背景:高原训练作为一种有效提高机体耐力和速度的训练方法,日益为广大教练员所接受,但高原训练的最适宜海拔高度是高原训练中亟待解决的问题。目的:建立大鼠模拟高原训练模型,观察心肌细胞结构在高原训练中的变化,为高原训练的生理学研究提供科学的动物模型,为运动员高原训练提供更加科学的理论依据。设计:以航空航天医学海拔高度区域划分为依据,将实验动物分成不同海拔高原训练组和各对照组,分别进行形态学、细胞亚细胞电镜观察以及心肌肌钙蛋白T的生化分析,从形态学和生物化学两种途径对大鼠心肌损伤进行全面分析。单位:清华大学体育部运动人体科学实验室。材料:实验于2000-01/2002-12在清华大学运动人体科学实验室完成,选用SD大鼠372只。实验材料包括低压氧舱,日产H-500型透射电镜,血清心肌肌钙蛋白T指标的测试试剂盒。方法:所有大鼠372只先进行1周的适应性游泳训练后,随机分成9大组,54个小组,本文仅对其中6组进行分析,分别为模拟急性高原4000m缺氧训练组(n=32)、缺氧不训练对照组(n=24)、模拟急性高原4000m复氧训练1周组(n=32)、模拟急性高原4000m复氧训练2周组(n=32)、递增高原训练组(n=32)、平原训练对照组(n=24)。除平原训练对照组在正常条件下生活与训练外,其他各组均在模拟高原环境中进行游泳训练,每天1小时,每周训练7天,共训练4周。采用酶联免疫吸附法对大鼠血清心肌肌钙蛋白T指标进行测试与观察,模拟海拔4000m急性缺氧训练4周复氧训练2周的大鼠训练结束后,处死大鼠,取左右心室壁一小块心肌组织,经处理并采用醋酸铀及枸橼酸铅进行双染色后,采用日产H-500型透射电镜对切片进行的超微结构观察。主要观察指标:大鼠在不同海拔高度训练状态下血清心肌肌钙蛋白T指标与心肌超微结构电镜图谱测试及观察结果。结果:选用SD大鼠共计304只,无一只死亡,全部进入结果分析。①各组大鼠体质变化:缺氧训练组与缺氧不训练对照组、平原训练对照组之间的心肌增长率差异都有显著性(P<0.01)。而缺氧不训练对照组与平原训练对照组之间差异也有显著性(P<0.05),缺氧训练组、缺氧不训练对照组以及平原训练对照组的体质增长率分别是:22.41%、28.14%、33.48%,3组比较差异均有显著性(P<0.01～0.05)。②心肌肌钙蛋白T测试结果与统计分析:缺氧训练组和缺氧不训练对照组相比,心肌肌钙蛋白T值差异均有显著性,且随着训练周数的增加,心肌肌钙蛋白T值增大,并且差异有显著性(P<0.01)。在模拟4000m以下海拔进行为期1～4周的高原缺氧训练,各组心肌肌钙蛋白T值从0.09μg/L上升到0.128μg/L。在回到平原复氧训练2周后,各组心肌肌钙蛋白T指标均可逆转到0.09μg/L。③电镜观察结果:海拔4000m急性缺氧训练4周,心肌线粒体结构随训练时间的延长出现轻微肿胀,回平原复氧训练2周的大鼠心室肌纤维粗细肌丝形成的明、暗带清晰分明,肌节排列整齐,肌束之间除了含有成簇或零散分布的糖原颗粒外,还存在大量的线粒体,没有观察到浊肿、空泡变性、溶解坏死及间质水肿等病理现象的发生。结论:大鼠在海拔4000m以下的任何高度上进行训练都是比较安全的。如果用急性直接进入海拔4000m高度进行较大强度运动训练,大鼠心脏亚细胞结构发生轻微损伤,心肌肌钙蛋白T浓度增加,采用递增海拔高度的形式进行训练,对心肌损伤影响较轻,训练后恢复也较快。