抗疲劳试验

实验三十二　抗疲劳试验

一、实验目的与要求

1．熟悉动物或人体实验的操作技术与要求；

2．掌握保健食品改善疲劳的功能检验与评价的方法。

二、实验原理

体力疲劳或运动性疲劳主要表现为机体运动系统的做功能力下降，定义为：机体不能维持其生理功能在一特定水平上的综合表现。其变化涉及能量代谢、内分泌调节、神经肌肉信号的传导、肌肉收缩、免疫功能等多个器官系统，评价抗疲劳实验分动物实验和人体实验。

三、动物实验

用于研究疲劳的动物模型多采用大鼠和小鼠，其优点是便于操作。受具体实施条件的限制，目前广泛采用负重游泳实验。

1．基本原理　将动物放入水中强迫进行游泳挣扎，直到体力消耗殆尽下沉溺死为止，计算自落水开始至鼻孔沉入水中死亡的时间即为游泳时间。动物游泳至衰竭的时间受动物的运动能力和应激能力的影响，反映外周疲劳和中枢疲劳的综合作用。

2．试验材料与方法

（1）试验动物与分组：选择成年健康小鼠，推荐使用近交系纯繁小鼠。体重18～22g，雌雄各半，每组（箱）3～5只。试验前适应3天，之后进行游泳筛选。

（2）试验日粮或食物

（3）仪器与器材

①游泳箱（大小约50cm×50cm×40cm）；

②小动物电子秤（1%感量）；

③铅皮或铅丝。

（4）试验条件（运动负荷）：置小鼠在游泳箱中游泳。

①水深：30cm±1．0cm；

②水温：25℃±1．0℃；

③尾部负荷：5%体重的铅皮。

3．试验结果与分析　记录小鼠自游泳开始至死亡的时间，作为小鼠游泳实际时间；运用基本生物统计学方法计算总样本的平均数和标准差，并进行试验结果分析。

4．实验报告

5．注意事项

（1）每一游泳箱一次放入的小鼠不宜太多，以免互相挤靠，影响运动负荷量。

（2）水温对小鼠的游泳时间有明显的影响，因此要求各组水温控制一致，每一批小鼠下水之前都应测量水温，水温以25～30℃为宜，如果过低可能引起小鼠痉挛，过高则游泳时间可能太长，不便于操作。

（3）铅皮或铅丝缠绕松紧应适宜。

（4）观察者应在整个实验过程中使每只小鼠四肢保持运动。如果小鼠漂浮在水面四肢不动，可用木棒在其附近搅动。

（5）试验前应禁食12～24h。避免小鼠进食对体重和运动量的影响。

四、人体试食实验

1．目的　检验营养干预条件下，运动能力的改善和能量代谢的纠正。

2．基本原理　人体运动试验分为静力器械肌肉力量的测试；自行车或跑台进行给定功率运动的运动时间和运动量的测试；借助心肺功能仪，准确地定量运动负荷。

3．试验对象　健康成年男性或女性，建议选用体力较好、日常经常参加运动锻炼、年龄小于35岁的人群，以减少运动试验不良反应的发生率。

4．试验设计与方案

（1）试验设计：根据年龄、性别、体重、体质和体力情况随机分为试食组和对照组；或采用自身前后期对照法（包括单盲、双盲、多盲法）。

受试食物服用时间可根据其缓解体力疲劳的功能，分别于运动前、运动中或运动后定量服用，连续数天或数周。

（2）试验方案：营养干预措施并结合运动训练方案。

①营养干预措施

a．改善短时间大强度运动能力：补充肌酸或碱性物质；

b．改善有氧运动能力：补充维生素C或E等抗氧化剂；

c．改善长时间耐力运动能力：补充低聚糖、支链氨基酸、水和电解质；

d．改善日常运动锻炼能力：补充谷氨酰胺、碳水化合物。

②运动训练方案

A．Wingate无氧运动能力试验

a．运动器材：Monark功率自行车、心率监测计。

b．预设阻力计算：预设阻力（男）＝0．83N／kg，预设阻力（女）＝0．75N／kg。（根据受试对象运动能力有所降低，预设阻力数值可为原计算值的85%～95%）。

c．运动程序

准备活动：记录安静心率后，受试者在10N阻力下蹬车2～4min，每分钟末4～8s全速登车，同时阻力增加到预设阻力值。准备活动期末的心率应达到150～160次／min。

间隔休息：3～5min／次。

运动量计算：根据预设阻力值全力蹬车30s，以5s为单位，计数自行车轮转数和心率。

恢复运动：放松蹬车2～3min。

d．运动生理生化参数测定

运动中峰值功率

运动平均功率

运动做功量

心率：记录运动前、后1和5min心率。

血乳酸：运动前、后3min和20min取指尖血含量。

运动前后心率差

运动前后血乳酸差

e．运动量设计

功率计算：每5s功率＝预设阻力（N）×转数×1．176　5

平均功率：各时间段功率均值。

做功量计算：各段功率与时间乘积的加和。

B．PWC　170有氧运动能力试验（间接测定法）

a．运动器材：功率自行车，心率监测计。

b．运动负荷：根据受试者条件，通过预试验并结合下表提供的参考值，设定第一次和第二次运动负荷自行车阻力值。

表32－1　不同体力条件受试对象PWC　170两次运动负荷功率参考值

c．运动程序：

准备活动：同前

间隔休息：同前

运动量计算：PWC　170＝W₁＋（W₁－W₂）×（170－P₁／P₂－P₁）（参考正常值：一般男性1　060kgm／min，女性580kgm／min，男运动员1　520kgm／min，女运动员780kgm／min）。公式中：

　　　　　W₁———运动负荷增加到预定功率值

　　　　　W₂———实际运动负荷

　　　　　P₁———120次／min（第一次测定值）

　　　　　P₂———运动中最大心率为170次／min（第二次测定值）

恢复运动：同前

d．运动生理生化参数测定心率

血尿素氮

血乳酸

血丙二醛

运动前后心率差

运动前后血乳酸差等

e．运动量设计：同前

C．耐力运动试验

a．运动器材：功率自行车、心率监测计。

b．预设阻力：设计为运动时心率稳定在60%～80%最大心率水平（HRmax次／分＝220－年龄）。

c．运动程序：

准备活动：同前

间隔休息：同前

运动量计算：5N阻力启动，60min为一单元运动量，每次增加10%～20%的运动阻力，直到心率超过其自身90%最大心率方停止运动。

d．运动生理生化参数测定：除B的测试指标外，可增加：

血糖

血红蛋白

红细胞压积

五、结果与分析

自身对照采用配对t检验，多组比较采用单因子方差分析，交叉设计建议采用两因子方差分析。

六、运动能量测评报告