高住低訓(xùn)對運動影響的研究進展①

潘秀清　孫致嫻（西安體育學(xué)院　陜西西安　710068）

高住低訓(xùn)對運動影響的研究進展①

潘秀清孫致嫻
（西安體育學(xué)院陜西西安710068）

摘 要:高住低訓(xùn)是一種被廣泛用于提高有氧運動能力的耐力訓(xùn)練方法，利用機體處于高原和訓(xùn)練雙重缺氧條件下產(chǎn)生的適應(yīng)性變化，提高機體血液攜帶氧氣和肌肉利用氧氣的能力。在國外已被廣泛研究。該文旨在分析高住低訓(xùn)方法在訓(xùn)練實踐中高度和時間的選擇、高住低訓(xùn)后作用的時效性、對運動能力的影響及其生理生化機制，以便教練員和體育研究人員系統(tǒng)地認(rèn)識高住低訓(xùn)，在實踐中科學(xué)地安排訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞:高住低訓(xùn)模擬低氧運動能力運動影響

高住低訓(xùn)（Living high training low，HiLo），是指運動員居住在高原上或人工低氧環(huán)境內(nèi)（低氧艙或低氧帳篷），訓(xùn)練在平原或較低海拔的地方。

1　高住低訓(xùn)的發(fā)展概況

1.1高住低訓(xùn)方法的提出

高原訓(xùn)練是一種被廣泛用于提高有氧運動能力的耐力訓(xùn)練方法，利用機體處于高原和訓(xùn)練雙重缺氧條件下產(chǎn)生的適應(yīng)性變化，提高機體血液攜帶氧氣和肌肉利用氧氣的能力，如:Hb和肌紅蛋白濃度的上升，線粒體數(shù)目的增加，2，3-DPG以及心肌和骨骼肌中氧化酶活性的提高等，從而快速提高有氧耐力訓(xùn)練的效果。目前高原訓(xùn)練已被大量應(yīng)用于各種有氧類運動項目，甚至有些無氧爆發(fā)力類項目也在采用。高原訓(xùn)練優(yōu)點主要在機體運輸和利用氧的能力的提高，缺點有對肌肉負荷強度較低，不利于骨骼肌蛋白的合成，導(dǎo)致肌纖維萎縮和肌肉工作能力的下降；另外還有應(yīng)激激素的分泌增多、RBC的增多導(dǎo)致血液粘滯性上升等不利反應(yīng)。

為了克服高原訓(xùn)練的不利影響，各國體育工作者進行了大量的研究探索。美國學(xué)者萊文于1991年提出了一種訓(xùn)練方法，他讓實驗組居住在相當(dāng)于2500 m海拔高度的低氧艙中，訓(xùn)練在相當(dāng)1300 m海拔高度的氧氣中完成；對照組訓(xùn)練、居住都在1300 m高度。結(jié)果實驗組運動員的有氧運動能力得到提高。此方法被命名為高住低訓(xùn)（HiLo），其特點是:居住在低氧環(huán)境中可以充分調(diào)動機體對缺氧的適應(yīng)能力；在平原訓(xùn)練還可保持較高的訓(xùn)練量和訓(xùn)練強度。此方法引起了各國學(xué)者的注意，先后進行了關(guān)于HiLo的大量研究。

HiLo訓(xùn)練法解決了傳統(tǒng)高原訓(xùn)練中運動強度不足這一關(guān)鍵問題，既能通過低氧訓(xùn)練提高運動員攜氧和利用氧的能力，又能以平原的運動負荷進行訓(xùn)練。大量研究已證實HiLo的有效性，并得到國際上廣泛的認(rèn)可，作為一種有效提高運動能力的新型訓(xùn)練方法被應(yīng)用于運動訓(xùn)練實踐中。

1.2高住低訓(xùn)的模式

1.2.1高住的高度和低訓(xùn)的高度

高住低訓(xùn)的效果取決于低氧濃度、日低氧暴露的時間和低氧暴露的持續(xù)天數(shù)。HiLo訓(xùn)練法常用的低氧濃度為16.4%～14.2%（相當(dāng)于2000～3000 m海拔高度），低氧暴露時間為8～16 h。氧濃度為14.2%時，運動員由于缺氧程度較高，睡眠不好，不易消除疲勞，而且低氧較低時間較長，易引起輕度急性高原反應(yīng)。高原訓(xùn)練的實踐表明，氧濃度16.4%才能刺激RBC增加，而低于14.2%的氧濃度會出現(xiàn)明顯的過度低氧暴露，使骨骼肌減少和易發(fā)生過度訓(xùn)練等。

HiLo中低海拔訓(xùn)訓(xùn)練的目的是保持較高的負荷強度和負荷量。萊文等人的研究顯示，在1000 m高度進行訓(xùn)練不能維持平原負荷強度。諸多研究顯示進行HiLo時，低海拔訓(xùn)練的高度應(yīng)在接近海平面的平原進行。對于速度力量項目的運動員，更應(yīng)選擇低海拔平原進行訓(xùn)練。

1.2.2HiLo的時間組合

大量研究顯示，運動員在低氧艙內(nèi)住的時間為8～18 h/d。大部分研究認(rèn)為每天在低氧艙內(nèi)居住的時間必須足夠使機體產(chǎn)生低氧適應(yīng)性變化，同時能保證運動員正常訓(xùn)練，因此以持續(xù)8～12 h/d為宜。

研究顯示，HiLo的持續(xù)時間一般為3～4 w，支持訓(xùn)練時間大于4 w的研究比較少。此外，低氧的濃度影響HiLo訓(xùn)練的持續(xù)時間。也有一些學(xué)者報道了短于3周的HiLo。

1.2.3HiLo作用的時效性

關(guān)于HiLo作用時效性的研究較少，Wehrlin、Stray-Gundersen和Rusko等研究報道HiLo作用的時效性為訓(xùn)練結(jié)束后1～2 w。萊文的研究顯示HiLo促使運動員有氧耐力成績上升的時效性可達3 w。HiLo之所以提高運動能力是由于RBC的增加，而RBC在HiLo后的第2個月末開始降低，所以有學(xué)者認(rèn)為HiLo的時效可持續(xù)2月。

在HiLo實踐過程中，最佳訓(xùn)練模式的制定需要不斷地探索和實驗，特別是低氧濃度和HiLo訓(xùn)練持續(xù)時間，因運動員的項目和水平的不同而不同。Brugniaux等以3支不同項目的運動員實施不同方案的HiLo，在低氧暴露的不同時期分別測定白細胞、SaO2和心功能等，并用Lake Louise評分法判別運動員是否出現(xiàn)急性高山病，最終確立的HiLo模式為:（1）低氧預(yù)適應(yīng)數(shù)日后，HiLo選擇海拔≤3000 m；（2）低氧居住＞18 d，日持續(xù)低氧＞12 h/d；（3）HiLo時效性≤15 d[1]。

2　HiLo對各系統(tǒng)影響的機制

2.1HiLo對血液的影響

HiLo對血液成分影響的研究主要圍繞血象如RBC、網(wǎng)織紅細胞（RET）紅細胞、血細胞壓積（Hct）和促紅細胞生成素（EPO）進行。EPO可促進幼紅細胞的分化和新紅細胞的生成，增加Hb的含量。大量研究證實:低氧可促使運動員EPO濃度上升。EPO合成的增加必需持續(xù)4 h以上的低氧刺激；當(dāng)機體對低氧適應(yīng)并形成代償力后EPO生成下降。李曉霞[2]等對14名男性大學(xué)生分成HiLo組和高住安靜組進行HiLo研究，HiLo組模擬高度2500 m，低氧暴露12 h/d，為期4 w；每天平原中進行一次3000 m跑訓(xùn)練。研究顯示，HiLo組的RBC、Hb、Hct在低氧訓(xùn)練初期就已升高，第19天達到高峰。高住安靜組的變化基本相似，但高峰的出現(xiàn)較晚，在第28天；低氧訓(xùn)練初期EPO就有上升，11 d后才到達峰值?？梢?，EPO在低氧訓(xùn)練過程中逐漸積累，當(dāng)達到一定量后，才會導(dǎo)致RBC、Hb的指標(biāo)的升高。血象指標(biāo)的變化依賴EPO的量變。王剛[3]將16名省短道速滑隊、自行車隊運動員，分成HiLo組和LoLo組，HiLo組模擬海拔高度為2200～2500 m，10～20 h/d，白天平原進行訓(xùn)練。結(jié)果，中等強度訓(xùn)練和低氧居住能有效使各血象指標(biāo)的水平上升，EPO在第1周就顯著提高到較高水平，與李曉霞的研究類似，RBC、RET、Hb隨EPO的升高而升高，比EPO的升高晚大約1周時間。

朱榮[4]等對13名女子跆拳道運動員分為HiLo組和低住低訓(xùn)（LoLo）組。HiLo組在低氧濃度14.7%，10 h/d，共4 w。研究顯示，4 w HiLo使紅細胞膜band-3蛋白水平顯著增加。膜band-3蛋白是一種多功能嵌膜蛋白，在穩(wěn)定紅細胞形態(tài)、調(diào)節(jié)Hb攜氧能力、調(diào)節(jié)和保護糖酵解酶活性等方面都有重要作用。膜band-3蛋白的增加可能是機體對長期低氧以及運動應(yīng)激的反應(yīng)。

2.2HiLo對心功能的影響

研究證實HiLo訓(xùn)練法可使心臟功能產(chǎn)生良性變化。李俊濤[5]等報

道對7名國家女子中長跑運動員進行為期4 w的HiLo，結(jié)果顯示，HiLo后左室室間隔舒張末期厚度和左室后壁收縮末期厚度在安靜時比HiLo前顯著增加，二尖瓣舒張期充盈時間在安靜及運動時均較HiLo前顯著增加，可見HiLo能夠增加心力儲備。吉洪書[6]的研究也證實了這一點，4 wHiLo后受試者的左心室生理性增厚和舒張功能明顯增強，心肌耗能趨向節(jié)省化。這些結(jié)果表明，HiLo改善了左心室的收縮功能，更有利于心臟收縮功能的提高。也有研究發(fā)現(xiàn)HiLo對心臟有不利影響，如周多奇發(fā)現(xiàn)HiLo不利于運動員心功能疲勞后的恢復(fù)。

2.3HiLo對免疫的影響

張纓[7]等對16位受試者進行HiLo，研究白細胞計數(shù)和紅細胞免疫功能的變化，發(fā)現(xiàn)，低氧暴露10 h后，白細胞總數(shù)、中性粒細胞、單核和淋巴細胞等指標(biāo)呈上升趨勢，紅細胞免疫功能表現(xiàn)為亢進與紊亂，這可能是機體對低氧的應(yīng)激反應(yīng)；4 wHiLo后白細胞和紅細胞免疫活性表現(xiàn)為下降。王璽[8]以12名男子賽艇運動員為受試者進行為期3w的HiLo，HiLo后，由白細胞計數(shù)，T淋巴細胞和免疫球蛋白（IgM、IgG、IgA）等都呈下降趨勢，可見HiLo對免疫系統(tǒng)抑制；而紅細胞表面CD55，CD59表達顯著上升，提示紅細胞免疫對HiLo更為敏感，又有利于抵御補體。朱榮[4]的研究也有類似發(fā)現(xiàn)。

2.4HiLo對骨骼肌蛋白的影響

賀道遠[9]研究發(fā)現(xiàn)，28 d HiLo使肌肉質(zhì)量減少顯著，HiLo后7 d肌肉質(zhì)量又明顯增多，可見HiLo對骨骼肌蛋白的增長有明顯的抑制作用。其機制可能是氧濃度對蛋白質(zhì)合成至關(guān)重要，蛋白質(zhì)合成需要能量，特別在初期，缺氧導(dǎo)致肌細胞可利用的氧減少，ATP生成減少，導(dǎo)致骨骼肌蛋白的合成抑制。蛋白質(zhì)在運動期間分解為主，恢復(fù)期合成占主導(dǎo)，低氧使恢復(fù)期蛋白合成不充分。研究顯示HiLo顯著降低mTOR表達，可推測低氧對骨骼肌增長的抑制可能是通過降低mTOR表達來而抑制骨骼肌蛋白合成的。李曉紅[10]的研究也證實HiLo抑制骨骼肌蛋白合成和p70S6K（Thr389）磷酸化，提示機體可能通過調(diào)節(jié)mTOR/p70S6K細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來來影響骨骼肌蛋白質(zhì)的翻譯。

2.5HiLo對心肌酶和骨骼肌酶的影響

HiLo對心肌酶和骨骼肌酶影響的研究都是以大鼠作為受試者進行的。朱志娜[11]對大鼠進行HiLo（模擬海拔3500 m，4 w），HiLo后1w發(fā)現(xiàn)，心肌酶SDH、LDH、ATP活性遞增非常顯著，心肌線粒體數(shù)目增多，氧化磷酸化能力增強；毛杉杉[12]研究了28 dHiLo后，骨骼肌SDH活性顯著增強，而LDH活性沒有明顯變化，認(rèn)為HiLo可使骨骼肌的有氧能力增強，但對糖酵解供能能力的作用不確定。李超[13]于HiLo后1w發(fā)現(xiàn)大鼠心肌抗氧化能力增強，抗自由基損傷能力也增強，可見3500mHiLo對大鼠心肌的損傷是可恢復(fù)的，對低氧暴露逐漸適應(yīng)后，心功能增強。HiLo能有效提高心肌有氧氧化能力。

3　HiLo對運動能力的影響

大量研究證實HiLo對運動能力的提高尤其是有氧耐力的增加，在HiLo后返回平原仍能保持一段時間。HiLo提高有氧耐力的機制主要是以機體缺氧使EPO分泌增高，導(dǎo)致RBC和Hb上升，VO2max也得到促進，從而提高運動員的有氧耐力。HiLo既促進了氧運輸和利用的能力，又使運動強度不降低，保持肌肉的運動能力，是提高運動成績的有效方法。大量實踐也證明了這一點。黃亞茹[14]對男子橄欖球隊運動員進行HiLo，HiLo顯著提高了運動員有氧耐力，12 min跑成績也明顯升高，同時無氧能力也得到一定程度的改善。王剛[3]發(fā)現(xiàn)HiLo顯著提高短道速滑、自行車等項目運動員耐力水平。朱榮[4]4周HiLo顯著提高了運動員個體無氧閾，推測可能低氧訓(xùn)練使乳酸消除能力和緩沖系統(tǒng)功能改善，從而促進骨骼肌有氧代謝。盡管HiLo可以提高大部分運動員的運動能力，但是也有少數(shù)運動員對HiLo反應(yīng)不敏感，不是所有的運動員都能從HiLo中獲益。HiLo訓(xùn)練法的關(guān)鍵作用是既可以通過低氧刺激改善運動員的氧運輸和利用能力，又可以保持正常負荷強度的訓(xùn)練。因此，是優(yōu)于傳統(tǒng)高原訓(xùn)練的一種訓(xùn)練方法。

4　結(jié)語

總之，隨著HiLo研究的不斷深入和在實踐中的應(yīng)用，許多項目的運動員都已受益。然而作為一種新型訓(xùn)練方法，HiLo還有許多問題比如HiLo訓(xùn)練強度與低氧的匹配、HiLo后訓(xùn)練效果保持的時間、不同項目HiLo訓(xùn)練模式的安排等需要進行研究。

參考文獻

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作者簡介:①潘秀清（1973—），女，陜西咸陽人，碩士，講師，研究方向:運動低氧研究。

中圖分類號:G808.1

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:2095-2813（2015）06（c）-0040-02