（运动人体科学专业论文）“高住低练”对生长期大鼠骨代谢和骨量的影响.pdf

“- 曲往低练”对生k 期人鼠骨代谢和骨量的影响 摘要 为研究“高住低练”对生长期大鼠骨的影响，本文测定了经9 周 “高住低练”和常氧训练后大鼠血钙、血磷、尿钙、血清碱性磷酸酶 ( a l p ) 、血清抗酒石酸盐酸性磷酸酶( t r a p ) 、尿羟脯氨酸( h o p ) 、 尿肌酐( c r ) 、骨比重( 骨湿重与骨体积之比) 、骨矿密度( 骨干重与 骨体积之比) 和骨灰份密度( 骨灰份与骨体积之比) 等指标。结果表 明：常氧运动和低氧可提高大鼠血钙、血磷和血a l p ，降低血清t r a p 、 尿c a c r 和尿h o p c r ：“高住低练”却降低血钙、血磷和血a l p ，升 高尿c a c r 和h o p c r 。对三个骨量指标的检测发现：常氧运动和低氧 提高了生长期大鼠股骨骨比重、骨矿密度和骨灰份密度；而“高住低 练”却使上述骨量指标降低，降低的幅度与运动负荷呈正比。因此， 常氧运动( 特别是中负荷运动) 和低氧可促进成骨细胞的骨形成、抑 制破骨细胞的骨吸收，对生长期大鼠骨量增长有益。而“高住低练” 的训练效果却相反。上述结果提示：“高住低练”的训练模式对少儿运 动员骨发育不利。 关键词：低氧“高住低练”生长期大鼠骨代谢骨量 作者姓名：张红品 指导教师：王维群、张林、丁宁炜 一e f f e c t so f h i l o o n b o n e m e t a b o l i s m a n 、d b o n e m i n e r a l c o n t e n t o f g r o w i n g r a t s a b s t r a c t e f 托c t so f “h i l o ”o nb o n em e t a b o l i s ma n d b o n em i n e r a lc o n t e n to f g r o w i n g r a t s a b s t r a c t t or e s e a r c ht h e e f f e c t so f “h i l o ”o nb o n eo fg r o w i n gr a t s ，t h e f o l l o w i n gi n d e x so f r a t sb e i n gt r a i n e db y “h i l o o ri nn o r m o x i af o rn i n e w e e k sw a sd e t e r m i n e da n d c o m p a r e d ：s e r u mc a ( 2 + ) ，s e r u mp i ，s e r u ma l p , s e r u mt r a p ，u r i n eh o p ，u r i n ec r , b o n es p e c i f i cg r a t i t y ( t h er a t i oo fb o n e w e tw e i g h tt ob o n ev o l u m e ) ，b o n em i n e r a ld e n s i t y ( t h er a t i oo fb o n ed r y w e i g h t t ob o n e v o l u m e ) ，b o n ea s h e nd e n s i t y ( ( t h er a t i oo f b o n ea s h e nw e i g h t t ob o n ev o l u m e ) t h er e s u l t so ft h i ss t u d yi n d i c a t et h a tn o r m o x i ct r a i na n d h y p o x i am a yi n c r e a s es e r u mc a ( 2 + ) ，s e r u mp i a n ds e r u ma l p , a n dm a y r e d u c es e r u mt r a p , u r i n ec a ( 2 + ) a n du r i n e h o p , b u tt h a t “h i l o ”m a y r e d u c es e r u mc a ( 2 + ) ，s e r u mp ia n ds e r u ma l p , i n c r e a c eu r i n ec a ( 2 + ) a n d u r i n eh o r f r o mt h ee x a m i n n i n gt ot h r e eb m c i n d e x s ，c o n c l u s i o nw a s f o u n dt h a tn o r m o x i ct r a i na n dh y p o x i am a yi n c r e a s et h eb o n e s p e c i f i c g r a t i t y , b o n em i n e r a ld e n s i t ya n d b o n ea s h e nd e n s i t y , b u t “h i l o ”r e d u c et h e t h r e eb m ci n d e x s t h ee x t e n to fr e d u c t i o nw a s p o s i t i v e l yc o r r e l a t e dw i t h t h ee x e r c i s e i n t e n s i t y , c o n s e q u e n t l y , n o r m o x i c t r a i na n d h y p o x i am a y p r o m o t eb o n e f o r m a t i o no fo s t e o b l a s ta n dr e s t r a i nb o n e a b s o r p t i o n o f o s t e o c l a s t ，a n dw a sb e n e f i c i a lt og r o w i n gr a t sb m ci n c r e a s e ，b u tt h ee f f e c t s o f “h i l o ”w a sc o n t r a r yt on o r m o x i ct r a i na n dh y p o x i a i n c o n c l u s i o n ， “h i l o ”w a sn o tf i tf o r y o u n g a t h l e t e s k e yw o r d s ：h y p o x i a ；“h i l o ”；g r o w i n gr a t ；b o n em e t a b o l i s m w r i t t e nb y z h a n gh o n g p i n s u p e r v i s e db yw a n gw e i q u n ，z h a n g l i n a n d d i n gn i n g w e i i i 强4 6 0 6 5 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成采。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名：送 ! ：迄日期：c 2 釜。生麦： 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：超：二：量兰：日期： 、 ：，? - r 、 导师签名：丛兰二怕，。期： “舟停低练”对生k 期人鼠骨代谢和骨量的影响 1 前言 1 1 选题依据 近年来，随着大众健身运动的普及和人们对骨质疏松认识水平的 提高，运动对促进骨量形成和骨矿物质增加的作用引起了人们的重视。 生命的早期阶段，特别在青春发育期前后，是骨量发育的一个关键时 期。在此阶段获得尽可能高的骨量对预防骨质疏松具有重要作用。在 生长期进行体育锻炼，通过对骨的适宜刺激，为达到人一生中较高的 骨量峰值提供基础骨量。目前，国内外对骨的研究对象多集中在老年 人吣埽口绝经期女性【3 ，钔，而对生长期少几的研究较少。在运动形式则多 以耐力瓯6 1 和力量t 7 8 1 _ c ) i i 练为主，对短时间大强度训练的研究较少。 高原训练作为提高运动能力的一种训练方法，已有半个世纪的历 史，很多运动员从中获益，但由于高原地域条件限制及由此而引发的 诸多问题使高原训练很难普及。近年来，俄美等国纷纷采用模拟高原 训练的方法替代传统的高原训练，“低氧常压舱”就是其中一种，它有 两种形式面罩式和小型低氧舱，本实验采用后一种。这种方法基 于“高住低练”的原理，即让运动员白天在平原条件下照常训练，晚 间在低氧舱睡眠。目前，高原训练或模拟高原训练已被运用到田径、 游泳、网球、足球、划船、滑雪、自行车等耐力性项目及柔道、摔跤 等力量性项目中，并取得了一定的效果。研究的生理生化指标主要涉 及以下系统：呼吸、心血管、神经、内分泌、免疫、有氧和无氧代i 9 能力等，对人或动物骨代谢的研究至今尚未见报导。本课题研究了常 氧运动、单纯低氧和“高住低练”训练对生长期大鼠骨代谢和骨量的 影响，以探讨生长期骨对低氧及其运动的适应规律，为少儿科学体育 运动和预防骨质疏松提供实验依据。 “高往低练”对生民期人鼠骨代谢干n 骨量的蟛响i ，前高 1 2 文献综述 在即将进入二十一世纪的今天，骨质疏松症在全世界，尤其是亚 洲地区已成为最受关切的疾病之一，骨代谢受很多因素的影响，而运 动对骨代谢的影响正越来越受到人们的重视。国内外资料显示运动对 骨代谢的影响存在两种观点。一种观点认为，体育运动有助于骨代谢 【9 m 1 ；另一种观点则认为，体育锻炼对任何部位的骨丢失都没有效果 13 l ，此外，不同的运动形式和强度对骨的影响也不同。 1 2 1 运动对骨矿生化成分的影响 骨这种特殊的结缔组织，不仅作为人体的支架组织，而且是人体 中钙、磷的最大储库，对维持血钙血磷稳定有重要作用，血中c a 2 叫浓 度受各种激素调节而处于动态平衡状态，通过测定血、尿中这些矿物 质的含量可间接了解骨代谢的状况。l j u n g h a l l 等口4 】对健康受试者在功 率自行车上运动的研究发现，随着功率递增特别是当功率超过6 5 极 限负荷时，酸中毒可能是引起c a 2 + 增加的主要原因，另外c a ( 2 从细 胞外流入和血容量的减少可能对其也有影响。s a l v e s e n 等【15 】的研究也 发现血钙水平与运动负荷呈正比。恒定负荷对血钙水平变化的报道并 不一致。l j u n g h a l l 等【1 4 1 发现长时间的( 1 小时) 使机体保持稳定状态 的运动对血钙浓度没有影响。而b o u a s s i d a 等却发现c a ( 2 + 在一次中 等强度持续运动中下降而p t h 增加。b o u a s s i d a 掣】发现持续运动后 2 4 小时恢复阶段内，血钙增加，在两个持续运动之间的休息阶段c a 幔+ ) 和p t h 的变化削弱，说明恢复时间对骨合成代谢有影响。 1 2 2 运动对钙调节激素的作用 钙磷代谢和骨再建过程主要受甲状旁腺激素( p t h ) 、l c t ，2 5 ( o h ) ，d ，及降钙素( c t ) 三大激素的调节。p t h 具有促进成骨和溶骨的双 重作用，实验研究表明小剂量p t h 可促进成骨作用，而大剂量则可促 进溶骨作用但总的作用是促进溶骨，提高血钙。c t 作用是抑制破骨作 用，抑制钙、磷的重吸收，降低血钙和血磷。1 q ，2 5 一( 0 h ) 2 d 3 对骨亦 “商住低练”对生长期大鼠骨代谢和骨量的影响l 前言 有溶骨和成骨的双重作用。体外实验证明，1 c 【，2 5 ( 0 h ) ：d 3 能刺激破 骨细胞活性和加速破骨细胞的生成，从而促进溶骨作用。在体内则与 p t h 协同作用，促进破骨细胞增生，并增强其破骨作用。另一方面， 由于1 0 l ，2 5 ( 0 h ) 2 d 3 增加小肠对钙、磷的吸收，提高血钙、血磷，又 促进钙化。同时，10 【，2 5 ( 0 h ) 2 d 还刺激成骨细胞分泌胶原等，促进 骨的生成。所以，在钙、磷供应充足时，1c 【，2 5 ( o h ) 2 d 3 主要促进成 骨。当血钙降低、肠道钙吸收不足时，主要促进溶骨，使血钙升高。 也就是说，1c 【，2 5 ( o h ) 2 d 3 能维持骨盐溶解与沉积的对立统一过程， 有利于骨的更新与生长。三者相互协调，相互制约、以维持血中钙、 磷的动态平衡。t a k a d 等【1 7 】对6 名青少年女子篮球运动员的研究发现， 在最大无氧运动后即刻p t h 的分泌受到短暂的抑制，恢复阶段中又被 刺激。b l u m 等【撂1 的研究发现交感神经的兴奋可能会引起p t h 水平的 提高。l j u n g h a l l 等 1 9 】让1 2 名健康男子以他们最大能力的5 0 恒定负荷 在功率自行车上运动5 小时，发现p t h 浓度在运动的第l 小时即增加 并持续整个运动阶段，p t h 增加的可能原因在于在运动过程中血清 c a ( 2 + 是减低的。w o i t g e 掣2 0 1 的研究发现。对女性，2 5 羟基维生素d 3 的水平在夏季比冬季要高的多，而男子无这种变化，p t h 在两性都没 有季节变化。 1 2 3 运动对骨形成指标的影响 1 2 3 1 运动对血清碱性磷酸酶的影响 a l p 是膜结合酶，几乎存在于机体的各个组织，但以骨骼、牙齿、 肝脏、肾脏含量较多。正常人血清中的a l p 主要来自骨骼，由成骨细 胞产生。儿童在生长发育期骨骼系统活跃，成骨作用增强，可分泌大 量a l p ，一部分参与骨的钙化，一部分释放到血液中，使血中酶活性 升高，一般认为血a l p 随着年龄的增长则逐渐下降。但m a r t i n e z 等” 对1 6 8 例( 男性6 8 例，女性1 0 0 例) 不同年龄组取白膝关节或髋关节的体 外培养人成骨细胞进行的研究却显示：alp 随年龄增长而增高。 f u j i m u r a 等口2 1 的研究发现3 次周，持续4 个月的负重抗阻运动，在运 “高t 丰低练”对生长期大鼠骨代谢和骨量的影响 i 前商 动开始后第1 个月血清骨钙素( b g p ) 和血清骨碱性磷酸酶( b a l p ) 活性就显著增加并直保持于整个训练阶段，结果提示抗阻运动增强 了骨形成。m e n k e s 等【2 3 j 对9 名中、老年人分别进行1 6 周力量练习的 研究发现前一受试者合成代谢激素及骨形成和骨吸收标志物没有改 变。而后一受试者1 6 周训练后b g p 和b a l p 都显著增加，说明同种 负荷的力量运动对不同年龄的人群骨代谢影响不同。e l i a k i m f 等【2 4 1 研究 发现2 小时天，5 天周，共5 周的游泳运动也引起b a l p 显著升高， w o i t g e 等【2 1 对2 0 名健康男青年进行8 周有氧( 1 0 名) 和无氧( 1 0 名) 运动训练发现，4 周有氧运动后，血清b a l p 和b g p 、尿吡啉啶( p y d ) 和脱氧吡啶酚( d p d ) 显著下降，8 周训练后，b a l p 和b g p 水平回到基 础值而尿指标分泌仍保持较低水平。在无氧训练组，8 周运动后可看到 b a l p 、b g p 和p y d 的提高，在对照组，生化标志物上没有显著变化。 因此有氧和无氧运动对骨代谢影响不同，有氧训练导致骨吸收降低， 无氧训练导致全部骨转化的加速。因此，体育运动对骨代谢的影响作 用要依赖于运动的性质而定。陈冰【2 6 】等对大鼠进行每周6 天，每天1 小时，速度1 6 m m i n ，跑台倾角7 。，持续8 周的匀速向心跑台运动，发 现运动后大鼠反映骨形成的血清指标a l p 、b g p 较对照组均有明显增 加，同时反映骨吸收的指标血钙、尿钙尿肌苷( c a c r ) 与对照组比较 有轻度增高趋势但无显著性差异，实验结果提示运动后大鼠骨转化是 增高的，在轻度骨吸收增强基础上骨形成显著增加，所以骨形成大于 骨吸收而使骨量增加，实验中b m d 测定结果也证实了这一点。 1 2 3 2 运动对血清骨钙素的影响 b g p 由成骨细胞合成，占骨组织非胶原蛋白的1 5 - 2 0 。b g p 主要 生理功能是维持骨的矿化速率，抑制异常的羟磷灰石结晶的形成，抑 制软骨的矿化速率。健康人群血清中b g p 含量与年龄关系密切，儿童 值高于成人数倍”l ，以后随着年龄增加b g p 水平下降，关于血清中 b g p 水平与年龄的相关性国外有些学者仍有争议 2 8 , 2 9 1 ，尚待研究。 d e l m a s 认为当骨形成与骨吸收偶联时，b g p 是反映骨转换的指标，当 “高住低练”对生k 期 鼠骨代谢和骨量的影响l 前言 骨形成与骨吸收解偶联时，b g p 是反映骨形成的特异指标，有人认为 完整的b g p 反映骨形成，b g p 的片段反映骨吸收，这些看法有待于进 一步探讨。m a r t i n e z 等 3 叫研究表明，b g p 分泌随年龄增长逐渐减少。 a s h i z a w a 等【3 1 1 对5 名未经过训练的受试者一次抗阻练习的研究发现， 血清b g p 浓度没有显著变化，而骨形成标志物和骨吸收标志物都降低， 结果提示未经训练者的骨对一次抗阻练习的早期反应是骨形成和骨吸 收的短暂降低。e l i a k i m f 等( 3 2 1 研究发现2 小时天，5 天周，共5 周的 游泳运动与对照组相比，b g p 、b a l p 和i 型前胶原羧基端前肽( p i c p ) 等骨形成生化标志物显著升高，而骨吸收生化标志物i 型胶原交联n 末端肽( n t x ) 显著下降，显示出这种运动方式对骨健康有益。 1 2 4 运动对骨吸收生化指标的影响 1 2 4 1 运动对抗酒石酸酸性磷酸酶的影响 t r a p 是由破骨细胞释放的一种同工酶，因而血浆中的t r a p 水平 反映破骨细胞活性和骨吸收的状态，骨吸收增加，t r a p 明显增高。生 长发育期青少年骨重建增快，t r a p 增加。a s h i z a w a 等p 刈对5 名未经 过训练的受试者一次抗阻练习的研究发现，血浆t r a p 活性在运动后 当天显著降低1 5 ，而血清b a l p 活性在运动后第2 天和3 天分别降 低1 3 矛n9 ，运动后第1 天和3 天尿d p d 分泌也分别降低2 2 和2 7 。 这些结果提示未经训练者的骨对一次抗阻练习的早期反应是骨形成和 骨吸收的短暂降低，e t h e r i n g t o n 等f 3 4 通过对男子陆军新兵1 0 周基础训 练，发现骨形成标志物b g p 和b a l p 显著降低，而骨吸收的标志物血 浆t r a p 也降低，但无统计学差异，说明对年轻男子长时间体育锻炼 主要是增强骨形成作用，抑制骨吸收作用不明显。 1 2 4 2 运动对尿钙的影响 尿钙是钙排泄的主要途径之一，是肠钙吸收、骨吸收血钙、肾小 球滤过、肾小管重吸收钙等生理过程的最终结果，它不仅反映体内钙 代谢，也反映骨代谢变化，因此尿钙对于评价钙平衡有重要意义，尿 钙的排出量受血钙浓度的直接影响，血钙升高则尿钙排出增多，但分 “高住低练”对生长期人鼠骨代谢和骨量的影响 i 前击 析2 4 小时尿钙时最主要易受饮食钙摄入量的影响，所以为了校正尿量， 常采用c a c r 指标反映骨吸收。a s h i z a w a 等瞰1 的研究发现一次抗阻练 习后，尿钙分泌增加，尿d p d 也下降。尿钙分泌的增加主要是由于肾 小管重吸收钙的下降，而不依赖于破骨细胞的活动。肾脏分泌钙增加 的原因可能是代谢性酸中毒本身和p t h 的下降。m a s s e y l k 3 6 】的研究表 明膳食中高食盐摄入可增加尿钙的排出，导致负钙平衡，促进骨量丢 失。 1 2 4 3 运动对尿羟脯氨酸的影响 尿h o p 是人体胶原蛋白的主要成分，约占1 0 1 3 。尿中h o p 5 0 来白骨，也有皮肤，补体，弹性硬蛋白等来源，胶原尿降解时可释放 出游离的h o p 和h o p 的寡肽，尿中9 5 以上是以二肽或三肽形式存 在，游离h o p 大部分被肾小管重吸收，1 0 1 5 由肾脏排除，尿中排 出的h o p 基本上能反映骨吸收和骨转换程度，为了排除尿量及饮食因 素的影响，通常采用连续禁食2 4 小时取尿以h o p c r 来评价骨吸收情 况。g o u l d i n g l 3 7 1 通过对5 7 4 名1 6 岁女性禁食尿样的调查分析发现，尿 钠尿肌酐( n a c r ) 与尿钙尿肌酐( c a c r ) ( r = 0 5 6 7 ，p o 0 0 1 ) 年i 尿 羟脯氨酸，尿肌酐( h o p c r ) ( r = 0 3 4 1 ，p o 0 0 1 ) 之间呈正相关，并且高 钠排泄者与低钠排泄者相比表现出高的净骨丢失和高的骨转换，这些 结果显示在通过对禁食者尿c a c r 和h o p c r 评价骨丢失和骨转换时 还要考虑受试者的食盐摄取情况。张林【3 】研究发现，卵巢切除的大鼠 c a j c r 、尿h o p c r 浓度高于行伪手术的大鼠比较，说明卵巢切除后， 大鼠出现骨丢失。 1 2 5 运动对骨矿含量的影响 1 2 5 1 不同强度运动对骨矿含量的影响 在评价骨质疏松的指标中，骨量水平是反映骨质疏松程度的主要 指标，研究中通常选用骨比重、骨矿密度和骨灰份密度作为骨量的指 标。研究证明在青少年时期进行体育锻炼可增加其峰值骨量1 3 戡3 9 】。 b o u r r i n 掣4 0 1 对生长期大鼠的研究发现，8 0 最大吸氧量强度，共1 l 周 “- 苛件低练”对生长期夫鼠骨代谢年兀骨量的影响1 前南 的跑台运动减低了5 周龄大鼠的纵向骨生长，引起了骨丢失。说明对 于生长期的大鼠，运动强度过大不利于骨生长。而无论是老年人还是 老年大鼠运动对其的主要作用都是延缓骨量丢失。r a a b 掣4 u 通过对老 年鼠和幼鼠进行不同强度运动后比较发现，尽管训练强度不同，但运 动对骨量和骨的力量的改变都是相似的，进而说明运动对骨的影响不 受年龄的限制，都是有利的，但运动强度要适宜。h a t o r i 掣4 2 对绝经 后女性的研究认为短时间( 7 个月) 高于无氧阈水平上的运动是安全的， 并能有效预防绝经后骨量丢失。吴环成等【4 3 研究发现每周3 4 次短跑、 武术等高强度项目运动，更有利于刺激骨的矿化，使骨密度值增加， 运动组第2 4 腰椎的骨密度值也较非运动组高，血钙离子低于对照组， 血磷、尿钙正常，这说明坚持长跑运动的老年男子，成骨作用占优势。 国外学者研究认为，耐力训练的强度为本人最大心率的6 0 8 5 ，或 大于本人无氧阈水平，每次运动时间为4 0 6 0 m i n 均能维持或增加骨 密度 4 4 - 5 0 】。但是，如果运动负荷过大，却会导致骨密度的下降。l o r d 的结果指出，一般有氧运动对b m d 影响不大，但可增加骨四头肌力量 和平衡能力，因此可减少骨折危险性。 1 2 5 2 不同形式运动对骨矿含量的影响 h u a n g 等【5 1 】将2 9 只雄性大鼠( 7 周龄) 随机分为跑步组( 9 只) 、 游泳组( 1 0 只) 、不运动组( 1 0 只) ，研究发现跑步组近侧胫骨的b m d 比游泳组显著高，两运动组股骨湿重较对照组显著高，与骨机械特性 有关的骨湿重和于重之间百分比的差异( 含水量) ，游泳组的胫骨明显比 其他两组高，而两运动组的股骨与对照组比较要高。对三组骨的机械 特性进行测量，发现游泳和跑步组大鼠的胫骨和股骨的机械特性明显 优于对照组。从中可看出不同的运动模式以不同的方式对骨的机械特 性产生有利影响，游泳运动对骨的特殊影响还须进一步研究。d u n c a n 等【5 2 1 研究发现跑步这种负重运动比游泳和自行车运动特殊用力部位的 b m d 更大，而铁人三项并没有显著增加全身b m d 。t s a i 等1 5 3 j 还认为 运动类型对特殊部位b m d 的增加会提供一个特别的刺激。n o r d s t r o m “高往低练”对生妊期人鼠骨代谢和骨量的影响i 前言 等口4 j 研究就证明了这一点，他们发现尽管羽毛球运动员每周训练时间 短于冰上曲棍球运动员，但他们负重部位的b m d 却较曲棍球运动员 高。对于有氧运动对骨的刺激来说，额外的负重比持续时间更重要， v a n d e rw i e l 等”副的研究证明了这一点，他们将5 个月的大鼠分为对照 组、3 0 分钟运动组、3 0 分钟的5 0 克负重运动组和1 5 分钟的5 0 克负 重运动组，速度2 0m r a i n ，共运动1 7 周，发现最后一组与对照组相比 骨矿物质含量( b m c ) 增加显著，其他两运动组增加不显著。 l e h t o n e n v e r o m a a 等5 6 1 和t s u z u k u 等5 7 1 都认为研究发现高冲击力的机 械负荷对青春期过程中股骨b m d 的获得是非常重要和有益的，而低强 度则没有。有些研究试图比较有氧运动与一些负重运动的作用，仍不 清楚这些额外负荷能否产生额外效果5 8 1 。b l i m k i e 掣5 9 1 对有月经初潮的 年轻女性进行2 6 周的抗阻训练，发现她们力量增加了，但全身和腰椎 骨矿物质含量或b m d 没有显著变化。这可能是运动的时间还不够长。 k o m u l a i n e n 等【6 0 1 的研究说明尽管生长期女孩子的骨量获得主要归因于 生长，但通过至少1 年以上的跳跃训练仍可获得额外的腰椎骨量。r y a n 等1 1 对2 1 名成年男子和m e n k e s 掣6 2 1 对9 名中老年人分别进行1 6 周力 量练习的研究得出相似结论：股骨颈b m d 显著增加，全身b m d 没有 显著变化，但前一受试者合成代谢激素及骨形成和骨吸收标志物没有 改变。而后一受试者1 6 周训练后b g p 和b a l p 都显著增加。可能说 明相同的力量练习对中老年人影响更大。m a d d a l o z z o 等【6 3 】对老年男女 进行中等强度加负荷运动和高强度无负荷运动的比较发现，高强度运 动使老年男性脊骨b m d 增加，女性未变化，而中等强度在这个部位对 两性都没有变化，对于男性，无论强度大小，大转子b m d 都增加，而 女性，在任何部位都没有改变，两强度对肌肉产生的影响相似，但较 大的刺激对于脊骨形成还是必须的，但在脊骨，运动的强度并不能弥 补绝经后女性雌激素缺乏的影响。 1 2 5 3 骨矿含量受影响因素 赵显峰等6 4 1 发现，活体测量动物股骨b m d 与血浆的钙含量有线性 “高任低练”对生& 期人鼠骨代谢和骨量的影响 1 ，前育 关系，似可以反映血浆钙含量的变化，从而反映动物体内钙水平的变 化。国外动物实验发现，幼年时缺钙对骨骼的负面影响是不可逆的1 6 5 1 。 r u i z 等【6 6 j 用骨骼肌z 线值的高低表示b m d ，在对15 1 名儿童的调查研 究中发现，2 8 名有较低椎骨z 线值的儿童中9 3 的儿童和有较低股骨 z 线值的儿童中8 4 的儿童饮食钙都低于1 0 0 0 m g d 。在青春期前，饮 食钙是除了运动外决定椎骨b m d 的另一重要因素。m o e n 等 6 7 】的研究 发现运动员长时间的闭经可能会导致b m d 的显著下降。n o r d s t r o m 等 1 6 8 研究认为遗传是b m d 最主要的决定因素。t o k i t a l 6 9 1 通过单卵双生子 和双卵双生予的对比研究，发现对于骨形成和骨吸收标志物，单卵双 生子的组内相关系数显著高于相应双卵双生子的组内相关系数，说明 骨转化受遗传的影响。另外，长期摄入过多的酒精、咖啡因、盐和糖 以及吸烟均不利于钙的吸收，导致骨质疏松【70 1 。近年来些研究发现 某些补剂对增加骨量有良好效果。v i s s e r i t j 就发现以药理学剂量口服 l 精氨酸对骨质疏松有预防和治疗作用，其机制是：l 精氨酸可引起 生长激素和胰岛素样生长因子的反应，并刺激一氧化氮的合成，生长 激素和胰岛素样生长因子是骨转化和造骨细胞骨形成的重要调节剂。 而一氧化氮是破骨细胞骨吸收的有效抑制剂，所以在这种对骨重建生 理学的双重调节作用下，l 精氨酸可能使骨形成的增加大于骨吸收， 因而增加骨量。 “高伟低练”对生k 期九鼠骨代谢和骨量的影响 2 研究对象与方法 2 1 研究对象 2 1 1 动物的饲养 实验开始前，将购于南京安利默公司的同一天繁殖的8 周龄 s p r a g u e d a w l e y 纯系雄性大鼠5 9 只( 1 6 0 1 8 0 克) 适应性饲养5 天， 分笼饲养，动物房维持在2 2 2 ，湿度6 0 5 ，每日照明1 2 小时， 自由饮食饮水，动物饲料为全价营养颗粒饲料，购自南京安利默公司( 生 产批号：2 0 0 3 1 0 0 5 ) 。 2 1 2 动物的分组 经跑台练习后，选取跑动正常的大鼠随机分为6 组( 每组7 1 2 只) ： 厂对照组厂对照组 常氧组 中负荷组低氧组 中负荷组 l 大负荷组l 大负荷组 低氧运动组采用“高住低练”法，即在常氧中运动，定时( 晚上8 点一早上8 点) 在低氧帐篷中休息。低氧浓度：1 4 7 ，相当于海拔2 8 0 0 米左右。低氧对照组进出帐篷时间与低氧运动组相同，其余时间在常 氧的动物房内不运动。6 组大鼠间体重无统计学差异。大鼠分组及各组 体重见表1 ： 表1 实验动物分组及体重( g ) 2 2 研究方法 2 2 1 动物的训练方案 “，角住低练”对生长期人鼠骨代谢和骨量的蟛响 大鼠在d s 5 跑台上训练9 周( 2 0 0 3 1 0 1 6 1 2 1 8 ) ，运动分为两种形 式：中负荷运动为平坡跑，大负荷运动为上坡跑( 1 5 0 ) 。两种负荷运动 时间均为每次3 0 分钟，5 天周，速度为2 6 8 r n m i n 。中负荷运动强度 相当于6 0 7 0 v 0 2 m a x ，大负荷相当于8 0 9 0 v 0 2 m a x 7 2 j 。实验第一 周和第二周为适应性训练，速度逐渐增加，运动时间逐渐延长。大负 荷组第一周无坡度训练，第二周至第三周逐渐增加到1 0 0 ，第三周至四 周达到1 5 0 ，以后几周一直维持在此坡度上运动。具体安排见表2 。 表2 实验大鼠运动速度和时间安排 2 2 2 观察指标 体重、睾丸重 骨矿生化成分：血钙、血磷 骨形成生化指标：血清a l p 骨吸收生化指标：血清t r a p 、尿c a c r 、尿h o p c r 骨矿含量指标：骨比重( 骨湿重与骨体积之比) 、骨矿密度( 骨干 重与骨体积之比) 、骨灰份密度( 骨灰份与骨体积之比) 2 2 3 动物取材与前期处理 ( 1 ) 尿液收集：动物取材前一天，将大鼠放入代谢笼，禁食不禁水， 取2 4 小时全尿。 ( 2 ) 血液收集：动物取材时，首先称取体重，然后腹主动脉取血，收 集血液按指标测试要求进行处理。 ( 3 ) 睾丸称重：取大鼠两侧任一侧睾丸，用生理盐水清洗，再用吸水 纸吸干，用分析天平称重。 ( 4 ) 骨的处理：剥取两侧股骨，用装有少量生理盐水密封的小塑料袋 装好，2 0 保存。 2 2 4 样本采集与处理 “高侍低练”对生| 丈期鼠骨代谢和骨量的影i i 向2 耐f 究对蒙j 方法 ( 1 ) 血清标本：将所取动物血液静嚣后离心分离血清，离心机转速 3 5 0 0 转分，离心5 分钟，然后将血清分装在e p 管内，一7 0 低 温保存待用。 ( 2 ) 尿液标本：记录所取动物2 4 小时尿量，分装在e p 管内，7 0 。c 低温保存待用。 ( 3 ) 左股骨标本：去净附着软组织后立即称重( 湿重，单位为g ) ；然 后用浮力法测定骨体积( c m 3 ) ；将左股骨放入坩埚，1 0 5 度烤干 至恒重后称重，即为干重( g ) ；6 5 0 度灰化4 8 小时，称取灰重( g ) ， 计算骨矿含量参数。 2 2 5 主要测试仪器 实验中所用主要测试仪器详细情况见表3 表3 主要实用仪器 2 2 6 主要测试试剂 实验指标所用试剂详细情况见表4 “- 岛伟低练对生k 期大鼠骨代蹴和骨量的蟛响 表4 实验所用试剂 主要试剂生产厂家 钙生化分析试剂盒 磷生化分析试剂盒 碱性磷酸酶生化分析试剂盒 抗酒石酸酸性磷酸酶化学分析试剂盒 羟脯氨酸生化分析试剂盒 盟墅型塞亟型垒! 堕望自婆1 2 2 7 主要测试方法 上海申能德赛诊断技术有限公司 上海申能德赛诊断技术有限公司 北京中生生物工程高技术公司 南京建成生物t 程研究所 南京建成生物工程研究所 南京建成生物工程研究所 血钙：偶氮胂i i i 比色终点法。用日立7 0 2 0 全自动生化分析仪测 试。 原理：钙与偶氮, q , i i i 在中性条件下形成蓝色复合物，显色强度与 钙浓度成正比，加入8 - 羟基喹啉5 磺酸掩蔽镁的干扰。 血磷：磷铝酸紫外终点比色法。用日立7 0 2 0 全自动生化分析仪 测试。 原理：钼酸铵+ 硫酸+ 磷酸盐一一磷钼酸络合物 该络合物在3 4 0 n m 有最大光吸收峰。 血清碱性磷酸酶：连续检测法。用日立7 0 2 0 全自动生化分析仪 测试。 原理：测定a l p 所用的酶反应为 对硝基苯磷酸盐+ h ：0 一对硝基苯酚+ 磷酸盐 对硝基苯酚磷酸盐是无色的，而对硝基苯酚在4 0 5 n m 波长有最大 吸收。 血清抗酒石酸盐酸性磷酸酶( 骨型酸性磷酸酶) ：终点比色法。 用半自动生化分析仪测试 原理：抗酒石酸盐酸性磷酸酶( s t r a c p ) 活性不被酒石酸抑制， 而其它a c p 受到酒石酸抑制，利用这一原理，可以测定s t r a c p 的活 “伟低练”对生长期犬鼠骨代谢和骨量的蟛响 性。s t r a c p 酶催化底物水解，产生游离酚；酚与重氮盐反应生成有色 偶氮化合物，在5 3 0 n m 处比色测定，通过计算可测出酶的活力。 尿钙：实验方法同血钙检测。对尿液标本要加浓盐酸并加热处 理，使草酸钙溶解，如果样品测定值超过上限6 2 5 m m o l l ( 检测范围： 0 0 1 6 2 5 m m o l l ) ，则将样品用0 9 9 l 氯化钠溶液做1 + 1 稀释，重新测 定，结果乘以2 。 尿肌酐测定( 除蛋白法) ：终点比色法。用半自动生化分析仪测 试。 原理：样本除蛋白的上清液中的肌酐与苦味酸产生j a f f e 反应，生 成桔红色的加成物。 尿液标本要用蒸馏水做1 + 2 0 0 稀释，结果乘以2 0 1 。 尿羟脯氨酸测定( 消化法) ：用半自动生化分析仪测试。 原理：羟脯氨酸在氧化剂的作用下所产生的氧化产物与二甲氨基 苯甲醛作用呈现紫红色，根据其呈色的深浅可推算出其含量。 2 2 8 数据统计处理 各组实验数据用s p s s l 0 0 和e x c e l 进行统计分析和处理。 “，哥晦低练”对生长期犬鼠骨代谢和骨量的影响 3 研究结果 3 1 实验前后各组大鼠体重比较 本实验所用大鼠正处于快速生长期，见表5 ，所有大鼠9 周实验后 体重均较实验前极显著增加( p 0 0 0 1 ) 。实验前后各组大鼠体重差值比 较发现，在常氧组内，中负荷组体重增加大于对照组，而大负荷组低 于对照组，均没有统计学差异。 表5 各组大鼠实验前后体重比较( g ) 组别n实验前体重实验后体重 实验前后差值 常氧组 低氧组 1 7 8 ，4 3 2 0 1 4 1 7 7 8 9 15 8 9 1 7 65 7 1 88 3 1 8 4 3 0 1 6 2 4 1 8 0 8 9 1 4 1 4 4 1 6 0 0 6 9 4 7 4 2 1 7 8 4 - 8 3 2 1 3 8 8 7 1 6 6 1 8 3 7 8 9 0 4 - 5 5 2 6 3 6 7 5 6 4 - 7 0 7 4 2 3 7 ，5 7 6 2 4 l 2 4 3 8 9 8 0 5 1 2 1 2 ，1 4 4 - 5 9 6 3 】9 4 6 0 5 11 1 8 6 6 7 6 9 0 9 盔墨垄望! ! ：! ：! ! 圭! ! ：丝 ! 堑：竺圭! ! ：! ! ! ：! ：圭塑：塑叁 ：低氧负荷组与常氧对照组比较。 2 5 0 2 0 0 j 5 0 0 0 s n 0 对照组中负荷组大负荷组 图1实验后各组大鼠体重增幅比较( g ) 常氧组 低氧组 对照组内，低氧组大鼠体重增幅稍低于常氧组。低氧对照组低于 常氧大负荷组。 1 5 7 9 8 m 9 组组组组组 荷荷荷 拦：负负月负对中大对中 匠磁 一 一 t 窿一n铂刊翻型1j匿t 励囫t南哪删瞄必工铴缓t比 “高住低练”对生长期人鼠骨代谢和骨量的影响 3 砌f 究结果 低氧负荷组与常氧对照组间，负荷组均低于对照组，且大负荷组 有显著性差异( p o 0 5 ) 。低氧组内，体重增幅随运动强度的增加而减 小。 3 2 实验后各组大鼠睾丸重量比较 研究结果表明：9 周实验后，见表6 ，常氧组内，睾丸重量与训练 强度呈正比。 表6 各组大鼠睾丸重量比较( g ) * ：常氧利低氧组内两种负荷与对j ! i 组比较。 2 0 1 8 1 6 1 4 1 2 1 o 对照组中负荷组大负荷组 圆常氧组 囫低氧组 图2 实验后各组大鼠睾丸重量比较( g ) 对照组内，低氧组睾丸重量稍高于常氧组。低氧对照组高于常氧 大负荷组。 低氧负荷组与常氧对照组间，中负荷组睾丸重量稍高于对照组， 大负荷组稍低于对照组。低氧组内，睾丸重量与运动强度呈反比，低 氧大负荷组显著低于低氧对照组( p o 0 5 ) 。 3 3 实验后各组大鼠血液骨矿生化成分的比较 3 3 1 缸钙的比较 一 历囫而园易圉晶瞄创扇圉晶豳 “商伟低练”对生长期人鼠骨代谢和骨量的影响 3 研究结粜 9 周实验后，见表7 ，常氧组内，两运动组血钙均稍高于对照组 中负荷组高于大负荷组。 表7 各组大鼠血钙变化( m m o l l ) ：同种处置的常氧与低氧组间比较。+ ：常氧和低氧组内，两种负荷与对照组比较。 霪墓纛蠢蠹藿 囵 团 对照组中负荷组大负衙组 图3 实验后各组大鼠血钙水平比较( m m o l l ) 对照组内，低氧组血钙浓度稍高于常氧组。且低氧对照组高于常 氧中负荷组。 低氧负荷组与常氧对照组间，两负荷组血钙浓度均低于对照组。 低氧组内，两运动组血钙均低于对照组，且中负荷组有极显著性意义 ( p 0 0 0 1 ) ，大负荷组有非常显著性意义( p 0 0 1 ) 。 3 3 2 血磷的比较 从表8 可见，常氧组内，两运动组血磷变化不显著。 对照组内，低氧组血磷水平稍高于常氧组。常氧负荷组与低氧对 照组间，对照组高于大负荷组，非常显著高于中负荷组( p 0 0 1 ) 。 5 0 5 o 5 ) 拍 抛 o “r ? j 住低练”对生k 期人鼠骨代谢和骨量的蟛响3 丁站果 丫：常氧负荷组与低氧对照组间比较。+ ：常氧和低氧组内，两种负荷与对照组比较。 低氧负荷组与常氧对照组间，负荷组血磷均低于对照组。低氧组 内，两运动组血磷水平都较对照组低，且有显著性意义 ( p o 0 5 ；p 0 0 1 ) 。 对照组中负荷组大负荷组 匠卫常氧组 豳盈低氧组 图4 实验后各组大鼠血磷水平比较( m m o i l ) 3 4 实验后各组大鼠骨形成生化标志物血清a l p 的比较 从表9 可发现，9 周实验后，常氧组内，两运动组血清a l p 都较 对照组稍升高，中负荷组稍高于大负荷组。 表9 各组大鼠血清a l p 比较( u l ) 组别n常氧组 n低氧组 对照组 71 8 2 9 5 5 1 5 l 1 0 2 3 6 5 7 4 - 7 7 3 4 中负荷组 92 5 46 3 6 2 3 7 9 1 7 8 6 7 5 7 4 2 盔鱼堕堡! 翌! ：竺圭! ! ! ：! ! ! ! ! ! ! ：! ! 圭! ! 羔i _ 一 ：同种处置的常氧与低氧组间比较。 5 8 4 7 ， ” 猕 川 盯 o “高伟低练”对生k 期人鼠骨代讶 和骨量的影响 对照组中负荷组大负荷组 图5 实验后各组大鼠血清a l p 比较( u l ) 常氧组