氧债(oxygen debt) 是劳动1分钟所需氧量(氧需 oxygen demand)和实际供氧量之差,是评定一个人无氧耐力的重要指标。
生理学定义
氧债(oxygen debt) 是劳动1分钟所需氧量(氧需 oxygen demand)和实际供氧量之差,是评定一个人无氧耐力的重要指标。人体负氧债的能力与无氧耐力有密切关系,所以氧债是一般人从事剧烈运动时,其负氧债的量约为10升左右,受过良好训练的运动员可高达15——20升。在剧烈运动中,机体的需氧量超过最大摄氧量,能量供应靠无氧分解代谢所造成的
氧亏,氧亏需要在恢复期来偿还。
氧债在肌肉及其他有关
三磷酸腺苷和
磷酸肌酸系统中,由激烈的活动而消耗以及通过糖酵解和呼吸补给不及时,该系统为了回复到原来的水平需要超过正常时所需的氧。这种情况称为氧债。
经过一段时间的缺氧压力之后,一旦获得氧气便大量吸收,这些氧可能用于氧化缺氧代谢所产生的中间代谢产物。
水体生物学定义
定义
池塘溶解氧在供应充足情况下的耗氧量和实际耗氧量之差。
生物影响
所谓氧债即水体缺氧,特别是池水底层严重缺氧条件下,生物需氧、
化学需氧和有机质分解需氧受到很大的抑制,欠下了正常状态下的需氧量,即氧债。在这种条件下,厌氧生物(厌氧菌)非常活跃,产生有害的中间产物和有机质无氧分解产生大量还原性物质及有害气体。
这对鱼类和池塘其他生物影响很大,一遇天气突变(夏季、春夏之交、秋冬之交)上下水体夜间急剧对流,氧债爆发性偿还,使整个水体严重缺氧,鱼类无法生存,往往浮头、严重浮头、泛塘,也易引发鱼病。
氧债和氧盈大多同时出现,即夏季往往上层水体氧盈,饱和氧形成气态逸出水面,与此同时底层严重缺氧,甚至为零。在自然情况下,往往白天形成氧债夜间还,这就存在很大的危险性。
解决办法
为了化险为夷,氧债必须要在白天还。即白天,特别是晴天,
利用上层浮游植物较强的光合作用产氧,以机械(增氧机、水泵、潜水泵)搅动上下水层,定期和不定期冲入新水,进行机械增氧和促进生物增氧,做到及时地、经常地消除氧债,以维持水环境的良性循环,保持鱼类正常生长,保障鱼类安全。
此外,为了高效地消除氧债,在推进机械和生物增氧的基础上,同时利用合理施肥、投饵,适当增加浮游植物量,合理利用和限制浮游动物、底栖动物、有机质以及适当的鱼类轮捕等项技术措施。
产生机理
研究发现运动后恢复期内肌肉PCr含量的变化也同VO2一样具有快、慢两个时相,由此推测PCr再合成可能是EPOC的原因之一。但Brooks等后来通过计算表明,即使是当肌肉中的PCr均耗尽,恢复期用于重新合成这些高能磷酸化合物的O2量也不会超过1.5L,而后者充其量也只有EPOC的10%左右。
(2)激素的刺激作用
机体的有氧氧化代谢受许多激素的调控,运动停止后的一段时间内这些激素在体内仍维持较高水平,它们可以刺激线粒体呼吸,从而使耗氧量增加。这些激素主要包括儿茶酚胺类、甲状腺激素和糖皮质激素等。
(3)Ca++的作用
Ca++可以刺激线粒体呼吸。肌肉运动时大量的Ca++由终末池释放,它们一方面作用于肌钙蛋白分子,启动肌肉收缩,另一方面刺激线粒体氧化磷酸化,增加线粒体的氧化代谢。运动后恢复期,Ca++的回收尚需一定时间,故可直接对线粒体呼吸产生刺激作用。
(4)体温
体温可以加强线粒体的氧化效应,这是人们认为影响EPOC的重要因素,有人认为体温的作用可以占到EPOC成分的60~ 70%。体温作用的主要证据是其在恢复期内的动态变化趋势与耗氧量相一致。
研究指出,EPOC需要较长时间方可完全恢复还可能与机体对脂肪的氧化加强有关。众所周知,一般人在进行长时间中等强度运动负荷后,血浆脂肪酸和
儿茶酚胺激素水平均明显升高。已证明至少在大鼠体内,这一变化可以促进脂肪、肝脏和肌肉等组织对脂肪酸的利用。在人体研究方面,Bahr最近的一项研究显示,当被试以69~78% VO2max强度运动71~ 80min后的12小时恢复期内,脂肪氧化提供的能量始终高于对照组,而由于该底物利用的转移所造成的耗氧量增加可占EPOC总量的10~ 15%。