱。此外，長期中等強度的體育鍛煉能夠降低一次性運動應激后血漿兒茶酚胺中腎上腺素和去甲腎上腺素升高的幅度，使安靜狀態(tài)下的血漿兒茶酚胺水平保持不變或降低[3]。而且，長期的中等強度有氧運動又可提高腎上腺髓質(zhì)合成和分泌兒茶酚胺的能力[4]。相較于有氧運動，無氧運動對機體的刺激較深，對自主神經(jīng)活動產(chǎn)生的影響較為持久，不利于自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能的改善，建議心血管機能存在問題人群盡量避免進行較長時間或強度較大的無氧運動。此外，無氧等大強度運動后機體兒茶酚胺的分泌量將會大幅升高。

賽艇屬于長距離有氧供能為主的耐力性水上運動項目，對從事運動的練習者的心肺功能提出了較高的要求。已有的研究表明[5-6]，長期系統(tǒng)的賽艇運動對于改善練習者的心血管系統(tǒng)機能，提高機體吸氧、運輸氧以及利用氧的能力都有著重要的作用?？梢哉f現(xiàn)有的關于賽艇訓練對運動員有氧能力的研究已經(jīng)相當多，且相當成熟，訓練手段、訓練方法也是非常的豐富。但是，現(xiàn)有的關于賽艇運動員身體機能狀態(tài)診斷的研究主要集中在常規(guī)的血液生理生化指標方面，而關于訓練對運動員自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的影響，或通過自主神經(jīng)系統(tǒng)功能指標對賽艇運動員進行機能診斷的研究鮮有報道。鑒于此，本研究嘗試以賽艇運動員有氧漸增負荷量水上劃艇訓練前、中、后恢復期的血漿兒茶酚胺和心率變異性指標的變化為切入點，探討8周有氧漸增負荷量水上劃艇訓練對賽艇運動員自主神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)的影響，研究8周有氧漸增負荷量水上劃艇訓練對運動員機體的訓練適應能力以及交感和迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)作用的改善作用。因此，本研究的成功進行將有助于豐富關于賽艇訓練對運動員自主神經(jīng)系統(tǒng)影響及通過自主神經(jīng)系統(tǒng)功能指標監(jiān)控運動員的機能狀態(tài)方面的研究，豐富賽艇機能監(jiān)控指標體系。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究對象為8名公開級男子賽艇運動員，其中國家健將3名，國家一級運動員5名，年齡為(23.88 ±2.85)歲，身高為(192 ±5.2)cm，體重為(94.75 ±7.57)kg，訓練年限為(8.75 ±3.28)年。

1.2 訓練安排

本研究的運動訓練干預方式為中等強度的有氧漸增負荷量水上劃艇訓練，運動員每周一至周五的上下午及周六上午進行訓練，周六下午至周日全天進行恢復休息，運動員恢復休息的這段時間稱為恢復期。每個半天訓練120 min，每次訓練包括低強度的2 km水上劃艇熱身，整個運動訓練干預持續(xù)8周，全部訓練由專門的賽艇教練負責實施。第1周的水上劃艇負荷量為180 km，此后每周遞增5 km。文中將運動員訓練前1周表示為A1，8周的訓練干預周表示為B1-B8。

1.3 測試指標及儀器

采用美國產(chǎn)Omega Wave運動員實時機能狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)對心率變異性(heart rate variability, HRV)指標總功率(total power, TP)、高頻功率(high frequency, HF)、低頻功率(low frequency, LF)和極低頻功率(very low frequencies, VLF)進行監(jiān)測，包括系統(tǒng)自帶的Omega Wave sport technology system分析軟件。

采用高效液相色譜-電化學檢測法對血漿兒茶酚胺指標腎上腺素(epinephrine, E)、去甲腎上腺素(noradrenaline, NE)和多巴胺(dopamine, DA)進行檢測，測試儀器和材料包括高效液相色譜儀(日本島津公司)；Waters2465電化學檢測器，WCX固相萃取小柱(1 cc，30 mg，3 um，Waters)。

1.4 測試流程

運動員在HRV測試前一天進行了充分的睡眠休息，并且測試近2 d無飲酒現(xiàn)象，每次測試提前30 min打開實驗室的空調(diào)設備，將室溫控制在25℃，保持室內(nèi)及周邊環(huán)境安靜。運動員進行HRV測試的具體時間為訓練前1周、訓練第4周以及訓練第8周周六上午訓練結(jié)束后的次周一清晨6:00。測試時先讓運動員進行5 min仰臥位安靜狀態(tài)下的心理調(diào)整，然后使用醫(yī)用酒精對肢導、胸導和腦導等部位電極粘貼處皮膚進行擦拭，貼上電極貼，最后采用Omega Wave運動員實時機能狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)(美國)對每名運動員進行仰臥位下12導聯(lián)短時程5 min的心電信號采集。為了盡可能的保證HRV指標和兒茶酚胺指標采集的同步性，每名運動員在HRV測試結(jié)束即刻進行仰臥位下的肘靜脈血采集，采血前先用醫(yī)用酒精棉球?qū)Σ裳课贿M行消毒，然后采用EDTA抗凝真空管采集運動員肘靜脈血2 ml用于E、NE和DA指標檢測。

1.5 統(tǒng)計學處理

2 結(jié)果

2.1 中等強度有氧水上劃艇訓練對運動員恢復期心率變異性的影響

如表1所示，運動員恢復期心率變異性TP、HF和LF水平在中等強度有氧漸增負荷量水上劃艇訓練第4周時較訓練前較低，在訓練第8周時較訓練前升高，但并未達到顯著性水平(P>0.05)。而恢復期的VLF在訓練第4周和第8周時均較訓練前降低，但差異不具備顯著性水平(P>0.05)。

GroupTPHFLFVLFPre- training1423.63±702.37719.63±396.28513.00±242.98190.88±114.28After 4 weeks1005.75±639.99 413.38±210.71 448.38±208.52 152.63±95.95 After 8 weeks2738.88±922.161941.13±629.09645.38±282.41152.38±89.08

TP: Total power; HF: High frequency; LF: Low frequency; VLF: Very low frequencies

2.2 中等強度有氧水上劃艇訓練對運動員恢復期血漿兒茶酚胺的影響

如表2所示，運動員恢復期血漿兒茶酚胺E、NE和DA水平在中等強度有氧漸增負荷量水上劃艇訓練第4周和第8周時都較訓練前顯著性降低(P<0.05)，但各指標都在正常范圍內(nèi)；且相較于訓練第8周，各指標在訓練第4周時降低的幅度更大。

GroupENEDAPre- training200.09±60.021101.42±239.58115.19±19.73After 4 weeks104.50±46.73*648.70±153.10*97.43±4.71*After 8 weeks97.90±9.41*603.10±174.32*95.74±3.84*

E: Epinephrine; NE: Noradrenaline; DA: Dopamine

*P<0.05vspre-training

3 討論

3.1有氧漸增負荷量水上劃艇訓練對運動員恢復期血漿兒茶酚胺影響的分析

兒茶酚胺是由腎上腺髓質(zhì)和一些交感神經(jīng)元嗜鉻細胞分泌的一類重要的神經(jīng)遞質(zhì)或激素物質(zhì)，包括腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺。一般來說，長時間和大強度運動時，機體血漿兒茶酚胺的濃度會顯著性升高；而中低強度運動時，血液中兒茶酚胺的分泌量將會減少[7]。也有研究顯示，當機體出現(xiàn)疲勞，身體機能狀態(tài)降低時，兒茶酚胺的分泌將會受到抑制，分泌量將會大幅度降低[8]。因此，兒茶酚胺中蘊含著交感神經(jīng)興奮性的信息，通過對運動者不同狀態(tài)下的血漿兒茶酚胺進行檢測，能夠準確的獲知運動者交感神經(jīng)的活動狀態(tài)。本研究中，在有氧漸增負荷量水上劃艇訓練中期，運動員恢復期血漿腎上腺素和去甲腎上腺素濃度快速降低，多巴胺濃度緩慢降低，這表明在該階段運動員恢復期交感神經(jīng)和中樞神經(jīng)的興奮性明顯偏低，機體對訓練負荷的應激反應減弱，這預示著運動員機體對訓練的適應能力得到了增強。朱歡等[9]研究也同樣顯示，賽艇運動員在高原訓練第5周后，其外周血腎上腺素明顯降低，這可能是該階段運動員機體已經(jīng)適應低氧環(huán)境和訓練負荷的刺激，自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能較為穩(wěn)定，應激反應減弱。而Sellami M等[10]研究表明，在大負荷量運動時，血漿中兒茶酚胺的分泌量顯著增加，主要表現(xiàn)為血漿腎上腺素和去甲腎上腺素濃度的快速升高。其研究進一步顯示，隨著運動的停止或休息時間的進一步延長，機體血漿兒茶酚胺的分泌量會逐漸降低并恢復到訓練前水平，甚至會短暫的低于訓練前水平。本文中，運動員訓練中期恢復期的血漿兒茶酚胺濃度明顯低于訓練前，并且這種趨勢延長至整個訓練干預結(jié)束，筆者認為造成本文研究結(jié)果與Sellami M等其他學者存在差異的原因可能與訓練負荷類型和訓練干預周期的不同有關。考慮到上量訓練階段前4周的訓練負荷量逐漸增加，尤其第4周的訓練量較大，故筆者認為運動員在該階段恢復期血漿兒茶酚胺濃度的明顯降低，也可能與運動員機體存在一定的疲勞，交感神經(jīng)興奮性遭到抑制有關。Katayama K等[11]在長時間大負荷自行車抗阻訓練對自主神經(jīng)系統(tǒng)影響的研究中同樣顯示，由于訓練負荷的持續(xù)增加，運動員機體出現(xiàn)疲勞癥狀，交感神經(jīng)的興奮性出現(xiàn)降低。本研究中，在運動訓練干預結(jié)束后，運動員恢復期血漿兒茶酚胺雖較訓練前仍然降低，但比訓練前半段降低的幅度要小，這表明在該階段運動員交感神經(jīng)興奮性抑制的狀況得到了改善。這提示隨著訓練量的逐漸增大，運動員的身體運動能力也在提高，機體對訓練負荷的承受能力也在增強，從而使得交感神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用趨于穩(wěn)定。就運動員血漿兒茶酚胺在整個訓練周期中的變化來看，其安靜狀態(tài)下血漿兒茶酚胺濃度的降低，預示著安靜狀態(tài)下交感神經(jīng)興奮性的降低，其對心血管的調(diào)節(jié)作用減弱，有利于減少心肌耗氧量，降低心臟工作負荷。

3.2 有氧漸增負荷量水上劃艇訓練對運動員恢復期心率變異性影響的分析

人體心率變異性中包含了大量神經(jīng)體液因素對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)信息，主要反映心臟交感、迷走神經(jīng)張力及其平衡性[12-13]。有研究顯示，當訓練負荷較大或身體機能狀態(tài)不佳時，心率變異性總體水平會降低，反映交感神經(jīng)的LF和VLF升高，反映迷走神經(jīng)的HF降低[14]。Niederer D等[15]研究顯示，癌癥病人在進行中等強度有氧康復運動初期，交感神經(jīng)的興奮性增加，迷走神經(jīng)張力減弱，自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能的穩(wěn)定性降低，但經(jīng)過16周的有氧康復運動后，其心率變異性總體水平明顯提高。郭峰[16]在其研究中明確指出長期堅持太極拳運動能夠顯著提高老年人迷走神經(jīng)的調(diào)節(jié)作用，同時減弱交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)作用，自主神經(jīng)系統(tǒng)的總體調(diào)節(jié)功能得到提高，表現(xiàn)為長期堅持太極拳練習的老年人其一次太極拳運動后30 min、60 min的心率變異性TP、HF和LF指標都顯著高于初學者。本研究顯示，在有氧漸增負荷量水上劃艇訓練中期，隨著訓練量的增加，運動員安靜狀態(tài)下的心率變異性總體水平、迷走神經(jīng)的興奮性以及交感迷走神經(jīng)的綜合調(diào)節(jié)作用降低，這提示在該階段運動員機體可能存在輕微的運動疲勞，自主神經(jīng)系統(tǒng)對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用遭到抑制，這與運動員血漿兒茶酚胺的研究結(jié)果一致。Plews DJ等[17]研究顯示，優(yōu)秀耐力運動員在奧運會賽前訓練階段，其心率變異性總體水平有一定程度的降低，表現(xiàn)為隨著訓練強度的增大，TP、HF降低，LF和VLF明顯升高。其跟進結(jié)果進一步顯示，隨著訓練時間的延長，心率變異性各指標逐漸恢復提高，并且在同等強度下心率變異性各指標的波動減小，該研究認為心率變異性對于評價運動員的訓練適應能力及身體機能狀態(tài)具有一定的應用價值。本研究中，在有氧漸增負荷量水上劃艇訓練干預結(jié)束后，運動員恢復期安靜狀態(tài)下自主神經(jīng)系統(tǒng)對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用較訓練中期及訓練前都有所提高，表現(xiàn)為安靜狀態(tài)下迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)作用的增強，交感神經(jīng)興奮性的對應性減弱，交感迷走神經(jīng)綜合調(diào)節(jié)作用的提高。這提示隨著訓練的持續(xù)，運動員機體的訓練適應能力得到提升，機體累積的疲勞得到逐步消除，自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能逐漸恢復并提高。

綜上所述，運動員經(jīng)過8周的有氧漸增負荷量水上劃艇訓練后，運動員安靜下迷走神經(jīng)系統(tǒng)對心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用得到增強，交感迷走神經(jīng)的綜合調(diào)節(jié)作用得到提高，自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀況得到改善。