低氧條件下的沖刺訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員生理生化指標(biāo)的影響*

宋名芳,譚小豐

(1.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 株洲　412000；2.湖南工業(yè)大學(xué),湖南 株洲　412000)

低氧條件下的沖刺訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員生理生化指標(biāo)的影響*

宋名芳1,譚小豐2

(1.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 株洲412000；2.湖南工業(yè)大學(xué),湖南 株洲412000)

摘要：目的：研究低氧條件下的沖刺訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體內(nèi)葡萄糖、胰島素、游離脂肪酸以及乳酸應(yīng)激條件下的影響。方法：所有運(yùn)動(dòng)員都分別參加三組不同實(shí)驗(yàn)條件的訓(xùn)練，并且每組訓(xùn)練相隔7天。三組不同訓(xùn)練條件分別為：常氧壓的沖刺運(yùn)動(dòng)(N組)；中等缺氧的沖刺運(yùn)動(dòng)(M組)；高度缺氧的沖刺運(yùn)動(dòng)(H組)。每組沖刺運(yùn)動(dòng)都在功率自行車上進(jìn)行，每組運(yùn)動(dòng)為4次為時(shí)30s的沖刺運(yùn)動(dòng)，阻力都為10檔，并輔以教練口頭激勵(lì)，每次沖刺運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)6min，并記錄每次運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生的最高功率以及平均功率。兩種不同的低氧條件由低氧面具提供。訓(xùn)練后，分別在運(yùn)動(dòng)前抽取血液1次，以及在4次運(yùn)動(dòng)完成后5min，30min，60min，120min各取一次，并檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果：1.常氧壓組與兩組低氧壓組相比，血細(xì)胞中的葡萄糖含量沒有明顯的差異，但是，與沒有進(jìn)入運(yùn)動(dòng)開始前相比較，沖刺運(yùn)動(dòng)后的5min內(nèi)葡萄糖含量上升顯著。2.只有在沖刺運(yùn)動(dòng)完成后2h后，體內(nèi)脂肪酸含量才顯著上升，并且與常氧壓組和中等低氧壓組相比較，高度缺氧組的游離脂肪酸上升更為明顯，且與這兩組差異顯著。3.與運(yùn)動(dòng)開始前相比，運(yùn)動(dòng)后5min、30min、60min內(nèi)體內(nèi)乳酸含量高，且具有顯著差異。但在120min后差異消失。4.運(yùn)動(dòng)結(jié)束后5min時(shí)體內(nèi)胰島素含量較高，且與開始運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)結(jié)束后其他三個(gè)時(shí)間段相比，具有顯著差異。

關(guān)鍵詞：低氧；沖刺訓(xùn)練；功率自行車；葡萄糖；胰島素；游離脂肪酸；乳酸；運(yùn)動(dòng)員

低氧環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是利用人工模擬高原環(huán)境下的缺氧條件，使運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生特殊的機(jī)體反應(yīng)，并輔以不同的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練來(lái)增加機(jī)體的缺氧程度，從而激發(fā)運(yùn)動(dòng)員機(jī)體的潛力，提高運(yùn)動(dòng)員在缺氧環(huán)境下的身體適應(yīng)能力，進(jìn)而到達(dá)提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的目的[1]。長(zhǎng)期高原低氧暴露會(huì)導(dǎo)致人體體重下降[ 2 ,3]，但是，目前為止，還沒有文獻(xiàn)報(bào)道在不同的低氧濃度下的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)能量代謝相關(guān)的生理生化指標(biāo)的影響。

實(shí)際上，許多運(yùn)動(dòng)員能夠利用低氧訓(xùn)練環(huán)境顯著改善其運(yùn)動(dòng)能力，其中包括爆發(fā)力和耐力，并且低氧運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)脂肪也隨之減少[4-8]，這樣可以進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)員體能表現(xiàn)[9-12]。短時(shí)間內(nèi)使運(yùn)動(dòng)員機(jī)體處于近乎缺氧的狀態(tài)，這種情況下運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的生理生化指標(biāo)的研究數(shù)據(jù)現(xiàn)階段還未有文獻(xiàn)能夠提供。因此,更好地了解缺氧條件下的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)能量代謝相關(guān)呢的生理生化指標(biāo)的影響，不但可以幫助提高運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)，也提供研究低氧運(yùn)動(dòng)對(duì)人體能量代謝改變的依據(jù)。因此，本文中利用短時(shí)程的沖刺功率自行車運(yùn)動(dòng)和低氧面具，來(lái)研究不同低氧條件下高爆發(fā)的沖刺運(yùn)動(dòng)對(duì)于運(yùn)動(dòng)員各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的影響。

1實(shí)驗(yàn)對(duì)象以及方法

1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為10名健康男性運(yùn)動(dòng)員，年齡：20.5±0.8 周歲，身高：168.1±1.9cm，體重：65.2±2.1kg，BMI：23.1±0.9 Kg/m2。運(yùn)動(dòng)員都是自愿參加該項(xiàng)研究，并且保證一個(gè)月之內(nèi)沒有參加其他低氧訓(xùn)練以及去過海拔超過3000m的地方。每位運(yùn)動(dòng)員在參加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目前，都已被告知實(shí)驗(yàn)的目的以及訓(xùn)練的步驟和條件。

1.2訓(xùn)練步驟

本實(shí)驗(yàn)采用單盲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。所有運(yùn)動(dòng)員都分別參加三組不同實(shí)驗(yàn)條件的訓(xùn)練，并且每組訓(xùn)練相隔7天。三組不同訓(xùn)練條件分別為：常氧壓的沖刺運(yùn)動(dòng)(N組)；中等缺氧的沖刺運(yùn)動(dòng)(M組)；高度缺氧的沖刺運(yùn)動(dòng)(H組)。每組沖刺運(yùn)動(dòng)都在功率自行車(Wattbike，英國(guó))上進(jìn)行，每組運(yùn)動(dòng)為4次為時(shí)30s的沖刺運(yùn)動(dòng)，阻力都為10檔，并輔以教練口頭激勵(lì)，每次沖刺運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)6min，并記錄每次運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生的最高功率以及平均功率。兩種不同的低氧條件由低氧面具提供。

1.3抽血以及血液各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)

抽血各項(xiàng)操作均在醫(yī)師的指導(dǎo)下完成。三組均在沖刺運(yùn)動(dòng)前抽取1次，以及在4次運(yùn)動(dòng)完成后5min，30min，60min，120min各取一次。3000轉(zhuǎn)/min離心將血液中的質(zhì)膜和血漿分離，上清血漿和下層細(xì)胞分開保存后，均凍存至-80℃冰箱待后續(xù)檢測(cè)。各項(xiàng)血液指標(biāo)都通過商業(yè)化的試劑盒來(lái)檢測(cè)，其中，細(xì)胞中的葡萄糖(Abcam，英國(guó))和血漿中游離脂肪酸(Abcam，英國(guó))，最后由紫外分光光度計(jì)定量。胰島素檢測(cè)(Mercidia，瑞典)通過酶連反應(yīng)檢測(cè)。血漿中乳酸含量由日本ARKRAY公司的Lactate Pro 儀器檢測(cè)。

1.4數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)并分析，作圖使用Sigmaplot10.0 軟件。所有數(shù)據(jù)都使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，當(dāng)P值小于0.01時(shí)，表示差異顯著，并標(biāo)記為” **”。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1功率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

如下表，10名運(yùn)動(dòng)員在不同條件下的沖刺功率輸出

N組M組H組最大輸出功率第1次845±20812±18790±20第2次804±21795±19783±21第3次751±21**755±16**739±15**第4次705±21**705±25**685±22**平均輸出功率第1次682±13670±12638±11第2次600±10**622±9**607±11**第3次567±19**575±10**554±7**第4次534±16**540±23**504±12**

**P值小于0.01，差異顯著(與第一次對(duì)比)

從表中可以看出，最大輸出功率在各組中都下降得很明顯，與第1次測(cè)試相比，第3、4次差異顯著，平均輸出功率在各組中更是如此，與第1次測(cè)試相比，接下來(lái)3次測(cè)試差異都顯著。

2.2血液中各項(xiàng)指標(biāo)變化圖

A圖中可以看出，常氧壓組與兩組低氧壓組相比，血細(xì)胞中的葡萄糖含量沒有明顯的差異，但是，與沒有進(jìn)入運(yùn)動(dòng)開始前相比較，沖刺運(yùn)動(dòng)后的5min內(nèi)葡萄糖含量上升顯著，但是，隨著身體進(jìn)入休息狀態(tài)，體內(nèi)葡萄糖含量下降到運(yùn)動(dòng)前的近似值。

B圖中可以看出，只有在沖刺運(yùn)動(dòng)完成后2h后，體內(nèi)脂肪酸含量才顯著上升，并且與常氧壓組和中等低氧壓組相比較，高度缺氧組的游離脂肪酸上升更為明顯，且與這兩組差異顯著。

C圖比較明顯看出，與運(yùn)動(dòng)開始前相比，運(yùn)動(dòng)后5min、30min、60min內(nèi)體內(nèi)乳酸含量升高，且具有顯著差異。但在120min后沒有差異。

D圖可以看出，運(yùn)動(dòng)結(jié)束后5min時(shí)體內(nèi)胰島素含量較高，且與開始前和結(jié)束后其他三個(gè)時(shí)間段相比，具有顯著差異。但是，結(jié)束30min后，基本恢復(fù)正常值。

3結(jié)果討論

運(yùn)動(dòng)員由常氧壓環(huán)境進(jìn)入低氧壓環(huán)境時(shí)，機(jī)體會(huì)通過各種生理生化的改變，以適應(yīng)環(huán)境帶來(lái)的改變，這其中，血液循環(huán)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)改變最為迅速和敏感。機(jī)體內(nèi)的能量代謝的快慢最直接的反應(yīng)就是細(xì)胞中的葡萄糖含量的改變。運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)后的5min內(nèi)體內(nèi)糖含量顯著上升，這水平其實(shí)也反應(yīng)的是運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中的變化，隨著身體進(jìn)入休息狀態(tài)，下降也非常迅速，這個(gè)反應(yīng)伴隨的是與之同步的胰島素含量的顯著上升和下降。胰島素是機(jī)體細(xì)胞吸收葡萄糖的最重要調(diào)節(jié)受體因子，當(dāng)細(xì)胞處于“饑餓”狀態(tài)下時(shí)，機(jī)體便會(huì)刺激胰腺分泌胰島素。但是，我們沒有觀察到，在不同的氧氣濃度下運(yùn)動(dòng)員的血液循環(huán)改變出現(xiàn)顯著的不同。這可能說明，運(yùn)動(dòng)員機(jī)體在不同的氧壓下，沖刺運(yùn)動(dòng)時(shí)最直接的能量代謝基本維持不變，機(jī)體在維持高負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的身體已經(jīng)進(jìn)入最高能量代謝，機(jī)體內(nèi)的葡萄糖含量以及胰島素含量不能繼續(xù)升高。

因此，C圖中反應(yīng)出沖刺運(yùn)動(dòng)過程中，無(wú)氧運(yùn)動(dòng)占主導(dǎo)的能量代謝將大部分機(jī)體內(nèi)的釋放的葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸，并且在機(jī)體進(jìn)入休息狀態(tài)后，含量下降緩慢。這與沖刺運(yùn)動(dòng)造成的乳酸堆積有直接的關(guān)系，但是，也與人身體利用乳酸的幾大反應(yīng)較為緩慢有關(guān)。一般說來(lái)，機(jī)體在進(jìn)入休息狀態(tài)后，乳酸一般會(huì)被重吸收利用進(jìn)入氧化階段，也有大量乳酸會(huì)進(jìn)入體內(nèi)的葡萄糖再生，也有進(jìn)入脂肪細(xì)胞內(nèi)生成脂肪。但是，也能看出，2h后，運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的乳酸含量基本下降到正常值，這與運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期訓(xùn)練導(dǎo)致的機(jī)體重吸收乳酸能力上升有關(guān)。乳酸堆積造成最直接的結(jié)果是運(yùn)動(dòng)員在功率車上最大輸出功率以及平均輸出功率的下降，無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力體現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)員在短時(shí)間內(nèi)的爆發(fā)能力。

但是，在B圖中，游離脂肪酸含量的變化較前三種變化趨勢(shì)不相同，只有在運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入休息狀態(tài)后2h，機(jī)體內(nèi)的含量出現(xiàn)顯著上升，并且在高度缺氧組，上升的量較常氧壓組和中等低氧壓組更明顯。因此，可以看出，在短時(shí)間內(nèi)的爆發(fā)式的沖刺運(yùn)動(dòng)，都能刺激運(yùn)動(dòng)員機(jī)體對(duì)體內(nèi)游離脂肪的增加，但是，高度缺氧組效果更加明顯，這可能與短時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員消耗大量能量導(dǎo)致機(jī)體應(yīng)激，降解體內(nèi)脂肪有關(guān)。當(dāng)然，也有可能是無(wú)氧運(yùn)動(dòng)中堆積的乳酸后降解而產(chǎn)生的脂肪酸，這些具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。但是，可以看出，在不同的氧氣濃度下，胰島素，葡萄糖的濃度都能在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)外界以及機(jī)體面臨的環(huán)境的變化，脂肪的響應(yīng)雖然滯后于葡萄糖濃度的變化，這與人的機(jī)體在消耗能量的順序上有很大關(guān)系，最先利用的是機(jī)體內(nèi)的糖類物質(zhì)。這也是人體在減肥過程中較為艱難的一個(gè)原因[7]。

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Study onSprint Training Affecting Athletes' Physiologicaland Biochemical Properties under the Condition of Low Oxygen

SONG Ming-fang1, TAN Xiao-feng2

(1.Hunan Railway Professional Technology College, Zhuzhou 412000,China;2.Hunan University of Technology, Zhuzhou 412000,China)

Abstract：Purpose: To study how the sprint training affects the glucose, insulin, free fatty acid and the lactic acid in the body of athletes under the condition of low oxygen. Methods: All the athletes to participate in the training of three groups under different experimental conditions, respectively, and each group of training should be separated by 7 days. Three groups of different training conditions are: Normal oxygen pressure sprint training (Group N); Moderate hypoxia sprint training (Group M); High hypoxia sprint training (Group H). Sprint training in each group was conducted on power bicycle, each group of the sprint training last for 30 seconds for 4 times, resistance to 10th grade, supplemented by coach oral stimulation and provided for recovery of 6 minutes after each training. We recorded the maximum power and average power of the athletes. Two different types of low oxygen conditions were provided by the low oxygen masks. And we would draw the blood before the movement, and after the training for 5 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes respectively each time, and then test the blood. Results: 1. Compared with the other two low oxygen groups, the amount of glucose in the blood cells in Group N athletes had no obvious difference, but, compared with the results before entering the training, the glucose concentration increased significantly within 5 minutes. 2. Only after the sprint training completed for 2 hours, the fatty acid concentration in the body would increase sharply. Compared with the Group N and M, the free fatty acids increased more obviously, and the significant difference was present. 3. Compared with the results before the training began, the results of lactic acid concentration in the body after the training for 5 minutes, 30 minutes, 60 minutes were higher, and possessed significant difference with the former ones. But the significant differences would disappear after 120 minutes. 4. High insulin levels could be found in the body after 5 minutes, and compared to the other four periods, the significant difference was also present.

Key words：Low oxygen; The sprint training; Power cycling; Glucose; Insulin; Free fatty acids. Lactic acid; Athletes

收稿日期：2016-02-28

作者簡(jiǎn)介：宋名芳(1980-)，女 ，湖南通道人，碩士

*基金項(xiàng)目：湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題( XJK015BTW006)

中圖分類號(hào)：G804.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-323X(2016)03-0098-03

研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)