模擬高原訓練對速度滑冰運動員有氧能力和無氧能力的影響

史美琳

（吉林體育學院 吉林 長春 130022）

1、前言

在過去的幾十年里，不斷有關于耐力性項目新的世界記錄產(chǎn)生，其中一個原因被認為是高原訓練。高原訓練在過去半個世紀的歷史中被教練員廣泛用來改善運動員的運動機能。許多教練認為高海拔產(chǎn)生的低氧刺激對運動員都適用，所以他們選擇把高原訓練納入他們的訓練計劃中。一些研究表明，高原訓練后由于運動員最大攝氧量(VO2max)的增加，會對運動員耐力性能產(chǎn)生積極效應，而另一些研究則不能支持這一說法。目前關于高原訓練對運動成績的積極影響仍存在爭議，科學家和教練一直在探索用低氧艙模擬高原條件的可能性。在平原上，運動員可以利用模擬氧艙模擬低氧條件選擇合適的氣壓，并從生理適應中提高其身體機能。模擬高原訓練對優(yōu)秀速滑運動員是否有效仍不清楚。本研究的目的是確定模擬高原訓練對優(yōu)秀速滑運動員有氧和無氧能力的影響。

2、研究對象和研究方法

2.1、研究對象

本實驗以國家級吉林省速度滑冰隊運動員為研究對象，共選取6名男運動員，運動等級均為國家一級以上水平。所有運動員均無重大疾病史、無吸煙酗酒等不良嗜好并且有規(guī)律性參與年度訓練。在測試前3天，所有運動員均無大強度的訓練安排，并明確本測試目的，了解測試的流程以及可能存在的風險及相關的注意事項。

表1 運動員基本情況參數(shù)

2.2、研究方法

（1）文獻資料法。

以“模擬高原訓練”、“速度滑冰運動員”、“有氧能力”等為關鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫查閱大量文獻，并對收集到的資料進行歸納和整理，借鑒前人的研究方法和研究成果，從而了解本選題的研究現(xiàn)狀與前沿動態(tài)，剖析發(fā)現(xiàn)潛在問題，為本選題的研究提供理論參考。

（2）專家訪談法。

本文交流訪談的對象為本研究領域國內(nèi)外知名專家、學者，以及各冬季項目的教練員、運動員、隊醫(yī)以及科研人員。

（3）實驗研究法。

①實驗方案

在兩周的時間內(nèi)，所有運動員利用功率自行車(Spintrainer，TechnoGymR，意大利)和一個自制的滑板凳上訓練。模擬海拔高度設置為2500M，對應于最佳海拔高度進行較大的生理變化。第一周，受試者從周二到周五上午在模擬氧艙進行訓練，第二周從周一到周五上午進行訓練。

在實驗前1天、實驗后第1天和實驗后10天從前肘靜脈抽取靜脈血)。測定紅細胞(Er)、血紅蛋白(Hb)、紅細胞壓積(Ht)。

所有運動員在模擬高原訓練前1天和后1天分別在常氧環(huán)境下在功率自行車上進行標準化增量運動測試，以確定最大攝氧量(VO2max)。受試者佩戴呼吸面罩和心率表坐于Monark839E功率自行車上完成遞增負荷運動。起始負荷75W，保持轉速為90r/min，每級負荷持續(xù)3min之后增加25W，進入下一級負荷，直至運動員經(jīng)過努力后不能維持預定轉速，表明力竭，測試結束。測試結果經(jīng)氣體代謝分析系統(tǒng)自動處理后總結成分析報告。受試者平均完成總測試時間從18-20分鐘不等。

所有受試者都進行了1974年首次描述的最常用的無氧能力測試:30s溫蓋特測試。溫蓋特測試要求功率自行車上以最大速度和恒定的力持續(xù)30s。在5分鐘的熱身后，受試者以最大速度蹬30S，阻力被設定為0.075kp/k。測量三個性能指標：平均功率(MP)，定義為30秒內(nèi)的平均工作輸出；峰值功率(PP)，定義為最高的輸出功率；疲勞指數(shù)(%)，定義為峰值功率與最低輸出功率之差除以峰值功率。

所有實驗室運動測試均在常氧常壓下進行。為了防止鐵含量下降，所有受試者在整個模擬海拔訓練期間每天補充525mg鐵。

（4）數(shù)理統(tǒng)計法

本研究測試數(shù)據(jù)采用SPSS23.0進行數(shù)據(jù)整理，所有數(shù)據(jù)均采用平均數(shù)±標準差（Mean±SD）的形式來表示，并進行配對樣本T檢驗，組間差異用P值表示，當P＜0.05時表示有顯著差異，P＜0.01表示有極顯著性差異。

3、結果

表2 實驗前、后血液指標一覽表（N=4）

表2顯示了模擬高原訓練后血液成分的變化，紅細胞濃度從（第 1 天）5.03 上升到（第 26 天）5.18/pl，（p＜0.05）；血紅蛋白含量從（第 1天）9.33升至（第 26天）9.90mol.l-1(p＜0.05)；MCHC從（第1天）20.48升至 （第26天）20.98mmol.L-1， 分別增長了3.3%、6.2%和 2.7%(p＜0.05)。

表3 實驗前后運動員最大攝氧量和心肺參數(shù)指標一覽表(均值、標準差)(N=4)

表3顯示VO2max顯著增加 (p＜0.05)：VO2max從4.21l.min-1增加到5.01l.min-1。表3顯示PP沒有顯著變化(從18.05W/Kg-1-18.96 W.Kg-1)和 MP(10.75W/Kg-1-11.35W/kg-1)。

4、分析

我們研究組的樣本量小且沒有足夠的參與者來組成一個對照組，這是我們研究的一個限制。然而，在優(yōu)秀運動員群體中進行實驗研究的難度是眾所周知的。幾十年來，紅細胞是由不同的紅系祖細胞相繼成熟而形成的。紅細胞和血紅蛋白含量的增加表明低氧訓練能促進EPO（促紅細胞生成素）的產(chǎn)生。EPO是一種由腎臟產(chǎn)生并分泌到血漿中的糖蛋白激素。由于EPO的產(chǎn)生受到兒茶酚胺的影響，兒茶酚胺在交感神經(jīng)中起著神經(jīng)遞質(zhì)的作用。結果表明，模擬高原訓練促進兒茶酚胺的釋放，進而促進EPO的變化。預計低氧暴露后鐵的濃度會降低，因為需要更多的鐵才能形成更多的血紅蛋白。因此，我們的研究中所有受試者都采取了鐵補充劑，以防止由于模擬高原訓練而導致的濃度過低。

在模擬高原訓練對成績的影響方面，VO2max從60.13增加到67.08ml.min-1kg-1，增幅為15.5%，與其他研究結果一致。雖然許多研究表明低氧訓練促使紅細胞體積的變化，但探索模擬高原訓練對VO2max影響的實證研究還存在爭議。然而，由于血紅蛋白負責氧的運輸，我們的研究中發(fā)現(xiàn)的VO2max的增加是合理的，紅細胞和血紅蛋白的增加確實解決了這一問題。

在訓練方案方面，所有受試者均在低壓室進行訓練，主要以功率自行車進行有氧運動為主。因此，從測試前到測試后VO2max的增加不僅可能是由于模擬高原訓練，也可能是由于訓練適應。我們通過在最后一次模擬高原訓練和測試評估之間引入為期10天的特定輪滑訓練，努力將有氧訓練的效果降到最低。在此基礎上，可以認為模擬高原訓練比有氧訓練能顯著提高Er、Hb、MCHC和VO2max。模擬缺氧訓練后的PP和MP無明顯差異，與前人研究一致。這種結果可能是由于在模擬高原訓練期間運動員以有氧運動為基礎的訓練為主，運動員的無氧能力沒有受到太多的刺激。然而，一些其他研究發(fā)現(xiàn)低氧暴露對無氧代謝的影響是通過維持肌肉緩沖能力來實現(xiàn)的。

5、結論

模擬高原訓練顯著增加紅細胞和血紅蛋白濃度（p＜0.05），這些血液指標的改善是VO2max顯著升高的原因(p＜0.05)，因此，模擬高原訓練能夠作為提升運動員有氧能力的有效手段。