劉傳勤,董官清,金哲浩

(1.中國地質(zhì)大學體育部,北京 100083;2.北京科技大學體育部,北京 100083;3.韓國嶺南大學)

長期進行 10000m跑對男大學生骨骼代謝的影響

劉傳勤1,董官清2,金哲浩3

(1.中國地質(zhì)大學體育部,北京 100083;2.北京科技大學體育部,北京 100083;3.韓國嶺南大學)

目的:探討長期進行 10 000m跑對我國男大學生骨骼代謝帶來的影響。研究對象:男性大學生 15人。方法:男性大學生長期進行 10 000m跑 (6個月,每周 1次),監(jiān)測并對比實驗前后與骨骼代謝相關的生理生化指標變化。結(jié)果:在身體特征中,訓練前后的體重、體脂率、體脂量、腹部脂率、肌肉量上有著顯著性差異;骨骼代謝標記變化中,降血鈣素、甲狀旁腺激素、堿性磷酸酶比訓練前有細微的變化但沒有顯著性差異,而骨鈣素顯著性減少,脫氧吡啶啉顯著性增加;磷在血液和尿液中顯著性減少,但是鈣沒有減少,也沒有顯著性差異。結(jié)論:長期進行適宜運動強度的10 000m跑對我國男大學生骨骼代謝有著積極的鍛煉意義。

10 000m跑;男性大學生;骨骼代謝;骨骼代謝

長期參加體育運動可以提升并維持人體的機能,例如可以遏制如骨質(zhì)疏松癥等成人病的發(fā)癥。因此,隨著人們的健康意識的逐步提高,越來越多的人選擇了參加體育活動。而在研究長期體育運動對于人體積極影響方面,骨骼代謝方面的研究也越來越成為研究的焦點。雖然骨骼的代謝主要是重復吸收和形成的過程,但是人類的骨骼量會隨著成長而增加,到 30歲左右達到最大骨骼量,此后隨著年齡的增加逐漸減少,尤其是女性在絕經(jīng)后會急劇減少。從成長期到 30～34歲一直維持著骨骼的形成和吸收的動態(tài)平衡,經(jīng)過持續(xù)交替進行的骨骼再生期達到骨骼量的最大值并實現(xiàn)骨骼的堅固化,大概在 35歲之后每年以 1%的速度減少,絕經(jīng)之后減少速度升高每年約以 7%速度出現(xiàn)骨骼消失的現(xiàn)象。研究表明,強化肌肉力量的運動和加強瞬間爆發(fā)力的運動,可以增加骨骼形成量并增加骨量。這是由于給骨骼適當?shù)牧W負荷,促使造骨細胞克服基質(zhì)的形成。骨骼處于靜止或是固定的狀態(tài)會使得骨骼的鈣含量降低。佛羅斯特 (Frost)研究報告指出,低運動負荷不會影響骨骼的代謝,超過一定數(shù)值時可以促進骨骼的形成,負荷繼續(xù)增加并超過了某個相關數(shù)值時會引發(fā)骨骼的疲勞性障礙。

關于骨骼代謝的研究,運動負荷能活化骨骼代謝使骨骼代謝標記呈現(xiàn)高的數(shù)值,對此弗蘭克 (Franck)研究報告指出,對年輕人進行一周 2～3次的負荷訓練時,在施加負荷后4個星期內(nèi)骨鈣素顯著瞬間性降低,并且在 8個星期內(nèi)恢復到原來的數(shù)值。目前長跑日益成為了人們生活的一個重要運動項目,但在國內(nèi)學術期刊中卻很少能查閱到體重負荷較大的長跑項目對骨骼密度帶來影響的研究文獻。針對這些問題,本研究探討長跑運動對骨骼代謝的影響,選擇高強度的耐力運動萬米長跑項目,在實驗研究中將整個過程分為訓練前后時段,對骨骼代謝變化進行分析。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選擇 10 000m跑項目作為實驗測試指標,對有意愿參加本次長跑項目的男性大學生 15人作為研究對象。所有被試者均為沒有參加長跑大賽的經(jīng)歷,身體健康,了解本研究的研究意圖沒有疾病或藥物服用的經(jīng)歷。被試者們的身體特征見表 1。

表1 被試者的身體特征(n=15)

1.2 研究方法

1.2.1 身體特征檢查 在研究對象的身體特征中測定了他們體重以及身體成分。為減少測定上的誤差至始至終都由一個人進行測定。身體組成的分析使用了阻抗測定器測定出瘦體重 (LBM)、瘦體重率 (LBM%)、體脂量 (Fat)、體脂率(fat%)。

1.2.2 訓練程序 本研究中的訓練項目選擇了 10 000m跑項目訓練程序 (見表 2)。

表2 10 000m跑訓練程序(n=15)

運動次數(shù)為每周 1次,運動時間包括準備運動,主要運動以及整理運動共設為 1小時,運動時間定為 6個月。根據(jù)靜息時的心率和年齡求出最大心率 (220-年齡),利用卡爾沃寧的目標心率 [THR=(HRm ax-HR rest)×運動強度 +HR rest]公式將運動強度設為 70%HRm ax(這里的 HRm ax指的是最大心率,HR rest指的是靜息時的心率)。運動中的運動強度使用了心率測定器觀察心率的變化。運動程序為作為 5m in準備運動的拉伸運動,主要運動為 40～50m in,整理運動 5m in。至于跑步的速度,讓被試者們自行維持一定的水平,并且全部被試者在 40到 50m in之內(nèi)完成萬米長跑。

1.2.3 血液以及尿液檢查 采血和采尿是在所有被試者進行 12h以上的運動之后,禁止服用藥物、禁止進食狀態(tài)下進行,訓練前和訓練 6個月后采取同樣的方法進行采樣。血清和尿液迅速凍存于 -80℃。血液的檢查項目有血清中的鈣(Ca-s)、磷 (P-s)、甲狀旁腺激素 (i-PTH)、骨鈣素 (OC)、降血鈣素 (CT)以及堿性磷酸酶 (ALP)。尿素中為鈣 (Cau)、磷 (P-u)、脫氧吡啶啉 (D-pyr)。

取尿是在早上起床第一次小便后約 2h后的 8點到 10點內(nèi)進行取尿液 30cc,避光保存于 -20℃后進行檢測。血液采樣是在前腕靜脈用一次性注射器采血 10cc,離心后取血清保存于 -20℃后進行檢測。

1.3 資料處理

采用 SPSS 11.0統(tǒng)計軟件包和O ffice 2003辦公軟件中的Excel對所得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理,并對所得數(shù)據(jù)進行數(shù)理分析。求出所有變量的平均值和標準偏差,對測定結(jié)果進行了訓練開始前以及訓練 6個月的配對 t檢驗。差異檢定的顯著水平設為 P＜0.05。

2 研究結(jié)果

本研究中被測試者在身體上沒有異常,并且沒有參加長跑經(jīng)歷的健康男子大學生為對象,在他們進行了 6個月的萬米距離長跑運動的前后。

由表 3所示,降血鈣素訓練后比訓練前有所增加,但是并沒有顯著性差異。作為鈣調(diào)節(jié)激素的甲狀旁腺激素訓練后比訓練前有所減少但沒有顯著性差異。骨鈣素訓練后比訓練前有了顯著性減少。脫氧吡啶啉在訓練后比訓練前有了顯著性升高。堿性磷酸酶在訓練后比訓練前雖然有所減少但并沒有顯著性差異。由表 4所示,鈣的變化中,血鈣和尿鈣訓練前后有若干減少但是都沒有顯著性差異。磷的變化中,血磷和尿磷在訓練后比訓練前有了顯著性的減少。17-羥類固醇在訓練后比訓練前雖有增加但沒有顯著性差異。

表3 6個月的 10 000m跑訓練前、后的骨骼代謝標記的變化(n=15)

表4 6個月的 10 000m跑訓練前后骨骼代謝標記的變化(n=15)

本研究以大學生為對象探究長期進行 10 000m跑對骨骼代謝產(chǎn)生的影響。當人體處于靜止狀態(tài),骨骼的鈣含量會隨時間流失而逐漸減少,從 X光照片可看出骨骼的鈣的透過性增加。而當運動負荷比較低的時候,骨骼代謝沒有太大的變化,只有當運動的負荷強度超過了一定程度時會促進骨骼的形成,若繼續(xù)增加負荷超過某個相關數(shù)值時骨骼會產(chǎn)生疲勞性障礙。

3 結(jié)果與分析

本研究進行的 6個月期間,每周 1次每次進行 1h的長跑運動,持續(xù)時間以一般水平速度為 10 000m跑 50m in較慢,這種運動強度屬于較淺或是普通的負荷。而且頻率一周一次,頻率較少。在被試者完成這項運動程序的期間觀察骨骼代謝相關指標的變化,作為骨骼形成標記的骨鈣素在運動前后的比較中,比運動前有明顯減少但是并沒有顯著性差異。與此同時,作為骨骼吸收標記的脫氧吡啶啉沒有顯著性差異,但是比運動前和運動后有升高的傾向。弗蘭克(Franck)等認為在運動的適應階段甲狀旁腺激素 (PTH)分泌量增加,所以骨鈣素的產(chǎn)生有所降低。但是在本研究中所得到的結(jié)果是:在此期間并沒有觀察到甲狀旁腺激素顯著性的變化,而骨鈣素卻減少,這個結(jié)果與甲狀旁腺激素分泌增加骨鈣素會減少的先行研究結(jié)果相一致。同時,在本研究的測定結(jié)果中,成年男性低強度、低頻率的長跑負荷會抑制骨骼代謝循環(huán),并且在這個變化中甲狀旁腺激素并不是影響骨骼代謝的一個最主要因素。而甲狀旁腺激素分泌增加導致骨鈣素的減少,卻是與機體的降血鈣素分泌亢進有關,即運動會使降血鈣素的分泌量增加,由于降血鈣素的作用就是破骨細胞數(shù)量增加,而骨骼吸收低下,這也就使得整個骨骼代謝循環(huán)被抑制,骨骼形成進程被延遲。

綜合來看骨骼形成標記的骨鈣素和骨骼吸收標記的脫氧吡啶啉的變動,高強度的長跑后骨骼的形成會一時停滯,然后骨骼形成與骨骼吸收一同亢進。這與本研究中骨鈣素在運動后比運動前減少的結(jié)果相一致。人體的骨骼是一種一生都會持續(xù)再生的代謝組織,這種骨骼代謝過程會發(fā)生在骨骼細胞中。造骨細胞來源于骨骼結(jié)締組織內(nèi)的間質(zhì)細胞,合成并分泌基質(zhì)成分并和細胞外液和骨骼表面之間的無機物移動相關。造骨細胞被基質(zhì)包圍變成骨細胞,其蛋白合成能力顯著降低。破骨細胞負責骨骼的吸收溶解基質(zhì)成分游離鈣和磷。這時在骨骼消失和骨骼生成游離存在的骨骼基質(zhì)成分中一些項目在血液或尿液中檢測可用于生物化學指標,所以在本研究中也是用了堿性磷酸酶、骨鈣素、脫氧吡啶啉等生物化學指標。堿性磷酸酶是骨骼形成的生物化學指標,在造骨細胞和肝臟中產(chǎn)生。堿性磷酸酶隨著年齡、性別、絕經(jīng)狀態(tài)等在血清中的濃度會發(fā)生變化,在成年成長期其濃度會升高,此后男性高于女性但是在絕經(jīng)后女性會升高。本研究中對 20歲男性在 6個月的 10 000m跑訓練后會降低。在 6個月的運動訓練之后的減少現(xiàn)象是長跑運動的一個適應期,過度的體力消耗或是高強度運動負荷導致血液中鈣和磷的總量減少。

4 結(jié)論

大學生進行長期 10 000m跑這種適宜負荷的規(guī)律性運動會使骨骼代謝活化并促進骨骼形成,有益于骨骼的健康。10 000m跑訓練給骨骼代謝影響表現(xiàn)為:1)在身體特征中,訓練前后的體重、體脂肪率、體脂肪量、腹部脂肪率、肌肉量上有著顯著性差異。2)骨骼代謝標記變化中,降血鈣素、甲狀旁腺激素、堿性磷酸酶比訓練前有著細微的變化卻沒有顯著性差異,而骨鈣素顯著性減少,脫氧吡啶啉顯著性增加。3)磷在血液中和尿液中顯著性減少,但是鈣減少沒有顯著性差異。

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Impact of Ongoing 10 000m Run s on Male University Stuents’Bone Metabolism

L IU Chuanq in1,DONG Guanqing2,JIN Zhehao3
(1.Sports Department of China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.Sports Department of Beijing University of Science&Techno logy,Beijing 100083,China;3.Sou th Korea Yeungnam University)

Objective:This study aim ed to investigate the impact of bone metabolism of m ale students during the long-term 10,000meters running.Object:15m ale college students were involved.Method:Them ale college students run 10,000meters once aw eek for6months,and the physiology and biochemistry index has been monitored th rough this experiment.Results:There are significant differences on the weigh t,body fat percentage,body fat content,abdominal fat percentage,and muscle mass in physical characteristics be fore and after training;there are slight changes of Calciton in,PTH and A KP in the m ark of skeleton metabolism,but BGP has significantly decreased,and DPD has increased dramatically.Phosphorus has been decreased significantly in blood and urine,but calcium has no t decreased significantly.Conclusion:Overall,the longterm appropriate exercise in tensity for the 10,000meter race has apositive meaning for bone metabolism of male students.

10 000-meter run;m ale college students;bone metabolism;bone metabolism

G804.22

A

1004-0560(2011)02-0075-03

2011-01-03;

2011-03-15

劉傳勤 (1963-),男,副教授,學士,主要研究方向為田徑、攀巖、高等體育教學。

責任編輯:喬艷春

?體育教育訓練學