低氧訓(xùn)練中糖
——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充對(duì)血液氧運(yùn)輸能力的影響

李建輝 苗 苗 郭浙斌 黃玉山

(1.廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院體育教研室，廣東 廣州 511442; 2.華南理工大學(xué)體育學(xué)院，廣東 廣州 510641；3.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510631)

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低氧訓(xùn)練中糖
——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充對(duì)血液氧運(yùn)輸能力的影響

李建輝1苗 苗1郭浙斌2黃玉山3

(1.廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院體育教研室，廣東 廣州 511442; 2.華南理工大學(xué)體育學(xué)院，廣東 廣州 510641；3.華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510631)

探討低氧訓(xùn)練中糖——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充血液氧運(yùn)輸能力的影響，為低氧訓(xùn)練中的合理補(bǔ)液提供參考依據(jù)。以8名健康的體育學(xué)院學(xué)生為被試在常氧和低氧環(huán)境(低氧帳篷模擬2500米海拔，氧濃度為15.4%)下以70%VO2max負(fù)荷進(jìn)行不補(bǔ)液和補(bǔ)充佳得樂運(yùn)動(dòng)飲料運(yùn)動(dòng)至力竭，測(cè)定受試者運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后和運(yùn)動(dòng)后30分鐘心率、血壓、裸重、Hb和Hct，并記錄運(yùn)動(dòng)過程中每5分鐘的心率變化和運(yùn)動(dòng)至力竭的時(shí)間。結(jié)果顯示：1)運(yùn)動(dòng)后即刻，NF組體重丟失程度顯著低于NC組(P<0.05)，HF體重丟失程度顯著低于HE組(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)中NF組和HF組心率上升緩慢，運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著長(zhǎng)于對(duì)應(yīng)的NC組和HE 組(P<0.05)。2)運(yùn)動(dòng)后即刻，各組Hct、Hb均升高，但只有NC組、HE組的Hct和NF、HF組的Hb濃度升高具有顯著意義(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)后30min，各組Hct均有一定程度的恢復(fù)，但仍明顯高于運(yùn)動(dòng)前(P>0.05)，而Hb濃度均基本恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前的水平。結(jié)論：低氧訓(xùn)練中糖——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充能有效降低運(yùn)動(dòng)中Hct升高幅度和體重丟失程度，使Hb濃度適度增加，有利于血液氧的運(yùn)輸，提高有氧運(yùn)動(dòng)能力。

低氧訓(xùn)練；糖——電解質(zhì)飲料；血紅蛋白；紅細(xì)胞壓積；裸重；心率

低氧環(huán)境下模擬高原訓(xùn)練(低住高練，Livinglow-Training high，LoHi)是在傳統(tǒng)高原訓(xùn)練和高住低練訓(xùn)練法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這種訓(xùn)練法既可發(fā)揮高原缺氧和運(yùn)動(dòng)雙重刺激對(duì)機(jī)體的有益影響，又能避免高原低氧不利于身體恢復(fù)的缺點(diǎn)，并越來越多地應(yīng)用于低氧訓(xùn)練和低氧健身。而急性低氧暴露可導(dǎo)致急性利尿，引起低氧環(huán)境下的脫水，降低運(yùn)動(dòng)能力[1]，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)也可以降低血液流變性[2-3]，因此，低氧訓(xùn)練時(shí)的合理補(bǔ)液就顯得尤為重要。截至目前，有關(guān)低氧訓(xùn)練或低氧健身時(shí)補(bǔ)液的研究不多，而有關(guān)低氧訓(xùn)練時(shí)糖——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充對(duì)血液氧運(yùn)輸能力影響的研究為數(shù)不多，本研究結(jié)合環(huán)境變化(常氧和低氧)以及補(bǔ)液與否對(duì)受試者70%VO2max恒定負(fù)荷運(yùn)動(dòng)至力竭時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、心率、血壓、體重、Hb、Hct等指標(biāo)進(jìn)行研究，以期為低氧訓(xùn)練或低氧健身時(shí)的合理補(bǔ)液提供生理學(xué)依據(jù)，也為進(jìn)一步完善低氧訓(xùn)練理論提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象及分組

8名健康的華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)男生，年齡(24.9±1.3)歲，身高(173.4± 4.5)cm，體重(67.43± 8.04)kg，最大吸氧(44.2± 3.9)mL/(kg.min)，自愿參加試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)條件分為：常氧不補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)(常氧對(duì)照NC)、常氧補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)(NF)、低氧不補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)(低氧對(duì)照組HE)、低氧補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)(HF)4個(gè)實(shí)驗(yàn)，四次實(shí)驗(yàn)的常氧和低氧環(huán)境根據(jù)隨機(jī)分配的原則進(jìn)行，但同一環(huán)境下不補(bǔ)液組先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 運(yùn)動(dòng)環(huán)境及運(yùn)動(dòng)方式

1) 運(yùn)動(dòng)環(huán)境：共常氧和低氧2個(gè)運(yùn)動(dòng)環(huán)境。低氧運(yùn)動(dòng)在低氧帳篷內(nèi)進(jìn)行，低氧氧含量為15.4%，相當(dāng)于海拔2500m高度，大氣壓為常壓，低氧運(yùn)動(dòng)時(shí)采用PM-8000便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行血氧飽和度的檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)期間溫度控制在(20± 2)℃，濕度控制在(60± 5)%。

2)實(shí)驗(yàn)采用直立蹬車運(yùn)動(dòng)，蹬踏功率自行車的頻率為60轉(zhuǎn)/min，以70%VO2max對(duì)應(yīng)的負(fù)荷運(yùn)動(dòng)至力竭。每名受試者按實(shí)驗(yàn)分組分別進(jìn)行四次運(yùn)動(dòng)，各次運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)在同一時(shí)間段進(jìn)行(上午08∶30——11∶30)，每次運(yùn)動(dòng)間隔一周。

3)力竭判定標(biāo)準(zhǔn)有三點(diǎn)：大汗，呼吸困難；本次實(shí)驗(yàn)的蹬速控制在60轉(zhuǎn)/min，力竭時(shí)蹬速不能維持在>45轉(zhuǎn)/min；受試者主觀達(dá)到力竭。

4) 補(bǔ)液組補(bǔ)液方式: 按美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)(ACSM)推薦量補(bǔ)液，運(yùn)動(dòng)中每15min補(bǔ)充一次糖——電解質(zhì)飲料150-200ml (佳得樂運(yùn)動(dòng)飲料，糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%，鈉離子質(zhì)量濃度0.12 mg/mL，鉀離子質(zhì)量濃度0.12mg/mL，滲透壓290 mOsm/kg)，具體補(bǔ)液量為同一氧環(huán)境下不補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)出汗量的80%。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟與指標(biāo)測(cè)定

1)最大吸氧量(VO2max)測(cè)定及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的確定：正式實(shí)驗(yàn)前1周測(cè)試受試者VO2max。測(cè)試前在功率自行車上進(jìn)行2min熱身運(yùn)動(dòng)，使心率達(dá)到110次/min左右，休息2min后以80W為起始負(fù)荷，以60r/min的頻率蹬車，每分鐘遞增10W，用自動(dòng)氣體分析儀測(cè)定最大攝氧量。根據(jù)VO2max的測(cè)試結(jié)果，確定攝氧量和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的線性方程，由線性方程來找出70%V02max相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷[4]。

2)受試者在每次實(shí)驗(yàn)日前三天不進(jìn)行大強(qiáng)度劇烈運(yùn)動(dòng)，前一晚22:00后禁食禁水。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天先測(cè)定體重(裸重)、晨尿比重(如果出現(xiàn)自然脫水，尿比重大于1.02，則在實(shí)驗(yàn)前適量補(bǔ)充水)，并分別于運(yùn)動(dòng)前(靜坐15min后)、運(yùn)動(dòng)后即刻和運(yùn)動(dòng)后30min測(cè)受試者心率、血壓、裸重(擦干汗液)，并抽取肘靜脈血2Ml,測(cè)定Hb、Hct，記錄運(yùn)動(dòng)過程中每5分鐘的心率變化和受試者的主觀感覺。

3)主要儀器設(shè)備：Monark 839E(瑞典)立位多功能功率自行車、SENSORMEDICS 2900心肺和能量代謝測(cè)定儀、F-820半自動(dòng)血細(xì)胞分析儀、低氧發(fā)生器(制氮機(jī))及低氧帳篷Hypoxic Tent System TM、SUR—NE尿比重計(jì)、PM-8000便攜式多功能參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、S610i POLAR心率表、HEM-7011電子血壓計(jì)、體重計(jì)(精確至± 20g)

1.4 數(shù)據(jù)處理

用spss14.0軟件對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果以平均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差(±S)表示，組內(nèi)顯著性差異采用T檢驗(yàn)，以方差分析檢驗(yàn)組間差異顯著性，顯著性水平為P<0.05，非常顯著性水平為P<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同環(huán)境下運(yùn)動(dòng)及補(bǔ)液體重變化

如表1所示，運(yùn)動(dòng)后實(shí)驗(yàn)各組體重均有所下降，但NF組體重降低程度顯著低于NC組(P<0.05)；HF組體重降低程度顯著低于HE組(P<0.05)；和NC組相比，HE組體重變化較小，但差異不具有顯著性(P>0.05)。

表1 實(shí)驗(yàn)各組運(yùn)動(dòng)前后裸重變化及運(yùn)動(dòng)時(shí)間

注：1)與NC組比較P<0.05；2)與HE組比較P<0.05

2.2 不同環(huán)境下運(yùn)動(dòng)及補(bǔ)液心率變化

如表2和圖1所示，實(shí)驗(yàn)各組運(yùn)動(dòng)中平均心率無顯著差異，NF組平均心率最低，HE組運(yùn)動(dòng)過程中心率增加較NC組快。NF組心率上升最緩慢，HE組和HF組心率-時(shí)間曲線在開始階段幾乎重合，而隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間的持續(xù)，HF組曲線右移，說明補(bǔ)液能降低低氧下的運(yùn)動(dòng)心率。

圖1 運(yùn)動(dòng)中心率——時(shí)間變化曲線

2.3 不同環(huán)境下運(yùn)動(dòng)及補(bǔ)液Hct和Hb變化

2.3.1 不同環(huán)境下運(yùn)動(dòng)及補(bǔ)液Hct變化

如表3所示，運(yùn)動(dòng)后即刻，實(shí)驗(yàn)各組Hct較運(yùn)動(dòng)前均有所升高，但只有NC組和HE組與運(yùn)動(dòng)前比較具有顯著性差異(P<0.05)，各組間差異不具有顯著性(P>0.05)；運(yùn)動(dòng)后30 min，實(shí)驗(yàn)各組Hct均有一定程度恢復(fù)，但仍高于運(yùn)動(dòng)前。

表3 實(shí)驗(yàn)各組運(yùn)動(dòng)前后紅細(xì)胞壓積(Hct)變化

注：1)與運(yùn)動(dòng)前比較P<0.05

2.3.2 不同環(huán)境下運(yùn)動(dòng)及補(bǔ)液Hb濃度的變化

如表4所示，運(yùn)動(dòng)后即刻，實(shí)驗(yàn)各組Hb濃度和運(yùn)動(dòng)前比較均有所升高，但只有NF組和HF組具有顯著性變化(P<0.05)；運(yùn)動(dòng)后30min，Hb濃度較運(yùn)動(dòng)后即刻均有所下降，基本恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前的水平。

注：1)與運(yùn)動(dòng)前比較P<0.05

3 討論

紅細(xì)胞壓積即紅細(xì)胞比容(Hct)，是指紅細(xì)胞在全血中所占的容積百分比，是影響血液黏度的重要因素。正常情況下Hct與血紅蛋白及紅細(xì)胞之間存在正相關(guān)關(guān)系，運(yùn)動(dòng)后血液Hct升高是一種生理代償反應(yīng)，其適量增加，能增加血液攜帶氧的能力，提高血氧含量和血氧容量，故具有代償意義。但如果Hct過度增加，就可使血液粘滯性增高，導(dǎo)致血流變慢，甚至導(dǎo)致血栓的形成，使血流阻力加大，反而對(duì)組織的氧供應(yīng)不利，還會(huì)降低體內(nèi)體溫調(diào)節(jié)和清除廢物的能力，使運(yùn)動(dòng)能力下降。因此，如何維持機(jī)體Hct于一適當(dāng)范圍，使單位體積血液內(nèi)紅細(xì)胞和血紅蛋白量增加，同時(shí)血流阻力不過度加大，從而更有利于氧的運(yùn)輸，仍是需要進(jìn)一步研究的課題。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(見表3)，70%VO2max負(fù)荷進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)，NC組和HE組運(yùn)動(dòng)后即刻Hct均顯著升高(P<0.05)，而NF組和HF組Hct雖然也有所升高，但和運(yùn)動(dòng)前比較均無顯著性差異(P>0.05)，可見運(yùn)動(dòng)中糖——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充能夠降低長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中Hct的升高幅度；運(yùn)動(dòng)后30min，各組Hct均有一定程度的恢復(fù)，但仍高于運(yùn)動(dòng)前(P>0.05)。長(zhǎng)時(shí)間的劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)引起機(jī)體大量出汗，而運(yùn)動(dòng)中體重的變化(脫水%)能較為直觀地反應(yīng)機(jī)體脫水情況。如表1所示，NF組體重丟失顯著低于NC組(0.7%vs2.12%，P<0.05)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著長(zhǎng)于NC組(P<0.05)，HF組體重丟失顯著低于HE組(0.65%vs1.71%，P<0.05)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯著長(zhǎng)于HE組(P<0.05)；同時(shí)，從Hct的結(jié)果來看，NF 和HF組Hct升高幅度較NC組和HE組低，表明運(yùn)動(dòng)中Hct變化與機(jī)體脫水程度密切相關(guān)，脫水程度越高，Hct升高越明顯，運(yùn)動(dòng)時(shí)間也相應(yīng)越短。運(yùn)動(dòng)中Hct的升高可能是由于長(zhǎng)時(shí)間的大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使機(jī)體大量出汗，導(dǎo)致血液中的水分從毛細(xì)血管中滲出到組織間液或細(xì)胞中或體外，血漿容量及血容量的減少，與血液濃縮有關(guān)，是一種適應(yīng)于機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)的生理代償反應(yīng)，而運(yùn)動(dòng)中佳得樂飲料補(bǔ)充可以有效降低Hct的升高程度，提高運(yùn)動(dòng)能力。雖然HE組體重降低程度較NC組輕，但HE組Hct升高幅度相對(duì)較NC組高(P>0.05)(見表3)，可見脫水并不是影響Hct變化的唯一因素，分析還可能是由于低氧下運(yùn)動(dòng)機(jī)體接受的低氧和運(yùn)動(dòng)的雙重刺激，導(dǎo)致機(jī)體肝、脾臟內(nèi)貯存的高濃縮血液大量排出，從而使血液濃縮，使Hct升高相對(duì)明顯。

Hb是紅細(xì)胞中重要的含鐵蛋白，占紅細(xì)胞中蛋白質(zhì)總量的90%以上，Hb不僅具有運(yùn)輸氧和二氧化碳的作用，還有緩沖血液酸堿度的作用。Hb濃度對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)能力有顯著影響，男性運(yùn)動(dòng)員血紅蛋白的理想值是160～170g/L，此時(shí)氧的運(yùn)輸能力為最佳，但Hb繼續(xù)增加時(shí)，使血的黏滯度也大大增加，血流速度減慢，心臟收縮力增加，反而不利于氧的運(yùn)輸[8]。本實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)動(dòng)后即刻各組Hb均有所升高，但只有NF組和HF組升高具有顯著性意義(P<0.05)，且Hb濃度均在165g/L左右(見表4)，有利于血液氧的運(yùn)輸；運(yùn)動(dòng)后30min，各組Hb濃度均恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前的水平，運(yùn)動(dòng)后血液Hb濃度一時(shí)性升高與機(jī)體脫水引起的血液濃縮以及肝、脾臟內(nèi)貯存的高濃縮血液大量排出有關(guān)，運(yùn)動(dòng)后又快速恢復(fù)，說明運(yùn)動(dòng)量適宜有利于運(yùn)動(dòng)后機(jī)體內(nèi)環(huán)境的整合和恢復(fù)，是一種正常的生理反應(yīng)。

4 結(jié)論

低氧訓(xùn)練中糖——電解質(zhì)飲料補(bǔ)充能有效降低運(yùn)動(dòng)中紅細(xì)胞壓積升高幅度和體重丟失程度，使Hb濃度適度增加，有利于血液氧的運(yùn)輸，提高有氧運(yùn)動(dòng)能力。

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Effect of the Supplement of Carbohydrate-Electrolyte Drink on the Transport Capacity of Oxygen in the Blood During Hypoxic Training

LI Jian-hui1，MIAO Miao1，GUO Zhe-bin2，HUANG Yu-shan3

(1. Teaching and Research Section of Physical Education. Guangzhou Vocational College of Technology & Business, Guang zhou 511442, China； 2. School of Physical Education， South China University of Technology, Guangzhou 510641, China； 3. School of Physical Education， South China Normal University,Guangzhou 510631，China)

To study the effect of carbohydrat electrolyte drink on the transport capacity of oxygen in the blood during hypoxic training and to provide a reference for the reasonable fluid infusion during hypoxia training and hypoxia gym, the authors selected eight healthy students from a physical education institute to participate in the experiment and exercise in a normoxic or hypoxic environment (a hypoxic tent with 15.4%of oxygen concentration) under the load of 70%VO2max until they were exhausted-no fluid infusion or carbohydrat electrolyte drink was supplemented during exercise, the body weight, Hct and Hb concentration as well as its related indexes were measured before and after exercise, and 30 minutes after exercise, and record the total time and heart rate change of every 5 minutes during the movement .The results showed that:1) Immediately after exercise, the weight of each group decreased and the weight loss level of group NF and group HF was significantly lower than the corresponding group NC and group HE (P < 0.05), the heart rate of the groups NF and HF slower and total movement time was significantly longer than the corresponding NC group and HE group (P<0.05). 2)Immediately after exercise, Hb concentration and Hct of each group increased, but only the Hct of the groups NC and HE, and Hb concentration of the groups NF and HF had a significantly higher than before (P < 0.05), 30 min after exercise, Hct of each group recovered, but still higher than before exercise (P>0.05) and Hb concentration of each group recoverd to before exercise. Conclusion: 1) the supplementation of carbohydrat and electrolyte drink during hypoxia exercise could reduce the degree of dehydration, reduce the higher degree of Hct, make a modest increase in the Hb concentration and conducive to the transport of oxygen in the blood; which is beneficial to improve the body's aerobic exercise capacity.

hypoxia training; carbohydrate-electrolyte drink；hemoglobin；hematocrit；weight；heart rate

2017-02-24；

2017-03-28

美國(guó)佳得樂運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院資助項(xiàng)目(No.330256)。

李建輝(1979-)，男，講師，碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)與心血管功能。

G804.2

A

1672-1365(2017)02-0-0

?運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)與應(yīng)用心理學(xué)