李晨

(泰山醫(yī)學(xué)院，山東泰安271016)

富氫水對(duì)重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)后血乳酸化程度緩解機(jī)制研究*

李晨

(泰山醫(yī)學(xué)院，山東泰安271016)

目的重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)成為現(xiàn)代足球運(yùn)動(dòng)競賽中裁判員體能訓(xùn)練的必要手段，探尋富氫水對(duì)重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)后疲勞的血乳酸化程度緩解作用。方法51名男足球現(xiàn)役裁判員，進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)檢測后采集血液。力竭運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)組(26人)分組及觀測時(shí)點(diǎn)同對(duì)照組(25人)。重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)的血液基礎(chǔ)pH檢查:實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)前30 min與運(yùn)動(dòng)后即刻喝2％富氫水500 ml/次富氫水;對(duì)照組相同時(shí)間喝同劑量生理鹽水。分別于實(shí)驗(yàn)前(0天)和第14天采集2次(力竭運(yùn)動(dòng)前空腹和力竭運(yùn)動(dòng)后)動(dòng)脈血監(jiān)測動(dòng)脈血pH值，二氧化碳分壓和碳酸氫鹽濃度。結(jié)果通過研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照相比，富氫水不僅可以提高足球現(xiàn)役裁判員血液基礎(chǔ)pH，而且可以明顯提高重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)后血液基礎(chǔ)pH。和對(duì)照組相比，服富氫水組(14天后)空腹血液pH明顯降低(平均降低0.05，95％的可信區(qū)間為0.01～0.08，P＜0.01)，運(yùn)動(dòng)后血液pH降低更顯著(平均降低0.09，95％的可信區(qū)間為0.01～0.10，P=0.03)。血液碳酸氫鹽水平明顯升高(33.1±1.8 mEq/L vs.27.9±2.1 mEq/L;P＜0.0001)。結(jié)論通過對(duì)足球現(xiàn)役裁判員跟蹤監(jiān)測研究發(fā)現(xiàn)富氫水可以影響重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)體酸化趨勢，富氫水對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后疲勞的緩解機(jī)制作用。為緩解力竭運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的疲勞及對(duì)抗人體力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的血乳酸化程度增加、血氧飽和度降低提供嶄新的思路。

富氫水;力竭運(yùn)動(dòng);血乳酸化程度;緩解機(jī)制研究

隨著現(xiàn)代足球運(yùn)動(dòng)競賽競爭日趨白熱化，與之相適應(yīng)的足球比賽中的裁判員大強(qiáng)度體能訓(xùn)練成為必要手段，由此產(chǎn)生的機(jī)體疲勞、骨骼肌微損傷則如影隨形，成為嚴(yán)重影響裁判員執(zhí)法能力、執(zhí)法水平與裁判員執(zhí)裁壽命的關(guān)鍵因素。因此，如何促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后疲勞的緩解、提高執(zhí)法能力、執(zhí)法水平，延長裁判員執(zhí)裁壽命成為亟待解決的問題。如何尋找能夠延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞、提高競技能力且安全有效、無毒副作用的非興奮劑物質(zhì)。成為國內(nèi)外運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)與難點(diǎn)，我們的研究旨在揭示富氫水對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后疲勞的緩解機(jī)制作用。

1 材料與方法

1.1 一般資料

抽調(diào)山東省51名男足球現(xiàn)役裁判員(其中一級(jí)43人、國家級(jí)8人)年齡25歲(25.4±1.7)，進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)檢測后采集血液。受試者沒有吃任何藥物和營養(yǎng)補(bǔ)充品(每個(gè)人都填寫了University of Tsukuba的人體研究倫理委員會(huì)要求的知情同意書)。每個(gè)人的體質(zhì)情況進(jìn)行跟蹤記錄(年齡、身高、體重、體重指數(shù)和最大氧耗量)。隨機(jī)抽取分實(shí)驗(yàn)組26人(其中一級(jí)22人、國家級(jí)4人)，分組及觀測時(shí)點(diǎn)同對(duì)照組25人(其中一級(jí)21人、國家級(jí)4人)。重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)的血液基礎(chǔ)pH檢查:實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)前30min與運(yùn)動(dòng)后即刻喝2％富氫水500ml/次富氫水;對(duì)照組相同時(shí)間喝同劑量生理鹽水。分別于實(shí)驗(yàn)前(0天)和第14天采集2次(力竭運(yùn)動(dòng)前空腹和力竭運(yùn)動(dòng)后)動(dòng)脈血監(jiān)測動(dòng)脈血pH值，二氧化碳分壓和碳酸氫鹽濃度。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

1.2.1 設(shè)立實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組，進(jìn)行同樣力竭運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，力竭運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)組26人(其中一級(jí)22人、國家級(jí)4人)，分組及觀測時(shí)點(diǎn)同對(duì)照組25人(其中一級(jí)21人、國家級(jí)4人)。重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)的血液基礎(chǔ)pH檢查:實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)前30min與運(yùn)動(dòng)后即刻喝2％富氫水500 ml/次富氫水;對(duì)照組相同時(shí)間喝同劑量生理鹽水。

1.2.2 跟蹤監(jiān)測:分別于實(shí)驗(yàn)前(0天)和第14天采集2次(力竭運(yùn)動(dòng)前空腹和力竭運(yùn)動(dòng)后)動(dòng)脈血監(jiān)測動(dòng)脈血pH值，二氧化碳分壓和碳酸氫鹽濃度。每個(gè)人的體質(zhì)情況進(jìn)行跟蹤記錄(年齡、身高、體重、體重指數(shù)和最大氧耗量)。

1.3 指標(biāo)觀察

通過研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照相比，富氫水不僅可以提高足球現(xiàn)役裁判員血液基礎(chǔ)pH，而且可以明顯提高重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)后血液基礎(chǔ)pH。和對(duì)照組相比，服富氫水組(14天后)空腹血液pH明顯降低(平均降低0.05，95％的可信區(qū)間為0.01～0.08，P＜0.01)，運(yùn)動(dòng)后血液pH降低更顯著(平均降低0.09，95％的可信區(qū)間為0.01～0.10，P=0.03)。血液碳酸氫鹽水平明顯升高(33.1±1.8 mEq/L vs. 27.9±2.1 mEq/L;P＜0.0001)。

通過跟蹤檢測數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照相比，富氫水不僅可以提高足球現(xiàn)役裁判員血液基礎(chǔ)pH，而且可以明顯提高重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)后血液基礎(chǔ)pH。和對(duì)照組相比，服富氫水組(14天后)空腹血液pH明顯降低(平均降低0.05，95％的可信區(qū)間為0.01～0.08，P＜0.01)，運(yùn)動(dòng)后血液pH降低更顯著(平均降低0.09，95％的可信區(qū)間為0.01～0.10，P =0.03)。血液碳酸氫鹽水平明顯升高(33.1±1.8 mEq/L vs.27.9±2.1 mEq/L;P＜0.0001)。

2 結(jié)果

氫氣生物學(xué)效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來，關(guān)于富氫水的生物學(xué)效應(yīng)主要圍繞抗氧化能力，但直接的抗氧化是最早發(fā)現(xiàn)并確定的現(xiàn)象。不過隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)富氫水能提高動(dòng)物自身抗氧化的能力，自身抗氧化能力的提高，往往是受到自身氧化應(yīng)激水平增加正向調(diào)節(jié)。劇烈運(yùn)動(dòng)可顯著增加能量需求和氧氣消耗，同時(shí)可以增加活性氧和活性氮的生成，這將會(huì)打破氧化還原平衡導(dǎo)致氧化應(yīng)激損傷。正常情況下，活性氧和活性氮生成速度相對(duì)比較低，而且隨后被抗氧化系統(tǒng)清除(保持一定水平)。但是當(dāng)劇烈運(yùn)動(dòng)過程中活性氧和活性氮生成速度太高時(shí)，超過體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的清除能力，活性氧和活性氮的濃度就會(huì)增加，并導(dǎo)致細(xì)胞膜等細(xì)胞成分受到傷害，特別是細(xì)胞核兩端有一個(gè)帽子狀的東西，稱為端粒。通過深入研究發(fā)現(xiàn)端粒的作用是保護(hù)染色體，由端粒酶來啟動(dòng)、制造和維持其功能。端粒酶的活性是調(diào)控衰老的關(guān)鍵因素。如果端粒受到損傷，導(dǎo)致細(xì)胞壞死直接影響到足球裁判員的運(yùn)動(dòng)工作壽命。足球裁判員的運(yùn)動(dòng)生命周期內(nèi)，端粒酶的活性較大，容易維持和延長端粒。隨著，端粒酶活性的變化，當(dāng)難以維持端粒的長度，端粒就會(huì)不斷縮短。會(huì)使細(xì)胞分裂受到影響，啟動(dòng)肌肉損傷和炎癥，這是對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生疲勞的一種釋疑。

通過測定高活性氧分子ROS水平或其引起的特異性氧化產(chǎn)物，觀察研究發(fā)現(xiàn)富氫水具有選擇性抗氧化，引起的血液酸化防護(hù)機(jī)制作用。重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的代謝性酸中毒的典型改變，是因?yàn)锳TP過渡消耗導(dǎo)致線粒體質(zhì)子大量釋放，導(dǎo)致細(xì)胞酸中毒，通過對(duì)足球現(xiàn)役裁判員跟蹤監(jiān)測研究發(fā)現(xiàn)，富氫水可以影響重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)體酸化趨勢，富氫水對(duì)重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)引起的血液酸化具有防護(hù)機(jī)制作用。為緩解力竭運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的疲勞及對(duì)抗人體力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的血乳酸化程度增加、血氧飽和度降低具有顯著的緩解作用。

3 結(jié)論

經(jīng)過系統(tǒng)訓(xùn)練的足球裁判員由于抗氧化系統(tǒng)因適應(yīng)增強(qiáng)，比普通人更能耐受運(yùn)動(dòng)后疲勞和氧化損傷，但是單靠自身的適應(yīng)與調(diào)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，隨著研究的不斷深入富氫水能提高動(dòng)物自身抗氧化的能力，自身抗氧化能力的提高，富氫水能夠延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞、提高競技能力且安全有效、無毒副作用的非興奮劑物質(zhì)緩解劇烈運(yùn)動(dòng)后氧化損傷恢復(fù)，逐步被足球裁判員體能訓(xùn)練廣泛嘗試。

重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的代謝性酸中毒的典型改變是因?yàn)锳TP過渡消耗導(dǎo)致線粒體質(zhì)子大量釋放，導(dǎo)致細(xì)胞酸中毒，通過對(duì)足球現(xiàn)役裁判員跟蹤監(jiān)測研究發(fā)現(xiàn)，富氫水可以影響重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)體酸化趨勢，富氫水對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后疲勞的緩解機(jī)制作用。為緩解力竭運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的疲勞及對(duì)抗人體力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的血乳酸化程度增加、血氧飽和度降低提供嶄新的思路。根據(jù)這一最新的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，考慮到富氫水本身的安全性，可以建議將富氫水作為部分劇烈長時(shí)間運(yùn)動(dòng)的保健用水，或作為提高相關(guān)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績的一種手段。

目前，對(duì)運(yùn)動(dòng)臟器疲勞消除機(jī)制執(zhí)行運(yùn)動(dòng)功能的引起血液酸化防護(hù)機(jī)制作用的影響研究尚未進(jìn)行相關(guān)研究與報(bào)道，今后我們將從運(yùn)動(dòng)引起的血液酸化防護(hù)機(jī)制作用的影響研究入手，從引起的血液酸化防護(hù)機(jī)制作用的影響研究與機(jī)體抗氧化兩個(gè)方面探討富氫水的作用。

通過研究富氫水對(duì)許多炎癥和氧化損傷的明顯效果，進(jìn)一步探尋是否可以作為預(yù)防運(yùn)動(dòng)引起的血液酸化手段的研究;探索重復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)引起臟器疲勞的動(dòng)因源;以及通過測定高活性氧分子ROS水平或其引起的特異性氧化產(chǎn)物等，探尋富氫水選擇性抗氧化及引起的血液酸化防護(hù)機(jī)制作用的影響作為依據(jù)，從而為進(jìn)一步深入研究引起血液酸化防護(hù)作用的內(nèi)在機(jī)制，為富氫水的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)，從而為緩解力竭運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的疲勞及對(duì)抗人體力竭運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的血乳酸化程度增加、血氧飽和度降低提供嶄新的思路。

［1］張翔.乳酸堆積與骨骼肌疲勞研究評(píng)述［J］山西師大體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，4:120-122.

［2］Stari DIF，About hydrogen and sports injuries［J］.Research in Sports Medicine，2014，2(2):102-104.

［3］李愛春.富氫水對(duì)骨骼肌運(yùn)動(dòng)性氧化損傷與選擇性抗氧化作用機(jī)制研究(D).蘇州大學(xué)博士論文.2012.

［4］Kayar SR，Axley MJ，Homer LD，et al.Hydrogen gas is not oxidized by mammalian tissues under hyperbaric conditions［J］.Undersea Hyperb Med，1994，21:265-275.

［5］Gharib B，Hanna S，Abdallahi OM，et al.Anti-inflammatory properties of molecular hydrogen investigation on parasite-induced liver inflammation［J］.CR Acad Sci III，2001，324:719-724.

［6］Cai J，Kang Z，Liu K，et al.Neuroprotective effects of hydrogen saline in neonatal hypoxia-ischemia rat model［J］.Brain Res，2009，1256(23):129-137.

［7］Cai JM，Kang ZM，Liu K，et al.Neuroprotective effects of hydrogen saline in neonatal hypoxia-ischemia rat model［J］.Brain Res，2009，1256(23):129-137.

［8］Ohsawa I，Ishikawa M，Takahashi K，et al.Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals［J］.Nat Med，2007，13:688-694.

［9］Chen Y，Jiang J，Miao H，et al.Hydrogen-rich saline attenuates vascular smooth muscle cell proliferation and neointimal hyperplasia by inhibiting reactive oxygen species production and inactivating the Ras-ERK1/2-MEK1/2 and Akt pathways［J］.Int J Mol Med，2013，31，597-606.

［10］Manaenko A，Sun XJ，Kim CH，et al.PAR-1 antagonist SCH79797 ameliorates apoptosis following surgical brain injury through inhibition of ASK1-JNK in rats［J］.Neurobiol Dis，2013，50:13-20.

［11］Tan M，Sun X，Guo L，Su C，et al.Hydrogen as additive of HTK solution fortifies myocardial preservation in grafts with prolonged cold ischemia［J］.Int J Cardiol，2012，Jan 19:251-252.

［12］Chan P H.Role of oxidants in ischemic brain damage［J］.Stroke，1996，27:1124-1129.

［13］Liu S，Liu M，Peterson S，et al.Hydroxyl radical formation is greater in striatal core than in penumbra in a rat model of ischemic stroke［J］.J Neurosci Res，2003，71:882-888.

［14］Nanetti L，Taffi R，Vignini A，et al.Reactive oxygen species plasmatic levels in ischemic stroke［J］.Mol Cell Biochem，2007，303: 19-25.

［15］趙麗，熊開宇，龔麗景.運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)機(jī)體對(duì)氧應(yīng)激系統(tǒng)性適應(yīng)的分子機(jī)制［J］.中國醫(yī)療前沿，2009，9:46-48.

［16］Gomez-CabreraMC，MartnezA，et al.Oxidative stress in marathonrunner:interestofantioxidantsupplementation［J］.Br.J.Nutr，2006，96(suppl.1):S31-S33.

Hydrogen rich water on repeated exhaustive blood milk acidification after exercise to relieve fatigue Study on the mechanism of

LI Chen
(Taishan Medical University，Taian 271016，China)

Objective:to repeated exhaustive exercise has become a necessary method of physical training of modern football referees in sports competition，to explore the hydrogen rich water on repeated exhaustive blood milk acidification effect of relieving fatigue after exercise.Methods:51 male soccer referees were active，exhaustive exercise test after collecting blood.Exhaustive exercise training the experimental group(26 people)group with the control group and observation point(25).Repeated exhaustive exercise:blood based pH examination in experimental group before 30min and immediately after exercise drink 2％hydrogen rich water 500 ml/hydrogen rich water;control group at the same time for the same dose of normal saline.Respectively before the experiment(0 days)and fourteenth days(2 times the acquisition of exhaustive exercise before fasting and after exhaustive exercise)arterial blood monitoring arterial blood pH，partial pressure of carbon dioxide and bicarbonate concentration.The results found that，compared to the experimental group and the control，hydrogen rich water can not only improve the football referee active blood based pH，and can significantly improve repeat after exhaustive exercise，blood pH.Compared with the control group，taking hydrogen rich water group(14 days)fasting blood pH were significantly lower(average reduce 0.05，95％confidence interval was 0.01～0.08，P＜0.01)，blood pH decreased significantly after exercise(average reduce 0.09，95％confidence interval was 0.01～0.10，P=0.03).The blood bicarbonate levels were significantly increased(33.1+1.8+2.1 mEq/L vs.27.9 mEq/L;P＜0.0001).Conclusion through tracking and monitoring of football of the judge found the body acidification trend of hydrogen rich water can lead to the effect of repeated exhaustive exercise，hydrogen rich water on exhaustive relief mechanism of fatigue after exercise.To alleviate after exhaustive exercise fatigue and exhaustion of blood against human milk acidification resulted in an increase of the degree of mo-tion，provides a new idea to reduce oxygen saturation.

Hydrogen rich water;exhaustive exercise;degree of blood milk acidification;mitigation mechanism

R873

A

1004-7115(2015)10-1093-03

10.3969/j.issn.1004-7115.2015.10.004

山東省醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目。

李晨(1964—)，男，山東泰安人，副教授，本科，主要從事體育教育及運(yùn)動(dòng)康復(fù)教學(xué)科研工作。

2015-8-2)