第參章 研究方法 一、受試者
本實驗挑選 32 位無高血壓、心血管疾病且沒有服用任何抗氧化營養品 之受試者,以招募的方式將受試者分配至控制組、運動組、吸菸組及吸菸 加運動組共四組,每組人數各為 8 人。吸菸者的菸齡需達到至少一年,且 每日香菸數量需達到至少 10 支;規律運動者需達到每週運動至少 3 次,每 次至少 30 分鐘,持續至少半年。
每位受試者在實驗開始前需填寫受試者同意書(附錄二)、受試者基本 資料及實驗相關調查表(附錄三)、受試者健康情況調查表(附錄四),且 於實驗處理前需 48 小時內禁止激烈運動,血液收集前需至少 8 小時禁食;
而吸菸者於血液收集前需至少 8 小時禁菸。
二、實驗設計
首先,受試者以跑步機進行單次遞增性運動至衰竭,測量其最大攝氧 量 (V‧
O2max),以作為相對運動強度訂定的依據。間隔兩天之後,以跑步 機實施 85%V‧
O2max 的強度進行單次高強度運動至衰竭,並於運動前(安靜 態)及運動後立即採血。所有受試者皆於早上 6 點至 12 點進行單次高強度 運動。實驗設計流程與步驟,描述如下:
(一)漸增負荷運動測試
遞增性運動測試開始的速度為 4 mile/hr 持續 5 分鐘,此後每 3 分鐘增 加 1 mile/hr;當速度增加至 10 mile/hr 時,每階段改以增加坡度 2%,直到 受試者衰竭(吳家慶,2005,頁 33)。
(二)單次高強度運動採用 (Van Soeren & Graham, 1998) 的方法 受試者於原地跑步機上進行 85%V‧
O2max 的運動強度至衰竭,同時採集 氣體作事後分析。
三、實驗流程圖
填寫受試者同意書、基本資料及實驗相關調查表、健康情況調查表
招募受試者至下列組別
控制組 運動組 吸菸組 運動加吸菸組
收集受試者基本資料
採集安靜時血液
85%V‧
O2max 單次高強度運動
運動後立即採集血液
收集數據進行分析
圖一 實驗流程圖
四、血液樣本分析
(一)血清與血漿樣本製備:
於單次高強度運動前後各採集受試者橈靜脈的血液 21 ml,分別置於真 空管與含有 EDTA 或 heparin 的抗凝劑試管,於 4℃下以 4,000 g 離心 15 分 鐘,將其上清液(血清或血漿)取出備用。
(二)紅血球溶胞液 (erythrocyte lysate) 製備及血紅素移除法:
1. 將含有 EDTA 抗凝劑試管中的上清液完全取出後,移除紅血球上層之白 血球,剩餘溶液為紅血球。先取 8 ml 的 HPLC-water ( Sigma, USA ) 置 入離心管內,再加入 2 ml 的紅血球均勻混合,於 4℃以 10,000 g 離心 15 分鐘後,取出上清液備用。
2. 萃取液 (Extraction Reagent):ethanol / chloroform 的體積比為 62.5/37.5 (w/v),並置於 2-8℃。
3. 取 400 µl 的萃取液並加入 250 µl 的紅血球溶胞液的樣本,並於震盪器 上均勻混合 30 秒。
4. 於 4℃下以 3,000 g 離心 5 分鐘,並取出上清液(於 24 小時內分析時,
可放置於 2 - 8℃,否則需要冷凍)。
(三)血紅蛋白 (hemoglobin, Hb) 分析
1. 在 所 有 測 量 的 分 光 比 色 管 內 加 入 1000 µl 的 hemoglobin reagent
( Instruchemie, Netherlands)。
2. 在 blank 的分光比色管中加入 2 µl 的 ddH2O。
3. 在 standard 的分光比色管中加入 2 µl 濃度為 10.3 mM 的 hemoglobin standard (Instruchemie, Netherlands)。
4. 在 sample 的分光比色管中,分別加入 2 µl 的紅血球溶胞液。
5. 將分光比色計 (Hitachi U-2000, Japan) 的波長設定 540 nm。
6. 先將 blank 置入分光比色計內歸零。
7. 分別置入 standard 與 sample 測量吸光值。
8. Hemoglobin 濃度換算:
sample 的吸光值/standard 的吸光值 × 10.3 (mM)或 sample 的吸光值 × 36.8 (g/dl)
(四)乳酸分析
以血漿乳酸分析檢驗 85%V‧
O2max 強度單次高強度運動的效果(步驟請 參見附錄五)。
(五)氧化指標與抗氧化酶活性分析
受試者氧化指標分析項目包括血漿脂質過氧化物-硫巴比妥酸反應物 質 (thiobarbituric acid reactive substances, TBARS) 及血漿氧化態低密度脂 蛋白 (oxidized low density lipoprotein, oxLDL),而抗氧化酶活性分析項目則
包 括 紅 血 球 溶 胞 液 過 氧 化 氫 酶 (catalase, CAT) 、 麩 胱 甘 肽 過 氧 化 酶
(glutathione peroxidase, GPx)、超氧離子歧化酶 (superoxide dismutase, SOD) 活性等(步驟請參見附錄五)。
五、統計分析
本研究以 SPSS 13.0 套裝軟體系統進行各項資料統計分析,所有測量之 數據皆以平均值 + 標準誤表示,統計意義至少須為 p < .05。在考驗研究假 設上所使用的統計方法有:
(一)以配對 t 考驗 (paired t test) 檢定各組運動前及運動後乳酸濃度的差 異。
( 二 ) 以 獨 立 樣 本 單 因 子 變 異 數 分 析 考 驗 各 組 運 動 前 氧 化 傷 害 指 標
TBARS、oxLDL 濃度及抗氧化酶 CAT、GPx、SOD 活性之差異。
(三)採用獨立樣本雙因子(運動 × 吸菸)共變異數分析 (ANCOVA),以 各 組 運 動 前 數 據 作 為 共 變 數 , 考 驗 運 動 後 各 組 氧 化 傷 害 指 標 TBARS、oxLDL 濃度及抗氧化酶 CAT、GPx、SOD 活性之差異。
當主要效果達顯著,再以 Scheffe’s 法進行事後比較。