我国赛艇运动员肱二头肌微循环血流储备能力的研究*

朱 欢， 高炳宏， 梁世雷， 张昊楠， 王玉新， 黄龙祥

(1. 上海体育学院运动科学学院， 上海 200438； 2. 上海体育科学研究所， 上海 200030； 3. 上海水上运动中心， 上海 201700)



我国赛艇运动员肱二头肌微循环血流储备能力的研究*

朱 欢1， 高炳宏2△， 梁世雷2， 张昊楠2， 王玉新3， 黄龙祥1

(1. 上海体育学院运动科学学院， 上海 200438； 2. 上海体育科学研究所， 上海 200030； 3. 上海水上运动中心， 上海 201700)

目的：探讨长期有氧耐力训练对我国不同组别赛艇运动员肱二头肌微循环血流储备能力的影响，为我国赛艇队运动员身体机能状态监控数据标准的建立及微循环血流储备能力数据库的建立提供一定的依据。方法：77名国家队不同组别赛艇运动员及24名不同性别的普通健康国人(男、女各12名)运动员晨起空腹状态下使用PeriFlux System 5000激光多普勒血流仪对右侧肱二头肌微循环血流灌注量(MBP)及相关指标进行无创测试，且所有受试者测试位点均为右侧肱二头肌同一空间的解剖位点，无明显的空间差异；所有运动员测试均在其机能状态相对比较稳定的情况下进行，普通人测试均在健康状况良好的情况下进行，测试值包括基础值和加热后值(44℃)，以加热前后MBP的差值作为微循环血流储备能力。结果：女子公开级(198.97±98.81)>男子公开级(183.45±64.31)>男子轻量级(151.01±65.96)>女子轻量级(140.53±43.22)>普通男性国人(127.21±56.38)>普通女性国人(103.54±33.41)，各组运动员均显著高于普通健康国人(除女轻组与普通男性国人比较)，但不同组别运动员之间均无显著性差异(P>0.05)。结论：①长期的耐力训练可提高赛艇运动员微循环血流储备能力，尤其是公开级赛艇运动员；②我国公开级赛艇运动员肱二头肌微循环血流储备能力正常值应在160以上，轻量级赛艇运动员应在120以上，且不同性别运动员之间无明显差异，若训练中明显低于正常值，则表明运动员机能状态较差且处于运动性疲劳状态。

赛艇运动员；肱二头肌；微循环血流储备能力；机能状态监控

运动尤其是大强度运动可产生大量的自由基、乳酸等代谢产物，尤其是自由基可进攻细胞膜上的不饱和脂肪酸，引起脂质过氧化水平，进而破坏细胞膜的完整性、通透性及流动性，导致运动能力下降、诱发机体疲劳，因此对运动员机能状态监控进行科学监控尤为重要[1]。传统监控手段不仅存在针对性不强、分析结果片面化等问题，且会对运动员身体造成一定的创伤。针对这些问题，积极寻找更加有效、更富有针对性且无创的机能评价手段显得尤为必要。研究发现，微循环血流灌注量尤其微循环血流储备能力与运动员机能状态密切相关，通过对运动员微循环血流储备能力的监测可及时了解运动员疲劳程度、机能状态，且无创、针对性强。激光多普勒血流仪是当今监测微循环血流灌注量的常用手段，其测试简单、无创且结果可靠。

如今随着激光多普勒血流仪在体育科研中的使用，无创微循环相关指标应用于运动员机能状态监控研究序幕已逐渐拉开[2-8]，其中包括了以有氧耐力为主的赛艇运动。本文通过PeriFlux System 5000激光多普勒血流仪对77名优秀赛艇运动员及24名普通健康人微循环血流灌注量进行监测，旨在探讨长期有氧耐力训练对我国不同组别赛艇运动员肱二头肌微循环血流储备能力的影响，同时通过对不同组别赛艇运动员微循环血流储备能力的比较，为微循环血流储备能力指标用于我国赛艇运动员身体机能状态监控数据标准建立及我国赛艇队运动员微循环血流储备能力数据库的建立提供一定的数据支持和参考。

1 对象与方法

1.1 对象与分组

研究对象为备战2016年里约奥运会的77名国家赛艇队运动员和24名健康的普通国人，共计101人；运动员运动等级均为运动健将，其中包括1名奥运会冠军(08年)、1名奥运会亚军(12年)、24名全运会冠军(13年)，普通人均为一般普通高校学生，男、女各12名且都无系统运动训练史；排除心血管疾病，肝病、肾病、糖尿病、外周血管、皮肤病等疾病以及女性生理期，所有运动员测试均在其机能状态相对稳定的情况下进行，普通人测试均在健康状况良好的情况下进行，所有受试者测试时间均在晨起空腹状态下，基本情况见表1。

Tab. 1 Basic information of the subject

BMI: Body mass index

*P<0.05，**P<0.01vsheavyweight male;##P<0.01vsheavy weight female

1.2 测试仪器原理及指标

1.2.1 测试原理 由瑞典Perimed有限公司生产的第五代激光多普勒血流监测仪(LDF)，型号：PeriFlux System 5000。LDF主机发出激光束，通过输出光纤探头广泛散射到被测组织并被部分吸收，其中一部分激光撞到运动的血细胞后被反射回来，波长发生改变(多普勒频移效应)，而散射到静止组织激光反射波长则不变，波长变化的程度与频率分布与运动血细胞数量和运动的速度有关，而与运动方向无关。这些信息被回收光纤接收，然后转化成电信号，经过滤波、放大，再由模—数转换器转换成相对数据的流量进行显示。LDF不能提供血流量的绝对值如ml/min/100，只能提供一个相对值，所以各指标的测试结果均为相对值，但是其变化可直接反应组织微循环血流灌注量的改变 。此外PeriFlux System 5000血流仪具有局部加热功能，可将局部肌肉加热到44℃。

1.2.2 测试指标 右侧上肢肱二头肌微循环血流灌注量(microcirculatory blood perfusion, MBP)、运动血细胞浓度(concentration of moving blood cells, CMBC)、血细胞平均运行速度(average velocity of blood cells, AVBC)，其中MBP= CMBC× AVBC/100，MBP单位为PU(perfusion unit )，1PU表示1个灌注单位；所有受试者测试位点均为肱二头肌同一空间的解剖位点，不存在明显的空间差异，测试值包括基础值和加热后值(44℃)，并以加热前后的差值作为肱二头肌该指标的储备能力。

1.3 测试方法

(1) 保持室内安静，温度保持在(25.0±3.0)℃、空气相对湿度为45%～65%，避免空气流动，提前20 min打开仪器，使其稳定，并进行校准；(2)晨起空腹状态下，用75%酒精将受试者测试部位的肌肉擦拭(测试位点均为相同肌肉的同一空间的解剖位点，不存在明显的空间差异)，待酒精完全挥发后将双面胶(PF105-3)贴于测试处(若皮肤上有毛发，用工具将其剔去)，将探头轻轻固定于双面胶上(避开大血管)，保持无压力接触；(3)基础值：取常温下第6分钟的测试值为基础值；(4)加热后值：用探头将局部肌肉加热到44℃，持续加热7 min，取第13分钟测试值为加热后值；(5)整个测试过程中保持室内及受试者安静，由与激光多普勒血流仪连接的计算机专用的Perisoft软件输出数据。

1.4 数据处理

2 结果

2.1 不同组别赛艇运动员及普通人运动血细胞浓度的比较

CMBC基础值：女子公开级>男子轻量级>男子公开级>女子轻量级，且女子公开级显著高于女子轻量级(P<0.05)；加热后值及前后差值：女子公开级>男子轻量级>男子公开级>女子轻量级，其中加热后值女子公开级组显著高于普通人组(P>0.05，表2 )。

Tab. 2 Test results of CMBC of different group of rowers and common people

GroupBasisvalueHeatingvalueDifferencevalueHeavyweightmale19.71±8.2588.72±36.4869.51±34.52Lightweightmale20.35±7.40101.24±67.1180.90±63.85Heavyweightfe-male28.00±12.61110.16±65.4782.15±63.76Lightweightfemale17.29±11.35*86.75±38.1369.47±33.89Commonfemalepeople13.12±5.4268.64±24.1355.12±20.19Commonmalepeo-ple15.12±7.3276.14±32.5361.72±34.56

CMBC: Concentration of moving blood cells

*P<0.05vsheavyweight female

2.2 不同组别运动员及普通人AVBC比较

AVBC基础值：女子轻量级>男子公开级>男子轻量级>女子公开级>普通人，且男子公开级、女子轻量级极显著高于女子公开级(P<0.01)，男子轻量级显著高于女子公开级(P<0.05)；加热后值：男子公开级>女子公开级>女子轻量级>男子轻量级>普通人，且女子公开级显著高于普通人组(P<0.05 )；加热前后差值：女子公开级>男子公开级>男子轻量级>女子轻量级>普通人，且女子公开级显著高于普通人组(P<0.05，表3)。

Tab. 3 Test results of AVBC of different group of rowers and common people

GroupBasisvalue HeatingvalueDifferencevalueHeavyweightmale89.12±39.53252.26±108.44163.45±121.91Lightweightmale81.35±39.49199.03±77.11117.67±58.06Heavyweightfemale60.35±23.48**#231.13±97.50170.78±99.82Lightweightfemale100.83±25.64△△201.38±56.68100.54±64.33Commonfemalepeo-ple74.40±22.18165.38±40.13△△91.29±37.45△△Commonmalepeople83.23±31.23183.18±50.13△△99.45±57.15△△

AVBC: Average velocity of blood cells

**P<0.01vsheavyweight male；#P<0.05vslightweight female;△△P<0.01vsheavyweight female

2.3 不同组别赛艇运动员及普通人微循环血流灌注量比较

MBP基础值：女子轻量级>男子公开级>男子轻量级>女子公开级；加热后值及前后差值：女子公开级>男子公开级>男子轻量级>女子轻量级，不同组别运动员之间不存显著性差异(P>0.05，表4)。

Tab. 4 Test results of MBP of different group of rowers and common people

GroupBasisvalueHeatingvalueDifferencevalueHeavyweightmale15.14±5.16198.59±64.40183.45±64.31Lightweightmale14.04±5.19165.06±65.76151.01±65.96Heavyweightfemale13.59±5.24212.56±98.88198.97±98.81Lightweightfemale15.43±8.12155.97±45.75140.53±43.22Commonfemalepeo-ple9.76±3.71*113.53±34.31103.54±33.41Commonmalepeople12.58±5.61139.45±56.36127.21±56.38

MBP: Microcirculatory blood perfusion

3 讨论

作为微循环功能发挥的“载体”，MBP是微循环相关指标应用于运动员机能状态监控的核心研究参数，其对判断机体微循环系统及能量代谢系统功能状态有着极其重要的作用。尤其在高强度、大负荷下微循环血流储备能力与机体物质能量代谢水平相适应对于运动员运动能力有着重要的决定作用[3]。微循环血流速度减慢、MBP降低或微血管血流储备能力不能满足运动时能量代谢需求往往是诱发运动员疲劳、机能状态下降的主要原因。因此通过对MBP监测对及时了解运动员的机能状态、判断疲劳程度有着重要意义。

由于不同运动项目专项训练负荷的差异，导致不同运动项目不同肌肉部位微循环血流灌注量具有较大的差异，因此找到合适且较能代表运动项目特点的肌肉监测位点对于评价专项运动员肌肉微循环血流储备能力有着重要的价值。赛艇作为一种以有氧耐力为主的周期性运动，其主要靠上、下肢以及躯干协同发力来完成整个运动技能，特别是上下肢肌肉系统在整个运动技能中起着重要的作用，但在整个运动技能完成过程中，上下肢肌肉活动轨迹、发力大小以及活动时间等不尽相同，那么在整个运动技能完成中上下肢所完成的负荷强度、负荷量将会有所差异，进而导致上下肢肌肉微循环功能状态的不同。相关研究表明，赛艇运动员在进行微循环血流灌注量等指标监测时选取上肢肌肉(肱二头肌)，其比下肢肌肉更加具有客观性、代表性[8]。

在本研究中，各个组别的赛艇运动员肱二头肌微循环血流储备能力都高于普通健康国人，且公开级运动员显著高于普通人(P<0.05)，说明经过长期的耐力训练我国赛艇运动员微循环系统较普通人已有明显的改善，微血管反应性及血流储备能力高于普通人，这与前人研究结果较为吻合。赛艇运动作为高度有氧运动，其70%～80%能量来自机体的有氧供能系统，无氧供能仅占20%～30%[9，10]，研究表明长期耐力运动可提高微血管平滑肌细胞对NO受体的敏感性，使微血管内皮细胞依赖式舒张能力增强，进而使微循环的血流灌注量储备能力增加。Helena L等人通过观察长距离自行车运动员和不经常参加体育活动年轻人(对照组)体外注射乙酰胆碱和硝普钠后皮肤微循环血流灌注量的变化发现：注射乙酰胆碱后运动员皮肤微循环血流量的增加显著高于对照组，运动员组注射后的血流灌注量为安静时的7.5±0.5倍，对照组为5.9±0.5倍，运动员组血流量降低到安静状态水平的时间也显著长于对照组；而注射硝普钠后对照组血流灌注量为安静状态下为7.8±0.5倍，运动员组为6.2±0.5倍[11]。

虽然不同组别运动员微循环血流储备能力较普通人都有显著提高，但不同组别运动员微循环血流储备能力却具有一定的差异。本研究结果表明，公开级运动员微循环血流储备能力要高于轻量级运动员，此外同一级别不同性别的运动员也存在一定的差异，但均无显著性差异，说明不同组别赛艇运动员微循环血流储备能不存在显著的性别差异。从CMBC、AVBC变化幅度看，较小的AVBC储备能力是导致轻量级运动员微循环血流储备能力小于公开级运动员的主要原因，这可能与轻量级运动员微血管直径较小有关。轻量级运动员由于体重的限制需要长期控重，而公开级运动员则不需要。从BMI指数看，轻量级运动员尤其是女子轻量级BMI指数明显小于公开级运动员(P<0.01)。正常女性BMI指数在18.5～24.9之间，而中国女子轻量级运动员平均BMI指数为18.9，这表明女子轻量级运动员体型较为偏瘦，较瘦的体型将会使机体血管变细变小。由于运动时微血管管径扩张有限，那么血细胞与管壁的摩擦力就会增大，导致运动时血流速度较慢。此外长期处于体型偏瘦的状态可引起微循环一定程度上的功能障碍，这将会抵消一部分运动对微循环系统的塑造、改善作用，导致轻量级运动员微循环血流储备能力增加有限。此外运动员皮肤厚度、毛细血管密度等因素对此可能也有一定的影响。

作为新的无创监控手段，无创微循环指标在运动员身体机能监控中显示出了良好应用前景。如同血红蛋白、血尿素、血清肌酸激酶等经典机能状态监控手段评价体系的建立，不同性别及组别数微循环血流储备能力的数据标准的建立十分重要，其对客观评价运动员身体机能状态有着重要意义。本研究表明同一级别不同赛艇运动微循环血流储备能力差异较小，但不同级别运动员之间存在一定的差异，因此赛艇运动员微循环血流储备能力应针对不同级别运动建立不同的数据标准参考。结合研究结果，认为我国公开级赛艇运动员微循环血流储备能力正常值应在160以上，轻量级赛艇运动员应在120以上，若训练中明显低于正常值，则表明运动员机能状态较差且处于运动性疲劳状态，应加以注意。

综上，作为当今体育科研领域研究的一个新方向，使用激光多普勒血流监测仪无创监测微循环相关指标应用于运动员身体机能状态监控将会突破传统监控的局限，成为评价运动员身体机能状态的重要体系。

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Study on the biceps brachii microcirculation blood flow reserve capacity of the Chinese rowers

ZHU Huan1, GAO Bing-hong2△, LIANG Shi-lei2, ZHANG Hao-nan2, WANG Yu-xin3, HUANG Long-xiang1

(1. Shanghai University of Sport, Shanghai 200438; 2. Shanghai Research Institute of Sports, Shanghai 200030; 3. Center of Water Sports of Shanghai, Shanghai 201700, China)

Objective: To investigate the effect of chronic endurance exercise on microcirculatory reserve capacity of biceps brachii in Chinese rowers and provide a certain basis for the date standard foundation of monitoring of functional status and the foundation of database of reserve capacity of blood of Chinese rowers. Methods: Empty stomach in the morning, 77 rowers from different groups and 24 common health people were noninvasive tested by using PeriFlux System 5000, the test indexes include the microcirculatory reserve capacity and other related indexes of biceps brachii. The test sites of all athletes were the same space in biceps brachii of the right side of body, there was no space differences of all athletes . All athletes were tested in the relatively stable functional status, common people were healthy. The test value included basic values and heating values, put the before and after heating of microcirculatory blood perfusion (MBP) as the microcirculatory reserve capacity. Results: Heavyweight female(198.97±98.81)>heavyweight male(183.45±64.31)>lightweight male(151.01±65.96)>lightweight female(140.53±43.22)>common male people(127.21±56.38)>common female people(103.54±33.41), the microcirculatory reserve capacity of each group athletes were higher than common people, except the comparison between lightweight female and common male people, and there was no significant difference among the different group athletes. Conclusion: Chronic endurance exercise can improve the microcirculatory reserve capacity of rowers, especially the heavyweight rowers; the normal value of microcirculatory reserve capacity of heavy weight rowers should be more than 160, and lightweight rowers should be more than 120.There was no significant difference among different sex athletes, if the value of microcirculatory reserve capacity is significant lower than normal, it shows that athletes are in the state of fatigue.

rowers; biceps brachii; reserve capacity of blood; microcirculatory reserve capacity of blood; monitoring of functional status

国家体育总局奥运攻关项目(2014B066)

2014-08-21 【修回日期】2014-11-03

G804.5

A

1000-6834(2015)01-061-05

10.13459/j.cnki.cjap.2015.01.018

△【通讯作者】Tel: 13817671181； E-mail： gaobinghong@126.com