口服碳酸氫鈉溶液對人體乳酸閾的影響

虞運

中圖分類號：G804.5 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2017）02-021-02

摘 要 目的探討碳酸氫鈉溶液對人體乳酸閾的影響以及增加體內堿儲備對人體有氧運動能力的作用。測試方法：隨機選取20名男性受試者，平均年齡22.8周歲，±1周歲（無代謝疾病）。將20名受試者分成兩組，實驗組和對照組，分別進行兩次實驗。頭戴運動心肺測試系統，進行布魯士跑臺實驗，記錄每位受試者乳酸閾出現的時間。第二次實驗，實驗組服用含有碳酸氫鈉的溶液300ml，劑量為0.3g/kg，對照組服用氯化鈉溶液300ml。再次進行跑臺實驗，記錄每位受試者乳酸閾出現的時間。結果：服用碳酸氫鈉溶液的實驗組受試者乳酸閾出現時間較第一組實驗明顯推遲（P<0.05），服用氯化鈉溶液的對照組乳酸閾出現時間與第一次試驗無明顯差別（P>0.05）。結論與建議：（1）服用碳酸氫鈉溶液對乳酸閾的推遲出現有積極意義。（2）服用碳酸氫鈉溶液對有氧運動能力有明顯提高。

關鍵詞 碳酸氫鈉 堿儲備 乳酸閾 有氧運動

一、研究方法

（一）文獻調查法

主要通過蘇州大學圖書館相關的館藏書、中國知網、中國期刊網等收集相關研究資料，以及運動生理學和運動生物化學教科書本為本研究提供理論依據。

（二）實驗法

注意使用儀器的要求，保護好所用儀器。和受試者講解測試步驟和簡單原理，由于本實驗需要一定的力竭運動，一定要保證受試者的安全。

二、研究對象

實驗對象來自蘇州大學隨機抽取的20名男性測試者。平均年齡22.8周歲，±1周歲

要求：

（一）無肝腎等代謝類疾病，碳酸氫鈉進入體內會增加大量的鈉離子，有代謝疾病的受試者會有過敏性反應。

（二）無心臟疾病，本次實驗需要一定強度的有氧心肺耐力，要避免實驗過程出現危險情況。

（三）有一定的運動能力，不經常運動的人在運動過程中呼吸調節能力差，呼吸量不均勻。影響實驗結果圖像的觀察。

三、方法與設計

（一）實驗儀器

1.MAX-II心肺功能測試系統

（1）打開機器預熱一小時左右。

（2）按下MAX-II前操作板上的calibrate（low）按鈕，與此同時打開機器后的氮氣瓶閥門，調節氮氣瓶口的氣流流量閾，使氮氣瓶上的流量表顯示（小量程標）指向10psi。之后旋轉調節MAX-II前操作板上的LOW旋鈕，使儀表盤上的氧氣和二氧化碳讀數顯示為0。

（3）按下MAX-II前操作板上的calibrate（high）按鈕，與此同時打開機器后的混合氣瓶閥門，調節混合氣瓶瓶口的氣瓶流量閾，使混合氣瓶上的流量表顯示（小量程標）為10psi。之后旋轉調節MAX-II前操作板上的high旋鈕，使儀表盤上的氧氣和二氧化碳讀數顯示為5.0和21.4。所有步驟全部完成后，按下前操作板上的automatic按鈕。

（4）啟動計算機桌面的MAX-II心肺功能測試系統程序，點擊菜單欄上的calibrate圖標，進入空氣流量定標界面。

（5）點擊定標界面上的autocall圖標，進入流量定標界面。將打氣筒口接上管道的通氣處，然后進行五次打氣操作。當桌面顯示5組數據已滿，就點ok圖標。反復進行兩次打氣操作，共10次數據，要求前五次和后五次誤差在1以內。之后，自動會退出流量標定界面，桌面跳出測試動畫。

（6）所有步驟進行完畢，新建一組數據庫，點擊start study進行試驗。

2.跑臺

打開機器，選擇模式4，布魯氏跑臺方案（每隔三分鐘提高跑速和跑臺角度，逐漸增加運動強度）。

（二）實驗設計

1.跑臺上的跑步采用布魯氏方案，即每三分鐘增加一次跑速和跑臺角度。

2.本次實驗要求測試受試者的乳酸閾，也就是血液中乳酸濃度的變化，如果進行取血測試，第一，會造成受試者的損傷。第二，我們也需要乳酸變化的即刻時間表，需要多次取血，實驗難度大，可行性不高，結果也并不準確。第三，血乳酸測試需要精準的乳酸測試儀并且需要多次測試，工程量大，步驟繁瑣，容易出現誤差。通氣閾的生理機制：缺氧是造成通氣量突然急劇增加的主要原因，當運動強度較低時，人體攝氧量能夠滿足需氧量。當運動強度逐漸增大，人體攝氧量不能滿足需氧量時，乳酸能供能系統也就是糖的無氧氧化會逐漸代替糖的有氧氧化供能，糖的無氧氧化生成少量的ATP但是會生成大量的有害代謝物乳酸，大量的乳酸涌入血液，會使血液中二氧化碳分壓和氫離子濃度急劇增加。刺激了頸動脈的化學感受器和呼吸中樞，大腦接受到這種刺激，為了維持體內環境穩態，酸堿平衡，會使通氣量快速增加，產生了過度通氣現象。這一點就是通氣閾。乳酸閾是體內乳酸含量猛然上升的臨界點（約為4mmol/L）。而人體內乳酸濃度的變化與呼吸頻率的變化直接相關，乳酸濃度升高，呼吸頻率變高。在遞增負荷運動中，氣體代謝的各種指標會隨著體內乳酸濃度發生有規律變化。當血乳酸濃度急劇增加，通氣量，耗氧量等生理指標也會發生非線性的上升現象，可用這種變化的特點來判斷乳酸閾出現的時間。所以，我們可以用測試通氣閾的變化來反映乳酸閾變化，用測試通氣閾的出現時間推導出乳酸閾，也能簡化實驗。

3.安排對照組，他們第二次測試服用安慰劑。是為了消除超量恢復帶來的的影響。因為在第一次測試過后，第二次測試，可能會出現成績提高的現象。

（三）測試程序

正式測試前必須進行講解，使被測者了解掌握測試程序和設備使用要求，熟悉測試環境，掌握測試方法。具體的方法如下：

1.開始測試前，我首先講解測試的要求和目的，實驗儀器操作規范，讓受試者知道跑臺的緊急制動按鈕，以免發生意外情況，最后示范操作一次。

2.第二次實驗要求：

（1）由于碳酸氫鈉溶液見光，空氣接觸，溫度升高會加快碳酸氫鈉的反應，（生成氯化鈉）。所以所有的飲料盡量現配現用，如果沒有條件，也應該將配置好的溶液必須密封，避光，低溫保存，以減少實驗誤差。

（2）測試時的天氣必須與第一次實驗相同，因為溫度，氣壓會影響通氣閾的變化。

（3）我們將實驗組每位受試者服用0.3g/kg體重的300ml碳酸氫鈉溶液。對照組每位受試者服用相同口感的氯化鈉加淀粉溶液300ml。作為安慰劑。當人體空腹時，液體在胃中停留時間約為15分鐘，其中一小部分碳酸氫根離子與胃中的氫離子中和，產生二氧化碳。大部分進入血液循環。所以我的實驗會在服用碳酸氫鈉溶液之后30分鐘進行。這時候，血液內的碳酸氫根離子的濃度會呈現出峰值。隨著時間的延長，體內的堿性離子濃度過高會刺激到頸動脈的化學感受器，體液調節會迅速調節人體的酸堿平衡，降低體內堿性離子的濃度，使體內的堿性離子濃度下降。影響實驗效果。每位受試者實驗時長約為10分鐘，在實驗過程中必須嚴格控制碳酸氫鈉溶液的飲用時間，每位受試者飲用飲料時間間隔15分鐘（5分鐘包括儀器調整，面罩清洗過程時間）。最后進行試驗，試驗方法與步驟和第一次實驗相同。

（四）統計學分析

四、結論與建議

（一）結論

1.口服碳酸氫鈉溶液促進有氧運動能力

賽前服用0.3g/kg體重劑量的碳酸氫鈉溶液可以使通氣閾出現時間推遲，所以也能使乳酸閾出現的時間推遲。而乳酸閾與有氧運動成績息息相關，這早已被科研工作者作為評價運動員有氧耐力水平的生理標準。所以，服用碳酸氫鈉溶液可以增加運動員的抗酸中毒能力，提高有氧運動水平。

2.口服碳酸氫鈉溶液存在不良影響

根據統計學計算得出的數據，T值為2.13。略大于 =2.101。雖然是有統計學意義，但是這差值還不夠顯著p<0.01。在測試過程中，服用碳酸氫鈉溶液的受試者多有發生打嗝，腹脹氣等現象。因為碳酸氫鈉在胃中與胃酸HCl反應，產生了大量的二氧化碳。這勢必會干擾受試者在運動過程中的專注程度，腹部脹氣在運動過程中特別影響運動體驗。這很可能是造成差值還不夠特別顯著的主要原因。

（二）建議

1.碳酸氫鈉溶液使用方法需要改進

口服碳酸氫鈉，碳酸氫鈉會經過人體的消化道，在胃中，一部分會被胃酸中和，影響了一定的藥效。剩余的碳酸氫根離子才會進入到人體的血液循環，中和氫離子。如果采取靜脈滴注的方法，碳酸氫根離子會直接進入血液循環。這樣，我們可以減少碳酸氫鈉的使用量卻達到同樣的效果。并且靜脈滴注不會產生腹脹氣，惡心，打嗝等不利于運動員正常發揮的現象。而服用大量的碳酸氫鈉會造成體內鈉離子含量增加，血液中鈉離子含量過高會造成：（1）升高血壓。（2）促進動脈粥樣硬化：使血漿膽固醇升高，有促進動脈粥樣硬化的作用。（3）加快骨鈣丟失：易患骨質疏松癥。（4）高鈉血癥等代謝類疾病。

2.碳酸氫鈉應選擇在賽前使用

本次實驗中使用的0.3g/kg體重的碳酸氫鈉用量已經遠遠超出日常人體的鈉離子需求量，在很多訓練隊中，運動員長期服用碳酸氫鈉來增加體內的堿儲備，會對人體的酸堿平衡系統造成很大負擔，而且也對腎臟代謝不利。所以，碳酸氫鈉最好用來臨時增加體內堿儲備最為合適，也就是賽前使用。第一，賽前服用會讓運動員有一定的心理暗示作用，使運動員興奮性增加，使提高運動成績的現象更加明顯。第二，長期服用會對人體腎臟造成很大負擔，不利于運動員的可持續性發展。

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