血肌酐在运动员机能评定中的应用

李蕾，洪长清，耿婷

●运动人体科学●

血肌酐在运动员机能评定中的应用

李蕾1，洪长清1，耿婷2

运用文献资料法，对血肌酐在运动员机能评定中的应用研究加以分析，以期了解运动员在训练过程中血肌酐变化规律及相关评定应用，为今后运动员训练水平、竞技能力、机体健康状态的评估提供科学理论依据。

血肌酐运动员肾功能训练效果

在体育锻炼和实践运动训练过程中，如何掌握适宜的运动负荷，使机体保持良好的运动机能状态，是人们一直注重的问题。适宜的运动负荷，能够提高锻炼效果与训练效率，同时可增进运动人体机能与身体素质。在竞技体育迅猛发展的今天,各项运动成绩都接近人体体能的极限,可挖掘的潜力越来越小。这就迫切要求我们将经验训练中稳定的规范化的东西给固定下来,这一过程就是科学研究过程。因此，从动生化的原理与观点出发，根据运动时物质和能量代谢的特点与规律，监控人体机能状态是现在竞技体育中科研人员普遍运用的方法与手段，来帮助运动员提高运动成绩。从近年来国内外的研究报告来看，在运动训练的生化监控领域，国内外学者研究的监控指标最常见的基本是血红蛋白（HB）、肌酸激酶（CK）、尿素氮（BUN）、血睾酮（T）、皮质醇（C）或T/C。这些指标已经被重复检验并稳定地表现运动训练会引起各指标的变化，从而来评价机体的机能状态，调整教练员训练计划。同时，为推动竞技体育的发展，科研工作者也在不断的探索新指标来为运动员的训练进行身体机能的监控。本文重点谈论国内外学者将血肌酐（Cr）运用于实践的运动训练中。

1 血肌酐应用于运动员机能评定的必要性

1.1 血肌酐与磷酸原系统供能和肌肉质量密切相关

肌酐是生物体肌肉组织中储能物质肌酸的代谢终产物。人体内98%都位于肌肉(主要是骨骼肌)。脑、肾、肝及体液中只占2%左右。在骨骼肌细胞中，约60%的肌酸在肌酸激酶催化下与ATP反应生成磷酸肌酸。磷酸肌酸是骨骼肌快速供能系统的主要物质基础,可在ATP耗竭后紧急提供能量。骨骼肌中的肌酸与磷酸肌酸每天以一定比例脱水生成肌肝。生成的肌酐由组织细胞扩散到血循环中,即成血肌酐Cr，经肾小球滤过，且不被肾小球重吸收而随尿液排放，生成尿肌酐。一般说来,机体每20g肌肉,每日代谢产生1mg肌酐。由此表明，肌酐与磷酸原系统供能和肌肉质量密切相关。

1.2 血肌酐与尿肌酐具有同样的评价意义且测试优于尿肌酐

在实践的运动员机能评定中，科研者已将尿肌酐这一指标很好的运用于各个运动项目。叶卫兵、翟士领［1］在研究中指出，青少年柔道、摔跤运动员的尿肌酐尿日排出量与瘦体重、肌力呈正高度相关。吴纪饶、何璐［2］等在中发现尿肌酐系数的变化与运动成绩的提高呈高度正相关,并与运动员竞技能力的增长有着依存关系。林文强、黄华应［3］研究指出省队成年运动员各泳式百米比赛成绩与晨尿肌酐量的关系非常密切,达到负的高度相关，表明磷酸肌酸储备量越多,表明速度、力量素质越好,则游百米全程所用的时间越短。也有一些研究者将尿肌酐运用于运动员选材中［4-6］，指出运动员尿肌酐水平越高，其生化基础水平越好。这充分说明肌酐在运动员的机能评定中至关重要。血肌酐Cr与尿肌酐同为肌酸在肌肉中代谢的终产物，与尿肌酐拥有着同样的评价意义。但在国内利用血肌酐来对运动员身体机能进行评定的研究和实践甚少。而尿肌酐的测定受人为因素众多，需连续三天采集运动员尿样本算取平均值来确定最后尿肌酐水平，因此测试的操作和数值上不如测试Cr便捷与准确。同时在临床医学上，Cr浓度测定是评价肾功能的有效指标，Cr能较准确的反应肾实质受损的情况。但在实践过程中发现，大多数运动员的Cr水平都呈现异常状态。目前Cr正常值在各个医院的衡量标准不一样，一般来说Cr正常值标准为：44-133μmol/ L，当Cr超过133μmol/L时，意味着肾脏出现损伤，已经肾功能不全肾丶衰竭。但内源性Cr受剧烈运动的影响，其浓度会发生改变。很多运动员的Cr值已超出正常范围。

因此，血肌酐Cr很有必要作为一个新型的生化指标，应用于运动员的机能评定中，一方面用来评定运动员的肌肉质量和磷酸原系统供能能力，另一方面在训练过程中监测运动员的肾功能异常。同时针对运动员的Cr水平，不能用一般正常人的Cr范围值来评判运动员的Cr是否异常，需要建立属于运动员自己的Cr范围值，且应区分不同运动项目。

2 国内外学者的相关研究

2.1 Cr与身体指数的关系

众所周知，Cr值与肌肉质量密切相关，而瘦体重与肌肉指数呈显著正相关［7］（r=0.923）因此许多学者对Cr浓度与身体指数、年龄、性别各方面关系展开了系列研究。早在1986年，R.Swarminathan et al.［8］在研究中指出，男性与女性的Cr值存在显著差异，Cr值随年龄的增长而增加。在研究的673名健康受试者中，男性Cr值比女性的Cr值为略高，同时男性LBM（Lean body mass)显著高于女性，数据显示LBM与Cr呈显著性正相关；在20-49岁的受试者中，LBM与Cr相关系数为0.59，具有显著性差异。但T.A.M.Karila et al.［9］的研究却有不同的观点。以18名国家级摔跤运动员为实验对象，在为期2-3周的减重训练方案前后测量LBM及Cr值，发现训练后的LBM较训练前显著下降，但训练后Cr值较训练前有显著上升，两者呈现负相关。另外有学者针对运动员在安静时与训练期、比赛期的Cr值做了相关研究。G Banfi et al.［10］调查了151名8个不同运动项目的职业运动员在安静时的Cr值（见表），数据显示Cr值与BMI呈显著性正相关，r=0.48。同时对220名8个不同运动项目的职业运动员比赛训练期测定Cr值，数据显示运动员Cr值显著高于对照组。

运动员Cr值与身体指数存在一定关系，不同运动项目的运动员Cr值也不尽相同，但未形成科学理论依据，还需通过实践去探索其中的规律性。

2.2 Cr与运动训练

许多运动员在训练过程中出现Cr升高的情况［11］。A.S.R. Srlva.et al.［12］针对15名巴西男性职业足球运动员在训练期的前、中、后期采取血液样本进行生理生化分析，数据结果显示训练后期Cr值显著高于训练前。同时指出在Cr值最高时，运动员的竞技能力表现最差。Dale Long.et al［13］.以10名专业运动员为研究对象，进行铁人三项（游泳、自行车、跑步）运动实验，分别在实验前、游泳结束后、自行车结束后和跑步结束后采取血液样本进行生理生化分析，结果显示这三项运动结束后的Cr值都显著高于运动前，各项目之间所测的Cr值无显著差异。中国学者冯煜、郭子渊、魏琪、张树林［14-17］等都在自己的研究报告中表明，运动员在运动过程中的Cr值基本随运动负荷的变化而变化。运动负荷增加时，Cr值升高；运动负荷下降时，Cr值下降。这与国外学者的研究结果相一致。同时孟军、曾亚琪、王建文［18-20］等在马的实验研究中也发现的相同规律。因此，在运动员的生化监测和机能评定中，科研人员可以利用Cr这一指标对运动员的训练负荷进行监控，同时结合其他生化指标对运动员的训练情况加以总结，以此为教练员的训练计划安排提供科学依据。

2.3 Cr与力量训练

Truls Raastad et al.［21］对18名男性学生进行为期2周的力量训练，研究发现大负荷力量训练结束后的第四天测试的Cr值较力量训练前有显著上升。N.P.Hiltone et al［22］.研究指出在肾脏功能正常的情况下，抗阻训练的实验组肌肉指数与Cr呈高度正相关，而不运动的对照组肌肉指数与Cr呈高度负相关。Jordan M.Joy［23］针对21名健康人进行12周的抗阻训练，研究发现受试者肌肉力量在训练后较训练前有显著增强，同时其脂肪含量有显著减少，Cr值在训练第8周和训练后都较训练前有显著上升，受试者的ATP水平也显著上升。刘连山［24］通过对12名二级男子标枪运动员进行3种不同类型（有氧、无氧、力量）的运动训练后，测定运动员的Cr值，发现有氧、力量训练后的2h和15h的Cr与安静值具有显著性差异，力量训练后的Cr值在三种训练类型中最高。不少学者［25-27］通过同样的方法，对不同运动项目的运动员进行种模式的训练后，测定的Cr值都呈现以上相似的变化规律，在力量训练后2hCr值达到最大，但不同项目的运动员其肌酐所达到的最大值不尽相同。吴颈松、王玲［28］测定30名男子二级田径全能运动员力量训练后的最大肌酐值为130±13.7μmol/L；阮恩茜［29］等测定13名优秀游泳运动员力量训练后的最大肌酐值在运动后的4h，其值为108.4±11.3μmol/L。薛东兰［30］以体育学院田径专项的36名男生为实验对象，进行为期5周的不同模式的训练，在训练前后测定Cr值。实验结果显示在运动训练后即刻测定的Cr值显著高于安静值，且经过功率自行车训练和短跑的常规训练后的即刻Cr值最高。王燕［31］对9名田径运动员进行为期2个月的无氧功率自行车训练，分别在训练前后测定Cr值，结果显示在训练后的Cr值较训练前增长了7.18%。谷忠德等［32］以山东省举重队优秀运动员和二线队伍的青年选手12名为实验对象，对其测定有氧操训练前后有氧能力、无氧能力和Cr值，结果显示有氧功率与无氧功率均有不同程度的提高，同时Cr值显著高于训练前，增长了78.5%。

不同的运动训练模式都会使人体内的Cr浓度提高，尤其是力量训练。Cr值的大小往往与肌肉的发达程度紧密相关。力量训练使运动员的肌纤维变粗，肌肉力量进一步加强，同时力量的增强使肌肉中的CP浓度增加，ATP-CP系统的功能能力也会进一步提升，人体内的Cr浓度也会有所增加。因此，Cr可以很好地对骨胳肌系统的生化评定，又是非损伤性的衡量体内磷酸肌酸水平方法。在举重、摔跤、投掷等运动项目的运动员的生化监测及机能评定中，可以充分利用这一指标来为运动员进行更好地服务。

2.4 Cr可以评估肾小球的滤过率及肾脏功能

许多学者对于运动后Cr值变化与eGFR进行相关研究［33-35］。Tian等［22］对10名参加21km长跑的运动员进行研究，发现运动后2-4h估算的肾小球滤过率较基线下降20%，24h后eGFR并没有完全恢复。Hoffman et al.［36］对参加161km超长马拉松跑的207名选手进行研究，训练结束后30min以内收集血液及尿液样本，测定Cr值，根据RIFLE标准，9名运动员Cr升高2倍，62名Cr升高1.5倍，34%的运动员达到急性肾损伤的标准。Markus Niemela et al.［37］对一名滑雪运动员经过24h的运动后进行研究，发现其Cr值在运动后急剧上升，在运动后3h才恢复至安静水平。研究指出长时间高强度运动会对肌肉、心脏和肾脏产生危害。中国学者黄晓玲、张刚［38-39］等利用动物为实验对象，也表明运动训练后动物的Cr值明显高于训练前，运动过程中氧自由基水平升高，肾细胞相对缺血，导致其肾功能造成一定损伤。但有部分学者提出不一样的看法。Jacques R Poortmans et al.［40］认为在运动过程中利用Cr来评价GFR具有局限性。研究对20名年轻男性进行30min的80%强度进行运动，在运动前后采血、尿样本进行分析，数据结果显示在安静时，利用Crn（血肌酐）和Cyst C（血清胱抑C）方程计算的GFR与CL-Crn(血肌酐清除率)无显著差异。在运动后即刻，eGFR较运动前显著降低。Cl-Crn计算值（-30%）与Crn计算值（-18.2%）和Cyst C计算值（-19.8%）具有显著差异。在恢复期，Cl-Crn评价的GFR值恢复至安静值，而利用Crn和Cyst C计算的GFR值还在持续下降。因此，对于运动员，用Crn和Cyst C都不能准确的反应GFR及肾脏功能状况。Giusppe banfi et al.［41］同样提出利用Cr来评价GFR这一观点是有缺陷的，还应考虑个体肌肉质量。运动员身体活动对Cr值的变化取决运动的强度和时间。对于职业运动员，利用MDRD方程所计算出的eGFR是不可靠的，运动员应该利用其Cr基础值来进行长期持续性的评价。

长期大负荷的运动训练会使人体血肌酐水平升高，肾功能出现损伤。但在运用Cr进行肾功能评定时，一定要注意运动员这一特殊对象，不能仅仅利用常人的Cr范围值来对运动员肾功能进行评定，而要在长期的监测中确定运动员Cr的个性化，如此Cr在运动员身体机能中的评定才具有严谨性与科学性。

3 结语

国内外学者的相关研究都主要集中在研究运动训练后的Cr变化规律及对肾小球滤过率及肾功能的评价，但国内学者没有针对运动员休息期和训练竞赛期的Cr水平分别提出研究，且对运动员肾小球滤过率的评价方法提出方法与建议，其科研实验方法都未有创新点，同时对于运动员在运动训练后所造成的肾脏功能的损伤的研究也未见报道，都只是停留在对动物的实验基础上。在将Cr这一指标应用于评价肌肉力量状态及ATP-CP系统供能能力方面也未有相关研究，可能存在一些测试条件的限制。但国外学者对于运动员训练与Cr值变化的相关研究给我们提供了一些新的想法与建议，在今后的科研之路中可以从多方面角度来考虑运动员Cr水平及肾脏功能状况。

综上所述，运动训练与人体内Cr浓度的变化有密切关系。我们可以以Cr作为新的生化指标，来对运动员的运动负荷、磷酸原系统的供能能力和肌肉状态进行监控，以此来更好地评定运动员的训练效果和预测运动成绩。同时要与其他生化指标相结合，在训练的过程中评定运动员肾脏功能是否异常。在实践过程中，很多运动员的血清肌酐值已超出正常范围。由国内外学者所做的科研结果可知道，每个项目的运动员其Cr值都是不一样。因此，不能用一般正常人的血清肌酐范围值来评判运动员的血清肌酐是否异常，同时也不能仅仅用Cr值来评价GFR。这需要在长期持续的训练过程中，建立属于运动员自己的血清肌酐范围值，同时区分不同运动项目。如何来确定属于运动员自己的肌酐水平范围，运用更好地方法来评价肾脏功能，这需要广大学者、科研工作者在今后长期的实践中去探索其规律，找出不同运动项目的运动员属于自己的肌酐值。既能保证肾脏功能的正常，又能很好地评价运动效果。这项工作任重而道远。

表1 各个国家运动员在不同时期的Cr值（±SD）统计表

表1 各个国家运动员在不同时期的Cr值（±SD）统计表

（注：N.S表明无显著性差异）

运动项目运动员水平人数测试时间不运动受试者Cr（μmol/L）P-value铁人三项篮球自行车摩托车足球水手阿尔卑斯山滑雪橄榄球北欧滑雪自行车自行车泰拳田径足球铁人三项标枪田径柔道散打举重游泳意大利国家队意大利甲级职业职业意大利甲级美国游艇队意大利国家队意大利国家队意大利国家队职业非职业职业职业巴西职业非职业中国二级中国二级中国一级中国一级中国一级、二级中国一级15 29 35 13 27 23 34 44 37 80 71 20 20 15 10 12 30 10（女）12 12 13休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期运动后运动后运动后运动后运动后运动后运动后运动后运动后Cr（μmol/L）97.24±17.6 101.66±6.1 82.21±6.18 81.33±7.95 112.27±7.9 95.47±9.7 101.66±8.8 114.92±9.7 77.79±8.84 73.37±10.6 76.02±17.6 90.168±3.5 92±12 1.62±0.17 102±14.1 128.1±17.3 130±13.7 115.8±19.4 95.8±16.4 102.2±26.8 108.4±11.3 60 60 60 10 83.09±10.6 83.09±10.6 83.98±17.7 87.51±1.8＜0.05＜0.01＜0.01 N.S

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Application of Serum Creatinine in Functional Evaluation of Athletes

LI Lei1，HONG Changqing2，GENG Ting2

Using the method of literature，research of serum creatinine in functional evaluation of athletes were analyzed，this paper aimed to understand the changes of blood creatinine in athletes during training process and the related evaluation application.It tried to provide scientific theoretical basis for the future evaluation of athletes'training level，athletic ability and health status.

serum creatinine；athlete；renal function；training effect

G80-05

A

1003-983X（2017）06-0503-05

2017-04-12

2017年湖北省体育领域自然科学研究课题资助项目（2017B004）

李蕾(1993-),女,湖北咸宁人,在读硕士,研究方向:运动生物化学.

1.湖北大学体育学院,湖北武汉430062;2.湖北省体育科学研究所,湖北武汉430205. 1.Hubei University Sports College,Wuhan Hubei,430062; 2.Hubei Sports Science Institute,Wuhan Hubei,430205.