短道速滑运动员Na+,K+—ATP酶活性变化特征

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  摘要:Na+,K+-ATP酶活性对训练负荷具有较高的敏感性,利用Na+,K+-ATP酶活性衡量训练效果,评定不同训练方法对提高短道速滑运动员能力的效能,对促进短道速滑项目科学化训练具有重要价值。通过对省、市队短道速滑和未经训练受试对象采用间歇训练法和持续训练法运动4周后观察Na+,K+-ATP酶活性变化,研究结果表明:经过短道速滑训练的受试对象Na+,K+-ATP酶活性要高于非訓练组,并且训练年限越长,Na+,K+-ATP酶活性就越高;采用间歇训练法要比持续训练法更容易提升Na+,K+-ATP酶活性;动作协调性好的短道速滑运动员Na+,K+-ATP酶活性高于协调性差的短道速滑运动员。实验提示:Na+,K+-ATP酶活性也可作为短道速滑运动员评定训练负荷和衡量训练效果的敏感指标,短道速滑运动员采用间歇性训练法的训练效果要好于持续性训练法。
  关键词:短道速滑;训练方法; Na+,K+-ATP酶活性;特征
  中图分类号:11G862.9G804.7 11文献标识码:11A11文章编号:111002ˉ3488(2013)01ˉ0017ˉ04
  平的优秀短道速滑选手,这批运动员曾多次代表我国参加亚冬会、世界锦标赛和冬奥会等一系列重大国际比赛,创造和获得过优异的比赛成绩[1]。同时,许多专家在短道速滑领域的研究,也越来越深入[2-10]。近年来,随着血液流变学、分子生物学和自由基生物学研究的发展,人们对于运动导致的细胞膜特性的变化开始有了初步的了解,尤其是在微观层面上关于细胞内酶活性和运动的关系更是研究甚多,但是对于具体的运动专项负荷以及不同的训练手段引起红细胞内酶活性的变化却未见报道。本文通过研究短道速滑运动员细胞膜Na+,K+-ATP酶活性的变化,进一步探讨短道速滑运动与酶活性之间的关系,为训练提供科学的参考。
  1811冰雪运动11第35卷1研究对象与方法
  1.1研究对象
  随机抽取25名省队短道速滑运动员,为高水平训练组(分为实验A组和实验B组);选取哈尔滨市队短道速滑运动员10名,为中水平训练组(实验C组);选取哈尔滨体育学院非体育专业的学生10名,为未训练组(实验D组)。同时又将高水平训练组中的实验A组根据运动员技术、动作协调能力分为实验A1组和实验A2组:技能、协调能力好者10名,为实验A1组;技能、协调能力差者10名,为实验A2组。其基本资料如下:
  1.2研究方法
  1.2.1训练法实验法
  实验A、C和D组均采用间歇训练法,实验B组采用持续训练法,一周训练5天,对4周训练的Na+,K+-ATP酶活性检测。
  1.2.3指标测定
  采用氰化高铁血红蛋白法[11]测定血红蛋白。取肝素抗凝血,离心(2 000 r/min,10 min)除去血浆及白细胞,用2倍生理盐水洗涤3次,离心条件同上。将洗涤后所得红细胞按1:10比例加入预冷的双蒸水,放置20 min,使其充分溶血。离心(8 000 r/min,40 C,20 min),弃去红色上清液,收集松散的乳白色的泡沫沉淀物。用缓冲液反复洗涤2次后,将所收集的红细胞膜溶于低渗液中。采用比色法测定红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性。ATP酶试剂盒采用南京建成生物工程制品有限责任公司试剂盒。
  1.2.3数理统计法
  数据以 X +S表示,并经SPSS12.0软件进行t 检验。
  2研究结果
  2.1训练前后红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性变化
  高水平运动组(实验A组和B组)在训练后的第2周,Na+,K+-ATP酶活性就有显著性变化(P<0.05),第3、4周与训练前比较均呈显著性差异(P<0.01);而第3周到第4周酶活性无多大变化(P>0.05);中训练组(实验C组)直到第3周训练后才与训练前有显著性差异(P<0.05),整个训练过程中Na+,K+-ATP酶活性与高水平训练组一样呈不断上升趋势。而未训练组(实验D组)在2周的训练后,Na+,K+-ATP酶活性反而下降了,与训练前比较呈显著性差异(P<0.01)。随后Na+,K+-ATP酶活性有所上升;第4周酶活性上升到5.013±1.313(μmolpi/gHb.h),与训练前呈显著性差异(P<0.05)。
  从各组各训练周比较分析,在训练前,实验A、B、C、D四组的Na+,K+-ATP酶活性均无显著性差异(P>0.05),训练2周后,A、B、C组酶活性均有所上升(P>0.05),而D组与A组呈非常显著性差异(P<0.01);4周训练后,各组酶活性都有所提高,可是D组与A组仍具有显著性差异(P<0.05)。
  2.2不同训练方法训练前后Na+,K+-ATP酶活性变化比较
  根据高水平运动员内部水平的差异,通过技术动作的协调和规范的标准,将实验A组分为实验A1组和实验A2组。实验A1组为技术动作规范、协调能力好的短道速滑运动员,实验A2组为技术动作不规范,动作协调能力相对差的短道速滑运动员。经分析发现,虽然训练前和2、3周训练后,各指标之间无显著性差异,但仍明显可以看出实验A1组的酶活性要高于实验A2组,并且在4周训练后,A1和A2组之间的酶活性呈显著性差异(P<0.05),实验A1组Na+,K+-ATP酶活性明显高于实验A2组。而实验A1组与实验B组比较,在每周的训练中,Na+,K+-ATP酶活性均高于实验B组,并且在4周训练后具有显著性差异(P<0.05)。表明采用不同训练方法或对运动员的Na+,K+-ATP酶活性具有一定的影响。
  表3实验A1、A2和B组训练前后红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性变化数据表 (μmolpi/gHb.h)
  Table 3Change of A1、A2 and B Group before and after Training in Erythrocyte Membrane Na+, K+-ATPase (μmolpi/gHb.h)   3讨论
  3.1红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性变化机制
  红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性又称为钾钠泵,是镶嵌在质膜脂质双分子层中的一种高分子蛋白酶,具有载体和酶的活性[12]。其基本功能是将细胞内的Na+转运到细胞外,将细胞外的K+运送入细胞内,维持细胞内外渗透压和“内高钾外高钠”的跨膜电化学梯度。在其主动转运离子时水解ATP,为糖酵解提供必须的ATP和无机磷。因此,红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性与糖酵解相偶联,控制红细胞的代谢速率[13]。
  3.2短道速滑运动对Na+,K+-ATP酶活性的影响
  当前,关于运动影响Na+,K+-ATP酶活性的研究甚为少见,尤其是针对具体的专项运动。詹承列[14]通过研究太极拳对中老年人红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性影响表明,参加太极拳运动能提高老年人红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性,并且随着练拳时间越长,效果越好,酶活性越高。薄海等[15]通过研究训练对运动员Na+,K+-ATP酶活性的影响发现,训练组的Na+,K+-ATP酶活性要比非训练组的Na+,K+-ATP酶活性强,表示训练可以提高红细胞膜的钠泵活性。刘铁民等[16]研究发现,在运动后,红细胞Na+,K+-ATP酶活性升高。本实验研究显示,在训练前,实验A组和实验C、D组的Na+,K+-ATP酶活性均无显著性差异,在随后的运动中,训练水平越高,Na+,K+-ATP酶活性上升的越快。而从A组和C组的比较来看,发现酶活性与短道速滑运动的训练年限有很大的相关性,在4周训练后,高水平的运动组与体院专业组的酶活性具有显著性差异(P<0.05),笔者认为训练年限越长的短道速滑运动员,其Na+,K+-ATP酶活性就越高。
  从研究中还发现,未训练组在2周训练后却出现Na+,K+-ATP酶活性下降的趋势。研究表明,长期过度训练导致红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性显著下降。大鼠力竭游泳后,红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性显著降低[17])。提示运动强度过大造成的运动能力下降可能与红细胞膜Na+,K+-ATP酶活性存在密切关系。Fraser S F[18]也发现不论力量型、耐力型运动员还是无训练者,其肌肉Na+,K+-ATP酶的活性都在疲劳时被抑制,提示这种变化是一种肌肉疲劳的决定因子。笔者认为其原因是因为非训练组由于平常未接触高强度的训练,当间歇训练2周后,剧烈的运动导致ATP大量消耗,肌体产生疲劳,使红细胞产生超氧自由基的速率及数量都增加,红细胞内及血浆中的抗氧化系统不能及时有效地清除它们,细胞膜受到自由基的攻击而使脂质过氧化,继而攻击膜蛋白,影响酶活性,导致其活性下降。酶活性降低,泵出Na+少,红细胞内Na+增多,黏度上升,细胞膜流动性及变形能力下降,脆性增加,从而导致体内环境平衡被打破。红细胞的携氧能力亦下降,阻碍了机体能量供应,导致运动后疲劳,进一步降低运动能力。而4周训练后,Na+,K+-ATP酶活性有所回升,表明经过4周训练后,机体已对运动负荷产生了适应能力。由此可认为,Na+,K+-ATP酶活性也可作为评定训练负荷和衡量训练效果的敏感指标。
  3.3不同训练方法对短道速滑运动员Na+,K+-ATP酶活性的影响
  由于间歇训练和持续训练能有效地促进心肺功能的提高,目前已被广泛地应用于速度耐力型项目的训练中,但是对于何种训练方法更能有效地提高短道速滑运动能力还未见报道。从表2实验结果来看,实验A组和实验B组在训练后Na+,K+-ATP酶活性均显著升高,并且各组酶活性升高的幅度也无显著性差异,似乎说明二者的训练方法无比较性,但从表3实验结果来看,当我们再深入的把实验A组根据动作协调能力进行分组时发现,实验A1组与B组在4周训练后具有显著性差异(P<0.05)。其原因可能是因为在不间断的持续训练中,由于对运动员的运动刺激时间较长,一定程度上造成了肌肉的疲劳。从而对骨骼肌内Na+,K+-ATP酶活性产生了一定的抑制作用;而在间歇训练中,由于肌肉运动一段时间后,在间歇期内,肌肉得到休息,从而减轻了疲劳的程度。与持续性训练相比,间歇性训练更容易延缓疲劳的产生。因此,在短道速滑运动中采用间歇性训练法进行训练效果要好于持续训练法。
  根據实验A组中运动员的技术水平、动作协调能力的差异,把实验A组分成技能水平高、动作协调性好组(实验A1组)和技能水平低、动作协调性差组(实验A2组)。研究结果表明,无论是运动前还是2、3、4周后的训练,实验A1组Na+,K+-ATP酶活性都明显要高于实验A2组,也就是说动作协调性好的短道速滑运动员其Na+,K+-ATP酶活性要高于动作协调性差的运动员。其研究结果与Gall[19]所报道的结果一致。因为动作不太规范、协调性差的短道速滑运动员在训练中由于骨骼肌之间的不协调,肌细胞产生相互的摩擦、破裂,使得细胞的损伤加大,从而造成红细胞的携氧能力下降,阻碍了Na+,K+-ATP酶的活性。
  4结论
  经过4周间歇训练后,高水平短道速滑运动员的Na+,K+-ATP酶活性要比非训练组提升的快,并且Na+,K+-ATP酶活性与训练的年限成正相关,训练年限越长,酶活性就越高。对高水平短道速滑运动员采取不同的训练方法,对Na+,K+-ATP酶活性的变化也将不同,而采取间歇训练法要比持续训练法更能提升Na+,K+-ATP酶活性。不同水平的短道速滑运动员其Na+,K+-ATP酶活性也有所不同,动作规范、协调性好的短道速滑运动员酶活性要高于动作相对不规范、协调性差的运动员。
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