彭圣堂 江 雷 陶宏軍
(安徽建筑大學(xué)體育部,安徽 合肥 230022)
生長素、皮質(zhì)醇與運動減肥的關(guān)系
彭圣堂 江 雷 陶宏軍
(安徽建筑大學(xué)體育部,安徽 合肥 230022)
生長素;皮質(zhì)醇;運動;減肥
運動是減肥方案的重要組成部分。運動不僅通過增加消耗卡路里數(shù)量控制體重,同時對生長素、皮質(zhì)醇產(chǎn)生積極或消極的影響。生長素、皮質(zhì)醇與體重調(diào)節(jié)有關(guān),具有與肥胖和減肥有關(guān)的廣泛的生理功能。
運動對血漿生長素的影響在人、馬和大鼠中都有研究。在人類,劇烈運動后生長素濃度,不同研究得出不同結(jié)果。健康、身材勻稱個體一次以73.5%最大攝氧量(VO2max)在跑臺跑步1 h,耐力運動員和健康志愿者在跑臺以漸增強度跑步,生長素濃度都沒有變化〔1〕。健康男性進(jìn)行中等強度抗阻練習(xí)或者劇烈的漸增強度抗阻練習(xí),生長素濃度均下降〔2〕。
雖然劇烈運動對生長素濃度影響的結(jié)果尚不確定,但生長素會刺激生長激素(GH)釋放。由于GH的釋放過程需要激活促GH分泌受體,而急性劇烈運動也會促進(jìn)GH增加。運動、血漿生長素、GH之間的關(guān)系就需要進(jìn)一步研究。在大多數(shù)研究中,無論運動的持續(xù)時間或強度如何,GH水平升高,血漿生長素水平保持不變〔1〕,表明在這些條件下,外周循環(huán)生長素不會調(diào)節(jié)垂體GH分泌〔3〕。然而,也有與上述研究不同的結(jié)果。例如,Borer等〔4〕研究表明,在超重絕經(jīng)后婦女,耗能運動后生長素和GH血漿濃度都增加。Christ等〔5〕也觀察到,運動員進(jìn)行強度為50%VO2max的有氧運動3 h,生長素和GH濃度都增加。Erdmann等〔3〕對低到中等強度的連續(xù)運動(2 h)對攝食的影響進(jìn)行研究。一個單元被試者分三組進(jìn)行自行車練習(xí):對照組、低強度(50 W)連續(xù)練習(xí)30 min組、中強度(100 W)連續(xù)練習(xí)30 min組。只有對照組實驗初期生長素濃度增加,運動組濃度沒有變化。運動組饑餓與攝食反應(yīng)與對照組也沒有顯著不同。另一個單元被試者也進(jìn)行自行車練習(xí),一個對照組,三個運動組:連續(xù)自行車練習(xí)30、60、120 min,都是低強度(50 W)。生長素水平與各組基礎(chǔ)水平相比,增加了50~70 pg/ml。此外,120 min運動組與對照組、30 min運動組、60 min運動組相比,攝食顯著增加。這項研究表明,連續(xù)運動對生長素水平提高,持續(xù)時間相對于強度更有影響。
通過長期鍛煉生長素濃度提高,與運動導(dǎo)致的體重下降形成負(fù)反饋回路,從而控制體重〔6〕。健康成年女性進(jìn)行為期3個月節(jié)食加運動減體重,外循環(huán)生長素水平上升〔7〕。同樣,有報道久坐超重絕經(jīng)后婦女經(jīng)過12個月的有氧運動鍛煉,體重減少3 kg以上,血漿生長素增加18%〔8〕。然而Morpurgo等〔9〕組織肥胖病人進(jìn)行3 w運動訓(xùn)練并降低了體重,發(fā)現(xiàn)實驗前后空腹及餐后生長素水平?jīng)]有變化。
抗阻練習(xí)可以導(dǎo)致一些激素急性增加,包括分解代謝激素皮質(zhì)醇〔10〕。練習(xí)之間的休息期間,與異化作用激素有拮抗作用的同化激素,如睪酮,促進(jìn)肌肉生長和蛋白質(zhì)代謝〔11〕,從而增加肌肉質(zhì)量〔12〕。 這些過程是通過肌蛋白收縮的綜合作用抑制皮質(zhì)醇活動完成的;此外,皮質(zhì)醇促進(jìn)甘油三酯水解成游離脂肪酸和甘油,從而提高運動能力和恢復(fù)〔13〕。循環(huán)皮質(zhì)醇也可以是產(chǎn)生能量的一個來源,高水平皮質(zhì)醇可以引起肝臟糖異生。皮質(zhì)醇濃度的增加也可能導(dǎo)致增加食欲和能量攝入。Tataranni等〔14〕證明健康男性受試者攝入治療劑量的糖皮質(zhì)激素,增加了食欲和能量攝取。相反,低皮質(zhì)醇濃度導(dǎo)致能量攝入的減少??棺杈毩?xí)根據(jù)練習(xí)強度、持續(xù)時間、肌肉質(zhì)量、負(fù)重計劃及受試者接受這種練習(xí)的訓(xùn)練水平,可以導(dǎo)致男性的皮質(zhì)醇激素水平顯著增加〔12,15〕。循環(huán)皮質(zhì)醇濃度通常隨練習(xí)強度增加而增加,但達(dá)到最大值,取決于練習(xí)的持續(xù)時間〔13〕。
女性在進(jìn)行抗阻練習(xí)后,循環(huán)皮質(zhì)醇水平增加〔12〕。男性在進(jìn)行抗阻練習(xí)后,循環(huán)皮質(zhì)醇水平也會增加。然而,一項由H?kkinen等〔16〕進(jìn)行的研究得出不同結(jié)論。研究中把女性分為3個不同年齡組(30、50、70歲),進(jìn)行相同重量的抗阻練習(xí),發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)醇水平的變化沒有統(tǒng)計學(xué)意義。同時對男性的研究采用相同的年齡分組,進(jìn)行相同重量的抗阻練習(xí),發(fā)現(xiàn)50歲組與30歲組、70歲組相比,皮質(zhì)醇顯著增加。
進(jìn)行耐力訓(xùn)練,皮質(zhì)醇通常隨著運動強度增加而增加,但不是呈直線相關(guān)〔17〕。男運動員在反復(fù)100 m沖刺跑后〔18〕,1型糖尿病患者在練習(xí)沖刺跑期間和跑后〔19〕,循環(huán)皮質(zhì)醇濃度增加。此外,進(jìn)行短時間(7 min)和稍長時間(40 min)劃船練習(xí),結(jié)合有氧和無氧的供能方式,皮質(zhì)醇濃度增加〔20〕。雖然有報告進(jìn)行低強度運動,皮質(zhì)醇濃度沒有變化,甚至濃度降低〔13〕,但是也有研究得出不同觀點〔17〕。同樣,劇烈的高強度耐力練習(xí)對運動員的影響,不同研究得出不同結(jié)論。一項研究報告稱,耐力訓(xùn)練的運動員進(jìn)行10 min由中等強度到高強度的跑步練習(xí),皮質(zhì)醇濃度沒有變化〔21〕。但另一個研究報告男性運動員運用功率自行車進(jìn)行遞增負(fù)荷練習(xí)至力竭,皮質(zhì)醇濃度增加〔22〕。運動對皮質(zhì)醇的影響與研究對象的訓(xùn)練水平也有關(guān)系。對未受過訓(xùn)練的男性,進(jìn)行負(fù)重抗阻練習(xí),在第1、6、8周測量運動后皮質(zhì)醇濃度,比運動前濃度增加。同時,8 w后安靜狀態(tài)皮質(zhì)醇濃度比實驗前下降。中等訓(xùn)練水平的男性,進(jìn)行強度由中到大的自行車練習(xí),循環(huán)皮質(zhì)醇濃度增加,而進(jìn)行低強度的自行車練習(xí),循環(huán)皮質(zhì)醇濃度減少〔13〕。中年男性長期訓(xùn)練的與未受過訓(xùn)練的相比,以75%的最大重復(fù)次數(shù),進(jìn)行多組一系列的力量練習(xí),只有未受過訓(xùn)練的皮質(zhì)醇水平的升高。這表明對于長期力量訓(xùn)練的男性,皮質(zhì)醇對一般力量訓(xùn)練反應(yīng)下降,濃度沒有變化,需要更高水平的訓(xùn)練才能引起皮質(zhì)醇濃度變化〔23〕。未受過訓(xùn)練的女性分四組進(jìn)行8 w訓(xùn)練,分別為:對照組,耐力組(第8周達(dá)到最大心率的80%),抗阻練習(xí)組〔練習(xí)動作以80%一次最大負(fù)荷強度(1RM)重復(fù)6次,共3組〕,耐力加抗阻練習(xí)組。各組皮質(zhì)醇濃度都沒有變化〔24〕。
不同的運動項目及訓(xùn)練年限,對皮質(zhì)醇濃度影響都有不同。例如,用相同的訓(xùn)練計劃進(jìn)行練習(xí),訓(xùn)練內(nèi)容既有耐力練習(xí),也有力量練習(xí)。耐力項目運動員皮質(zhì)醇水平明顯低于力量項目運動員。進(jìn)行抗阻練習(xí)時的其他因素,包括血漿量減少(修正數(shù)值后仍顯示皮質(zhì)醇水平升高)和合成代謝類固醇的使用,都會影響循環(huán)皮質(zhì)醇濃度。運動通過增加消耗卡路里數(shù)量,有助于控制體重。運動消耗的卡路里數(shù)量與節(jié)食減少的同樣數(shù)量的卡路里對身體影響相同,同時對心血管和肌肉更有益。減肥期間增加運動消耗的卡路里數(shù)量可能會導(dǎo)致對體重更好的長期控制,同時也是健康的標(biāo)志。大運動量鍛煉的一個消極的結(jié)果是可能伴隨皮質(zhì)醇上升。皮質(zhì)醇增加可能會減弱魚油和磷脂的營養(yǎng)補充。Noreen等〔25〕實驗證明,每日補充4 g魚油(1 600 mg/d的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸800 mg/d)與每日4 g紅花籽油相比,6 w后男性和女性的去脂體重增加,脂肪量下降。補充魚油組與補充安慰劑組相比,唾液皮質(zhì)醇有降低趨勢,但無統(tǒng)計學(xué)意義。補充魚油(-0.127 μg/dl,-0.002 μg/dl)前后分別對唾液皮質(zhì)醇進(jìn)行檢測,表明魚油產(chǎn)生使皮質(zhì)醇濃度降低的趨勢。降低皮質(zhì)醇的機制可能與白細(xì)胞介素(IL)-6下降有關(guān),IL-6已被證明是不依賴促腎上腺皮質(zhì)激素(CRH),獨立于下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(HPA)軸的刺激激素。 在另一項研究中,運動員短期的每日補充600 mg磷脂酰絲氨酸,可以延緩訓(xùn)練導(dǎo)致的皮質(zhì)醇增加。10名男性被試補充磷脂酰絲氨酸或安慰劑10 d,然后進(jìn)行中等強度跑臺運動訓(xùn)練。運動引起的皮質(zhì)醇反應(yīng),補充磷脂酰絲氨酸組比安慰劑組減少39%。在磷脂酰絲氨酸組睪酮水平與安慰劑組相比也有所增加,但無統(tǒng)計學(xué)差異。磷脂酰絲氨酸組睪丸激素皮質(zhì)醇比值的改善,可能會導(dǎo)致進(jìn)一步的積極的生理反應(yīng)。這項研究的結(jié)果表明,磷脂酰絲氨酸弱化運動產(chǎn)生的皮質(zhì)醇的反應(yīng)是有效的,且有可能防止由增加訓(xùn)練量引起的體質(zhì)下降〔26〕。
綜上,運動,特別是在較高體脂的人群,是減肥方案的重要組成部分。運動可能通過其對生長素的積極作用,發(fā)揮控制體重的好處。運動也可以幫助人適應(yīng)皮質(zhì)醇的生理效應(yīng)。但是,運動在高體脂的人群試圖最大限度地提高能源消耗可能導(dǎo)致過多的皮質(zhì)醇反應(yīng)。因此,在高體脂的人群通過使用魚油和磷脂酰絲氨酸補充劑,延緩運動引起的皮質(zhì)醇反應(yīng)可能是一個可行的選擇。
1 Burns SF,Broom DR,Miyashita M,etal.A single session of treadmill running has no effect on plasma total ghrelin concentrations〔J〕.J Sports Sci,2007;25(6):635-42.
2 Fathi R,Ghanbari-Niaki A,Kraemer RR,etal.Saghebjoo,The effect of exercise intensity on plasma and tissue acyl ghrelin concentrations in fasted rats〔J〕.Regul Peptides,2010;165(2-3):133-7.
3 Erdmann J,Tahbaz R,Lippl F,etal.Schusdziarra.Plasma ghrelin levels during exercise-effects of intensity and duration〔J〕.Regul Peptides,2007;143:127-35.
4 Borer KT,Wuorinen E,Chao C,etal.Burant Exercise energy expenditure is not consciously detected due to orogastric,not metabolic,basis of hunger sensation〔J〕.Appetite,2005;45(2):177-81.
5 Christ ER,Zehnder M,Boesch C,etal.The effect of increased lipid intake on hormonal responses during aerobic exercise in endurance-trained men〔J〕.Europ J Endocrinol,2006;154(3):397-403.
6 Jurimae J,Hofmann P,Jurimae T,etal.Plasma ghrelin responses to acute sculling exercises in elite male rowers〔J〕.Europ J Appl Physiol,2007;99(5):467-74.
7 Leidy HJ,Gardner KJ,Frye BR,etal.Circulating ghrelin is sensitive to changes in body weight during a diet and exercise program in normal-weight young women〔J〕.J Clin Endocrinol Metab,2004;89(6):2659-64.
8 Foster-Schubert KE,McTiernan A,Frayo RS,etal.Human plasma ghrelin levels increase during a one-year exercise program〔J〕.J Clin Endocrinol Metab,2005;90(2):820-5.
9 Morpurgo PS,Resnik M,Agosti F,etal.Ghrelin secretion in severely obese subjects before and after a 3-week integrated body mass reduction program〔J〕.J Endocrinol Invest,2003;26(8):723-7.
10 Crewther B,Keogh J,Cronin J,etal.Possible stimuli for strength and power adaptation:acute hormonal responses〔J〕.Sports Med,2006;36(3):215-38.
11 Crewther BT,Cook C,Cardinale M,etal.Two emerging concepts for elite athletes:the shortterm effects of testosterone and cortisol on the neuromuscular system and the dose-response training role of these endogenous hormones〔J〕.Sports Med,2011;41(2):103-23.
12 Vingren JL,Kraemer WJ,Hatfield DL,etal.Effect of resistance exercise on muscle steroid receptor protein content in strength-trained men and women〔J〕.Steroids,2009;74(13-14):1033-9.
13 Hill EE,Zacki E,Battaglini C,etal.Exercise and circulating cortisol levels:the intensity threshold effect〔J〕.J Endocrinol Invest,2008;31(7):587-91.
14 Tataranni PA,Larson DE,Snitkers S,etal.Effects of glucocorticoids on energy metabolism and food intake in humans〔J〕.Am J Physiol,1996;271(2 Pt 1):E317-25.
15 Tremblay MS,Copeland JL,van Helder W.Influence of exercise duration on post-exercise steroid hormone responses in trained males〔J〕.Europ J Appl Physiol,2005;94(5-6):505-13.
16 H?kkinen K,Pakarinen A.Acute hormonal responses to heavy resistance exercise in men and women at different ages〔J〕.Int J Sports Med,1995;16(8):507-13.
17 Viru M,Hackney AC,Janson T,etal.Characterization of the cortisol response to incremental exercise in physically active young men〔J〕.Acta Physiol Hungar,2008;95(2):219-27.
18 Vuorimaa T,Ahotupa M,H?kkinen K,etal.Different hormonal response to continuous and intermittent exercise in middle-distance and marathon runners〔J〕.Scand J Med Sci Sports,2008;18(5):565-72.
19 Bussau VA,Ferreira LD,Jones TW,etal.The 10-s maximal sprint:a novel approach to counter an exercise-mediated fall in glycemia in individuals with type 1 diabetes〔J〕.Diabetes Care,2006;29(3):601-6.
20 Snegovskaya V,Viru A.Steroid and pituitary hormone responses to rowing:relative significance of exercise intensity and duration and performance level〔J〕.Eur J Appl Physiol Occupational Physiol,1993;67(1):59-65.
21 Kenefick RW,Maresh CM,Armstrong LE,etal.Plasma testosterone and cortisol responses to training-intensity exercise inmild and hot environments〔J〕.Int J Sports Med,1998;19(3):177-81.
22 Rojas Vega S,Strüder Ηκ,Vera Wahrmann B,etal.Acute BDNF and cortisol response to low intensity exercise and following ramp incremental exercise to exhaustion in humans〔J〕.Brain Res,2006;1121(1):59-65.
23 Cadore EL,Lhullier FLR,Brentano MA,etal.Hormonal responses to resistance exercise in long-term trained and untrained middle-aged men〔J〕.J Strength Conditioning Res,2008;22(5):1617-24.
24 Hosseini M,Aghaalinejad H.Effect of concurrent training on salivary IgA,cortisol,DHEA concentration and DHEA cortisol ratio in untrained females〔J〕.Iranian J Endocrinol Metab,2009;11:293-9.
25 Noreen EE,Sass MJ,Crowe ML,etal.Effects of supplemental fish oil on resting metabolic rate,body composition,and salivary cortisol in healthy adults〔J〕.J Int Soc Sports Nutr,2010;7:31.
26 Starks MA,Starks SL,Kingsley M,etal.The effects of phosphatidylserine on endocrine response to moderate intensity exercise〔J〕.J Int Soc Sports Nutr,2008;5:11.
〔2015-12-15修回〕
(編輯 杜 娟)
安徽省教育廳高校人文社會科學(xué)研究一般項目(SK2016JD10)
江 雷(1973-),男,講師,碩士,主要從事運動生理研究。
彭圣堂(1980-),男,講師,碩士,主要從事社會體育研究。
G804.21
A
1005-9202(2017)07-1795-03;
10.3969/j.issn.1005-9202.2017.07.098