虞运

中图分类号：G804.5 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2017）02-021-02

摘 要 目的探讨碳酸氢钠溶液对人体乳酸阈的影响以及增加体内碱储备对人体有氧运动能力的作用。测试方法：随机选取20名男性受试者，平均年龄22.8周岁，±1周岁（无代谢疾病）。将20名受试者分成两组，实验组和对照组，分别进行两次实验。头戴运动心肺测试系统，进行布鲁士跑台实验，记录每位受试者乳酸阈出现的时间。第二次实验，实验组服用含有碳酸氢钠的溶液300ml，剂量为0.3g/kg，对照组服用氯化钠溶液300ml。再次进行跑台实验，记录每位受试者乳酸阈出现的时间。结果：服用碳酸氢钠溶液的实验组受试者乳酸阈出现时间较第一组实验明显推迟（P<0.05），服用氯化钠溶液的对照组乳酸阈出现时间与第一次试验无明显差别（P>0.05）。结论与建议：（1）服用碳酸氢钠溶液对乳酸阈的推迟出现有积极意义。（2）服用碳酸氢钠溶液对有氧运动能力有明显提高。

关键词 碳酸氫钠 碱储备 乳酸阈 有氧运动

一、研究方法

（一）文献调查法

主要通过苏州大学图书馆相关的馆藏书、中国知网、中国期刊网等收集相关研究资料，以及运动生理学和运动生物化学教科书本为本研究提供理论依据。

（二）实验法

注意使用仪器的要求，保护好所用仪器。和受试者讲解测试步骤和简单原理，由于本实验需要一定的力竭运动，一定要保证受试者的安全。

二、研究对象

实验对象来自苏州大学随机抽取的20名男性测试者。平均年龄22.8周岁，±1周岁

要求：

（一）无肝肾等代谢类疾病，碳酸氢钠进入体内会增加大量的钠离子，有代谢疾病的受试者会有过敏性反应。

（二）无心脏疾病，本次实验需要一定强度的有氧心肺耐力，要避免实验过程出现危险情况。

（三）有一定的运动能力，不经常运动的人在运动过程中呼吸调节能力差，呼吸量不均匀。影响实验结果图像的观察。

三、方法与设计

（一）实验仪器

1.MAX-II心肺功能测试系统

（1）打开机器预热一小时左右。

（2）按下MAX-II前操作板上的calibrate（low）按钮，与此同时打开机器后的氮气瓶阀门，调节氮气瓶口的气流流量阈，使氮气瓶上的流量表显示（小量程标）指向10psi。之后旋转调节MAX-II前操作板上的LOW旋钮，使仪表盘上的氧气和二氧化碳读数显示为0。

（3）按下MAX-II前操作板上的calibrate（high）按钮，与此同时打开机器后的混合气瓶阀门，调节混合气瓶瓶口的气瓶流量阈，使混合气瓶上的流量表显示（小量程标）为10psi。之后旋转调节MAX-II前操作板上的high旋钮，使仪表盘上的氧气和二氧化碳读数显示为5.0和21.4。所有步骤全部完成后，按下前操作板上的automatic按钮。

（4）启动计算机桌面的MAX-II心肺功能测试系统程序，点击菜单栏上的calibrate图标，进入空气流量定标界面。

（5）点击定标界面上的autocall图标，进入流量定标界面。将打气筒口接上管道的通气处，然后进行五次打气操作。当桌面显示5组数据已满，就点ok图标。反复进行两次打气操作，共10次数据，要求前五次和后五次误差在1以内。之后，自动会退出流量标定界面，桌面跳出测试动画。

（6）所有步骤进行完毕，新建一组数据库，点击start study进行试验。

2.跑台

打开机器，选择模式4，布鲁氏跑台方案（每隔三分钟提高跑速和跑台角度，逐渐增加运动强度）。

（二）实验设计

1.跑台上的跑步采用布鲁氏方案，即每三分钟增加一次跑速和跑台角度。

2.本次实验要求测试受试者的乳酸阈，也就是血液中乳酸浓度的变化，如果进行取血测试，第一，会造成受试者的损伤。第二，我们也需要乳酸变化的即刻时间表，需要多次取血，实验难度大，可行性不高，结果也并不准确。第三，血乳酸测试需要精准的乳酸测试仪并且需要多次测试，工程量大，步骤繁琐，容易出现误差。通气阈的生理机制：缺氧是造成通气量突然急剧增加的主要原因，当运动强度较低时，人体摄氧量能够满足需氧量。当运动强度逐渐增大，人体摄氧量不能满足需氧量时，乳酸能供能系统也就是糖的无氧氧化会逐渐代替糖的有氧氧化供能，糖的无氧氧化生成少量的ATP但是会生成大量的有害代谢物乳酸，大量的乳酸涌入血液，会使血液中二氧化碳分压和氢离子浓度急剧增加。刺激了颈动脉的化学感受器和呼吸中枢，大脑接受到这种刺激，为了维持体内环境稳态，酸碱平衡，会使通气量快速增加，产生了过度通气现象。这一点就是通气阈。乳酸阈是体内乳酸含量猛然上升的临界点（约为4mmol/L）。而人体内乳酸浓度的变化与呼吸频率的变化直接相关，乳酸浓度升高，呼吸频率变高。在递增负荷运动中，气体代谢的各种指标会随着体内乳酸浓度发生有规律变化。当血乳酸浓度急剧增加，通气量，耗氧量等生理指标也会发生非线性的上升现象，可用这种变化的特点来判断乳酸阈出现的时间。所以，我们可以用测试通气阈的变化来反映乳酸阈变化，用测试通气阈的出现时间推导出乳酸阈，也能简化实验。

3.安排对照组，他们第二次测试服用安慰剂。是为了消除超量恢复带来的的影响。因为在第一次测试过后，第二次测试，可能会出现成绩提高的现象。

（三）测试程序

正式测试前必须进行讲解，使被测者了解掌握测试程序和设备使用要求，熟悉测试环境，掌握测试方法。具体的方法如下：

1.开始测试前，我首先讲解测试的要求和目的，实验仪器操作规范，让受试者知道跑台的紧急制动按钮，以免发生意外情况，最后示范操作一次。

2.第二次实验要求：

（1）由于碳酸氢钠溶液见光，空气接触，温度升高会加快碳酸氢钠的反应，（生成氯化钠）。所以所有的饮料尽量现配现用，如果没有条件，也应该将配置好的溶液必须密封，避光，低温保存，以减少实验误差。

（2）测试时的天气必须与第一次实验相同，因为温度，气压会影响通气阈的变化。

（3）我们将实验组每位受试者服用0.3g/kg体重的300ml碳酸氢钠溶液。对照组每位受试者服用相同口感的氯化钠加淀粉溶液300ml。作为安慰剂。当人体空腹时，液体在胃中停留时间约为15分钟，其中一小部分碳酸氢根离子与胃中的氢离子中和，产生二氧化碳。大部分进入血液循环。所以我的实验会在服用碳酸氢钠溶液之后30分钟进行。这时候，血液内的碳酸氢根离子的浓度会呈现出峰值。随着时间的延长，体内的碱性离子浓度过高会刺激到颈动脉的化学感受器，体液调节会迅速调节人体的酸碱平衡，降低体内碱性离子的浓度，使体内的碱性离子浓度下降。影响实验效果。每位受试者实验时长约为10分钟，在实验过程中必须严格控制碳酸氢钠溶液的饮用时间，每位受试者饮用饮料时间间隔15分钟（5分钟包括仪器调整，面罩清洗过程时间）。最后进行试验，试验方法与步骤和第一次实验相同。

（四）统计学分析

四、结论与建议

（一）结论

1.口服碳酸氢钠溶液促进有氧运动能力

赛前服用0.3g/kg体重剂量的碳酸氢钠溶液可以使通气阈出现时间推迟，所以也能使乳酸阈出现的时间推迟。而乳酸阈与有氧运动成绩息息相关，这早已被科研工作者作为评价运动员有氧耐力水平的生理标准。所以，服用碳酸氢钠溶液可以增加运动员的抗酸中毒能力，提高有氧运动水平。

2.口服碳酸氢钠溶液存在不良影响

根据统计学计算得出的数据，T值为2.13。略大于 =2.101。虽然是有统计学意义，但是这差值还不够显著p<0.01。在测试过程中，服用碳酸氢钠溶液的受试者多有发生打嗝，腹胀气等现象。因为碳酸氢钠在胃中与胃酸HCl反应，产生了大量的二氧化碳。这势必会干扰受试者在运动过程中的专注程度，腹部胀气在运动过程中特别影响运动体验。这很可能是造成差值还不够特别显著的主要原因。

（二）建议

1.碳酸氢钠溶液使用方法需要改进

口服碳酸氢钠，碳酸氢钠会经过人体的消化道，在胃中，一部分会被胃酸中和，影响了一定的药效。剩余的碳酸氢根离子才会进入到人体的血液循环，中和氢离子。如果采取静脉滴注的方法，碳酸氢根离子会直接进入血液循环。这样，我们可以减少碳酸氢钠的使用量却达到同样的效果。并且静脉滴注不会产生腹胀气，恶心，打嗝等不利于运动员正常发挥的现象。而服用大量的碳酸氢钠会造成体内钠离子含量增加，血液中钠离子含量过高会造成：（1）升高血压。（2）促进动脉粥样硬化：使血浆胆固醇升高，有促进动脉粥样硬化的作用。（3）加快骨钙丢失：易患骨质疏松癥。（4）高钠血症等代谢类疾病。

2.碳酸氢钠应选择在赛前使用

本次实验中使用的0.3g/kg体重的碳酸氢钠用量已经远远超出日常人体的钠离子需求量，在很多训练队中，运动员长期服用碳酸氢钠来增加体内的碱储备，会对人体的酸碱平衡系统造成很大负担，而且也对肾脏代谢不利。所以，碳酸氢钠最好用来临时增加体内碱储备最为合适，也就是赛前使用。第一，赛前服用会让运动员有一定的心理暗示作用，使运动员兴奋性增加，使提高运动成绩的现象更加明显。第二，长期服用会对人体肾脏造成很大负担，不利于运动员的可持续性发展。

参考文献：

[1] Graf H，Arieff Al，李德馨.应用碳酸氢钠治疗有机酸酸中毒的探讨（评述）[J].国际麻醉学与复苏杂志.1988（2）.

[2] 娄伯勤，倪根珊.碳酸氢钠的近日临床应用[J].临床荟萃.1994（21）.

[3] 陈晋云.碳酸氢钠对人体运动能力的影响[J].体育学刊.1999（6）：53-55.

[4] 赵亮.不同递增负荷实验方案对自行车运动员有氧能力评定结果的对比分析[D].首都体育学院.2008.

[5] 邵士元，谷秀芳.肌肽复合物、新剂型碳酸氢钠补充对人体无氧运动能力的影响[J].泰山医学院学报.2008，29（6）：406-409.

[6] 魏冰，杨则宜.补充碳酸氢钠对1min最大无氧运动能力及血乳酸恢复的影响[C].全国体育科学大会.2011.

[7] 郑选梅，李红，陈景刚.运动员个体乳酸阈推算程序设计与初步体验[J].搏击：体育论坛.2013，5（3）：73-74.

[8] 汪鹏，兰雷，倪力军，任伟.纠正酸中毒对维持血透患者营养状况的影响[J].中国临床保健杂志.2014（5）：460-463.