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競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血的發(fā)生機(jī)制探析

2012-10-08 00:52:44黃利軍
重慶高教研究 2012年3期
關(guān)鍵詞:性貧血貧血紅細(xì)胞

黃利軍

(重慶科技學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院,重慶 沙坪壩 401331)

1 運(yùn)動(dòng)性貧血的研究歷史

早在1881年,F(xiàn)leischer作為一名軍醫(yī)對(duì)一名士兵的暫時(shí)性血尿研究揭開了貧血(anaemia)研究的序幕[1].1959年,日本學(xué)者 Yochimura首次提出“運(yùn)動(dòng)性貧血”(sports anemia)這一術(shù)語[2-3].在這以前,雖然不少學(xué)者報(bào)到了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)血紅蛋白、血細(xì)胞比容和血漿容積等影響的研究結(jié)果,但未被學(xué)界重視.近50多年來,運(yùn)動(dòng)與血液變化的關(guān)系開始被人們關(guān)注.不同時(shí)期運(yùn)動(dòng)性貧血關(guān)注的重點(diǎn)研究的內(nèi)容有所不同,大致可分為4個(gè)階段[4],如表1所示.

表1 不同時(shí)期運(yùn)動(dòng)性貧血關(guān)注的重點(diǎn)與研究的內(nèi)容

2 運(yùn)動(dòng)性貧血的概念、診斷標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)生率

我國(guó)成年男性紅細(xì)胞(RBC)數(shù)量(4.0~5.5) × 1012/L,血紅蛋白(Hb)濃度為(120~160)g/L;成年女性紅細(xì)胞數(shù)量為(3.5 ~5.0)×1012/L,血紅蛋白濃度(110 ~150)g/L.若血液中的紅細(xì)胞數(shù)量、Hb濃度低于正常,稱為貧血[5].運(yùn)動(dòng)性貧血是由于運(yùn)動(dòng)而引起的外周血液中單位容積內(nèi)Hb的濃度、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、及(或)壓積顯著下降低于相同年齡、性別和地區(qū)正常標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象.國(guó)內(nèi)外診斷運(yùn)動(dòng)性貧血的標(biāo)準(zhǔn)見表2.

近年來[7],一些學(xué)者提出,任何低于氧運(yùn)的亞理想Hb值,尤其在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和競(jìng)賽階段,就應(yīng)考慮為運(yùn)動(dòng)性貧血.國(guó)外有人認(rèn)為,耐力運(yùn)動(dòng)員的Hb若低于150 g/L時(shí),就是低值.這樣造成了貧血標(biāo)準(zhǔn)的混亂,一些學(xué)者提出采用下述術(shù)語:

運(yùn)動(dòng)員貧血:用于前述傳統(tǒng)的臨床貧血標(biāo)準(zhǔn)上,用在Hb值低于臨床標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)員身上.

亞理想Hb值:用于運(yùn)動(dòng)員的Hb值低于氧運(yùn)所需的理想水平者.亞理想 Hb標(biāo)準(zhǔn)見表3所示.

表3 亞理想Hb值

據(jù)廣西(1991)報(bào)道,檢測(cè)105名運(yùn)動(dòng)員,女子貧血檢出率為36.8%,男子為9.0%,平均貧血檢出率為19.0%,而且不同年齡組、不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的貧血檢出率也不同.饒平等人對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血作了研究[8].結(jié)果顯示:兒童少年運(yùn)動(dòng)性貧血的發(fā)生率39.5%,明顯高于成年人22.4%,女運(yùn)動(dòng)員的貧血發(fā)生率45.3%,遠(yuǎn)比男運(yùn)動(dòng)員33.3%高;其中田徑運(yùn)動(dòng)尤其是長(zhǎng)距離項(xiàng)目出現(xiàn)貧血的百分率大大高于其它項(xiàng)目.據(jù)國(guó)外資料,男運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)性貧血發(fā)生率為3.5%,女性為7.5%.國(guó)內(nèi)報(bào)道,成年運(yùn)動(dòng)員為4.9%,少年運(yùn)動(dòng)員高達(dá)15.9%;最近,田慶卓等觀察102名競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員,發(fā)現(xiàn)男運(yùn)動(dòng)員貧血發(fā)生率更高,達(dá)29.4%,女運(yùn)動(dòng)員為14.5%.

3 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析

競(jìng)走運(yùn)動(dòng)是田徑諸項(xiàng)目中的一種具有特殊技術(shù)要求的運(yùn)動(dòng),是典型的耐力與技戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合的周期性競(jìng)速項(xiàng)目,屬于體能主導(dǎo)類耐力性項(xiàng)群[9].國(guó)際田聯(lián)規(guī)則規(guī)定,競(jìng)走是運(yùn)動(dòng)員在地面連續(xù)行走的一個(gè)過程,這個(gè)過程沒有明顯的騰空現(xiàn)象(通過人的肉眼),前腿在觸地瞬間必須伸直(既不能屈膝),直至身體垂直面[10].表現(xiàn)為:骨盆前后轉(zhuǎn)動(dòng)大,腰部有一定的扭動(dòng),兩臂積極擺動(dòng),腳著地時(shí)腿充分伸直,步幅大,頻率高,前進(jìn)速度快[11].

競(jìng)走運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目包括男子20 km(田徑場(chǎng))、20 km和50 km(公路),女子5 km、10 km(田徑場(chǎng))和10 km(公路)等項(xiàng)目.這些項(xiàng)目分屬于長(zhǎng)距離和超長(zhǎng)距離周期耐力性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目.其中,長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)能量消耗較大,主要靠有氧供能,心率可達(dá)200次/min以上,堿貯備下降40%~50%,運(yùn)動(dòng)期間攝氧量水平穩(wěn)定,處于假穩(wěn)定狀態(tài),氧債可達(dá)7~15 L,恢復(fù)時(shí)間一般需要5~10 h,運(yùn)動(dòng)中會(huì)出現(xiàn)“極點(diǎn)”和“第二次呼吸”[12].超長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)(如 10 km、20 km和50 km)則屬中等強(qiáng)度的周期運(yùn)動(dòng),其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),全程能量消耗很大.如50 km競(jìng)走需4 h左右,每分鐘需氧達(dá)2~3.5 L,約為VO2max的60%,整個(gè)運(yùn)動(dòng)多處于穩(wěn)定狀態(tài),心率可達(dá)90~180次/min,運(yùn)動(dòng)中體溫可達(dá)近40℃,且由于大量出汗,體重可下降2~6 kg,而運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)則需要3天以上.

由上可知,競(jìng)走運(yùn)動(dòng)主要依靠有氧供能,即以糖、脂肪和蛋白質(zhì)的有氧氧化供能為主,且供能物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)前半段,以及比賽途中加速超越和沖刺階段主要依靠糖供能,后階段則主要由脂肪供能.這是由于脂肪氧化的耗氧量大,動(dòng)員慢,能量輸出功率小等特點(diǎn)決定的.但在后期的加速、沖刺階段仍動(dòng)用糖來供能.運(yùn)動(dòng)中,機(jī)體1 h可消耗1 500~1 800千卡熱能,因此競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)素的需要量較高[13-14].在高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的競(jìng)走訓(xùn)練后期,許多運(yùn)動(dòng)員會(huì)出現(xiàn)肌糖元耗損,血糖下降,維生素、無機(jī)鹽、水分等隨汗液大量流失的現(xiàn)象,引起神經(jīng)活動(dòng)緊張、激素分泌增加、體液丟失、乳酸和氧自由基等代謝產(chǎn)物堆積的一系列生理、生化反應(yīng),最終代謝平衡狀態(tài)被破壞,出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉的疲勞.這些都易造成有關(guān)生成紅細(xì)胞和血紅蛋白所需物質(zhì)(如鐵、蛋白質(zhì)、維生素等)的供給不足,促使運(yùn)動(dòng)性貧血的發(fā)病率較高[15-16].

4 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血的發(fā)病機(jī)制

我國(guó)優(yōu)秀競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員集訓(xùn)前期和賽前大強(qiáng)度訓(xùn)練期血細(xì)胞參數(shù),見表4、表5.紅細(xì)胞參數(shù)是指血紅蛋白濃度(Hb)、紅細(xì)胞壓積(Hct)、紅細(xì)胞數(shù)(RBC)、紅細(xì)胞分布寬度(RDW)、白細(xì)胞數(shù)(WBC)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以及由公式計(jì)算得到的紅細(xì)胞平均體積(MCV)、紅細(xì)胞平均血紅蛋白量(MCH)、紅細(xì)胞平均血紅蛋白濃度(MCHC).

表4 我國(guó)優(yōu)秀競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員集訓(xùn)前期血細(xì)胞參數(shù)[10]

表5 我國(guó)優(yōu)秀競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員賽前大強(qiáng)度訓(xùn)練期血細(xì)胞參數(shù)[10]

通過比較血細(xì)胞參數(shù)的變化發(fā)現(xiàn):競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員賽前大強(qiáng)度訓(xùn)練期血細(xì)胞功能均有不同程度的下降.這些指標(biāo)的改變很有可能成為運(yùn)動(dòng)性貧血的因素之一,而血紅蛋白和血細(xì)胞比容低于醫(yī)學(xué)診斷的正常標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)動(dòng)性貧血的主要特點(diǎn)[17].結(jié)合查閱的資料與表4、表5,筆者將造成競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血的機(jī)制評(píng)述如下:

4.1 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)引起血液中RBC破壞增加,改變紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)發(fā)生溶血

4.1.1 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)時(shí)RBC受摩擦、擠壓的影響

正常人外周RBC的壽命為120天,RBC從生成到老化、消亡是一個(gè)自然的生理過程[18].RBC在正常情況下保持著中央薄、周緣厚的雙凹盤狀形態(tài),并保持著可塑性變形的能力.競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練比賽時(shí),由于肌肉被強(qiáng)力收縮、擠壓,足底組織血管長(zhǎng)時(shí)間受到擠壓,摩擦造成局部組織損傷,RBC 破裂,發(fā)生溶血[19];同時(shí),RBC 老化皺縮,體積減小,內(nèi)粘度增加;另一方面由于運(yùn)動(dòng)時(shí)心輸出量增加,血液循環(huán)加快,增加了RBC之間、RBC與血管壁之間的摩擦,也引起RBC破壞增加;同時(shí),RBC不斷受到機(jī)體代謝產(chǎn)生的自由基的侵襲,不可避免地會(huì)發(fā)生氧化損傷而造成RBC 的老化[20-21].

4.1.2 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)引起紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的異常

對(duì)運(yùn)動(dòng)員貧血的研究表明,當(dāng)競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行激烈運(yùn)動(dòng)時(shí),由于機(jī)體內(nèi)代謝的加強(qiáng),血液自由基的生成增多,引起紅細(xì)胞膜磷脂不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化,使膜的流動(dòng)性降低,膜變硬,脆性增加,變形能力顯著下降,可造成溶血.氧自由基可使許多生物大分子如核酸、蛋白質(zhì)膜多不飽和酸發(fā)生損傷,引起超氧化反應(yīng),導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)和功能被破壞[22-23].

4.2 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)使Hb相對(duì)性增多,合成減少引起貧血

Hb的含量直接影響人體的有氧氧化能力,特別是影響耐力運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)成績(jī)[24].從表4與表5中,對(duì)比 Hb含量(女子)明顯由集訓(xùn)前期(157±10)g/L下降至賽前大強(qiáng)度訓(xùn)練期的(128±9)g/L,與正常范圍相比,Hb水平總體處于上升的趨勢(shì),在大訓(xùn)練強(qiáng)度時(shí),Hb明顯減少,使體內(nèi)的微環(huán)境、神經(jīng)介質(zhì)、體液和免疫因素都受到一定影響,破壞了相應(yīng)的微環(huán)境,因此RBC的生成和成熟率受到抑制,與衰老和死亡率失去平衡,造成Hb的減少或貧血.研究表明:RBC中Hb分子是由蛋白多肽鏈、肽鏈珠蛋白與亞鐵血紅素共同組成.因此,凡是影響運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)蛋白質(zhì)、血紅素或鐵元素的因素都會(huì)影響Hb的合成.Prate研究報(bào)道,血紅素氧合酶(HO)是催化血紅素產(chǎn)生膽紅素,一氧化碳(CO)和鐵的限速酶,它分為原生型(HO-2)和誘生型(HO-1).其中,HO-1可以促進(jìn)血紅素的分解代謝,在鐵的在循環(huán)過程中擔(dān)當(dāng)重要角色[25].目前大部分實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)性貧血發(fā)生時(shí)HO-1顯著增加,促進(jìn)了血紅素在肝臟的分解代謝速率,血紅素在一定程度上處于高分解狀態(tài),使Hb的水平下降.

Hb低下的發(fā)生往往與鐵儲(chǔ)備的缺乏或者紅細(xì)胞代謝有關(guān).長(zhǎng)時(shí)間的競(jìng)走運(yùn)動(dòng)過程中,足底與地面的摩擦作用反復(fù)持續(xù)進(jìn)行著,對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成機(jī)械損傷,加之大量流汗,總的作用后果是使鐵的丟失加劇,造成鐵代謝紊亂.鐵元素是合成Hb的重要原料之一,且運(yùn)動(dòng)員需鐵量高于常人,并隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間、強(qiáng)度和環(huán)境等因素而變化.運(yùn)動(dòng)員常處于運(yùn)動(dòng)性溶血,汗液蒸發(fā),運(yùn)動(dòng)性血尿等原因使鐵元素丟失過多,且運(yùn)動(dòng)員對(duì)鐵的吸收水平較常人差、鐵需量增加、攝入量不足等原因,若不給予足夠的鐵,可使Hb合成減少,發(fā)生運(yùn)動(dòng)性貧血.

4.3 競(jìng)走運(yùn)動(dòng)引起高血容量的反映使血液相對(duì)稀釋

競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,安靜時(shí)紅細(xì)胞數(shù)量并不比一般人高,有的甚至低于正常值.資料表明:運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞總量較一般人有明顯增加.Astrand等報(bào)道:耐力訓(xùn)練可使人體血容量增加8% ,其中血漿容量增加12%,相對(duì)較多,RBC容量增加相對(duì)較少.表4與表5中,對(duì)比Hct%含量(女子),明顯由集訓(xùn)前期0.40±0.02下降至賽前大強(qiáng)度訓(xùn)練期的 0.38 ±0.03.隨著Hct的下降,Hb濃度隨之下降.由于運(yùn)動(dòng)員血容量增加與紅細(xì)胞量增加相比,在很大程度上是以增加血漿量為前提的,所以單位容積的RBC、Hb量不高,但 RBC 總數(shù)和 Hb總量高[26].機(jī)制為:血漿蛋白總量增多,尤其是血清蛋白增多,機(jī)體滲透壓升高,使更多的水分貯留在血液循環(huán)中.這種現(xiàn)象只能稱為“假性運(yùn)動(dòng)性貧血”,是耐力訓(xùn)練的一種良好適應(yīng)表現(xiàn).

4.4 微量元素、血清肌酸激酶(CK)、血清睪酮(T)和皮質(zhì)醇(C)變化的影響

競(jìng)走屬于身體與地面摩擦較大、對(duì)肌肉機(jī)械損傷較嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)應(yīng)激可引起腎上腺脾臟收縮和釋放溶血因子,該物質(zhì)增加紅細(xì)胞的破損,引起運(yùn)動(dòng)性貧血.運(yùn)動(dòng)后血清CK活性更容易增高,同時(shí)伴隨運(yùn)動(dòng)員肌肉酸痛、疲勞感強(qiáng)、厭訓(xùn)等.王明運(yùn)等人[27]研究了激素、鐵、銅代謝與運(yùn)動(dòng)性貧血的關(guān)系,運(yùn)動(dòng)性貧血的運(yùn)動(dòng)員不僅缺鐵,還缺銅,因銅參與造血過程,能提高細(xì)胞色素A,乳酸脫氫酶和碳酸酐酶的活性;還發(fā)現(xiàn)耐力運(yùn)動(dòng)員的T水平明顯高于非運(yùn)動(dòng)員,而運(yùn)動(dòng)性貧血的運(yùn)動(dòng)員的T水平比非貧血運(yùn)動(dòng)員明顯下降[28].對(duì)機(jī)體的恢復(fù)較慢,免疫能力下降.以上研究提示:微量元素、CK、T和C值的變化也是影響競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血的因素之一.

5 現(xiàn)存問題及今后研究展望

競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血是多種因素共同作用的結(jié)果,近年來國(guó)內(nèi)外尚未對(duì)此進(jìn)行專門性研究,而是重點(diǎn)對(duì)耐力性項(xiàng)群運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練造成運(yùn)動(dòng)性貧血發(fā)生機(jī)制與預(yù)防措施的研究.21世紀(jì),運(yùn)動(dòng)性貧血的研究已經(jīng)進(jìn)入分子生物時(shí)代.運(yùn)動(dòng)性貧血的發(fā)生機(jī)制以及治療會(huì)隨著細(xì)胞分子生物學(xué)的發(fā)展不斷地完善,未來研究方向是把預(yù)防治療運(yùn)動(dòng)性貧血與促進(jìn)人類的健康聯(lián)系在一起.采用基因芯片技術(shù)、PCR技術(shù)揭示更多的生命奧妙,這對(duì)于學(xué)界進(jìn)一步的高水平發(fā)展有積極意義,這也是今后的研究重點(diǎn)[23].

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