比赛前、后吸氧对400 m运动员BLA、SOD、CK和LDH的影响

谢伟++谢翔++杨衍滔++莫伟彬��

摘 要：目的：探讨比赛前、后吸氧对400 m跑运动员血乳酸（BLA）和血清超氧化物歧化酶（SOD）、肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）的影响。方法：以广西师大、越南岘港等16名男子400 m运动员为对象，采用单盲法按水平对等原则将运动员随机分为吸氧组和对照组进行实验研究。吸氧组在赛前检录期常压吸氧5 min/人，赛后10 min后吸氧20 min/人；对照组以压缩空气为安慰剂，控制方法同吸氧组。于晨空腹、赛前即刻、赛后即刻、赛后0.5 h、1 h、6 h和次晨空腹7个时相分别取全体对象的肱静脉血3～5 mL用以测量BLA、SOD、CK和LDH。结果：1）吸氧组在赛前即刻、赛后0.5 h、赛后1 h的BLA浓度显著低于对照组（P<0.05～001）。2）吸氧组SOD活性在赛前即刻、赛后0.5 h、1 h、6 h的测量显著高于对照组（P<0.05）。3）吸氧组CK活性在赛后1 h和6 h显著低于对照组（P<0.05）。4）吸氧组的LDH活性在赛后0.5 h、1 h、6 h和次晨空腹均明显低于对照组（P<0.05～0.01）。5）比赛结束后6 h，运动员的BLA浓度基本恢复到赛前空腹水平，但至赛后次晨，两组运动员的血清SOD、CK、LDH活性仍显著高于赛前晨空腹。结论：比赛前、后吸氧可促进机体BLA消除，提高血清SOD活性和减少组织细胞中CK、LDH酶的大量溢出。对有效抑制自由基，减轻组织细胞损伤和加快运动性疲劳恢复有积极的作用。

关键词：吸氧；400米；血乳酸；血清超氧化物歧化酶；肌酸激酶；乳酸脱氢酶；田径

中图分类号：G804.2 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2016）02-0079-05

Abstract：Objective： To study the effects of oxygen inhalation on 400m runners before and after race Blood Lactate （BLA） and Superoxide Dismutase （SOD）， Creatine Kinase （CK）， Lactate Dehydrogenase （LDH）.Methods： Guangxi Normal University， Viet Nam Danang 16 male athletes on 400m as an objects ，using the single blind method according to level of reciprocity the athletes were randomly divided into the oxygen group and a control group experiment. Oxygen uptake before the game check of group pressure oxygen 5min/people， and 20min/people after 10min of the game； the con-

400 m跑是典型的无氧糖酵解供能为主的极限强度项目，运动员比赛后机体的缺氧症状明显，可引起大量的乳酸堆积和自由基攻击而导致疲劳程度较深。因此，如何激活运动员赛前状态、促进身体恢复是运动员能否取得优异成绩的关键。氧在人体的物质和能量代谢中起着非常重要的作用，根据400 m跑的项目特征，合理地运用“吸氧”这一训练外“强力手段”来提高运动成绩和促进恢复对运动员的赛场竞技有着重要的意义[1]。目前，吸氧对运动成绩的作用尚存争议，有学者认为，吸氧有助于提高运动能力[1-2]，也有的认为影响不大或没有影响[3]。但多数研究认为吸氧对疲劳恢复方面有促进作用[4-8]。为了检验比赛前、后吸氧对400 m运动员实际影响，本研究从实战出发，通过对比赛前、后不同时相运动员的血乳酸（BLA）浓度和血清超氧化物歧化酶（SOD）、肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）等生化指标的分析，探寻比赛前、后常压高浓度吸氧对运动员运动能力和机能恢复的直接证据，旨在探索简单、实效的助赛手段与方法运用于竞赛实践，为运动员争取成绩提供参考。 1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以广西师大、越南岘港和漓江学院共16名男子400 m运动员为研究对象，其中健将2人，一级运动员6人，二级运动员8人。实验期间全体对象身体和精神状态良好且自愿参与本实验。根据研究需要，按水平对等原则随机将运动员分成吸氧组和对照组。两组运动员实验前各项指标无统计学差异。研究对象的基本情况见表1。

1.2 过程与方法

在桂林高校田径运动会4×400 m接力比赛当天进行实验和指标采集。采用单盲法对全体运动员进行干预。吸氧组运动员于赛前、后各进行一次常压高浓度吸氧，吸氧方式：赛前准备活动后检录期内常压吸氧5 min/人，赛后10 min后吸氧20 min/人。供氧器采用“腾达TD-4L”型便携式医用氧气瓶，标准医用氧由灵川县利民制氧厂提供，生产许可证号：Q20060191，批准文号：国药准字H20073410，氧含量≥99.5%。鼻导管式供氧，流量设定为2.0 L/min人[9]，由专人负责监控运动员的吸氧时间与流量。对照组提供压缩空气为实验安慰剂，以避免心理误差。压缩空气比例约为：氧21%，氮78%，其他气体1%。控制方法同吸氧组。其他竞赛训练活动按常规进行，不做任何干预。实验期间严格控制运动员的饮食和作息制度基本一致，以避免外因引起误差。

1.3 指标样本的采集

BLA测量于比赛日晨起空腹、赛前即刻（赛前吸氧后）、赛后即刻（赛后吸氧前）、赛后0.5 h（赛后吸氧后）、1 h、6 h、赛后次晨空腹7个时相取肱静脉全血2～5 μl，采用日本产LT-1710型血乳酸测量仪进行现场测量，试剂为原厂配套提供。每次测量前均校验仪器无异常。SOD、CK、LDH测量于相同时间取肱静脉血3～5 mL分离血清后-70°冷冻保存待测。所有样本均以瑞士产TeCAn -M1000酶标定量测定仪测定，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供，严格按操作规范进行测定。血液指标采测均由广西师大医院化验室WHN等4名医务人员负责。血液样本采集和测量按比赛道次、棒次顺序同步进行，并严格控制测量和取样的过程和时间。

1.4 数据处理

所有数据均录入计算机SPSS 19.0系统进行统计学处理，以平均数±标准差（[AKX-]±SD）表示，各组数据组内比较采用重复测量的方差分析，组间比较使用配对样本T检验。统计学差异P<0.05为显著性差异，P<0.01为非常显著性差异。

2 结果

图3显示：两组运动员CK活性在赛前晨空腹、赛前即刻、赛后即刻和赛后0.5 h的检测无显著性差异（P>0.05），但均呈急剧升高态势，于赛后0.5 h达到达次测量峰值的开始下降，在赛后1 h、6 h吸氧组CK活性显著低于对照组（P<0.05）。至赛后次晨两组运动员CK活性无统计学差异（P>0.05），但仍显著高于赛前晨空腹水平（P<0.01）。

图4显示：运动员LDH活性在赛前晨空腹、赛前即刻、赛后即刻的检测无显著性差异（P>0.05），但均呈急剧升高态势；赛后0.5 h、1 h吸氧组LDH活性呈下降趋势，并显著低于对照组（P<0.05）；对照组在赛后0.5 h仍呈现继续升高趋势，赛后1 h有所下降后于赛后6 h升高到最高值后持续下降，吸氧组运动员的LDH活性也在赛后6 h检测到本研究的最高值。到赛后次晨，两组运动员LDH水平仍显著高于赛前晨空腹水平（P<0.01～0.05）。吸氧组LDH活性至赛后次晨仍显著低于对照组，有非常显著性差异（P<0.01）。

以上结果说明：比赛前、后吸氧可促进BLA的氧化分解过程，更快消除BLA堆积促进疲劳恢复；并可提高血清SOD活性，提高抗氧化系统机能，有效地抑制自由基攻击，从而减轻组织细胞的损伤程度和加快运动性疲劳的恢复过程。

3 讨论

3.1 比赛前、后吸氧对运动员BLA影响

400 m跑是产生乳酸（LA）堆积最大的项目，优秀运动员LA最大堆积值可达24 mmoL/L左右[10]。因此，耐受和清除LA能力是400 m运动员最关键的生理能力之一。人体无氧糖酵解供能系统在大强度运动中大约可维持45～90 s，正好覆盖400 m跑的全过程，其代谢的终产物是LA[10]。肌肉中LA含量的变化会引起血乳酸（BLA）含量的变化。因此，通过测量BLA可间接反映运动员的身体状态。大强度运动中由于需氧量大增而导致组织细胞处于运动性缺氧状态和机体无氧糖酵解过程加剧是LA产生的主要原因。运动后机体处在高代谢状态向低代谢状态恢复过程中需氧量大幅增加有关，使得吸氧量不能满足运动后处于高水平机能状态机体需氧量而出现的相对性缺氧，形成氧亏，进而造成LA过多堆积[8]。运动后人体LA代谢主要通过氧化分解成CO2和水以及在骨骼肌、肝脏中重新合成葡萄糖和糖原，氧合作用是LA消除的主要途径之一。因此我们认为适时吸氧可缓解相对性缺氧程度和提高LA的清除速率。本实验发现，赛前即刻经5 min常压吸氧后，吸氧组运动员的赛前即刻BLA水平显著低于对照组（P<0.05）；赛后即刻运动员BLA浓度达本次测量的峰值，但两组间无统计学差异（P>005）。在赛后恢复期予20 min吸氧后，吸氧组运动员在赛后0.5 h和1 h的BLA水平明显低于对照组，有非常显著性差异（P<0.01）。这说明赛前吸氧可在一定程度上增强机体BLA的氧化效果，有效降低运动员因准备活动而引起的BLA堆积，为即将开始的高强度对抗和取得优异成绩营造更为宽松的生理空间和供能基础。在赛后恢复期的吸氧则可快速改善极限强度运动后机体的缺氧症状，促进机体的BLA氧化分解，从而加快体内BLA的消除和促进运动性疲劳的恢复。因此我们认为：竞赛前、后适时进行常压高浓度氧干预对提高运动员的运动能力和促进体能恢复有重要的作用。

3.2比赛前、后吸氧对运动员血清SOD、CK和LDH的影响

人体在正常状态下，机体的自由基含量保持在较低浓度的动态平衡中，大强度运动后由于组织细胞缺氧而引起大量脂质过氧化作用是造成超氧自由基损伤的主要因素之一。超氧化物歧化酶（SOD）是体内消除自由基的主要物质，其活性反映的是机体抗氧化系统的工作能力。运动后机体中自由基的大量增加是导致缺血再灌注损伤的一个主要因素，大量的自由基严重影响了机体的生理功能并导致肌纤维细胞受损和运动性疲劳的发生。有研究认为，过量补充高浓度氧可产生过量自由基而造成损伤[11]。但我们认为，运动前、后适时补充高浓度氧可有效增加血氧饱和度和增加血液物理溶氧量，从而减轻运动后组织缺氧症状；另外，吸氧也可能中和脂质过氧化作用，增强SOD活性从而抑制超氧自由基攻击，减轻组织细胞的受损程度。

正常状态下，肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）等肌肉酶则主要存在于肌细胞内，分子量较大，一般不易透过细胞膜进入血液。因此，血液中的CK、LDH含量较低。但大强度运动后，肌纤维细胞膜由于受超氧自由基攻击而导致细胞膜有通透性增加，细胞内的CK、LDH酶向外溢出，使血液中的CK、LDH含量显著增加，因此，测定运动后血液中SOD、CK和LDH含量是评价机体能量代谢能力和肌肉损伤程度的重要指标。剧烈运动后人体血清SOD含量可间接反映运动前后机体抗氧化系统的能力，而大强度运动后血清CK、LDH等肌肉酶活性则可反映机体组织细胞的受损状况和疲劳程度。

本研究发现，运动员在赛前晨起空腹状态下血清SOD含量无统计学差异（P>005）。吸氧组运动员在赛前检录期行5 min常压吸氧后，在赛前即刻SOD活性显著性高于对照组（P<0.05）。赛后即刻，两组运动员的SOD含量均呈大量增加但无统计学差异（P>0.05）。在赛后10min给常压高浓度吸氧20 min后，吸氧组运动员在赛后0.5 h、1 h、6 h的血清SOD含量显著高于对照组（P<0.05）。说明：比赛前后适当补充高浓度氧可增强机体抗氧化系统能力，抵制超氧自由基的产生和加速消除速率。从CK、LDH活性的比较上看：吸氧组血清CK活性在赛后1h和6h显著低于对照组（P<0.05），其他时相无统计学差异（P>0.05）；吸氧组的LDH活性在赛后0.5 h、1 h、6 h和次晨空腹均明显低于对照组（P<0.05～0.01），其他时相无统计学差异（P>0.05）。但至赛后次晨，两组运动员的血清SOD、CK和LDH活性仍显著高于赛前晨空腹。说明因比赛而引起的运动员机体疲劳在赛后较长时间内客观存在，而适时常压高浓度吸氧可有效减轻运动员的疲劳状况和组织细胞的受损程度，对保护机体组织和加速疲劳恢复有重要作用。

3.3 比赛前、后吸氧的可行性分析

常压高浓度吸氧主要是为了增强机体中的葡萄糖代谢而改善能量供应系统能力。赛前吸氧的目的在于调整身心，提高运动能力；赛后则是纠正机体的缺氧症状，促进恢复。由于氧气在体内无法储存，且过多的氧会造成氧自由基损伤等氧中毒症状。因此，竞赛前、后氧干预必须注意干预的浓度、时间和方式。在本实验中，我们参照一般保健用氧标准[9]，采用便携式供氧器和鼻导管供氧方式为运动员提供常压高浓度氧，既解决了运动员竞赛前、后机体需氧量大增的问题，又不至于因过量吸氧而造成的机体损害，而且操作简单、实效携带方便。另外，根据400 m项目的竞赛特点，在不违反竞赛规则的前提下，我们在赛前径赛检录期吸氧5 min和赛后恢复期吸氧20 min也是可行的，值得推广的。

4 结论与建议

4.1 赛前吸氧5 min和赛后吸氧20 min可有效降低运动员的BLA浓度，对改善比赛前、后机体缺氧症状，加快BLA的消除以及提高运动能力和促进运动性疲劳恢复等方面有重要作用。

4.2 比赛前、后吸氧均可提高运动员机体内SOD活性，对提高机体抗氧化作用，抑制自由基和保护组织细胞有重要作用。

4.3 比赛后恢复期吸氧20 min后运动员血清CK、LDH酶溢出较少。说明：吸氧可减少组织细胞受超氧自由基的攻击，肌纤维细胞膜受损程度较小，

4.4 建议根据田径竞赛的特点，在比赛检录期采用便携式储氧器为运动员提供常压高浓度吸氧，为运动员创造优异成绩服务；比赛结束后30 min内可常压吸氧20 min，以促进机体更快恢复。

参考文献：

[1]杨锡让，主编.实用运动生理学[M].北京：北京体育大学出版社，1998：443.

[2]Petersen SR.The effects of hyperoxia on perfprmance during simulated firefighting work[J].Ergonomics，2000，43（2）：210-222.

[3]Snell PG.Is 100% oxygen helpful for the recovery after ex-hausted-exercise[J].Med Sci Sports Exerc，1986，18（2）：supplement.

[4]胡永欣，肖国强.吸高氧对赛艇运动员大强度运动后血乳酸、酸碱度的影响[J].体育学刊，2002，9（6）：131-133.

[5]彭莉.吸氧改善力竭运动后疲劳的实验研究[J].西南师范大学学报：自然科学版，2004，29（5）：874-878.

[6]彭莉.吸入高浓度氧对运动后疲劳恢复影响的实验研究[J].中国运动医学杂志，2005，24（5）：597-598.

[7]胡柏平，王小梅.高压氧与运动疲劳的恢复[J].军事体育进修学院学报，2006，25（1）：104-106.

[8]陶小平.吸高氧改善男子皮艇队员温盖特试验后机体恢复的实证研究[J].北京体育大学学报，2011，34（8）：63-65.

[9]董新寨，李跟娥，侯冉.临床吸氧方法与氧疗效果的探讨[J].临床医药实践，2007，16（8）：776-778.

[10]褚云芳，陈小平.对耐力训练中“有氧”与“无氧”若干问题的重新审视[J].体育科学，2014，34（4）：84-91.

[11]侯志文，于波，孟凡吉，等.缺氧复氧对乳鼠心肌细胞的损伤的研究[J].中国医科大学学报，2012，41（2）：120-123，127.