口服碳酸氫鈉溶液對(duì)人體乳酸閾的影響

虞運(yùn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G804.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1009-9328（2017）02-021-02

摘 要 目的探討碳酸氫鈉溶液對(duì)人體乳酸閾的影響以及增加體內(nèi)堿儲(chǔ)備對(duì)人體有氧運(yùn)動(dòng)能力的作用。測(cè)試方法：隨機(jī)選取20名男性受試者，平均年齡22.8周歲，±1周歲（無(wú)代謝疾?。?。將20名受試者分成兩組，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，分別進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)。頭戴運(yùn)動(dòng)心肺測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行布魯士跑臺(tái)實(shí)驗(yàn)，記錄每位受試者乳酸閾出現(xiàn)的時(shí)間。第二次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組服用含有碳酸氫鈉的溶液300ml，劑量為0.3g/kg，對(duì)照組服用氯化鈉溶液300ml。再次進(jìn)行跑臺(tái)實(shí)驗(yàn)，記錄每位受試者乳酸閾出現(xiàn)的時(shí)間。結(jié)果：服用碳酸氫鈉溶液的實(shí)驗(yàn)組受試者乳酸閾出現(xiàn)時(shí)間較第一組實(shí)驗(yàn)明顯推遲（P<0.05），服用氯化鈉溶液的對(duì)照組乳酸閾出現(xiàn)時(shí)間與第一次試驗(yàn)無(wú)明顯差別（P>0.05）。結(jié)論與建議：（1）服用碳酸氫鈉溶液對(duì)乳酸閾的推遲出現(xiàn)有積極意義。（2）服用碳酸氫鈉溶液對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)能力有明顯提高。

關(guān)鍵詞 碳酸氫鈉 堿儲(chǔ)備 乳酸閾 有氧運(yùn)動(dòng)

一、研究方法

（一）文獻(xiàn)調(diào)查法

主要通過(guò)蘇州大學(xué)圖書(shū)館相關(guān)的館藏書(shū)、中國(guó)知網(wǎng)、中國(guó)期刊網(wǎng)等收集相關(guān)研究資料，以及運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)教科書(shū)本為本研究提供理論依據(jù)。

（二）實(shí)驗(yàn)法

注意使用儀器的要求，保護(hù)好所用儀器。和受試者講解測(cè)試步驟和簡(jiǎn)單原理，由于本實(shí)驗(yàn)需要一定的力竭運(yùn)動(dòng)，一定要保證受試者的安全。

二、研究對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象來(lái)自蘇州大學(xué)隨機(jī)抽取的20名男性測(cè)試者。平均年齡22.8周歲，±1周歲

要求：

（一）無(wú)肝腎等代謝類(lèi)疾病，碳酸氫鈉進(jìn)入體內(nèi)會(huì)增加大量的鈉離子，有代謝疾病的受試者會(huì)有過(guò)敏性反應(yīng)。

（二）無(wú)心臟疾病，本次實(shí)驗(yàn)需要一定強(qiáng)度的有氧心肺耐力，要避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)危險(xiǎn)情況。

（三）有一定的運(yùn)動(dòng)能力，不經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中呼吸調(diào)節(jié)能力差，呼吸量不均勻。影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像的觀察。

三、方法與設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)儀器

1.MAX-II心肺功能測(cè)試系統(tǒng)

（1）打開(kāi)機(jī)器預(yù)熱一小時(shí)左右。

（2）按下MAX-II前操作板上的calibrate（low）按鈕，與此同時(shí)打開(kāi)機(jī)器后的氮?dú)馄块y門(mén)，調(diào)節(jié)氮?dú)馄靠诘臍饬髁髁块?，使氮?dú)馄可系牧髁勘盹@示（小量程標(biāo)）指向10psi。之后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)MAX-II前操作板上的LOW旋鈕，使儀表盤(pán)上的氧氣和二氧化碳讀數(shù)顯示為0。

（3）按下MAX-II前操作板上的calibrate（high）按鈕，與此同時(shí)打開(kāi)機(jī)器后的混合氣瓶閥門(mén)，調(diào)節(jié)混合氣瓶瓶口的氣瓶流量閾，使混合氣瓶上的流量表顯示（小量程標(biāo)）為10psi。之后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)MAX-II前操作板上的high旋鈕，使儀表盤(pán)上的氧氣和二氧化碳讀數(shù)顯示為5.0和21.4。所有步驟全部完成后，按下前操作板上的automatic按鈕。

（4）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)桌面的MAX-II心肺功能測(cè)試系統(tǒng)程序，點(diǎn)擊菜單欄上的calibrate圖標(biāo)，進(jìn)入空氣流量定標(biāo)界面。

（5）點(diǎn)擊定標(biāo)界面上的autocall圖標(biāo)，進(jìn)入流量定標(biāo)界面。將打氣筒口接上管道的通氣處，然后進(jìn)行五次打氣操作。當(dāng)桌面顯示5組數(shù)據(jù)已滿(mǎn)，就點(diǎn)ok圖標(biāo)。反復(fù)進(jìn)行兩次打氣操作，共10次數(shù)據(jù)，要求前五次和后五次誤差在1以?xún)?nèi)。之后，自動(dòng)會(huì)退出流量標(biāo)定界面，桌面跳出測(cè)試動(dòng)畫(huà)。

（6）所有步驟進(jìn)行完畢，新建一組數(shù)據(jù)庫(kù)，點(diǎn)擊start study進(jìn)行試驗(yàn)。

2.跑臺(tái)

打開(kāi)機(jī)器，選擇模式4，布魯氏跑臺(tái)方案（每隔三分鐘提高跑速和跑臺(tái)角度，逐漸增加運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度）。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.跑臺(tái)上的跑步采用布魯氏方案，即每三分鐘增加一次跑速和跑臺(tái)角度。

2.本次實(shí)驗(yàn)要求測(cè)試受試者的乳酸閾，也就是血液中乳酸濃度的變化，如果進(jìn)行取血測(cè)試，第一，會(huì)造成受試者的損傷。第二，我們也需要乳酸變化的即刻時(shí)間表，需要多次取血，實(shí)驗(yàn)難度大，可行性不高，結(jié)果也并不準(zhǔn)確。第三，血乳酸測(cè)試需要精準(zhǔn)的乳酸測(cè)試儀并且需要多次測(cè)試，工程量大，步驟繁瑣，容易出現(xiàn)誤差。通氣閾的生理機(jī)制：缺氧是造成通氣量突然急劇增加的主要原因，當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低時(shí)，人體攝氧量能夠滿(mǎn)足需氧量。當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度逐漸增大，人體攝氧量不能滿(mǎn)足需氧量時(shí)，乳酸能供能系統(tǒng)也就是糖的無(wú)氧氧化會(huì)逐漸代替糖的有氧氧化供能，糖的無(wú)氧氧化生成少量的ATP但是會(huì)生成大量的有害代謝物乳酸，大量的乳酸涌入血液，會(huì)使血液中二氧化碳分壓和氫離子濃度急劇增加。刺激了頸動(dòng)脈的化學(xué)感受器和呼吸中樞，大腦接受到這種刺激，為了維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，酸堿平衡，會(huì)使通氣量快速增加，產(chǎn)生了過(guò)度通氣現(xiàn)象。這一點(diǎn)就是通氣閾。乳酸閾是體內(nèi)乳酸含量猛然上升的臨界點(diǎn)（約為4mmol/L）。而人體內(nèi)乳酸濃度的變化與呼吸頻率的變化直接相關(guān)，乳酸濃度升高，呼吸頻率變高。在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，氣體代謝的各種指標(biāo)會(huì)隨著體內(nèi)乳酸濃度發(fā)生有規(guī)律變化。當(dāng)血乳酸濃度急劇增加，通氣量，耗氧量等生理指標(biāo)也會(huì)發(fā)生非線性的上升現(xiàn)象，可用這種變化的特點(diǎn)來(lái)判斷乳酸閾出現(xiàn)的時(shí)間。所以，我們可以用測(cè)試通氣閾的變化來(lái)反映乳酸閾變化，用測(cè)試通氣閾的出現(xiàn)時(shí)間推導(dǎo)出乳酸閾，也能簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)。

3.安排對(duì)照組，他們第二次測(cè)試服用安慰劑。是為了消除超量恢復(fù)帶來(lái)的的影響。因?yàn)樵诘谝淮螠y(cè)試過(guò)后，第二次測(cè)試，可能會(huì)出現(xiàn)成績(jī)提高的現(xiàn)象。

（三）測(cè)試程序

正式測(cè)試前必須進(jìn)行講解，使被測(cè)者了解掌握測(cè)試程序和設(shè)備使用要求，熟悉測(cè)試環(huán)境，掌握測(cè)試方法。具體的方法如下：

1.開(kāi)始測(cè)試前，我首先講解測(cè)試的要求和目的，實(shí)驗(yàn)儀器操作規(guī)范，讓受試者知道跑臺(tái)的緊急制動(dòng)按鈕，以免發(fā)生意外情況，最后示范操作一次。

2.第二次實(shí)驗(yàn)要求：

（1）由于碳酸氫鈉溶液見(jiàn)光，空氣接觸，溫度升高會(huì)加快碳酸氫鈉的反應(yīng)，（生成氯化鈉）。所以所有的飲料盡量現(xiàn)配現(xiàn)用，如果沒(méi)有條件，也應(yīng)該將配置好的溶液必須密封，避光，低溫保存，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。

（2）測(cè)試時(shí)的天氣必須與第一次實(shí)驗(yàn)相同，因?yàn)闇囟龋瑲鈮簳?huì)影響通氣閾的變化。

（3）我們將實(shí)驗(yàn)組每位受試者服用0.3g/kg體重的300ml碳酸氫鈉溶液。對(duì)照組每位受試者服用相同口感的氯化鈉加淀粉溶液300ml。作為安慰劑。當(dāng)人體空腹時(shí)，液體在胃中停留時(shí)間約為15分鐘，其中一小部分碳酸氫根離子與胃中的氫離子中和，產(chǎn)生二氧化碳。大部分進(jìn)入血液循環(huán)。所以我的實(shí)驗(yàn)會(huì)在服用碳酸氫鈉溶液之后30分鐘進(jìn)行。這時(shí)候，血液內(nèi)的碳酸氫根離子的濃度會(huì)呈現(xiàn)出峰值。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，體內(nèi)的堿性離子濃度過(guò)高會(huì)刺激到頸動(dòng)脈的化學(xué)感受器，體液調(diào)節(jié)會(huì)迅速調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡，降低體內(nèi)堿性離子的濃度，使體內(nèi)的堿性離子濃度下降。影響實(shí)驗(yàn)效果。每位受試者實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)約為10分鐘，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須嚴(yán)格控制碳酸氫鈉溶液的飲用時(shí)間，每位受試者飲用飲料時(shí)間間隔15分鐘（5分鐘包括儀器調(diào)整，面罩清洗過(guò)程時(shí)間）。最后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)方法與步驟和第一次實(shí)驗(yàn)相同。

（四）統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

1.口服碳酸氫鈉溶液促進(jìn)有氧運(yùn)動(dòng)能力

賽前服用0.3g/kg體重劑量的碳酸氫鈉溶液可以使通氣閾出現(xiàn)時(shí)間推遲，所以也能使乳酸閾出現(xiàn)的時(shí)間推遲。而乳酸閾與有氧運(yùn)動(dòng)成績(jī)息息相關(guān)，這早已被科研工作者作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員有氧耐力水平的生理標(biāo)準(zhǔn)。所以，服用碳酸氫鈉溶液可以增加運(yùn)動(dòng)員的抗酸中毒能力，提高有氧運(yùn)動(dòng)水平。

2.口服碳酸氫鈉溶液存在不良影響

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，T值為2.13。略大于 =2.101。雖然是有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是這差值還不夠顯著p<0.01。在測(cè)試過(guò)程中，服用碳酸氫鈉溶液的受試者多有發(fā)生打嗝，腹脹氣等現(xiàn)象。因?yàn)樘妓釟溻c在胃中與胃酸HCl反應(yīng)，產(chǎn)生了大量的二氧化碳。這勢(shì)必會(huì)干擾受試者在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的專(zhuān)注程度，腹部脹氣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中特別影響運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。這很可能是造成差值還不夠特別顯著的主要原因。

（二）建議

1.碳酸氫鈉溶液使用方法需要改進(jìn)

口服碳酸氫鈉，碳酸氫鈉會(huì)經(jīng)過(guò)人體的消化道，在胃中，一部分會(huì)被胃酸中和，影響了一定的藥效。剩余的碳酸氫根離子才會(huì)進(jìn)入到人體的血液循環(huán)，中和氫離子。如果采取靜脈滴注的方法，碳酸氫根離子會(huì)直接進(jìn)入血液循環(huán)。這樣，我們可以減少碳酸氫鈉的使用量卻達(dá)到同樣的效果。并且靜脈滴注不會(huì)產(chǎn)生腹脹氣，惡心，打嗝等不利于運(yùn)動(dòng)員正常發(fā)揮的現(xiàn)象。而服用大量的碳酸氫鈉會(huì)造成體內(nèi)鈉離子含量增加，血液中鈉離子含量過(guò)高會(huì)造成：（1）升高血壓。（2）促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化：使血漿膽固醇升高，有促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的作用。（3）加快骨鈣丟失：易患骨質(zhì)疏松癥。（4）高鈉血癥等代謝類(lèi)疾病。

2.碳酸氫鈉應(yīng)選擇在賽前使用

本次實(shí)驗(yàn)中使用的0.3g/kg體重的碳酸氫鈉用量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出日常人體的鈉離子需求量，在很多訓(xùn)練隊(duì)中，運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期服用碳酸氫鈉來(lái)增加體內(nèi)的堿儲(chǔ)備，會(huì)對(duì)人體的酸堿平衡系統(tǒng)造成很大負(fù)擔(dān)，而且也對(duì)腎臟代謝不利。所以，碳酸氫鈉最好用來(lái)臨時(shí)增加體內(nèi)堿儲(chǔ)備最為合適，也就是賽前使用。第一，賽前服用會(huì)讓運(yùn)動(dòng)員有一定的心理暗示作用，使運(yùn)動(dòng)員興奮性增加，使提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的現(xiàn)象更加明顯。第二，長(zhǎng)期服用會(huì)對(duì)人體腎臟造成很大負(fù)擔(dān)，不利于運(yùn)動(dòng)員的可持續(xù)性發(fā)展。

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