呂毓虎 蒲西安 程林

(1.四川民族學(xué)院體育系 四川甘孜 626000; 2.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510006)

血乳酸是體育科學(xué)研究中歷史最長(zhǎng),應(yīng)用最廣泛的指標(biāo)之一。隨著競(jìng)技體育水平的高速發(fā)展,運(yùn)動(dòng)成績(jī)不斷沖擊人們所預(yù)計(jì)的生理界限,除了運(yùn)動(dòng)技術(shù)的完善,運(yùn)動(dòng)器械、場(chǎng)地條件的改進(jìn)因素外,人體運(yùn)動(dòng)能力的提高是造成這個(gè)現(xiàn)象的最重要的因素之一[1]。到目前為止,能反映骨骼肌代謝情況并能制定合理的方法、掌握適宜強(qiáng)度、評(píng)價(jià)訓(xùn)練效果和進(jìn)行機(jī)能評(píng)定最適用的指標(biāo),最為大家熟識(shí)且使用的依然是血乳酸。它既是糖酵解的產(chǎn)物,又是有氧代謝氧化的底物,還可以經(jīng)糖異生途徑轉(zhuǎn)變成糖。血乳酸的生成是丙酮酸生成速率超過氧化速率時(shí)的必然結(jié)果。大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),糖原分解加速,丙酮酸生成超過了丙酮酸脫氫酶的催化能力范圍,就會(huì)導(dǎo)致乳酸生成增加。本實(shí)驗(yàn)試圖了解8km/h的12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)心率和血乳酸影響,進(jìn)而給出合理的分析。

1 研究對(duì)象及方法

1.1 研究對(duì)象

本實(shí)驗(yàn)選取的是華南師范大學(xué)2011級(jí)碩士研究生,所有受試者均身體健康,無心肺及其它疾病史,實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)中無患傷病,測(cè)試前24小時(shí)內(nèi)無劇烈運(yùn)動(dòng)。測(cè)試者基本情況見表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

受試者在實(shí)驗(yàn)前分別使用中國(guó)產(chǎn)YSI1500型血乳酸分析儀和芬蘭s610i型心率檢測(cè)表測(cè)出安靜狀態(tài)下血乳酸值和心率。分別在跑臺(tái)上以8km/h的速率進(jìn)行12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)后測(cè)其即刻、3min、6min、9min的心率以及運(yùn)動(dòng)后4min、8min、12min的血乳酸值。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器及耗材

血乳酸分析儀(型號(hào):YSI1500中國(guó));跑臺(tái)(型號(hào):Technogym D140意大利);功率自行車(型號(hào):Monark-839E瑞典);心率檢測(cè)表(型號(hào):s610i芬蘭);秒表;75%酒精;采血針、毛細(xì)采血管、消毒棉簽等。

2 結(jié)果

2.1 受試者安靜狀態(tài)下體貌特征及各指標(biāo)情況

受試者安靜時(shí)呼吸比較穩(wěn)定,沒有困倦等狀態(tài),其各自安靜時(shí)心率和血乳酸值如表2所示。

2.2 受試者12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后心率及血乳酸情況

從表3可知,在跑臺(tái)上以8km/h速度勻速跑12min后,三名受試者運(yùn)動(dòng)后即刻心率達(dá)到最大值,分別達(dá)到147次/分、182次/分和179次/分,恢復(fù)期心率與恢復(fù)時(shí)間呈負(fù)相關(guān),表現(xiàn)為回復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)心率越接近安靜時(shí)心率。從心率可以看出12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)范某某來說是強(qiáng)度較小,達(dá)到其最大心率的75%,而對(duì)趙某和吳某某來說運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大,分別達(dá)到其最大心率的92.9%、90.4%。

從表4可以看出,范某某12min有氧運(yùn)動(dòng)后4min血乳酸雖然是所測(cè)最大值,但是相對(duì)于安靜水平升高不多,且小于4mmol/L的乳酸閾濃度,說明8km/h的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)其來說是完全靠有氧系統(tǒng)供能,強(qiáng)度較小;而趙某和吳某運(yùn)動(dòng)后4min血乳酸值分別達(dá)到了9.68mmol/L和9.01mmol/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4mmol/L的乳酸閾濃度,說明已經(jīng)已經(jīng)動(dòng)用無氧系統(tǒng)供能。隨著運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)時(shí)間的延長(zhǎng),乳酸開始消除,血乳酸清除的半時(shí)反應(yīng)大約為15～20min,恢復(fù)到安靜水平約需30min左右,體能高者比體能低者恢復(fù)快。

表1 受試者基本情況

表2 安靜時(shí)心率及血乳酸值

表3 12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后心率值(次/分)

表4 12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后血乳酸變化

3 討論與分析

3.1 心率在運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

心率作為一項(xiàng)重要的生理指標(biāo)在運(yùn)動(dòng)監(jiān)控中常被用來反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和生理負(fù)荷量,同時(shí)也是反映體內(nèi)代謝情況的靈敏指標(biāo)。成年人安靜時(shí)心率在60～80次/分之間,平均75次/分,成年女性的心率要比男性快一些。長(zhǎng)年堅(jiān)持有氧運(yùn)動(dòng)能使心率保持在較低水平(安靜狀態(tài)下心率低,而最大心率隨年齡的增長(zhǎng)而相應(yīng)地降低,說明同年齡下心率低者心率儲(chǔ)備大,心臟功能強(qiáng)),其原因一是控制心臟活動(dòng)能力的中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種適應(yīng)性反應(yīng);其二是心臟容積增大,心臟收縮力加強(qiáng),使每搏輸出量增多的結(jié)果。正常生理情況下,人體大多數(shù)組織依靠有氧代謝途徑供能,只有少數(shù)組織,如上皮細(xì)胞、視網(wǎng)膜、睪丸、腎上腺髓質(zhì)、成熟的紅細(xì)胞、白細(xì)胞等在有氧時(shí)也需要糖酵解供能[2]。安靜時(shí)肌肉和血液中的乳酸濃度較低,約為2mmol/L左右。本研究顯示,安靜時(shí)受試者血乳酸值均在2mmol/L左右。心率保持在150次/分以內(nèi)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度一般認(rèn)為是有氧運(yùn)動(dòng),因?yàn)檠嚎梢怨┙o足夠的氧氣供機(jī)體利用。

3.2 12min跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)血乳酸的影響

美國(guó)學(xué)者庫(kù)珀博士提出的12min跑,是目前國(guó)際上頗為盛行的一種有氧耐力測(cè)試方法。它不僅僅作為有氧能力測(cè)定的方法被運(yùn)動(dòng)員們所采用,也常常用于評(píng)定學(xué)生的運(yùn)動(dòng)能力。本研究顯示以8km/h的速度進(jìn)行12min跑只有范某某是有氧運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)刺激使各種生理功能惰性逐漸被克服,呼吸、循環(huán)功能提高,人體需氧量與吸氧量之間達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,體內(nèi)不發(fā)生乳酸堆積,心率、心輸出量和肺通氣量等保持穩(wěn)定,因此可持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、安全性高,可以提升機(jī)體最大攝氧量水平和無氧性作業(yè)閾值,進(jìn)而可改善人的有氧工作能力。

3.3 血乳酸在體育科學(xué)研究中的應(yīng)用

血乳酸的變化是骨骼肌等組織中乳酸生成速率、肌乳酸進(jìn)入血液的速率和血液中乳酸消除速率之間平衡的表現(xiàn)。因此,可以通過測(cè)定血乳酸濃度的變化來反映肌肉中乳酸濃度的變化。運(yùn)動(dòng)停止后血乳酸值存在較大個(gè)體差異。血乳酸濃度高而成績(jī)不佳,往往說明隊(duì)員狀態(tài)不佳或者有氧代謝能力太低;成績(jī)好且血乳酸濃度高,說明該隊(duì)員的耐酸能力較強(qiáng),無氧酵解供能發(fā)揮了較大作用;成績(jī)好而血乳酸低說明該隊(duì)員還有潛力,通過耐酸訓(xùn)練,有望進(jìn)一步提高成績(jī)。商勇等的研究顯示在400m跑的運(yùn)動(dòng)過程中,力量的變化是產(chǎn)生技術(shù)結(jié)構(gòu)變化的原因,而其直接原因是血乳酸的不斷積累使得力量減小[3]。BenekeR等報(bào)道稱短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,最大血乳酸濃度小男孩較青少年和成年人出現(xiàn)更早且表現(xiàn)值更低,且其血管外乳酸濃度也相對(duì)較低[4]。在中、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉組織并不缺氧,因此此時(shí)乳酸的生成不是因?yàn)槿毖醵?其主要原因是氧的利用率不高所致。因運(yùn)動(dòng)刺激肌糖原分解速率迅速提高的過程大約需要30s,進(jìn)而使得細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的丙酮酸和還原性輔酶I(NADH+)生成速率達(dá)最大值,線粒體內(nèi)丙酮酸和還原型輔酶I氧化速率提高到最大值的激活過程需要1～2min,因此,在線粒體達(dá)到最大有氧代謝速率之前,即使有氧氣存在,也會(huì)由于丙酮酸和還原型輔酶I的生成速與氧化速率之間的暫時(shí)不平衡而導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)內(nèi)丙酮酸和還原型輔酶I堆積,引起乳酸生成增多[2]。運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后乳酸被不斷消除,消除的途徑主要有:第一,在骨骼肌和心肌等組織內(nèi)氧化成二氧化碳和水;第二,在肝臟和骨骼肌內(nèi)重新合成葡萄糖和糖原;第三,在肝內(nèi)合成脂肪、丙氨酸等[2]。Charpie JR等的研究認(rèn)為連續(xù)測(cè)定某一個(gè)病危病人的血乳酸值或許是有效預(yù)測(cè)死亡的輔助手段,并推測(cè)在不遠(yuǎn)的將來,血乳酸的測(cè)量或許有可能會(huì)允許適時(shí)的修改病人的治療方案[5]。

4 結(jié)語

相同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中,心率和血乳酸表達(dá)出個(gè)人的有氧運(yùn)動(dòng)能力,運(yùn)動(dòng)后血乳酸濃度持續(xù)變化,不同運(yùn)動(dòng)能力的人血乳酸的恢復(fù)速率存在較大差異。

[1]王博,李潔,張曉奕.不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)運(yùn)動(dòng)員血乳酸影響的研究進(jìn)展[J].河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2009(1):76-78.

[2]林文弢.運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2009:51-57.

[3]商勇.男子400m跑不同階段、不同間歇期血乳酸、力量變化規(guī)律及相互關(guān)系的研究[J].中國(guó)體育科技,2005,41(5):116-118.

[4]R.Beneke.Modeling the blood lactate kinetics at maximal short-term exercise conditions in children,adolescents, and adults[J].Journal of Applied Physiology,2005,99(2):499-504.

[5]Charpie JR.,Dekeon MK, Goldberg CS, et al.Serial blood lactate measurements predict early outcome after neonatal repair or palliation for complex congenital heart disease[J].The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery,2000,120(1):73-80.