1 前言

1.1 研究背景及研究意义

游泳是一项在水中进行的竞技项目，运动员需要克服人体在水中的形状阻力和摩擦力，同时凭借肢体动作同水的相互作用而尽可能地获得最大的推进力和前进速度。与游泳项目相关的力量素质好坏与游泳运动员成绩的最终表现有密切关系，力量素质的提高是通过平时在专项训练中采用相关的力量训练来完成的。在实际训练中，各种训练方法和手段是混在一起综合运用的，但在某一特定阶段中会有某种训练方法和手段所占的比例较大。力量训练为主的训练阶段与耐力有氧训练为主的阶段如何有效区分？不同训练阶段对运动员机能有何不同的影响？力量训练为主的阶段对造成运动员肌力增加的表现和机制如何？迄今尚未得到系统的研究。

指导运动训练最重要的理论基础之一是“应激理论”，应激（stress）反应是所有生物对紧张性事件的适应反应，对生物的存活具有十分重要的意义。人类的应激反应尤为精细和重要，接受或感知到环境或躯体变化，都可以引起机体发生相应的行为和生理变化。原有的应激反应的概念认为：应激反应是功能活动或损伤作用下引起的所有非特异性变化的总和。美国著名游泳教练Counsilman将应激学说系统应用到运动训练中，应激反应的三个阶段（即动员阶段、适应阶段和衰竭阶段）是Selye提出的，Counsilman认为在游泳训练中也存在这些变化。

随着认识的深入，应激过程中恢复和适应的部分受到了更多的关注，并认为衰竭阶段已经是病理过程，不应包括在生理应激过程中。因而当前应激反应的概念认为：应激反应是一切日常生活中比较少见的强烈刺激所引起的反应，以及随后的生理恢复总称。现代应激学说理论认为生理应激包括三部分：（1）机体对刺激的直接反应及代偿性反应；（2）对刺激的部分或全适应；（3）刺激停止后机体的恢复过程。这三个部分互相交错，但需要着重强调的是适应[79]。当前应激学说在运动训练中的应用，主要是从运动时身体机能变化中的神经-内分泌-免疫系统关系来分析运动训练和身体相适应的关系。虽然应激学说更多的是从系统水平的调节入手，但最后必然在整体水平上，在为运动训练提高运动能力的平台上与超代偿规律结合[86]。

运动训练对身体的适应过程包括各器官、系统及其调节机理，而细胞适应是器官水平的基础。骨骼肌细胞是完成运动的基本单位，故不同的运动都可以引起肌细胞产生适应性变化。运动员竞技能力的提高在细胞水平上应具备的三个基本条件：（1）相适应的细胞结构；（2）相适应的能量保证；（3）相适应的机体调节能力。主要表现为：（1）整体上决定神经系统和运动适应；（2）内分泌系统体液调节和运动适应；（3）免疫系统和运动适应[87]。可见，运动训练与运动能力的提高本质上是一个适应过程。

本研究根据运动应激适应的原理，从机体整体反应，内分泌系统的调节与适应，影响细胞变化的关键蛋白的变化三个不同层次入手，对我国优秀游泳运动员力量训练阶段的身体机能进行评价，并探讨其机理。其中，内分泌系统的调节与适应方面的研究主要是与运动员力量素质息息相关的内分泌轴，包括：HPG轴、HPA轴和GRH -SS/hGH -IGF轴的三种主要激素：睾酮，肾上腺皮质激素和IGF-Ⅰ在血液中的变化；影响细胞变化的关键蛋白选取的是HSP70，这是因为HSP70参与运动引起细胞应激和损伤诱导HSP的表达，对细胞结构起保护作用，并可能参与apoptosis的控制，而这对于骨骼肌纤维在训练中的转化也许是十分重要的[110]。研究证实，所有组织中的细胞通过HSPs的快速合成对各种应激源做出反应[92]，其中HSP70是最主要的热休克蛋白之一。由于运动员能力改善首先是骨骼肌纤维结构和代谢能力改变，而蛋白质是生命活动中完成各种机能活动和活性物质，运动后对蛋白质合成的适应意义尤为重要。本研究并以骨骼肌细胞HSP70变化为切入点，力图系统地研究和阐释力量训练阶段对于机体系统水平应激和整体水平应激的影响产生机制，为科学的力量训练打下基础。

1.2 研究内容及总体思路

整个实验设计基于如下假设：（1）不同的训练阶段和不同的训练负荷会对机能产生不同影响，与之相关的各种激素会出现不同变化。（2）以力量训练为主的训练会使机体肌肉的机能和形态发生变化。（3）机体肌肉的力量和形态发生的变化是由于细胞水平应激和系统水平应激共同作用完成的。

为证实这些假设，本研究分为人体试验和动物实验两大部分：人体试验以我国备战2004年奥运会国家游泳队的优秀游泳运动员为研究对象，目的是观察在实际训练中，不同阶段训练对机体应激反应整体水平和系统水平的影响；人体试验分成两部分：（1）连续监测10名（男女各5名）国家队一线重点队员在两个不同训练阶段的机能指标的变化，并与他们的训练安排相结合，具体分析量与强度对机能影响的关系，特别是对反映系统水平应激的相关血液激素水平的影响。测试的指标包括：BLa，T，C，T/C和IGF-1。（2）连续追踪观测6名国家队二线队员在进行一段以力量训练为主的阶段训练后，力量素质、身体成份和其他机能指标的变化，观测力量训练对人体整体水平应激反应的影响。测试的指标包括：T，C，T/C，IGF-1，膝关节和肩关节等动力量测试指标，体重和肌肉重量等身体成份测试指标。

动物实验目的是建立力量训练模型，系统研究力量训练对大鼠机体整体水平、系统水平和分子水平的应激反应的影响。分为两部分：（1）模拟力量训练对大鼠整体机能及血清相关激素水平的影响。建立大鼠模拟力量训练模型，同时观测大鼠机体对模拟力量训练做出的整体水平和系统水平应激反应。测试指标：大鼠运动状况、身体重量、最大负重、相对力量、股四头肌肌肉重量、股四头肌肌肉蛋白含量、T、C、和IGF-1。（2）模拟力量训练对大鼠骨骼肌HSP70表达和脂质过氧化的影响。观察不同负荷力量训练以及持续无负重游泳训练对大鼠骨骼肌分子水平应激反应的影响，并探讨由分子水平应激反应与骨骼肌整体反应的相互关系。测试指标股四头肌MDA含量、SOD活性及Hsp70含量。其工作流程图如图1-1所示。

图1-1 工作流程图