基于CT影像分析氨基酸对健美操运动员耐力运动后肌肉损伤的保护作用

李 晶， 胡建平， 张媛媛

1. 三门峡职业技术学院， 河南 三门峡 472000； 2. 河南理工大学体育学院， 河南 焦作 454000；3. 焦作煤业(集团)有限责任公司中央医院， 河南 焦作 454000

竞技健美操是指在音乐的伴奏下，参赛者按照要求完成高强度、复杂、连续性的成套动作[1]。由于竞技健美操运动幅度大、速度快，且动作难度不断增加，因此，运动员出现肌肉损伤的概率较高[1,2]。研究表明，耐力运动会导致运动员出现显著的肌肉损伤，可以通过CT影像分析，也可以通过肌肉活检直接测量或间接测量血液标志物，如肌酸激酶(CK)、肌红蛋白、乳酸脱氢酶、肌钙蛋白I和肌球蛋白重链片段[3-5]。查阅相关文献，有研究者认为补充氨基酸对进行耐力训练的运动员体能恢复有一定作用，但机制并不明确[6]。本研究中选取12名健美操运动员分组进行4周短期耐力训练，分析补充氨基酸对其肌肉损伤的保护作用，验证其对恢复肌肉损伤的作用机制，为将来健美操运动员技能比赛提供理论支持。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取12名健美操运动员随机分配到氨基酸(AA)组或安慰剂(P)组，均接受4周(T2～T5)全身耐力训练，两组性别、年龄、身高、体重、赛龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)。本研究中所有参与者均自愿签署知情同意书。参与者均无任何医疗或骨科问题，且无正在服用影响研究结果的营养补充剂或合成代谢药物等。

1.2 方法

1.2.1分组与给药

12名健美操运动员随机分为P组和AA组，各6名。AA组参与者每天摄入了由专业营养师调配的含有0.4 g/kg必需氨基酸的胶囊(表1)；P组参与者接受相同外观的安慰型胶囊。每个参与者都被要求与膳食分开摄入补充剂(即饭前1 h或饭后2 h)。

表1 必需氨基酸胶囊成分

1.2.2耐力训练

在开始为期4周的耐力运动之前，每个参与者均进行了4周的基础训练。基础训练每周2 d，每次锻炼包括5个练习(深蹲、卧推、背阔肌下拉、腿部推举和肩部推举)，共3组，每组8～10次重复，组间休息1～3 min。耐力训练进行4周全身运动，前2周由高强度(每组10～12次，组间休息1～2 min)、中等强度(每组8～10次，组间休息2～3 min)的运动组成，而后2周由高强度、低强度(每组3～5次，组间休息3 min)的运动组成。

1.2.3力量测试

在自行车测力计上进行5 min的一般热身后，完成一次热身，该力量达到1 RM的40%～60%，重复5～10次。休息1 min后，再进行一组感知1 RM力量的60%～80%，重复2～3次。随后，进行3～4次最大试验以确定1 RM力量，包括1 RM卧推和深蹲。力量测试方案在第一周(T1)之前和每周训练之后(T2～T5)进行。

1.2.4CT影像检查

由于健美操运动员腰部承受力量最大，腰部肌肉受损也最为常见。因此，CT影像检测受试者肌肉损伤时，主要观察腰部肌肉情况。本研究中测定受试者第一尾椎(S1)、第一腰椎(L1)、第二腰椎(L2)、第三腰椎(L3)、第四腰椎(L4)、第五腰椎(L5)出口神经根到骨性关节突的最短距离和口神经根到骨性关节突关节面的最短距离。

扫描步骤：受试者采取仰卧位，头部先进，身体长轴与扫描平面保持垂直状。扫描模式为螺旋式扫描，基线与椎体平行，扫描选自L1～S3，扫描间距3 mm，层厚3 mm，电压120 kV，电流220 mA。扫描完成后，通过专业图像工作站(AW46 GE，美国)进行图像后处理及测量。

1.2.5生化分析

收集每个参与者T1时和T2～T5时静脉血样本。在禁食10 h并禁欲至少12 h后的清晨(上午5:00～9:30之间)采集血液样本。全血样品以3000 r/min离心10 min，收集所得血清或血浆储存在-80 ℃保存，直至分析。样品分析：用标准比色程序在450 nm(Sigma Diagnostics)重复测量血清葡萄糖浓度；在520 nm(Sigma Diagnostics)重复测定血清尿酸浓度。采用标准放射免疫分析(RIA)技术一式两份测定血清总睾酮、人生长激素(GH)、性激素结合球蛋白(SHBG)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、胰岛素和皮质醇浓度，其中血清总睾酮、皮质醇、胰岛素和SHBG用碘125(125I)固相RIA(Sigma Diagnostics)测量。

1.3 统计分析

本研究中采用重复测量的方差分析完成所有性能、激素和血液变量数据的统计评估。适当时使用t检验确定随后的成对差异，计算用于比较的效应量(ES)。Pearson积矩相关性用于确定选定的成对关系。nQuery Advisor软件(Statistical Solutions，Saugus，MA)，统计功效范围为0.80～0.92。显著性设定为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 受试者CT测定值

结果如表2所示，与P组相比，AA组腰椎节段L2～L3、L3～L4、L4～L5、L5～S1出口神经根到骨性关节突的最短距离均略有下降，而出口神经根到骨性关节突关节面的最短距离均有所增加，结果说明AA组受试者肌肉损伤情况得到极大改善(P<0.05)。

表2 受试者CT影像测定值

2.2 肌肉力量测试

结果如表3所示，P组T2时与T1时相比，1 RM深蹲和1 RM卧推下降；与T1时相比，两组均在T3时1 RM深蹲和1 RM卧推略有增加，T4和T5时显著增加(P<0.05)。

表3 力量测试

2.3 血清肌酸激酶测定

结果如图1所示，与T1时相比，P组T2时血清肌酸激酶显著升高(P<0.05)，而AA组变化不显著。

图1 血清肌酸激酶含量测定

2.4 血清尿酸测定

结果如图2所示，与T1时相比，P组T2时血清尿酸含量显著升高(P<0.05)，而AA组T1～T5血清尿酸含量变化不显著。

图2 血清尿酸含量测定

2.5 血清总睾酮测定

结果如图3所示，与T1时相比，P组T4时总睾酮含量显著降低(P<0.05)；T2～T4时，AA组血清总睾酮含量显著高于P组(P<0.05)。

图3 血清总睾酮含量测定

2.6 血清性激素结合蛋白测定

结果如图4所示，与T1时相比，P组T2～T5时血清性激素结合球蛋白显著增加(P<0.05)，而AA组变化不显著。

图4 血清性激素结合蛋白测定

2.7 血清睾酮总量与性激素结合蛋白比值

结果如图5所示，AA组和P组T2～T5时与T1时相比，血清睾酮总量与性激素结合蛋白比值均有下降，且P组下降幅度更为显著(P<0.05)。

图5 血清睾酮总量与性激素结合蛋白比值

2.8 血清22 kD的生长激素测定

结果如图6所示，P组T2-T5时与T1时相比，血清22 kD生长激素含量显著增加(P<0.05)，而AA组变化不显著。

图6 血清22 kD的生长激素测定

2.9 血清相关生化指标测定

结果如表4所示，P组T2～T5时与T1时相比，血清胰岛素、葡萄糖、皮质醇浓度多显著下降(P<0.05)，而AA组整体变化不显著。

表4 血清相关生化指标测定

3 讨论

研究表明，机体运动时可以通过补充氨基酸来增加蛋白质合成或减少糖原合成增强运动后恢复[7]。在高强度耐力训练期间，对氨基酸的需求更高[8]。本研究中，最初仅P组的肌肉力量降低，而在增加强度后(第3周和第4周)，性能无显著下降(P>0.05)。该研究结果表明，肌肉过度伸展的适应性是由训练量的减少或氨基酸摄入量增加介导的。Eldeeb等[9]研究显示，支链氨基酸可以显著减少溶酶体蛋白水解，降低泛素基因表达水平。因此，补充氨基酸可能可以减少蛋白水解和潜在的肌肉损伤。本研究结果显示补充氨基酸会减弱过度伸展初始高压力期间的肌肉损伤。与磷酸激酶相似，P组血清尿酸浓度在初始压力1周后也显著升高。

有研究认为，耐力运动时细胞内嘌呤核苷酸循环缺陷可能会造成血尿酸浓度升高[10]，也有报道在耐力运动期间睾酮、生长激素和皮质醇短期升高[11]。本研究中，P组T2时血清肌酸激酶和尿酸显著升高；T2～T5时血清性激素结合球蛋白和血清22 kD生长激素含量显著升高，血红蛋白浓度下降，而AA组变化不显著；P组T4时总睾酮含量显著降低，T2～T4时，AA组总睾酮含量高于P组。

总之，本研究通过实验，进一步验证了氨基酸对健美操运动员耐力运动后肌肉损伤的保护作用机制，说明在耐力运动期间补充氨基酸对其肌肉损伤有一定的保护作用。