EPO与运动.ppt

耐力运动项目中，运动员进行有氧代谢的能耐力运动项目中，运动员进行有氧代谢的能力直接关系到其运动成绩的好坏，而血液携力直接关系到其运动成绩的好坏，而血液携带和运输氧气的能力又是决定机体有氧代谢带和运输氧气的能力又是决定机体有氧代谢能力的重要的一个方面，促红细胞生成素能力的重要的一个方面，促红细胞生成素(EPO)(EPO)是机体在生理条件下以及失血后调控是机体在生理条件下以及失血后调控红细胞生成的主要生长刺激因子，在机体红红细胞生成的主要生长刺激因子，在机体红细胞生成中有重要作用，可明显提高人体的细胞生成中有重要作用，可明显提高人体的红细胞数量及皿红蛋白的含量，从而提高人红细胞数量及皿红蛋白的含量，从而提高人体运输氧气的能力，提高人体的最大摄氧量，体运输氧气的能力，提高人体的最大摄氧量，所以所以EPOEPO与运动尤其是耐力运动关系十分密与运动尤其是耐力运动关系十分密切。本文就目前运动与切。本文就目前运动与EPOEPO关系的研究现状关系的研究现状做一综述。做一综述。1 EPO1 EPO的简介的简介2 2 运动对运动对EPOEPO的影响的影响 3 3 高原训练和模拟高原训练高原训练和模拟高原训练(低低压氧舱压氧舱)与与EP0EP0 5 EPO5 EPO与兴奋剂与兴奋剂 4 4 EPOEPO作为耐力运动训练的评价作为耐力运动训练的评价预测指标预测指标 1.1 EPO的体内来源的体内来源 促红细胞生成素促红细胞生成素(EP0(EP0，Erythropoietin)Erythropoietin)也称为红也称为红细胞集落形成刺激物细胞集落形成刺激物(E(E睽淑睽淑)和红细胞生成刺激和红细胞生成刺激因子因子(ESF)(ESF)，是于，是于19771977年由年由MigakeMigake从尿中分离纯从尿中分离纯化出来的。研究证明化出来的。研究证明EPOEPO是肾脏中的酶样物质是肾脏中的酶样物质红细胞生成酶红细胞生成酶(Erythrogenjn)(Erythrogenjn)作用于肝脏所生成作用于肝脏所生成的促红细胞生成素原的促红细胞生成素原(Erythmpoietinogen)(Erythmpoietinogen)在血浆在血浆中转变而成的。最近研究发现，肝细胞和巨嗜中转变而成的。最近研究发现，肝细胞和巨嗜细胞也能产生细胞也能产生EP0EP0。雄性激素也能作用于肾脏。雄性激素也能作用于肾脏或肾外组织，使其或肾外组织，使其EP0EP0的量增加。的量增加。EPOEPO是一种含是一种含165165166166个氨基酸残基的肽类激个氨基酸残基的肽类激素，其生物学效应促进骨髓造血干细胞加速分素，其生物学效应促进骨髓造血干细胞加速分化为原始红细胞，促进有核红细胞的有丝分裂化为原始红细胞，促进有核红细胞的有丝分裂和巨幼红细胞的成熟，促进骨髓内网织及成熟和巨幼红细胞的成熟，促进骨髓内网织及成熟红细胞向血中释放，此外，也能使单个红细胞红细胞向血中释放，此外，也能使单个红细胞的血红蛋白合成增加。正常人体血浆中的血红蛋白合成增加。正常人体血浆中EP0EP0水平水平相对比较稳定，一般为相对比较稳定，一般为4 4 10-310-32424 10-3u/rnl10-3u/rnl，在缺氧及贫血时在缺氧及贫血时EP0EP0可高达可高达10U/rnl10U/rnl。1.2 EPO的生物学活性的生物学活性1.3 影响影响EPO生成的因素生成的因素影响EP0生成的因素有缺氧、贫血、激素水平、嗜烟习惯、PH值、昼夜节律等。其中缺氧是其中缺氧是EPO的主要影响因素，急性缺氧的主要影响因素，急性缺氧12小小时，循，循环中中EP0即即显著升高。雄性激著升高。雄性激素，甲状腺素，生素，甲状腺素，生长激素可加激素可加强EPO的分泌，的分泌，而雌性激素，糖皮而雌性激素，糖皮质激素激素则相反。相反。PH值下下降，抑制降，抑制EP0的分泌，嗜烟的分泌，嗜烟习惯者者EP0高。高。EPO接受两种反馈调节。机体缺氧时，肾接受两种反馈调节。机体缺氧时，肾脏反应性地分泌红细胞生成酶，促进脏反应性地分泌红细胞生成酶，促进EPO生成，生成，EPO增多一方面刺激骨髓造血组织，增多一方面刺激骨髓造血组织，使周围血液中红细胞增加，另一方面又反使周围血液中红细胞增加，另一方面又反馈性地抑制肝脏中的促红细胞生成素原的馈性地抑制肝脏中的促红细胞生成素原的生成，使血浆中的生成，使血浆中的EPO水平不致过高。水平不致过高。2.1 一次性急性运动后血浆一次性急性运动后血浆EP0的变化的变化 多数研究多数研究发现，一次性急性运，一次性急性运动前后血前后血浆EP0没没有明有明显变化，但也有少数研究化，但也有少数研究发现，一次，一次剧烈运烈运动后血后血浆EP0明明显上升。上升。Gareau(1991)、K1ausen(1993)、Weight(1992)等等人证实，采用人证实，采用6080V02max强度急性运动后数小强度急性运动后数小时，时，EPO没有增加或增加不明显。没有增加或增加不明显。Bodaryr(1999)等等人也进行了这方面的研究。让人也进行了这方面的研究。让10名优秀长跑运动员进名优秀长跑运动员进行两种不同强度的跑步运动，一种是中等强度行两种不同强度的跑步运动，一种是中等强度(60 V02max强强)持续运动持续运动60分钟，另一种是大强度分钟，另一种是大强度(92V02max)间歇运动间歇运动(运动运动5分钟，休息分钟，休息5分钟分钟)30分钟，结果分钟，结果发现，运动后数分钟，甚至发现，运动后数分钟，甚至24小时，血浆小时，血浆EPO没有明没有明显增加。显增加。2.2 长期耐力运动对血浆长期耐力运动对血浆EP0的影响的影响 徐松德徐松德(1996)等人研究报道，等人研究报道，181名中长跑和马拉松名中长跑和马拉松运动员静息时血清运动员静息时血清EP0水平。正常组运动员明显高于水平。正常组运动员明显高于对照组。产生的原因可能是长期的耐力运动导致血容对照组。产生的原因可能是长期的耐力运动导致血容量增加，包括血浆容量和红细胞容量增加，但是由于量增加，包括血浆容量和红细胞容量增加，但是由于血浆容量增加相对红细胞容量增加更显著，所以单位血浆容量增加相对红细胞容量增加更显著，所以单位容积中红细胞数量和血红蛋白含量减少，血液相对稀容积中红细胞数量和血红蛋白含量减少，血液相对稀释，刺激机体产生释，刺激机体产生EPO的量增加，另外，在紧张运动的量增加，另外，在紧张运动训练及比赛时肾血流量降低，虽一次性运动不会导致训练及比赛时肾血流量降低，虽一次性运动不会导致血浆血浆EPO明显升高。但对血浆明显升高。但对血浆EP0的升高起到潜在的的升高起到潜在的积极作用。因此，通过长期的耐力运动，机体产生的积极作用。因此，通过长期的耐力运动，机体产生的良好反应是血浆良好反应是血浆EP0水平升高，从而使血液红细胞总水平升高，从而使血液红细胞总数量及血红蛋白含量都增加。数量及血红蛋白含量都增加。胡晓燕(1999)等人报道，耐力运动常可引起血红蛋白含量的减少和红细胞压积降低即运动性贫血。贫血运动员缺氧更为严重，致使EP0水平成倍增加，男性高于对照组86倍，女性高于65倍。3.1 高原训练与高原训练与EPO高原训练对人体的影响最主要是通过高原低氧和运动高原训练对人体的影响最主要是通过高原低氧和运动缺氧双重刺激促进体内缺氧双重刺激促进体内EPO的分泌。高原训练过程中的分泌。高原训练过程中血清学指标主要测红细胞、血红蛋白、红细胞压积。血清学指标主要测红细胞、血红蛋白、红细胞压积。它们是它们是EP0生物学效应的外在表现，也是反映机能状生物学效应的外在表现，也是反映机能状态的重要指标。上高原后，态的重要指标。上高原后，EP0分泌增加，这是大多分泌增加，这是大多数人都认同的。数人都认同的。高于高于6000米的高原，米的高原，EP0上升速度显著下降，一般认为上升速度显著下降，一般认为16002500米是米是EP0增高较适宜的高度，低与增高较适宜的高度，低与1200米对米对EPO无刺激。无刺激。高原驻留阶段，高原驻留阶段，EPO的值并不稳定在一个水平上。身体机能良的值并不稳定在一个水平上。身体机能良好的运动员，好的运动员，EP0很快通过代偿机制的建立而下降。维持在一个很快通过代偿机制的建立而下降。维持在一个水平或上升都可能是机能状态差的表现。这表明水平或上升都可能是机能状态差的表现。这表明EP0反应可作为反应可作为机能评定的指标。下高原后机能评定的指标。下高原后12天，天，EP0回到基线水平。回到基线水平。3.2 模拟高原训练模拟高原训练(低压氧舱低压氧舱)与与EP0由于理想的高原基地少，来往交通费时，人们尝试由于理想的高原基地少，来往交通费时，人们尝试了模拟高原缺氧。低压氧舱是人工创造的低氧环境，了模拟高原缺氧。低压氧舱是人工创造的低氧环境，可控性强，使用方便。研究表明，使用低压氧房的可控性强，使用方便。研究表明，使用低压氧房的运动员运动员EP0得到提高。低压氧舱可激发得到提高。低压氧舱可激发EP0的分泌，的分泌，且缺氧时间长，且缺氧时间长，EPO升高的时间也长。间断缺氧与升高的时间也长。间断缺氧与连续缺氧是低压氧舱应用的两种形式，效果一样，连续缺氧是低压氧舱应用的两种形式，效果一样，但间断低压氧舱应用方便了训练，很可能是今后耐但间断低压氧舱应用方便了训练，很可能是今后耐力训练的主要手段。力训练的主要手段。4 EPO可作为耐力运动训练的评价预测指标可作为耐力运动训练的评价预测指标当机体当机体处于缺氧于缺氧环境境(高原，低高原，低压氧氧舱)，EPO分泌增分泌增加，加，红细胞数量上升，以代胞数量上升，以代偿动脉氧含量降低。脉氧含量降低。这大大约发生在缺氧后的生在缺氧后的12天，与缺氧程度、天，与缺氧程度、训练水平、水平、习惯经历有关。有关。EPO分泌到分泌到红细胞的数量上升需要一胞的数量上升需要一段段时间，也受一些条件的限制，如必需氨基酸、，也受一些条件的限制，如必需氨基酸、铁的的供供应，PH值的的变化等。一般化等。一般认为红细胞的胞的绝对数量上数量上升升应发生在缺氧一周后左右。在生在缺氧一周后左右。在这一周内一周内发生的生的红细胞数量、血胞数量、血红蛋白、蛋白、红细胞胞压积的升高，大多数人的升高，大多数人认为是血是血浆容量减少，造成容量减少，造成红细胞数量、血胞数量、血红蛋白相蛋白相对上升。当上升。当红细胞胞绝对数量上升后，血液数量上升后，血液载氧能力增氧能力增强，氧离曲氧离曲线左移。左移。组织缺氧得到缺氧得到缓解，反解，反过来来导致致EPO分泌减少。分泌减少。对同一个体来说，根据对同一个体来说，根据EPOEPO的值来预测最佳技能的值来预测最佳技能状态是有可能的。因为状态是有可能的。因为EPOEPO分泌多，红细胞生成分泌多，红细胞生成数量就多，在下高原或出低压氧舱后，相同训练数量就多，在下高原或出低压氧舱后，相同训练强度下，红细胞数量多，应该成绩较好。多次测强度下，红细胞数量多，应该成绩较好。多次测量耐力训练后量耐力训练后EPOEPO、红细胞数量、血红蛋白变化、红细胞数量、血红蛋白变化曲线，即可发现其最佳状态所在的时间段。曲线，即可发现其最佳状态所在的时间段。EPOEPO引发的血红蛋白、红细胞、红细胞压积升高是滞引发的血红蛋白、红细胞、红细胞压积升高是滞后的。血红蛋白、红细胞、红细胞压积作为评价后的。血红蛋白、红细胞、红细胞压积作为评价当前状态的指标，而当前状态的指标，而EPOEPO可作为预见最佳运动状可作为预见最佳运动状态的一个指标。态的一个指标。5 EPO与兴奋剂与兴奋剂兴奋剂是竞技体育中的一大毒瘤。目前，血液兴奋兴奋剂是竞技体育中的一大毒瘤。目前，血液兴奋剂使用方式主要是血液回输和剂使用方式主要是血液回输和rhEPO注射。注射。rhEPO 即重组促红细胞生成素是即重组促红细胞生成素是EPO的基因工程复制剂，的基因工程复制剂，由美国率先研制成功，其在临床上应用于慢性血透由美国率先研制成功，其在临床上应用于慢性血透患者，对肾性贫血和非肾性贫血有良好的治疗效果。患者，对肾性贫血和非肾性贫血有良好的治疗效果。但由于但由于rhEPO可提高最大摄氧量、通气阈、血红蛋可提高最大摄氧量、通气阈、血红蛋白、红细胞压积、红细胞和力竭时间等，还可使心白、红细胞压积、红细胞和力竭时间等，还可使心率下降。在使用率下降。在使用rhEPO 47天后，天后，rhEPO已恢复正已恢复正常水平，应用常规检测的色谱学方法无法查出。而常水平，应用常规检测的色谱学方法无法查出。而其功效还可持续四周之久，这正是有氧耐力运动员其功效还可持续四周之久，这正是有氧耐力运动员所期望的，所以导致所期望的，所以导致rhEPO在运动场上的滥用。在运动场上的滥用。因其通因其通过一般尿一般尿检不易不易查出，所以被国出，所以被国际体体坛称称为最最具欺具欺骗性的性的药物。物。长期注射期注射rhEPO会会对内源性内源性EPO产生反生反馈性抑制，性抑制，剂量越大，抑制效果越明量越大，抑制效果越明显。短期影。短期影响在于响在于红细胞数量的增多加大了血粘滞度，胞数量的增多加大了血粘滞度，导致微循致微循环缺氧，心缺氧，心脏负担加重，易出担加重，易出现休克，甚至死亡。休克，甚至死亡。19891989年国际奥委会医学委员会将年国际奥委会医学委员会将rhEPOrhEPO等等4 4种人工合种人工合成的肽类激素正式列为违禁药物。目前对成的肽类激素正式列为违禁药物。目前对rhEPOrhEPO的检的检测方法有间接法：检测血清中的巨红细胞、血清可溶测方法有间接法：检测血清中的巨红细胞、血清可溶性转铁蛋白受体性转铁蛋白受体(sTir)(sTir)、增强的红系造血的多个指标、增强的红系造血的多个指标(红细胞压积、网织红细胞压积、巨红细胞百分比、血红细胞压积、网织红细胞压积、巨红细胞百分比、血清清EPOEPO、sTir)sTir)和直接法：用电泳和等电位模式测试血和直接法：用电泳和等电位模式测试血样或尿样中的样或尿样中的rhEPOrhEPO。EPO作作为红细胞生成的重要胞生成的重要调节因子，因子，不不仅在耐力运在耐力运动后，可引起后，可引起红细胞、血胞、血红蛋白、蛋白、红细胞胞压积及运及运动能力的提高，能力的提高，而且也可作而且也可作为耐力运耐力运动训练的的预见和和评价指价指标。服用。服用rhEPO会会对运运动员的健康的健康会会带来危害来危害,而且有而且有违比比赛的公平性。因的公平性。因此要加此要加强这方面的管理，一方面要提高方面的管理，一方面要提高教教练员和运和运动员对此的此的认识，另一方面，另一方面应进一步提高一步提高检测技技术，对服用者予以服用者予以重重罚，以警示其他运，以警示其他运动员。