徐樹禮

長期運動訓練使運動員的血液性狀發(fā)生一系列適應性變化[1]：血液粘度下降，紅細胞變形能力增加，血容量增加。近20年，國內(nèi)外學者對振動訓練研究主要集中在肌肉（力量、柔韌性和彈性成分）、多發(fā)性硬化癥、帕金森氏綜合癥的即時效應與結(jié)構(gòu)性效應、增長機制、疲勞進程、康復治療、肌電圖[2]和振動模式[3]的宏觀訓練效果領域內(nèi)。但振動訓練后血液生理狀態(tài)的報道鮮見，而血液流變性異常將引起機體循環(huán)障礙，影響組織的代謝和功能，從而產(chǎn)生疾病。因此，振動訓練的血液流變性研究對醫(yī)務監(jiān)督振動訓練生物體的訓練效果和深化人們對振動訓練效果的辯證認識，具有重要現(xiàn)實意義。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

運動訓練專業(yè)24名（男14、女10）志愿者（世居平原，無慢性病史，不吸煙，不飲酒，不肥胖），經(jīng)過嚴格健康體檢，實驗期中不服藥，不參與其他運動訓練，簽訂同意合同，按標準完成實驗要求動作。其中2名男生生病吃藥，1名女生處月經(jīng)期，21名（男12、女9）完成全部測試。

1.2 實驗法

1.2.1 實驗方案 隨機分為1個對照組和2個實驗組，每組男4人，女3人。對照組，兩腳站在振動臺上，軀干垂直，選擇個人最大負重的75%～80%，做負重深蹲到個人最大程度，8次/組×6組（1 次/3 s），周日休息，其他每天下午（4：00～5：00）1次課，時間12周。實驗組與對照組的不同之處：訓練時振動臺振動（加速度a=1.8 g，g=9.8 m/s2），分別為低頻高振幅（頻率45 Hz、振幅10 mm）和高頻低振幅（90 Hz、5 mm）。

1.2.2 血樣采集及處理 實驗前、實驗后l、2、3月最后1天在前一天休息的基礎上，清晨安靜時7：00～8：00空腹靜脈抽血5 mL，注入抗凝管，輕微混勻1 min在校醫(yī)院檢測。

1.2.3 測試儀器 采用北京LBY－N6A型全自動血流變儀（含血沉壓積儀）對全血進行直接、快速準確的自動測量，適用于非牛頓流體和牛頓流體的測量。技術(shù)指標：粘度測量范圍：0 mPa·s～35 mPa·s；切變率變化范圍：1S－1～200S－1；測量精度誤差：＜±3%；樣品用量：0．8 mL；測試速度：40 個樣本/h；樣品位：60 個原試管孔位/每盤；測試區(qū)溫度：（27±0．5）℃。

1.2.4 指標測試與方法 每一份標本都測定在高剪切率為200S－1，中剪切率為 50S－1，低剪切率為 1S－1下的粘度值；在封閉環(huán)境下檢測血漿；用微量毛細管法測紅細胞壓積，溫度為（25±1）℃；用粘度法測變形性；用血沉曲線法自動測定血沉；用血凝測定法測血漿纖維蛋白原。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS19．0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行T檢驗。

2 研究結(jié)果

2.1 站姿振動對血液粘度的影響

3組在實驗前沒有統(tǒng)計學差異，血液粘度隨剪切率增大而減低，低切變率時尤為顯著。低頻高振幅組的全血低切粘度比實驗前有顯著增加（P＜0．05）；高頻低振幅組第3月末的全血高切粘度和全血低切粘度比實驗前有顯著遞增水平（P＜0．05）。對照組的血漿粘度降低3．53%，振動組的血漿粘度變化接近0%，未有顯著性水平（P＞0．05）（見表 1）。

表1 站姿振動對血液粘度的影響（mPa·s）Table 1 the effect of the standing vibration on blood viscosity

2.2 站姿振動對全血相對粘度和全血還原粘度的影響

與實驗前比較，對照組和高頻低振幅組的全血高切相對粘度、全血低切相對粘度和全血高切還原粘度分別增加4．7%、7．92%、4．59%，8．26%、9．88%、7．07%，有顯著性差異（P＜0．05）（見表 2）。

2.3 站姿振動對紅細胞壓積、紅細胞變形指數(shù)（值）、纖維蛋白原的影響

對照組的紅細胞壓積保持穩(wěn)定，變化幾乎為0%，TK值降低2．70%，血漿中纖維蛋白原含量下降1．52%；低頻高振幅組和高頻低振幅組的紅細胞壓積和TK值變化趨勢基本類同。第1月末和實驗前1天比較明顯升高，隨后2個月的升高速度減慢，第3月末與實驗前1天比較有顯著升高（P＜0．05）。低頻高振幅組和高頻低振幅組的血漿中纖維蛋白原含量未有顯著上升（P＞0．05）。

表2 站姿振動對全血相對粘度和全血還原粘度的影響Table 2 the effect of the standing vibration on whole blood relative viscosity and whole blood viscosity reduction

表3 站姿振動對紅細胞壓積、TK值、纖維蛋白原的影響Table 3 the effect of the standing vibration on red blood cell press,TK value,the influence of fibrinogen

2.4 站姿振動對血沉（ESR）、血沉方程K值、紅細胞電泳時間

（S）的影響

與實驗前比較，對照組的血沉明顯減慢6．75%，低頻高振幅組和高頻低振幅組的血沉K值和紅細胞電泳時間分別升高9．43%、12．31%，11．89%、12．89%，均有顯著性差異（P＜0．05）（見表 4）。

3 分析與討論

3.1 站姿振動對血液粘度的影響分析

高頻低振幅組的全血粘度在200S－1高切變率時顯著增高9．3%（P＜0．05）（見表 1）。由于血漿粘度變化很小，說明高頻低振幅組血液粘度高切變率下紅細胞濃度增加和紅細胞的變形狀況（此時一般無聚集）降低。實驗組的全血低切粘度分別顯著性遞增7．94%、9．89%，說明實驗組血液粘度低剪切率下紅細胞聚集性提高，會出現(xiàn)人體微循環(huán)不暢。因為微循環(huán)內(nèi)血液的切變速度相當于低切變率時的水平，微循環(huán)的灌流狀況[4]可用全血低切粘度來表示。

對照組的血漿粘度降低，實驗組的血漿粘度變化很小，但3組都沒有顯著水平。從一定程度上說明，下肢力量訓練或坐姿振動條件下的下肢力量訓練引起血細胞（主要是紅細胞）和血漿容量增加，但由于血漿容量增加相對于紅細胞容量增加更顯著，所以形成紅細胞壓積減小和單位容積中紅細胞數(shù)和血紅蛋白總量減少，血液相對稀釋，導致血漿粘度降低。

高頻低振幅組的全血高切相對粘度出現(xiàn)顯著性升高，說明血細胞濃度增加，或紅細胞剛性增高，反映紅細胞變形能力減弱；實驗組的全血低切相對粘度出現(xiàn)顯著性升高，即此溫度時紅細胞聚集指數(shù)升高，說明血細胞濃度增加，或紅細胞聚集性增加，反映紅細胞聚集性增強。

對照組的中切還原粘度升高1．92%，低頻高振幅組和高頻低振幅組的變化接近于零，說明單純力量訓練引起紅細胞數(shù)量增加，單純坐姿振動訓練引起紅細胞數(shù)量減少，因為坐姿振動力量訓練的實驗組紅細胞變化接近于零。對照組的全血低切還原粘度降低1．28%，又因其全血粘度稍升高，說明HCT高（血液稠）而引起血液粘度大，但RBC自身流變性質(zhì)并無異常（對粘度貢獻不大），紅細胞變形性稍提高（見表2）。低頻高振幅組和高頻低振幅組的全血低切還原粘度分別升高2．97%、1．49%，因為血漿粘度變化很小，根據(jù)全血粘度與全血還原粘度的關系，說明血液粘度的增大，排除紅細胞的影響因素，是由于紅細胞聚集性增加，因此與RBC自身流變性質(zhì)變化有關，有參考意義?？梢姡咀苏駝右鹧赫扯仍黾?，主要在于血細胞（紅細胞）數(shù)量的增加、紅細胞變形性降低和血容量的增加。局部振動引起工人血粘度等血液指標變化[5]，長期振動作業(yè)工人的血液具有較高的粘稠性和粘滯性[6]，說明振動性白指與全血粘度明顯增高存在著一定的聯(lián)系。可以看出，訓練和振動各自使血液指標朝向相反的方向變化，若僅僅被動地接受振動，如接觸振動作業(yè)的工人，振動對他們血液流變性的影響可能更明顯或危害更大，這也是勞動部門為什么加強振動防護的原因，同時，本實驗結(jié)果也可以得到同樣的解釋。

表4 站姿振動對ESR、血沉方程K值、紅細胞電泳時間的影響Table 4 the effect of the standing vibration on on ESR,sedimentation equation K value,erythrocyte electrophoresis time

3.2 站姿振動對紅細胞的影響

對照組的紅細胞壓積變化幾乎為0%；低頻高振幅組和高頻低振幅組的紅細胞壓積分別從 48．20%、48．21%增加到 4．90%、5．99%，未有顯著性水平（P＞0．05）（見表 3）。但紅細胞數(shù)量增多，紅細胞聚集機會增多，血液流動時層流間摩擦力增大，聚集體的數(shù)量和粘度增加，血流的阻力會隨HCT增高而大幅度增加[7]，這些因素也使全血粘度各指標都增加。

用粘性方程Dintenfas計算TK值－紅細胞變形指數(shù)，反映RBC變形能力。TK=（ηr0．4－1）/（ηr0．4HCT），式中ηr為血液的相對粘度，即全血與血漿粘度之比，HCT是紅細胞壓積。TK值與HCT無關，僅取決于相對粘度ηr。對照組的TK值降低2．70%，說明排除紅細胞壓積的影響，對照組的紅細胞變形能力稍提高，這是因為運動訓練淘汰老化的細胞，主要是紅細胞，更新為新生的紅細胞，隨著更新率的增加，新生血細胞比例增加，紅細胞變形能力越來越強。低頻高振幅組和高頻低振幅組的TK值分別升高6．76%、8．11%，說明排除紅細胞壓積的影響，紅細胞變形性的降低，可能是因為開始時期振動促進貯血器官內(nèi)老化的紅細胞進入微循環(huán)血流，老化的紅細胞占血中紅細胞的比例增加，雖然排除紅細胞壓積的影響，但是使紅細胞剛性指數(shù)增大。振動訓練12周后，貯血器官內(nèi)老化的紅細胞已經(jīng)更新多次，這種因素可以排除，但TK值繼續(xù)升高，可能會是振動引起紅細胞本身性質(zhì)變化的原因，這需要進一步的研究。紅細胞變形性的降低會使全血粘度，尤其是高剪切率下全血粘度升高，不僅造成組織器官缺血缺氧，影響體內(nèi)微循環(huán)有效灌注和RBC壽命，而且血管結(jié)構(gòu)也可能受損。

對照組的血沉明顯減慢，由血沉方程計算公式K=ESR/[－（1－H+ln H）]（ln是以e為底數(shù)的對數(shù)，H是紅細胞壓積）求得的K 值下降 1．01%，都未有顯著性水平（P＞0．05）。根據(jù)血沉與方程K值的關系，說明除去紅細胞壓積影響后，力量訓練使紅細胞變形性增加，凝聚性減弱，也可能是紅細胞壓積降低。雖然實驗組的血沉增快，也未有顯著性水平（P＞0．05），但血沉K值分別升高9．43%、12．31%，有顯著性水平（P＜0．05），說明坐姿振動的血沉效果不僅抵消力量訓練引起的血沉下降部分，而且有所升高，也就是，若不進行力量訓練，僅僅坐姿振動的血沉應分別上升7．87%、8．69%。根據(jù)血沉與方程K值的關系，推斷實驗組紅細胞間的聚集力增大，可能是因為開始時期振動促進貯血器官內(nèi)老化的紅細胞進入微循環(huán)血流，老化的紅細胞占血中紅細胞的比例增加，雖然排除紅細胞壓積的影響，但是使紅細胞活性指數(shù)降低，聚集性增強。振動訓練12周后，貯血器官內(nèi)老化的紅細胞已經(jīng)更新多次，老化紅細胞因素可以排除，但血沉與方程K值繼續(xù)升高，可能會是振動引起紅細胞本身性質(zhì)變化的原因，這也需要進一步的研究。紅細胞聚集性的增強會使使血液流動減慢，血流阻力增大，血液粘度增高，特別是低剪切粘度明顯增高，其粘度增高的程度與紅細胞的疊連速度及數(shù)量有直接關系，因為全血低切粘度值通常直接代表紅細胞聚集性的強弱。

RBC的聚集性增高，促使血液粘度增加，也可能伴隨其他血液流變性指標改變，導致血液阻力增大，流動性減弱，甚至使某些毛細血管堵塞，血液灌注量不足，造成組織或器官缺血、缺氧、酸性代謝產(chǎn)物增加，引起酸中毒，使RBC聚集進一步增強，變形性減退，形成惡性循環(huán)。給紅細胞本身及血管壁基質(zhì)帶來深遠的流變性改變，同時血管通透性增加還可導致血液的濃縮，引起許多臟器缺血性疾病。

對照組血漿中纖維蛋白原含量下降1．52%，說明力量訓練使紅細胞變形性增加，凝聚性減弱，也可能是紅細胞壓積降低的原因（見表3）。低頻高振幅組和高頻低振幅組血漿中纖維蛋白原含量分別上升3．18%、4．06%，說明坐姿振動的血漿中纖維蛋白原效果不僅抵消了力量訓練引起的纖維蛋白原下降部分，而且有所升高，即若不進行力量訓練，僅僅坐姿振動的血漿中纖維蛋白原應分別上升4．70%，5．58%，只是未達到顯著性水平?？梢钥闯觯駝哟碳た赡芤鸺t細胞壓積增加導致纖維蛋白原含量增加，或者引起紅細胞本身或血漿中某些物質(zhì)的性質(zhì)改變，比如本來是蛋白質(zhì)的底物，現(xiàn)在由于振動的刺激轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)，自然纖維蛋白原含量增加。因為紅細胞TK值和血沉方程K值都是完全排除了紅細胞壓積的因素，從振動引起紅細胞TK值和血沉方程K值繼續(xù)升高來看，振動引起紅細胞本身或血漿中某些物質(zhì)性質(zhì)改變的可能性較大，這確實是需要進一步研究的內(nèi)容?；诩t細胞在機體物質(zhì)運輸、機能調(diào)節(jié)、免疫和體溫維持等方面的作用，若紅細胞性質(zhì)發(fā)生變化，這些作用根本沒有其他物質(zhì)能代替，而且紅細胞性質(zhì)發(fā)生的變化若不能恢復，振動對紅細胞的損傷將是致命的損害，長期接觸振動的工人經(jīng)常患的振動病就是典型的例證。

對照組的紅細胞電泳時間下降1．56%，未有顯著性水平（P＞0．05），說明力量訓練使紅細胞帶電量減少，變形性增加，凝聚性減弱。低頻高振幅組和高頻低振幅組的紅細胞電泳時間分別升高 11．89%、12．89%，有顯著性水平（P＜0．05），說明坐姿振動訓練首先使血細胞數(shù)量增加導致血液粘度增加，隨著振動時間的增加，排除紅細胞壓積的因素，可能引起紅細胞本身性質(zhì)的改變，如血漿中血脂、球蛋白和纖維蛋白原的增加，表面負電荷減少，相互間排斥力降低，在血液中相互聚集的機會增多，出現(xiàn)紅細胞電泳時間延長等。

3.3 辯證地認識站姿振動對血液流變性影響的可能機制

振動引起血液流變性的改變機制還處在爭議中，甚至有幾乎相反的研究結(jié)果[8]。眾所周知，運動訓練淘汰衰老的血細胞，促使機體產(chǎn)生年輕的血細胞，主要是紅細胞，因此紅細胞膜的剛性降低，膜的彈性增加。

在正常粘度范圍內(nèi)增加血細胞數(shù)量有利于更好地運輸氧，增加載氧能力。但局部振動使血細胞數(shù)量增多[9]，隨著振動時間的延長，紅細胞壓積增加過多，致使血液粘度增高過多，超過正常血粘度。同時，血細胞電泳時間延長、血沉K值增高，只是電泳時間和血沉K值變化幅度較小，這些說明紅細胞變形能力降低，因為血漿變化較小，可能是振動訓練使膜的剛性增加，膜的彈性降低，這種變形能力的降低是影響血液流變性的重要方面。許多血液流變性指標的改變導致血流阻力的增加，由于血流阻力增加，血流速度減慢，反而降低氧和其他養(yǎng)料的運輸，也降低體內(nèi)體溫調(diào)節(jié)和清除廢物的能力，使運動能力下降。因此，振動訓練需要注意振動的時間。

振動訓練的振幅一般在1～10 mm之間，振幅大于4 mm[10]時，血細胞間產(chǎn)生相對橫向運動，血細胞不同流動層次之間縱向運動的額外流動導致血液粘度增加。而為了追求訓練效果，振幅5～10 mm的居多，血液粘度增加更明顯，因此，振動訓練需要注意振動的振幅。

振動使毛細血管形態(tài)、本身功能性和病理性改變，引起血管內(nèi)皮損傷[11]；血管內(nèi)皮損傷導致釋放血管活性物質(zhì)[5]，血漿外滲[12]，引起機體凝血機制紊亂[13]。振動對血管的損害，提醒我們振動訓練需要監(jiān)測血管的變化，雖然當前振動訓練研究顯示的有利效果增加明顯，但同時，不利訓練效果也可能明顯增加，而總體的訓練效果不一定增加，可能是不利訓練效果被我們忽視了，提醒我們還有很多潛在的變化或損傷需要我們?nèi)パ芯?。畢竟振動訓練是使用不同振動波人為地去干擾人腦神經(jīng)沖動，達到機體神經(jīng)逐漸適應人為設計的振動波的訓練效果。雖有部分功效，但同時嚴重影響機體生物電，對機體各系統(tǒng)的負作用很大。早在20世紀70年代，國際標準化組織已將振動列為7大環(huán)境公害之一，成為一種環(huán)境污染，我國已將振動病列為法定職業(yè)病。文獻中“振動對某一方面（力量、速度、柔韌性、疲勞等）的影響”的研究，僅僅就兩者相關性進行研究，而至少沒有考慮到眾多方面的因素。例如頻率，振動研究采用的頻率集中在1 Hz～60 Hz，而人體各種器官特別敏感的共振頻率在 0．5 Hz～80 Hz，1 Hz～30 Hz的振動因與各器官的自振動頻率相同引起全身多處共振，振動損傷最強，甚至引起神經(jīng)、肌肉等的直接損傷[14－15]。再如振動時間，相關實驗的時間均在45天內(nèi)，一般振動使實驗者肌肉力量、速度等顯著性提高，神經(jīng)沖動募集性增加，但工人中長期振動作業(yè)部位的肌肉力量、速度等顯著性降低，表現(xiàn)肌肉萎縮，神經(jīng)沖動募集性明顯減弱，甚至出現(xiàn)振動性白指，這就需要研究最長振動訓練時間的臨界值以及振動模式、方式、加速度、頻率、振幅、部位、振動噪聲級別和個體差異等。因此，利用振動訓練需要考慮的參數(shù)選擇、訓練效果（有益的和有害的）應包括很多方面。本研究是考慮振動訓練效果時容易忽視的一方面，這方面的不利訓練效果提示我們需要加強血液流變學方面的醫(yī)務監(jiān)督。同樣，不同參數(shù)、不同時間的振動對不同人群的影響如何？振動后機體自身的調(diào)節(jié)如何適應？損傷是否能恢復？甚至可以設想，振動對血液流變學指標的影響是否是振動損傷的冰山一角？這些都說明對振動訓練加強嚴格醫(yī)務監(jiān)督的必要性，否則振動訓練效果過憂不及。正如不能因為興奮劑能提高興奮性，使機體表現(xiàn)出更高競技成績，而漠視其危害性一樣，振動訓練對教練員參數(shù)選擇和醫(yī)務監(jiān)督能力等均有很高的要求，對振動進行更充分的辯證認識，權(quán)衡利弊，以便更好地利用振動，預防潛在危害。

4 結(jié) 論

站姿振動使紅細胞數(shù)量增加，變形能力降低，血液流變性降低，流動阻力增大，高頻低振幅振動的影響更早、更明顯，應科學設計振動訓練參數(shù)和提高醫(yī)務監(jiān)督能力。

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