负压-常压疲劳恢复过程中血乳酸、肌酸激酶等指标的特征分析

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(1.山东省体育科学研究中心，山东 济南 250102；2.山东体育学院，山东 济南 250102)

负压-常压疲劳恢复过程中血乳酸、肌酸激酶等指标的特征分析

刘振宇1,张晓辉2,陈万2

(1.山东省体育科学研究中心，山东 济南 250102；2.山东体育学院，山东 济南 250102)

目的：研究同一疲劳模式下，不同方式恢复过程中血乳酸、肌酸激酶等指标的变化及特征性，探讨下肢负压-常压体能快速恢复舱对运动性疲劳恢复的快速、有效性。方法：利用运动训练疲劳模式令受试者达到力竭后，分别采用下肢负压-常压恢复舱恢复、传统恢复(15min慢跑和15min人工按摩)和自然恢复(静止休息)3种不同的恢复方式(30min)。检测恢复前后的血乳酸、肌酸激酶(CK)和血尿素氮(BUN)等相关指标的变化情况，并记录受试者的主观感觉疲劳程度和心率值。结果：1)不同方式恢复后相关指标变化，在30min下肢负压-常压恢复舱或传统方式恢复后即刻，受试者血乳酸与自然恢复组相比较具有显著性(Plt;0.05)，而心率和主观疲劳感觉无差异。2)次日肌酸激酶(CK)的变化，经30min下肢负压-常压恢复舱或传统方式恢复后经24小时，受试者CK与自然恢复组相比较具有显著性(Plt;0.05)。3)恢复后即刻相关指标变化：心率和主观疲劳感觉无明显差异。结论：1)从血乳酸值恢复情况说明，进舱恢复对运动性疲劳后体能的恢复及再生有较好的效果，按摩恢复次之，自然恢复最差。2)从肌酸激酶恢复情况说明，进舱恢复和按摩恢复在恢复初期(训练后1h内)效果均不如自然恢复。3)利用下肢负压-常压恢复舱进行恢复，有利于血液和淋巴系统循环，血乳酸、肌酸激酶等的分解以及毛细血管功能的改善。

下肢负压-常压快速恢复；血乳酸； 肌酸激酶

运动性疲劳是肌肉在训练和比赛过程中的一种正常的生理现象[1]。合理有效的恢复方式，不仅可以促进运动员的疲劳的快速恢复，也有利于运动员竞技能力的充分发挥。游泳作为奥运会的重要比赛项目，具有赛程紧、强度大、项目多等特点，这就需要运动员时刻保持良好的体能状态。而当前，最为简单有效的恢复方式——人工按摩，已得到教练员和运动员的认可。但也存在不便之处：专业人员少，费用逐步提高，难以在运动队广泛使用。而作为已有50余年历史的下体负压技术,作为一种无创性生理学方法，是促进运动员疲劳恢复的理想方法。下肢负压对机体的影响主要通过人为的改变机体血容量和血流速度,加快机体的新陈代谢，达到快速恢复疲劳的效果[2]。本研究所用下肢负压-常压体能快速恢复舱(自主研制，专利号：ZL2011 1 0257823.9)，是将人体腰部以下部位放入密封舱体内，采用负压-常压交替变化和远红外加热技术，使心血管和淋巴系统受到应激而导致下肢体液容积及相关循环环境发生变化，从而促进毛细血管功能的改善，增加微循环，加快运动性疲劳的恢复。本研究通过自然恢复、传统恢复和下肢负压-常压体能快速恢复舱三种恢复形式，从血液角度验证恢复效果，从而证明下肢负压-常压体能快速恢复舱有利于加快运动员体能恢复的效果，为我国的竞技体育提供一种更加有效的恢复手段。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取山东省游泳队专业运动员30人(男性，国家一级)作为受试者，基本情况如下:身体健康，年龄17±1岁，体重61.7±2.3kg，平均专业训练年限7.8±1.3年。实验期间及测试前后72小时内禁止参加任何剧烈运动和服用药物以及饮用含咖啡、酒精等的饮料，正常饮食。整个实验过程获得受试者同意，并与其签署书面知情书。

1.2研究方法

1.2.1 运动训练疲劳模式

运动疲劳训练模式分为两部分：中大强度疲劳训练[3]和无氧功率自行车(Powermax-vII)中等负荷训练[4]。实验前，受试者预先进行了全蹲、半蹲、卧推的IRM负荷量的测定， 以Mike Clark所制定的RM—百分比转换表确定每位受试者的70%～60%负荷重量和重复次数并通过最大无氧能力测试获取每位受试者的个体最佳中负荷训练值(受试者进行中等强度训练时的最佳负荷值)。中大强度疲劳训练，即利用杠铃负重的方式，按照卧推(60%×8×3，70%×4×3，65%×6×3)、负重全蹲(60%×8×3，70%×4×3，65%×6×3)、负重半蹲(60%×8×3，70%×4×3，65%×6×3)的顺序依次进行，组次间休息30 s，组间休息2～3 min。中大强度疲劳训练结束后，采用原地静止的方式休息20 min，再进行蹬踏POWERMAX-VII功率自行车(日本产)的中等负荷训练，要求每名受试者根据自己的最佳中负荷训练值，全力蹬踏30 s、休息120 s (从5 s开始倒计时，在倒计时结束后显示“开始”，进行下一次全力蹬踏30 s)、重复进行3次为一组的间歇训练，训练时间大约6 min，连续训练2组，组间休息3～4 min[1]。具体训练情况如图1所示。力竭的判断标准为：主管疲劳感觉达到精疲力竭的同时心率达到180次/min以上[5]。停住训练后依照预先安排的恢复方式进行30min疲劳恢复。

图1 中负荷训练安排图

1.2.2 恢复方式

三种不同的恢复方式分别为：下肢负压-常压体能快速恢复舱恢复、传统恢复(15min慢跑+15min人工按摩)和自然恢复(静止休息)3种方式。在每次实验前测试安静状态下心率，主观感觉疲劳程度等指标，以确定每名受试者的3次实验均处于相同的初始状态，排除由初始状态的不同而对实验结果产生的影响。以上3组的运动疲劳训练、30min疲劳恢复和指标测试过程均由同一组科研人员进行操作，避免人为因素影响。

1.2.3 主观感觉疲劳程度(RPE)、心率的测试

实验前让受试者熟悉RPE内容，以便受试者在做正式实验时对RPE能有准确的主观认识，并记录受试者安静状态下的主观疲劳程度和心率初始值。实验开始后每次中等强度力竭性杠铃训练和每次全力蹬踏30 s后即刻记录受试者主观感觉疲劳程度。整个中负荷训练过程中受试者佩戴RS-400 Polar心率遥测表(芬兰产)实时同步监测心率，并于每次中等强度力竭性杠铃训练和每次全力蹬踏30 s后即刻读取并记录受试者心率。

1.2.4 血乳酸、清肌酸激酶(CK)的测试

训练前安静状态时、运动疲劳模式训练后即刻、30 min恢复后即刻(包含自然恢复组、传统恢复组和恢复舱组)、12 h即刻、24 h即刻分别采取静脉取血的方式留取全血。利用全血测得血乳酸指标，经离心后收集血清，检测CK、BUN等血清指标，判断疲劳及疲劳恢复程度。

1.2.5 数据统计与分析

数据统计和分析采用SPSS17.0软件系统，结果数据均以均值±标准差表示。对恢复前后心率，主观疲劳感觉、血乳酸、清肌酸激酶(CK)等指标数据进行独立样本T检验。显著性差异水平为Plt;0.05，极显著性差异水平Plt;0.01。

2.1 运动性疲劳模式训练前后相关指标变化

在每一次实验测试前，对受试者的心率、主观疲劳感觉等指标进行检测，以使每名受试者的3次实验处于基本相同的初始状态。在运动性疲劳模式训练后，15名受试者的血乳酸(12.0±0.47)、心率(178.2±1.26次/min)和主观疲劳感觉(18.4±0.25)，较安静状态极具显著性(Plt;0.01)。

2.2 血乳酸在疲劳后即刻的峰值(Blamax)、30 min恢复后的即刻浓度(Bla30)以及血乳酸清除速率RBla等相关指标变化及相关性结果。

表1 恢复前后的血乳酸变化

表1显示，经30 min下肢负压-常压恢复或15 min慢跑+15 min人工按摩的传统方式恢复后即刻受试者的血乳酸变化与自然恢复组相比较具有显著性(Plt;0.05)，且二者间无明显差性(Pgt;0.05)。

2.3 不同方式恢复前后及12 h、24 h后的肌酸激酶(CK)变化趋势

表2 运动性疲劳恢复后CK变化

表2显示，经30 min下肢负压-常压恢复或15 min慢跑+15 min人工按摩的传统方式恢复，12 h和24 h后即刻受试者CK与自然恢复组相比较具有显著性(Plt;0.05)。

3 分析与讨论

3.1 心率、血乳酸、主观感觉疲劳程度变化分析

心率和血乳酸浓度是反映运动强度的常用指标，尤其是本实验以个体最佳中负荷为训练负荷30 s全力蹬踏功率自行车，心率则能直接反映出训练强度。1970年Borg等人认为，身体劳累程度主要是通过运动时主观感觉疲劳程度(RPE)的变化准确地反映出来，并且对运动过程中机体的生理应答提供了一种心理学方面的补充。RPE主要反映了来自运动时骨骼肌、关节、心血管、呼吸系统，以及中枢神经系统等方面的信息，并将该信息传至大脑皮层，再通过相应感知体验的综合分析形成了初始的主观用力(疲劳)感觉。短时间的大强度剧烈运动可造成受试者下肢股四头肌酸胀、血流量增加以及心率加快等刺激信号传至大脑皮层，经分析和感知体验形成了主观疲劳感觉。在运动过程中，血乳酸的堆积会使机体内的环境改变，造成机能失调和工作能力下降。经过大强度剧烈运动后的血乳酸清除途径主要以下几种方式[1]：1)转移到临近具有高氧化能力的慢收缩肌纤维细胞内氧化；2)转运到其他未进行剧烈运动的骨骼肌和心肌内氧化；3)在肝内经过一系列变化生成葡萄糖等。而许多研究显示，在利用14C作为标记物进行研究的过程中发现血乳酸在肌肉中被氧化代谢是运动时血乳酸清除的主要途径。所以通过3种不同恢复方式的血乳酸比较可以看出，在30 min恢复后下肢负压-常压恢复舱和传统恢复的恢复效果都要好于自然恢复。在研究中发现，受试者在疲劳模式后即刻的血乳酸值存在很大的个体差异性，并且运动停止后即刻血乳酸未达到最大值，需要经过4～10 min达到浓度平衡[3]，这与现有的研究结果一致。骨骼肌是运动时乳酸生成的主要部位，运动时，随负荷增大，骨骼肌组织中血乳酸的生成量增多，本实验中，血乳酸浓度的升高与此相符。

研究结果显示，经过30 min不同的恢复方式后受试者的血乳酸都有明显的降低，但从恢复效果来看，下肢负压-常压恢复舱恢复和传统恢复的方式恢复效果都要好于自然恢复。这就说明采用积极恢复的方式有利用运动性疲劳的恢复，这也与现有的研究结果一致。而下肢负压-常压恢复舱恢复和传统恢复之间不存在差异性，也证明下肢负压-常压恢复在利用负压-常压交替作用人体的同时又辅助远红外加热，使下肢体液容积及相关循环环境发生变化的过程中通过对机体的作用，增加了血流量，加速了体内乳酸排除，从而有利于机体的快速恢复。在研究中还发现运动造成的肌肉僵硬，通过下肢负压-常压恢复的效果可能不如传统恢复的方式，这仅局限于通过对受试者的主观感觉疲劳程度做出的结论，存在一定的局限性，还有待于深一步的研究。此外，也有研究表明，血乳酸的清除速率[7]可以反映运动后机体的有氧代谢能力。下肢负压-常压恢复使毛细血管扩充与收缩相互交替过程中不但改善毛细血管的功能，而且还加快了微循环的速度，促进了有氧代谢能力，加快了机体的疲劳恢复。因此, 下肢负压-常压恢复舱恢复具有加快血乳酸清除的作用。

3.2 血清中肌酸激酶(CK)的变化分析

在骨骼肌细胞的能量代谢中肌酸激酶常被作为判断肌肉疲劳以及运动性疲劳恢复程度的重要指标。肌酸激酶在短时间和大强度的运动训练中占据重要的地位，特别是在短时间的最大供能当中尤为重要。运动员在进行大强度剧烈运动负荷后，会出现肌肉酸痛等症状，经过对血清的检测发现运动员体内的肌酸激酶呈现明显上升状态，并且随着时间的延长，运动员出现肌肉酸痛的症状呈上升趋势，并保持24 h乃至更长的时间[6]。当前研究的结果普遍认为，肌肉的酸痛与血清中的肌酸激酶存在高度的相关。由于正常情况下，肌细胞膜的结构是完整的，但是在肌肉经过大强度的剧烈运动后会导致肌细胞膜的结构受到破坏，从而改变了肌细胞膜的通透性，使原来主要存在于细胞内的肌酸激酶透过细胞膜进入血液，致使血液中的肌酸激酶的含量升高，而反映肌肉的感知觉上则为出现肌肉酸痛症状。当前研究者们一致认为的理论是[6]：1)运动后肌酸激酶的活性立即升高8～16 h出现峰值，到48 h或72 h后恢复到正常水平，此外，还与运动员参加活动的剧烈程度、性别、训练项目以及自身的训练水平有关。2)运动员在训练过程中由于准备活动不充分、身体处于极度疲劳状态、错误动作等原因造成肌肉拉伤，也会导致血液中肌酸激酶含量的急剧升高。因此，肌酸激酶可以作为判断运动疲劳恢复程度以及是否产生肌肉拉伤的指标之一。

本实验把肌酸激酶作为一个重要的检测指标，通过对运动员在不同时刻(中大等强度疲劳训练后即刻、30 min恢复后即刻、12 h后立刻、24 h即刻)的血清指标进行比较，进而判断运动员的运动性疲劳恢复状况。表2显示，经30 min下肢负压-常压恢复舱、15 min慢跑+15 min人工按摩的传统方式恢复以及自然恢复这3种后即刻血清中的肌酸激酶的含量和安静时刻相比变化不明显，这与肌酸激酶的存在部位有关。由于绝大多数存在肌细胞内，所以，当肌肉在长时间剧烈运动中细胞膜的结构受到破坏渗透性变大，肌酸激酶进入血液中需要一定的时间，而当时的恢复时间只有30 min远远达不到血清中的肌酸激酶出现明显变化的时间。等到训练后12 h这一时刻，对运动员的血清进行检测发现此时肌酸激酶的含量同安静时相比明显升高，在12 h这一时刻又对3组不同恢复方式作用下的肌酸激酶值进行比较发现进舱恢复组和传统恢复组间无差异，而都与自然恢复组间存在显著性差异，即进舱恢复组和传统恢复都有助于抑制肌酸激酶升高的作用，进而加速运动员的疲劳恢复的速度。随后，再经过12 h到达运动后24 h这个时间点，发现3组中的血清肌酸激酶的含量继续上升，而上升后的血清肌酸激酶含量值以自然恢复最大，又通过3组之间的比较发现进舱恢复组和传统恢复组无差异，都与自然恢复组存在显著性差异。传统恢复方式有利于运动性疲劳的恢复，这是大量研究者已经证实的问题，在本实验中负压-常压恢复舱恢复方式与传统恢复在血清肌酸激酶上具有同样的效果。

4 结论

4.1 从血乳酸值恢复情况说明，进舱恢复对运动性疲劳后体能的恢复及再生有较好的效果按摩恢复次之，自然恢复最差。

4.2 从肌酸激酶恢复情况说明，进舱恢复和按摩恢复在恢复初期(训练后1 h内)效果均不如自然恢复。随着恢复期的延长(训练12 h后)，进舱恢复和按摩恢复肌酸激酶值呈现持续下降状态，其效果进舱恢复优于按摩恢复，而自然恢复肌酸激酶值出现明显上升状态。

4.3 在本实验中观察3种恢复方式对运动后血液BUN的影响效果不明显。

4.4 下肢负压-常压恢复舱在整个恢复过程中具有均匀、同步等特点，更加有利于血液和淋巴系统循环，血乳酸、肌酸激酶等的分解以及毛细血管功能的改善，为运动员的体能快速恢复提供了一种新的途径，具有广阔的应用前景。

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Characteristics of blood lactate, creatine kinase and other indicators in the fatigue recovery from negative pressure to normal pressure

LIU Zhen-yu1, ZHANG Xiao-hui2, CHEN Wan2

(1. Shandong Research Center of Sports Science, Jinan 250102, Shandong, China; 2. Shandong Sport University, Jinan 250102, Shandong, China)

Objective:To study the change and characteristics of blood lactate, creatine kinase and other indicators in different recovery processes under the same fatigue mode, and thus investigate the effectiveness of lower limb negative pressure - normal pressure chamber for quick recovery of physical exercise fatigue.Methods:To make the subjects exhaustive with exercise training and then respectively take 3 different ways for restoration (30 min) , i.e., lower limb negative pressure-normal pressure chamber, traditional recovery (15 min jogging and 15 min manual massage) and natural recovery (stay still for a rest). To detect changes in blood lactate, creatine kinase (CK) and blood urea nitrogen (BUN) before and after restoration and record the subjective feeling of fatigue and heart rate of the subjects.Results:1) Changes of related indicators took place in different restorations. Immediately after restoring in chambers or the traditional way, the blood lactate was significantly different (Plt;0.05) compared with the natural recovery group, while heart rate and subjective fatigue feeling had no difference. 2) For CK changes, 24 hours after restoration, compared with the natural recovery group, there was a significant difference (Plt;0.05) in the groups with chamber recovery or traditional recovery.3) For the related indicators immediately after the restoration, there was no significant difference in heart rate and the subjective feeling of fatigue.Conclusions:1) From the blood lactate indicator, the chamber recovery after physical exercise fatigue had the best effect, followed by massage recovery, and natural recovery was the worst. 2) From the CK indicator, the chamber recovery and massage recovery in the initial period (within 1 h after training) are not as good as natural recovery.3) The use of lower limb negative pressure-normal pressure recovery chamber for recovery can help improve the circulation of blood and lymphatic system, break down blood lactate and CK, and improve capillary function.

rapid recovery of lower limb from negative pressure to normal pressure; blood lactate; creatine kinase

2014-06-08

国家体育总局2012重点研究领域项目《体能快速恢复舱的研制与应用研究》(编号:2012B049)。

刘振宇(1964- )，男，副研究员，研究方向体育工程。

A

1009-9840(2014)05-0076-04