摄取NaHCO3对渐增负荷运动时血浆胺和乳酸浓度的影响
作者：肖国强* 石河利宽
单位：肖国强 石河利宽 (日本中京大学运动生理教研室)
关键词：胺；乳酸；碱中毒；渐增负荷运动
中国运动医学杂志980413 提要 本研究的目的是调查在渐增负荷运动中，血浆胺和血浆乳酸浓度是否受细胞外液碱中毒的影响，以及乳酸阈(LT)和通气阈(VT)也是否受其影响；8名受试者采用功率自行车进行渐增负荷运动，直至力竭。同时测定吸氧量(VO2)、通气量(VE)、血浆乳酸、血浆胺、血液pH、HCO3-及心率(HR)。受试者在两种条件下进行实验：(1)每公斤体重摄取0.3gNaHCO3(碱中毒组：A)；(2)摄取安慰胶囊组(P)。运动前后的血液pH和HCO3-均有显著性差异。A组与P组相比较，运动负荷时间及VO2 max无显著性差异(p>0.05)。P组LT时的VO2与VT相比较，无显著性差异(p>0.05)，但A组LT时的VO2与VT相比较，却有显著性差异(p<0.05)。A组和P组VT时的VO2相比较，无显著性差异(p>0.05)，但两组LT时的VO2相比较，有显著性差异(p<0.05)。A组LT明显低于P组，反映了在运动中大量乳酸由肌肉进入血液。A组和P组的血浆胺阈(AMT)相比较，无显著性差异(p>0.05)，研究证明细胞外碱中毒影响LT而不影响AMT，使LT和VT分离，从而影响LT的确定。
, 百拇医药
Influence of NaHCO3 Intake on Plasma Ammonia and Lactate
Concentration During Incremental Exercise
Xiao Guoqiang,Toshihiro ishiko
Laboratory for Exercise Physiology and Biomechanics,School of Physical Education，Chukyo University,Toyota,Aichi 470-003,Japan
The purpose of this study was to investigate whether the levels of plasma ammonia and lactate concentration were affected by extracellular alkalosis,and by the lactate threshold(LT) or ventilatory threshold(VT) during incremental exercise.Oxygen consumption(VO2),pulmonary ventilation(VE),plasma lactate,plasma ammonia ,blood pH,HCO3-and heart rate(HR) were obtained during incremental exercise to exhaustion on a bicycle ergometer for 8 men under the following conditions:1)After the intake of NaHCO3 (0.3 g per 1kg body weight)-alkalosis Group (A). 2)After the intake of placebo gel(Group P).Blood pH and HCO3-were significantly higher before and after the experiment.The performance time and VO2 max did not differ significantly for Group A and P.VO2 at LT and VT for Group P were not significantly different,while there were for Group A.The VO2 at VT for both groups showed no significant difference,while VO2 at LT was significantly lower for Group A than that for Group P.The later reflected greater lactate diffusion from muscle into blood.The VO2 at the plasma AMTs for the two groups did not differ significantly.These data demonstrated that plasma LT can be affected by extracellular alkalosis,but the plasma AMT can not be influenced.We were able to demonstrate dissociation of LT and VT as a result of NaHCO3 intake.Specially,NaHCO3 affects the determination of LT.
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Key words:ammonia,lactate,alkalosis,incremental exercise
1 前言
在运动中血胺是判断运动能力的一个敏感指标，它与糖元的消耗、肌纤维类型的募集及训练的种类具有密切的关系[3，7，8]。在激烈的运动中，肌肉中产生大量的胺(NH4+)可以增加肌肉中AMP脱胺酶的活性。由于AMP浓度上升，进一步激活AMP脱胺酶，催化AMP水解成黄嘌呤何苷酸(IMP)和胺[11，12，17]。与此同时，ADP和AMP的增加可以提高糖酵解能力，使乳酸产生量增加[12]。因此，胺的产生和乳酸的产生密切相联[2]，血液中的胺可以反映肌肉中胺的变化[5]。
在渐增负荷运动时，血液中胺浓度随运动强度逐渐上升，当运动强度达某一负荷时，血胺浓度急剧上升，上升的开始点称为血胺阈(Blood Ammonia threshold:BAT)[1，2，19]。许多研究指出血胺阈的发生与缺氧的刺激有关，并认为细胞外液NaHCO3不仅影响血乳酸浓度，而且影响血胺阈浓度[2，19，26]。这些研究都是采用间歇运动负荷法测定的，并不能反映在渐增负荷运动时血胺阈浓度变化过程。本研究旨在探讨渐增负荷运动时，细胞外液NaHCO3对血浆胺和乳酸浓度的影响。
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2 对象与方法
受试者是8名身体健康的男大学生，年龄18.6±0.6岁，身高171.5±3.2cm，体重56.3±2.6kg。
本实验采用Dudley[4]的实验方法，每个受试者进行两次相同的渐增负荷运动。第1次实验为摄取NaHCO3组(实验组)，第2次实验为摄取安慰剂胶囊组(对照组)。在实验前48小时 要求受试者保持正常的饮食及限制激烈的运动。本实验在人工气候实验室内进行，在常温条件下的25℃，相对湿度30%。实验前一天晚上禁食，在实验前2小时服用胶囊NaCHO3和安慰剂胶囊，以每公斤体重0.3g的服用量，2小时后进行渐增负荷运动实验，每次间隔5天。实验过程按随机顺序测试。在人工气候实验室内，要求受试者安静坐在功率自行车(POWER MAX-V,Combi Co.,Japan)上，10分钟之后测 定其安静时的吸氧量(VO2)、通气量(VE)、心率(HR)、血浆乳酸(La)及血浆胺(Amm)。受试者进入安静状态后，开始进行渐增负荷运动。在安静时、运动时每分钟及运动结束后第3分钟取血样。受试者的运动负荷，从30W(60rpm)起，每2分钟增加30W，至力竭为止。进行渐增负荷运动时，受试者口戴呼吸面罩，并通过低阻力的蛇形管进行呼吸。采用气体代谢测定仪器(Stress test system Oxycon-4 MIJNHARDT Co., Netherlend)测定每分钟VE、VO2、二氧化碳排除量(VCO2)及呼 吸交换率(RER)。实验前，气体的分析采用标准气进行校正。血样取法采用Forster(6)方法，在受试者的前臂取血部位用动脉化热水敷法，测定血液pH。动脉化血样由前臂肘静脉取血，每分钟取3ml血样。2ml血样用于血浆胺的测定(Woka Co. Japan)，剩下的用于血浆乳酸的测定(YSI Moder 23 A Yellow Spring Instrument Co., USA)。
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统计学分析采用平均数±标准差，对两种不同条件下渐增负荷运动时的气体代谢各种指标、血浆胺及血浆乳酸的变化进行双因素方差分析，使用Student-t检验进行差异性检验，显著性差异为0.05水平。
3 结果
表1 血液中各指标的变化
Table 1 Average values of bolld variables
ph
HCO3
mEq/l
lactate
mmol/l
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ammonia
μmol/l
VO2
l/min
安静时
实验组
7.645±0.008*
28.3±0.35*
1.2±0.1
25.7±2.6
0.25±0.02
对照组
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7.365±0.007
23.2±0.38
1.2±0.1
25.2±3.4
0.27±0.03
力竭时
实验组
7.235±0.027*
18.1±0.45*
10.2±0.4
79.8±5.6
3.12±0.07
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对照组
7.178±0.026
16.3±0.64
11.1±0.5
81.6±6.3
3.04±0.12
*：两组之间具有显著性差异，p<0.05。significantly different from the control group(p<0.05).
表1显示实验组和对照组在安静时和至力竭时，pH、CHO3、血浆乳酸及血浆胺指标的变化。安静时实验组，pH、HCO3与对照组相比较，均有显著性差异(7.465±0.008 vs 7.356±0.007，p<0.05；和28.3±0.35mEq/1 vs 23.2±0.38mEq/1,p<0.05)。至力竭时实验组pH、CHO3与对照组相比较也出现显著性差异(7.235±0.027 vs 7.178±0.026和18.1±0.45mEq/1 vs 16.3±0.64mEq/1，均p<0.05)。安静时实验组血浆乳酸及血浆胺与对照组相比较，无显著性差异，而且至力竭运动时实验组血浆乳酸及血浆胺与对照组相比较也无显著性差异(均p>0.05)。表2显示实验组和对照组在渐增负荷运动时LT和AMT时的VO2及其%VO2max等指标的变化。其结果表明NaCHO3不影响VO2max、VT、AMT时的VO2及AMT时的%VO2max，但影响LT时的VO2及%VO2max。实验组和对照组在进行渐增负荷运动时的LT和VT的变化：实验组LT与VT分别为1.20±0.13L/min和1.57±0.05L/min，二者具显著性差异(P<0.05)；对照组LT、VT分别1.50±0.08L/min和1.54±0.14L/min，二者之间无显著性差异。实验组LT与对照组LT之间差异具显著性(p<0.05)。
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表2 2种条件下渐增负荷运动LT和AMT时各指标数
Table 2 Average values at LT and AMT during bicycle exercise under two experimental conditions
LT
AMT
实验组
对照组
实验组
对照组
VO2(l/min)
1.20±0.13*
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1.50±0.08
1.53±0.10
1.51±0.07
%VO2max
38.5±2.5*
49.3±3.1
49.0±2.1
49.7±3.8
*：两组之间具有显著性差异，p<0.05。significantly different from the control group(p<0.05)
4 讨论
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血浆胺浓度在渐增负荷运动中，随运动强度的渐增出现非线性的增加[1，2，21]。Erikssin[5]等的研究都报道了血浆胺浓度在渐增负荷运动中，随运动负荷的增加而增高，当运动到达某一负荷时，血浆胺浓度激剧上升。他们将此激剧上升的开始点称为“血胺阈”(AmT)。由于渐增负荷的时间不同，血胺阈出现时的运动负荷或VO2也不同。本实验采用在渐增负荷运动中每1分钟取血样的方法，测定血浆胺浓度的变化。在这种运动负荷中也发现血浆胺浓度激剧上升，并出现血浆胺阈曲线现象。在渐增负荷运动中血浆胺浓度增加的原因与ATP的利用率有关[10]，在以有氧代谢为主的低强度运动中，ATP的能量供应主要来源与糖、脂肪的有氧氧化供能。在剧烈的运动中，其供能以无氧代谢为主，大量动用糖酵解供能，ATP利用率大于ATP的合成，而使肌肉中的ATP的含量减少，增加肌肉中ADP和AMP的含量[8]。与此同时这些物质激活了AMP脱胺基酶，使肌肉中的胺和IMP增加，肌肉中的胺扩散进入血液中增加血胺浓度。许多研究表明肌肉中ATP的含量与血浆胺浓度密切相关[8，13，20，23]。Buno[2]报道血胺阈与乳酸阈的出现是一致的，其原因可能是由于缺氧而引起的。本研究中对照组血浆胺阈的出现与乳酸阈也是一致的，血胺阈与乳酸阈的出现时的VO2没有显著性差异。由于本研究中无论实验组或对照组的血浆胺阈与对照组乳酸阈时的VO2相比，均在VO2max的49.0—49.7%之间，两者之间并没有显著性差异(表2)，因此本研究的结果表明血胺阈的出现并非缺氧，与其他因素有关，例如：由于肌纤维类型不同，运动中血胺的产生与快慢肌纤维密切相关[16]。也有研究认为血液的浓度影响血浆胺浓度，在激烈的运动中血浆量的下降可引起血浆胺浓度上升[17，24]。
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本研究结果表明摄取NaCHO3不影响血浆胺阈，而影响血浆乳酸阈。由于细胞外液的NaCHO3的作用推迟了代谢性酸中毒的产生，在较低的乳酸浓度和VO2水平条件下，完成与对照组相同的运动负荷量。在本研究中实验组与对照组之间不但血浆胺阈没有显著性差异，而且在力竭运动时血浆胺浓度也没有显著性差异。这说明影响运动能力下降的因素除了ATP的消耗之外，还有其他因素的影响。本研究发现摄取NaCHO3影响LT，但并不影响VO2max和运动时间。有关细胞外液NaCHO3对LT影响的机制目前并不太清楚。研究认为血液中的NaCHO3是乳酸的缓冲物质，LT的变化与血液 pH值的酸碱度及NaCHO3缓冲物质的含量有关[14]。乳酸由肌肉扩散通过细胞膜进入血液时，同时H+也扩散进入血液[6]。即乳酸与碳酸氢钠生成乳酸钠和碳酸，来自乳酸中的氢离子引起碳酸形成，并由碳酸分解出水和二氧化碳，以缓冲血液中的酸性物质。
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判断NaCHO3缓冲乳酸的水平可用△HCO3-来表示，即△HCO3-的值越大，缓冲乳酸能力越高。Sahlin等[19]研究认为摄取NaCHO3对缓冲乳酸具有积极性作用，不但可以缓冲乳酸中毒，而且同时提高运动成绩。但是在本研究中，摄取NaHCO3的实验组与对照组相比较并未改善VO2max和运动时间。我们的实验的结果与Meclean[13]和Takeshi[24]的实验结果是一致的。却与Sahlin等[19]的结果不同。其原因可能是运动负荷的时间不同，有待于进一步研究。
另外，本研究发现在对照组中，LT与VT之间没有显著性差异，而在实验组中的LT与VT之间的关系却受摄取NaCHO3因素的影响，研究结果表明LT与VT之间并非存在因果关系。Poole和Garsser[18]发现训练可以明显增加VT，而Hughes[9]报道采用食物摄取控制法，使受试者处于糖元耗尽状态时，VT明显下降。他们实验的结果可以说明LT与VT并不是在任何条件下都表现为一致，实验方法不同可使VT与LT发生分离。从本研究的结果，可以认为LT与VT之间的关系不仅受到训练[18]、食物摄取[10，15]等因素的影响，而且摄取NaCHO3也可以作为一个影响因素。
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5 小结
本研究的结果表明，在摄取NaCHO3条件下渐增负荷运动时，碱中毒不影响AMT、运动负荷时间及VO2max，而影响LT时的VO2。碱中毒对LT的影响要大于VT，由于NaCHO3对血乳酸的缓冲作用，LT时的VO2明显低于对照组，表明在运动中大量乳酸由肌肉扩散进入血液。此外，A组和P组的血浆胺阈相比较，没有显著性差异(p>0.05)，可以说明细胞外碱中毒影响LT而不影响AMT，使LT和VT分离，从而影响LT的确定。
*现工作单位：广州市华南师范大学体育系统生物学科教研室，邮码：510620
参考文献
1.Babij P,et al. Changes in blood ammonia ,lactate and amino acids in relation to workload during bicycle ergometer exercise in man.Eur J Appl physiol 1983,50:450-411
, 百拇医药
2.Buno MJ,et al(1984). Blood lactate and ammonium ion accumulation during graded exercise in humans. J Appl Physiol 57:135-139.
3.Denis C,et al. Effercts of endurance training on hyperammonaemia during a 45-min constant exercise intensity.Eur J Appl Physiol 1989,59:268-272
4.Dudley GA,et al. Muscle fiber composition and blood ammonia levels after intense exercise in humans.J Appl Physiol 1983,54:582-586.
, http://www.100md.com
5.Eriksson LS,et al. ammonia metabolism during exercise in Man.Clin Physiol 1985,32:582-586
6.Graham T E,et al.Muscle and blood ammonia and lactate responses to prolonged exercise with hyperoxia.J Appl Physiol 63:1457-1462,1987.
7.Greenhaff P L,et al.The influence of dietary manipulation on plasma ammonia accumulation during incremental exercise in man.Eur J Appl Physiol,1991,63:338-344
8.Hageloch W,Weicker H. Methodik der Blutammoniakbestimmung unter spotmedizinischen Aspekten.Dtsch Ztschr Sportmed 1988,39:180-188
, 百拇医药
9.Hughes E F,et al.Effects of glycogen depletion and pedaling speed on "anaerobic threshold." J Appl Pyhsiol 1982,52(6):1598-1607
10.Harris RC, et al.Muscle ATP loss and lactate accumulation at different work intensities in the exercising thoroughbred horse.Eur J Appl physiiol 1991,62:235-244
11.Katz A,et al. Muscle ammonia and amino acid metabolism during dynamic exercise in man,Clin Physiol 1986,6:365-379
, 百拇医药
12.Kulmer T,Kindermann W.Physical performance and serum potassium under chronic betablockade.Eur J Appl Physiol 1985,54:350-354
13.Maclean D A,et al.Plasma and muscle amino acid and Ammonia responses during prolonged exercise in humans.J Apple Physical 1991,70:2095-2103
14.Mainwood GW,and Worsley BP. The effects of extracelluar pH and buffer concentration on the efflux of lactate from frog sartorius muscle.J Physol(Lond) 1975,250:1-22
, 百拇医药
15.McLellan T M and Gass G C. The relationship between the ventilation and lactate threshold following normal,low and high carbohy drate diets.Eur J Appl Physiol 1989,13:150-163
16.Mutch B JC, Banister E W. Ammonia metabolism in exercise and fatigue:a review.Med Sci Sports Exerc 1983,15:41-50
17.Pannier J L, et al. Blood ammonia response to treadmill and bicycle exercise in men,Int J. Sports Med 1995,16:141-144
, http://www.100md.com
18.Poole D C and Gaesser G A.Response of ventilatory and lactate threshold to contunnous and interval training.J Appl Physiol 1985,58:1115-1121
19.Sahlin K. Muscle fatigue and lactic acid accmulation.Acta Physiol Scand 128(supplement):1986,83-91
20.Wagenmakers A J M, et al. Exerciseinduced activation of the branchedchain 2-oxo-acid dehydrogenase in human skeletal muscle.Eur j Appl Physiol 1989,59:159-167
, 百拇医药
21.Wahren J, et al. Glucose metabolism during leg exercise in man. J Clin Invest1990,50:2715-2725
22.Wagenmakers A JM. Role of amino acids and ammonia in mechanisms of fatigue.In Marconnet P., Komi P., Ssltin B (nds):Local Fatigue in Exercise and Training.Karger Series on Med Sport Sci,1992, pp 69-86
23.Wagenmakers A J M, et al. Carbohydrate supplementation,glycogen depletion,and amino acid metabolism during exercise.Am J Physiol 1991,260:E883-E890
24.Takeshi Yamauchi,et al. Effect of Blood pH on plasma ammonia and lactate concentration during incremental exercise in men.Advances in Exercise and Sports Physiology 1997,2:79-82
(1998.05.01收稿), 百拇医药
单位：肖国强 石河利宽 (日本中京大学运动生理教研室)
关键词：胺；乳酸；碱中毒；渐增负荷运动
中国运动医学杂志980413 提要 本研究的目的是调查在渐增负荷运动中，血浆胺和血浆乳酸浓度是否受细胞外液碱中毒的影响，以及乳酸阈(LT)和通气阈(VT)也是否受其影响；8名受试者采用功率自行车进行渐增负荷运动，直至力竭。同时测定吸氧量(VO2)、通气量(VE)、血浆乳酸、血浆胺、血液pH、HCO3-及心率(HR)。受试者在两种条件下进行实验：(1)每公斤体重摄取0.3gNaHCO3(碱中毒组：A)；(2)摄取安慰胶囊组(P)。运动前后的血液pH和HCO3-均有显著性差异。A组与P组相比较，运动负荷时间及VO2 max无显著性差异(p>0.05)。P组LT时的VO2与VT相比较，无显著性差异(p>0.05)，但A组LT时的VO2与VT相比较，却有显著性差异(p<0.05)。A组和P组VT时的VO2相比较，无显著性差异(p>0.05)，但两组LT时的VO2相比较，有显著性差异(p<0.05)。A组LT明显低于P组，反映了在运动中大量乳酸由肌肉进入血液。A组和P组的血浆胺阈(AMT)相比较，无显著性差异(p>0.05)，研究证明细胞外碱中毒影响LT而不影响AMT，使LT和VT分离，从而影响LT的确定。
, 百拇医药
Influence of NaHCO3 Intake on Plasma Ammonia and Lactate
Concentration During Incremental Exercise
Xiao Guoqiang,Toshihiro ishiko
Laboratory for Exercise Physiology and Biomechanics,School of Physical Education，Chukyo University,Toyota,Aichi 470-003,Japan
The purpose of this study was to investigate whether the levels of plasma ammonia and lactate concentration were affected by extracellular alkalosis,and by the lactate threshold(LT) or ventilatory threshold(VT) during incremental exercise.Oxygen consumption(VO2),pulmonary ventilation(VE),plasma lactate,plasma ammonia ,blood pH,HCO3-and heart rate(HR) were obtained during incremental exercise to exhaustion on a bicycle ergometer for 8 men under the following conditions:1)After the intake of NaHCO3 (0.3 g per 1kg body weight)-alkalosis Group (A). 2)After the intake of placebo gel(Group P).Blood pH and HCO3-were significantly higher before and after the experiment.The performance time and VO2 max did not differ significantly for Group A and P.VO2 at LT and VT for Group P were not significantly different,while there were for Group A.The VO2 at VT for both groups showed no significant difference,while VO2 at LT was significantly lower for Group A than that for Group P.The later reflected greater lactate diffusion from muscle into blood.The VO2 at the plasma AMTs for the two groups did not differ significantly.These data demonstrated that plasma LT can be affected by extracellular alkalosis,but the plasma AMT can not be influenced.We were able to demonstrate dissociation of LT and VT as a result of NaHCO3 intake.Specially,NaHCO3 affects the determination of LT.
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Key words:ammonia,lactate,alkalosis,incremental exercise
1 前言
在运动中血胺是判断运动能力的一个敏感指标，它与糖元的消耗、肌纤维类型的募集及训练的种类具有密切的关系[3，7，8]。在激烈的运动中，肌肉中产生大量的胺(NH4+)可以增加肌肉中AMP脱胺酶的活性。由于AMP浓度上升，进一步激活AMP脱胺酶，催化AMP水解成黄嘌呤何苷酸(IMP)和胺[11，12，17]。与此同时，ADP和AMP的增加可以提高糖酵解能力，使乳酸产生量增加[12]。因此，胺的产生和乳酸的产生密切相联[2]，血液中的胺可以反映肌肉中胺的变化[5]。
在渐增负荷运动时，血液中胺浓度随运动强度逐渐上升，当运动强度达某一负荷时，血胺浓度急剧上升，上升的开始点称为血胺阈(Blood Ammonia threshold:BAT)[1，2，19]。许多研究指出血胺阈的发生与缺氧的刺激有关，并认为细胞外液NaHCO3不仅影响血乳酸浓度，而且影响血胺阈浓度[2，19，26]。这些研究都是采用间歇运动负荷法测定的，并不能反映在渐增负荷运动时血胺阈浓度变化过程。本研究旨在探讨渐增负荷运动时，细胞外液NaHCO3对血浆胺和乳酸浓度的影响。
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2 对象与方法
受试者是8名身体健康的男大学生，年龄18.6±0.6岁，身高171.5±3.2cm，体重56.3±2.6kg。
本实验采用Dudley[4]的实验方法，每个受试者进行两次相同的渐增负荷运动。第1次实验为摄取NaHCO3组(实验组)，第2次实验为摄取安慰剂胶囊组(对照组)。在实验前48小时 要求受试者保持正常的饮食及限制激烈的运动。本实验在人工气候实验室内进行，在常温条件下的25℃，相对湿度30%。实验前一天晚上禁食，在实验前2小时服用胶囊NaCHO3和安慰剂胶囊，以每公斤体重0.3g的服用量，2小时后进行渐增负荷运动实验，每次间隔5天。实验过程按随机顺序测试。在人工气候实验室内，要求受试者安静坐在功率自行车(POWER MAX-V,Combi Co.,Japan)上，10分钟之后测 定其安静时的吸氧量(VO2)、通气量(VE)、心率(HR)、血浆乳酸(La)及血浆胺(Amm)。受试者进入安静状态后，开始进行渐增负荷运动。在安静时、运动时每分钟及运动结束后第3分钟取血样。受试者的运动负荷，从30W(60rpm)起，每2分钟增加30W，至力竭为止。进行渐增负荷运动时，受试者口戴呼吸面罩，并通过低阻力的蛇形管进行呼吸。采用气体代谢测定仪器(Stress test system Oxycon-4 MIJNHARDT Co., Netherlend)测定每分钟VE、VO2、二氧化碳排除量(VCO2)及呼 吸交换率(RER)。实验前，气体的分析采用标准气进行校正。血样取法采用Forster(6)方法，在受试者的前臂取血部位用动脉化热水敷法，测定血液pH。动脉化血样由前臂肘静脉取血，每分钟取3ml血样。2ml血样用于血浆胺的测定(Woka Co. Japan)，剩下的用于血浆乳酸的测定(YSI Moder 23 A Yellow Spring Instrument Co., USA)。
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统计学分析采用平均数±标准差，对两种不同条件下渐增负荷运动时的气体代谢各种指标、血浆胺及血浆乳酸的变化进行双因素方差分析，使用Student-t检验进行差异性检验，显著性差异为0.05水平。
3 结果
表1 血液中各指标的变化
Table 1 Average values of bolld variables
ph
HCO3
mEq/l
lactate
mmol/l
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ammonia
μmol/l
VO2
l/min
安静时
实验组
7.645±0.008*
28.3±0.35*
1.2±0.1
25.7±2.6
0.25±0.02
对照组
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7.365±0.007
23.2±0.38
1.2±0.1
25.2±3.4
0.27±0.03
力竭时
实验组
7.235±0.027*
18.1±0.45*
10.2±0.4
79.8±5.6
3.12±0.07
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对照组
7.178±0.026
16.3±0.64
11.1±0.5
81.6±6.3
3.04±0.12
*：两组之间具有显著性差异，p<0.05。significantly different from the control group(p<0.05).
表1显示实验组和对照组在安静时和至力竭时，pH、CHO3、血浆乳酸及血浆胺指标的变化。安静时实验组，pH、HCO3与对照组相比较，均有显著性差异(7.465±0.008 vs 7.356±0.007，p<0.05；和28.3±0.35mEq/1 vs 23.2±0.38mEq/1,p<0.05)。至力竭时实验组pH、CHO3与对照组相比较也出现显著性差异(7.235±0.027 vs 7.178±0.026和18.1±0.45mEq/1 vs 16.3±0.64mEq/1，均p<0.05)。安静时实验组血浆乳酸及血浆胺与对照组相比较，无显著性差异，而且至力竭运动时实验组血浆乳酸及血浆胺与对照组相比较也无显著性差异(均p>0.05)。表2显示实验组和对照组在渐增负荷运动时LT和AMT时的VO2及其%VO2max等指标的变化。其结果表明NaCHO3不影响VO2max、VT、AMT时的VO2及AMT时的%VO2max，但影响LT时的VO2及%VO2max。实验组和对照组在进行渐增负荷运动时的LT和VT的变化：实验组LT与VT分别为1.20±0.13L/min和1.57±0.05L/min，二者具显著性差异(P<0.05)；对照组LT、VT分别1.50±0.08L/min和1.54±0.14L/min，二者之间无显著性差异。实验组LT与对照组LT之间差异具显著性(p<0.05)。
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表2 2种条件下渐增负荷运动LT和AMT时各指标数
Table 2 Average values at LT and AMT during bicycle exercise under two experimental conditions
LT
AMT
实验组
对照组
实验组
对照组
VO2(l/min)
1.20±0.13*
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1.50±0.08
1.53±0.10
1.51±0.07
%VO2max
38.5±2.5*
49.3±3.1
49.0±2.1
49.7±3.8
*：两组之间具有显著性差异，p<0.05。significantly different from the control group(p<0.05)
4 讨论
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血浆胺浓度在渐增负荷运动中，随运动强度的渐增出现非线性的增加[1，2，21]。Erikssin[5]等的研究都报道了血浆胺浓度在渐增负荷运动中，随运动负荷的增加而增高，当运动到达某一负荷时，血浆胺浓度激剧上升。他们将此激剧上升的开始点称为“血胺阈”(AmT)。由于渐增负荷的时间不同，血胺阈出现时的运动负荷或VO2也不同。本实验采用在渐增负荷运动中每1分钟取血样的方法，测定血浆胺浓度的变化。在这种运动负荷中也发现血浆胺浓度激剧上升，并出现血浆胺阈曲线现象。在渐增负荷运动中血浆胺浓度增加的原因与ATP的利用率有关[10]，在以有氧代谢为主的低强度运动中，ATP的能量供应主要来源与糖、脂肪的有氧氧化供能。在剧烈的运动中，其供能以无氧代谢为主，大量动用糖酵解供能，ATP利用率大于ATP的合成，而使肌肉中的ATP的含量减少，增加肌肉中ADP和AMP的含量[8]。与此同时这些物质激活了AMP脱胺基酶，使肌肉中的胺和IMP增加，肌肉中的胺扩散进入血液中增加血胺浓度。许多研究表明肌肉中ATP的含量与血浆胺浓度密切相关[8，13，20，23]。Buno[2]报道血胺阈与乳酸阈的出现是一致的，其原因可能是由于缺氧而引起的。本研究中对照组血浆胺阈的出现与乳酸阈也是一致的，血胺阈与乳酸阈的出现时的VO2没有显著性差异。由于本研究中无论实验组或对照组的血浆胺阈与对照组乳酸阈时的VO2相比，均在VO2max的49.0—49.7%之间，两者之间并没有显著性差异(表2)，因此本研究的结果表明血胺阈的出现并非缺氧，与其他因素有关，例如：由于肌纤维类型不同，运动中血胺的产生与快慢肌纤维密切相关[16]。也有研究认为血液的浓度影响血浆胺浓度，在激烈的运动中血浆量的下降可引起血浆胺浓度上升[17，24]。
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本研究结果表明摄取NaCHO3不影响血浆胺阈，而影响血浆乳酸阈。由于细胞外液的NaCHO3的作用推迟了代谢性酸中毒的产生，在较低的乳酸浓度和VO2水平条件下，完成与对照组相同的运动负荷量。在本研究中实验组与对照组之间不但血浆胺阈没有显著性差异，而且在力竭运动时血浆胺浓度也没有显著性差异。这说明影响运动能力下降的因素除了ATP的消耗之外，还有其他因素的影响。本研究发现摄取NaCHO3影响LT，但并不影响VO2max和运动时间。有关细胞外液NaCHO3对LT影响的机制目前并不太清楚。研究认为血液中的NaCHO3是乳酸的缓冲物质，LT的变化与血液 pH值的酸碱度及NaCHO3缓冲物质的含量有关[14]。乳酸由肌肉扩散通过细胞膜进入血液时，同时H+也扩散进入血液[6]。即乳酸与碳酸氢钠生成乳酸钠和碳酸，来自乳酸中的氢离子引起碳酸形成，并由碳酸分解出水和二氧化碳，以缓冲血液中的酸性物质。
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判断NaCHO3缓冲乳酸的水平可用△HCO3-来表示，即△HCO3-的值越大，缓冲乳酸能力越高。Sahlin等[19]研究认为摄取NaCHO3对缓冲乳酸具有积极性作用，不但可以缓冲乳酸中毒，而且同时提高运动成绩。但是在本研究中，摄取NaHCO3的实验组与对照组相比较并未改善VO2max和运动时间。我们的实验的结果与Meclean[13]和Takeshi[24]的实验结果是一致的。却与Sahlin等[19]的结果不同。其原因可能是运动负荷的时间不同，有待于进一步研究。
另外，本研究发现在对照组中，LT与VT之间没有显著性差异，而在实验组中的LT与VT之间的关系却受摄取NaCHO3因素的影响，研究结果表明LT与VT之间并非存在因果关系。Poole和Garsser[18]发现训练可以明显增加VT，而Hughes[9]报道采用食物摄取控制法，使受试者处于糖元耗尽状态时，VT明显下降。他们实验的结果可以说明LT与VT并不是在任何条件下都表现为一致，实验方法不同可使VT与LT发生分离。从本研究的结果，可以认为LT与VT之间的关系不仅受到训练[18]、食物摄取[10，15]等因素的影响，而且摄取NaCHO3也可以作为一个影响因素。
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5 小结
本研究的结果表明，在摄取NaCHO3条件下渐增负荷运动时，碱中毒不影响AMT、运动负荷时间及VO2max，而影响LT时的VO2。碱中毒对LT的影响要大于VT，由于NaCHO3对血乳酸的缓冲作用，LT时的VO2明显低于对照组，表明在运动中大量乳酸由肌肉扩散进入血液。此外，A组和P组的血浆胺阈相比较，没有显著性差异(p>0.05)，可以说明细胞外碱中毒影响LT而不影响AMT，使LT和VT分离，从而影响LT的确定。
*现工作单位：广州市华南师范大学体育系统生物学科教研室，邮码：510620
参考文献
1.Babij P,et al. Changes in blood ammonia ,lactate and amino acids in relation to workload during bicycle ergometer exercise in man.Eur J Appl physiol 1983,50:450-411
, 百拇医药
2.Buno MJ,et al(1984). Blood lactate and ammonium ion accumulation during graded exercise in humans. J Appl Physiol 57:135-139.
3.Denis C,et al. Effercts of endurance training on hyperammonaemia during a 45-min constant exercise intensity.Eur J Appl Physiol 1989,59:268-272
4.Dudley GA,et al. Muscle fiber composition and blood ammonia levels after intense exercise in humans.J Appl Physiol 1983,54:582-586.
, http://www.100md.com
5.Eriksson LS,et al. ammonia metabolism during exercise in Man.Clin Physiol 1985,32:582-586
6.Graham T E,et al.Muscle and blood ammonia and lactate responses to prolonged exercise with hyperoxia.J Appl Physiol 63:1457-1462,1987.
7.Greenhaff P L,et al.The influence of dietary manipulation on plasma ammonia accumulation during incremental exercise in man.Eur J Appl Physiol,1991,63:338-344
8.Hageloch W,Weicker H. Methodik der Blutammoniakbestimmung unter spotmedizinischen Aspekten.Dtsch Ztschr Sportmed 1988,39:180-188
, 百拇医药
9.Hughes E F,et al.Effects of glycogen depletion and pedaling speed on "anaerobic threshold." J Appl Pyhsiol 1982,52(6):1598-1607
10.Harris RC, et al.Muscle ATP loss and lactate accumulation at different work intensities in the exercising thoroughbred horse.Eur J Appl physiiol 1991,62:235-244
11.Katz A,et al. Muscle ammonia and amino acid metabolism during dynamic exercise in man,Clin Physiol 1986,6:365-379
, 百拇医药
12.Kulmer T,Kindermann W.Physical performance and serum potassium under chronic betablockade.Eur J Appl Physiol 1985,54:350-354
13.Maclean D A,et al.Plasma and muscle amino acid and Ammonia responses during prolonged exercise in humans.J Apple Physical 1991,70:2095-2103
14.Mainwood GW,and Worsley BP. The effects of extracelluar pH and buffer concentration on the efflux of lactate from frog sartorius muscle.J Physol(Lond) 1975,250:1-22
, 百拇医药
15.McLellan T M and Gass G C. The relationship between the ventilation and lactate threshold following normal,low and high carbohy drate diets.Eur J Appl Physiol 1989,13:150-163
16.Mutch B JC, Banister E W. Ammonia metabolism in exercise and fatigue:a review.Med Sci Sports Exerc 1983,15:41-50
17.Pannier J L, et al. Blood ammonia response to treadmill and bicycle exercise in men,Int J. Sports Med 1995,16:141-144
, http://www.100md.com
18.Poole D C and Gaesser G A.Response of ventilatory and lactate threshold to contunnous and interval training.J Appl Physiol 1985,58:1115-1121
19.Sahlin K. Muscle fatigue and lactic acid accmulation.Acta Physiol Scand 128(supplement):1986,83-91
20.Wagenmakers A J M, et al. Exerciseinduced activation of the branchedchain 2-oxo-acid dehydrogenase in human skeletal muscle.Eur j Appl Physiol 1989,59:159-167
, 百拇医药
21.Wahren J, et al. Glucose metabolism during leg exercise in man. J Clin Invest1990,50:2715-2725
22.Wagenmakers A JM. Role of amino acids and ammonia in mechanisms of fatigue.In Marconnet P., Komi P., Ssltin B (nds):Local Fatigue in Exercise and Training.Karger Series on Med Sport Sci,1992, pp 69-86
23.Wagenmakers A J M, et al. Carbohydrate supplementation,glycogen depletion,and amino acid metabolism during exercise.Am J Physiol 1991,260:E883-E890
24.Takeshi Yamauchi,et al. Effect of Blood pH on plasma ammonia and lactate concentration during incremental exercise in men.Advances in Exercise and Sports Physiology 1997,2:79-82
(1998.05.01收稿), 百拇医药