补充氢水对游泳运动员大强度运动之后

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所属分类:氢气知识

1900年M.Gomberg通过分离出三苯甲基揭开了自由基科学的首篇章,从而确定了自由基的概念。1956年,在分子生物学的基础上Harman[1]首次提出了自由基学说。此后随着自由基科学与生物学、医学联系地不断加深,自由基生物学学科作为一门新兴交叉学科日趋成熟,并且已经成为当前生命科学的热点研宄方向。
1978年运动医学界首次将自由基与运动相联系[2],并进行了大量的研宄。随着研宄的深入,人们发现运动过程中可产生大量氧自由基,并且过量的氧自由基基是细胞和组织损伤的主要原因之一,自由基与运动性疲劳的关系也越来越受到人们的重视p]。为了抑制自由基过量导致的氧化应激损伤,科学家们开始对生物抗氧化剂投以关注。对此,《科学家》杂志曾预言对氧化应激和抗氧化剂的研宄会给生物医学带来一场新的革命。一方面运动中过量的自由基与运动性贫血等影响运动能力的因素有关,另一方面在正常状态下自由基又能够发挥积极的生物学功能,如参与生殖与胚胎发育的过程[4]; NO、H2O2 等能作为第二信使参与多种因子细胞生物学启动过程[5,6]等。以往的研宄对自由基往往是一概而论,忽略了如NO、H2O2 等自由基毒性很弱,而+ O H和ONOO-的毒性极强,这两者才是导致氧化应激损伤的主要介质。因此,寻找能选择性中和致氧化损伤主要自由基+ O H和ONOO-的抗氧化剂,是防治氧化损伤的有效方法,也是抗氧化研宄应有的正确思路之一。
国内外研宄发现,氢水作为一种新型抗氧化物质,具有无毒、无残留、价廉、非兴奋剂的特点。此外溶解在液体中的氢气可中和+ O H和ONOO-,并且这种中和是选择性的[7]。在临床医学领域,发现动物或人体通过呼吸氢气或饮用、注射饱和氢盐水对脑、小肠缺血再灌注损伤、阿尔茨海默病、创伤性胰腺炎、足肿胀和牙周炎等与氧化应激密切相关的疾病均具有良好的治疗效果。在运动医学领域,氢水的应用还处于初探阶段。李爱春[8]报道一次性注射氢水对于大鼠急性力竭后骨骼肌运动性氧化应激损伤具有显著保护作用,且运动前后联合注射具有协同作用,并首次证实了氢水在体选择性抗氧化作用的存在。田振军[9]等发现氢水能够有效的降低大鼠力竭运动诱导的自由基对生物膜的损害,保护膜的完整性。Noriki-对田径运动员的研宄发现,运动前中后饮用氢水一周相对于饮用矿泉水可使尿中8-OHdG减少20%。Kosuke[11]等的研究发现,氢水可改善大强度定量负荷运动带来的肌肉酸痛,使血乳酸降低。不难发现,以往的研宄尚未对氢水的饮用时相进行研宄,何时饮用氢水能最大化发挥氢水的效应尚不明确,且模型大多数为动物试验,以专业的高水平运动员为实验对象进行系统的研宄目前仍然是很欠缺的。
本课题以北京市专业游泳运动员为研宄对象,通过分析运动员分别在运动前、中、后以及运动前、中、后联合4 个时相补充氢水对大强度运动后氧化应激损伤、抗氧化防御系统以及选择性抗氧化等相关指标的影响,探讨氢水对运动员氧化应激损伤是否具有选择性保护作用,探寻训练时补充氢水的适当时段,为氢水在运动领域的开发利用提供实验依据,为运动训练中抗氧化剂的补充提供新的思路和方法。
研宄目的:研宄不同时相饮用氢水对游泳运动员大强度运动后自由基代谢相关指标的影响,探讨氢水对运动员氧化应激损伤是否具有选择性保护作用,探寻训练时补充氢水的适当时段,为氢水在运动领域的开发利用提供实验依据。研宄方法:选取北京市游泳队男性运动员40名为实验对象,随机分为运动对照组(C 组),运动前补充氢水组(H 1组)、运动中补充氢水组(H 2组)、运动后补充氢水组(H 3组)与运动前、中、后联合补充氢水组(H 4组)5 组。实验共进行8 日,运动员在下午训练课时进行实验,分别于下午主课训练前2 小时、主课过程中以及主课结束后即刻服用氢水或安慰剂(安慰剂为矿泉水),每日3 次,每次200ml。对运动员安静状态下、单次补充氢水大强度运动后2 h以及8 日补充氢水大强度运动后2 h 丙二醛(MDA)、8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、3-硝基酪氨酸(3-NT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(T-AOC)、抗超氧阴离子(O2- )活力、过氧化氢(H2O2 ) 和抗羟自由基(OH)能力进行前后对比及组间对比研宄。
研究结果:(1 )大强度游泳运动之后,对照组C 组MDA、8-OHdG、3-NT和H2O2 含量以及抗O2-活力和抗+ O H 能力出现非常显著性下降(P<0.01),SOD、GSH-Px活性和T-AOC出现显著性下降(P<0.05)。
(2) 单次补充氢水大强度运动之后,H4组8-OHdG含量、T-AOC和抗O2-活力与C 组有非常显著性差异(P<0.01 ),MDA、H2〇2含量、SOD活性和抑制.OH能力有显著性差异(P<0.05);H1组8-OHdG含量与C组有显著性差异(P<0.05),H3组H2O2含量与C组有显著性差异(P<0.05)。
( 3 )单次补充氢水大强度运动之后,H 2 组S O D活性、T-AOC和H2O2 含量与H 4组有显著性差异(P<0.05); H 1组T-AOC与H 4组有显著性差异(P<0.05)。
(4)补充氢水8 日大强度运动后H1、H2、H3、H 4组MDA、8-OHdG、3-NT和H2O2含量,以及SOD活性、T-AOC、抗O2-活力和抗+ O H能力与C 组有非常显著性差异(P<0.01); H1、H2、H 3组GSH-Px活性与C 组有显著性差异(P<0.05)。
(5)补充氢水8 日大强度运动后,H 1组T-AOC与H 4组有非常显著性差别(P<0.01),M D A含量、抗O2-活力、抑制+ O H能力有显著性差别(P<0.05); H 2组M D A含量、H2O2含量以及抑制+ O H能力与H 4组有非常显著性差别(P<0.01),8-OHdG含量、
3-NT含量、SOD活性、抗O2-活力有显著性差别(P<0.05); H 3组8-OHdG含量与H 4 组有非常显著性差别(P<0.01),M D A 含量和抑制+ O H 能力有显著性差别(P<0.05)。
研宄结论:(1 ) 大强度游泳运动可使运动员抗氧化能力下降,自由基生成增多,出现脂质、蛋白质及DN A氧化损伤。(2 ) 运动前、中、后不同时相单次补充氢水对游泳运动员大强度运动造成的RO S生成加剧、氧化应激损伤以及抗氧化酶活性的下降并无显著性影响,单次运动前中后联合补充氢水具有一定的抗氧化作用。(3 ) 运动前、中、后不同时相补充氢水8 日对游泳运动员游泳运动员大强度运动造成氧化应激损伤具有显著保护作用(4 )运动中补充氢水的抗氧化作用稍弱;运动前、后2 个时相补充氢水抗氧化效果并无太大区别;运动前中后联合补充氢水效果最佳,并且显著性好于运动中补充氢水的效果。(5) 氢水对毒性较大的ONOO-与O H 的清除率高于毒性较弱的信号分子O2-与H2O2,存在在体选择性抗氧化作用。

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