运动对机体血清中磷酸肌酸激酶活性的影响①

陈　婷　张治远　杨文豪（西藏民族学院体育学院 陕西咸阳 712082）

运动对机体血清中磷酸肌酸激酶活性的影响①

陈婷张治远杨文豪
（西藏民族学院体育学院 陕西咸阳 712082）

摘 要：磷酸肌酸激酶是与能量代谢密切相关的酶，血清磷酸肌酸激酶浓度可作为反映骨骼肌损伤及评定肌肉承受刺激的主要指标。其活性测定可反映运动员身体机能状态及运动后身体恢复情况。本研究介绍了磷酸肌酸激酶的分布，分子结构及特点，探讨了大强度运动，力竭运动，抗阻训练，长时间耐力运动，不同骨骼肌收缩方式对血清磷酸肌酸激酶活性的影响，发现其可以明显的增加血清磷酸肌酸激酶的活性，另外，血清酶活性和肌肉的疲劳与受损程度、运动对肌肉的刺激程度、运动强度、运动持续时间相关。同时分析了运动引起血清磷酸肌酸激酶活性增高的机制。将磷酸肌酸激酶这一指标应用于运动实践在现实生活中具有重要的价值和意义。

关键词：损失 血清 运动 磷酸肌酸激酶

磷酸肌酸激酶CK是与能量代谢密切相关的酶，肌酸激酶在人体骨骼肌内所含的酶类物质中，含量最为丰富。且是催化ADP+CP →ATP+C的可逆反应，作为一种高能的、重要的磷酸转移酶为肌肉的收缩提供了大量的能量。在脑组织、心肌和骨骼肌中广泛的存在，其中骨骼肌中含量最多。磷酸肌酸激酶是一种二聚体酶，由两个亚基构成。CK在哺乳动物中有四种高度一致的亚基，两种细胞质分别为脑型CK-B和肌型CK-M，它们两两结合构成细胞质中三种CK同工酶，即CK-MM，CK-MB和CK-BB。另两种线粒体形式包括普存型uCK-Mit及肌小节型sCK-Mit。它们均以二聚体形式存在，构成线粒体CK同工酶。细胞功能正常时血清CK活性很低，而剧烈运动后其活性显著升高，且仅从损伤肌肉中漏出，故将其作为反映骨骼肌损伤及评定肌肉承受刺激的主要指标。此酶与运动强度和运动时间关系密切。CK被广泛应用于体育运动实践中，通过观察运动前后血清CK活性变化，可了解骨骼肌能量代谢情况。

1　大强度运动对血清磷酸肌酸激酶活性的影响

受试者在70%VO2peak跑台下运动20min，结束运动后6h，血液中的CK含量明显增加。受试者在进行一次大强度、短距离自行车运动后，血液中的CK含量明显增加，运动员在进行公路自行车比赛后，体内CK的活性明显增加，运动员在完成铁人三项后，体内CK含量明显提高。另有文献报道高原短跑运动员定量递增负荷运动后，血清CK活性与安静时比较明显增加，极量负荷后与定量负荷后比较明显增加，极量负荷后与安静时比较明显增加。运动员所承受的负荷不同，血清中的CK活性也不一样，但其变化趋势为负荷增加，CK活性增加。血清内的CK变化规律为：运动结束后的1～2h，CK的活性有小幅度的提高，8h时活性的增长程度加大，16～24h时，活性达到最高，48h后逐渐恢复到正常水平。另外，CK活性的升高程度和肌肉疲劳和受损程度、运动队肌肉的刺激、运动持续时间成正比。而其原因在于短时间大强度运动中，骨骼肌承受的张力越大，肌纤维机械损伤的可能性越大，因此血清CK活性越高。训练强度过大可能在一定程度上损失骨骼肌，改变细胞膜结构，增加其通透性，从而提高血清肌酸激酶的活性。运动结束后，血清内的CK活性发生改变是因为组织的损伤，运动强度越大，组织损失越严重，CK的活性也越高。因肌细胞和血液中CK数量差异较大，故其可作为运动性骨骼肌损伤的敏感指标。

2　力竭运动可以影响磷酸肌酸激酶的活性

负荷量和运动强度都可以影响磷酸肌酸激酶的活性，且负荷量的影响要小于运动强度的影响。现今的研究认为运动时间短、运动强度小时，肌酸激酶的活性一般不发生变化。运动强度较大时，肌酸激酶的活动可以达到100～200U/L，而在运动力竭后，活性可到500～1000U/L。张蕴砚等通过研究力竭游泳对小鼠脑、肝、肌组织CK活性的影响，发现力竭游泳后组织自由基生成增多，肌组织一定程度损伤，肌细胞膜通透性改变，血清CK活性明显升高。而肌肉中略呈下降。递增负荷力竭运动时，运动强度不断增加，CK的活性也在不断的升高，这说明体内的磷酸肌酸功能系统旺盛，相应的提高了组织内的能量供应，运动结束后6h，机能逐渐恢复，CK的活性也慢慢的趋于安静。

3　抗阻训练可以影响磷酸肌酸激酶的活性

抗阻训练是对抗阻力才能完成的动态或静态收缩的主动运动，其主要目的是增长肌肉力量。文献报道80%1RM肌肉肥大训练负荷显著增加CK酶活性，85%1RM肌力训练负荷亦可显著增加CK酶活性。肌力训练和肌肉肥大训练可以提高CK的活性，当机体逐渐适应训练强度后，CK的活性随之减少。但是力量耐力训练对CK的活性影响不大。在进行抗阻训练时，可以把CK的活性变化作为一个敏感指标判别骨骼肌微细损伤、肌肉承受刺激以及恢复和适应情况。

4　长时间耐力运动可以影响磷酸肌酸激酶的活性

长时间耐力运动虽导致骨骼肌机械损伤较少，但肌细胞中能量耗竭、自由基生成，均可降低肌细胞正常功能，增加细胞膜通透性，导致大量血清酶外漏。运动持续时间越长，代谢紊乱越严重，血清CK活性越高。耐力运动员训练距离加倍后导致组织CK显著持续外漏。且与运动持续时间成正比。而耐力运动对血清磷酸肌酸激酶活性的影响存在性别差异，运动2h后女性体内的肌酸激酶浓度明显的小于男性体内的浓度。马拉松完成后，女性体内肌酸激酶活性比平时增加了9倍，而男性则增加了22倍。出现这种现象的原因是与女性相比，男性的肌肉群更发达，相对的损伤较多，酶活性的增加也就更明显，另外也可能和女性血液中的雌激素较多有关。

5　不同骨骼肌收缩方式可以影响运动后磷酸肌酸激酶的活性

向心收缩及等长收缩运动后24h，血清CK出现峰值，延续时间也较短。大负荷离心收缩将最大增加运动后血清CK活性，运动后48h血清CK出现峰值，延续时间长达几天。离心收缩后较高的CK水平可能是骨骼肌纤维机械损伤的结果。而离心运动可导致骨骼肌延迟性肌肉酸痛，造成运动能力下降。且离心运动后肌肉酸痛变化与血清CK活性变化高度相关。有研究发现受试者离心运动后，血清CK活性峰值出现在运动后4～6天，但其间肌肉活检并未观察到肌纤维形态学变化。而在运动后第7天之后，即CK峰值之后，观察到肌纤维变性及单核细胞浸润现象。有研究者认为CK活性增加先于肌肉酸痛出现，有利于更早期地诊断肌肉损伤。因此血清CK活性可作为评价离心运动后延迟性肌肉酸痛的客观指标。

6　运动强度和运动时间可以影响磷酸肌酸激酶的活性

运动后血清CK活性变化可用于反映骨骼肌损伤状况。而运动强度和运动时间，哪个因素对血清CK活性变化影响更为显著？很多研究对于此观点存在分歧。第一种认为运动强度更重要的实验大多采用短时间高强度运动，负重力量练习，离心收缩运动方式。实验发现运动总量最少但运动强度最大的一组受试者运动后血清CK反应最大。第二种认为运动持续时间更重要的实验大多采用长时间耐力训练。文献表明耐力运动员训练距离加倍后造成显著的组织CK持续外漏。不同运动方式造成肌肉损伤进而导致血清酶活性升高的机制存在差异。短时间大强度运动中，运动强度越大，骨骼肌承受的张力越大，导致肌纤维机械损伤，进而血清CK活性越高。其与运动强度成正比。而长时间耐力运动对骨骼肌机械损伤较轻，但肌细胞中能量物质耗竭及自由基大量生成，代谢紊乱越严重，都将导致肌细胞膜通透性增加，造成血清CK外漏。且与运动持续时间成正比。综上所述，长时间运动中运动距离，运动持续时间对血清CK的影响与短时间运动强度同样重要。

7　运动引起血清磷酸肌酸激酶活性增高的机理

关于运动引起血清磷酸肌酸激酶活性增高的原因，一般认为与细胞内酶释放入血有关。而细胞内酶如何释放人血？尚有几种观点。（1）细胞酶释放的增加是因为运动增加了茶酚胺的分泌，从而引起能量的耗竭，酸性代谢物堆积，因此增加了细胞膜的通透性，造成细胞内酶漏出细胞膜。（2）血清酶升高是运动中肌纤维损伤，肌纤维出现变性坏死的结果。（3）运动后血清CK活性升高并非骨骼肌机械损伤的结果，可能是自由基损伤细胞膜等代谢原因导致肌细胞膜通透性增加。（4）还有一种观点认为细胞膜通透性增加，使细胞内酶漏出细胞膜，其与纤维结合蛋白和抗肌萎缩蛋白密切相关。纤维结合蛋白与肌纤维膜上整合蛋白相连，其位于基质膜和肌纤维膜。而抗肌萎缩蛋白是细胞骨架的结构蛋白。纤维结合蛋白和抗肌萎缩蛋白均可作为肌细胞膜丧失完整性的标志。有实验观察到离心收缩后血浆纤维结合蛋白阳性染色增加，同时伴有肌间线蛋白染色，表明细胞完整性的下降伴随着细胞骨架的破坏。另有研究证实大鼠骨骼肌在被动拉长后即刻，肌纤维中抗肌萎缩蛋白发生改变，这说明离心运动结束后，细胞膜可能马上就丧失其完整性，使得CK从细胞膜进入血液。

8　磷酸肌酸激酶应用于运动实践

由文献可知，由运动而造成的CK改变和个体的差异、运动类型、运动时间以及运动强度都有一定的关系，但和运动强度的关系最大。高强度训练最影响运动员体内CK的活性，因此可以把CK作为运动实践中评定运动强度的一个指标。现今，德国和日本都已经用CK参数法来改变训练强度，对运动员定期的检测其CK活性，可以作为一个微观依据来调节训练时的强度，从而可以科学的进行训练。目前，血清CK在运动实践中可用于监控调节训练强度，运动疲劳和恢复，延迟性肌肉酸痛，个体运动能力，低氧训练，运动员合理营养等方面。训练时，一个比较敏感的变化指标就是血清肌酸激酶，但是一个单一的指标无法全面的判断训练的运动量和运动强度，因此需要采取多个指标综合的进行评定，才可起到相互补充的作用。

9　结语

磷酸肌酸激酶是与能量代谢密切相关的酶，血清磷酸肌酸激酶浓度可作为反映骨骼肌损伤及评定肌肉承受刺激的主要指标。血清磷酸肌酸激酶受运动负荷影响较大，负荷强度和时间越大，影响越明显。大强度运动，力竭运动，抗阻训练，长时间耐力运动，不同骨骼肌收缩方式均可导致血清磷酸肌酸激酶活性增加。且长时间运动中运动距离，运动持续时间对血清磷酸肌酸激酶活性的影响与短时间运动强度同样重要。而血清酶增高机制与多种因素相关，包括运动引起的组织缺氧，自由基损伤细胞膜，儿茶酚胺激素分泌增加，运动中部分肌纤维损伤，变性坏死，纤维维结合蛋白和抗肌萎缩蛋白染色增加，肌细胞膜丧失完整性有关。磷酸肌酸激酶作为评定肌肉承受刺激的敏感指标，将其应用于运动实践具有重要的现实意义和价值。

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中图分类号：G804.2

文献标识码：A

文章编号：2095-2813（2015）05（c）-0017-02

作者简介：①陈婷（1984，10—），女，汉族，陕西户县人，硕士，讲师，研究方向：运动人体科学。