高分子軟體高壓氧艙對運動后人體生理生化指標的影響

左 朝，張雪萍，楊 芳，張夢佳，戢曉珊

(1.湖北省十堰市太和醫院附屬湖北醫藥學院，湖北 十堰 442000；2.湖北省十堰市茅箭區人民醫院，湖北 十堰 442000；3.湖北省十堰市婦幼保健院，湖北 十堰 442000)

隨著體育事業的快速發展，運動員承受的運動負荷越來越大，如何在高強度訓練或者比賽后快速恢復體能參加下一場比賽成為體育科研的一大熱點[1-2]。當前，很多競技體育領域采用醫用高壓氧艙對運動員進行高壓氧療法。但由于醫用氧艙裝備較為復雜，體積較大，不方便攜帶等限制了高壓氧療法對高強度運動員人群的應用。軟體高壓氧艙是由氨基甲酸涂層的高分子尼龍材料制成的一個密封的艙體，相比于傳統醫用高壓氧艙，其體積更小、質量更輕，操作更加簡便。軟體高壓氧艙對高強度力竭運動后運動員生理生化指標是否有影響、能否促進體能恢復，有待商榷。現設計實驗，對比高強力竭運動后軟體高壓氧艙和傳統方式對人體多種指標的影響，處理數據并分析軟體高壓氧艙對人體的恢復效果，為今后運動員高強度運動后的快速恢復提供參考。

1 實驗方案

1.1 實驗對象與分組

本實驗選取了來自某體育學院的30名短距離競速類專項運動女大學生。30名實驗對象身體狀況良好，沒有明顯的體育運動損傷病史，所有實驗對象要自愿簽署知情同意書[3-5]。實驗前將30名受試者隨機分為2組，對第1組的15人力竭運動后采用軟體高壓氧艙的恢復方式，第2組的15人則采用傳統的恢復方式，2組形成對照實驗。2組受試者的基本情況如表1所示。

表1 實驗對象基本情況Tab.1 Basic information of test objects

1.2 軟體高壓氧艙恢復方案

醫用高壓氧艙對運動員的訓練使用存在一定局限性，實驗采用的恢復設備為國產FPYC-600單人型便攜式軟體高壓氧艙，質量在8 kg左右，由高分子TPU材料制作，其600 mm×2 000 mm的外形尺寸能夠允許受試者平躺在內。在受試者高強度運動結束后20 min，穿著無金屬、純棉的衣服進入軟體高壓氧艙。給軟體高壓氧艙勻速加壓10 min，營造2.5大氣壓環境條件。穩壓1 h，然后用15 min緩慢減壓到常壓狀態，受試者出艙，完成軟體高壓氧艙恢復方案。

2 實驗方法

2.1 實驗前準備

為避免受試者不適應功率自行車騎行模式，在正式比賽前，組織所有受試者使用Wattbike功率自行車進行為期1周的適應訓練。實驗前受試者可先騎行20 min熱身，達到心率150～160次/min的狀態，然后拉伸休息，恢復體力。

2.2 運動前測試與取樣

(1)實驗主要對受試者的血壓、心率(HR)、血紅蛋白(HB)、血清肌酸激酶(CK)、血尿素氮(BUN)、血睪酮(T)、皮質醇(C)等生理生化指標進行測試[4]。在清晨采集受試者的5 mL靜脈血，對上述這些指標進行測量和記錄；

(2)受試者用完早餐2 h后，先進行熱身，然后盡全力騎行30 s。此過程中收集并記錄受試者最大心率(HRmax)、騎行峰值功率(Ppeak)和平均功率(Pmean)數據[5]；

(3)下午受試者統一佩戴Polar心率表，在保障受試者生命安全前提下，進行高強度的力竭運動模擬訓練[6]。在受試者安靜狀態下，采用Lacate-Scout便攜式乳酸鹽分析儀測量其血乳酸(BLA)指標。

2.3 高強度力竭運動方案

實驗采用的力竭運動方式即分3次進行的每次30 s最大功率騎行，受試者需要在實驗過程中以更快的速度盡全力騎行30 s。與之前訓練時相同，先進行時長為20 min左右的騎行熱身運動，后休息10 min，開始第1次全力騎行；結束后休息10 min進行下一次高強度騎行實驗，直至第3次全力騎行30 s后結束騎行。

2.4 運動后的測試與取樣

將第3次騎行結束后采集的相關實驗數據作為力竭運動的測試數據，騎行結合后立即采集受試者的BLA數據指標，同時記錄騎行全程的HR指標。在騎行測試結束后20 min受試者進入軟體高壓氧艙前，再次測量并記錄受試者的BLA指標和HR指標。

2.5 恢復后的測試與取樣

分別采集2組受試者經軟體高壓氧艙或者傳統恢復方式后即刻的人體BLA和HR指標。經不同方式進行恢復后的次日清晨，再次測量記錄2組受試者的血壓、HR、HB、CK、BUN、T、C等人體生理生化指標[7-9]。恢復后次日，與力竭運動前相同，在早餐后2 h，分別測量2組受試者的恢復效果，組織2組受試者進行30 s的騎行測試，記錄騎行峰值功率Ppeak和平均功率Pmean。

2.6 數據處理

采用SPSS統計分析軟件對騎行實驗中采集的數據進行處理。采用“平均數±標準差”的方式表示人體各項生理生化指標的測試結果。為更加明晰時間軸方向上各指標數據的變化，采用重復測量的方差分析法，對2組實驗的不同時間測試指標進行組內和組間的差異性分析。經SPSS統計分析軟件計算后，如果“P<0.05”，認為數據間差異具有顯著性；當“P<0.01”時，認為2組數據存在非常顯著的差異。

3 實驗結果與分析

30名受試者分2組參與高強度力竭運動后，分別進行了軟體高壓氧艙恢復和傳統方式恢復；受試者一些生理生化指標的實驗結果如表2、表3所示。

表2 力竭運動后不同恢復方式對HR、BLA指標的影響Tab.2 Effects of different recovery methods on HR and BLA indexes after exhaustive exercise

表3 力竭運動后不同恢復方式對人體多種生理生化指標的影響Tab.3 Effects of different recovery modes after exhaustive exercise on various physiological and biochemical indexes of human body

由表2可知，與恢復方式無關，30名受試者在訓練前和運動后即刻，HR和BLA指標變化明顯，時點效應非常顯著(P<0.01)。對于HR指標，分別采取軟體高壓氧艙和傳統方式進行恢復后，2組的數據變化不明顯，即不同恢復方式的主效應不顯著(P>0.05)，恢復效果也沒有出現較大差距[10]。

無論采用哪種恢復方式，BLA指標時點效應非常顯著(P<0.01)；與HR指標不同，BLA指標測試中，不同恢復方式主效應顯著(P<0.05)，表明軟體高壓氧艙和傳統方式對受試者的BLA指標恢復效果有著明顯差異。

從收縮壓、舒張壓和脈壓差3方面對不同恢復方式下受試者的血壓恢復效果分別進行測量分析，由表3可知，在訓練日和次日這30名受試者的清晨血壓相差不大。軟體高壓氧艙恢復和傳統恢復這2種方式的主效應不顯著，不同恢復方式下2組受試者的血壓恢復效果沒有表現出明顯的差距。

對比表2內HB、CK、BUN、T、C這5項指標發現，受試者無論采用哪種恢復方式，在訓練日和次日，這幾種指標的變化均不明顯。采用重復測量方差分析法對數據進行處理后得出，軟體高壓氧艙恢復和傳統恢復這2種方式的主效應不顯著，這2種恢復方式對人體這5項生理生化指標的恢復效果沒有明顯的差異[11-12]。力竭運動后不同恢復方式對運動表現的影響，結果如表4所示。

表4 力竭運動后不同恢復方式對運動表現的影響Tab.4 Effects of different recovery methodson exercise performance after exhaustive exercise

由表4可知，對于受試者的騎行峰值功率Ppeak，軟體高壓氧艙恢復和傳統恢復2種方式的主效應顯著(P<0.05)；在訓練日和次日，同一組內15名受試者的騎行峰值功率Ppeak指標都沒有出現明顯差異。測試實驗設計的2種對照恢復方式對于受試者騎行峰值功率影響效果不同。

對于受試者的騎行平均功率Pmean，軟體高壓氧艙恢復和傳統恢復的主效應不顯著(P>0.05)；在訓練日和次日，組內15名受試者的騎行平均功率Pmean指標相差無幾，且不同的恢復方式也沒有引起Pmean指標的變化。

4 討論

本實驗得出，相比于傳統恢復方式，軟體高壓氧艙對人體BLA指標的影響較大，這與軟體高壓氧艙中氧含量有關。高壓氧能夠加快BLA等酸性產物的清除速率，提升機體能量供應能力，促進指標恢復，緩解運動疲勞[18]。

HB是紅細胞內運輸O2的特殊蛋白質；軟體高壓氧艙使用過程中，血漿中的氧氣含量增加。相比于標準大氣壓環境，當軟體高壓氧艙氣壓上升到3個AT時，血液輸送O2的數量會提高10～15倍，能夠很好滿足機體代謝所需氧氣含量。氧分壓的升高引起O2擴散梯度增加，有助于向缺血組織獲取O2。受試者經軟體高壓氧艙恢復后，會處于氧化應激狀態，活性氧增加，有助于緩解高強度訓練后的運動疲勞[19]。

BUN指標是反映訓練強度的重要指標。當運動時間小于30 min時，體內的BUN指標變化不顯著。在大于30 min的訓練中，運動負荷量越大，BUN指標升高幅度越大。本實驗采取的為30 s的高強度力竭運動，人體BUN指標的變化不明顯。

T和C分別是促進體內合成代謝與分解代謝的重要激素。在本次實驗中，經軟體高壓氧艙恢復后，人體次日的T指標數值比實驗日當天增大，經傳統方式恢復，T指標反而減小，表明軟體高壓氧艙恢復效果更好；當人體機能狀態不好或者高強度訓練后，T指標會下降。當日和次日C指標均下降，經傳統方式恢復后，下降幅度更大，更有利于疲勞的消除[20]。本次實驗中，不同恢復方式下T和C指標沒有統計學差異(P>0.05)，這可能與力竭運動方式或指標采集時間有關。

5 結語

綜上所述，實驗對比了軟體高壓氧艙恢復和傳統恢復對人體多項指標的影響。結果表明，相比于傳統恢復方式，軟體高壓氧艙對人體BUN、CK、HB等指標影響不顯著；對BLA指標影響顯著，可促進機體中BLA物質的清除。軟體高壓氧艙可有效緩解人體運動疲勞，幫助運動員恢復機能，可用于賽間快速恢復階段，值得進一步推廣。