血乳酸_运动员科学选材

血乳酸_运动员科学选材

8　生化选材

生化选材是建立在分子水平之上，以运动生物化学的基础理论知识和实验方法作为依据，选择受遗传因素影响大并对运动能力产生制约作用的生物化学指标而进行的运动员选材。本节着重介绍几种适宜用作选材的生化指标的测定与评价方法，供参考使用。

8．1　血清睾酮

8．1．1　睾酮与选材

雄激素是一类含有19个碳原子的类固醇激素，相对分子质量约为300。三种主要的分泌型雄激素为睾酮(T)、雄烯二酮、去氢异雄酮，其中睾酮的活性最高。男性的雄激素主要在睾丸间质细胞内产生，少量来自肾上腺皮质;女性主要来自肾上腺皮质网状带，卵巢的基质细胞也能分泌一定量的雄激素。(www.guayunfan.com)

血浆中睾酮有三种存在形式，约67%与白蛋白结合，约40%与球蛋白(性激素结合球蛋白)结合，游离睾酮(FT)只占2%或2 %以下。通常认为，游离睾酮和白蛋白结合型睾酮才发挥生理作用，其中游离睾酮的生理活性最强，而与性激素结合球蛋白结合的睾酮没有生理活性。结合型睾酮是血液中睾酮的临时储存库。睾酮主要在肝脏中被灭活，以17－氧类固醇的形式排出体外，结合型睾酮存活时间要长于游离睾酮。

睾丸分泌睾酮的功能受脑垂体(腺垂体)和下丘脑分泌的激素调节与控制，它们间的关系是:下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH)、促进垂体分泌黄体生成素(LH)和促卵泡激素(FSH)，LH和FSH共同协调促进睾酮分泌细胞的功能。所以，血睾酮水平的高低直接受血浆LH和FSH浓度的影响。另一方面，血睾酮对垂体和下丘脑分泌GnRH、LH和FSH有反馈抑制作用，即不论何种原因导致血睾酮升高(或降低)时，其对下丘脑和垂体的反馈抑制作用也随之增强(或减弱)，结果使GnRH、LH和FSH水平降低(或升高)，进而调节睾酮的合成和分泌。由于下丘脑、垂体和睾丸之间内分泌功能的相互制约关系，人们将它们称作下丘脑－垂体－性腺(HPG)轴。在机体内，一些与睾酮结构接近的内源性激素如雌激素、皮质醇等对下丘脑－垂体－性腺轴也有抑制作用。值得注意的是，当大量使用外源性雌激素时可通过上述调节机制抑制下丘脑－垂体－性腺轴的功能，使机体自身分泌睾酮能力下降，一旦停用就会出现血睾酮水平大幅度下降。

睾丸间质细胞分泌睾酮的数量受多种因素的影响，如昼夜、季节、年龄、性别、体温、运动等。一般来说，清晨血睾酮水平最高，夜间最低;秋末冬初较高，春季较低。

雄激素的生物学作用广泛，主要是促进性器官(腺体)的发育，并调节性腺功能。此外，它还能刺激组织摄取氨基酸，促进核酸和蛋白质的合成，促进肌纤维和骨骼的生长，加强磷酸肌酸的合成，刺激促红细胞生成素分泌，增加肌糖原储备，维持雄性攻击意识，等等。

人体血睾酮各发育阶段正常值如表8－1所示。

表8－1　人体血睾酮各发育阶段正常值

运动员选材时，一般取各年龄段血睾酮的上限值。有研究表明，男子血睾酮在500 ng/dL，女子在100 ng/dL时，运动能力良好。但是要注意那些血睾酮值超过日历年龄正常水平的属于早熟型的少年，这种人往往比同龄人表现出较强的运动能力，易导致片面偏爱，其运动能力较强仅仅由早熟所致，将来未必是佼佼者。相关研究也表明，对有些运动项目来说，这种人成才率很低，倒是那些属于发育正常型尤其是正常延长型的成才率较高。一般来说，对于可早出成绩的项目，如体操、游泳、跳水、技巧、乒乓球等，可选拔血睾酮水平较高者;对于较难出成绩的、多有“大器晚成”的项目，如跳高、篮球、划船等，应结合其他指标进行综合衡量。由于睾酮等激素水平易受干扰，因此不能一次检查定终身，应在本人体能最佳(无疾病、无疲劳、无干扰)时多次抽查。

8．1．2　睾酮随年龄变化的特点

不同年龄组的青少年血清睾酮均随着发育期年龄的增长而呈明显的同步增加趋势。小于12岁的男女少年运动员之间，血清睾酮水平无明显差异性，一般认为这是由于下丘脑－垂体－性腺轴仍处于静息状态所致。进入到13～14岁后，男女运动员血睾酮急剧增加，此时出现性别差异。15～16岁组血睾酮上升幅度最大，这可能与下丘脑－垂体－性腺轴加速发育有关，可以认为此时处于生长发育高峰，适合接受专项强度训练。一般来说，同年龄组青少年中，优秀运动队的运动员血睾酮水平高于业余体校组，业余体校组高于普通学生，这在13～14岁组尤为明显。

8．1．3　睾酮的测试

由于睾酮值的个体差异较大，因此，仅用某一次血睾酮测值来评定该运动员血睾酮水平是不全面的，注意积累资料进行纵向比较更为有意义。测定血睾酮一般是抽取受测者的静脉血，也可用微量指血，分离血清来进行测定。测定方法多为放射免疫法。

8．2　血红蛋白

8．2．1　血红蛋白与选材

血红蛋白(Hb)俗称血色素，是红细胞中一种含铁的蛋白质。血红蛋白的主要生理功能是运输氧和二氧化碳，并对酸性物质起缓冲作用，参与体内的酸碱平衡调节。血红蛋白的含量对运动员的运动能力影响很大，对耐力运动员的专项素质尤为重要。

一般人血红蛋白的正常范围是男性120～140 g/L，女性110～150 g/L。我国运动员安静时血红蛋白值范围与正常人基本一致。因此，运动员贫血的诊断标准与常人一致，即以男性低于120 g/L，女性低于110 g/L，14岁以下男女均低于120 g/L作为贫血的参考值。如果血红蛋白和红细胞数量减少到贫血的程度，就会导致运动能力下降。所以血红蛋白可作为运动员功能评定和选材的生化指标。

耐力项目运动员的血红蛋白含量应达到最大有氧代谢能力要求的水平。目前认为，血红蛋白在160 g/L左右时最适宜发挥人体的最大有氧代谢能力。血红蛋白含量高，其结合的氧量多，但不能认为血红蛋白含量越高越好，因为血红蛋白太高使红细胞内黏度增加，红细胞变形能力下降，血液黏稠度上升，血流速度减慢。使用促红细胞生成素(EPO)及血液回输技术可以使血红蛋白浓度达到180 g/L甚至更高的水平，这并不利于氧的运输，还会影响运动员的健康。从运动员的功能要求，血红蛋白浓度在160 g/L左右更为适宜。

8．2．2　血红蛋白的测试

作为选材来说，用一次血红蛋白测试值来评定该运动员血红蛋白水平是可以的，但进行纵向比较更有意义。测定血红蛋白一般是抽取运动员的清晨空腹静脉血，也可用微量指血。测定方法常为光反射法或溶血比色法，目前常用血细胞计数器直接测定。

8．3　尿素氮

8．3．1　尿素氮与选材

尿素氮是体内蛋白质和氨基酸分解代谢的最终产物，在肝细胞内经鸟氨酸循环合成后释放入血，称为血尿素氮。血尿素氮经血液循环到肾脏随尿液排出体外。血尿素氮水平的高低受肝脏尿素氮合成、肾脏排泄功能等的影响。在正常生理状态下，尿素氮的生成和消除处于平衡状态，血尿素氮水平保持相对稳定。研究显示，运动训练可使运动员体内蛋白质代谢保持在较高的水平，运动训练还会影响肝、肾的功能，因此，运动员血尿素氮安静值与普通人相比常常偏高。

运动使血尿素氮水平升高，主要有五个原因:①随着运动时间的延长，肌肉中氨基酸氧化分解供能加强，脱下的氨基数增多，使氨基在肝脏中代谢产生的尿素氮增多;②受运动的影响，机体的结构蛋白和功能蛋白(肌肉、酶)分解加剧，使分解代谢终产物尿素氮的生成增多;③在长时间运动达到疲劳后，AMP脱氨基增加，进一步代谢转变为尿素氮;④长时间大强度运动时，肾脏血流供应减少，造成肾功能下降，使尿素氮的清除能力下降;⑤运动中大量排汗使血液浓缩。

在实际应用中，训练后血尿素氮值增幅较小、恢复也快的运动员，能承受大负荷的训练，而增幅大且不易恢复的运动员难以承受大负荷的训练。在赛前最佳状态时，优秀运动员晨起血尿素氮值应在正常参考范围的上限(4～7 mmol/L)。已有人将这些标准用于运动员选材。

8．3．2　尿素氮的测试方法

一般在运动后或次日晨取微量(20μL)全血测定，测定方法有二乙酰一肟法和酶电极法，目前常用的仪器为半自动或全自动生化分析仪。

8．4　血清肌酸激酶

8．4．1　肌酸激酶与选材

肌酸激酶(creatine kinase，CK)是骨骼肌能量代谢的关键酶之一，其作用是催化三磷腺苷和磷酸肌酸之间高能磷酸键可逆性的转移。研究发现，高强度肌肉负荷后，肌肉酸痛与血清CK水平存在高度相关。

正常情况下，肌细胞膜结构完整、功能正常，使CK极少透出细胞膜，血清CK正常值应小于110 U/L。研究证明，无论是大强度还是低强度的训练都会使血清CK活性增加。由于肌细胞和血液中CK的数量差异特别大，因此，血清CK活性的变化可作为评定肌肉承受刺激程度和了解骨骼肌损伤及其适应与恢复的重要敏感的生化指标。

运动强度和运动时间对血清CK的影响具有以下规律:①运动强度只有达到一定程度时，才引起酶活性的显著变化;②较大强度和较短时间运动后血清CK活性变化显著地大于较长时间和较小强度的运动;③运动强度和持续时间都是影响酶活性的重要因素。一般认为，持续时间的影响最为明显，但也有研究指出强度变化对血清CK活性水平影响更明显。

8．4．2　运用血清CK评定时应注意的问题

应用血清CK评定运动肌功能和非乳酸供能能力时，可每隔2～3 d测定一次。负荷后血清CK经常处于100～300 U/L。如果调整2～3 d后，血清CK仍超过300 U/L，说明运动负荷过大，身体功能尚未恢复，应及时调整运动量。有人认为，一名训练良好的运动员，进行大强度或持续长时间训练后，血清CK值一般在24 h恢复到正常水平，若明显减慢或需要几日才恢复正常，预示可能出现疲劳症状。

一般认为，较长时间的运动训练，原则上不引起安静状态时运动员血清CK活性的改变，运动员与正常人相比无差异。也有学者发现，安静时运动员的血清酶活性高于学生，血清CK活性值差异较大。

值得注意的是，血清CK活性在负荷后的增加程度存在着显著的个体差异，负荷后血清CK的恢复程度个体差异也很大，其原因尚不清楚。

8．4．3　血清CK的测试方法

一般在运动后或次日晨起取静脉全血测定，测定方法常用荧光测定法，目前常用全自动或半自动生化分析仪直接测定。

8．5　血乳酸

8．5．1　血乳酸与选材

血乳酸是体育领域中应用范围最为广泛的指标，也是应用效果最好的指标。它不仅用来评价有氧耐力水平，也用来评价无氧训练水平(即速度和速度耐力水平)，同时也广泛用于运动员的选材和预测。

肌糖原或葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸，同时释放能量，运动时大部分乳酸是在肌肉中产生的，肌乳酸通过扩散、活化转运等形式，透过肌细胞膜进入血液，即为血乳酸。安静时，血液中的乳酸是很少的，只有体内的少数组织即使在氧气供应充足的情况下，仍进行糖酵解以获取能量，这些组织中糖酵解产生的乳酸，称为乳酸的安静值，运动员血乳酸的安静值与普通人没有差异。一般的情况下，安静时血乳酸常维持在固定的范围(2 mmol/L左右)。血乳酸的浓度随着运动强度的加大而增加。在较低负荷运动时血乳酸增加不明显，随强度平缓上升，但运动强度超过一定水平时，血乳酸成直线急剧上升，特别是当运动时间在45 s以上、2～4 min以内的剧烈运动时，血乳酸浓度会大大提高。在血乳酸平缓上升和急剧上升之间存在一拐点，常为4 mmol/L即为乳酸阈(LAT血乳酸达到4 mmol/L所对应的摄氧量、功率或运动速度等)。研究表明，乳酸阈值存在个体差异，其变化范围为2～8 mmol/L，所以，在用乳酸阈评定运动能力时，应注意测定其个体的乳酸阈值。

影响血乳酸的因素除遗传(遗传度为81%)外，还有运动强度、运动持续时间、运动前膳食、训练水平等。另外，年龄的影响也是很大的，儿少身体各系统尚处于生长发育阶段，其控制糖酵解的关键酶磷酸果糖激酶活性较低，故血乳酸最大浓度常低于成年人。

糖酵解供能，是时间短、强度大、速度快的运动项目的主要方式，乳酸是糖酵解的重要产物，故常用血乳酸来评定运动强度和糖酵解供能能力。目前国内外已广泛运用这一指标来预测运动成绩和选拔运动员。例如短跑，由于其运动时间短、运动强度大，故运动中主要靠ATP－CP和糖酵解供能，其供能能力越强、血乳酸产生量越多，运动员的成绩就越好。

运动训练能影响血乳酸的浓度，一般来说，在进行定量负荷时，训练水平高的人血乳酸含量少，而在进行极限负荷训练时，训练水平高的运动员能冲击更大的运动强度，并且血乳酸和耐酸水平都比较高，血乳酸的生成与运动强度关系密切，据研究证明，100 m跑时乳酸的生成速率最高，但由于运动时间较短，故运动后的血乳酸积累并不高，只有在运动时间较长且速度快的项目，如400 m、800 m、1500 m跑后，血乳酸积累才能达到最高水平。

通过糖酵解释放生成ATP的能力强，即具备了很好的无氧代谢的基础，具有较高的无氧供能能力，则在激烈运动中能获得充足的能量供应，这无疑是取得优异成绩的保证。血乳酸和乳酸阈还可以用来评价有氧耐力。有研究显示乳酸阈和运动耐力的相关性比最大摄氧量还要高，对于速度耐力性运动项目的选材有重要意义。所以，定量地测评血乳酸水平，是生化科学选材的有效手段之一。

8．5．2　血乳酸的测试方法

在运动训练中常采用日本或德国的便携式血乳酸仪测试即刻血乳酸浓度。