血容量的重要性及其与心血管适应的相互作用

背景 众所周知，高最大耗氧量 (VO2max) 与耐力运动项目中出色的身体表现相关。 为了实现高 V ̇O2max，必须根据 Fick 方程优化几件事。 最大摄氧量的主要决定因素之一是血液的携氧能力，它由总血红蛋白质量决定，耐力运动员的携氧能力明显高于未经训练的人。

自然地，该系统受到严格调节以保持稳定的血液成分，并在因出血而丢失时迅速恢复血容量，但也可以通过运动和/或暴露于极端环境条件来改变。 经过两周的常规运动训练后，已经可以看到血容量和成分的变化，其中 PV 的增加与促红细胞生成素 (EPO) 的升高相结合，而红细胞容量不受影响。 这支持所提出的肾脏作为“临界计”的概念，并且由于 PV 扩张而导致的血细胞比容降低可以调节红细胞生成。 在已经受过训练的个体中，即运动员，PV 和 Hbmass 可以通过反复和/或长时间暴露于高海拔或炎热的环境条件而进一步增加。

研究问题和假设

1. 探索时间过程中的性别和个体差异以及心血管（中枢和外周）适应长期有氧训练与伴随的血容量变化之间的关系。
2. 评估性别差异和影响个体差异的因素（高反应者与低反应者）——假设女性对长期有氧训练的心血管反应迟钝。
3. 血容量、肌肉代谢和心血管适应对运动表现和有氧能力的相对重要性是什么？

将在自行车测力计上进行增量运动测试，以确定最大工作率和 VO2max。 在休息期间采集四份静脉血样，每份 4 毫升。 在运动测试后短暂休息后，使用 DXA 扫描和 CO 再呼吸技术评估受试者的血容量和身体成分。

在第二个实验试验（访问 2）中，参与者将通过在半卧位骑自行车来熟悉实验方案。 对于实验参与者，将通过下半身负压 (LBNP) 进行最长 10 分钟 -15 毫米汞柱和最长 10 分钟 -30 毫米汞柱的直立耐受性标准化测试。 在 LBNP 的两个水平上测量心室功能。 在体位耐力测试后，受试者将在两个次最大强度下进行半卧式自行车运动，并保持水分充足（对照）。 在第一次运动后至少 30 分钟（在受试者恢复到基线血流动力学水平后），受试者将摄入高渗饮料，目的是将 PV 增加 ~15%（干预）。 在以与前面提到的相同的强度开始第二轮半卧式次最大循环之前，再次测量心室功能。

在第三次访问（访问 3）中，我们将测量运动方案是否对外周（手臂）血流调节有影响。 外周血管功能是通过在流量介导扩张 (FMD) 前后使用双面超声测量肱动脉直径和血流速度来确定的，其中将位于上臂周围的袖带充气至 200 mmHg 5 分钟，然后放气。 然后在输注血管活性药物乙酰胆碱 (Ach)（25 和 100 μg min-1（kg 手臂质量）-1）、硝普钠 (SNP)（0.75、1.5 和3.0 μmol min-1 L 臂质量-1)。 在所有这些测量之间将有至少 15 分钟的休息时间。 在受试者第一次离开这次访问之前（基线），还进行了两次大约 150 mg 的肌肉活检，用于培养细胞和评估毛细血管密度、肌纤维组成和线粒体密度和功能的变化。 在基线后 2 周、1、2 和 6 个月后的第一次访问期间，还将在采样点进行一次肌肉活检，并在基线轮次后 12 个月进行两次肌肉活检，每个受试者总共进行八次活检。

第一轮实验结束后，受试者将接受为期 12 个月的锻炼方案，包括每周 3-4 次有监督和监督的自行车训练课程。 运动训练将以渐进的方式进行监督和组织，以使受试者习惯于定期和高强度的运动。 受试者将在基线测量后第 1、2、6 和 12 个月的第 2 周再次接受研究程序，以便对短期和长期心血管适应性进行连续分析。 此外，我们还想测量冠状动脉血流量、肌肉线粒体体积和功能，以确定在基线、2、6 和 12 个月时中枢适应与外周适应对长期训练的影响。

为了辨别来自外周的任何中央心血管影响，我们希望在 12 个月的运动训练的最后一次访问时通过静脉切开术使血容量迅速正常化。 在放血前后，将确定 VO2max 和 Q̇max 以研究任何中枢心血管适应。

该项目的受试者接受以下措施：心脏和血管超声、肌肉活检、动脉和静脉血样导管插入术、CO-再呼吸技术、DXA-扫描、心电图 (ECG)、血流介导的扩张、血管扩张反应-Ach 和 SNP、LBNP、性能测试和放血的动脉输注。