近紅外線分光光度法測定少林內(nèi)功練功時的腦氧代謝狀態(tài)

少林內(nèi)功(Shaolin Internal Qigon)主要由3種檔勢(站襠、馬檔、弓箭)和4種動作(前推八匹馬勢、風擺荷葉勢、倒拉九頭牛勢、霸王舉鼎勢)組成，以持續(xù)地進行強度的等長性肌收縮(isollletrlcmuscular contraction)為練功的準則。我們曾在以往的研究中對1名資深少林內(nèi)功練功者在少林內(nèi)功練功時的呼吸循環(huán)系統(tǒng)的生理性反應進行了研究。發(fā)現(xiàn)在鍛煉少林內(nèi)功時，盡管受試者在持續(xù)地進行強度的等長性肌收縮。但是并沒有觀測到收縮期血壓有明顯地上升和呼吸次數(shù)有明顯地增加，我們推測這可能是通過“自然呼吸”提高了呼吸效率。

但是，在進行強度的等張性肌收縮運動時血液會暫時地集中于骨骼肌。此時正常的腦血液循環(huán)是否會因此而受到影響。一直是我們所關(guān)心的問題之一。在本次研究中，我們采用近紅外線分光光度法(Near-infrared spectroscopy，NIRS)對少林內(nèi)功練功時的腦氧合動態(tài)進行了測試，對少林內(nèi)功鍛煉時于人體的腦氧代謝有何影響作了初步研究?，F(xiàn)報道如下。

1 方法

1、1 實驗對象受試者1名。為已故少林內(nèi)功推拿流派老中醫(yī)李錫九老師之次子，年齡56歲，修煉少林內(nèi)功達40年以上。職業(yè)為氣功醫(yī)師。受試者的身體特征。

1、2測試承諾(idonned consent)根據(jù)人體實驗倫理規(guī)定。我們于實驗前向受試者就實驗的性質(zhì)和可能會出現(xiàn)的后果進行了口頭說明。征得同意。

1、3 實驗順序我們按以下①-⑤的順序進行了實驗。①安靜仰臥位5min，②安靜坐位5min，③少林內(nèi)功站勢5min，④連續(xù)作少林內(nèi)功前推八匹馬勢，倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢10min，⑤安靜坐位10min。

1、4測試器械測試器械為日本biomedical sci-ence會社生產(chǎn)的近紅外線分光光度測試儀(PSA-ⅢN)。我們首先在受試者的左側(cè)額部貼上肌肉頭顱專用傳感器(PSP-20x50)，然后對氧飽和度(S102)、總血紅蛋白量、氧合血紅蛋白(oxyHb)量及去氧血紅蛋白(DeoxyHb)量進行連續(xù)地測定。在實驗中，我們還通過心電圖和呼吸曲線進行了全程監(jiān)護。

1、5數(shù)據(jù)分析首先由計算機自動地把屏幕顯示的氧飽和度及總血紅蛋白量輸入主機，然后用專用分析軟件對各個實驗階段的平均1分鐘的數(shù)據(jù)進行計算。最后通過下列的算式求出氧合血紅蛋白量及去氧血紅蛋白量。

氧合血紅蛋白＝總血紅蛋白量×氧飽和度；

去氧血紅蛋白=總血紅蛋白量一氧合血紅蛋白量。

2 結(jié)果

Fig，1顯示了少林內(nèi)功鍛煉時的氧飽和度的變化。安靜仰臥位時的平均氧飽和度為78.7±0.1％。安靜坐位時的平均氧飽和度為79.6±0.3％，呈現(xiàn)出稍稍偏高的傾向。站勢時的平均氧飽和度為78.6±0.2％。與安靜坐位時的相比略為稍低。前推八匹馬勢。倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢的平均氧飽和度為77.2±0.3％。與站勢相比更低。此后的安靜坐位時的平均氧飽和度為77.3±0.3％，這個數(shù)據(jù)與前推八匹馬勢。倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢時的平均氧飽和度幾乎同值。

由Fig.2可知，安靜仰臥位時的平均總血紅蛋白量為348.9±0.9cm安靜坐位時的平均總血紅蛋白量為393.0±3.0cm，增加約44cm。站勢時的平均總血紅蛋白量為389.8±3.4cm，與安靜坐位時相比低了3cm左右，顯示平均總血紅蛋白量會隨著時間的變化表現(xiàn)出低值的傾向。前推八匹馬勢，倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢的平均總血紅蛋白量為395.7±4.7cm，與站勢相比呈現(xiàn)出升高趨向，特別是前半階段的5分鐘內(nèi)表現(xiàn)出高值。最高值達到了416cm。此后的安靜坐位時的平均總血紅蛋白量氧飽和度為387.4±4.3cm，這個數(shù)據(jù)與前推八匹馬勢，倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢時的相比大約減少了8cm。

Fig，3示少林內(nèi)功鍛煉中的氧合血紅蛋白量的變化。安靜仰臥位時的平均氧合血紅蛋白量為274.5±1.0cm，椅安靜坐位時的平均氧合血紅蛋白量為312.9±2.1cm，增加約40cm。站勢時的平均氧合血紅蛋白量為306.44±3.1cm，與安靜坐位時相比反而降低約6-7cm，顯示站勢時的平均氧合血紅蛋白量比安靜坐位時還要低的傾向。前推八匹馬勢。倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢的平均氧合血紅蛋白量為305.5±3.6cm，幾乎與站勢同值，但是在前半的5分鐘之間卻表現(xiàn)出高值。此后的安靜坐位時的平均氧合血紅蛋白量為299.5±3.6cm，與前推八匹馬勢。倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢時的平均氧合血紅蛋白量相比大約減少了5-6cm。

由Fig，4可知少林內(nèi)功鍛煉時的去氧血紅蛋白量的變化。安靜仰臥位時的平均去氧血紅蛋白量為74.4±0.33cm，安靜坐位時的平均去氧血紅蛋白量為80.1±1.4cm，約增加了6cm。安靜坐位時的去氧血紅蛋白量隨著時間的經(jīng)過呈現(xiàn)出降低傾向。站勢時的平均去氧血紅蛋白量為83.5±1.1cm，與安靜坐位時的平均值比較約增加3cm。前推八匹馬勢，倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢的平均去氧血紅蛋白量為90.2±1.8cm，與站勢相比較呈現(xiàn)出高的傾向，特別是在前半的5分鐘內(nèi)呈現(xiàn)出非常高的數(shù)值，最高達到98.6cm。此后的安靜坐位時的平均去氧血紅蛋白量為88.0±1.2cm，與前推八匹馬勢，倒拉九頭牛勢及霸王舉鼎勢時的平均去氧血紅蛋白量相比降低了約2cm。

3 討論

少林內(nèi)功鍛煉時所使用的“自然呼吸”法?？梢哉f是一種高度的呼吸技巧，它一般不會使心臟回流量和心博出量發(fā)生很大的變化。但是對促進全身的血液循環(huán)卻有著一定的效應。在我們以往的研究和相關(guān)文獻中，證實這種呼吸法可以提高血液循環(huán)和氧氣運輸能力。但是在以往的實驗中，我們并不知道少林內(nèi)功鍛煉時的腦內(nèi)氧合動態(tài)究竟是如何發(fā)生變化的?；诖?，這次我們使用近紅外線分光光度法再對同例的資深少林內(nèi)功鍛煉者在鍛煉少林內(nèi)功時的腦內(nèi)氧飽和度和總血紅蛋白量的變化進行了測試。

少林內(nèi)功屬于氣功中的動功一類，加上少林內(nèi)功鍛煉時伴有強度的等張性肌肉收縮和控制呼吸這一點，可能會更加增高胸腔內(nèi)壓和腹腔內(nèi)壓從而影響心率和心博出量的變化。所以在實驗前我們曾預測少林內(nèi)功鍛煉可能會使人體心肺功能承受較大的負擔。但是，我們實施的系列研究的結(jié)果表明，資深少林內(nèi)功鍛煉者在進行鍛煉時呼吸自然。并沒有見到有屏氣、氧喘等現(xiàn)象。所以。可以說維持所謂的“自然呼吸”是少林內(nèi)功不同于其他鍛煉法的基本特征之一。

本次試驗中我們使用的近紅外線分光光度法(NIlls)是一種將位于可見光和紅外線光之間的，波長為700-3，000nm的近紅外線光照射人體，利用人體腦組織以及骨骼肌中的氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白的吸光度的差異以及所發(fā)出的近紅外輻射，求出總血紅蛋白量和氧飽和度的裝置。紅外線輻射是存在于自然界中的一種最為廣泛的電磁波輻射。它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運動。并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。所以，近紅外線分光光度法可以無創(chuàng)地測出少林內(nèi)功鍛煉時的腦內(nèi)總血紅蛋白量和氧飽和度。同時可用算式算出氧合血紅蛋白量和去氧血紅蛋白量，從而得知少林內(nèi)功鍛煉時的腦組織氧合狀態(tài)。

血紅蛋白也稱血色素。是紅細胞的主要成份。血紅蛋白的主要生理功能是在體內(nèi)輸送氧氣，它能把氧輸送到體內(nèi)各組織，組織再利用氧來氧化糖、脂肪等能源物質(zhì)，釋放能量供運動需要。氧運輸多，運動時供氧就多。所以血紅蛋白的數(shù)量和運動能力相關(guān)。但在理論上血紅蛋白過高會使血液濃度上升，影響血液循環(huán)速度，對運動反而無益。一般來說，在進行像少林內(nèi)功這樣強度的等張性肌肉收縮的同時。沒有經(jīng)過長期鍛煉的人是很難隨意地進行有規(guī)則的呼吸運動的。很可能會使正在進行劇烈運動的肌肉和腦組織發(fā)生缺氧。從而誘發(fā)運動性貧血或腦缺氧癥。在本次實驗中，我們并沒有觀察到運動性貧血或腦缺氧等現(xiàn)象的發(fā)生。說明經(jīng)過長期鍛煉的資深者可以避免這種現(xiàn)象，也說明少林內(nèi)功是安全的。

實驗結(jié)果表示，從安靜仰臥位轉(zhuǎn)換到安靜坐位時的總血紅蛋白量和氧合血紅蛋白量有顯著增加。安靜坐位時和少林內(nèi)功鍛煉時的氧合血紅蛋白量略微減少，總血紅蛋白量卻幾乎沒有變化。并且在總血紅蛋白量中的氧合血紅蛋白量和去氧血紅蛋白的比例方面，安靜坐位時的氧化血紅蛋白量總是占了約2/3左右。但是在少林內(nèi)功鍛煉時這個比例卻略有減少，而去氧血紅蛋白量略有增加。在氧飽和度方面，將安靜仰臥位時與少林內(nèi)功鍛煉前的安靜坐位時相比，少林內(nèi)功鍛煉時僅減少了約1-2％，不能說發(fā)生了顯著的變化?？偠灾覀冇^察到，在資深少林內(nèi)功鍛煉者的實驗中，盡管要進行強度的等張性肌肉收縮。但是腦內(nèi)的總血紅蛋白量以及氧飽和度是一直維持在生理范圍之內(nèi)的。從這一結(jié)果我們推測。只有資深少林內(nèi)功鍛煉者才有可能通過長期鍛煉所練就的“自然呼吸”法。促使腦組織非常經(jīng)濟地耗氧。抑制血液中的去氧血紅蛋白量的增加，從而可能將腦內(nèi)血氧濃度和血紅蛋白濃度維持在一定的正常范圍之內(nèi)。這表明，適度的少林內(nèi)功的鍛煉不會影響人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)反而可以提高腦組織的氧合能力。