模擬高住低訓(xùn)對(duì)女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的影響

摘要：模擬高原訓(xùn)練方法之一的低氧屋有其獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練功能。通過(guò)觀察用低氧屋間歇性常壓低氧居住對(duì)女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：長(zhǎng)期間歇性低氧居住可以使女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的耐力提高獲得像高原訓(xùn)練的效果，從一定程度來(lái)講是低氧居住刺激RBC、Hob產(chǎn)生，血液攜氧能力增加，最大攝氧量提高所致。

關(guān)鍵詞：低氧；間歇性；長(zhǎng)跑；高原訓(xùn)練

中圖分類(lèi)號(hào)：G 804.23 文章編號(hào)：1009-783X(2008)05-0114-03 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡(jiǎn)介：王曉紅(1956～)，女，四川古藺人，副教授，研究方向?yàn)楦咝ｓw育教學(xué)與訓(xùn)練；魏永(1956～)，四川瀘洲人，副教授，研究方向?yàn)楦咝ｓw育教學(xué)與訓(xùn)練；潘華山(1968～)，男，四川瀘洲人，碩士，副教授，研究方向?yàn)楦咝ｓw育教學(xué)與訓(xùn)練。

高原訓(xùn)練是利用自然環(huán)境中海拔高度與空氣氧含量低的因素，通過(guò)運(yùn)動(dòng)和低氧來(lái)刺激機(jī)體獲得較高的吸氧能力而提高機(jī)體的有氧運(yùn)動(dòng)能力的一種訓(xùn)練方法。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，各國(guó)都試圖采用高原訓(xùn)練來(lái)提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，已運(yùn)用到中長(zhǎng)跑、游泳、滑冰、球類(lèi)等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中；然而到目前為止，還沒(méi)有任何一項(xiàng)研究表明，高原訓(xùn)練能直接提高回平原后的運(yùn)動(dòng)能力。Levine于1991年提出高住低訓(xùn)(HiLo)訓(xùn)練法，立即引起有識(shí)之士的注意，被認(rèn)為是優(yōu)于傳統(tǒng)的高原訓(xùn)練的一種訓(xùn)練方法。常壓低氧屋是目前十分流行的高住低訓(xùn)的設(shè)備，它通過(guò)低氧發(fā)生器產(chǎn)生低濃度的氧氣，人為造成在平原條件下的摸擬不同海拔高度的高原低氧環(huán)境，使運(yùn)動(dòng)員每天居住于低氧環(huán)境一定時(shí)間，訓(xùn)練在常氧環(huán)境中進(jìn)行。使用低氧屋進(jìn)行間歇性低氧訓(xùn)練，一方面可以達(dá)到提高骨骼肌抗氧化及有氧運(yùn)動(dòng)能力，最終使運(yùn)動(dòng)員的有氧耐力提高達(dá)到高原訓(xùn)練的效果，另一方面又可免去傳統(tǒng)高原訓(xùn)練的奔波之苦，并保持正常的訓(xùn)練計(jì)劃。而血紅蛋白(Hob)、紅細(xì)胞數(shù)目(RBC)及促紅細(xì)胞生成素(EPO)是反映運(yùn)動(dòng)員有氧運(yùn)動(dòng)能力及訓(xùn)練效果的指標(biāo)，本研究采用常壓低氧發(fā)生裝置，探討常壓高住低練對(duì)EPO及紅細(xì)胞相關(guān)指標(biāo)的影響，為常壓低氧發(fā)生系統(tǒng)在體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 研究對(duì)象與研究方法

1.1 研究對(duì)象

廣州中醫(yī)藥大學(xué)女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員20名(均是二級(jí)以上運(yùn)動(dòng)員)，所有受試者身體健康。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保證不服用任何藥物。以抽簽的方式將受試者隨機(jī)均分成低氧常壓實(shí)驗(yàn)組和常氧對(duì)照組，低氧組和對(duì)照組年齡、身高、體重、飲食量無(wú)顯著性差異(P＞0.05，表1)。

1.2 研究方法

低氧組每天在廣州中醫(yī)藥大學(xué)低氧實(shí)驗(yàn)室中居住12 h，連續(xù)4周。本實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)Hypoxic公司制造的低氧分壓系統(tǒng)(HTS)，造成人為的常壓低氧環(huán)境。低氧屋空氣的氧設(shè)計(jì)為14.5％，空間為30 m³，平均濕度60％，平均溫度22℃。在低氧居住前1 h、急性低氧居住后，低氧居住的第1周、2周、3周、4周空腹安靜狀態(tài)下指尖采血，測(cè)定血象指標(biāo)，低氧居住前、后分別進(jìn)行最大攝氧量和“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，所有受試者體能活動(dòng)為每周5次的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)課，2組的體能活動(dòng)狀況一樣。

1.2.1 RBC、Hob、Hot含量測(cè)定

MET BC-2000血球計(jì)數(shù)器(日本產(chǎn))測(cè)定紅細(xì)胞數(shù)目(RBC)、血紅蛋白(Hob)含量、紅細(xì)胞壓積(Hot)。

1.2.2 最大攝氧量測(cè)定

低氧居住前(正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前2 d)、后(正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)后1 d)，用Monarch功率車(chē)遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測(cè)定最大攝氧量(V02max)，前3級(jí)負(fù)荷為50 W(3 min)、100 w(3 min)、150W(3 min)，隨后每2 min加25 W負(fù)荷，直至力竭，功率車(chē)轉(zhuǎn)帶控制在50 r/min，記錄運(yùn)動(dòng)時(shí)間及負(fù)荷。

1.2.3 “12分鐘跑”耐力跑測(cè)試

低氧居住前(3 d)、后(3 d)，分別進(jìn)行“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

將所有數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，用SPSS11.進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)為P(0.05，顯著性標(biāo)準(zhǔn)為P＜0.01。各數(shù)據(jù)均用平均數(shù)士標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 間歇性低氧居住對(duì)血象指標(biāo)的影響

與低氧居住前相比，低氧組經(jīng)過(guò)12 h、3 000 m的急性低氧居住后，RBC增高4.51％，(5.32±0.31)(×10¹²/L)升高至(5.56±0.22)(×101¹²/L)，(P=0.077)；低氧居住1周后，RBC出現(xiàn)高峰，達(dá)(5.75±0.55)(×10¹²L)³，(P＜0.05)，繼續(xù)保持1周；第3周后，RBC有所降低但仍然明顯高于低氧居住前(5.41±0.37)(×10¹²/L)²，(P＜0.05)，第4周后RBC回落至低氧居住前(圖1)。圖2顯示，急性低氧居住前后Hob分別為，(157.75±10.65)g/L和(158.00±9.97)g/L(P＞0.05)；4周低氧居住Hob的變化與RBC變化趨勢(shì)基本相同，1周后Hob有所升高，第2、3周Hob分別升高了4.83％(P=0.074)、4.57％(P=0.076)，第4周Hob下降，水平相當(dāng)于低氧居住前的水平。對(duì)照組RBC和Hob在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)明顯波動(dòng)。

與低氧居住前比較，低氧組Hot在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，基本不變，只是在第2周時(shí)明顯升高(47.49±3.81％vs 50.90±13.52％，P＜0.05)，平均血球壓積(mean corpuscular vol-ume，MCV)在第1周明顯降低(8.90±0.38 vs.8.40±0.25，P＜0.01)，第3、4周Hot和MCV與低氧居住前水平相似；對(duì)照組與低氧組的MCV變化模式相同(圖3和圖4)。

2.2 間歇性低氧居住對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響

表2顯示，在低氧居住前，低氧組和對(duì)照組相比，最大攝氧量、最大攝氧量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷、遞增負(fù)荷測(cè)定最大攝氧量的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，以及“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試成績(jī)沒(méi)有差異(P>0.05)。而在4周低氧居住后，最大攝氧量低氧組增加了2.11％，對(duì)照組降低了4.79％，2組相比低氧組明顯高于對(duì)照組(53.52±6.30 mL/kg·min vs 46.30±6.70 mL/kg·min，P＜0.05)；最大攝氧量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷低氧組增加了10.00％，對(duì)照組降低了3.12％，低氧組有高于對(duì)照組的趨勢(shì)(240.63±18.60 vs.221.43±22.49 min，P=0.09)；遞增負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間低氧組增加了8.75％，對(duì)照組變化不大；“12分鐘跑”體能測(cè)試成績(jī)低氧組從2611.27±326.33增加到2830.00±299.72，增加了8.38％，對(duì)照組從2686.06±284.21降低到2578.66±197.23，降低了4.02％，遞增負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及“12分鐘跑”體能測(cè)試成績(jī)低氧組與對(duì)照組無(wú)顯著差異(P＞0.05)。

3 分析與討論

3.1 間歇性低氧居住對(duì)血象指標(biāo)的影響

利用低氧屋進(jìn)行間歇性低氧居住和高原訓(xùn)練一樣，可通過(guò)缺氧刺激人體的造血系統(tǒng)，改善心臟功能，可使心臟每搏輸出量和心輸出量增加，又能保持在平原狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度訓(xùn)練，促進(jìn)肌肉的運(yùn)動(dòng)能力。促進(jìn)腎臟分泌促紅細(xì)胞生成素(EPO)增加，EPO作用于骨髓紅系租細(xì)胞，導(dǎo)致RBC和Hob的含量增加，從而提高機(jī)體攜氧能力，有利于氧氣的運(yùn)輸和交換[2-6]，以提高運(yùn)動(dòng)員機(jī)體的有氧代謝能力和抗缺氧能力，最終使運(yùn)動(dòng)員的有氧耐力得到提高。本研究中低氧組在14.5％的氧濃度下急性居住12 h，RBC雖有升高趨勢(shì)，但變化不顯著(P＞0.05)，Hob和Hot的含量沒(méi)有變化，反映紅細(xì)胞體積的MCV也無(wú)明顯變化，說(shuō)明3 000 m的急性居住12 h尚不能達(dá)到刺激血液系統(tǒng)產(chǎn)生有效作用的程度。Stray-Gunderson發(fā)現(xiàn)，居住2 500 m的高原20 h后，EPO才能達(dá)到峰值；Chapman等的回顧性分析指出，即使對(duì)高原訓(xùn)練敏感者在2 500 m居住30 h才能提高EPO的濃度。

Levine等發(fā)現(xiàn)，4周的高住低訓(xùn)后中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的RBC平均增加9％；Stray-Gunderson報(bào)道優(yōu)秀長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)27 h的2 500 m高住、1 250 m低訓(xùn)，RBC、Hot都有明顯增加；國(guó)內(nèi)學(xué)者李曉霞的最新研究結(jié)果顯示，體育系男生經(jīng)過(guò)每天12 h間歇性低壓低氧居住并實(shí)施3 000 m跑訓(xùn)練，初期RBC、Hob、Hot增加，第19小時(shí)后RBC等血象指標(biāo)達(dá)到高峰，間歇性底氧居住Hob增加為RBC數(shù)量增多造成。本文中低氧組低氧居住1周后，RBC明顯升高，Bb有升高趨勢(shì)，Hot不變，RBC和Hob第2、3周變化相似，Hot比居住前提高，但仍然在正常范圍，第4周RBC、Hot和Hob恢復(fù)到低氧居住前的水平，低氧組和對(duì)照組比較，MCV在第1周同時(shí)出現(xiàn)低水平。結(jié)果表明，每天3000m海拔高度的間歇性低氧居住12 h，1周就可以有效提高女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的RBC，大約2周左右RBC、Hob和Hot達(dá)到高水平，這種變化與高住低訓(xùn)過(guò)程中血液EPO升高可維持2周左右有關(guān)。第4周RBC等血象指標(biāo)的回落，可能是機(jī)體對(duì)低氧產(chǎn)生了生理適應(yīng)，也可能與長(zhǎng)期處于缺氧狀態(tài)引起免疫機(jī)能受到一定程度的抑制有關(guān)。低氧組MCV在第1周顯著降低，原因尚不清楚，但可以肯定的說(shuō)，應(yīng)該不是低氧居住造成的，因?yàn)榇藭r(shí)對(duì)照組MCV變化與低氧組完全一致。對(duì)照組血象指標(biāo)在低氧組低氧居住期間基本無(wú)變化，可以認(rèn)為，間歇性低氧居住是女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員血象指標(biāo)變化的原因。對(duì)同一高度間歇性低氧過(guò)程中RBC等血象指標(biāo)達(dá)到峰值時(shí)間的不同，可能與低氧居住高度、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷不同等有關(guān)。

3.2 低氧居住對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響

運(yùn)動(dòng)能力以最大攝氧量和“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試成績(jī)作為參考指標(biāo)。最大攝氧量是反映有氧耐力和心肺功能的主要指標(biāo)，而“12分鐘跑”主要測(cè)試長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的耐力水平。

國(guó)內(nèi)外不少資料顯示，高住低訓(xùn)可提高運(yùn)動(dòng)能力。Le-vine等發(fā)現(xiàn)，為期4周的高住低訓(xùn)后，大學(xué)水平的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量增加5％，5 000 m跑成績(jī)平均提高13.4％+-10s；優(yōu)秀長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員3 000 m跑成績(jī)平均提高了1.1％，最大攝氧量增加3％。Nummular讓400 m跑運(yùn)動(dòng)員在相當(dāng)于2 200 m的低氧屋中居住，常氧環(huán)境訓(xùn)練，10 d后400 m跑成績(jī)由(49.62±2.78)s縮短到(49.13±2.74)s。Attila發(fā)現(xiàn)，每天在模擬3 000 m高度的低氧屋內(nèi)居住16～18 h，常氧環(huán)境訓(xùn)練2次，受試者騎車(chē)平均速度增加。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：為期4周的間歇性低氧居住低氧組最大攝氧量增加了2.11％，最大攝氧量對(duì)應(yīng)負(fù)荷增加了10.00％，遞增負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加8.75％，“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試成績(jī)?cè)黾?.16％，而對(duì)照組這些指標(biāo)不變或有不同程度的降低。所以，我們認(rèn)為間歇性低氧居住使RBC、Hob含量增加，血液運(yùn)輸氧的能力提高，最大攝氧量增加，從而使女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的耐力表現(xiàn)——“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試成績(jī)提升。

本實(shí)驗(yàn)中，低氧組RBC、Hob變化特點(diǎn)似乎和最大攝氧量及“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試成績(jī)并不“合拍”，4周試驗(yàn)后，RBC、Hob已恢復(fù)到低氧居住前的水平，而運(yùn)動(dòng)能力則繼續(xù)維持在較高水平，說(shuō)明血象指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)能力變化不完全同步，當(dāng)RBC、Hob功能降低后，運(yùn)動(dòng)能力維持至少可保持一周。文獻(xiàn)中不乏血象指標(biāo)下降，高原訓(xùn)練后或下高原后運(yùn)動(dòng)能力仍然提高或保持的報(bào)道，長(zhǎng)期低氧居住后，肌肉緩沖能力增加，β-腎上腺素增加促進(jìn)左心室收縮，紅細(xì)胞內(nèi)2，3－二磷酸甘油酸(2，3-DPG)濃度增加，呼吸機(jī)能改善，動(dòng)脈血氧飽和度提高，骨骼肌毛細(xì)血管數(shù)量和形態(tài)改善，骨骼肌線(xiàn)粒體氧化酶活性提高，機(jī)體利用氧的能力及氧化磷酸化能力增強(qiáng)，也可能是運(yùn)動(dòng)能力提高的重要因素。

本項(xiàng)研究是用低氧屋進(jìn)行間歇性低氧居住對(duì)運(yùn)動(dòng)能力作用的探討性研究，目的在于了解間歇性低氧居住過(guò)程中女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員血象的生理適應(yīng)性變化，即對(duì)高住低訓(xùn)這種新手段的“高住”對(duì)血象指標(biāo)及運(yùn)動(dòng)能力的影響進(jìn)行探討。隨著模擬高原訓(xùn)練研究的不斷深入、普及和應(yīng)用，更多項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員將會(huì)受益，然而一種新的訓(xùn)練方法的應(yīng)用都要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。模擬高原訓(xùn)練法也還有許多問(wèn)題亟待深入研究，因此，我們擬在前期的研究工作的基礎(chǔ)上，從高住低訓(xùn)的實(shí)際應(yīng)用出現(xiàn)的問(wèn)題出發(fā)，通過(guò)摸索不同項(xiàng)目高住低訓(xùn)最適高度，持續(xù)的時(shí)間，訓(xùn)練強(qiáng)度，出低氧室后最佳機(jī)能出現(xiàn)的時(shí)間等方面的規(guī)律，建立不同項(xiàng)目的高住低訓(xùn)的最佳訓(xùn)練模式。不僅從生理生化的角度加以分析，還要結(jié)合訓(xùn)練環(huán)境，運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體差異以及運(yùn)動(dòng)量的安排等，認(rèn)真研究，以利更好地在實(shí)際中有效應(yīng)用。

4 結(jié)論

1)用低氧屋進(jìn)行12 h、相當(dāng)于3 000 m高度的急性低氧居住對(duì)血RBC、Hot、Hob影響不大，說(shuō)明低氧居住改變血象指標(biāo)需要一定的時(shí)間積累。

2)低氧居住1周后，RBC和Hob增加，這種血象變化維持到第3周，第4周回落至低氧居住前，2周后Hot出現(xiàn)高峰，推斷間歇性低氧居住提高女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的RBC和Hob水平應(yīng)在3周左右。

3)常壓模擬高住低練能使血液中RBC、Hob的濃度升高，增強(qiáng)機(jī)體攜帶和運(yùn)輸氧的能力，增強(qiáng)了機(jī)體的有氧代謝

能力，進(jìn)而提高“12分鐘跑”耐力跑測(cè)試成績(jī)。

4)本實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在4周試驗(yàn)后，RBC、Hob已恢復(fù)到低氧居住前的水平，而運(yùn)動(dòng)能力則繼續(xù)維持在較高水平，說(shuō)明血象指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)能力變化不完全同步，當(dāng)RBC、Hob功能降低后，運(yùn)動(dòng)能力維持至少可保持一周。