虞運

中圖分類號：G804.5 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2017）02-021-02

摘 要 目的探討碳酸氫鈉溶液對人體乳酸閾的影響以及增加體內(nèi)堿儲備對人體有氧運動能力的作用。測試方法：隨機選取20名男性受試者，平均年齡22.8周歲，±1周歲（無代謝疾?。?。將20名受試者分成兩組，實驗組和對照組，分別進行兩次實驗。頭戴運動心肺測試系統(tǒng)，進行布魯士跑臺實驗，記錄每位受試者乳酸閾出現(xiàn)的時間。第二次實驗，實驗組服用含有碳酸氫鈉的溶液300ml，劑量為0.3g/kg，對照組服用氯化鈉溶液300ml。再次進行跑臺實驗，記錄每位受試者乳酸閾出現(xiàn)的時間。結(jié)果：服用碳酸氫鈉溶液的實驗組受試者乳酸閾出現(xiàn)時間較第一組實驗明顯推遲（P<0.05），服用氯化鈉溶液的對照組乳酸閾出現(xiàn)時間與第一次試驗無明顯差別（P>0.05）。結(jié)論與建議：（1）服用碳酸氫鈉溶液對乳酸閾的推遲出現(xiàn)有積極意義。（2）服用碳酸氫鈉溶液對有氧運動能力有明顯提高。

關鍵詞 碳酸氫鈉 堿儲備 乳酸閾 有氧運動

一、研究方法

（一）文獻調(diào)查法

主要通過蘇州大學圖書館相關的館藏書、中國知網(wǎng)、中國期刊網(wǎng)等收集相關研究資料，以及運動生理學和運動生物化學教科書本為本研究提供理論依據(jù)。

（二）實驗法

注意使用儀器的要求，保護好所用儀器。和受試者講解測試步驟和簡單原理，由于本實驗需要一定的力竭運動，一定要保證受試者的安全。

二、研究對象

實驗對象來自蘇州大學隨機抽取的20名男性測試者。平均年齡22.8周歲，±1周歲

要求：

（一）無肝腎等代謝類疾病，碳酸氫鈉進入體內(nèi)會增加大量的鈉離子，有代謝疾病的受試者會有過敏性反應。

（二）無心臟疾病，本次實驗需要一定強度的有氧心肺耐力，要避免實驗過程出現(xiàn)危險情況。

（三）有一定的運動能力，不經(jīng)常運動的人在運動過程中呼吸調(diào)節(jié)能力差，呼吸量不均勻。影響實驗結(jié)果圖像的觀察。

三、方法與設計

（一）實驗儀器

1.MAX-II心肺功能測試系統(tǒng)

（1）打開機器預熱一小時左右。

（2）按下MAX-II前操作板上的calibrate（low）按鈕，與此同時打開機器后的氮氣瓶閥門，調(diào)節(jié)氮氣瓶口的氣流流量閾，使氮氣瓶上的流量表顯示（小量程標）指向10psi。之后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)MAX-II前操作板上的LOW旋鈕，使儀表盤上的氧氣和二氧化碳讀數(shù)顯示為0。

（3）按下MAX-II前操作板上的calibrate（high）按鈕，與此同時打開機器后的混合氣瓶閥門，調(diào)節(jié)混合氣瓶瓶口的氣瓶流量閾，使混合氣瓶上的流量表顯示（小量程標）為10psi。之后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)MAX-II前操作板上的high旋鈕，使儀表盤上的氧氣和二氧化碳讀數(shù)顯示為5.0和21.4。所有步驟全部完成后，按下前操作板上的automatic按鈕。

（4）啟動計算機桌面的MAX-II心肺功能測試系統(tǒng)程序，點擊菜單欄上的calibrate圖標，進入空氣流量定標界面。

（5）點擊定標界面上的autocall圖標，進入流量定標界面。將打氣筒口接上管道的通氣處，然后進行五次打氣操作。當桌面顯示5組數(shù)據(jù)已滿，就點ok圖標。反復進行兩次打氣操作，共10次數(shù)據(jù)，要求前五次和后五次誤差在1以內(nèi)。之后，自動會退出流量標定界面，桌面跳出測試動畫。

（6）所有步驟進行完畢，新建一組數(shù)據(jù)庫，點擊start study進行試驗。

2.跑臺

打開機器，選擇模式4，布魯氏跑臺方案（每隔三分鐘提高跑速和跑臺角度，逐漸增加運動強度）。

（二）實驗設計

1.跑臺上的跑步采用布魯氏方案，即每三分鐘增加一次跑速和跑臺角度。

2.本次實驗要求測試受試者的乳酸閾，也就是血液中乳酸濃度的變化，如果進行取血測試，第一，會造成受試者的損傷。第二，我們也需要乳酸變化的即刻時間表，需要多次取血，實驗難度大，可行性不高，結(jié)果也并不準確。第三，血乳酸測試需要精準的乳酸測試儀并且需要多次測試，工程量大，步驟繁瑣，容易出現(xiàn)誤差。通氣閾的生理機制：缺氧是造成通氣量突然急劇增加的主要原因，當運動強度較低時，人體攝氧量能夠滿足需氧量。當運動強度逐漸增大，人體攝氧量不能滿足需氧量時，乳酸能供能系統(tǒng)也就是糖的無氧氧化會逐漸代替糖的有氧氧化供能，糖的無氧氧化生成少量的ATP但是會生成大量的有害代謝物乳酸，大量的乳酸涌入血液，會使血液中二氧化碳分壓和氫離子濃度急劇增加。刺激了頸動脈的化學感受器和呼吸中樞，大腦接受到這種刺激，為了維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，酸堿平衡，會使通氣量快速增加，產(chǎn)生了過度通氣現(xiàn)象。這一點就是通氣閾。乳酸閾是體內(nèi)乳酸含量猛然上升的臨界點（約為4mmol/L）。而人體內(nèi)乳酸濃度的變化與呼吸頻率的變化直接相關，乳酸濃度升高，呼吸頻率變高。在遞增負荷運動中，氣體代謝的各種指標會隨著體內(nèi)乳酸濃度發(fā)生有規(guī)律變化。當血乳酸濃度急劇增加，通氣量，耗氧量等生理指標也會發(fā)生非線性的上升現(xiàn)象，可用這種變化的特點來判斷乳酸閾出現(xiàn)的時間。所以，我們可以用測試通氣閾的變化來反映乳酸閾變化，用測試通氣閾的出現(xiàn)時間推導出乳酸閾，也能簡化實驗。

3.安排對照組，他們第二次測試服用安慰劑。是為了消除超量恢復帶來的的影響。因為在第一次測試過后，第二次測試，可能會出現(xiàn)成績提高的現(xiàn)象。

（三）測試程序

正式測試前必須進行講解，使被測者了解掌握測試程序和設備使用要求，熟悉測試環(huán)境，掌握測試方法。具體的方法如下：

1.開始測試前，我首先講解測試的要求和目的，實驗儀器操作規(guī)范，讓受試者知道跑臺的緊急制動按鈕，以免發(fā)生意外情況，最后示范操作一次。

2.第二次實驗要求：

（1）由于碳酸氫鈉溶液見光，空氣接觸，溫度升高會加快碳酸氫鈉的反應，（生成氯化鈉）。所以所有的飲料盡量現(xiàn)配現(xiàn)用，如果沒有條件，也應該將配置好的溶液必須密封，避光，低溫保存，以減少實驗誤差。

（2）測試時的天氣必須與第一次實驗相同，因為溫度，氣壓會影響通氣閾的變化。

（3）我們將實驗組每位受試者服用0.3g/kg體重的300ml碳酸氫鈉溶液。對照組每位受試者服用相同口感的氯化鈉加淀粉溶液300ml。作為安慰劑。當人體空腹時，液體在胃中停留時間約為15分鐘，其中一小部分碳酸氫根離子與胃中的氫離子中和，產(chǎn)生二氧化碳。大部分進入血液循環(huán)。所以我的實驗會在服用碳酸氫鈉溶液之后30分鐘進行。這時候，血液內(nèi)的碳酸氫根離子的濃度會呈現(xiàn)出峰值。隨著時間的延長，體內(nèi)的堿性離子濃度過高會刺激到頸動脈的化學感受器，體液調(diào)節(jié)會迅速調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡，降低體內(nèi)堿性離子的濃度，使體內(nèi)的堿性離子濃度下降。影響實驗效果。每位受試者實驗時長約為10分鐘，在實驗過程中必須嚴格控制碳酸氫鈉溶液的飲用時間，每位受試者飲用飲料時間間隔15分鐘（5分鐘包括儀器調(diào)整，面罩清洗過程時間）。最后進行試驗，試驗方法與步驟和第一次實驗相同。

（四）統(tǒng)計學分析

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

1.口服碳酸氫鈉溶液促進有氧運動能力

賽前服用0.3g/kg體重劑量的碳酸氫鈉溶液可以使通氣閾出現(xiàn)時間推遲，所以也能使乳酸閾出現(xiàn)的時間推遲。而乳酸閾與有氧運動成績息息相關，這早已被科研工作者作為評價運動員有氧耐力水平的生理標準。所以，服用碳酸氫鈉溶液可以增加運動員的抗酸中毒能力，提高有氧運動水平。

2.口服碳酸氫鈉溶液存在不良影響

根據(jù)統(tǒng)計學計算得出的數(shù)據(jù)，T值為2.13。略大于 =2.101。雖然是有統(tǒng)計學意義，但是這差值還不夠顯著p<0.01。在測試過程中，服用碳酸氫鈉溶液的受試者多有發(fā)生打嗝，腹脹氣等現(xiàn)象。因為碳酸氫鈉在胃中與胃酸HCl反應，產(chǎn)生了大量的二氧化碳。這勢必會干擾受試者在運動過程中的專注程度，腹部脹氣在運動過程中特別影響運動體驗。這很可能是造成差值還不夠特別顯著的主要原因。

（二）建議

1.碳酸氫鈉溶液使用方法需要改進

口服碳酸氫鈉，碳酸氫鈉會經(jīng)過人體的消化道，在胃中，一部分會被胃酸中和，影響了一定的藥效。剩余的碳酸氫根離子才會進入到人體的血液循環(huán)，中和氫離子。如果采取靜脈滴注的方法，碳酸氫根離子會直接進入血液循環(huán)。這樣，我們可以減少碳酸氫鈉的使用量卻達到同樣的效果。并且靜脈滴注不會產(chǎn)生腹脹氣，惡心，打嗝等不利于運動員正常發(fā)揮的現(xiàn)象。而服用大量的碳酸氫鈉會造成體內(nèi)鈉離子含量增加，血液中鈉離子含量過高會造成：（1）升高血壓。（2）促進動脈粥樣硬化：使血漿膽固醇升高，有促進動脈粥樣硬化的作用。（3）加快骨鈣丟失：易患骨質(zhì)疏松癥。（4）高鈉血癥等代謝類疾病。

2.碳酸氫鈉應選擇在賽前使用

本次實驗中使用的0.3g/kg體重的碳酸氫鈉用量已經(jīng)遠遠超出日常人體的鈉離子需求量，在很多訓練隊中，運動員長期服用碳酸氫鈉來增加體內(nèi)的堿儲備，會對人體的酸堿平衡系統(tǒng)造成很大負擔，而且也對腎臟代謝不利。所以，碳酸氫鈉最好用來臨時增加體內(nèi)堿儲備最為合適，也就是賽前使用。第一，賽前服用會讓運動員有一定的心理暗示作用，使運動員興奮性增加，使提高運動成績的現(xiàn)象更加明顯。第二，長期服用會對人體腎臟造成很大負擔，不利于運動員的可持續(xù)性發(fā)展。

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