劉 輝,李珊珊,李 成,耿瑞慧,王 健,李育新
高原以低氣壓、低氧、寒冷、強紫外線為主要環(huán)境特點,尤其是低氧環(huán)境嚴重影響機體有氧耐力,導致高原官兵軍事作業(yè)能力大幅下降。有研究表明,隨著進駐高原時間推移和逐步習服,人體有氧耐力也逐步恢復,但即使完全習服也難以達到平原水平[1]。為了解駐藏時間對武警士兵體能和生理指標的影響,以便更好地指導士兵習服及高原體能訓練,我們對西藏武警某部戰(zhàn)士3 km測試成績和相關生理指標進行了檢測和研究。
1.1 研究對象 采取整群隨機抽樣的方法,以建制中隊為單位,分別選取武警某駐藏部隊(海拔高度約3700 m)及來自平原地帶(海拔高度約50 m)的武警某部義務兵作為研究對象。駐藏部隊一直在高原地區(qū)訓練生活,來自平原地帶的部隊臨時因任務原因進駐相同高原地區(qū)(海拔高度約3700 m)執(zhí)勤1個月。駐藏時間定義為自入伍進入營區(qū)日至試驗研究當日。其中,來自平原地區(qū)的士兵設為急性高原暴露組,共36人,平均(20.28±1.56)歲,平均駐藏時間(1.00±0.00)個月;原駐藏部隊設為慢性高原暴露組,共33人,平均(20.76±1.87)歲,平均駐藏時間(17.04±5.91)個月。兩組均為男性、漢族,在年齡、民族等一般情況上無統(tǒng)計學差別。所有對象均無心臟、肝腎、糖尿病、高血壓、精神及神經(jīng)系統(tǒng)疾病等器質(zhì)性疾病。
1.2 研究方法 兩組于清晨8:00進行3 km測試,到達終點時記錄測試成績;運動前后均采集空腹靜脈血,分離血清標本后,進行睪酮(T)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶MB型同工酶(CK-MB)、乳酸脫氫酶 (LDH)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、紅細胞數(shù)目(RBC)、血紅蛋白濃度(HB)指標的檢測。采用美國雅培公司I2000全自動化學發(fā)光免疫分析儀及配套試劑盒檢測T;采用深圳邁瑞公司BS-480全自動生化分析儀及配套試劑盒檢測CK、CK-MB、LDH、AST;采用深圳邁瑞公司BC-5180全自動血細胞分析儀及配套試劑盒檢測RBC、HB。所有指標檢測均嚴格按照試劑盒說明書操作。
運動自覺強度 (rating of perceived exertion,RPE)量表是評價身體運動時用力感覺程度的方法,其大小反映機體對運動負荷的主觀感覺程度,與某些重要生理指標高度相關[2]。該量表根據(jù)受試者主觀感受由“沒什么感覺”至“極強”分為0~10級,評估運動訓練的強度。評分越高,表示運動強度越高,主觀感覺越疲勞。
3 km測試前集中組織被測試者,熟悉RPE量表,并由駐點軍醫(yī)輔助進行調(diào)查動員,說明調(diào)查的目的、意義、內(nèi)容和要求。3 km測試后要求立即現(xiàn)場填寫,不得與他人交流,完成后由組織者統(tǒng)一收回。收集的同時認真檢查,發(fā)現(xiàn)漏填、錯填等立即由調(diào)查對象進行糾正,以保證量表的有效性。
2.1 兩組士兵3 km測試成績及RPE評分比較 慢性高原暴露組3 km測試成績明顯優(yōu)于急性高原暴露組(P<0.05),RPE評分明顯低于急性高原暴露組(P<0.05,表1),且3 km測試成績及RPE評分與駐藏時間均呈顯著負相關(相關系數(shù)及P值分別為r=-0.311,P=0.009和r=-0.344,P=0.004)。
表1 不同駐藏時間兩組士兵3 km測試成績及RPE評分比較
2.2 兩組士兵3 km測試前后部分生化指標情況比較 兩組3 km測試前比較,慢性高原暴露組T、RBC、HB明顯高于急性高原暴露組,而CK、CK-MB、LDH、AST則明顯低于急性高原暴露組(P<0.05)。3 km測試后,兩組T、CK、CK-MB、LDH、AST均顯著增加(P<0.05),但RBC、HB均無明顯變化;此外,兩組相比各項指標變化值亦均無統(tǒng)計學差異(表2)。
表2 駐藏時間不同兩組士兵3 km測試前后部分生化指標的變化情況比較
西藏高原地理環(huán)境惡劣,具有海拔高、紫外線輻射強、寒冷干燥、氣候多變、低氧低氣壓等特點,可對部隊官兵身心健康造成嚴重影響。由于擔負任務的特殊性,高原地區(qū)武警部隊官兵要面對更加嚴酷和險惡的戰(zhàn)斗環(huán)境,突發(fā)性、復雜性和偶然性交織其中,其身體、心理面臨更大挑戰(zhàn)。因此,對官兵們高原適應能力的研究至關重要。
缺氧是高原環(huán)境機體影響的主要因素。缺氧時,機體組織細胞維持正常氧代謝的氧的輸送、消耗及攝取等環(huán)節(jié)的平衡受到影響,出現(xiàn)氧供求失衡[3],從而影響官兵運動耐力。本研究發(fā)現(xiàn),平均駐藏時間1個月的急性高原暴露組士兵的3 km測試成績明顯低于平均駐藏時間(17.04±5.91)個月的慢性高原暴露組,且3 km成績與駐藏時間呈顯著負相關,與任雨笙等[4]研究結(jié)果相似。原因可能為:急性高原暴露組士兵運動心肺功能降低,肌肉的氧利用能力較差[5]。隨著駐藏時間的延長以及低氧習服水平的提高,機體組織器官代償機制逐步健全,有氧運動能力逐步增強[6]。同時,長期日常的體能訓練可有效促進高原習服,對高海拔地區(qū)軍人體能恢復產(chǎn)生重要作用[7],因而高原環(huán)境生理適應性更強,體能更好。
本研究發(fā)現(xiàn),3 km測試前慢性高原暴露組T、RBC、HB與急性高原暴露組相比明顯增高。既往的研究表明,這是機體對高原慢性適應的表現(xiàn):低氧環(huán)境下人絨毛膜促性腺激素可刺激睪丸間質(zhì)細胞增殖、功能增強、促進T釋放[8];低氧誘導因子(hypoxia-inducible factor,HIF)可以誘導促紅細胞生成素(erythropoietin,EPO)mRNA表達,EPO轉(zhuǎn)錄增強,從而促進紅細胞生成、紅細胞比容升高、血液黏稠度增加[9,10],且T可能是參與紅細胞過度增多的主要原因之一[8]。慢性高原暴露組T、RBC、HB雖代償性增高,但并未達到高原增多癥的水平,提示官兵們健康適應良好,尚處于正常代償?shù)姆秶?/p>
低氧還可引起組織產(chǎn)生氧化應激反應,羧基、烷氧基和過氧化氫等超氧化物自由基生成增加,活性氧(reactive oxygen species,ROS)聚集,氧化和抗氧化作用失衡,細胞和線粒體超微結(jié)構(gòu)改變和功能紊亂,胞漿內(nèi)的CK、CK-MB、LDH、AST釋放入血[11,12]。慢性高原暴露組駐藏時間長于急性高原暴露組,通過多種特異性核心基因的表達,調(diào)控氧氣的攝入、運輸以及氧合血紅蛋白氧釋放效率等,高原習服能力增強,機體組織缺氧性損傷減輕,因而CK、CK-MB、LDH、AST血漿水平降低。但在劇烈運動時,組織氧耗量增加,產(chǎn)生高濃度乳酸,可加重誘導炎性反應和氧化應激,導致部分生化指標較3 km測試前顯著增加。
RPE已在醫(yī)學界及競技體育領域廣泛應用,它是通過主觀的自我感受來描述運動強度和疲勞程度,用以監(jiān)測運動強度是否適當。急性高原暴露組士兵進駐高原時間較短僅為1個月,對新的高原低氧環(huán)境尚不能完全適應,體能不足,加之訓練生活緊張、單調(diào)、枯躁,不可避免地產(chǎn)生厭倦無聊的負面情緒,故而3 km測試時易感疲乏、勞累;而慢性高原暴露組士兵駐藏時間較長,高原適應能力和軍事作業(yè)能力增強,運動疲勞感也相應隨之降低。因此,本研究結(jié)果顯示,急性高原暴露組RPE評分明顯高于慢性高原暴露組,RPE評分與駐藏時間亦呈顯著負性相關。但應用RPE量表評價訓練負荷的過程是一個復雜的心理和生理過程,易受多種內(nèi)外因素的影響,其結(jié)果具有較大的主觀性和不確定性,有時在反映運動強度時準確性不高,其原因還需要進一步研究[13]。