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【摘要】 目的 探讨体育运动、下体负压及二者联合锻炼对相关血液指标的影响,为发展旨在提高疗养飞行员抗荷耐力的专项抗荷生理训练方案提供实验依据。方法 24名健康男性志愿者,随机平均分为3组,即体育锻炼组(EX),下体负压训练组(LBNP)及体育锻炼联合下体负压训练组(EX+LBNP),每组8人。EX组每天进行1 h下肢爆发力及肌静力训练,LBNP组每天于45°～75°头高位进行-50 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)下体负压训练,持续10 min。EX+LBNP组训练内容为上述两组训练内容总和,训练为期两周。训练前后采静脉血检测血红蛋白(hemoglobin,Hb),肌酸激酶(creatine kinase,CK),血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN),睾酮(testosterone,T),皮质醇(cortisol,Cor)及T/C等血液参数的变化。结果 ①EX组Hb及Cor较锻炼前显著降低。②LBNP组CK较锻炼前显著降低。③EX+LBNP组Hb、BUN、Cor较锻炼前显著降低,T/C比值则显著升高。结论 体育锻炼、下体负压训练及二者联合锻炼对血Hb、CK、BUN、T、Cor及T/C比值影响不一,但影响显著,体育锻炼联合下体负压训练可以作为提高疗养飞行员抗荷耐力的专项航空生理训练方案的备选方案。
【关键词】 体育锻炼;下体负压;抗荷训练;血红蛋白;肌酸激酶;血尿素氮;睾酮;皮质醇
【Abstract】 Objective To investigate the effects of physical exercise,lower body negative pressure and their combination on the blood indexes,and provide experiment basis for special anti-G physical training program which was designed to improve the capacity of the anti-G of pilots.Methods 24 healthy male volunteers were randomly divided into three groups,physical exercise group(EX),lower body negative pressure group(LBNP)and physical exercise combined with lower body negative pressure group(EX+LBNP),with 8 cases in each group.EX group carried out explosive force of lower extremity training and static strength of muscle exercise
1 h per day.LBNP group executed -50 mmHg lower body negative pressure training at 45°～75°head up position for 10 min per day.EX+LBNP group performed all the contents of the training course in both groups.Blood biochemical indicators including hemoglobin,creatine kinase,blood urea nitrogen,testosterone,cortisol and T/C were determined before and two weeks after training.Results ①The level of hemoglobin(Hb)and cortisol(C)after training was significantly lower than that before training in the EX group(P 1对象及方法
1.1实验对象24名男性健康被试年龄(19.9±1.9)岁,身高(176±2.0)cm,体质量(68.4±6.0)kg,随机分为3组:单纯体育锻炼组(EX)、单纯下体负压锻炼组(LBNP)、体育锻炼联合下体负压锻炼组(EX+LBNP),每组8人,无心肺疾患史。实验期间及测试前后24 h禁用任何药物,不饮含咖啡因、酒精的饮料,不进行剧烈的体力劳动,正常饮食。
1.2实验设备
1.2.1倾斜床可变角度旋转床(北京和平医疗器械厂),由电脑自动控制,旋转角度范围为0°～180°,旋转速度范围为5°/s～45°/s。
1.2.2下体负压桶负压范围为0～100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。负压增长率达-30 mmHg/s,负压控制精度≤2.5 mmHg。与腰部连接处由皮质密封裙密封,负压桶固定在旋转床下部。
1.2.3训练器材杠铃、卧推架(斜板、平板)、山羊架、深蹲架。
1.3实验方案
1.3.1LBNP组LBNP组进行下体负压训练。训练前5 d,依据受试者在训练过程中的生理反应,倾斜床倾斜角度可采用45°～75°(重力方向上的矢量分量为0.71～0.97 Gz),以不出现晕厥前或晕厥症状为限。下体负压桶内负压维持于-50 mmHg,持续10 min。训练后5 d,倾斜床角度均为75°。训练1次/d,持续10 d(中间休息2 d)。当受试者出现心慌、胸闷、恶心、脸色发白等晕厥前表现或晕厥时,训练终止。
1.3.2EX组EX组进行体能训练。
1.3.2.1训练内容分为肌静力训练及爆发力训练。肌静力训练内容包括:平板卧推、负重下蹲(半蹲)及纵跳、负重提踵、负重仰卧起坐(俯卧挺身)。爆发力训练包括:400 m慢跑及肌肉拉伸,30 m冲刺跑,15 m单腿跳,15 m蛙跳。两项训练内容1次/d,每周5 d,连续2周。
1.3.2.2训练强度与训练量①训练强度:肌静力训练项目均在训练前48 h内测定每人最大负荷强度。与负荷强度对应的锻炼组数、次数及间歇时间(表1)。爆发力训练项目以训练时心率快慢划分负荷强度:90～120次/min为小强度,120～140次/min为中强度,140～160次/min为大强度。间歇时间分别为1、1.5、2 min。②整体训练强度安排:将10 d训练时间分为两个训练阶段,1～5 d为第一阶段,6～10 d为第二阶段。各阶段训练强度安排(表2～3)。
1.3.3EX+LBNP组训练内容为上述下体负压训练和体能训练的总和。训练安排上,先进行下体负压训练,间隔30 min后进行体能训练。
1.4测试方法于训练前1 d清晨及训练第10天后次晨6:30空腹、静卧状态下,分别于肘前静脉抽取10 mL静脉血,其中5 mL使用全自动生化分析仪(日立7170全自动生化分析仪,日本)检测Hb、BUN及CK。另外5 mL血液静置2 h后分离血清,置-20 ℃冰箱保存,采用放射免疫试剂盒(北文生物制品研究所)及全自动放免计数仪(核工业部西安检验仪器四厂XH-6080全自动放免计数仪,西安)测定血清T及Cor。
1.5统计分析数据以均值±标准误(x±sx)表示,锻炼前后各参数比较配对t检验。采用SPSS 13.0统计分析软件对实验数据进行统计,以P0.05)。与锻炼前相比,LBNP组CK含量明显降低,差异有统计学意义(P0.05,表4)。
2.2BUN含量的变化LBNP+EX组锻炼后BUN含量明显降低,差异有统计学意义(P0.05);各组锻炼后Cor含量均呈降低趋势,EX及EX+LBNP组Cor降低显著,差异有统计学意义(P 血尿素是体内蛋白质和氨基酸分解代谢的终产物,在健康的机体内,BUN的生成与排泄始终处于平衡状态。在运动训练或者是运动比赛中,可以检测到BUN上升,调整期BUN可逐渐恢复正常,因此BUN水平又通常被用来作为一个反映机体承受负荷能力的指标[10]。运动锻炼应激引起的血BUN含量变化主要与运动强度、持续时间、运动类型及个体特点有关系。长时间、大强度的运动锻炼,机体蛋白质代谢增强,血BUN含量可见显著的升高。有报道认为BUN值超过7.4 mmol/L就可以认为是机体疲劳[11]。本次实验,EX组锻炼后BUN呈现上升趋势,但是未见显著性差异,表明EX组运动强度不大,在经过锻炼后肌肉的蛋白质代谢未见明显增强。有关下体负压对BUN影响鲜有报道,本次实验,LBNP组BUN呈现下降趋势,而EX+LBNP组则显示出BUN的显著下降,可能提示下体负压训练与体育锻炼之间发生了协同效应,在BUN的下降中起到了作用。
大量文献表明T和C是两种和运动能力密切相关的类固醇激素。T是人体内主要的同化激素之一,对于运动能力、肌肉力量的增长、疲劳的消除具有重要的作用,血T水平从某种意义上反映了机体运动能力、肌肉力量、进取意识及攻击能力。Cor是人体内重要的异化激素,它能促进脂肪及肌肉组织的蛋白质分解,加速在肝脏糖原的合成,同时还能拮抗胰岛素作用,升高血糖,促进心跳及呼吸加快,使能量代谢增强加快,从而维持运动及肌肉活动的持续进行。运动引起血清T及Cor的变化,主要与运动密度、运动负荷强度、负荷量和运动持续时间等相关,大多数文献报道,短时中等以上强度的训练及力量训练可以使T升高[12],强度适中不引起疲劳的训练则可使安静状态下T含量升高或者不变[13],长期大运动量训练或者疲劳训练,则可使T降低[14]。本次实验中,各训练组T含量均无显著变化,说明各训练组训练强度负荷适中,EX组呈现T下降趋势,可能与本次实验锻炼为期两周,时间较长,但是此时间及训练强度又不足以引起T发生显著的变化,下体负压训练对血浆T含量的影响鲜见报道,由本实验可见重复LBNP暴露对血浆T含量影响不大。Davies等[15]认为60%VO2max负荷为运动引起Cor含量上升的强度阈,低于此负荷的运动使C降低,高于此负荷的运动则使Cor升高,郭子渊等[16]研究发现小轻度中等偏小强度的运动对C影响不大,中等训练强度后则Cor明显下降,中等偏大强度运动则Cor明显升高。本次实验中EX组及EX+LBNP组Cor含量均呈现明显降低(P
