近几年来,武警部队有关研究人员对武警战士体能训练负荷进行了生理生化指标的评定,相关研究取得了一定成果。但是,由于组织和脏器的取材很难进行,对运动人体的研究往往只是测量一些心肺指标和血清指标
[4-6]。因此,实验拟通过构建不同训练负荷条件下SD大鼠运动模型,模拟部队战士执行作战、执勤、处突等任务,将动物实验与机体代谢相关酶学指标的评定相结合。通过建立SD大鼠有氧、无氧及有氧无氧交替训练模型,测定骨骼肌异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性,探讨机体在不同训练负荷条件下相关酶学指标的适应性变化规律,为武警战士的科学训练提供实验依据。
在实验中,有氧运动组参照Bedford的动物运动负荷标准,采用递增负荷训练,符合有氧运动的特点。Shephard等[2]认为,在30 m/min的跑速时大鼠使用了83%的最大氧耗量,这个值和无氧阈很相近。当机体的耗氧量达到最大氧耗量的75%左右时,将自动触发无氧代谢过程,无氧运动组大鼠的跑台速度为50 m/min,能够达到无氧运动的要求。故而基于有氧运动和无氧运动的特点,参照大鼠在不同负荷条件下的氧耗量[2-3],构建了有氧、无氧、有氧无氧交替运动的大鼠运动模型,且3个运动组的训练距离大致相等。
异柠檬酸脱氢酶是三羧酸循环过程中重要的限速酶,其活性的高低直接影响着有氧氧化和能量代谢的速度。近年来,异柠檬酸脱氢酶在医学领域有较多研究,测定人体血清中异柠檬酸脱氢酶活性可为判断肝细胞病变,估计肝病患者预后提供准确依据[7-8]。在运动医学领域,关于异柠檬酸脱氢酶的研究较少。有报道称训练可以增加肌肉线粒体中异柠檬酸脱氢酶的活性[9]。实验结果显示,有氧运动2周,骨骼肌异柠檬酸脱氢酶的活性未出现变化,有氧训练4~6周,酶活性明显升高,表明长期有氧训练提高了有氧工作能力,有氧代谢的限速酶活性也得到了增强。很可能是长期大强度有氧训练增强了大鼠有氧氧化过程的应激程度,使机体产生适应性变化,导致了大鼠骨骼肌异柠檬酸脱氢酶活性的升高。无氧训练组大鼠骨骼肌异柠檬酸脱氢酶始终未出现明显变化,表明无氧训练对有氧代谢酶无影响。实验中,交替运动2周时,异柠檬酸脱氢酶活性升高,但随着训练时间的延长,酶活性下降,说明长时间大强度的有氧无氧交替运动不利于骨骼肌异柠檬酸脱氢酶活性的提升。综合分析上述结果,课题组认为有氧运动有利于骨骼肌异柠檬酸脱氢酶活性的提升,但需要一定的时间积累。
琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环和有氧呼吸的功能成分,是连接氧化磷酸化与电子传递的枢纽之一,可为真核细胞线粒体和多种原核细胞需氧和产能的呼吸链提供电子,为线粒体的一种标志酶[10-12]。许多研究显示,骨骼肌琥珀酸脱氢酶活性的变化与训练强度密切相 关[13-14]。实验中,有氧运动4,6周组和有氧无氧交替运动2周组骨骼肌琥珀酸脱氢酶活性升高,其余组酶活性未见明显变化。表明4~6周的有氧跑台训练可使大鼠受到适宜刺激,引起骨骼肌产生适应性变化,使骨骼肌中的琥珀酸脱氢酶活性升高。Huertas等[15]对14名长跑运动员实施4周长跑训练后,活检发现其腓肠肌琥珀酸脱氢酶活性较常人明显增高,说明适宜的运动训练可使肌肉组织有氧氧化酶产生适应性反应。Fournier等[16]发现十六七岁的男子经过3个月的耐力训练后骨骼肌琥珀酸脱氢酶活性显著增高,而无氧训练的男子经过8周的快跑训练后琥珀酸脱氢酶的活性无变化。Costill等[17]对从事田径项目运动员肌肉琥珀酸脱氢酶活性进行研究,发现中长跑运动员琥珀酸脱氢酶活性最高,短跑运动员轻微增加,而田赛运动员琥珀酸脱氢酶活性与常人无差别。除此之外,实验还发现短时间的有氧无氧交替训练也有利于保护酶的活性,提高有氧氧化供能的能力,但要注意掌握训练时间和强度。
总之,骨骼肌异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶活性不仅受运动方式的影响,而且在相同运动方式下还与训练时间长短有关。适宜时间的有氧训练和有氧无氧交替训练可提高异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性,进而提高有氧氧化代谢系统的供能能力,不仅为发展不同代谢系统供能能力的训练方法和训练原则提供了实验依据,也为开展科学组训,进一步提高战士的体能训练效果提供了思路。