孔梅 张翔 叶梅聆(曲阜师范大学体育科学学院 山东曲阜 273165)



乳酸脱氢酶及其同工酶在运动中的监测和应用

孔梅 张翔 叶梅聆
(曲阜师范大学体育科学学院 山东曲阜 273165)

摘 要:文章采用文献资料研究法得出,血清中乳酸脱氢酶(LDH)是骨骼肌中一种重要的代谢酶,与年龄、性别、种族、肌肉质量、运动训练等因素有关。运动训练可引起运动员血清总LDH酶活性变化,而同工酶比例不发生变化。LDH同工酶比例的变化可用于辅助诊断肌肉疾病,同时,LDH同工酶谱的变化对于指导运动训练更具有极其重要的作用。全面准确地了解运动训练对LDH活性及其同工酶变化的影响,可以为科学地指导运动训练提供有利的理论基础。

关键词:乳酸脱氢酶 同工酶 运动训练 监测

血清肌酶水平是评定生理或病理状态下肌肉组织功能变化的一种标志。这些酶的增加可能是由于细胞坏死、急性组织损伤或慢性肌肉损伤引起的。血清肌酶及其同工酶的变化也可见于正常人和运动员剧烈运动时，酶从肌肉组织释放入血的量可受到体育锻炼的影响。肌肉活检结果证明力量和耐力运动员总乳酸脱氢酶(LDH)和LDH同工酶的活性不同。前者有较低的总LDH和同工酶LDH1活性,而后者具有较高的总LDH和LDH5活性。此外,血清LDH活性在不同强度、水平的训练后表现出不同的变化。在停止训练后也会观察到酶活性的增加。评估LDH活性可以获得肌肉代谢信息,对其进行研究有助于医生和训练师来确定适宜的训练水平以及与训练相适应的代谢类型。

1 乳酸脱氢酶概述

乳酸脱氢酶(LDH)是丙酮酸和乳酸反应使NAD还原为NADH的一种酶蛋白。在活细胞中通常有5种同工酶形式表达,这5种同工酶是由两种不同亚基M与H结合构成的四聚体,分别为LDH1、LDH2、LDH3、LDH4、LDH5。M链催化丙酮酸向乳酸转化,而H链提高丙酮酸有氧氧化。因此,LDH中一定数量的M链的存在,有利于厌氧反应的进行,而H链增加超过M链时,则向有氧氧化转换。LDH6仅由M亚基和免疫球蛋白结合形成,它的存在与动脉硬化性心血管病的不良预后有关。在肌肉组织中,LDH与肌钙蛋白相互作用,这种作用受到Ca2+浓度和pH值的影响,反应在pH6.0～7.0达到高峰。

2 健康受试者血清LDH

在正常血清中,骨骼肌主要产生肌酸激酶,而总LDH的表达受到影响,正常有氧氧化过程中,LDH1占主要地位。总LDH表达受年龄、性别、种族、肌肉质量、体力活动以及气候条件的影响。成年男性具有较高的血清LDH水平特别是在LDH1和LDH2,在老年期随着年龄下降。LDH具有昼夜节律,随日夜节律变化约10%,在晚上6点达到高峰。在寒冷天气下锻炼相对于温暖天气下锻炼,血清LDH升高。

3 血清LDH病理性升高的临床意义

血清LDH是活细胞损伤的标志物,同工酶的特异性增加可能有助于诊断。在急性非创伤性横纹肌溶解症中, LDH明显升高和LDH5升高直到损伤后10天。在个别恶性肿瘤中,常观察到LDH同工酶发生转化,LDH5升高,但往往还存在其他的肿瘤标志物,可能比LDH更具有辅助诊断意义。

LDH同工酶谱的变化可用于进行性肌肉病变和非进行性神经肌肉病变的鉴别诊断,在进行性肌肉病变中,随着病变的发展, LDH-M逐渐消失,LDH-H增加。同样,在严重的肌肉疾病中,M亚基与H亚基的比值降低。在肌养不良基因携带者的血清中同样发现LDH4与LDH5向LDH1和LDH2的转变。

4 运动导致血清LDH升高

运动也导致LDH显著增加,上升的程度取决于运动强度和运动时间。长时间的运动如马拉松后,LDH值呈两倍增加并持续2周。急性离心运动诱导的血清酶活性的升高程度要高于急性向心运动,在训练后3～5天出现LDH升高,有时甚至在运动后7天仍出现升高现象。这种变化是总LDH的变化,而运动后LDH同工酶比例没有发生变化,LDH1与LDH2比值没有发生变化。在动物研究中发现,高海拔地区LDH活性下降。

5 运动过程中血清LDH的监测

LDH在运动过程中显著增加,但同工酶的比例是不变的。运动引起的LDH活性变化取决于许多条件,并受训练水平的影响。事实上,在未经训练的人也出现LDH显著增加,在剧烈运动后9天组织内LDH将持续流出。体能训练降低运动后血清酶水平,LDH活性与训练水平和运动成绩相关。即使短暂高强度的间歇训练提高糖酵解和氧化肌酶活性,导致LDH少量增加,而在一段时间的停训后酶产生的适应性消失。在耐力训练后,总LDH活性增加以及LDH5降低。此外,血清LDH活性变化与不同部位的运动和运动强度相关,训练所能达到的最大强度与LDH活性的增加也同样有关。训练

的类型影响同工酶比例变化,研究证实耐力运动员具有较低的总LDH水平,但LDH1和LDH2的比例较高,而在耐力训练的肌肉中几乎不存在LDH5。后来的研究证实,有氧训练后LDH1和LDH2活性增加,LDH5降低。训练有素的运动员LDH4和LDH5的活性与运动员的冲刺速度呈正相关,同时发现LDH1和LDH2的活性与冲刺速度呈负相关。在极限运动后但未发生心脏损伤的运动员LDH1与LDH2的比值升高。在某种情况下,运动可能会暴露在日常生活中很少能观察到的情况,如痉挛、疼痛和运动性横纹肌溶解症。这种潜在的病症可能是由于乳酸脱氢酶M亚基不足导致的,剧烈运动时M亚基不足可引起由于糖酵解降低造成的疲劳性横纹肌溶解症。在这种病理情况下,糖酵解的降低明显阻碍了丙酮酸的增加和乳酸浓度的增加。

6 结语

运动员血清酶的监测是培训师和医师可以使用的一种简单、无创的方法,用于了解运动员的训练状况。LDH监测在研究训练中对肌肉反应有极其重要的作用,在训练中采用监控LDH的方法可以对训练有更好的指示作用。

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DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.05.049

中图分类号:G8

文献标识码:A

文章编号:2095-2813(2016)02(b)-0049-02