不同運動強度對人體血乳酸的影響

呂毓虎，蒲西安，程 林

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不同運動強度對人體血乳酸的影響

呂毓虎1，蒲西安1，程 林2

1.四川民族學院體育系，四川 甘孜，626001；2.華南師范大學體育科學學院，廣東 廣州，510006。

目的：探尋有氧運動和無氧運動對人體血乳酸的影響，比較不同運動強度（有氧運動、無氧運動）下人體血乳酸的生成和運動后的恢復水平。方法：兩名身體健康受試者分別進行60s功率自行車全力蹬踏運動和12min跑臺勻速跑運動，記錄受試者運動前后的心率值和血乳酸濃度。結果：進行60s無氧運動時，受試者A的血乳酸峰值10.26mmol/L出現在運動后7min，受試者B血乳酸峰值14.38mmol/L出現在運動后10min；進行12min有氧運動時，血乳酸濃度均在運動后1min達到最高，分別為6.66mmol/L和6.22mmol/L。結論：運動員在進行有氧運動和無氧運動時，血乳酸濃度總體上先快速升高，后保持在相對較高的水平并緩慢上升，隨后再緩慢下降至安靜時水平，有氧運動之后血乳酸濃度升高幅度明顯小于進行無氧運動。

血乳酸；有氧運動；無氧運動；運動強度

血乳酸被譽為訓練的標尺，早在1908年英國劍橋大學學者Berelius就首次對血乳酸進行了研究，到了1920年和1924年Otto M[1]和A.V.Hill[2]分別對運動產生乳酸進行了詳細說明。一直以來研究者都在不斷深入研究運動和乳酸的關系,以及乳酸在運動訓練中的應用，并取得可喜的成就，在運動實踐中得到了良好的效用。目前，隨著血乳酸測試方法的不斷改進，特別是乳酸分析儀的普及，使血乳酸在運動中的運用越來越廣泛。乳酸的生成量與肌肉的肌纖維類型和代謝速率的關系十分密切。測定血乳酸不但能夠幫助我們了解體內乳酸生成和代謝變化的特點，同時還可以作為訓練中判斷運動強度的依據。

1 對象與方法

1.1 實驗對象

本研究的實驗對象為華南師范大學健康在校男生2名，平均年齡23.5歲，平均體重62.5kg，平均身高174cm。

1.2 實驗儀器和耗材

YSI1500型血乳酸測試儀、TechnogymD140型運動測試跑臺、Monark839E型功率自行車、秒表、采血針、75%酒精、棉簽等。

1.3 實驗方法

實驗前測定受試者安靜時的心率、血乳酸值。充分熱身之后開始實驗，令受試者分別進行60s、300Watt功率自行車全力蹬踏運動和12min、10km/h跑臺坡度為0°勻速運動，運動中和運動后分別測定各時間點的心率和血乳酸值。

2 結果

2.1 不同運動負荷對心率的影響

60s、300Watt功率自行車全力蹬踏和10km/h、12min跑臺運動各時間點心率值如表1和表2 所示：

表1 60s、300Watt功率自行車全力蹬踏心率（次/分）

表2 10km/h、12min跑臺運動心率（次/分）

從表1可知，受試者A和B在300Watt負荷強度下全力蹬踏功率自行車60s后，即刻心率最高，分別達到受試者A：166次/分，受試者B：190次/分，隨后逐漸恢復至安靜狀態；由表2兩受試者均以10km/h速度在跑臺上勻速跑12min，運動期間受試者心率與運動時間呈正相關，運動后即刻心率達到最大值，分別達到受試者A：171次/分，受試者B：190次/分；恢復期心率與恢復時間呈負相關。

2.2 不同運動狀態對血乳酸值的影響

受試者血乳酸濃度在安靜狀態下均為2mmol/L左右，如表3所示。從表4可以看出，當受試者進行60s、300Watt功率自行車全力蹬踏時，血乳酸濃度急劇上升，在停止運動后7-10min時血乳酸濃度出現最高值，其中受試者A在運動后7min時出現最高值10.26mmol/L受試者B在運動后10min時出現最高值14.38mmol/L。從表5我們不難看出，當受試者進行12min的跑臺勻速運動時，血乳酸濃度在運動后1min即出現最高值，分別為受試者A：6.22mmol/L，受試者B：6.66mmol/L，其后隨著恢復時間的延長而逐漸下降，進而直至恢復到安靜時血乳酸水平。

表3 受試者安靜時心率和血乳酸濃度

表4 60s、300Watt功率自行車全力蹬踏血乳酸濃度

表5 10km/h、12min跑臺運動血乳酸濃度

3 討 論

3.1 血乳酸的產生原因

人體安靜時，或運動強度不大時，氧氣供應充足，然而肌肉不缺氧時也有乳酸的生成，只是在安靜狀態下，乳酸的生成量較少，約2mmol/L，其原因是少數組織，如上皮細胞、視網膜、睪丸、腎上腺髓質、成熟的紅細胞、白細胞等在有氧時也需要糖酵解供能[3]。當機體進行運動時，無氧代謝比例相對加大，肌肉中產生乳酸增加，并逐漸積累，不同運動項目，由于其運動的方式、強度以及時間等的不同，生成乳酸的量也不相同。在亞極量運動開始時，運動的肌肉糖酵解增加，此時生成的乳酸量明顯增多，其主要原因是，運動開始的幾分鐘之內，運動肌肉存在著局部的相對供血不足，進而使得供氧不足，從而增加糖酵解的速率以維持機體所需的能量供應。另一方面，運動開始的一段時間內的氧利用率相對較低也是乳酸生成增加的原因，因此在運動的開始階段，雖然肌肉內不缺氧，但也有乳酸的生成[3]。在極量運動時，ATP的利用速率可達安靜時的數百倍甚至近千倍，遠遠超過了有氧代謝生成ATP的最大速率。此時，由于血供減少，氧氣相對缺乏，幾乎募集了全部的Ⅱ型肌纖維，運動時所需的ATP主要是通過CP和乳酸功能系統來供給[3]。

3.2 血乳酸消除及消除途徑

血乳酸代謝的消除主要有乳酸氧化、糖異生和轉化為其他物質三種途徑。其中乳酸氧化為運動中和運動后乳酸清除的主要形式，此時升高的兒茶酚胺引起肝血流量下降，糖異生的基質流通被轉向[4]。實際上，在穩定狀態運動期間，血乳酸濃度高于安靜值3-5倍，運動肌的乳酸大部分是在運動期間直接氧化消除，故從表5可以看出，受試者在進行12min有氧運動之后血乳酸濃度升高幅度明顯小于進行60s、300Watt無氧運動。

Stanley[5]研究顯示，在自行車運動過程中，運動腿氧化乳酸約占乳酸消除總量的50％左右，心肌和非運動肌分別占約15％，乳酸在肝臟內消除占15％左右。可見在亞極量運動時，運動肌不僅是生成乳酸的部位，而且還是消除乳酸的主要場所。由此可以推測，在本實驗中，全力蹬踏功率自行車60s，運動期間骨骼肌反復高速收縮，不斷產生乳酸，而乳酸在活動腿上大量積累且來不及消除，造成運動后恢復期血乳酸濃度出現升高，并在恢復期的一定時間內保持上升至峰值，之后緩慢下降至安靜水平。

有相關研究表明[6，7]，運動后乳酸從肌肉擴散到血液達到平衡的時間大約需要4-10min，運動后機體的血乳酸水平與運動的強度、持續的時間以及各器官的代謝機能有關。本實驗結果與前人研究相符，由表4可知受試者A和受試者B在60s全力功率自行車運動后，血乳酸濃度均明顯增高，超過了10mmol/L且最大值出現分別出現在7min和10min時。由表1可知運動后即刻心率達到166次/分和190次/分，受試者體內的供能系統無氧代謝占主導地位，肌肉中乳酸濃度急劇升高，并不斷地向周圍組織擴散，引起血乳酸水平升高。

由表5與60s功率自行車全力蹬踏運動相比，12min跑臺勻速運動后，血乳酸最高值相對較低，分別為6.66mmol/L和6.22mmol/L。通過實時記錄的心率可知，12min跑臺運動時機體的氧氣供應比較充足，肌肉收縮所需的能量主要來源于糖、脂肪和蛋白質等能源物質的有氧氧化。而運動后血乳酸濃度仍然較安靜時要高3倍左右，說明在長時間耐力運動中，無氧酵解供能方式依然存在。其原因主要是運動開始時，機體的氧代謝水平不能立即適應運動的強度，會由無氧代謝供能，同時運動中的突然發力等也需要無氧供能。從本實驗結果可以看出，當機體進行中等強度有氧運動時，運動員的血乳酸濃度總體上先快速升高，后保持在相對較高的水平并緩慢上升，隨后再緩慢下降至安靜時水平；當進行無氧運動時，運動員的血乳酸濃度急劇上升。研究表明，機體運動時以及運動后的血乳酸水平的變化，主要是骨骼肌等組織中乳酸生成速率、乳酸進入血液的速率以及血液中乳酸的消除速率之間平衡的表現[4]。

運動過程中和運動后乳酸的消除具有十分重要的生物學意義。乳酸在快縮肌纖維內生成后，被轉移到相近的具有高度氧化能力的慢縮肌纖維內進行生物氧化，部分乳酸隨血液被轉移到其他低強度運動的骨骼肌、心肌內進行氧化，進而成為細胞內氧化的底物。目前，乳酸怎樣透過肌細胞膜轉移出的機理尚不清楚。近些年來，學者們對不同運動后所產生的乳酸峰值及取血時間的研究相對較多[8，9]，結果均表明，運動后血乳酸峰值出現與運動的強度、取血的部位等密切相關，為了獲得血乳酸濃度變化盡可能直觀的數據，使測定的血乳酸能更準確代表肌乳酸，建議在運動后1、3、5、7、9min是分別采血測定。

4 小 結

運動過程中和運動后血乳酸的變化，是骨骼肌等組織中生成乳酸速率，進入血液的速率和血液中乳酸的消除速率之間平衡的表現。運動的強度、持續的時間以及各組織器官間的代謝機能等都和血乳酸的水平有關。因此，在運動中和運動后，可以測定乳酸了解肌肉乳酸和其他組織器官的代謝情況，進而為科學訓練提供依據。

[1] Otto M.über die Intermedi?nge der enzymatischen Kohlehydratspaltung[J]. 1920，39（1）：10~75.

[2] A.V.Hill，Otto M.über die Vorg?nge bei der Muskelkontraktion[J]. 1924，22（1）：299~327.

[3] 林文弢.運動生物化學[M].北京：人民體育出版社，2009：51~57.

[4] 馮煒權.運動訓練生物化學[M].北京：北京體育大學出版社，1998.57~59.

[5] Stanley WC，Gertz EW，Wisneski JA，et al.Systemic lactate kinetics during graded exercise in man[J] AJP： Endocrinology and Metabolism，1985，249（6）：E595~E562.

[6] 廖 鵬，萬發桃，張 薇等.長時間耐力運動后機體血乳酸水平消長規律的觀察[J].中國運動醫學雜志，2001，20（3）：308~309.

[7] 王雪冰，馮連世.肌乳酸、細胞內pH值與運動性疲勞研究進展[J].中國運動醫學雜志，2009，28（1）：109~111.

[8] 王鳳陽，冉曉站，等.乳酸閾強度下探討無氧閾機制的人體與動物實驗研究[J].中國運動醫學雜志，2006，25（4）：473~476.

[9] 肖國強，石河利寬.漸增負荷運動時不同環境條件對血乳酸濃度、血乳酸閾值和血乳酸開始堆積的影響[J].北京體育大學學報，1998，21（2）：11~14.

Effect of Different Workload on the Blood Lactate Concentration in Man

LV Yu-hu1, PU Xi-an1, CHENG Lin2

1.Dept of P.E., Sichuan University for Nationalities, Sichuan Ganzi, 626001, China;2. School of P.E., South China Normal University, Guangdong Guangzhou, 510006, China.

Purpose: To investigate the effect of aerobic exercise and anaerobic exercise on the blood lactate in human body, a comparison is done between the blood lactate concentration and recovery. Methods:Two healthy students go on with a 60-second anaerobic exercise test on cycle ergo meter and a 12-minute aerobic exercise test on treadmill; their heart rate and lactate concentration were measured before and after each test.Results: In the 60s anaerobic exercise test, subject A and B reached their peak blood lactate concentration 7 minutes and 10 minutes later, and the values were 10.26mmol/L and 14.38mmol/L, respectively. While in the 12min aerobic one, both of them reached their peak blood lactate concentration 1 minute later, the values were 6.66mmol/L and 6.22mmol/L, respectively. Conclusions:Whenever in aerobic or anaerobic exercise, the blood lactate concentrates rapidly at the beginning, then keeps a high level for a period of time, after that, it goes down smoothly and regains the level of peace. Obviously, there is a wider range of lactate concentration after anaerobic exercise.

Blood lactate; Aerobic exercise; Anaerobic exercise; Exercise intensity

1007―6891（2014）04―0033―03

10.13932/j.cnki.sctykx.04.09

G804.22

A

2014-03-28