立姿振动对男青年运动员血管活性物质的影响

摘要：目的：探讨立姿振动引起男青年运动员血管活性物质浓度的变化。方法：将运动员随机平分为2个实验组和1个对照组，均站在振动台上深蹲训练，实验组受到同振幅和频率、不同加速度的振动，上、下午的相同时间段各1次，10分钟/次，但对照组不受振动，12周后测定6种血管活性物质浓度。结果：实验组2的血管活性物质浓度与对照组的差异有显著性（P<0.05），其他组间的差异均不显著；实验组2与振动病患者血管活性物质浓度的变化趋势是一致的。结论：现在常用参数的立姿振动使男青年运动员血管活性物质向引起血管损伤的趋势变化。

关键词：立姿振动；血管活性物质；男青年运动员

中图分类号：G804.22文献标识码：A文章编号：1009-9840（2014）01-0072-04

Abstract：Objective： To study the effects of standing vibration on the concentration of vascular active substances in young male athlete.Methods：Volunteers were divided randomly into 2 experimental groups and 1 control group. Squat training was carried out while they were standing on the vibration tables， the experimental groups are carried on with different acceleration amplitude and frequency of vibration， 5 to 10 minutes per time， one time every morning and one time every afternoon on the same time， but control group is not be vibrated， the concentration of 6 vascular active substances was measured and analyzed after 12 weeks. Result：The concentration difference of vascular active substances of experimental group 2 and control group was statistically significant （P<0.05）， the differences between the other groups are not significant； the concentration changing trends of vascular active substances of experimental group 2 and vibration patients is consistent. Conclusion：Standing vibration of present commonly used parameters make vascular active substances in young male athletes a trend change that causes vascular injury.

Key words：standing vibration； vascular active substance； male athlete

近20年来，振动训练研究主要集中在肌肉力量、柔韧性、弹性成分、即时效应与结构性效应、增长机制、疲劳进程、康复治疗、肌电图和振动模式等方面，我们利用振动对训练或康复治疗等有利的训练效果，但很少关注甚至忽略振动训练对机体各方面的不利影响。事物是有两面性的，如振动引起外周血管损伤[1]（如血管收缩、痉挛及管腔变细、小血栓形成、内皮细胞发生凋亡[2]、中膜平滑肌细胞损伤和炎症），但此方面的相关报道主要集中在长期从事振动作业工人血管活性物质的职业病研究，而振动训练也需要长期进行来产生适应性，工人和运动员经受振动的过程中，神经肌肉系统都表现出较大力量，这是二者相同的方面，但二者振动参数差别较大，振动对血管活性物质的影响趋势是否一致的研究可以深化对振动训练效果的辩证认识，有利于科学地利用振动训练。

1研究对象与方法

1.1研究对象

上海体育学院运动训练专业男生45人，世居平原，实验前体检，无血液性疾病和遗传病，无长期驾驶和振动训练的生活经历。

表1实验对象的基本情况组别样本数年龄/y身高/cm体重/kg训练年限第1组1519.6±0.58178.6±5.368.68±6.42.5±1.2第2组1518.9±0.60179.3±5.569.10±6.52.8±1.3第3组1519.3±0.54178.5±5.468.61±6.32.6±1.21.2实验法

1.2.1试验仪器及试剂

东莞艾思荔检测仪器有限公司生产的AS-25型机械振动试验台、美国Vicon科技公司生产的Ucon系列振动控制仪、北京京立有限公司生产的LD4-2D型血液离心机、海尔生产的DW-86W100型低温保存箱、西化仪（北京）科技有限公司生产的M-SN-6105型γ放射免疫计数器、深圳新产业生物医学工程有限公司生产的MAGLUMI 2000 PLUS型全自动化学发光免疫分析仪、试剂（盒）若干。

1.2.2实验方案

随机平均分为2个试验组和1个对照组，每组应用一或两套同型仪器，以赤脚（暴露足趾）立正姿势（露出手指）站在不同的房间的AS-25型机械振动试验台上深蹲训练，通过Ucon系列振动控制仪调控振动参数：频率40 Hz，振幅1 cm；加速度：实验组1为4.9 m/s2，实验组2为14.7m/s2；实验组1为5分钟/次，实验组2为10分钟/次，上午和下午的相同时间各1次，总时间同为90天；4小时等能量频率计权加速度[ahw（4）]：实验组1为13.89 m/s2，实验组2为19.83 m/s2；噪声强度：实验组1为56 dB（A），实验组2为87 dB（A）；对照组站在一台不振动的机械振动台上，由另一振动台按实验组2振动强度产生噪声。

为减小实验结果的测量误差，采用双盲法：命名对照组、试验组1和实验组2实验前、后分别为第1、4，2、5，3、6组。受试者和实验执行者均不知道设计方案、哪组是实验组、哪组是对照组，也不知道预期结果是什么。

山东体育科技第36卷总第148期2014年第1期徐树礼，等立姿振动对男青年运动员血管活性物质的影响No.1 20141.2.3标本的制备及测定

分别在实验前1天和实验后1天后，清晨安静时7：00-8：00空腹贵要静脉抽血10 ml，立即注入1～5号试管（各试管内盛质量分数均为10%的EDTA-Na2 30 μl和抑肽酶 40 μl）中2 ml，混匀；均在4 ℃、4 000 r/min（离心半径为6 cm）的条件下离心15 min；1～4号试管分离血浆，5号试管分离血清，均保存于-70℃冰箱中；1号试管用酶联分析法测定ET浓度，2号试管用硝酸还原酶法测定NO浓度，3、4、5号试管用放射免疫法分别测定血浆降钙素基因相关肽的浓度、血浆ANGⅡ浓度、血清ANP浓度；同次实验，用同批次试剂。

1.3数据处理

用SPSS17.0在95%置信区间，采用单因素方差齐性、均数多重比较检验。

3分析与讨论

3.1传统适当训练对血管内皮活性物质的影响

对照组深蹲训练时，首先，使机体耗氧量增加，氧化代谢增强，血液中血红蛋白的氧含量降低，血细胞缺氧；同时与身体运动关系最为密切的内分泌功能轴-应激轴产生应激反应，儿茶酚胺释放增加，这些都刺激内皮素原的转录，引起收缩血管的ET浓度升高；在正常情况下，血浆ET浓度与血清NO浓度比值维持相对稳定的动态平衡，而且二者有生理拮抗作用，血浆ET浓度的增加，抑制了一氧化氮合酶的活性，引起血清NO浓度减少；其次，使肾缺血、缺氧，同时因汗液分泌增加，Na+浓度降低，使肾脏细胞内的颗粒增加，因此肾素分泌增加，肾素进入血液后将血浆中的血管紧张素原转变成有活性的ANGⅡ，血清血管紧张素浓度增加；第三，使心内交感神经增强，心房充盈程度和牵拉程度加强，心肌收缩加强，心率和血压的增高、细胞外液渗透压升高，促进心内交感神经亢进，肾上腺髓质释放儿茶酚胺增强，血管紧张素、内皮素、抗利尿激素、和肾上腺皮质激素的浓度增加，引起降钙素基因相关肽和血浆ANP释放增加。

众所周知，血浆ET是体内最强、最持久的缩血管物质[3]，血清血管紧张素是重要的缩血管物质，CGRP 是人体最强的舒血管物质[4]，NO是重要的血管舒张因子，ANP具有较强的扩张血管作用。

对照组深蹲训练时，血浆ET浓度和血清血管紧张素浓度升高，CGRP浓度、血清NO浓度和ANP浓度降低，表现为收缩血管的主要活性物质浓度升高，舒张血管的主要活性物质浓度降低，导致正常状态下收缩和舒张血管的血管活性物质维持的相对稳定的动态平衡向血管收缩方向偏移，血管收缩占优势，这样有助于运动时容量血管收缩，体循环平均动脉压升高，也有利于心输出量增大、动脉血压的维持和回心血量的增加。

12周的深蹲训练后，血浆ET浓度和血清血管紧张素浓度降低1.83%、1.07%，CGRP浓度、血清NO浓度和ANP浓度升高2.09%、1.57%、0.73%，表现为收缩血管的主要活性物质浓度降低，舒张血管的主要活性物质浓度升高，表明血管原来保持的相对稳定的动态平衡向血管舒张的方向偏移，血管舒张占优势，可以解释为是机体对运动时收缩血管的主要活性物质浓度升高、舒张血管的主要活性物质浓度降低的一种代偿反应。运动时，血管活性物质升高或降低，运动后的恢复期不仅使血管活性物质降低或升高到正常水平，还降低或升高到超正常水平，使收缩血管的主要活性物质浓度相对降低，舒张血管的主要活性物质浓度相对升高，这样在一定程度上能减轻机体下一次运动时收缩血管的主要活性物质浓度升高、舒张血管的主要活性物质浓度降低，这种变化有利于运动时机体的机能需要，促进运动能力，是对运动的一种适应。

3.2振动对内皮活性物质的影响

3.2.1训练附加振动因素的目的

运动负荷的本质是一种非常强烈的外部刺激，导致机体几乎每一系统和器官的机能状态都会受到程度不等的应答性变化。振动是使机体的全部或一部分在不同方向上经受一定周期的直线或曲线式来回颤动。对机体有系统地施加振动负荷，目的并非仅仅追求机体的应答性反应更加强烈，而是希望通过机体强烈的反应引起身体机能的更大变化，希望机体能够产生所预期的更大程度的身体结构与机能的破坏与重建。虽然身体机能具有耐受性，但施加的振动负荷不应超出其耐受性的生理范围，表现为身体机能产生变化，并可以恢复到原来状态，这样的负荷是真正适当的。

3.2.2垂直振动的容许标准、振动训练常用参数与本实验参数关系

世界各国还没有统一的振动评价指标，国际标准化组织制定的ISO 2631/1《人承受全身振动的评价指南》[5]，是量化振动与人体健康的最新研究成果，但不提供振动的疲劳、健康界限值。因此，我们不能从振动训练最大累计剂量与血管发生病理性变化所需剂量的差距进行分析，但可以从振动容许标准、实际振动训练参数与振动性血管损伤的交叉性入手。

振动对人体影响最重要的参数是加速度，其次是频率、振幅、累计时间。ISO 2631/1规定的垂直振动容许标准是：加速度0.63～23.0米/秒2，频率1～80Hz，振幅0.1～2cm，累计时间80小时，对于振动间歇接触不考虑间断次数。振动训练采用的加速度范围是0.5～150米/秒2[6-7]，可以看出，振动训练加速度比人垂直振动容许标准有明显的超越。振动训练采用的频率集中在1～60 Hz，符合人体垂直振动容许范围，而人体各种器官特别敏感的共振频率在0.5～80 Hz，1～30 Hz的振动因与各器官的自振动频率相同引起全身多处共振，振动损伤最强，甚至引起神经、肌肉等的直接损伤[8-9]；现在振动训练采用的振幅在0.5～1.5cm之间[7]，但振幅0.8～1.0cm引起神经、肌肉等的直接损伤。训练是通过自身形态、结构和机能的变化，产生对负荷的适应过程，这个过程是长期的，因此振动训练时间往往超出80小时，自然超出垂直振动容许累计时间标准。可以看出，本实验选取的振动参数能体现现在振动训练的常用参数，两者与产生振动病的参数有明显交叉。

3.2.3立姿振动对血管及其活性物质的影响

立姿振动对血管内皮产生机械性刺激和振动能量，被机体吸收后而发生继发性变化，一方面微循环缺血、缺氧，造成内皮细胞的大量破坏[10]，引起血管内皮功能损害。而血浆ET与NO主要由血管内皮细胞合成、分泌，进而使血浆ET 基因表达增强，使ET释放增多、浓度升高[3]，同时合成、释放的NO明显减少[11]；另外，振动使交感神经功能亢进、迷走神经功能下降型的植物神经功能紊乱，导致去甲肾上腺素浓度增加，进一步引起合成与释放ET增加。

血浆ET水平与血管损伤的严重程度成正相关[12]，这表明振动在血管损伤的发生和发展过程中有一定作用，相互影响而形成恶性循环。但也有相反的报道：Nakamura等认为振动刺激改变了局部血管的反应，从而减弱了机体对ET释放[13]。短时间的振动导致了血管切应力的增加，继而使NO合酶基因上调，NO 合成增多[14]。

振动负荷初期，降钙素基因相关肽成为体内最强的内源性舒张血管的活性物质，由于体内最强的内源性收缩血管的活性物质ET浓度升高，机体通过某种代偿性机制，合成和释放降钙素基因相关肽增多。由于振动使血管损伤，随着振动时间的延长，其代偿性机制逐渐削弱[10]，损伤的积累增加，血管内皮的适应性代偿机制弱化，合成和释放降钙素基因相关肽减少。

振动深蹲使交感神经兴奋性增高，一方面刺激肾上腺髓质细胞分泌一定量的肾上腺素和少量去甲肾上腺素进入血液，引起有活性血管紧张素Ⅰ在血管紧张素转化酶的作用下转化成有活性血管紧张素Ⅱ，血管紧张素Ⅱ浓度升高。另一方面使去甲肾上腺素浓度升高，减少血管对去甲肾上腺素的再摄取，提高对去甲肾上腺素的反应性[15]，交感神经兴奋性增高[16]、心率加快均使ANP的合成与分泌增加。

可以看出，振动引起毛细血管形态、机能和功能异样，导致血管内皮损伤[17]，血管活性物质主要是血管内皮细胞合成、分泌，所以振动使血浆ET浓度、ANGⅡ浓度和ANP浓度升高2.69%、5.20%，2.13%、3.74%，1.64%、4.37%，CGRP浓度和血浆NO浓度（降低）1.97%、3.11%，1.81%、5.03%。由于血液中ANP量很少，其作用主要在心脏，范围很小，其浓度升高后舒张血管的作用是很有限的，因此，立姿振动后表现为收缩血管的主要活性物质浓度升高，舒张血管的主要活性物质浓度降低，表明血管原来保持的相对稳定的动态平衡向血管收缩的方向偏移，血管收缩占优势。在血管内皮损伤修复之前，这种血管收缩占优势的趋势依然存在。但长时间血管收缩，使外周循环阻力增高，阻碍血液循环和营养的供应、废物的排除，持续紧张神经，加重组织缺氧，容易引起血管痉挛，导致血管内皮进一步损伤。振动病的血管活性物质表现为血浆ET浓度[3，10]、ANGⅡ浓度[10，15]和ANP浓度[15]明显升高，CGRP浓度[4，10]和血浆NO浓度[11]明显降低，本实验结果与振动病的血管活性物质的变化趋势是一致的，说明振动训练使血液活性物质向引起血管损伤的方向变化。

4结 论

现在常用参数的立姿振动使男青年运动员血管活性物质向引起血管损伤的趋势变化。

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