乳酸脫氫酶及其同工酶在運動中的監測和應用

孔梅 張翔 葉梅聆(曲阜師范大學體育科學學院 山東曲阜 273165)

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乳酸脫氫酶及其同工酶在運動中的監測和應用

孔梅 張翔 葉梅聆
(曲阜師范大學體育科學學院 山東曲阜 273165)

摘 要:文章采用文獻資料研究法得出,血清中乳酸脫氫酶(LDH)是骨骼肌中一種重要的代謝酶,與年齡、性別、種族、肌肉質量、運動訓練等因素有關。運動訓練可引起運動員血清總LDH酶活性變化,而同工酶比例不發生變化。LDH同工酶比例的變化可用于輔助診斷肌肉疾病,同時,LDH同工酶譜的變化對于指導運動訓練更具有極其重要的作用。全面準確地了解運動訓練對LDH活性及其同工酶變化的影響,可以為科學地指導運動訓練提供有利的理論基礎。

關鍵詞:乳酸脫氫酶 同工酶 運動訓練 監測

血清肌酶水平是評定生理或病理狀態下肌肉組織功能變化的一種標志。這些酶的增加可能是由于細胞壞死、急性組織損傷或慢性肌肉損傷引起的。血清肌酶及其同工酶的變化也可見于正常人和運動員劇烈運動時，酶從肌肉組織釋放入血的量可受到體育鍛煉的影響。肌肉活檢結果證明力量和耐力運動員總乳酸脫氫酶(LDH)和LDH同工酶的活性不同。前者有較低的總LDH和同工酶LDH1活性,而后者具有較高的總LDH和LDH5活性。此外,血清LDH活性在不同強度、水平的訓練后表現出不同的變化。在停止訓練后也會觀察到酶活性的增加。評估LDH活性可以獲得肌肉代謝信息,對其進行研究有助于醫生和訓練師來確定適宜的訓練水平以及與訓練相適應的代謝類型。

1 乳酸脫氫酶概述

乳酸脫氫酶(LDH)是丙酮酸和乳酸反應使NAD還原為NADH的一種酶蛋白。在活細胞中通常有5種同工酶形式表達,這5種同工酶是由兩種不同亞基M與H結合構成的四聚體,分別為LDH1、LDH2、LDH3、LDH4、LDH5。M鏈催化丙酮酸向乳酸轉化,而H鏈提高丙酮酸有氧氧化。因此,LDH中一定數量的M鏈的存在,有利于厭氧反應的進行,而H鏈增加超過M鏈時,則向有氧氧化轉換。LDH6僅由M亞基和免疫球蛋白結合形成,它的存在與動脈硬化性心血管病的不良預后有關。在肌肉組織中,LDH與肌鈣蛋白相互作用,這種作用受到Ca2+濃度和pH值的影響,反應在pH6.0～7.0達到高峰。

2 健康受試者血清LDH

在正常血清中,骨骼肌主要產生肌酸激酶,而總LDH的表達受到影響,正常有氧氧化過程中,LDH1占主要地位?？侺DH表達受年齡、性別、種族、肌肉質量、體力活動以及氣候條件的影響。成年男性具有較高的血清LDH水平特別是在LDH1和LDH2,在老年期隨著年齡下降。LDH具有晝夜節律,隨日夜節律變化約10%,在晚上6點達到高峰。在寒冷天氣下鍛煉相對于溫暖天氣下鍛煉,血清LDH升高。

3 血清LDH病理性升高的臨床意義

血清LDH是活細胞損傷的標志物,同工酶的特異性增加可能有助于診斷。在急性非創傷性橫紋肌溶解癥中, LDH明顯升高和LDH5升高直到損傷后10天。在個別惡性腫瘤中,常觀察到LDH同工酶發生轉化,LDH5升高,但往往還存在其他的腫瘤標志物,可能比LDH更具有輔助診斷意義。

LDH同工酶譜的變化可用于進行性肌肉病變和非進行性神經肌肉病變的鑒別診斷,在進行性肌肉病變中,隨著病變的發展, LDH-M逐漸消失,LDH-H增加。同樣,在嚴重的肌肉疾病中,M亞基與H亞基的比值降低。在肌養不良基因攜帶者的血清中同樣發現LDH4與LDH5向LDH1和LDH2的轉變。

4 運動導致血清LDH升高

運動也導致LDH顯著增加,上升的程度取決于運動強度和運動時間。長時間的運動如馬拉松后,LDH值呈兩倍增加并持續2周。急性離心運動誘導的血清酶活性的升高程度要高于急性向心運動,在訓練后3～5天出現LDH升高,有時甚至在運動后7天仍出現升高現象。這種變化是總LDH的變化,而運動后LDH同工酶比例沒有發生變化,LDH1與LDH2比值沒有發生變化。在動物研究中發現,高海拔地區LDH活性下降。

5 運動過程中血清LDH的監測

LDH在運動過程中顯著增加,但同工酶的比例是不變的。運動引起的LDH活性變化取決于許多條件,并受訓練水平的影響。事實上,在未經訓練的人也出現LDH顯著增加,在劇烈運動后9天組織內LDH將持續流出。體能訓練降低運動后血清酶水平,LDH活性與訓練水平和運動成績相關。即使短暫高強度的間歇訓練提高糖酵解和氧化肌酶活性,導致LDH少量增加,而在一段時間的停訓后酶產生的適應性消失。在耐力訓練后,總LDH活性增加以及LDH5降低。此外,血清LDH活性變化與不同部位的運動和運動強度相關,訓練所能達到的最大強度與LDH活性的增加也同樣有關。訓練

的類型影響同工酶比例變化,研究證實耐力運動員具有較低的總LDH水平,但LDH1和LDH2的比例較高,而在耐力訓練的肌肉中幾乎不存在LDH5。后來的研究證實,有氧訓練后LDH1和LDH2活性增加,LDH5降低。訓練有素的運動員LDH4和LDH5的活性與運動員的沖刺速度呈正相關,同時發現LDH1和LDH2的活性與沖刺速度呈負相關。在極限運動后但未發生心臟損傷的運動員LDH1與LDH2的比值升高。在某種情況下,運動可能會暴露在日常生活中很少能觀察到的情況,如痙攣、疼痛和運動性橫紋肌溶解癥。這種潛在的病癥可能是由于乳酸脫氫酶M亞基不足導致的,劇烈運動時M亞基不足可引起由于糖酵解降低造成的疲勞性橫紋肌溶解癥。在這種病理情況下,糖酵解的降低明顯阻礙了丙酮酸的增加和乳酸濃度的增加。

6 結語

運動員血清酶的監測是培訓師和醫師可以使用的一種簡單、無創的方法,用于了解運動員的訓練狀況。LDH監測在研究訓練中對肌肉反應有極其重要的作用,在訓練中采用監控LDH的方法可以對訓練有更好的指示作用。

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DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.05.049

中圖分類號:G8

文獻標識碼:A

文章編號:2095-2813(2016)02(b)-0049-02