實(shí)驗(yàn)三十二　抗疲勞試驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求

1．熟悉動(dòng)物或人體實(shí)驗(yàn)的操作技術(shù)與要求；

2．掌握保健食品改善疲勞的功能檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)的方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

體力疲勞或運(yùn)動(dòng)性疲勞主要表現(xiàn)為機(jī)體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的做功能力下降，定義為：機(jī)體不能維持其生理功能在一特定水平上的綜合表現(xiàn)。其變化涉及能量代謝、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)、神經(jīng)肌肉信號(hào)的傳導(dǎo)、肌肉收縮、免疫功能等多個(gè)器官系統(tǒng)，評(píng)價(jià)抗疲勞實(shí)驗(yàn)分動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體實(shí)驗(yàn)。

三、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

用于研究疲勞的動(dòng)物模型多采用大鼠和小鼠，其優(yōu)點(diǎn)是便于操作。受具體實(shí)施條件的限制，目前廣泛采用負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)。

1．基本原理　將動(dòng)物放入水中強(qiáng)迫進(jìn)行游泳掙扎，直到體力消耗殆盡下沉溺死為止，計(jì)算自落水開始至鼻孔沉入水中死亡的時(shí)間即為游泳時(shí)間。動(dòng)物游泳至衰竭的時(shí)間受動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力和應(yīng)激能力的影響，反映外周疲勞和中樞疲勞的綜合作用。

2．試驗(yàn)材料與方法

（1）試驗(yàn)動(dòng)物與分組：選擇成年健康小鼠，推薦使用近交系純繁小鼠。體重18～22g，雌雄各半，每組（箱）3～5只。試驗(yàn)前適應(yīng)3天，之后進(jìn)行游泳篩選。

（2）試驗(yàn)日糧或食物

（3）儀器與器材

①游泳箱（大小約50cm×50cm×40cm）；

②小動(dòng)物電子秤（1%感量）；

③鉛皮或鉛絲。

（4）試驗(yàn)條件（運(yùn)動(dòng)負(fù)荷）：置小鼠在游泳箱中游泳。

①水深：30cm±1．0cm；

②水溫：25℃±1．0℃；

③尾部負(fù)荷：5%體重的鉛皮。

3．試驗(yàn)結(jié)果與分析　記錄小鼠自游泳開始至死亡的時(shí)間，作為小鼠游泳實(shí)際時(shí)間；運(yùn)用基本生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算總樣本的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，并進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果分析。

4．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

5．注意事項(xiàng)

（1）每一游泳箱一次放入的小鼠不宜太多，以免互相擠靠，影響運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量。

（2）水溫對(duì)小鼠的游泳時(shí)間有明顯的影響，因此要求各組水溫控制一致，每一批小鼠下水之前都應(yīng)測量水溫，水溫以25～30℃為宜，如果過低可能引起小鼠痙攣，過高則游泳時(shí)間可能太長，不便于操作。

（3）鉛皮或鉛絲纏繞松緊應(yīng)適宜。

（4）觀察者應(yīng)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中使每只小鼠四肢保持運(yùn)動(dòng)。如果小鼠漂浮在水面四肢不動(dòng)，可用木棒在其附近攪動(dòng)。

（5）試驗(yàn)前應(yīng)禁食12～24h。避免小鼠進(jìn)食對(duì)體重和運(yùn)動(dòng)量的影響。

四、人體試食實(shí)驗(yàn)

1．目的　檢驗(yàn)營養(yǎng)干預(yù)條件下，運(yùn)動(dòng)能力的改善和能量代謝的糾正。

2．基本原理　人體運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)分為靜力器械肌肉力量的測試；自行車或跑臺(tái)進(jìn)行給定功率運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)量的測試；借助心肺功能儀，準(zhǔn)確地定量運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。

3．試驗(yàn)對(duì)象　健康成年男性或女性，建議選用體力較好、日常經(jīng)常參加運(yùn)動(dòng)鍛煉、年齡小于35歲的人群，以減少運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)不良反應(yīng)的發(fā)生率。

4．試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方案

（1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)年齡、性別、體重、體質(zhì)和體力情況隨機(jī)分為試食組和對(duì)照組；或采用自身前后期對(duì)照法（包括單盲、雙盲、多盲法）。

受試食物服用時(shí)間可根據(jù)其緩解體力疲勞的功能，分別于運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中或運(yùn)動(dòng)后定量服用，連續(xù)數(shù)天或數(shù)周。

（2）試驗(yàn)方案：營養(yǎng)干預(yù)措施并結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案。

①營養(yǎng)干預(yù)措施

a．改善短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能力：補(bǔ)充肌酸或堿性物質(zhì)；

b．改善有氧運(yùn)動(dòng)能力：補(bǔ)充維生素C或E等抗氧化劑；

c．改善長時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)能力：補(bǔ)充低聚糖、支鏈氨基酸、水和電解質(zhì)；

d．改善日常運(yùn)動(dòng)鍛煉能力：補(bǔ)充谷氨酰胺、碳水化合物。

②運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案

A．Wingate無氧運(yùn)動(dòng)能力試驗(yàn)

a．運(yùn)動(dòng)器材：Monark功率自行車、心率監(jiān)測計(jì)。

b．預(yù)設(shè)阻力計(jì)算：預(yù)設(shè)阻力（男）＝0．83N／kg，預(yù)設(shè)阻力（女）＝0．75N／kg。（根據(jù)受試對(duì)象運(yùn)動(dòng)能力有所降低，預(yù)設(shè)阻力數(shù)值可為原計(jì)算值的85%～95%）。

c．運(yùn)動(dòng)程序

準(zhǔn)備活動(dòng)：記錄安靜心率后，受試者在10N阻力下蹬車2～4min，每分鐘末4～8s全速登車，同時(shí)阻力增加到預(yù)設(shè)阻力值。準(zhǔn)備活動(dòng)期末的心率應(yīng)達(dá)到150～160次／min。

間隔休息：3～5min／次。

運(yùn)動(dòng)量計(jì)算：根據(jù)預(yù)設(shè)阻力值全力蹬車30s，以5s為單位，計(jì)數(shù)自行車輪轉(zhuǎn)數(shù)和心率。

恢復(fù)運(yùn)動(dòng)：放松蹬車2～3min。

d．運(yùn)動(dòng)生理生化參數(shù)測定

運(yùn)動(dòng)中峰值功率

運(yùn)動(dòng)平均功率

運(yùn)動(dòng)做功量

心率：記錄運(yùn)動(dòng)前、后1和5min心率。

血乳酸：運(yùn)動(dòng)前、后3min和20min取指尖血含量。

運(yùn)動(dòng)前后心率差

運(yùn)動(dòng)前后血乳酸差

e．運(yùn)動(dòng)量設(shè)計(jì)

功率計(jì)算：每5s功率＝預(yù)設(shè)阻力（N）×轉(zhuǎn)數(shù)×1．176　5

平均功率：各時(shí)間段功率均值。

做功量計(jì)算：各段功率與時(shí)間乘積的加和。

B．PWC　170有氧運(yùn)動(dòng)能力試驗(yàn)（間接測定法）

a．運(yùn)動(dòng)器材：功率自行車，心率監(jiān)測計(jì)。

b．運(yùn)動(dòng)負(fù)荷：根據(jù)受試者條件，通過預(yù)試驗(yàn)并結(jié)合下表提供的參考值，設(shè)定第一次和第二次運(yùn)動(dòng)負(fù)荷自行車阻力值。

表32－1　不同體力條件受試對(duì)象PWC　170兩次運(yùn)動(dòng)負(fù)荷功率參考值

c．運(yùn)動(dòng)程序：

準(zhǔn)備活動(dòng)：同前

間隔休息：同前

運(yùn)動(dòng)量計(jì)算：PWC　170＝W₁＋（W₁－W₂）×（170－P₁／P₂－P₁）（參考正常值：一般男性1　060kgm／min，女性580kgm／min，男運(yùn)動(dòng)員1　520kgm／min，女運(yùn)動(dòng)員780kgm／min）。公式中：

　　　　　W₁———運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加到預(yù)定功率值

　　　　　W₂———實(shí)際運(yùn)動(dòng)負(fù)荷

　　　　　P₁———120次／min（第一次測定值）

　　　　　P₂———運(yùn)動(dòng)中最大心率為170次／min（第二次測定值）

恢復(fù)運(yùn)動(dòng)：同前

d．運(yùn)動(dòng)生理生化參數(shù)測定心率

血尿素氮

血乳酸

血丙二醛

運(yùn)動(dòng)前后心率差

運(yùn)動(dòng)前后血乳酸差等

e．運(yùn)動(dòng)量設(shè)計(jì)：同前

C．耐力運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)

a．運(yùn)動(dòng)器材：功率自行車、心率監(jiān)測計(jì)。

b．預(yù)設(shè)阻力：設(shè)計(jì)為運(yùn)動(dòng)時(shí)心率穩(wěn)定在60%～80%最大心率水平（HRmax次／分＝220－年齡）。

c．運(yùn)動(dòng)程序：

準(zhǔn)備活動(dòng)：同前

間隔休息：同前

運(yùn)動(dòng)量計(jì)算：5N阻力啟動(dòng)，60min為一單元運(yùn)動(dòng)量，每次增加10%～20%的運(yùn)動(dòng)阻力，直到心率超過其自身90%最大心率方停止運(yùn)動(dòng)。

d．運(yùn)動(dòng)生理生化參數(shù)測定：除B的測試指標(biāo)外，可增加：

血糖

血紅蛋白

紅細(xì)胞壓積

五、結(jié)果與分析

自身對(duì)照采用配對(duì)t檢驗(yàn)，多組比較采用單因子方差分析，交叉設(shè)計(jì)建議采用兩因子方差分析。

六、運(yùn)動(dòng)能量測評(píng)報(bào)告