血肌酐在運動員機能評定中的應用

李蕾，洪長清，耿婷

●運動人體科學●

血肌酐在運動員機能評定中的應用

李蕾1，洪長清1，耿婷2

運用文獻資料法，對血肌酐在運動員機能評定中的應用研究加以分析，以期了解運動員在訓練過程中血肌酐變化規律及相關評定應用，為今后運動員訓練水平、競技能力、機體健康狀態的評估提供科學理論依據。

血肌酐運動員腎功能訓練效果

在體育鍛煉和實踐運動訓練過程中，如何掌握適宜的運動負荷，使機體保持良好的運動機能狀態，是人們一直注重的問題。適宜的運動負荷，能夠提高鍛煉效果與訓練效率，同時可增進運動人體機能與身體素質。在競技體育迅猛發展的今天,各項運動成績都接近人體體能的極限,可挖掘的潛力越來越小。這就迫切要求我們將經驗訓練中穩定的規范化的東西給固定下來,這一過程就是科學研究過程。因此，從動生化的原理與觀點出發，根據運動時物質和能量代謝的特點與規律，監控人體機能狀態是現在競技體育中科研人員普遍運用的方法與手段，來幫助運動員提高運動成績。從近年來國內外的研究報告來看，在運動訓練的生化監控領域，國內外學者研究的監控指標最常見的基本是血紅蛋白（HB）、肌酸激酶（CK）、尿素氮（BUN）、血睪酮（T）、皮質醇（C）或T/C。這些指標已經被重復檢驗并穩定地表現運動訓練會引起各指標的變化，從而來評價機體的機能狀態，調整教練員訓練計劃。同時，為推動競技體育的發展，科研工作者也在不斷的探索新指標來為運動員的訓練進行身體機能的監控。本文重點談論國內外學者將血肌酐（Cr）運用于實踐的運動訓練中。

1 血肌酐應用于運動員機能評定的必要性

1.1 血肌酐與磷酸原系統供能和肌肉質量密切相關

肌酐是生物體肌肉組織中儲能物質肌酸的代謝終產物。人體內98%都位于肌肉(主要是骨骼肌)。腦、腎、肝及體液中只占2%左右。在骨骼肌細胞中，約60%的肌酸在肌酸激酶催化下與ATP反應生成磷酸肌酸。磷酸肌酸是骨骼肌快速供能系統的主要物質基礎,可在ATP耗竭后緊急提供能量。骨骼肌中的肌酸與磷酸肌酸每天以一定比例脫水生成肌肝。生成的肌酐由組織細胞擴散到血循環中,即成血肌酐Cr，經腎小球濾過，且不被腎小球重吸收而隨尿液排放，生成尿肌酐。一般說來,機體每20g肌肉,每日代謝產生1mg肌酐。由此表明，肌酐與磷酸原系統供能和肌肉質量密切相關。

1.2 血肌酐與尿肌酐具有同樣的評價意義且測試優于尿肌酐

在實踐的運動員機能評定中，科研者已將尿肌酐這一指標很好的運用于各個運動項目。葉衛兵、翟士領［1］在研究中指出，青少年柔道、摔跤運動員的尿肌酐尿日排出量與瘦體重、肌力呈正高度相關。吳紀饒、何璐［2］等在中發現尿肌酐系數的變化與運動成績的提高呈高度正相關,并與運動員競技能力的增長有著依存關系。林文強、黃華應［3］研究指出省隊成年運動員各泳式百米比賽成績與晨尿肌酐量的關系非常密切,達到負的高度相關，表明磷酸肌酸儲備量越多,表明速度、力量素質越好,則游百米全程所用的時間越短。也有一些研究者將尿肌酐運用于運動員選材中［4-6］，指出運動員尿肌酐水平越高，其生化基礎水平越好。這充分說明肌酐在運動員的機能評定中至關重要。血肌酐Cr與尿肌酐同為肌酸在肌肉中代謝的終產物，與尿肌酐擁有著同樣的評價意義。但在國內利用血肌酐來對運動員身體機能進行評定的研究和實踐甚少。而尿肌酐的測定受人為因素眾多，需連續三天采集運動員尿樣本算取平均值來確定最后尿肌酐水平，因此測試的操作和數值上不如測試Cr便捷與準確。同時在臨床醫學上，Cr濃度測定是評價腎功能的有效指標，Cr能較準確的反應腎實質受損的情況。但在實踐過程中發現，大多數運動員的Cr水平都呈現異常狀態。目前Cr正常值在各個醫院的衡量標準不一樣，一般來說Cr正常值標準為：44-133μmol/ L，當Cr超過133μmol/L時，意味著腎臟出現損傷，已經腎功能不全腎丶衰竭。但內源性Cr受劇烈運動的影響，其濃度會發生改變。很多運動員的Cr值已超出正常范圍。

因此，血肌酐Cr很有必要作為一個新型的生化指標，應用于運動員的機能評定中，一方面用來評定運動員的肌肉質量和磷酸原系統供能能力，另一方面在訓練過程中監測運動員的腎功能異常。同時針對運動員的Cr水平，不能用一般正常人的Cr范圍值來評判運動員的Cr是否異常，需要建立屬于運動員自己的Cr范圍值，且應區分不同運動項目。

2 國內外學者的相關研究

2.1 Cr與身體指數的關系

眾所周知，Cr值與肌肉質量密切相關，而瘦體重與肌肉指數呈顯著正相關［7］（r=0.923）因此許多學者對Cr濃度與身體指數、年齡、性別各方面關系展開了系列研究。早在1986年，R.Swarminathan et al.［8］在研究中指出，男性與女性的Cr值存在顯著差異，Cr值隨年齡的增長而增加。在研究的673名健康受試者中，男性Cr值比女性的Cr值為略高，同時男性LBM（Lean body mass)顯著高于女性，數據顯示LBM與Cr呈顯著性正相關；在20-49歲的受試者中，LBM與Cr相關系數為0.59，具有顯著性差異。但T.A.M.Karila et al.［9］的研究卻有不同的觀點。以18名國家級摔跤運動員為實驗對象，在為期2-3周的減重訓練方案前后測量LBM及Cr值，發現訓練后的LBM較訓練前顯著下降，但訓練后Cr值較訓練前有顯著上升，兩者呈現負相關。另外有學者針對運動員在安靜時與訓練期、比賽期的Cr值做了相關研究。G Banfi et al.［10］調查了151名8個不同運動項目的職業運動員在安靜時的Cr值（見表），數據顯示Cr值與BMI呈顯著性正相關，r=0.48。同時對220名8個不同運動項目的職業運動員比賽訓練期測定Cr值，數據顯示運動員Cr值顯著高于對照組。

運動員Cr值與身體指數存在一定關系，不同運動項目的運動員Cr值也不盡相同，但未形成科學理論依據，還需通過實踐去探索其中的規律性。

2.2 Cr與運動訓練

許多運動員在訓練過程中出現Cr升高的情況［11］。A.S.R. Srlva.et al.［12］針對15名巴西男性職業足球運動員在訓練期的前、中、后期采取血液樣本進行生理生化分析，數據結果顯示訓練后期Cr值顯著高于訓練前。同時指出在Cr值最高時，運動員的競技能力表現最差。Dale Long.et al［13］.以10名專業運動員為研究對象，進行鐵人三項（游泳、自行車、跑步）運動實驗，分別在實驗前、游泳結束后、自行車結束后和跑步結束后采取血液樣本進行生理生化分析，結果顯示這三項運動結束后的Cr值都顯著高于運動前，各項目之間所測的Cr值無顯著差異。中國學者馮煜、郭子淵、魏琪、張樹林［14-17］等都在自己的研究報告中表明，運動員在運動過程中的Cr值基本隨運動負荷的變化而變化。運動負荷增加時，Cr值升高；運動負荷下降時，Cr值下降。這與國外學者的研究結果相一致。同時孟軍、曾亞琪、王建文［18-20］等在馬的實驗研究中也發現的相同規律。因此，在運動員的生化監測和機能評定中，科研人員可以利用Cr這一指標對運動員的訓練負荷進行監控，同時結合其他生化指標對運動員的訓練情況加以總結，以此為教練員的訓練計劃安排提供科學依據。

2.3 Cr與力量訓練

Truls Raastad et al.［21］對18名男性學生進行為期2周的力量訓練，研究發現大負荷力量訓練結束后的第四天測試的Cr值較力量訓練前有顯著上升。N.P.Hiltone et al［22］.研究指出在腎臟功能正常的情況下，抗阻訓練的實驗組肌肉指數與Cr呈高度正相關，而不運動的對照組肌肉指數與Cr呈高度負相關。Jordan M.Joy［23］針對21名健康人進行12周的抗阻訓練，研究發現受試者肌肉力量在訓練后較訓練前有顯著增強，同時其脂肪含量有顯著減少，Cr值在訓練第8周和訓練后都較訓練前有顯著上升，受試者的ATP水平也顯著上升。劉連山［24］通過對12名二級男子標槍運動員進行3種不同類型（有氧、無氧、力量）的運動訓練后，測定運動員的Cr值，發現有氧、力量訓練后的2h和15h的Cr與安靜值具有顯著性差異，力量訓練后的Cr值在三種訓練類型中最高。不少學者［25-27］通過同樣的方法，對不同運動項目的運動員進行種模式的訓練后，測定的Cr值都呈現以上相似的變化規律，在力量訓練后2hCr值達到最大，但不同項目的運動員其肌酐所達到的最大值不盡相同。吳頸松、王玲［28］測定30名男子二級田徑全能運動員力量訓練后的最大肌酐值為130±13.7μmol/L；阮恩茜［29］等測定13名優秀游泳運動員力量訓練后的最大肌酐值在運動后的4h，其值為108.4±11.3μmol/L。薛東蘭［30］以體育學院田徑專項的36名男生為實驗對象，進行為期5周的不同模式的訓練，在訓練前后測定Cr值。實驗結果顯示在運動訓練后即刻測定的Cr值顯著高于安靜值，且經過功率自行車訓練和短跑的常規訓練后的即刻Cr值最高。王燕［31］對9名田徑運動員進行為期2個月的無氧功率自行車訓練，分別在訓練前后測定Cr值，結果顯示在訓練后的Cr值較訓練前增長了7.18%。谷忠德等［32］以山東省舉重隊優秀運動員和二線隊伍的青年選手12名為實驗對象，對其測定有氧操訓練前后有氧能力、無氧能力和Cr值，結果顯示有氧功率與無氧功率均有不同程度的提高，同時Cr值顯著高于訓練前，增長了78.5%。

不同的運動訓練模式都會使人體內的Cr濃度提高，尤其是力量訓練。Cr值的大小往往與肌肉的發達程度緊密相關。力量訓練使運動員的肌纖維變粗，肌肉力量進一步加強，同時力量的增強使肌肉中的CP濃度增加，ATP-CP系統的功能能力也會進一步提升，人體內的Cr濃度也會有所增加。因此，Cr可以很好地對骨胳肌系統的生化評定，又是非損傷性的衡量體內磷酸肌酸水平方法。在舉重、摔跤、投擲等運動項目的運動員的生化監測及機能評定中，可以充分利用這一指標來為運動員進行更好地服務。

2.4 Cr可以評估腎小球的濾過率及腎臟功能

許多學者對于運動后Cr值變化與eGFR進行相關研究［33-35］。Tian等［22］對10名參加21km長跑的運動員進行研究，發現運動后2-4h估算的腎小球濾過率較基線下降20%，24h后eGFR并沒有完全恢復。Hoffman et al.［36］對參加161km超長馬拉松跑的207名選手進行研究，訓練結束后30min以內收集血液及尿液樣本，測定Cr值，根據RIFLE標準，9名運動員Cr升高2倍，62名Cr升高1.5倍，34%的運動員達到急性腎損傷的標準。Markus Niemela et al.［37］對一名滑雪運動員經過24h的運動后進行研究，發現其Cr值在運動后急劇上升，在運動后3h才恢復至安靜水平。研究指出長時間高強度運動會對肌肉、心臟和腎臟產生危害。中國學者黃曉玲、張剛［38-39］等利用動物為實驗對象，也表明運動訓練后動物的Cr值明顯高于訓練前，運動過程中氧自由基水平升高，腎細胞相對缺血，導致其腎功能造成一定損傷。但有部分學者提出不一樣的看法。Jacques R Poortmans et al.［40］認為在運動過程中利用Cr來評價GFR具有局限性。研究對20名年輕男性進行30min的80%強度進行運動，在運動前后采血、尿樣本進行分析，數據結果顯示在安靜時，利用Crn（血肌酐）和Cyst C（血清胱抑C）方程計算的GFR與CL-Crn(血肌酐清除率)無顯著差異。在運動后即刻，eGFR較運動前顯著降低。Cl-Crn計算值（-30%）與Crn計算值（-18.2%）和Cyst C計算值（-19.8%）具有顯著差異。在恢復期，Cl-Crn評價的GFR值恢復至安靜值，而利用Crn和Cyst C計算的GFR值還在持續下降。因此，對于運動員，用Crn和Cyst C都不能準確的反應GFR及腎臟功能狀況。Giusppe banfi et al.［41］同樣提出利用Cr來評價GFR這一觀點是有缺陷的，還應考慮個體肌肉質量。運動員身體活動對Cr值的變化取決運動的強度和時間。對于職業運動員，利用MDRD方程所計算出的eGFR是不可靠的，運動員應該利用其Cr基礎值來進行長期持續性的評價。

長期大負荷的運動訓練會使人體血肌酐水平升高，腎功能出現損傷。但在運用Cr進行腎功能評定時，一定要注意運動員這一特殊對象，不能僅僅利用常人的Cr范圍值來對運動員腎功能進行評定，而要在長期的監測中確定運動員Cr的個性化，如此Cr在運動員身體機能中的評定才具有嚴謹性與科學性。

3 結語

國內外學者的相關研究都主要集中在研究運動訓練后的Cr變化規律及對腎小球濾過率及腎功能的評價，但國內學者沒有針對運動員休息期和訓練競賽期的Cr水平分別提出研究，且對運動員腎小球濾過率的評價方法提出方法與建議，其科研實驗方法都未有創新點，同時對于運動員在運動訓練后所造成的腎臟功能的損傷的研究也未見報道，都只是停留在對動物的實驗基礎上。在將Cr這一指標應用于評價肌肉力量狀態及ATP-CP系統供能能力方面也未有相關研究，可能存在一些測試條件的限制。但國外學者對于運動員訓練與Cr值變化的相關研究給我們提供了一些新的想法與建議，在今后的科研之路中可以從多方面角度來考慮運動員Cr水平及腎臟功能狀況。

綜上所述，運動訓練與人體內Cr濃度的變化有密切關系。我們可以以Cr作為新的生化指標，來對運動員的運動負荷、磷酸原系統的供能能力和肌肉狀態進行監控，以此來更好地評定運動員的訓練效果和預測運動成績。同時要與其他生化指標相結合，在訓練的過程中評定運動員腎臟功能是否異常。在實踐過程中，很多運動員的血清肌酐值已超出正常范圍。由國內外學者所做的科研結果可知道，每個項目的運動員其Cr值都是不一樣。因此，不能用一般正常人的血清肌酐范圍值來評判運動員的血清肌酐是否異常，同時也不能僅僅用Cr值來評價GFR。這需要在長期持續的訓練過程中，建立屬于運動員自己的血清肌酐范圍值，同時區分不同運動項目。如何來確定屬于運動員自己的肌酐水平范圍，運用更好地方法來評價腎臟功能，這需要廣大學者、科研工作者在今后長期的實踐中去探索其規律，找出不同運動項目的運動員屬于自己的肌酐值。既能保證腎臟功能的正常，又能很好地評價運動效果。這項工作任重而道遠。

表1 各個國家運動員在不同時期的Cr值（±SD）統計表

表1 各個國家運動員在不同時期的Cr值（±SD）統計表

（注：N.S表明無顯著性差異）

運動項目運動員水平人數測試時間不運動受試者Cr（μmol/L）P-value鐵人三項籃球自行車摩托車足球水手阿爾卑斯山滑雪橄欖球北歐滑雪自行車自行車泰拳田徑足球鐵人三項標槍田徑柔道散打舉重游泳意大利國家隊意大利甲級職業職業意大利甲級美國游艇隊意大利國家隊意大利國家隊意大利國家隊職業非職業職業職業巴西職業非職業中國二級中國二級中國一級中國一級中國一級、二級中國一級15 29 35 13 27 23 34 44 37 80 71 20 20 15 10 12 30 10（女）12 12 13休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期休息期運動后運動后運動后運動后運動后運動后運動后運動后運動后Cr（μmol/L）97.24±17.6 101.66±6.1 82.21±6.18 81.33±7.95 112.27±7.9 95.47±9.7 101.66±8.8 114.92±9.7 77.79±8.84 73.37±10.6 76.02±17.6 90.168±3.5 92±12 1.62±0.17 102±14.1 128.1±17.3 130±13.7 115.8±19.4 95.8±16.4 102.2±26.8 108.4±11.3 60 60 60 10 83.09±10.6 83.09±10.6 83.98±17.7 87.51±1.8＜0.05＜0.01＜0.01 N.S

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Application of Serum Creatinine in Functional Evaluation of Athletes

LI Lei1，HONG Changqing2，GENG Ting2

Using the method of literature，research of serum creatinine in functional evaluation of athletes were analyzed，this paper aimed to understand the changes of blood creatinine in athletes during training process and the related evaluation application.It tried to provide scientific theoretical basis for the future evaluation of athletes'training level，athletic ability and health status.

serum creatinine；athlete；renal function；training effect

G80-05

A

1003-983X（2017）06-0503-05

2017-04-12

2017年湖北省體育領域自然科學研究課題資助項目（2017B004）

李蕾(1993-),女,湖北咸寧人,在讀碩士,研究方向:運動生物化學.

1.湖北大學體育學院,湖北武漢430062;2.湖北省體育科學研究所,湖北武漢430205. 1.Hubei University Sports College,Wuhan Hubei,430062; 2.Hubei Sports Science Institute,Wuhan Hubei,430205.