军用耐力固体运动饮料对武警体能训练的影响研究

邓运龙 张海忠 田亚平 姜 辉

(1.军事体育运动大队,北京100072;2.解放军总医院,北京100853)

为履行神圣职责,武警官兵常年要进行多项体能和技能的训练,以充沛的体能和过硬的技能素质,随时准备完成各项维护国家社会安全稳定的任务。本研究通过在高强度大负荷训练期为武警官兵补充军用耐力固体运动饮料,观察其对武警官兵机体生理生化指标和训练效果的影响作用,也为下一步开发多功能固体饮料提供借鉴和研究基础。

1 实验对象与方法

1.1 实验对象

在北京武警某中队随机选取特警队员40名,分成实验组 (19.89±3.11岁)和对照组 (20.05±2.98岁)各20名。实验在备战军事体能和技能比武前40天开始进行。

本研究所用军用耐力固体运动饮料 (批号为国食健字第20110316),主要成分由中聚糖、电解质、维生素、牛磺酸等组成。

1.2 实验方法

1.2.1 实验指标

1)体重。每隔2周晨空腹测量净体重,测3次取平均值。

2)血常规指标:血红蛋白 (Hb)、红细胞计数(RBC)。

3)血液生化指标:丙氨酸氨基转移酶(ALT)、血清谷草转氨酶 (AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、血糖 (GLU)、BUN(血尿素)、CK(血清肌酸激酶)。

4)细胞免疫指标:淋巴细胞CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD4+/CD8+。

5)考核。连续3周,每隔1周在同一场地测试5km场地跑步并记录成绩。

1.2.2 运动饮料补给方法

实验组给予军用耐力固体运动体饮料50克配制成500 ml液体饮料,大负荷耐力训练前半小时给予200 ml饮用,等训练完成前15 min喝完剩余300 ml饮料;对照组同时补充等量矿泉水。

1.2.3 实验仪器

西门子ADVIL1650全自动生化仪;西门子ADVIA 2120血液分析仪;美国Becton Dickinson(BD)公司产的 FACSCalibur流式细胞仪;体重仪;秒表。

1.2.4 血样采集

每隔2周晨空腹采集全血、血清样品,即送至解放军总医院生化科上机测试。

1.2.5 统计学处理

所有数据用SPSS10.0统计软件处理,用药后的效果判断组内用配对样本T检验、组间用方差齐性检验和单因素方差分析。

2 实验结果

表1 体重 (kg)指标变化表

表2 血常规指标变化表

表3 血液生化指标变化表

表4 细胞免疫指标变化表

表5 考核成绩变化表

3 分析与讨论

3.1 体重变化

人体体重在持续性大运动量训练期后易出现体重持续性下降的现象。从表1可以看出,实验组和对照组在大强度训练期间,体重持续性下降,且两组实验4周时与实验0周相比,呈显著性下降。说明特警队员身体出现负氮平衡,训练量和强度都非常大。

3.2 氧转运指标变化

红细胞 (RBC)是血液的主要有形成分,血红蛋白 (Hb)是氧转运环节的核心物质。Hb含量反映人的有氧能力,对运动能力影响很大,Hb含量受营养、运动负荷、休息等因素影响。大运动量训练初期,运动员Hb下降。从血常规指标来看,对照组和实验组表现出了相同的统计学变化,说明补充军用耐力固体运动饮料,对于Hb的提升作用不够显著。

3.3 血清生化指标变化

在大运动量训练中,人体的血液生化也会发生相应的变化,这是机体对运动训练应激的适应性过程。丙氨酸氨基转移酶 (ALT)主要存在于各种组织细胞中,以肝细胞中含量最多。正常时,只有极少量释放入血液中,故该血清酶活性很低。大运动量或高强度训练是引起ALT次日出现偏高现象的原因之一。血清谷草转氨酶 (AST)在正常情况下,存在于组织细胞中,其中心肌细胞中含量最高,其次为肝脏。乳酸脱氢酶(LDH)是体内能量代谢过程中的一个重要的酶,存在于心肌、骨骼肌等所有组织中。骨骼肌损伤时LDH会升高。王志平等报道[1]长跑和公路自行车运动员在运动后血清LDH及同功酶显著升高。

尿素 (BUN)是蛋白质和氨基酸分子内氨基的代谢终产物。当糖缺乏 (饮食中糖摄入不足或蛋白质摄入量较多),蛋白质及氨基酸的分解代谢加强,如疾病或运动负荷刺激,会导致尿素生成增多而使血中含量升高。肌酸激酶 (CK)参与糖酵解的控制、线粒体的呼吸和肌肉的收缩供能,是机体ATP-CP供能系统代谢的关键酶之一。由于运动训练的机械使肌细胞内环境改变,肌细胞膜通透性增大,肌细胞的CK便释放到循环血液中,都会使血清中CK的活性产生不同程度的增高。训练后血清CK的活性与恢复的快慢,可初步反映训练负荷的大小及身体的适应情况。大负荷训练2～3天后,血清CK仍高于300 U/L时,表明负荷较大,身体尚未完全恢复。在运动后次日晨,武警官兵的血清CK都高于300U/L,且对照组水平明显高于实验组,说明训练的运动负荷强度较大,且次日晨没有得到完全恢复,但实验组CK恢复情况明显好于对照组。

高强度运动训练中,最易受影响或损伤的机体细胞是心肌细胞。李闻捷等[2]统计分析运动前后8项心肌功能相关的生化指标:LD、LDH、CK、CK—MB、AKP活性及 Mb、Hb、Gl U水平,训练后均呈升高。

从表3可知,对照组ALT、AST、GLU、BUN、CK、LDH实验2周比实验0周呈现显著性升高或非常显著性升高,实验4周除BUN外,其他5项指标比实验0周也有显著性变化;但在实验组,在实验4周,BUN、CK和LDH呈现非常显著性升高,虽然这些指标没有表现出组间差异,但BUN均值5.68mmol/L水平属最佳训练效果区,远未达到疲劳值;而且其他指标也都表现出对照组高于实验组的一致性趋势性变化。从GLU指标来看,可能是由于糖饮食影响,实验2周对照组和实验组都显著高于实验0周,但在实验4周对照组GLU下降有显著性差异,而实验组没有表现出这种变化。实验证明,通过一个月在训练中持续性补充军用耐力固体运动饮料,有助于维持大负荷训练期武警官兵机能的恢复和保持,这对于继续承受大负荷训练是非常有利的,可有效缓解训练疲劳。

3.4 细胞免疫指标变化

免疫系统在维持机体内环境的稳定、抵御外来致病原的侵袭有着极其重要的作用。机体通过非特异性免疫反应和特异性免疫反应来识别抗原和对抗原表达细胞产生效应。淋巴细胞分成T细胞、B细胞和NK细胞等亚群。所有的T细胞都表达CD3+抗原。可以将T细胞分为CD4+、CD8+等细胞群体。根据其功能,可以分为T辅助细胞(TH,CD4+),T杀伤细胞 (TC,CD8+)和T抑制细胞 (TS,CD8+)等主要亚群。根据CD3+、CD4+、CD8+细胞的阳性率来判定人总T细胞、T辅助/诱导细胞 (TH))和T杀伤/抑制细胞 (TC/TS)亚群的百分率,以及CD4+/CD8+细胞的比例,以此来判断机体的免疫状况。

陈佩杰等[3]研究表明:运动员CD8+构成比高于常人,经4周高强度大负荷的训练后,结果CD8+比例更趋升高。CD8+比例上升会增加该细胞对机体免疫功能的抑制作用,导致CD4+的免疫促进,过度剧烈的运动训练可能导致机体免疫调节功能的紊乱,作用相应减弱[4]。运动对T细胞不同亚群有不同影响。目前,多数研究集中在观察运动引起CD4+和CD8+T细胞的比值变化。

从表4细胞免疫指标前后变化统计来看,对照组和实验组表现出了相似的统计学变化,说明补充军用耐力固体运动饮料,对于机体细胞免疫功能的提升没有显著作用。

3.5 跑步成绩的变化

糖是运动时肌肉的主要能源物质。在体内的来源有血糖、肌肉糖元和肝糖元。肌糖元和肝糖元在体内是很有限的,而血糖则更为有限。因此,在长时间的耐力运动中,内源性的糖元可能会很快被耗尽,尤其是骨骼肌的糖元耗尽,和血糖浓度的降低,会导致疲劳。因而,外源性的糖补充就显得极为重要。研究表明,外源性的糖补充大约可占运动时糖氧化总量的10～30%,可提供能量约占总能量消耗的16～20%。本实验研究证实,军用耐力固体运动饮料,升血糖效果好,血糖维持效果好。对照组和实验组通过系统地科学训练,5 km跑步成绩均有显著提高,且组间比较显示,实验组成绩提高显著高于对照组,说明军用耐力固体运动饮料不但能持久有效地补充体内能量的不足,而且可使血糖保持一个较高的水平,进而源源不断的转化为肝糖元和肌糖元,使肌肉能够耐受长时间的工作以延缓疲劳的发生。

4 改进军用耐力固体运动饮料的意义

本实验所用军用耐力固体运动饮料包含的中聚糖分子量为320 000～370 000,约相当于2 000个单糖,1 000个双糖、200～300个低聚糖。军用耐力固体运动饮料的大分子多糖采用生物法制备,其优点是渗透压值低、抗性成分极低,消化吸收率可以高达97%以上,肠胃排空效果好,无胰岛素反应的特性。电解质的补充可以维持大运动量训练中由于大量流汗引起的电解质缺乏,维持体内电解质的平衡,而且固体饮料电解质中的钾钠钙和维生素在维持人体正常生理、运动功能中起着重要的不可替代的作用。牛磺酸 (Taurine)能促进垂体激素分泌,活化胰腺功能,从而改善机体内分泌系统的状态,对机体代谢以有益的调节;并具有促进有机体免疫力的增强和抗疲劳的作用。牛磺酸可与胰岛素受体结合,促进细胞摄取和利用葡萄糖,加速糖酵解。牛磺酸防治缺铁性贫血有明显效果,它不仅可以促进肠道对铁的吸收,还可增加红细胞膜的稳定性;牛磺酸还还具有抗氧化、延缓衰老作用,并能抑制由此所引起的血清酶的升高。这可能也是实验组肌酸激酶低于对照组的主要原因。牛磺酸作为人体必需的一种氨基酸,具有明显的抗脂质过氧化作用,是一种的细胞保护剂[5]。

实验证明,该运动饮料所含成分,对提高武警官兵体能训练中血糖持续稳定和成绩提高具有显著的作用,但在对提高武警官兵细胞免疫和血清酶消除方面作用不明显,这需要今后在多功能饮料研发中加强关注和研究。

[1]王志平,陈一戎.少年速度型与耐力型运动员血清甲状腺素、乳酸脱氢酶同功酶测定 [J].中国运动医学杂志,1989,(4):

[2]李闻捷,等.高强度有氧及无氧训练对运动员机体生化指标的综合影响现代临床医学生物工程学杂志,2005,11(4):273～276

[3]陈佩杰,等.运动训练对T淋巴细胞亚群的影响[J].中华预防医学杂志,1995,29(5):317～318

[4]蒲钧宗,等.不同训练量对动物免疫指标影响的研究 [J].中国运动医学杂志,1996,15(3):170～173

[5]庞毓恩,等.牛磺酸对过度训练大鼠心肌细胞凋亡及 fas和caspase-3基因表达的影响 [J].中国运动医学杂志,2007,(2)