低温环境下不同强度运动对糖脂代谢相关激素的影响

1、低温环境下不同强度运动对糖脂代谢相关激素的影响摘 要：目的：研究低温环境下不同强度运动对糖脂代谢相关激素变化的影响，旨在为冰上项 目运动者的训练监控提供一定的指导意义。方法：选取10名北京体育大学田径专项男生为研 究对象，在室内温度为12Y的条件下静息、65%VOzmax和80%VO2max强度跑台各运动20min， 每次运动前后均采集血液进行相关指标的测试，每两次测试时间间隔不少于1周。结果：与静 息前相比，静息20 min后血清胰岛素（Ins）水平、胰高血糖素（PG）水平、Ins/PG均有显著降低， 脂联素（ADPN）水平显著升高；与65%VO2max强度运动前相比，运动后PG水平显著降低

2、；与 80%VO2max强度运动前相比，运动后Ins水平、Ins/PG比值显著降低，PG水平显著升高。与静 息后相比，65%VO2max强度运动后血清去甲肾上腺素（NE）、PG、瘦素（LP）水平显著降低，Ins/ PG、多巴胺（DA）水平显著升高，80%VO2max强度运动后血清NE、LP水平显著降低，DA水平 显著升高；与65%VO2max强度运动后相比，80%VO2max强度运动后血清肾上腺素（Ad）、NE水 平显著上升，DA、Ins、LP水平显著降低。结论：低温环境可使Ins和I ns/PG下降，ADPN升高， 且以中等强度运动后血清FFA显著升高，建议在低温环境下以中等强度运动更有利于

3、脂肪的 分解。关键词：低温环境；运动强度;糖脂代谢；激素Effects of different intensities exercise in low temperature environment onhormones related to glucose and lipid metabolismAbstract: Objective: Observe the characteristics of glucose and lipid metabolism related hormones after different intensity exercises in low temperat

4、ure environment, form scientific research results of guiding for ice athletes and ice sports enthusiasts. Methods: Select 10 boys of track and field special program of Beijing Sport University, rested, 65%VO?max and 80%VO?max intensity treadmill exercised for 20 minutes under the condition of room t

5、emperature of 12 blood collected before and after each test, each time interval between two tests were more than 1 week. Results: Serum Ins, PG, Ins/PG were significantly decreased and ADPN was significantly increased after 20 minutes rest compared with before. PG significantly decreased after 65%VO

6、2max exercise compared with before. Ins and Ins/PG ratio were significantly decreased and PG was significantly increased after 80%VO2max exercise compared with before. Compared with post-rest, serum NE, PG and LP were significantly decreased and Ins/PG and DA were significantly increased after 65%VO

7、2max exercise, while serum NE and LP were significantly decreased while DA levels were significantly increased after 80% VO2max exercise. Compared with after 65% VO2max exercise, serum Ad and NE increased significantly, while DA, Ins and LP decreased significantly after 80% VOzmax exercise. Conclusi

8、on: Low temperature environment can decrease Ins and Ins/PG and increase ADPN, and serum FFA is significantly increased after moderate exercise. It is suggested that moderate exercise in low temperature environment is more conducive to fat decomposition.Key words: low temperature environment; exerci

9、se intensity; glucose and lipid metabolism; hormone随着“三亿人上冰雪”计划的逐步推进,越来越 多的普通人选择冰雪项目进行身体锻炼。冰上运 动一般是在低温环境下进行，而在低温环境下人体 会产生一系列的生理反应，特别是在运动时，不同 强度的运动对机体能量代谢和相关激素变化的影 响有很大差异。国内外关于低温或运动强度对相 关激素影响的研究较多，但将低温和运动强度两个 因素相结合，对代谢相关激素影响的研究非常有 限。本研究探究低温环境下不同强度运动对糖脂 代谢影响，旨在对冰上项目运动者的训练监控提供 一定的指导意义。1研究对象与方法1.1研究对象选取

10、10名北京体育大学竞技体育学院田径专项 本科男生为研究对象，平时专项训练时长每周超过 6h。所有受试者身体健康，均无呼吸系统、心血管系 统、内分泌系统等疾病。受试者基本情况见表1。表1受试者基本情况（n=10）性别年龄（岁）身高（cm）体重（kg）BMI（kg/m2）体脂（%）训练年限（y）男22.71.9176.15.572.45.322.90.312.51.14.11.61.2研究方法1.2.1实验法1.2.1.1测试流程本研究采用自身交叉对照的实验方法，让10名 受试者分别在室温121弋，且温度为40%3%的环 境下进行静息、65% VO2max强度跑台运动、80% VO2max强度跑台

11、运动三次测试，每两次测试间隔时 间不少于1周。测试前24h内避免大强度运动，避 免摄入酒精、咖啡和药物。每次测试在早餐2h后进 行，测试期间不允许补液。受试者统一着T恤和运 动单裤。正式测试前1周，对受试者进行跑台的最大耗 氧量（VOemax）测试。根据受试者VO：max的测试结 果,进行低温环境下静息、65%VO2max和80%VO：max 强度跑台运动，测试时间为20min。测试前有5min 的低温暴露时间。测试前及测试后即刻采集肘部 静脉血和末稍血。使用含有促血块凝结催化剂的 真空无菌管取全血4ml，血样静置1h后，常温下 3000转/min离心15min分离血清。留取部分血清测 试某些

12、生化指标，其余-80Y冰箱保存待用。1.2.1.2测试指标及设备（1）身高：身高测试仪（鑫东华腾GJ-II，北京）； （2）体重：电子体重计（OMRONHBF-356,日本）；（3） 体成分：双能X射线全身骨密度仪（GE公司Lunar， 美国）；（4）血乳酸：便携式血乳酸分析仪（Lactate scout，德国）；（5）血糖：便携式血糖仪（ACCU CHEK，0本）；游离脂肪酸、甘油三酯和P-羟 基丁酸:采用酶法，试剂盒由英科新创公司提供，测 试过程中严格按照说明书操作；（7）脂联素、胰高血 糖素、瘦素：采用安迪生物科技（上海）有限公司提 供的人体试剂盒；（8）胰岛素:采用北方生物技术研 究所

13、提供的人体试剂盒；（9）肾上腺素、去甲肾上腺 素和多巴胺：采用美国Rapidbio公司提供的人体试 剂盒。1.2.2数理统计法数据采用SPSS 21.0软件进行统计处理，以平均 数土标准差的形式表示，同一测试前后的组内对比 采用配对t检验;不同测试后的组间对比，将测试前 数值作为协变量进行协方差分析，以P0.05）；80%VO2max强度跑台运 动后血乳酸值显著升高（P0.05）；65%VO2max强度运动后血糖值的变 化与静息后相比具有显著性差异（P0.05）。与运动前相 比，65%VO2max和80%VO2max强度运动后血清FFA 浓度均有显著性升高（P0.05），且65%VO：max强

14、度 运动后升高幅度更加明显。与静息后相比，65% VO：max和80%VO：max强度跑台运动后的血清FFA 含量皆有显著升高（P0.05）,不同强度运动后的血清TAG.P-HB 浓度之间也无显著性差异（P0.05）。表2低温环境下不同强度运动后糖脂代谢底物浓度的变化运动采集血乳酸血糖游离脂肪酸甘油三酯B-羟基丁酸强度时间(mmol/L )(mmol/L )(umol/L )(mmol/L )(umol/L )前1.70.35.60.4331.320.90.940.22228.550.8静息后1.50.24.40.5357.224.30.800.17222.676.5前1.40.15.10.2

15、295.425.30.820.20187.732.565%VO2max后2.60.44.90.2#562.342.0#*0.780.18183.736.9前1.60.35.30.2301.929.00.710.06236.772.880%VO2max后9.11.4*5.50.3546.366.2#*0.790.09734.3354.6注:#表示与静息时相比有显著性差异（P0.05）；*表示与测试前相比有显著性差异（P0.05）2.2血清激素变化由表3、表4可以看出，与静息前相比，静息 20min后血清胰岛素（Ins）水平、胰高血糖素（PG）水 平、Ins/PG均有显著降低（P0.05），脂联素

16、（ADPN） 水平有显著升高（P0.05）。与65%VO2max强度 运动前相比，运动后PG水平显著降低（P0.05）,其 他激素无显著性变化。与80%VO2max强度运动前 相比，运动后Ins水平、Ins/PG比值显著降低（P 0.05），PG水平显著升高（P0.05）。与静息后相比， 以65%VO2max强度运动后血清去甲肾上腺素 （NE）、PG、LP水平显著降低（P0.05）,Ins/PG、多巴 胺（DA）显著升高（P0.05）,以80%VOzmax强度运动 后血清NE.LP水平显著降低（P0.05）,DA显著升高 （P0.05）。与 65% VOzmax 强度后相比，以 80% VOz

17、max强度运动后血清Ad、NE水平显著上升（P 0.05）,DA、Ins、LP 显著降低（P0.05）。表3低温环境下不同强度运动前后糖脂代谢相关激素比较运动强度采集 时间胰岛素 (pg/ml)胰高血糖素（pg/ml ）Ins/PG前8321.51325.2122.014.371.012.1静息后4559.2803.5*115.713.9*44.88.8*前5973.8940.3123.211.950.06.865%VO2max后5268.6490.0114.011.5#*48.84.9#前6603.9369.5105.87.664.44.780% V O2max后4955.6465.0*11

18、3.17.0*44.13.6*注:#表示与静息时相比有显著性差异（P0.05）；*表示与65%VO2max相比有显著性差异（P0.05）；*表示与测试 前相比有显著性差异（P 0.05）；以下均同。表4低温环境下不同强度运动前后糖脂代谢相关激素比较运动采集肾上腺素去甲肾上腺素多巴胺瘦素脂联素强度时间(pg/ml )(pg/ml )(pg/ml )( ng/ml )(ng/ml )前96.48.4754.3113.4123.716.0124.07.11461.3342.3静息后74.611.9700.5110.0119.616.3110.17.41573.4355.4*运动采集肾上腺素去甲肾上腺

19、素多巴胺瘦素脂联素强度时间(pg/ml)(pg/ml)(pg/ml)(ng/ml)(ng/ml )65%前111.311.4810.5108.0134.716.799.65.81830.6450.0VOzmax后90.812.8636.276.9#124.316.6#91.56.5#2394.3463.080%前105.010.4841.9130.5142.314.383.57.92357.3412.1VOzmax后113.17.0*661.189.5# *121.914.3#*86.314.3# *1448.4336.33分析与讨论3.1 低温环境下不同强度跑台运动对糖代谢的影 响本研究在1

20、2Y环境下进行静息、65%VO2max和 80%VO2max强度运动，三次测试前后血糖均无显著 性变化，这可能与受试者糖原储备较高且运动时间 较短有关。65%VO2max强度运动后血糖值显著高 于静息后，可见，以65%VOzmax强度运动20min机 体内升血糖机制已发挥作用，此时肝糖原已经开始 分解，并且分解释放葡萄糖速率超过肌细胞摄取利 用的速率。但以80%VOzmax强度运动20min后与 静息后血糖值无显著性差异，说明以较高强度运动 20min时肌糖原消耗速率较快，肌细胞摄取利用血 糖供能速率加快，血糖消耗超过肝脏释放葡萄糖的 速率，血糖浓度回落。随着运动强度的增大，糖酵 解供能比例逐

21、渐升高，糖的不完全氧化代谢产物乳 酸堆积。本研究也只在80%VO：max强度运动后观 察到血乳酸水平有显著性升高。机体通过体内Ins和PG的相互影响和调节可维 持血糖水平的稳定，Ins和PG的比值可较为直观地 反映机体血糖激素调节情况。本研究结果表明，低 温环境下与静息前相比，静息20min后血清Ins和 PG水平均显著降低，Ins与PG比值也显著下降，可 见Ins和PG对低温环境较为敏感，在12弋环境下静 坐20min便可引起Ins和PG显著下降，且Ins下降的 幅度更大。低温环境下静息后Ins/PG.显著下降,Ins 降血糖作用削弱，这也为骨骼肌动用更多的脂肪而 节省对糖的利用创造了条件。

22、与运动前相比，以 65%VO：max强度运动后Ins略有下降但无显著性 差异，PG有显著性下降，Ins/PG比值略有下降但不 显著。以80%VO：max强度运动后Ins显著下降，PG 显著升高,Ins/PG比值显著下降，说明当给定时间为 20min时，以较高强度运动才会出现血糖供应不足 的情况，胰高血糖素才明显发挥其升血糖作用。此 外，本研究还观察到，与静息后相比，以65%VO：max 强度运动后血清Ins水平无显著性变化，PG水平显 著降低，Ins/PG比值显著升高；以80%VO：max强度 运动后血清Ins水平、PG水平.Ins/PG比值均无显著 性变化。说明低温环境下，与80%VO2ma

23、x相比，以 65%VO：max强度运动时Ins的降血糖作用较为明 显。儿茶酚胺类激素在糖代谢过程中主要起到的 作用有:提高机体代谢率，使耗氧量升高，降低外周 组织对葡萄糖的摄取，升高血糖%本研究结果显 示，在环境温度为12弋的条件下，与测试前相比，静 息、65%VO：max和80%VO：max强度运动后，儿茶酚 胺类激素均无显著性变化。由此可见，12弋环境下 运动20min还不足以对儿茶酚胺类激素产生显著影 响，这与Kjaer等人的观点不符，他们认为20min的 40%50%VO2max强度的运动即可使血浆肾上腺素 浓度增加5，这可能是因为本研究所选取的受试者 均为有一定训练年限的体育大学体育

24、生，糖原储备 较高所致。袁箭峰等人也认为在任一强度下有训 练者比无训练者的儿茶酚胺类激素释放量少回。此 外本研究还表明，以65%VO2max强度运动后，血清 NE和DA水平与静息后相比有显著性差异，以80% VO2max强度运动后，血清NE和DA水平与静息后相 比有显著性差异，血清Ad、NE和DA水平与65% VO2max强度运动后相比均具有显著性差异。综上 可见，不同强度运动对儿茶酚胺类激素的影响具有 显著性差异，这与大多数前人在常温环境下的研究 结果相一致，即运动强度对交感肾上腺系统具有重 要的影响，运动时间相同时，运动产生的应激与运 动强度成正比，当运动时间给定后，血浆Ad的浓度 随运动

25、强度的增加而增长8。脂联素（ADPN）是一种在人类血浆中大量流通 的蛋白质，是一种与胰岛素抵抗密切相关的细胞因 子，能够增强胰岛素敏感性，从而促进糖的分解代 谢，降低血糖。有研究证明，长期训练能导致大鼠血浆ADPN浓度显著升高，中、高强度运动效果更为 明、衲，但就一次性运动对血液ADPN水平的影响报 道较少，且多数研究结果并未发现一次性运动后人 体血液ADPN水平有显著性变化四。Jamurtas等人 的研究表明，9名肥胖男子进行40min65% VOzmax 运动后即刻血清ADPN的浓度无显著改变11。韩东 等人让7名正常体重女性受试者进行80%V O：max强 度的运动，运动后即刻血清ADP

26、N浓度均有不同幅 度的下降但不显著12，而65%VO2max强度的运动后 即刻未显示出下降趋势。本研究也只在12弋环境 下静息20min后观察到了显著性差异，这提示我们 ADPN可能对低温环境较为敏感。ADPN具有抑制 糖异生的作用，12弋环境下观测到的静息20min后 ADPN水平显著升高，这可能也是低温环境下提高 糖的氧化利用的重要调节因素之一。3.2低温环境下不同强度跑台运动对脂肪代谢的 影响脂肪酸氧化供能是运动时脂肪供能的主要形 式。本研究结果显示，在环境温度为12毛的条件 下，静息20min后的血清FFA水平略有升高，可见 12弋的低温环境会加速脂肪的分解但并不显著。而 65%VO：

27、max和80%VO：max强度运动后血清FFA水 平显著升高，且65%VO：max强度运动后血清FFA水 平升高幅度更加明显，说明以这两种强度运动 20min后，体内脂肪大量分解，且以65%VO：max强度 运动分解更快，这可能是因为以大强度（80% VO2max）运动时，循环系统中的肾上腺素浓度升高， 伴有糖酵解增多，血浆乳酸浓度上升，使脂肪分解 代谢能力下降，从而导致FFA水平升高的不如中等 强度（65%VO：max）运动显著。FFA在肌肉等组织细胞内能够完全氧化生成 CO2和压。,但当机体进行大强度运动时，进入肝脏 中代谢的FFA有可能无法被完全分解而生成中间 产物酮体。酮体是联系肝脏与

28、肝外组织间的一种 特殊能源运输形式，在肝脏氧化分解脂肪能力升高 的情况下酮体含量升高。目前普遍认为，长时间运 动时，酮体的生成和利用是正常生理现象，当糖类 供应短缺时其作为燃料被肝外组织利用氧化，因此 酮体是肝脏快速输出能源的一种形式。酮体主要 包含乙酰乙酸、B-HB和丙酮这三种物质，其中P- HB约占酮体总量的70%，其含量与酮体总量有很强 的相关性，因此临床上一般采用P-HB作为检测酮 体含量的主要指标13。本研究中并未观察到三种测 试前后血清P-HB含量的变化,原因可能有两点:一 是酮体是长时间运动后生成的正常生理代谢物质， 12弋环境温度下运动20min还不足以引起体内酮体 的大量产生

29、，此时脂肪代谢以完全代谢为主；二是 酮体是肝脏氧化分解脂酸产生的特有中间代谢产 物14，运动时脂肪的分解供能可能并不是通过提高 肝脏氧化分解脂肪的能力，而是因为运动提高了骨 骼肌分解利用脂肪供能的能力，因此血清中FFA的 含量有显著升高，但P-HB含量无显著性变化。瘦素（LP）与脂联素（ADPN）是脂肪组织分泌的 两种脂肪细胞因子。LP可通过蛋白激酶A激活肉 碱酰基转移酶，增加动脉内皮细胞脂肪酸氧化，从 而影响脂代谢，增加能量消耗。目前对于单次运动 对LP水平的影响研究较多，但仍未形成较为统一的 认识。多数研究表明，不同形式的急性运动后血中 LP水平与基础值相比无显著性差异件气Hickey等 人的研究发现，耐力运动员以70%VO2max一次性跑 20km，没有引起血清LP水平的变化18。Ferguson等 人的研究表明，60min65%VO2max的自行车运动对 正常人血清LP水平没有影响19o Jurimae等人研究 了高水平男性划船运动员在划船测功仪上完成一 次6000m极限负荷