富氢水对重复力竭运动后血乳酸化程度缓解机制研究*

李晨

(泰山医学院，山东泰安271016)

富氢水对重复力竭运动后血乳酸化程度缓解机制研究*

李晨

(泰山医学院，山东泰安271016)

目的重复力竭运动成为现代足球运动竞赛中裁判员体能训练的必要手段，探寻富氢水对重复力竭运动后疲劳的血乳酸化程度缓解作用。方法51名男足球现役裁判员，进行力竭运动检测后采集血液。力竭运动训练实验组(26人)分组及观测时点同对照组(25人)。重复力竭运动的血液基础pH检查:实验组运动前30 min与运动后即刻喝2％富氢水500 ml/次富氢水;对照组相同时间喝同剂量生理盐水。分别于实验前(0天)和第14天采集2次(力竭运动前空腹和力竭运动后)动脉血监测动脉血pH值，二氧化碳分压和碳酸氢盐浓度。结果通过研究发现，实验组和对照相比，富氢水不仅可以提高足球现役裁判员血液基础pH，而且可以明显提高重复力竭运动后血液基础pH。和对照组相比，服富氢水组(14天后)空腹血液pH明显降低(平均降低0.05，95％的可信区间为0.01～0.08，P＜0.01)，运动后血液pH降低更显著(平均降低0.09，95％的可信区间为0.01～0.10，P=0.03)。血液碳酸氢盐水平明显升高(33.1±1.8 mEq/L vs.27.9±2.1 mEq/L;P＜0.0001)。结论通过对足球现役裁判员跟踪监测研究发现富氢水可以影响重复力竭运动导致的机体酸化趋势，富氢水对力竭运动后疲劳的缓解机制作用。为缓解力竭运动后产生的疲劳及对抗人体力竭运动导致的血乳酸化程度增加、血氧饱和度降低提供崭新的思路。

富氢水;力竭运动;血乳酸化程度;缓解机制研究

随着现代足球运动竞赛竞争日趋白热化，与之相适应的足球比赛中的裁判员大强度体能训练成为必要手段，由此产生的机体疲劳、骨骼肌微损伤则如影随形，成为严重影响裁判员执法能力、执法水平与裁判员执裁寿命的关键因素。因此，如何促进运动后疲劳的缓解、提高执法能力、执法水平，延长裁判员执裁寿命成为亟待解决的问题。如何寻找能够延缓运动性疲劳、提高竞技能力且安全有效、无毒副作用的非兴奋剂物质。成为国内外运动医学工作者关注的焦点与难点，我们的研究旨在揭示富氢水对力竭运动后疲劳的缓解机制作用。

1 材料与方法

1.1 一般资料

抽调山东省51名男足球现役裁判员(其中一级43人、国家级8人)年龄25岁(25.4±1.7)，进行力竭运动检测后采集血液。受试者没有吃任何药物和营养补充品(每个人都填写了University of Tsukuba的人体研究伦理委员会要求的知情同意书)。每个人的体质情况进行跟踪记录(年龄、身高、体重、体重指数和最大氧耗量)。随机抽取分实验组26人(其中一级22人、国家级4人)，分组及观测时点同对照组25人(其中一级21人、国家级4人)。重复力竭运动的血液基础pH检查:实验组运动前30min与运动后即刻喝2％富氢水500ml/次富氢水;对照组相同时间喝同剂量生理盐水。分别于实验前(0天)和第14天采集2次(力竭运动前空腹和力竭运动后)动脉血监测动脉血pH值，二氧化碳分压和碳酸氢盐浓度。

1.2 实验方案

1.2.1 设立实验组、对照组，进行同样力竭运动训练，力竭运动训练实验组26人(其中一级22人、国家级4人)，分组及观测时点同对照组25人(其中一级21人、国家级4人)。重复力竭运动的血液基础pH检查:实验组运动前30min与运动后即刻喝2％富氢水500 ml/次富氢水;对照组相同时间喝同剂量生理盐水。

1.2.2 跟踪监测:分别于实验前(0天)和第14天采集2次(力竭运动前空腹和力竭运动后)动脉血监测动脉血pH值，二氧化碳分压和碳酸氢盐浓度。每个人的体质情况进行跟踪记录(年龄、身高、体重、体重指数和最大氧耗量)。

1.3 指标观察

通过研究发现，实验组和对照相比，富氢水不仅可以提高足球现役裁判员血液基础pH，而且可以明显提高重复力竭运动后血液基础pH。和对照组相比，服富氢水组(14天后)空腹血液pH明显降低(平均降低0.05，95％的可信区间为0.01～0.08，P＜0.01)，运动后血液pH降低更显著(平均降低0.09，95％的可信区间为0.01～0.10，P=0.03)。血液碳酸氢盐水平明显升高(33.1±1.8 mEq/L vs. 27.9±2.1 mEq/L;P＜0.0001)。

通过跟踪检测数据研究发现，实验组和对照相比，富氢水不仅可以提高足球现役裁判员血液基础pH，而且可以明显提高重复力竭运动后血液基础pH。和对照组相比，服富氢水组(14天后)空腹血液pH明显降低(平均降低0.05，95％的可信区间为0.01～0.08，P＜0.01)，运动后血液pH降低更显著(平均降低0.09，95％的可信区间为0.01～0.10，P =0.03)。血液碳酸氢盐水平明显升高(33.1±1.8 mEq/L vs.27.9±2.1 mEq/L;P＜0.0001)。

2 结果

氢气生物学效应发现以来，关于富氢水的生物学效应主要围绕抗氧化能力，但直接的抗氧化是最早发现并确定的现象。不过随着研究的深入，发现富氢水能提高动物自身抗氧化的能力，自身抗氧化能力的提高，往往是受到自身氧化应激水平增加正向调节。剧烈运动可显著增加能量需求和氧气消耗，同时可以增加活性氧和活性氮的生成，这将会打破氧化还原平衡导致氧化应激损伤。正常情况下，活性氧和活性氮生成速度相对比较低，而且随后被抗氧化系统清除(保持一定水平)。但是当剧烈运动过程中活性氧和活性氮生成速度太高时，超过体内抗氧化系统的清除能力，活性氧和活性氮的浓度就会增加，并导致细胞膜等细胞成分受到伤害，特别是细胞核两端有一个帽子状的东西，称为端粒。通过深入研究发现端粒的作用是保护染色体，由端粒酶来启动、制造和维持其功能。端粒酶的活性是调控衰老的关键因素。如果端粒受到损伤，导致细胞坏死直接影响到足球裁判员的运动工作寿命。足球裁判员的运动生命周期内，端粒酶的活性较大，容易维持和延长端粒。随着，端粒酶活性的变化，当难以维持端粒的长度，端粒就会不断缩短。会使细胞分裂受到影响，启动肌肉损伤和炎症，这是对运动产生疲劳的一种释疑。

通过测定高活性氧分子ROS水平或其引起的特异性氧化产物，观察研究发现富氢水具有选择性抗氧化，引起的血液酸化防护机制作用。重复力竭运动导致的代谢性酸中毒的典型改变，是因为ATP过渡消耗导致线粒体质子大量释放，导致细胞酸中毒，通过对足球现役裁判员跟踪监测研究发现，富氢水可以影响重复力竭运动导致的机体酸化趋势，富氢水对重复力竭运动引起的血液酸化具有防护机制作用。为缓解力竭运动后产生的疲劳及对抗人体力竭运动导致的血乳酸化程度增加、血氧饱和度降低具有显著的缓解作用。

3 结论

经过系统训练的足球裁判员由于抗氧化系统因适应增强，比普通人更能耐受运动后疲劳和氧化损伤，但是单靠自身的适应与调节是远远不够的，随着研究的不断深入富氢水能提高动物自身抗氧化的能力，自身抗氧化能力的提高，富氢水能够延缓运动性疲劳、提高竞技能力且安全有效、无毒副作用的非兴奋剂物质缓解剧烈运动后氧化损伤恢复，逐步被足球裁判员体能训练广泛尝试。

重复力竭运动导致的代谢性酸中毒的典型改变是因为ATP过渡消耗导致线粒体质子大量释放，导致细胞酸中毒，通过对足球现役裁判员跟踪监测研究发现，富氢水可以影响重复力竭运动导致的机体酸化趋势，富氢水对力竭运动后疲劳的缓解机制作用。为缓解力竭运动后产生的疲劳及对抗人体力竭运动导致的血乳酸化程度增加、血氧饱和度降低提供崭新的思路。根据这一最新的运动实验结果，考虑到富氢水本身的安全性，可以建议将富氢水作为部分剧烈长时间运动的保健用水，或作为提高相关运动项目成绩的一种手段。

目前，对运动脏器疲劳消除机制执行运动功能的引起血液酸化防护机制作用的影响研究尚未进行相关研究与报道，今后我们将从运动引起的血液酸化防护机制作用的影响研究入手，从引起的血液酸化防护机制作用的影响研究与机体抗氧化两个方面探讨富氢水的作用。

通过研究富氢水对许多炎症和氧化损伤的明显效果，进一步探寻是否可以作为预防运动引起的血液酸化手段的研究;探索重复力竭运动引起脏器疲劳的动因源;以及通过测定高活性氧分子ROS水平或其引起的特异性氧化产物等，探寻富氢水选择性抗氧化及引起的血液酸化防护机制作用的影响作为依据，从而为进一步深入研究引起血液酸化防护作用的内在机制，为富氢水的开发利用奠定基础，从而为缓解力竭运动后产生的疲劳及对抗人体力竭运动导致的血乳酸化程度增加、血氧饱和度降低提供崭新的思路。

［1］张翔.乳酸堆积与骨骼肌疲劳研究评述［J］山西师大体育学院学报，2010，4:120-122.

［2］Stari DIF，About hydrogen and sports injuries［J］.Research in Sports Medicine，2014，2(2):102-104.

［3］李爱春.富氢水对骨骼肌运动性氧化损伤与选择性抗氧化作用机制研究(D).苏州大学博士论文.2012.

［4］Kayar SR，Axley MJ，Homer LD，et al.Hydrogen gas is not oxidized by mammalian tissues under hyperbaric conditions［J］.Undersea Hyperb Med，1994，21:265-275.

［5］Gharib B，Hanna S，Abdallahi OM，et al.Anti-inflammatory properties of molecular hydrogen investigation on parasite-induced liver inflammation［J］.CR Acad Sci III，2001，324:719-724.

［6］Cai J，Kang Z，Liu K，et al.Neuroprotective effects of hydrogen saline in neonatal hypoxia-ischemia rat model［J］.Brain Res，2009，1256(23):129-137.

［7］Cai JM，Kang ZM，Liu K，et al.Neuroprotective effects of hydrogen saline in neonatal hypoxia-ischemia rat model［J］.Brain Res，2009，1256(23):129-137.

［8］Ohsawa I，Ishikawa M，Takahashi K，et al.Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals［J］.Nat Med，2007，13:688-694.

［9］Chen Y，Jiang J，Miao H，et al.Hydrogen-rich saline attenuates vascular smooth muscle cell proliferation and neointimal hyperplasia by inhibiting reactive oxygen species production and inactivating the Ras-ERK1/2-MEK1/2 and Akt pathways［J］.Int J Mol Med，2013，31，597-606.

［10］Manaenko A，Sun XJ，Kim CH，et al.PAR-1 antagonist SCH79797 ameliorates apoptosis following surgical brain injury through inhibition of ASK1-JNK in rats［J］.Neurobiol Dis，2013，50:13-20.

［11］Tan M，Sun X，Guo L，Su C，et al.Hydrogen as additive of HTK solution fortifies myocardial preservation in grafts with prolonged cold ischemia［J］.Int J Cardiol，2012，Jan 19:251-252.

［12］Chan P H.Role of oxidants in ischemic brain damage［J］.Stroke，1996，27:1124-1129.

［13］Liu S，Liu M，Peterson S，et al.Hydroxyl radical formation is greater in striatal core than in penumbra in a rat model of ischemic stroke［J］.J Neurosci Res，2003，71:882-888.

［14］Nanetti L，Taffi R，Vignini A，et al.Reactive oxygen species plasmatic levels in ischemic stroke［J］.Mol Cell Biochem，2007，303: 19-25.

［15］赵丽，熊开宇，龚丽景.运动诱导机体对氧应激系统性适应的分子机制［J］.中国医疗前沿，2009，9:46-48.

［16］Gomez-CabreraMC，MartnezA，et al.Oxidative stress in marathonrunner:interestofantioxidantsupplementation［J］.Br.J.Nutr，2006，96(suppl.1):S31-S33.

Hydrogen rich water on repeated exhaustive blood milk acidification after exercise to relieve fatigue Study on the mechanism of

LI Chen
(Taishan Medical University，Taian 271016，China)

Objective:to repeated exhaustive exercise has become a necessary method of physical training of modern football referees in sports competition，to explore the hydrogen rich water on repeated exhaustive blood milk acidification effect of relieving fatigue after exercise.Methods:51 male soccer referees were active，exhaustive exercise test after collecting blood.Exhaustive exercise training the experimental group(26 people)group with the control group and observation point(25).Repeated exhaustive exercise:blood based pH examination in experimental group before 30min and immediately after exercise drink 2％hydrogen rich water 500 ml/hydrogen rich water;control group at the same time for the same dose of normal saline.Respectively before the experiment(0 days)and fourteenth days(2 times the acquisition of exhaustive exercise before fasting and after exhaustive exercise)arterial blood monitoring arterial blood pH，partial pressure of carbon dioxide and bicarbonate concentration.The results found that，compared to the experimental group and the control，hydrogen rich water can not only improve the football referee active blood based pH，and can significantly improve repeat after exhaustive exercise，blood pH.Compared with the control group，taking hydrogen rich water group(14 days)fasting blood pH were significantly lower(average reduce 0.05，95％confidence interval was 0.01～0.08，P＜0.01)，blood pH decreased significantly after exercise(average reduce 0.09，95％confidence interval was 0.01～0.10，P=0.03).The blood bicarbonate levels were significantly increased(33.1+1.8+2.1 mEq/L vs.27.9 mEq/L;P＜0.0001).Conclusion through tracking and monitoring of football of the judge found the body acidification trend of hydrogen rich water can lead to the effect of repeated exhaustive exercise，hydrogen rich water on exhaustive relief mechanism of fatigue after exercise.To alleviate after exhaustive exercise fatigue and exhaustion of blood against human milk acidification resulted in an increase of the degree of mo-tion，provides a new idea to reduce oxygen saturation.

Hydrogen rich water;exhaustive exercise;degree of blood milk acidification;mitigation mechanism

R873

A

1004-7115(2015)10-1093-03

10.3969/j.issn.1004-7115.2015.10.004

山东省医药卫生科技发展计划资助项目。

李晨(1964—)，男，山东泰安人，副教授，本科，主要从事体育教育及运动康复教学科研工作。

2015-8-2)