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体育网刊2011年第3期
 
耐力性运动对机体血脂代谢的影响及对高脂血症的防治

2011/5/17 17:34:30 浏览次数 7313  

余锋1,徐波1
(1.华东师范大学体育与健康学院,上海200241)


摘  要:机体的脂代谢异常(主要是血脂)是动脉粥样硬化、冠心病等心血管系统疾病的最重要的致病因素, 高脂血症是脂代谢异常的一种。目前运动疗法被认为是综合性预防和治疗高脂血症的有效手段之一。本文通过文献综述法和理论分析法就血脂的生理生化功能、耐力性运动对血脂水平的影响、耐力性运动对血脂代谢的影响机制及耐力性运动对高脂血症的防治进行了分析与探讨,以期为血脂代谢异常患者提出合理的建议和运动防治高血脂症的方案。

关键词:耐力性运动,血脂代谢,血脂异常,高脂血症

    运动中机体的能量供给途径以糖和脂肪有氧氧化供能为主,糖类是各种不同形式运动中的最主要的供能物质,但在耐力性运动项目中,脂肪作为能源物质的作用也显著性增加了,随着运动的进行,脂肪动员的比率和速率都会增加。
    血液中的脂肪主要包括TC (胆固醇)、TG (甘油三酯)、磷脂和FFA (游离脂肪酸) ,它们各自具有重要的生理生化功能[1]。TC的生理功能主要归纳为两个方面:TC 是机体生物膜必不可少的结构成分,TC还是一些机体内的重要化合物的前体;TG是人体内含量最多的脂类物质,机体的大部分组织均可利用TG的分解产物供能。FFA是中性脂肪分解的产物,当肌肉活动所需能源--肝糖元耗尽时,脂肪组织便会分解中性脂肪成为游离脂肪酸来充当能源使用。故游离脂肪酸可算是进行长时间耐力性运动所需的能源物质(例如马拉松赛跑)。
    由于耐力性运动是较长时间中等强度的运动,为机体利用脂肪氧化供应能量提供了有利的前提条件。耐力性运动中机体动用脂肪供能主要与以下几方面的因素有密切的关系:运动强度、运动持续时间、运动形式、训练期的饮食调节和代谢激素调节等诸方面影响因素。

1. 运动强度对血脂代谢的影响
    机体动用血液中的脂肪酸供能与训练时的运动量密切相关,运动量主要受运动强度和运动持续时间的影响,运动强度是决定运动量大小的重要影响因素之一,对运动中能源物质动用的比例有着显著性的影响。大量研究表明,有氧运动的运动强度的大小是决定运动时脂肪氧化程度的主要因素。目前有研究发现,不同的强度和不同持续时间的有氧运动,可以使骨骼肌中控制代谢的基因转录发生改变[2]。研究还发现中低强度运动时,主要以脂肪氧化供能为主,在以25%VO2max的运动强度运动时,几乎所有的能量都来于脂肪氧化;而以65%VO2max的运动强度运动时只有50% 的能量来源于脂肪氧化[3]。所以运动强度的大小是机体利用脂肪氧化供能的最主要因素之一。脂肪酸再酯化的速率也受到运动强度的影响,运动强度较大,机体需要更多的能源物质时,脂肪酸动员的速度加快,脂肪酸的再酯化过程就受到了抑制,脂肪酸氧化供能的比率就增加了。国外有研究发现[4]安静时70% 的脂肪酸在脂肪细胞内进行再酯化,而以40%VO2max 的强度运动30min 时,只有25%的脂肪酸再酯化,脂肪酸再酯化的速率明显降低,而血浆游离脂肪酸的出现率和可利用率大大增加;而进行高强度运动(>80%VO2max)时,则因糖酵解增加,血乳酸浓度增高,抑制脂肪水解,促进了脂肪组织的再酯化作用。
2. 运动持续时间对血脂代谢的影响
    运动持续时间是决定运动量的又一关键性因素,耐力性运动一般持续时间在30分钟以上,与短时间大强度的力量或者速度运动相比,持续时间较长的耐力性运动血液中脂肪酸和甘油三酯的供能比重显著性增加了。研究发现,中等强度运动30min后脂肪酸动员明显增加,脂肪在运动中的供能作用明显增大[5]。SeipRL等研究发现:以50%VO2max运动60-90min,检测到骨骼肌中LPL的基因表达明显增强,并可以持续到运动后8h以上。Hildebrand研究发现:以50% VO2max运动45min时,红肌中控制丙酮酸激酶、己糖激酶、血氧合酶的基因转录都加强,而白肌中控制血氧合酶的基因转录没有改变;从45min 持续到180min时,红肌中控制丙酮酸激酶、己糖激酶、血氧合酶基因转录分别增强了15倍、25倍和30倍。180min后,白肌中控制丙酮酸激酶的基因转录增长了200倍,而控制血氧合酶的基因转录增长了15倍[6]。另外,进行60min长时间的耐力运动,可以使大鼠骨骼肌和心肌脂蛋白脂肪酶(LPL)的活性提高。
3. 运动形式对血脂代谢的影响
    运动形式对机体脂代谢也有不同程度的影响,不同的运动形式由于所动用的供能系统不同,三大能源物质的供能比例会有显著性的差异,耐力性运动如马拉松跑与100米跑所动用的能源系统差异是很大的,而且在同一种运动的不同阶段动用的能源系统也是不同的。研究发现,参加系统性耐力训练的运动员大多数表现出血浆HDL-C浓度升高,平均升高20%-35%,而参加速度、力量训练的运动员则无明显变化[7]。又有研究发现,耐力性项目运动员血浆甘油三酯浓度普遍处于正常值偏低水平,与速度、力量训练的运动员有显著性差异,其中长跑、越野滑雪和网球运动的测试结果相似,而长跑比骑自行车脂肪氧化得更多[8]。
4. 训练期饮食调节和代谢激素调节对血脂代谢的影响
    训练或比赛期间的饮食的调控对机体能源物质动用比例的影响也比较大,在耐力性运动中, 普通膳食摄入的糖(55%)、脂肪(30%)和蛋白质(15%),在运动开始时利用糖, 随后逐渐利用脂肪。研究发现,数天食用高脂低糖膳食, 运动时优先利用的能源物质是脂肪,但当出现疲劳、筋疲力尽的时间提前很多[9]。数天食用高糖低脂膳食, 运动优先利用的能源是糖。随着运动的持续, 逐渐转向动用脂肪供能, 但运动耐力却是食用混合膳食的两倍, 是高脂膳食的三倍。许多研究表明,禁食可以使运动时脂肪酸氧化供能的比例增加。大鼠短期禁食后,肾上腺和去甲肾上腺素浓度升高,刺激脂肪水解,使血浆中游离脂肪酸浓度升高,对人类的研究也有同样的发现。国外的研究发现禁食6h以上进行运动最有利于动员脂肪,而高糖膳食、运动前食糖则不利于脂肪动员。Lambert的研究发现补充中链脂肪酸有利于增加脂肪氧化供能[10],但究竟补充多少更有利于脂肪氧化供能,目前尚无确切的结论,而Achten研究发现,高脂膳食后进行运动也不利于脂肪氧化[11]。
    关于调节代谢性激素对脂代谢的调节作用,不少研究已经证实,如肾上腺素、去甲肾上腺素、儿茶酚胺、胰岛素、胰高血糖素、促甲状腺素和生长激素等都是促进脂肪氧化动员的良好刺激因素,这些激素通过抑制脂肪酸合成的转录, 降低脂肪酸合成酶活性等多种途径增强酯解速度, 起动脂肪酸的利用。动员后的脂肪酸进入线立体进行h氧化。体内肉碱等物质含量相应地升高增强脂肪酸的转运, 促进脂肪酸的β氧化, 释放能量, 供肌体利用。运动时肌体的各种应激反应促使脂肪酸连续地, 从脂肪组织释放入血, 血浆肪酸浓度逐渐升高、运动肌摄取和利用量也相应地增多, 耐力性运动的开始数分钟内, 大肌群参与收缩, 血浆脂肪酸浓度暂时下降, 然后逐渐升高[12]。这些激素在调节体内脂肪氧化供能过程中的相对重要性尚未明确。
5. 运动对高血脂症的防治作用
    随着社会生活方式的快速变化,人们的饮食结构和饮食习惯也发生了很大的变化,导致了各种代谢性的疾病的发生。高脂血症、动脉粥样硬化、高胰岛素血症、高血压等疾病是目前世界上死亡率最高的几种疾病。国内外研究表明,人体内脂类代谢异常是最重要的致病因素[13]。高脂血症是指由各种原因引起的机体脂代谢紊乱,从而使血TC和TG水平升高的情况[14]。长期血脂增高的直接后果是脂质尤其是胆固醇侵入大血管壁后沉积、集聚在血管壁上,促使动脉血管内膜平滑肌细胞和纤维细胞的增生,导致动脉粥样硬化,而动脉粥样硬化又是冠心病等高致死率和高致残率疾病的重要病理基础[15]。可见, 高脂血症与人类的健康状况密切相关,备受广大研究者的关注。
    有效地控制饮食脂肪的摄入,低脂、低糖膳食是降低血液中脂类的主要途径,但又有研究表明:单纯通过饮食控制来控制或治疗高脂血症对高脂血症的疗效没有运动方式或运动加饮食相结合的方式理想[16]。研究还发现,对于中老年人坚持有规律的健身运动, 有助于控制或降低血脂和减缓细胞脂质过氧化作用,进而达到预防心血管疾病、延缓衰老[17]。因此,合理的运动加上控制饮食相结合对于预防高脂血症非常重要。
    国外有实验研究发现:中等强度耐力性运动可使大鼠线粒体数目增加,体积增大,多种氧化酶的活性都有不同程度的增强,长链脂肪酸的氧化明显增多[18]。Gollnick和Saltin也发现并进一步证实耐力训练后肉碱软脂酰基转移酶I、肉碱酰基转移酶和脂肪酸酰基CoA合成酶的活性或含量都有所增多,这些都有利于脂肪酸更多地被氧化利用。DeGlisezinskiI等研究表明:以中等强度运动1h后,肥胖大鼠皮下脂肪脂解明显,而且脂肪酸氧化增多[19]。此后,有人对此机制进行了进一步的深入研究。Klein等研究表明:训练有素的人与未经过训练的人相比,在耐力运动中脂肪分解供能更多,这是因为其脂肪酸的跨膜转运能力提高了。Olive 等发现耐力运动后瘦素水平明显下降[20]。Lange研究发现,进行中等强度的耐力运动训练可以使血浆脂肪酸的浓度增大20多倍。Jensen研究发现,中等强度的耐力运动训练可以使脂肪酸的利用率提高2-4倍。
    目前很多研究显示,耐力运动员在运动中可以消耗较多的肌内甘油三酯,耐力训练可以使人体在运动时动员肌内甘油三酯(IMTG)的比重增大。Phillips等研究表明,中等强度耐力运动1个月后IMTG利用比原来提高了63%[21]。近年来的研究已经证实,大鼠骨骼肌内脂肪的水解受脂肪酶的调节,受交感神经和肾上腺素的影响大,耐力训练可以使骨骼肌IMTG动员明显增多,但是受不同的肾上腺素能受体的影响程度分别有多大尚无定论。运动影响血脂水平的机制可能是(1)运动能消耗体内FFA, 加速乳糜微粒(CM) 和极低密度脂蛋白 (VLDL) 分解;(2)运动导致细胞间LPL 的活力增大, 使毛细血管内皮LPL 得到补充, 血浆TG脂解增加, 从而导致TG水平下降; (3)运动可以有效地改善血浆脂蛋白的成分, 能够升高HDL-C, 降低LDL-C, 使体内脂肪达到适宜的分布状态[22]。
    综上各位研究者的观点,运动特别是持续时间较长而强度又不很大的耐力性运动对机体血脂代谢及对高血脂症的防治具有非常积极的影响。高脂血症是脂代谢异常的典型形式, 与人们的健康密切相关, 应引起人们的重视。为了减少高血脂症对人们健康造成的危害, 人们应该从日常生活做起, 积极的预防和治疗高血脂症及有高血脂症引起的其他脂代谢异常疾病。饮食控制是治疗高脂血症的方式之一, 运动加饮食控制更是高脂血症的重要有效手段。有氧耐力运动能够降低血脂中的不利成分, 提高有益成分,而且能够有效地改善血脂的组成成分,对高脂血症的防治具有积极意义,但由于运动对脂代谢及对血脂异常影响的机制非常复杂,所以,在这方面还有待于进一步的研究,以期找到运动与脂代谢更确切的机制,为血脂代谢异常患者提供更加有效的防治途径。

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