陳　婷　張治遠　楊文豪（西藏民族學院體育學院 陜西咸陽 712082）

運動對機體血清中磷酸肌酸激酶活性的影響①

陳婷張治遠楊文豪
（西藏民族學院體育學院 陜西咸陽 712082）

摘 要：磷酸肌酸激酶是與能量代謝密切相關(guān)的酶，血清磷酸肌酸激酶濃度可作為反映骨骼肌損傷及評定肌肉承受刺激的主要指標。其活性測定可反映運動員身體機能狀態(tài)及運動后身體恢復(fù)情況。本研究介紹了磷酸肌酸激酶的分布，分子結(jié)構(gòu)及特點，探討了大強度運動，力竭運動，抗阻訓(xùn)練，長時間耐力運動，不同骨骼肌收縮方式對血清磷酸肌酸激酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)其可以明顯的增加血清磷酸肌酸激酶的活性，另外，血清酶活性和肌肉的疲勞與受損程度、運動對肌肉的刺激程度、運動強度、運動持續(xù)時間相關(guān)。同時分析了運動引起血清磷酸肌酸激酶活性增高的機制。將磷酸肌酸激酶這一指標應(yīng)用于運動實踐在現(xiàn)實生活中具有重要的價值和意義。

關(guān)鍵詞：損失 血清 運動 磷酸肌酸激酶

磷酸肌酸激酶CK是與能量代謝密切相關(guān)的酶，肌酸激酶在人體骨骼肌內(nèi)所含的酶類物質(zhì)中，含量最為豐富。且是催化ADP+CP →ATP+C的可逆反應(yīng)，作為一種高能的、重要的磷酸轉(zhuǎn)移酶為肌肉的收縮提供了大量的能量。在腦組織、心肌和骨骼肌中廣泛的存在，其中骨骼肌中含量最多。磷酸肌酸激酶是一種二聚體酶，由兩個亞基構(gòu)成。CK在哺乳動物中有四種高度一致的亞基，兩種細胞質(zhì)分別為腦型CK-B和肌型CK-M，它們兩兩結(jié)合構(gòu)成細胞質(zhì)中三種CK同工酶，即CK-MM，CK-MB和CK-BB。另兩種線粒體形式包括普存型uCK-Mit及肌小節(jié)型sCK-Mit。它們均以二聚體形式存在，構(gòu)成線粒體CK同工酶。細胞功能正常時血清CK活性很低，而劇烈運動后其活性顯著升高，且僅從損傷肌肉中漏出，故將其作為反映骨骼肌損傷及評定肌肉承受刺激的主要指標。此酶與運動強度和運動時間關(guān)系密切。CK被廣泛應(yīng)用于體育運動實踐中，通過觀察運動前后血清CK活性變化，可了解骨骼肌能量代謝情況。

1　大強度運動對血清磷酸肌酸激酶活性的影響

受試者在70%VO2peak跑臺下運動20min，結(jié)束運動后6h，血液中的CK含量明顯增加。受試者在進行一次大強度、短距離自行車運動后，血液中的CK含量明顯增加，運動員在進行公路自行車比賽后，體內(nèi)CK的活性明顯增加，運動員在完成鐵人三項后，體內(nèi)CK含量明顯提高。另有文獻報道高原短跑運動員定量遞增負荷運動后，血清CK活性與安靜時比較明顯增加，極量負荷后與定量負荷后比較明顯增加，極量負荷后與安靜時比較明顯增加。運動員所承受的負荷不同，血清中的CK活性也不一樣，但其變化趨勢為負荷增加，CK活性增加。血清內(nèi)的CK變化規(guī)律為：運動結(jié)束后的1～2h，CK的活性有小幅度的提高，8h時活性的增長程度加大，16～24h時，活性達到最高，48h后逐漸恢復(fù)到正常水平。另外，CK活性的升高程度和肌肉疲勞和受損程度、運動隊肌肉的刺激、運動持續(xù)時間成正比。而其原因在于短時間大強度運動中，骨骼肌承受的張力越大，肌纖維機械損傷的可能性越大，因此血清CK活性越高。訓(xùn)練強度過大可能在一定程度上損失骨骼肌，改變細胞膜結(jié)構(gòu)，增加其通透性，從而提高血清肌酸激酶的活性。運動結(jié)束后，血清內(nèi)的CK活性發(fā)生改變是因為組織的損傷，運動強度越大，組織損失越嚴重，CK的活性也越高。因肌細胞和血液中CK數(shù)量差異較大，故其可作為運動性骨骼肌損傷的敏感指標。

2　力竭運動可以影響磷酸肌酸激酶的活性

負荷量和運動強度都可以影響磷酸肌酸激酶的活性，且負荷量的影響要小于運動強度的影響?，F(xiàn)今的研究認為運動時間短、運動強度小時，肌酸激酶的活性一般不發(fā)生變化。運動強度較大時，肌酸激酶的活動可以達到100～200U/L，而在運動力竭后，活性可到500～1000U/L。張?zhí)N硯等通過研究力竭游泳對小鼠腦、肝、肌組織CK活性的影響，發(fā)現(xiàn)力竭游泳后組織自由基生成增多，肌組織一定程度損傷，肌細胞膜通透性改變，血清CK活性明顯升高。而肌肉中略呈下降。遞增負荷力竭運動時，運動強度不斷增加，CK的活性也在不斷的升高，這說明體內(nèi)的磷酸肌酸功能系統(tǒng)旺盛，相應(yīng)的提高了組織內(nèi)的能量供應(yīng)，運動結(jié)束后6h，機能逐漸恢復(fù)，CK的活性也慢慢的趨于安靜。

3　抗阻訓(xùn)練可以影響磷酸肌酸激酶的活性

抗阻訓(xùn)練是對抗阻力才能完成的動態(tài)或靜態(tài)收縮的主動運動，其主要目的是增長肌肉力量。文獻報道80%1RM肌肉肥大訓(xùn)練負荷顯著增加CK酶活性，85%1RM肌力訓(xùn)練負荷亦可顯著增加CK酶活性。肌力訓(xùn)練和肌肉肥大訓(xùn)練可以提高CK的活性，當機體逐漸適應(yīng)訓(xùn)練強度后，CK的活性隨之減少。但是力量耐力訓(xùn)練對CK的活性影響不大。在進行抗阻訓(xùn)練時，可以把CK的活性變化作為一個敏感指標判別骨骼肌微細損傷、肌肉承受刺激以及恢復(fù)和適應(yīng)情況。

4　長時間耐力運動可以影響磷酸肌酸激酶的活性

長時間耐力運動雖導(dǎo)致骨骼肌機械損傷較少，但肌細胞中能量耗竭、自由基生成，均可降低肌細胞正常功能，增加細胞膜通透性，導(dǎo)致大量血清酶外漏。運動持續(xù)時間越長，代謝紊亂越嚴重，血清CK活性越高。耐力運動員訓(xùn)練距離加倍后導(dǎo)致組織CK顯著持續(xù)外漏。且與運動持續(xù)時間成正比。而耐力運動對血清磷酸肌酸激酶活性的影響存在性別差異，運動2h后女性體內(nèi)的肌酸激酶濃度明顯的小于男性體內(nèi)的濃度。馬拉松完成后，女性體內(nèi)肌酸激酶活性比平時增加了9倍，而男性則增加了22倍。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是與女性相比，男性的肌肉群更發(fā)達，相對的損傷較多，酶活性的增加也就更明顯，另外也可能和女性血液中的雌激素較多有關(guān)。

5　不同骨骼肌收縮方式可以影響運動后磷酸肌酸激酶的活性

向心收縮及等長收縮運動后24h，血清CK出現(xiàn)峰值，延續(xù)時間也較短。大負荷離心收縮將最大增加運動后血清CK活性，運動后48h血清CK出現(xiàn)峰值，延續(xù)時間長達幾天。離心收縮后較高的CK水平可能是骨骼肌纖維機械損傷的結(jié)果。而離心運動可導(dǎo)致骨骼肌延遲性肌肉酸痛，造成運動能力下降。且離心運動后肌肉酸痛變化與血清CK活性變化高度相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)受試者離心運動后，血清CK活性峰值出現(xiàn)在運動后4～6天，但其間肌肉活檢并未觀察到肌纖維形態(tài)學變化。而在運動后第7天之后，即CK峰值之后，觀察到肌纖維變性及單核細胞浸潤現(xiàn)象。有研究者認為CK活性增加先于肌肉酸痛出現(xiàn)，有利于更早期地診斷肌肉損傷。因此血清CK活性可作為評價離心運動后延遲性肌肉酸痛的客觀指標。

6　運動強度和運動時間可以影響磷酸肌酸激酶的活性

運動后血清CK活性變化可用于反映骨骼肌損傷狀況。而運動強度和運動時間，哪個因素對血清CK活性變化影響更為顯著？很多研究對于此觀點存在分歧。第一種認為運動強度更重要的實驗大多采用短時間高強度運動，負重力量練習，離心收縮運動方式。實驗發(fā)現(xiàn)運動總量最少但運動強度最大的一組受試者運動后血清CK反應(yīng)最大。第二種認為運動持續(xù)時間更重要的實驗大多采用長時間耐力訓(xùn)練。文獻表明耐力運動員訓(xùn)練距離加倍后造成顯著的組織CK持續(xù)外漏。不同運動方式造成肌肉損傷進而導(dǎo)致血清酶活性升高的機制存在差異。短時間大強度運動中，運動強度越大，骨骼肌承受的張力越大，導(dǎo)致肌纖維機械損傷，進而血清CK活性越高。其與運動強度成正比。而長時間耐力運動對骨骼肌機械損傷較輕，但肌細胞中能量物質(zhì)耗竭及自由基大量生成，代謝紊亂越嚴重，都將導(dǎo)致肌細胞膜通透性增加，造成血清CK外漏。且與運動持續(xù)時間成正比。綜上所述，長時間運動中運動距離，運動持續(xù)時間對血清CK的影響與短時間運動強度同樣重要。

7　運動引起血清磷酸肌酸激酶活性增高的機理

關(guān)于運動引起血清磷酸肌酸激酶活性增高的原因，一般認為與細胞內(nèi)酶釋放入血有關(guān)。而細胞內(nèi)酶如何釋放人血？尚有幾種觀點。（1）細胞酶釋放的增加是因為運動增加了茶酚胺的分泌，從而引起能量的耗竭，酸性代謝物堆積，因此增加了細胞膜的通透性，造成細胞內(nèi)酶漏出細胞膜。（2）血清酶升高是運動中肌纖維損傷，肌纖維出現(xiàn)變性壞死的結(jié)果。（3）運動后血清CK活性升高并非骨骼肌機械損傷的結(jié)果，可能是自由基損傷細胞膜等代謝原因?qū)е录〖毎ねㄍ感栽黾印＃?）還有一種觀點認為細胞膜通透性增加，使細胞內(nèi)酶漏出細胞膜，其與纖維結(jié)合蛋白和抗肌萎縮蛋白密切相關(guān)。纖維結(jié)合蛋白與肌纖維膜上整合蛋白相連，其位于基質(zhì)膜和肌纖維膜。而抗肌萎縮蛋白是細胞骨架的結(jié)構(gòu)蛋白。纖維結(jié)合蛋白和抗肌萎縮蛋白均可作為肌細胞膜喪失完整性的標志。有實驗觀察到離心收縮后血漿纖維結(jié)合蛋白陽性染色增加，同時伴有肌間線蛋白染色，表明細胞完整性的下降伴隨著細胞骨架的破壞。另有研究證實大鼠骨骼肌在被動拉長后即刻，肌纖維中抗肌萎縮蛋白發(fā)生改變，這說明離心運動結(jié)束后，細胞膜可能馬上就喪失其完整性，使得CK從細胞膜進入血液。

8　磷酸肌酸激酶應(yīng)用于運動實踐

由文獻可知，由運動而造成的CK改變和個體的差異、運動類型、運動時間以及運動強度都有一定的關(guān)系，但和運動強度的關(guān)系最大。高強度訓(xùn)練最影響運動員體內(nèi)CK的活性，因此可以把CK作為運動實踐中評定運動強度的一個指標。現(xiàn)今，德國和日本都已經(jīng)用CK參數(shù)法來改變訓(xùn)練強度，對運動員定期的檢測其CK活性，可以作為一個微觀依據(jù)來調(diào)節(jié)訓(xùn)練時的強度，從而可以科學的進行訓(xùn)練。目前，血清CK在運動實踐中可用于監(jiān)控調(diào)節(jié)訓(xùn)練強度，運動疲勞和恢復(fù)，延遲性肌肉酸痛，個體運動能力，低氧訓(xùn)練，運動員合理營養(yǎng)等方面。訓(xùn)練時，一個比較敏感的變化指標就是血清肌酸激酶，但是一個單一的指標無法全面的判斷訓(xùn)練的運動量和運動強度，因此需要采取多個指標綜合的進行評定，才可起到相互補充的作用。

9　結(jié)語

磷酸肌酸激酶是與能量代謝密切相關(guān)的酶，血清磷酸肌酸激酶濃度可作為反映骨骼肌損傷及評定肌肉承受刺激的主要指標。血清磷酸肌酸激酶受運動負荷影響較大，負荷強度和時間越大，影響越明顯。大強度運動，力竭運動，抗阻訓(xùn)練，長時間耐力運動，不同骨骼肌收縮方式均可導(dǎo)致血清磷酸肌酸激酶活性增加。且長時間運動中運動距離，運動持續(xù)時間對血清磷酸肌酸激酶活性的影響與短時間運動強度同樣重要。而血清酶增高機制與多種因素相關(guān)，包括運動引起的組織缺氧，自由基損傷細胞膜，兒茶酚胺激素分泌增加，運動中部分肌纖維損傷，變性壞死，纖維維結(jié)合蛋白和抗肌萎縮蛋白染色增加，肌細胞膜喪失完整性有關(guān)。磷酸肌酸激酶作為評定肌肉承受刺激的敏感指標，將其應(yīng)用于運動實踐具有重要的現(xiàn)實意義和價值。

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中圖分類號：G804.2

文獻標識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）05（c）-0017-02

作者簡介：①陳婷（1984，10—），女，漢族，陜西戶縣人，碩士，講師，研究方向：運動人體科學。