由习惯性和不习惯锻炼运动员的氧化还原状态引起的变化

摘要

本研究的目的是评估运动特异性和非特异性运动对运动员氧化还原状态的影响。对14名手球运动员进行自行车运动仪和手球训练前后的血液样本进行采集。超氧阴离子自由基()，过氧化氢（H₂O.₂)，亚硝酸盐()作为一氧化氮的标志物，测定脂质过氧化指数（TBARs）、谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性。通过心率（HR）监测系统评估运动强度。运动员的平均心率在不同方案之间没有显著差异，但在总时间和时间以及运动员在每个心率区花费的时间百分比方面，各方案存在差异。实验室运动试验导致H₂O.₂SOD和CAT活性降低，而经过特定手球训练后超氧化物歧化酶（SOD）活性降低，酶活性升高。似乎不习惯的短强度体力活动可能会导致训练有素的运动员产生氧化应激，而长时间的运动专项活动和适当的热身期可能不会。进一步的研究应表明，方案测试的改变以及各种补充和手动方法的实施是否会影响氧化还原平衡。

1.介绍

活性氧（ROS）即使在静止状态下也会在体内以较小的程度不断产生，并且由于它们有可能与多种化学物质发生反应，因此它们在细胞信号和酶学方面具有多种功能[1]．一般来说，身体有足够的抗氧化储备来应对生理条件下的ROS的产生，也许是在低-中等强度的运动中[2]但是当ROS生产过度时，例如在长期密集的体力努力期间，可能发生氧化剂和抗氧化剂的不平衡，可能发生氧化剂，导致氧化还原信号传导和控制和/或分子损伤的破坏[3.]．

运动为研究生物系统中氧化挑战与抗氧化防御之间的动态平衡提供了一个很好的模型，因此运动与氧化应激之间的关系已成为30多年来的一个深入科学研究课题[4.]．虽然文献中存在一些不一致的地方，但很明显有氧和无氧运动都有可能导致自由基产生的增加，这可能会也可能不会导致急性氧化应激[5.-7.]急性运动引起的氧化还原稳态紊乱的程度取决于许多因素，在其他事物之外、运动方式、强度和持续时间、参与者的训练状态、性别、年龄和营养习惯[8.-10]．

在久坐的参与者，娱乐和精英运动员上进行运动诱导的氧化胁迫，在主要的好氧，厌氧，甚至混合的厌氧 - 有氧疾病中进行了许多研究[11-13]但是有一个非常有限的研究数量，研究了不同类型运动对同一参与者的氧化还原状态的影响[14]．不同类型的锻炼可以诱导变化水平的鲁，以特定方式影响血浆氧化还原状态。体育参与包括许多细胞过程和生理功能的上调，但这些改进是特定的运动。当暴露于不习惯的体育活动时，运动员经历了可能诱导的重大压力，其中可能诱导肌肉疼痛（DOMS）的延迟发作，其病因尚不清楚的现象，但有一些含义是反应性氧和氮物质（鲁尔斯）可能涉及其外观和存在[15]．因此，我们研究的主要目的是比较两种不同能量需求、强度、持续时间和特异性的运动对训练有素的年轻手球运动员氧化还原状态的影响。

2.材料和方法

2.1.主题

这项研究对14名年轻的(岁月训练有素的男性手球运动员。运动员至少有5年的体育经验，并在每周5次训练的常规手球（混合的有氧厌氧）训练90分钟。这项研究是在比赛季节的第一部分，在无竞争对级的全国联盟之间无游戏周期。为了纳入分析，玩家必须在比赛前期间获得超过90％的培训课程和当前的比赛季节。

所有的手球球员和主教练进行了解释研究的目的，风险和收益，他们与研究的协议都熟悉，他们给了一份书面的知情同意书。该研究经医学科学院克拉古耶瓦茨大学法学院的伦理委员会。

2.2.研究设计

为了确定两种不同类型的运动对的氧化还原状态的的效果，手球运动员进行的功率自行车（运动方案1）在实验室分级运动试验（GXT）以及特定的手球训练（HT）（运动方案2）。这两个运动方案被选中，因为他们的特殊性，强度和持续时间，也就是生理，肌肉运动和心理需求不同。实验室分级运动试验代表了这些运动员的运动型非特异性不习惯活动，而手球训练的目的是要复制自己平时训练和competitional活动。研究设计在图中所示8.。

之前和之后都锻炼较量，血液样本来自运动员（除守门员），以确定超氧阴离子自由基的水平采取，过氧化氢（H₂O.₂),亚硝酸盐作为一氧化氮的标记，脂质过氧化（TBARS），谷胱甘肽（GSH），超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（猫）活性的指标。比较，对每个实验方案确定锻炼对氧化还原状态的影响，并进行了不同运动方案诱导的生物化学参数的变化。

在采血前四周，运动员们被要求放弃任何维生素或抗氧化剂的饮食补充。没有一名参与者报告有任何进食障碍，没有持续或以前（上半年）的损伤，没有服用任何已知会影响氧化应激的药物，并且不吸烟。演习方案2（手球训练）于72日举行 h运动方案1（实验室运动试验）后。在前48年 运动方案1后h，允许运动员进行轻度有氧运动作为主动恢复，而24小时 h在两项运动方案之前，禁止进行体力活动。为了排除不同饮食摄入对亚硝酸盐水平的影响，所有参与者在研究前3天和研究期间均采用相同的饮食方案。

2.3. 初步测量

在研究开始前，运动员通过了标准的运动医学检查，包括健康问卷、心电图检查、血压和人体测量。使用生物电阻抗分析仪器测量身体成分720年的身体（Biospace，韩国）以前确认的有效性[16].根据制造商的说明进行测量。体重测量准确度在0.1以内 kg和体脂，精确度为0.1%。通过人体测量仪（瑞士GPM）测量身高，测量结果准确度在0.1%以内 厘米

2.4.训练方案

在研究中，在研究中被设计为练习议定书1的绩效期间评估运动员的心肺刺激健康。在循环测力计上进行最大渐进运动测试AX1（凯特勒，德国）。运动员们熟悉到测试程序。The saddle height was adjusted for each athlete and athletes were instructed to keep the revolution rate at 60 rpm. The load was set to 2 W/kg and increased by 50 W every 3 min until the end of the exercise test. The test was performed until voluntary exhaustion and athletes stated their subjective feeling of exhaustion by using Borg’s CR10 exhaustion scale of at least 8 [17]．在每次测试中，运动员通过一个双向吹口呼气(汉斯·鲁道夫，堪萨斯城，美国)。最大耗氧量和心脏率后进行了自动心肺练习系统（FitMate临，COSMED，意大利），它的有效性，可靠性和准确性先前报道18].我们考虑过是在耗氧量达到平稳期(当工作负荷的增加不能引起耗氧量的增加时)时达到的[19]．

一个半小时的手球训练包括20分钟的热身(双人沿球场跑，传球和投篮(5分钟))、无防守队员的个人反击(5分钟)、伸展(5分钟)、然后分两队进行常规手球比赛(2 × 30分钟，半场休息10分钟)。在情境条件下的运动强度由极地团队2系统（芬兰Polar Electro Oy）用于心率监测。

2.5。分析程序

从肘前静脉抽取血样，放入含有柠檬酸钠抗凝剂的真空试管中。血液样本立即被处理并储存起来。血液离心分离血浆和红细胞(rbc)。用分光光度法测定生化参数。超氧阴离子自由基的水平使用tris缓冲液中的硝基蓝四氮唑（NBT）反应结合血浆样品测量，并在530读取 纳米[20]．过氧化氢(H₂O.₂)是基于酚红在辣根过氧化物酶存在下的氧化[21]．二百年μL样品800μl酚红溶液（PRS）和10 μL-辣根过氧化物酶（POD）结合（1 : 20） .H的水平₂O.₂在610处测量 纳米。一氧化氮（NO）迅速分解，形成稳定的代谢物亚硝酸盐/硝酸盐产物。亚硝酸盐作为Griess试剂产生一氧化氮的指标[22]．0.。1 mL 3 N perchloric acid (PCA), 0.4 mL 20 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and 0.2 mL plasma were put on ice for 15 min, then centrifuged for 15 min at 6000 rpm. After pouring off the supernatant, 220 μl K.₂CO._3.在550℃下测量亚硝酸盐 以蒸馏水为空白探针，用1%硫代巴比妥酸（TBA）在0.05℃下测定硫代巴比妥酸反应物质（TBARs），以评估血浆脂质过氧化程度 M NaOH，与血浆在100°C下孵育15分钟 min和read在530 以蒸馏水为空白探针，结合0.8μm，得到TBA提取物 mL血浆和0.4 mL三氯乙酸（TCA），然后将样品置于冰上10分钟并离心15分钟 最低6000 此方法已在前面描述过[23]．根据Drabkin方法进行血红蛋白的测定，用于计算内源性抗氧化剂活性的方法[24]．采用Misra和Fridovich的肾上腺素法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性[25]．一百μL裂解液和1 混合1毫升碳酸盐缓冲液，然后100毫升 μ加入了肾上腺素。检测在470nm下进行。用3体积的冰冷0.9mmol / L NaCl洗涤分离的RBCS三次，含有约50g Hb / L的溶血酸盐（根据麦考德和弗里维奇制备[26])用于测定过氧化氢酶（CAT）活性。根据Beutler法测定CAT活性[27].用蒸馏水稀释裂解物（1 : 7 v/v），并用氯仿乙醇（0.6 : 1 v/v）以去除血红蛋白[28].那么50 μ过氧化氢酶大号缓冲液，100 μL样品，1 mL 10 mM H₂O.₂在360℃下进行检测 以蒸馏水为空白探针，5,5-二硫双歧-6,2-硝基苯甲酸氧化谷胱甘肽（GSH），采用贝特勒法测定还原型谷胱甘肽（GSH）的含量[29]浓度表示为纳摩尔每毫升红细胞（RBC）。

2.6。统计分析

使用SPSS19.0 for Windows进行统计分析。结果以平均值±平均值的标准偏差表示。使用Shapiro-Wilk检验检查数据分布，并根据其结果，使用适当的参数或非参数检验。两个相关样本（最大运动试验前后、手球训练前后）平均值之间的差异通过Wilcoxon检验进行评估，而两个无关样本（运动方案特征）之间的差异通过以下方法进行评估：T.-检验。显著性的α水平设置为。

结果

主题的特征在表中呈现1。

这两个运动特性的协议表都2。运动员的平均心率和最大心率在不同的运动方案之间没有差异。但这两种运动方案在总时间和时间以及运动员在每个心率区花费的时间百分比上存在显著差异。运动员在次最大和最大强度区花费的时间（分钟和百分比）明显更多在手球训练中保持平衡。

运动方案对受试者血液中Pro /抗氧化剂水平的影响如图所示1那2那3.那4.那5.那6.， 和7.。实验室运动测试持续了当运动员的心率水平对应于次最大和最大强度区小于5分钟时，H显著增加₂O.₂90℃后SOD、CAT活性降低，TBARs活性降低 特定手球训练的最小值，在此期间，运动员花费约50 次最大和最大强度区中的最小值，仅为超氧化物歧化酶活性显著降低。

4.讨论

本研究的目的是比较的能源需求，强度，持续时间和特异性对训练有素的年轻球员手球氧化还原状态不同的两个演习协议的影响。这项研究的结果表明，在功率自行车执行的最大实验室分级运动试验，其次是运动员的氧化还原状态的显著干扰。在调查了氧化还原参数后GXT包括prooxidants的显著增加（H的变化₂O.₂和TBARS）和内源性抗氧化剂（草皮和猫）的减少，这显然表明运动员在这种运动后经历了氧化胁迫。另一方面，HT诱导较少数量的生物化学参数的变化：仅观察到亚硝酸盐水平的变化（一氧化氮产生的标记）和SOD活性。在手球训练后SOD活性降低的事实，但ROS水平（那和TBARs）和其他内源性抗氧化剂（CAT和GSH）没有显著变化，这表明抗氧化防御的第一道防线足以预防运动诱导的氧化应激。第二季度的增长HT后的水平可能是血流量增加的结果，即血管相对较长时间暴露于剪切应力的影响[30那31]．

从先前发表的有关运动与氧化应激之间关系的文献中可以清楚地看出，足够的运动量、强度和持续时间可导致ROS产生增加，这可能导致几种生物分子（脂质、蛋白质和核酸）的氧化[4.-6.].但有多少体力足以引起运动员氧化还原状态的显著变化？我们研究中的运动方案设计为在量、强度和持续时间上有所不同。如结果部分所示，运动员在每个心率区的总时间、时间和时间百分比存在显著差异，尤其是在次最大和最大强度区。应该预料，手球训练对于维持理想的氧化还原状态来说将是更大的挑战，因为它的所有负荷参数都比GXT期间的参数大得多，但我们的结果显示了相反的情况。持续的实验室运动测试在90分钟的特定手球训练后，运动员在次最大和最大强度区域花费了大约50分钟，氧化还原状态受影响较小。这个矛盾的答案可能在于运动活动的特殊性。运动训练是运动员为了适应环境而持续暴露在各种压力下的过程，也就是结构和功能上的改变，从而提高运动员的运动成绩，但这些适应是运动特有的，在大多数情况下是不可转移的。当暴露于不习惯的运动方案时，运动员经历的氧化还原状态的不良变化明显大于暴露于以习惯的生理、运动和心理需求为特征的运动方案时。对于观察到的两种运动方案中氧化还原反应的差异，另一种解释可能在于运动的持续时间，因为有证据表明，长时间的体育活动比急性短时间运动诱导的氧化应激更少(4,6)。可能是由于协议之间的预热期和实现稳定氧化还原状态的可用时间不同。当暴露于最大GXT方案时，运动员的氧化还原状态明显发生更大的不良变化，可能是由于快速负荷，在负荷的早期发生缺血反应，随后在肌肉水平出现代谢缺陷。缺血反应诱发炎症反应，导致运动试验中氧化还原平衡失调。因此，有必要考虑对测试方案进行可能的修改，延长热身阶段，并应用按摩意义上的手法来缓解初始缺血反应。 In addition, it would be necessary to introduce a specific diet and supplementation immediately before the exercise test, especially vitamin E, alpha lipoic acid, coenzyme Q10, glutathione, and N-acetyl cysteine.

5.结论

我们的结果指出了一个结论，即不习惯的体育活动可能导致氧化应激在训练有素的运动员，而运动特定的活动可能不会。这些结果表明，当运动员接触的活动与特定的体能训练负荷不匹配时，引入抗氧化补充剂的重要性。尽管这些研究结果表明，在训练循环的再生阶段应避免这种负荷。进一步的研究应表明方案测试的变化和各种补充和手动方法的实施是否会影响氧化还原状态平衡。

我们的研究的局限性在于我们没有跟踪回收过程中氧化还原参数的变化，但这些结果是我们在该领域进一步研究的起点。监测这两种运动方案后氧化还原状态的变化，可以回答ROS在运动性肌肉疲劳和肌肉酸痛可能延迟发作中的作用问题。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

这项工作得到了格兰特的支持。塞尔维亚共和国科学和技术发展部175043号。

工具书类

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