运动与泌尿问题

科技工作者之家 2020-10-26

来源:中国体育科学学会

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约一个月前,我与2位朋友,相约早上7点于新月桥会合,沿大汉溪骑车往石门水库,接近10点到达目的地。在8-9点开始,暑气逼人。其中一人还示出沾满汗珠的手臂。一路上气温都在30-35℃间,回程在一家超商吃少许食物,并补充大量水分,我回到家是下午2点。如包含早先各自从家中出发的1个多小时,在整个路程中,超过8个小时,没有人提议说要上厕所,也就是没人排尿。显然地,身体尤其是泌尿系统,有某些机制在运作着。


一、尿液

尿液是人类和脊椎动物为了新陈代谢的生理需要,经由泌尿系统及尿路排出体外的液体排泄物。细胞代谢时会产生许多含氮的代谢产物,如尿素、尿酸与肌酸酐等,需从血液排出体外。除排出代谢产物外,尿液的排出还可以调节体内水和电解质的平衡,且可同时散热。排尿是我们的日常,人每天要排尿5~7次。一次排尿通常是250~300毫升。一天排尿量约有1500~2500毫升。排尿量因水合状态、活动水平、环境因素、体重与健康状态而异。人类尿液比重为1.010-1.030,pH值约为6.5(5.5-7)。尿液静置一段时间,细菌分解尿素,产生氨的气味。

正常人尿液的主要成分是水,占96%~97%,固体成分占3%~4%。正常成人每天排出固体物质约60克,固体物质中无机盐约25克,其中一半是钠、氯离子;有机物约35克,其中尿素约30克,其余是少量的糖类、蛋白及体内多种代谢产物。人1公升的尿,含有的碳、氢、氧与氮,分别有6.87克、1.51克、8.25克与8.12克。

健康人的尿色,主要来自于尿胆素 (urobilin)。尿胆素在血红素代谢过程中产生。老化血球破坏,由血红素分解出。尿的颜色可以作为人体水合状态的可信指标:尿多而清澈,表示水合状态适当,水分够多,偏暗色泽表示有脱水现象。

利尿的饮料或食物包括茶、咖啡、酒、红豆、绿豆、西瓜、水梨、蒟蒻、豆、苦瓜、葫芦、芹菜等。

二、运动对排尿的影响

随着运动的进行,人体的排尿大幅减少,目的在维持一定的体液与血液量,维持血压的恒定。尿减少机制,包括抗利尿激素(Antidiuretic Hormone,ADH) 与醛固酮 (aldosterone,也称醛类脂醇) 的释放。

(一) 抗利尿激素

抗利尿激素 (ADH) 由脑下垂体后叶 (posterior pituitary) 分泌,作用是帮助肾小管对水分的再吸收,减少水分的流失。

热环境下,从事长时间的运动,流质的控制机转,来自于:1. 水分补充不足,造成的高血浆渗透压。2. 血液流失或体液补充不足,造成的低血浆量。

当组织间液高浓度的粒子(水分变少时),下视丘的渗透压受器萎缩,引起下视丘产生神经反射,刺激ADH释放,减少肾脏中水分流失。另外,血浆量变少时,左心室受器牵张受器启动反射,引起ADH的释放。图一显示运动中,血浆量减少,渗透压增加,ADH增加的情形。


图一 抗利尿激素与运动强度呈正比


图二 醛固酮、肾素活动及第二型血管收缩素随运动强度的增加而增加


(二) 醛固酮

醛固酮由肾上腺皮质释放,是肾脏中控制钠离子再吸收与钾离子排除的重要荷尔蒙。当血浆钾离子增加时,增加醛固酮浓度,刺激肾脏排除钾离子。当血浆量下降,肾脏血压下降,或肾脏交感神经活动增加,肾脏的特殊细胞分泌肾素,肾素在血浆中,将肾素的受质,转化成第一型血管收缩素,第一血管收缩素再经肺的血管收缩素转换酶 (Angiotensin Converting Enzyme, ACE),转换成第二型血管收缩素,第二型血管收缩素也会刺激醛固酮的释放,醛固酮能促进肾脏对水和钠离子的再吸收,继而增加体液容量,升高血压。

图二显示醛固酮肾素活动与第二型血管收缩素随运动强度的增加显著的上升。随运动强度的进行,肾脏对于水和钠离子的再吸收,配合抗利尿激素的释放,减少肾脏中水分流失,也就是抑制尿的水分排除。

在炎热的夏天,太阳高挂,气温常高达30-35℃运动时代谢量增加,约有75%的能量,形成热,需要排除出体外,进行散热,以利运动的继续进行。此时,泌尿系统又几乎发挥不了作用。只好仰赖皮肤,透过皮肤表面,蒸发散热。一克的汗水,从皮肤表面蒸发,可以带走0.58大卡的体热,以解决体热的过度堆积。在热环境下,进行持续运动,一小时可能会排汗3公升。为了维持正常血液容积,维持一定的血压,流失多少水分,就应该补充多少水分。

三、运动前的准备

运动前应有喝水与排尿的习惯。运动前应补充数百毫升的水分 (如250-400毫升),才不致于一开始运动就觉得口渴,原因是运动会倾向于让组织缺水。虽然运动中人的泌尿系统是被抑制的,但是,偶而还是免不了需要上厕所。

在室内运动场地,饮水供应不成问题,运动中即使有尿意,也容易处理。如运动范围扩及野外空间,在都会区的人行步道或自由车道,都设置有简易厕所,同时定时清洗干净备用,饮水机也大致上供应无虞。有些地方可能会有不容易找到厕所,因此,许多人会携带水壶,适时适量地饮水。在热环境下运动,也应该限制利尿食物与饮料的摄取,以免抵销水分摄取的效果。聪明的人,运动经验会让人学会这些枝末细节,知道如何因应 (注:图一与图二取自运动生理学,艺轩图书出版社) 。


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