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摘要：探讨了低氧运动对血清MDA、SOD、GSH的影响及补充电解质饮料的干预效果。8名受试者每周在15．4％低氧环境下以70％VO2max强度蹬功率自行车1h，常氧下恢复，共持续3周，并分别在运动前0．5h、运动后即刻、运动后0．5h及运动后l h采静脉血，测定血清MDA、SOD、GSH。第一周运动期间不补充任何液体，以研究低氧运动对血清MDA、SOD、GSH的影响。第二周运动期间补充不含抗氧化剂的电解质饮料——宝矿力水特，第三周作为对照补充纯净水，以研究电解质饮料干预效果。结果表明低氧运动后血清MDA没有产生明显变化，但血清SOD、GSH显著性提高(P＜O．05)，可能是机体加快自由基清除的代偿性反应；低氧运动中补充电解质饮料或纯净水，运动后SOD、GSH均不发生显著性改变，说明低氧运动时补充水分有助于减少自由基的产生。
关键词：低氧运动；电解质饮料；丙二醛；超氧化物歧化酶；还原型谷胱甘肽
中图分类号：G804．7 文献标识码：A 文章编号：1007－3612(2007)02—0198—03
运动中耗氧量增加，能量代谢加强、抗氧化酶活性下降、胞浆Ca2+浓度升高都可以引起氧自由基增多。氧自由基及其引起的脂质过氧化反应可以攻击细胞膜及线粒体等其他生物膜，造成离子、能量代谢紊乱，从而导致运动疲劳。有很多实验表明了各种不同运动负荷和时间下，体内脂质过氧化反应的产物之一丙二醛(MDA)含量、SOD活性等的变化，说明了运动对自由基产生和清除产生了影响。
上述文献都反映的是在常氧环境下运动时自由基产生和清除的变化。目前，低氧训练作为一种训练手段备受关注。低氧环境下的运动对机体抗氧化能力的研究目前较少。人体在缺氧环境下运动时，身体机能会发生哪些不同于常氧下的变化是一个非常有趣的问题。本文旨在通过测定低氧环境下运动前后血清MDA、SOD、GSH的变化，探讨人体在缺氧环境下运动时身体机能发生的变化，并观察电解质饮料的干预效果。
1 研究对象与方法
1．1研究对象8名北京体育大学运动人体科学学院学生，均为男性，身体健康，年龄(21．63±0．70)岁，身高(173．6±3．04)cm，体重(67．38±3．39)kg。均没有运动经历并且都居住在平原地区。
1．2研究方法
1．2．1 VO2max测定受试者在MONARK 821功率自行车上进行递增负荷运动，用美国产PHYSIO—DYNE MAx-1型自动气体分析仪直接测定摄氧量。维持转速60rpm不变，功率负荷从60w开始，每3 min增加功率30 w，直至受试者达到处于最大摄氧量的判定标准状态。即：1)继续运动后，摄氧量差小于5％或150mL/min或2mL/kg．min。2)呼吸商大于1．10；3)心率大于180次／min。4)继续运动时摄氧量出现下降。
1．2．2运动强度及方式 受试者隔周在15．4％低氧环境下以70％VO2max强度蹬功率自行车1h，常氧下恢复，共3次。第1次运动期间不补充任何液体，第2次和第3次分别补充电解质饮料——宝矿力水特和纯净水。运动前30 min、运动中每20 min、运动后即刻共补充4次液体，300 mL/次。
1．2．3取样 每个受试者一次运动前后共抽取静脉血4次。分别为运动前30 min、运动后即刻、运动后半小时和运动后1h。取其血清测定SOD、MDA、GSH。
1．2．4指标测定方法及仪器用南京建成生物工程研究所的SOD、MDA、GSH测定试剂盒测定。
1．2．5 数据处理 用SPSS统计分析软件进行方差分析。结果以平均数±标准差( ±s)表示。
2 结 果
2．1低氧运动及电解质饮料干预时血清丙二醛MDA的比较
低氧运动及补充电解质和纯净水时的血清MDA变化见表1。可以看出，无论低氧运动及补液情况下运动后血清MDA均没有产生明显变化。
2．2低氧运动及电解质饮料干预时血清还原型谷胱甘肽(GSH)的比较低氧运动及补充电解质和纯净水时血清GSH变化见表2。可以看出，补充电解质饮料和纯净水时血清GSH含量在运动前后各时间段都没有显著差异。没有补充液体情况下，血清GSH含量运动后即刻较运动前有显著性提高(P<0．05)，运动后30 min基本恢复到运动前水平(P>0．05)。
2．3低氧运动及电解质饮料干预时血清超氧化物歧化酶SOD活性的比较 低氧运动及补充电解质和纯净水时血清SOD活性变化见表3。可以看出，血清SOD的变化与血清GSH一样。
3 分析讨论
本研究表明，在低氧运动及低氧运动加电解质饮料干预的情况下，运动后血清MDA均没有显著性变化。究其原因，可能与本实验所采用的运动负荷刺激不够有关。隋波等(2001)测定了32名运动员进行小运动量训练(训练后即刻脉搏(140±5)次／min)、大运动量训练(训练后即刻脉搏180±5次／min)后血清MDA含量，发现小运动量训练后MDA值与安静时相比无显著性差异，而大运动量训练后MDA显著性升高。说明运动对MDA的影响与运动强度有关。以往的研究报道，较多的是一次力竭运动或急性大强度运动对脂质过氧化反应增强。Davise(1982)发现，大鼠在跑台上进行亚极量运动至力竭时，肝脏和骨胳肌中的自由基信号明显增强，自由基的产生率增加2～3倍。徐波(1996)等研究了一次急性力竭运动对大鼠骨骼肌红肌、白肌中脂质过氧化水平的影响，结果表明，运动组红肌中的MDA含量较安静组有显著性升高(P<0．05)。人体实验也得出同样的结论。Kanter(1986)等报道，马拉松运动员在80km的比赛后，体内MDA水平升高。但也有与本文研究结果不同的。child RB(1998)等报道，以个人速度跑半程马拉松，其平均77％最大摄氧量，运动后血浆MDA有显著提高。其运动强度与本实验运动强度相当。
在正常生理情况下，自由基的产生和清除处于平衡状态，体内的自由基防御体系能有效地清除所产生的自由基，使自由基浓度保持相对恒定。运动会使这种平衡遭到破坏。本研究结果虽然没有提示低氧运动能引起血清MDA统计学意义的升高，但并不能说明此运动对自由基产生和清除系统没有影响。本研究中低氧运动情况下，运动后血清中SOD活性和GSH含量的升高，可以推测自由基产生是升高的。血清SOD活性和GSH含量的升高，有助与加快自由基的清除。因而本研究未能观察到血清MDA的有意义增加。
在以往的研究中，多是通过补充外源性的抗氧化剂，如VC、VE、Se等，来探讨运动后促进自由基恢复的影响。本实验中，用补充不含抗氧化剂的电解质饮料评价它对运动后自由基消除的效果是与以往的研究是不同的。虽然没能证实运动后血清MDA的有意义增加，并且电解质饮料及其对照组之间在低氧运动对血清MDA、SOD、GSH的干预效果没有显著性差异，但运动后血清SOD活性和GSH含量没有代偿性增高这一事实，提示低氧运动时补充水分可以帮助机体在运动中减少自由基的生成。人体运动时需要更多能量，机体氧化反应产生能量的过程增加，于是体内自由基产生增加；如果长时间的运动不及时补充水分，可造成体内水代谢失调。当水代谢失调时，机体内环境发生紊乱，影响自由基的清除。因此，运动期间补充水分，保持身体平衡状态，可弥补由于运动时水分丢失给人体带来的疲劳。
4 结 论
低氧环境下70％VO2max强度蹬功率自行车1h运动后血清MDA没有产生显著性变化，SOD、GSH显著性提高，可能是机体加快自由基清除的代偿性反应；低氧运动时补充水分有助于减少自由基的产生。
注：“本文中所涉及的注解、图表、公式等请以ＰＤＦ格式阅读原文。”
关键词：低氧运动；电解质饮料；丙二醛；超氧化物歧化酶；还原型谷胱甘肽
中图分类号：G804．7 文献标识码：A 文章编号：1007－3612(2007)02—0198—03
运动中耗氧量增加，能量代谢加强、抗氧化酶活性下降、胞浆Ca2+浓度升高都可以引起氧自由基增多。氧自由基及其引起的脂质过氧化反应可以攻击细胞膜及线粒体等其他生物膜，造成离子、能量代谢紊乱，从而导致运动疲劳。有很多实验表明了各种不同运动负荷和时间下，体内脂质过氧化反应的产物之一丙二醛(MDA)含量、SOD活性等的变化，说明了运动对自由基产生和清除产生了影响。
上述文献都反映的是在常氧环境下运动时自由基产生和清除的变化。目前，低氧训练作为一种训练手段备受关注。低氧环境下的运动对机体抗氧化能力的研究目前较少。人体在缺氧环境下运动时，身体机能会发生哪些不同于常氧下的变化是一个非常有趣的问题。本文旨在通过测定低氧环境下运动前后血清MDA、SOD、GSH的变化，探讨人体在缺氧环境下运动时身体机能发生的变化，并观察电解质饮料的干预效果。
1 研究对象与方法
1．1研究对象8名北京体育大学运动人体科学学院学生，均为男性，身体健康，年龄(21．63±0．70)岁，身高(173．6±3．04)cm，体重(67．38±3．39)kg。均没有运动经历并且都居住在平原地区。
1．2研究方法
1．2．1 VO2max测定受试者在MONARK 821功率自行车上进行递增负荷运动，用美国产PHYSIO—DYNE MAx-1型自动气体分析仪直接测定摄氧量。维持转速60rpm不变，功率负荷从60w开始，每3 min增加功率30 w，直至受试者达到处于最大摄氧量的判定标准状态。即：1)继续运动后，摄氧量差小于5％或150mL/min或2mL/kg．min。2)呼吸商大于1．10；3)心率大于180次／min。4)继续运动时摄氧量出现下降。
1．2．2运动强度及方式 受试者隔周在15．4％低氧环境下以70％VO2max强度蹬功率自行车1h，常氧下恢复，共3次。第1次运动期间不补充任何液体，第2次和第3次分别补充电解质饮料——宝矿力水特和纯净水。运动前30 min、运动中每20 min、运动后即刻共补充4次液体，300 mL/次。
1．2．3取样 每个受试者一次运动前后共抽取静脉血4次。分别为运动前30 min、运动后即刻、运动后半小时和运动后1h。取其血清测定SOD、MDA、GSH。
1．2．4指标测定方法及仪器用南京建成生物工程研究所的SOD、MDA、GSH测定试剂盒测定。
1．2．5 数据处理 用SPSS统计分析软件进行方差分析。结果以平均数±标准差( ±s)表示。
2 结 果
2．1低氧运动及电解质饮料干预时血清丙二醛MDA的比较
低氧运动及补充电解质和纯净水时的血清MDA变化见表1。可以看出，无论低氧运动及补液情况下运动后血清MDA均没有产生明显变化。
2．2低氧运动及电解质饮料干预时血清还原型谷胱甘肽(GSH)的比较低氧运动及补充电解质和纯净水时血清GSH变化见表2。可以看出，补充电解质饮料和纯净水时血清GSH含量在运动前后各时间段都没有显著差异。没有补充液体情况下，血清GSH含量运动后即刻较运动前有显著性提高(P<0．05)，运动后30 min基本恢复到运动前水平(P>0．05)。
2．3低氧运动及电解质饮料干预时血清超氧化物歧化酶SOD活性的比较 低氧运动及补充电解质和纯净水时血清SOD活性变化见表3。可以看出，血清SOD的变化与血清GSH一样。
3 分析讨论
本研究表明，在低氧运动及低氧运动加电解质饮料干预的情况下，运动后血清MDA均没有显著性变化。究其原因，可能与本实验所采用的运动负荷刺激不够有关。隋波等(2001)测定了32名运动员进行小运动量训练(训练后即刻脉搏(140±5)次／min)、大运动量训练(训练后即刻脉搏180±5次／min)后血清MDA含量，发现小运动量训练后MDA值与安静时相比无显著性差异，而大运动量训练后MDA显著性升高。说明运动对MDA的影响与运动强度有关。以往的研究报道，较多的是一次力竭运动或急性大强度运动对脂质过氧化反应增强。Davise(1982)发现，大鼠在跑台上进行亚极量运动至力竭时，肝脏和骨胳肌中的自由基信号明显增强，自由基的产生率增加2～3倍。徐波(1996)等研究了一次急性力竭运动对大鼠骨骼肌红肌、白肌中脂质过氧化水平的影响，结果表明，运动组红肌中的MDA含量较安静组有显著性升高(P<0．05)。人体实验也得出同样的结论。Kanter(1986)等报道，马拉松运动员在80km的比赛后，体内MDA水平升高。但也有与本文研究结果不同的。child RB(1998)等报道，以个人速度跑半程马拉松，其平均77％最大摄氧量，运动后血浆MDA有显著提高。其运动强度与本实验运动强度相当。
在正常生理情况下，自由基的产生和清除处于平衡状态，体内的自由基防御体系能有效地清除所产生的自由基，使自由基浓度保持相对恒定。运动会使这种平衡遭到破坏。本研究结果虽然没有提示低氧运动能引起血清MDA统计学意义的升高，但并不能说明此运动对自由基产生和清除系统没有影响。本研究中低氧运动情况下，运动后血清中SOD活性和GSH含量的升高，可以推测自由基产生是升高的。血清SOD活性和GSH含量的升高，有助与加快自由基的清除。因而本研究未能观察到血清MDA的有意义增加。
在以往的研究中，多是通过补充外源性的抗氧化剂，如VC、VE、Se等，来探讨运动后促进自由基恢复的影响。本实验中，用补充不含抗氧化剂的电解质饮料评价它对运动后自由基消除的效果是与以往的研究是不同的。虽然没能证实运动后血清MDA的有意义增加，并且电解质饮料及其对照组之间在低氧运动对血清MDA、SOD、GSH的干预效果没有显著性差异，但运动后血清SOD活性和GSH含量没有代偿性增高这一事实，提示低氧运动时补充水分可以帮助机体在运动中减少自由基的生成。人体运动时需要更多能量，机体氧化反应产生能量的过程增加，于是体内自由基产生增加；如果长时间的运动不及时补充水分，可造成体内水代谢失调。当水代谢失调时，机体内环境发生紊乱，影响自由基的清除。因此，运动期间补充水分，保持身体平衡状态，可弥补由于运动时水分丢失给人体带来的疲劳。
4 结 论
低氧环境下70％VO2max强度蹬功率自行车1h运动后血清MDA没有产生显著性变化，SOD、GSH显著性提高，可能是机体加快自由基清除的代偿性反应；低氧运动时补充水分有助于减少自由基的产生。
注：“本文中所涉及的注解、图表、公式等请以ＰＤＦ格式阅读原文。”