孔梅 張翔 葉梅聆(曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 山東曲阜 273165)

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乳酸脫氫酶及其同工酶在運(yùn)動(dòng)中的監(jiān)測(cè)和應(yīng)用

孔梅 張翔 葉梅聆
(曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 山東曲阜 273165)

摘 要:文章采用文獻(xiàn)資料研究法得出,血清中乳酸脫氫酶(LDH)是骨骼肌中一種重要的代謝酶,與年齡、性別、種族、肌肉質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等因素有關(guān)。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可引起運(yùn)動(dòng)員血清總LDH酶活性變化,而同工酶比例不發(fā)生變化。LDH同工酶比例的變化可用于輔助診斷肌肉疾病,同時(shí),LDH同工酶譜的變化對(duì)于指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練更具有極其重要的作用。全面準(zhǔn)確地了解運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)LDH活性及其同工酶變化的影響,可以為科學(xué)地指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供有利的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:乳酸脫氫酶 同工酶 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 監(jiān)測(cè)

血清肌酶水平是評(píng)定生理或病理狀態(tài)下肌肉組織功能變化的一種標(biāo)志。這些酶的增加可能是由于細(xì)胞壞死、急性組織損傷或慢性肌肉損傷引起的。血清肌酶及其同工酶的變化也可見于正常人和運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，酶從肌肉組織釋放入血的量可受到體育鍛煉的影響。肌肉活檢結(jié)果證明力量和耐力運(yùn)動(dòng)員總?cè)樗崦摎涿?LDH)和LDH同工酶的活性不同。前者有較低的總LDH和同工酶LDH1活性,而后者具有較高的總LDH和LDH5活性。此外,血清LDH活性在不同強(qiáng)度、水平的訓(xùn)練后表現(xiàn)出不同的變化。在停止訓(xùn)練后也會(huì)觀察到酶活性的增加。評(píng)估LDH活性可以獲得肌肉代謝信息,對(duì)其進(jìn)行研究有助于醫(yī)生和訓(xùn)練師來確定適宜的訓(xùn)練水平以及與訓(xùn)練相適應(yīng)的代謝類型。

1 乳酸脫氫酶概述

乳酸脫氫酶(LDH)是丙酮酸和乳酸反應(yīng)使NAD還原為NADH的一種酶蛋白。在活細(xì)胞中通常有5種同工酶形式表達(dá),這5種同工酶是由兩種不同亞基M與H結(jié)合構(gòu)成的四聚體,分別為L(zhǎng)DH1、LDH2、LDH3、LDH4、LDH5。M鏈催化丙酮酸向乳酸轉(zhuǎn)化,而H鏈提高丙酮酸有氧氧化。因此,LDH中一定數(shù)量的M鏈的存在,有利于厭氧反應(yīng)的進(jìn)行,而H鏈增加超過M鏈時(shí),則向有氧氧化轉(zhuǎn)換。LDH6僅由M亞基和免疫球蛋白結(jié)合形成,它的存在與動(dòng)脈硬化性心血管病的不良預(yù)后有關(guān)。在肌肉組織中,LDH與肌鈣蛋白相互作用,這種作用受到Ca2+濃度和pH值的影響,反應(yīng)在pH6.0～7.0達(dá)到高峰。

2 健康受試者血清LDH

在正常血清中,骨骼肌主要產(chǎn)生肌酸激酶,而總LDH的表達(dá)受到影響,正常有氧氧化過程中,LDH1占主要地位?？侺DH表達(dá)受年齡、性別、種族、肌肉質(zhì)量、體力活動(dòng)以及氣候條件的影響。成年男性具有較高的血清LDH水平特別是在LDH1和LDH2,在老年期隨著年齡下降。LDH具有晝夜節(jié)律,隨日夜節(jié)律變化約10%,在晚上6點(diǎn)達(dá)到高峰。在寒冷天氣下鍛煉相對(duì)于溫暖天氣下鍛煉,血清LDH升高。

3 血清LDH病理性升高的臨床意義

血清LDH是活細(xì)胞損傷的標(biāo)志物,同工酶的特異性增加可能有助于診斷。在急性非創(chuàng)傷性橫紋肌溶解癥中, LDH明顯升高和LDH5升高直到損傷后10天。在個(gè)別惡性腫瘤中,常觀察到LDH同工酶發(fā)生轉(zhuǎn)化,LDH5升高,但往往還存在其他的腫瘤標(biāo)志物,可能比LDH更具有輔助診斷意義。

LDH同工酶譜的變化可用于進(jìn)行性肌肉病變和非進(jìn)行性神經(jīng)肌肉病變的鑒別診斷,在進(jìn)行性肌肉病變中,隨著病變的發(fā)展, LDH-M逐漸消失,LDH-H增加。同樣,在嚴(yán)重的肌肉疾病中,M亞基與H亞基的比值降低。在肌養(yǎng)不良基因攜帶者的血清中同樣發(fā)現(xiàn)LDH4與LDH5向LDH1和LDH2的轉(zhuǎn)變。

4 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致血清LDH升高

運(yùn)動(dòng)也導(dǎo)致LDH顯著增加,上升的程度取決于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)如馬拉松后,LDH值呈兩倍增加并持續(xù)2周。急性離心運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的血清酶活性的升高程度要高于急性向心運(yùn)動(dòng),在訓(xùn)練后3～5天出現(xiàn)LDH升高,有時(shí)甚至在運(yùn)動(dòng)后7天仍出現(xiàn)升高現(xiàn)象。這種變化是總LDH的變化,而運(yùn)動(dòng)后LDH同工酶比例沒有發(fā)生變化,LDH1與LDH2比值沒有發(fā)生變化。在動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn),高海拔地區(qū)LDH活性下降。

5 運(yùn)動(dòng)過程中血清LDH的監(jiān)測(cè)

LDH在運(yùn)動(dòng)過程中顯著增加,但同工酶的比例是不變的。運(yùn)動(dòng)引起的LDH活性變化取決于許多條件,并受訓(xùn)練水平的影響。事實(shí)上,在未經(jīng)訓(xùn)練的人也出現(xiàn)LDH顯著增加,在劇烈運(yùn)動(dòng)后9天組織內(nèi)LDH將持續(xù)流出。體能訓(xùn)練降低運(yùn)動(dòng)后血清酶水平,LDH活性與訓(xùn)練水平和運(yùn)動(dòng)成績(jī)相關(guān)。即使短暫高強(qiáng)度的間歇訓(xùn)練提高糖酵解和氧化肌酶活性,導(dǎo)致LDH少量增加,而在一段時(shí)間的停訓(xùn)后酶產(chǎn)生的適應(yīng)性消失。在耐力訓(xùn)練后,總LDH活性增加以及LDH5降低。此外,血清LDH活性變化與不同部位的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相關(guān),訓(xùn)練所能達(dá)到的最大強(qiáng)度與LDH活性的增加也同樣有關(guān)。訓(xùn)練

的類型影響同工酶比例變化,研究證實(shí)耐力運(yùn)動(dòng)員具有較低的總LDH水平,但LDH1和LDH2的比例較高,而在耐力訓(xùn)練的肌肉中幾乎不存在LDH5。后來的研究證實(shí),有氧訓(xùn)練后LDH1和LDH2活性增加,LDH5降低。訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員LDH4和LDH5的活性與運(yùn)動(dòng)員的沖刺速度呈正相關(guān),同時(shí)發(fā)現(xiàn)LDH1和LDH2的活性與沖刺速度呈負(fù)相關(guān)。在極限運(yùn)動(dòng)后但未發(fā)生心臟損傷的運(yùn)動(dòng)員LDH1與LDH2的比值升高。在某種情況下,運(yùn)動(dòng)可能會(huì)暴露在日常生活中很少能觀察到的情況,如痙攣、疼痛和運(yùn)動(dòng)性橫紋肌溶解癥。這種潛在的病癥可能是由于乳酸脫氫酶M亞基不足導(dǎo)致的,劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)M亞基不足可引起由于糖酵解降低造成的疲勞性橫紋肌溶解癥。在這種病理情況下,糖酵解的降低明顯阻礙了丙酮酸的增加和乳酸濃度的增加。

6 結(jié)語

運(yùn)動(dòng)員血清酶的監(jiān)測(cè)是培訓(xùn)師和醫(yī)師可以使用的一種簡(jiǎn)單、無創(chuàng)的方法,用于了解運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練狀況。LDH監(jiān)測(cè)在研究訓(xùn)練中對(duì)肌肉反應(yīng)有極其重要的作用,在訓(xùn)練中采用監(jiān)控LDH的方法可以對(duì)訓(xùn)練有更好的指示作用。

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DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.05.049

中圖分類號(hào):G8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):2095-2813(2016)02(b)-0049-02