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汗血馬(1/2)-讓你流汗流血的馬拉松

當你做完長時間的運動後發現你的小便顏色變得深褐色,是溶血還是溶肌?小心你體內的紅血球可能在運動過程中被破壞掉。

作者:李樺燁

聽過汗血馬嗎?牠又名大宛馬,中亞出產的一種良駒,抗勞、蹄堅可「日行千里」,以出汗血聞名。太初三年漢武帝調集全國囚徒、商人等六萬多人、馬三萬匹,牛十萬頭,挾厚備討大宛。西域小國畏懼,壼漿簞食以迎,只有輪台閉拒,即遭屠城。漢軍圍攻大宛城四十餘日,殺死大宛兵將無數。太初四年,大宛人最後被迫殺王求和,漢軍選良馬數十匹,中等以下公母馬三千匹,但經長途跋涉,到達玉門關時僅餘汗血馬一千多匹。20世紀的研究認為這種棕紅色的汗血可能是由寄生蟲多乳嘴絲狀蟲所造成,但有專家持反對意見。維基百科

 

其實人類在作耐力型運動時,除了流汗以外其實也可能會流血溶血,只是自己不自知而已。如果你在一段長距離的跑步後發現自己的小便變得比較深褐色,那很有可能是因為溶血後含鐵的血紅素從尿液排出才會看到這個顏色(另一個深褐色尿意的可能原因是橫紋肌溶解)。長期訓練伴隨的長期溶血,最後可能導致身體缺鐵以及貧血出現。

早在1884年,德國醫生Kast是第一個注意到這個問題的人,他觀察到一位19歲士兵在長時間行軍後出現了血尿。他還觀察到連續2次行軍間休息的時間越短,觸發血尿所需的行軍距離越短,當時他就推測運動可能會導致溶血的現象。後來研究發現,正常攜帶氧氣的血紅素是存在紅血球裡面,當出現溶血時血漿中會出現游離血紅素,利用這個指標找到運動造成體內血球破壞(稱為溶血)的原因,可以用下圖概括。

若沒有先天的血球異常,造成溶血的原因可以分為2大類,物理性傷害及代謝性傷害。其中針對物理性傷害,以往抽血研究結果告訴我們以下幾點

  • 4.5公里跑步就可能出現溶血現象
  • 跑速越快溶血量越多
  • 在草地、沙地或公路等類型的地面上跑步後,草地上跑步比在公路上跑步溶血量少、草地上跑步也比在沙地上跑步溶血量少。
  • 相較於硬底鞋,馬拉松運動員若穿軟底鞋則溶血較少
  • 以12.9 km / h的速度在跑步機上跑步的研究顯示,跑速相同時上坡和下坡各跑10,000英尺後,下坡跑步溶血較多
  • 三鐵選手完賽後幾乎均出現溶血現象
  • 42公里馬拉松選手完賽後24小時,血漿中溶血指標均回復到比賽前。研究者同時表示長跑運動員紅血球的平均壽命分別為男性67天和女性72天,比久坐的對照組男性和女性分別為113天和114天短得多
  • 以最大耗氧量75%騎腳踏車1小時和跑步1小時後,均出現溶血現象,但跑步後相對溶血程度幾乎增加了一倍。
  • 運動中補充碳水化合物溶液可能可以減少溶血程度
  • 跑步機上測試發現前腳著地與後腳著地跑步的溶血程度差不多

過去研究確定耐力型運動的運動員(尤其是跑者)常發生溶血的現象,其中腳部著地反覆撞擊地面對紅血球直接損傷是主要原因。另一方面,運動誘發的溶血可能涉及除腳部撞擊以外的其他機制。例如鐵人三項運動員分別作35分鐘的低強度和高強度自行車運動,低強度腳踏車不會造成溶血但高強度踩踏會引發溶血,而這與腳踩在地面上造成的傷害無關。類似的證據也已在其他非創傷性運動中出現,例如耐力游泳。因此,運動過程中肌肉強力的反覆收縮壓縮紅血球(特別是在微血管內)可能最終導致其破裂,是另一種可能引起紅血球機械損傷的機制。另外內臟器官(尤其是腎臟)的持續收縮是一種生理過程,旨在使大部分血液流向運動肌肉,這是耐力跑的另一種常見現象,

 

除了直接的機械損傷外,運動時發生的其他代謝原因可能會造成紅血球變得較脆和/或細胞膜結構可變形性或抵抗力降低(尤其是對於較老的紅血球),進而增加紅血球在血管內被破壞的機會。例如運動中腎上腺素增加並與紅血球表面的特定受體結合會導致細胞膜變形能力受損,因此增加溶血的可能。運動引起脂質分布的改變,引起溶血卵磷脂增加和紅血球細胞膜上游離膽固醇減少,最後導致紅血球滲透性增強而易破裂。

高溫、脫水、血中乳酸濃度的升高,會顯著增強紅血球的脆性。而缺氧可能會將增加紅血球內的ATP(細胞能量來源)排出,進而提高血管內溶血的可能性。

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