高原自然低氧環境復合健身運動對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丸仁

(1.青海省體育科學研究所、青海省高原體育科學重點實驗室、國家體育總局高原訓練重點實驗室 青海西寧 810000; 2.日本仙臺大學 日本仙臺 980-0000)

高原自然低氧環境復合健身運動對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內丸仁2

(1.青海省體育科學研究所、青海省高原體育科學重點實驗室、國家體育總局高原訓練重點實驗室 青海西寧 810000; 2.日本仙臺大學 日本仙臺 980-0000)

為探索高原自然低氧環境對人體健康促進的應用效果,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行3周有氧健身運動并觀測血清酶變化。結果表明環境和運動的雙層缺氧刺激使中年人出現血清酶活性良性變化且維持2周時間,并以平原人明顯,提示高原自然低氧環境復合健身運動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 低氧健身運動中年人血清酶 造成影響

適度高原(海拔1 500～3 000 m)輕度缺氧對人體有“激活”生理功能的作用,一定程度低氧環境的刺激和應激有助于提升運動員耐缺氧能力、加快疲勞消除、提高比賽成績[1]。高原低氧不僅在運動訓練中方興未艾,它對人體健康帶來的有益影響也日趨顯現,1997年周兆年就指出低氧環境運動鍛煉的效果優于普通正常氧條件,目前利用高原低氧環境促進人類健康已被國內外研究者廣泛關注。低氧環境中進行體育活動,機體可以在低氧和運動的雙重刺激下,通過在氧結合、氧運輸、氧利用能力和免疫系統功能以及神經肌肉機能等方面產生適應性變化,從而促進整體健康和體質水平的改善。目前利用人工低氧條件和高原自然環境進行體育健身或醫療康復已成為非藥物治療的有效方法得以推廣,然而,對于利用高原自然環境進行體育健身運動后對人體作用的報道較少,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行有氧健身運動并進行效果比對,從而為高原和平原人群的體質與健康促進提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

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)隨機分為平原組和對照組。高原組和平原組在海拔2 366 m的青海省多巴鎮完成2周健身訓練后進入海拔3 500 m的青海省天俊縣繼續進行1周的健身運動,而對照組則在海拔400 m陜西西安進行3周健身運動。3個組分別安排相同的體育健身運動量和運動強度,活動以健身舞蹈、徒步快走等有氧運動為主。

1.2 研究指標與方法

晨起飯前安靜狀態下抽取靜脈血5 mL離心取血清,用日本產奧林巴斯2 700全自動生化分析儀檢測血清谷草轉氨酶(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個組分別在各自居住地測試基礎值;健身運動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;對照組在平原3周健身運動末檢測;之后,3個組在健身運動結束后第2周分別在各自居住地測觀察期值。數據用SPSS18.0進行t檢驗和單因素方差分析統計。

2 研究結果

2.1 海拔2 260～3 500 m青海高原復合體育健身運動期間的變化

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在上高原后持續下降7%～33%(P<0.01),而兩組女性的HBDH則在上高原第2周出現下降(11%),并以高原組明顯(P<0.05)。

2.2 3周高原復合健身運動后及健身運動2周觀察期效果的變化

3周健身運動后,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),對照組AST較基礎值有所增加(11%～18%)、LDH沒有明顯變化;健身運動后2 周觀察期,AST值高原組恢復到基礎值水平、平原組增加(6%～20%)、對照組增加(23%～29%),LDH值高原組較基礎值下降(6%～19%)(男性P<0.01)、平原組仍低于基礎值,對照組增加(7%～10%)。3周健身運動后以及健身運動后觀察期,平原組和高原組Myo高于基礎值(P<0.01)、提高幅度平原組(199%～209%)高于高原組(127%～144%),對照組則出現持續下降(15%～19%)。3周健身運動后及觀察期,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)、而對照組CK值無明顯變化,CKMB值高原組和平原組下降(18%～36%)、對照組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 在高原進行健身運動對中年人血清酶的影響

人體血清酶活性的改變可以及時反映機能狀態和物質代謝情況[2],也是反映組織細胞損傷或細胞膜通透性改變及進行訓練監控的重要指標[3,4]。適當有氧運動和健身鍛煉可有效地改善人體血清酶活性[5,6],有利于提高機體新陳代謝水平和抗氧化能力。在海拔2 366 m青海多巴進行體育健身運動后,高原組和平原組中年人血清酶指標AST、LDH、CK、Myo均增加,在上高原第1周達峰值(P <0.05)、第2周后下降但仍高于基礎值,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歲健康平原人進入海拔4 700 m時,LDH、CK等血清酶活性明顯增高[7]。人體由平原進入高原,由于氧分壓降低導致低氧血癥,使主動脈竇化學感受器受到刺激,同時興奮交感神經使心率加快,加上血管收縮、紅細胞代償性增加等因素刺激使肌肉細胞膜通透性升高,引起胞內酶大量釋放,使得血清CK、AST、LDH等活性升高。高原和低氧訓練時缺氧加上運動對運動員安靜狀態下血清酶活性的變化也有相同的影響[8,9,10],平原運動員初到高原,同時受到缺氧和運動負荷強度的雙層缺氧刺激,CK、LDH 等血清酶明顯上升。

在模擬高原訓練的初期,運動員血清CK、LDH活性明顯高于對照組,而高住低練4周后,血清酶活性則明顯低于對照組,并可持續到高住低練后2周,提示機體對缺氧負荷和運動負荷適應后,能降低由于運動引起的血清酶活性的升高,對防止肌肉組織損傷和增加細胞膜穩定性有一定的作用,也是運動能力提高原因之一[11]。在高原進行有氧健身運動,自然環境低氧復合體育運動對人體產生一定缺氧刺激,從而可引起機體產生更大的應激性生理變化,機體無氧酵解能力的增強,體內代謝產物增多和體液酸性化、肌纖維組織學或超微結構的異常改變等,可導致細胞膜脂質雙層結構遭到破壞,細胞膜通透性增加,組織中的酶向血液中滲出增加,出現血清酶活性增高。由于平原人群初到高原地區,健身活動時相對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。隨著高原低氧環境復合健身運動的進行,高原和平原中年人機體對高原低氧環境和健身運動的缺氧狀況逐漸適應,血液中和肌肉組織血管內皮生長因子的大量生成,血管增生、紅細胞生成和有氧能力的增加[12],運動負荷后組織的損傷程度下降,細胞膜的穩定性增強,血清酶活性出現降低,提示高原和平原中年人對高原低氧環境復合健身運動的適應,也是其運動能力和機能狀況得到改善的表現之一。

研究認為HBDH與CKMB活性變化與心肌承受刺激和受損有關,其活性增強代表心肌的損害[13]。在青海高原進行健身運動期間,高原組和平原組的CKMB和HBDH都表現為持續的下降,提示高原低氧環境下的健身活動,對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 低氧復合健身運動對中年人血清酶的影響

經3周在海拔2 366 m和3 500 m的青海高原進行低氧環境復合健身運動后,平原組和高原組呈AST、LDH、CK、HBDH、CKMB下降、Myo增加的變化趨勢,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)。而對照組在西安進行同樣安排的健身運動后,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胞內釋放的酶量增加造成的,它與肌肉質量和功能以及肌肉有氧能力下降密切相關,良好訓練的運動員運動后血清酶活性較低,運動訓練能夠增加肌肉中毛細血管的密度,改善血液供應,減輕局部缺氧和代謝產物的堆積,從而改善能量代謝。同時,訓練也能使機體對運動負荷的適應能力加強,從而減少運動對肌肉的損傷。有氧運動能降低血清AST含量[14,15],通過合理的有氧運動能有效減輕肝細胞微損傷、維護肝臟細胞膜結構功能的完整性。有效的有氧訓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行高原低氧環境復合健身運動后,其血清酶活性均出現下降,表明高原低氧環境和運動訓練的聯合作用,促進了機體氧利用和能量代謝水平的提高,機體內環境的改善、有氧代謝能力的提高,骨骼肌代謝狀況增強,使細胞的環境和能量供給增加,疲勞程度得以控制和恢復,提高了身體機能水平和適應能力,從而減輕組織的微細損傷,維護細胞膜結構的完整性,使血清酶活性得以下降,預示機體狀況的好轉和運動能力的提高。而且,平原組酶活性的下降幅度大于高原組,表明在高原低氧環境復合健身活動這種運動方式,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周健身運動結束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,而對照組AST、LDH、CK、CKMB出現增加、Myo有所下降。提示,高原低氧環境復合健身活動對高原和平原中年人群血清酶活性的改善作用可以持續2周,有利于返回平原后健康水平的保持與提高。

4 結論

(1)在高原自然低氧環境復合健身運動,環境和運動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;隨著對高原和健身運動的適應,血清酶活性出現降低,表明其運動能力和機能狀況得到改善。建議平原中年人在高原進行健身運動的初期(1周),運動負荷安排不宜過大,以免血清酶活性過多增加而造成對人體機能的影響,從而預防運動損傷和疾病的產生。

(2)平原和高原中年人在高原進行健身運動期間以及觀察期,血清酶 CKMB和HBDH表現為持續下降,并以平原組明顯,提示高原低氧環境下的健身活動,對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行健身運動的效果更明顯。

(3)經3周高原自然低氧環境復合健身運動后,中年人均出現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。

[1]馬福海,馮連世．高原訓練實用問答[M]．人民體育出版社,2007．

[2]劉豐彬.運動訓練與肌酸激酶及其同工酶研究進展[J].四川體育科學,2014,33(1):42-46.

[3]田振軍,石磊,劉小杰,等.過度訓練對大鼠血清CK、LDH、SOD、SDH活性及UMb含量影響的研究[J].中國運動醫學雜志,2000,19(1):49-50.

[4]Tian Z J,Shi L,Liu X J,et a1．Changes of serum CK,LDH,SOD,SDH and Umb in the overtraining rats[J]．Chin J Sports Med,2000,19(1):49-50．

[5]劉洪珍,孫喜良,劉桂華.有氧運動鍛煉對LD含量和LDH、ALP、ACP、CK活性影響的研究[J].體育科學,2004,24(1):24-26.

[6]王勝奎,李愛華.健身鍛煉對老年男子身體素質的影響-Ⅱ·酶和自由基[J].中國運動醫學雜志,1999,18(1):89-90.

[7]高紅,周晶萍,王象勇,等.高海拔低氧環境人血清酶與平原水平比較分析[J].臨床薈萃,2004,19(6):342.

[8]劉海平．高原訓練期間血清酶活性的變化[J]．西安體育學院學報,2000,13(1):47-49．

[9]黃金麗,張光斌,樊浩,等.“高住低練”模擬高原訓練對男子賽艇運動員血清酶活性的影響[J].北京電子高等專科學校學報,2010(8):4-7.

[10]劉建紅,周志宏,歐明毫,等. “高住低練”模擬高原訓練對劃船運動員血清CK、LDH和ALT活性的影響[J].中國應用生理學雜志,2005,21(3):349-352.

[11]陳婷,張治遠,楊文豪.運動對機體血清中磷酸肌酸激酶活性的影響[J].當代體育科技,2015,5(15):17-18.

[12]Laurent Schmitt,Grngoire Millet,Paul Robach,et al.Influence of “livining high-training low”on aerobic performance and economy of work in elite athletes[J].Eur J Appl Physiol,2006,97(5):627-636.

[13]陳振勝,金宏偉,黃回濱,等.D-羥丁酸脫氫酶與乳酸脫氫酶比值的臨床意義[J].齊齊哈爾醫院學報,2005,26(7):752.

[14]蔡文麗,張慧,唐選,等.有氧運動對酒精性肝損傷小鼠ALT、AST、IL-10和IL-6等的影響[J].沈陽體育學院學報,2013,32 (3):89-92.

[15]王英英,盧紅元.運動療法治療脂肪肝患者康復的運動處方及臨床效果的研究[J].遼寧中醫藥大學學報,2014,16(3):115-118.

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(2013DFA32470)、青海省科技自然科學基金項目(2016-ZJ-909)、青海省國際科技合作項目(2016-HZ-802)。

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