高原訓練對運動員身體機能的影響

摘要：高原訓練法一直是競技體育訓練方法的一項重要輔助方法，并越來越引起了各地運動隊和科學教育工作者的廣泛重視。本文通過梳理體育教材、國內外相關文獻等，針對高原訓練法對運動員骨骼肌系統、物質能量代謝系統、血液系統、呼吸系統、心血管系統方面的相關影響展開論述。當人體暴露于高原環境下數天、數周、數月后，機體會逐漸適應氧分壓較低的空氣環境，而適應帶來的這些有利效應，將會在回到海平面的一個月內消失。本文根據高原訓練對運動員人體功能的變化和形成的適應性進行簡要綜述，希望為運動員進行高原訓練提供必要的參照依據。

關鍵詞：高原訓練" 運動員" 身體機能" 影響

The impact of high-altitude training on the physical functions of athletes

Abstract： Altitude training has always been an important auxiliary method in competitive sports training， and it has increasingly attracted widespread attention from sports teams and scientific education workers in various regions. This article discusses the effects of high-altitude training on the skeletal muscle system， material and energy metabolism system， blood system， respiratory system， and cardiovascular system of athletes by reviewing sports textbooks， domestic and foreign relevant literature. After being exposed to high-altitude environments for several days， weeks， and months， the body gradually adapts to air environments with lower oxygen partial pressure. Usually， these adaptive changes take a long time to form. Generally speaking， it takes about three weeks to fully adapt to a medium altitude plateau， and the beneficial effects of adaptation will disappear within a month of returning to sea level. This article provides a brief overview of the changes and adaptability of high-altitude training on the human body functions of athletes， hoping to provide necessary reference for athletes to engage in high-altitude training.

Keywords： high-altitude training" Athletes" Physical functions" influence

高原環境的特點有低氧、低氣壓、低溫、干燥和高紫外線等，短時間處在高原環境中，機體各器官、系統會出現一系列應激反應[[1]]。機體在高原暴露后產生的生理反應，主要包括呼吸系統、心血管系統和骨骼肌系統、以及生物能量代謝系統中的應激問題。運動員在高原環境下可適應缺氧條件，在進行高原訓練之后重返平地訓練，運動員會發現比賽能力大幅提高。和開展高原訓練前比較，他們體內具有更多的作為輸送氧的紅細胞，所以肺部會得到更多的氧，也會有更多的氧被送到肌肉。故經過高原訓練法對人體的呼吸系統和心血管系統功能有顯著提高作用，可以提升耐力型運動的訓練效果。

1高原訓練的概述

高原訓練（altitudetraining）興起于1968年海拔2240米墨西哥第19屆夏季奧運會，已成為公認的提高競技體育運動員專項運動能力的一種訓練方法。高原訓練的目的就是利用環境因素改變影響運動能力的制約因素，打破運動員當前的身體平衡，建立新的平衡，實現成績的突破，這是提高體能類項目運動能力的主要訓練手段[[2]]。

1.1高原訓練適宜的海拔高度

研究表明，海拔1000-3000米左右均為高原訓練的適宜高度，但通常認為，長時間居住在平原地區的運動員高原訓練的最好海拔高度為2000-2500米左右[[3]]。如果不足2000米左右，對低氧或缺氧刺激效果較小，也不利于全面發掘機體的運動潛能；超過了2500米，人體將無法承受大量的訓練負荷，同時也非常不利于運動后訓練康復。當運動員在2000-2500米海拔進行訓練時，他們體內的最大攝氧量、紅細胞的壓積以及血紅蛋白均有明顯的提升。

1.2高原訓練適宜的訓練強度

這是高原訓練結果的關鍵。訓練強度太小，刺激小，不易獲得效果；訓練強度太大，刺激大，對運動后的適應和康復明顯不好。一般應堅持以下的一些原則：①根據運動員的訓練程度等相關因素，針對運動員水平較高的訓練應該提升一下強度，反之強度可相應降低；②根據運動員比賽時的強度界定，部分練習可以更接近運動員比賽時的強度；③把位于高原時和離開高原后的訓練程度、力度進行銜接，下高原前的階段練習力度也應適當增加；④應按照機體對高原條件的適應階段來確定練習強度。

1.3高原訓練持續的時間

通過大量的高原訓練實踐經驗可以得出，一般為3至8周是持續訓練最適宜的時間。較短的高原訓練，對機體的適應性的改變影響并不大；但是如果運動員在高原訓練的時間太長，對于人體重返平原的適應調節也有不利的影響。綜上所述，高原訓練的持續時長必須要適中。同時，需要注意在對高原訓練的時長進行選擇時，需要考慮運動項目的差異。耐力性項目應持續時間長些，而速度及速度耐力性項目應稍短些。

2高原訓練對運動員呼吸系統的影響

2.1最大攝氧量

最大攝氧量（VO2max）是指人體在進行有大量肌肉群參加的長時間劇烈運動中，當心肺功能和肌肉利用氧的能力達到本人極限水平時，單位時間內（通常以每分鐘為計算單位）所能攝取的氧量，是反映和評定人體在極量負荷時心肺功能水平高低的一個主要指標，也是評定人體有氧工作能力的重要指標之一[[4]]。由于最大攝氧量值在較大程度上依賴遺傳影響，其可塑性也不大，故經過訓練后最大攝氧量絕對值的相對值也會增加。周樹輝[[5]]對上海市的賽艇代表隊十二位國家重點運動員為實驗樣本，按照高原訓練的時間，分成了兩組，在進行實驗時發現高原訓練完成后選手的最高攝氧量并沒有發生增加或相反產生了減少，說明了選手在中、高等運動程度下組織內利用氧的能力都獲得了很好的改善。而產生這些不同結果的主要因素，可能是與受試者鍛煉程度和運動項目以及在上高原時的人體功能情況密切相關。

2.2肺通氣功能

人在高原暴露的數秒鐘，不管在休息或者訓練過程中，肺通氣量都會上升。這通常是因為低的氧分壓會對頸動脈竇、主動脈弓中的化學感受器造成影響，致使出現呼吸加深或加快的情況，以此達到肺通氣增加的目的。在平原條件下，肺泡內的PO2為104mmHg，這時血氧飽和度為96-97%。在4300米高度下，肺泡內的PO2為46mmHg，這時血氧飽和度降低只有80%左右。說明在高原環境下，通過血液輸送氧氣的能力將會明顯下降，最后組織換氣也會受到影響。

3高原訓練對運動員血液系統的影響

3.1血紅蛋白和紅細胞

在高原訓練后，運動員體內的的血紅蛋白和紅細胞會明顯增加。另一個對高原適應的重要表現則是血漿內載氧能力不斷上升。而這種適應性有兩個原因：初期是血漿功能的降低，而由于機能內的造血臟器隨時間不斷提高，因此使機體內的紅細胞數目、血紅蛋白不斷提升；在運動員剛抵達高原地區的幾日內，隨著體液通過毛細血管大量流入組織液和細胞中，血漿功能的降低又使血紅蛋白含量上升，同時氧分壓的減少也刺激了紅細胞數目上升。這是由于高原缺氧，導致促紅細胞生成素大量形成，紅細胞也隨之增加。

3.2促紅細胞生成素

研究發現，高海拔地區的環境會促使紅細胞生成素的產生[[6]]。受過高原訓練的運動員的紅細胞的生成水平比只在高原上生活過很長一段時間的人要高。受平均海拔高度的影響，促紅細胞生成素的釋放程度并不相同，除此之外，也與人體的血清睪酮有直接的聯系。

3.3血液流變學指標

相關實驗表明，隨著海拔高度的不斷提高，人類血液中產生了濃、黏、聚的典型特征。進行長時間訓練的運動員，靜止狀態紅細胞滲透脆性、血液粘度、紅細胞電泳能力和紅細胞沉淀量均較一般人顯著減少，所以紅細胞濾過性和紅細胞變形性能均較一般人都明顯提高。因為經過長時間訓練使紅細胞變形性能提高，血細胞壓積能力降低，所以運動員的靜止狀態血黏稠度也較一般人都顯著減少。

3.4血乳酸變化

科學研究表明，在高原訓練初期，乳酸含量會增加。而低海拔區域的人在對高海拔區域環境的適應過程中，訓練后的血乳酸和肌乳酸都出現了減少的情況，這不僅是人體對低氧條件的適應性，也是人體正常代謝能力提升的表現?？偠灾谄骄叨燃s2000米的海拔時，與平原地區同等訓練強度相比，缺血量也明顯增加，血液中的乳酸變化過程具有以下特征：（1）運動的強度相等時，在高原訓練的血液中的乳酸值明顯大于平地;（2）在高度適應后，在進行同樣的強度訓練時，血液中的乳酸濃度減少，血液中的乳酸速度曲線比高度初期到達時向右移動;（3）在高度訓練中可以提高乳酸閾的強度;（4）在海拔4千米以上的運動時，因為運動速度低致使血液中的乳酸值顯著減少。

4高原訓練對運動員心血管系統的影響

4.1最大心率

在高原中，人靜止和活動心率明顯增加，心率的提高能夠彌補氧氣實際運輸能力的減少，但最大心率和心輸出量也隨之減少。科學研究表明，與人的最大攝氧量相比，人的最大心率隨著海拔的上升而下降，另一方面，運動過程中心率大小受到運動強度的影響，與其呈現出正相關關系，同時心率同運動成績之間也具有正相關關系[[7]]。因此，運動員的成績也會有不同程度的提升，其中高原訓練活動對人的心率和心輸出量也產生了影響，是因為高海拔環境缺氧和低壓條件下，心肌含氧不足導致心率增加，最大心率因為心輸出量的下降并根據海拔的增加而降低。在高原訓練后，普遍出現的現象是每搏輸出量、射血分數、心臟收縮分數均有所提升，這說明對左心室的收縮能力有所提高，而對心舒張的能力卻沒有變化，心肌功能也有所提高[[8]]。

4.2循環血量

人體在初到高原的幾個小時內，就會出現血漿量的下降現象，并且會持續下降數周后才能恢復穩定。血漿量的下降是由于呼吸系統損失了大量的水，以及排尿增多引起的。由于血液中水分的減少，血紅細胞（含有血紅蛋白）的濃度升高，在心輸出量一定的情況下，較高的血紅細胞濃度可以運輸更多的氧氣。在血漿量下降的同時，血紅細胞數量基本沒有變化，所以會導致在高原環境下，雖然血紅蛋白濃度升高，但是總循環血量卻有下降。在充足的水攝入后，這種下降的血漿量就會恢復正常。

4.3心輸出量

當身體處于高原環境時，會使人體分泌更多的腎上腺素及去甲腎上腺素，它們可以顯著地改變心血管機能。去甲腎上腺素可以在初上高原的幾天內維持在較高水平。在初到高原的數小時內，由于體液的丟失，人體在非最大強度運動時，其每搏輸出量降低。但是心率會急速上升，這樣代償了每博量的降低，而且還使心輸出量有微小的升高。在到高原數天后，肌肉開始提高從動脈血中攝取的氧氣量（增加了動-靜脈氧差），這時，無需增加較多的心輸出量就可以滿足氧氣供應。

5高原訓練對運動員骨骼肌系統的影響

高原條件下進行的力量鍛煉會使肌體蛋白質合成與代謝速度提高，而急性缺血則會引起合成減少，肌紅蛋白濃度少量上升，肌紅蛋白和血紅蛋白都是傳遞氧的，相互之間具有著線性關系。而高原鍛煉使肌紅蛋白含量提高，單位面積毛細血管總量的提高或每塊肌肉附近毛細血管總量的提高，促進了骨骼肌的循環，提高機體在缺氧血和血漿中運用氧的功能，從而提高了線粒體的總量與容積比，增強了呼吸鏈的功能，促使關鍵氧化酶活力增強，進而使肌肉的攝氧能力增強[[9]]。高原訓練則使骨骼肌的構造、蛋白質的活力、蛋白質合成代謝、以及肌紅蛋白都在向著促進運動的方面轉變，綜合影響使機體的有氧代謝能力顯著增強。

6高原訓練對運動員物質能量代謝系統的影響

血尿素是人體內蛋白質新陳代謝的最終產物，來自于人體內的氨基酸。蛋白質及新陳代謝的過程中會形成氨，氨在大運動量與高強度訓練后增加，肝臟中的尿素也隨之增加。在劇烈運動中，血液會大量流入肌肉組織，從而導致流經腎小球的血液量變少，過濾量也隨之降低，故而，在劇烈運動后，體內血尿素的濃度會增高。當運動員的機體處在較好地水平且對當前的訓練負荷量與強度較適應時，血尿素濃度不會顯著升高，當運動員的身體機能狀態較差且不能夠很好地適應當下訓練階段的負荷時，體內的血尿素濃度會明顯升高，且短時間難以降至正常值范圍內[[10]]。

7小結

高原訓練雖然能夠讓運動員產生更為復雜的生理學效果和訓練學效果，從而提高人體的骨骼肌系統、心血管系統、呼吸系統以及血液系統的適應程度。但值得注意的是，在高原訓練過程中，低氧的環境對人機體產生了非常復雜的反應，而對于人體機能和運動的相關能力也可能會造成不同影響，這與一般的平原地區的訓練大不相同。隨著競技運動的進一步發展，高原訓練法將成為一個輔助的運動鍛煉方法，人們對于高原訓練的分歧與爭論也會變成焦點，關于訓練技術的進一步發展，如運動環境模擬，以及高原訓練的康復問題將成為人們今后關注的焦點，高原訓練也將得以不斷加強與完善。

參考文獻

[1] 馬小明，樊蓉蕓.高原低氧環境對人體適應性的影響探析[J].成都體育學院學報，2015，41（03）：94-97.

[2] 楊明，史繼祖，張環宇等.我國冬季耐力項目高原訓練的研究與應用[J].北京體育大學學報，2021，44（03）：48-56.

[3] 董致彤，王勇，李贊.高原訓練的發展演變歷程與關鍵影響要素研究[J].青少年體育，2022（04）：63-66.

[4] 田野．運動生理學高級教程［M］．北京：高等教育出版社，2003，4.

[5] 周樹輝. 8周（長時間）高原訓練對優秀男子賽艇運動員有氧運動能力的影響[D].西安體育學院，2011.

[6] 王璽，高炳宏.低氧環境、運動訓練對紅細胞免疫功能影響的研究進展[J].體育科研，2019，40（03）：93-98.

[7] 陳輝強. 高原訓練對高平原運動員心肺功能的影響研究[D].青海師范大學，2022.

[8] Liu Y，Steinacker J M，Dehnert C，Menold E，Baur S，Lormes W，Lehmann M. Effect of \"living high-training low\" on the cardiac functions at sea level.[J].International journal of sports medicine，1998，19（6）：380-4.

[9] 李惠霖，李博陽，王雪，強玉婷，朱文赫.高原訓練對運動員身體機能影響的研究進展[J].吉林醫藥學院學報，2022，43（02）：133-135.

[10] 王梓屹. 高高原訓練對我國優秀雪上技巧運動員機能及運動能力影響研究[D].首都體育學院，2022.