高原-亞高原交替訓(xùn)練對“天花板”現(xiàn)象的干預(yù)

錢 鈺，步政龍

高原-亞高原交替訓(xùn)練對“天花板”現(xiàn)象的干預(yù)

錢 鈺1，步政龍2

1.成都體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院，四川 成都，610041；2.成都體育學(xué)院教務(wù)處，四川 成都，610041。

目的：通過高原-亞高原交替訓(xùn)練模式對“天花板”現(xiàn)象的干預(yù)，探索世居高原藏族中長跑運動員在不同海拔下訓(xùn)練時機(jī)體的運動生理學(xué)機(jī)制。方法：32名運動員隨機(jī)分為A、B兩組，分別進(jìn)行高原和高原-亞高原交替訓(xùn)練后對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果：（1）實驗組安靜心率、最大心率、呼吸頻率下降，SpO2、VO2max升高；（2）實驗組較對照組RBC、HGB增加，HCT降低；（3）實驗組安靜血乳酸降低，運動后血乳酸升高，升高幅度大于對照組。結(jié)論：（1）藏族中長跑運動員在高原訓(xùn)練時存在“天花板”現(xiàn)象；（2）高原-亞高原交替訓(xùn)練模式能有效干預(yù)藏族中長跑運動員高原訓(xùn)練“天花板”現(xiàn)象。

高原訓(xùn)練；亞高原訓(xùn)練；“天花板”現(xiàn)象；藏族中長跑運動員

高原訓(xùn)練可以提高機(jī)體的有氧代謝能力，改善心臟功能。在高原缺氧環(huán)境下能刺激機(jī)體紅細(xì)胞和血紅蛋白水平升高，從而使氧的運輸能力增強(qiáng)。世居高原藏族中長跑運動員長期生活在高原低氧環(huán)境中，各項生理機(jī)能發(fā)生改變，但這些變化對藏族中長跑運動員高原訓(xùn)練是不利的，比如高原訓(xùn)練強(qiáng)度小，絕對運動量低，不易提高運動能力，不利于疲勞恢復(fù)[1]等。藏族中長跑運動員具有心肺功能較強(qiáng)的“高原優(yōu)勢”，但在高原訓(xùn)練期間難以將運動員的“高原優(yōu)勢”轉(zhuǎn)化成“高原優(yōu)勝”。近年來，隨著各運動隊在亞高原訓(xùn)練取得較好的成效，亞高原訓(xùn)練也逐漸受到重視。亞高原的低氧刺激程度不夠深，但在訓(xùn)練上能夠近平原的訓(xùn)練強(qiáng)度，既保持一定強(qiáng)度訓(xùn)練又有比平原更深刻的缺氧刺激[2]。因此，探尋更合理的訓(xùn)練模式、理論，打破高原訓(xùn)練、亞高原訓(xùn)練的瓶頸成為我國運動實踐的迫切要求。為此，本文擬從機(jī)體對高原適應(yīng)的生理機(jī)能極限（“天花板”現(xiàn)象）的角度，探尋高原運動員通過“高原-亞高原交替訓(xùn)練”來解決單一高原訓(xùn)練因強(qiáng)度降低而引起運動能力退化的缺陷，同時彌補(bǔ)單一亞高原訓(xùn)練因低氧刺激程度不夠深而導(dǎo)致心肺功能降低的問題，“心肺功能要提高、運動訓(xùn)練也能上強(qiáng)度”進(jìn)而提高中長跑運動成績目的。

1 對象與方法

1.1 研究對象

甘孜中長跑隊運動員32名，訓(xùn)練年限5.2±2.1年，平均年齡16.4±3.6歲。將運動員隨機(jī)分為A、B兩組，A組實驗組18名，B組對照組14名。

1.2 研究方法

1.2.1 測試指標(biāo) 每個周期訓(xùn)練結(jié)束后，次日晨測安靜心率、血乳酸、呼吸頻率、血氧飽和度SpO2。肘靜脈抽血4～5 ml，肝素鈉抗凝測試血常規(guī)，包括紅細(xì)胞（RBC）、血紅蛋白（HGB）、紅細(xì)胞壓積（HCT）。早餐后1h測12min跑成績、運動中最大心率、運動后即刻心率、最大攝氧量（VO2max）以及運動后即刻血氧飽和度、呼吸頻率及血乳酸。

1.2.2 訓(xùn)練方案 第1階段，實驗組、對照組運動員均在康定進(jìn)行2周高原訓(xùn)練，海拔2560 m；第2階段，實驗組在海拔1320m的瀘定進(jìn)行2周亞高原訓(xùn)練，對照組繼續(xù)在高原訓(xùn)練2周；4周訓(xùn)練后兩組均下到平原訓(xùn)練1周。指標(biāo)采集分別在第2周、第4周、第5周訓(xùn)練后。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 用統(tǒng)計軟件SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計方法采用One-Way ANOVA，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，顯著性水平P< 0.05。

2 研究結(jié)果

表1 12min跑成績（平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）

注：*P< 0.05，** P< 0.01，與實驗組高原2周比較；＃P< 0.05，＃＃ P< 0.01，與對照組高原2周比較；※P< 0.05，※※ P< 0.01，與對照組平原1周比較。

表2 生理、血液指標(biāo)測試結(jié)果（平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）

注：*P< 0.05，** P< 0.01，與實驗組高原2周比較；＃P< 0.05，＃＃ P< 0.01，與對照組高原2周比較；※P< 0.05，※※ P< 0.01，與對照組平原1周比較。

3 分析與討論

3.1 高原訓(xùn)練“天花板”現(xiàn)象的提出

通過對現(xiàn)有的研究進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，高原訓(xùn)練的效果并不盡人意。運動員在高原訓(xùn)練中很難保持與平原相同的訓(xùn)練強(qiáng)度。高原缺氧引起肌肉血流量及蛋白質(zhì)合成低下，肌纖維變細(xì)，在運動能力上的表現(xiàn)是肌肉力量丟失，從而導(dǎo)致速度丟失[3]。而世居高原運動員體內(nèi)本身RBC、HGB總量明顯高于平原人，在進(jìn)入平原初期機(jī)體通過降低心率來減少每分輸出量。實驗結(jié)果中，對照組連續(xù)高原訓(xùn)練4周后，運動員的呼吸頻率、SPO2、心率、安靜血乳酸、HGB、VO2max、12min跑距離，與高原訓(xùn)練2周比較變化不大，只有運動后即刻血乳酸、RBC顯著性升高；12min極限跑成績只有在到達(dá)平原1周后才有明顯提高，但仍低于實驗組。對照組SPO2、VO2max、呼吸頻率變化不大，是因為世居高原運動員長期在低氧環(huán)境中生活和訓(xùn)練，機(jī)體已對低氧刺激產(chǎn)生適應(yīng)，各項機(jī)能水平達(dá)到較高水平，處于適應(yīng)訓(xùn)練負(fù)荷的平衡狀態(tài)，再提升的空間不大。進(jìn)入平原后出現(xiàn)安靜心率減慢，說明每搏輸出量增加，心臟的泵血機(jī)能和工作效率提高，安靜狀態(tài)下心率低、每搏量高是能量節(jié)省化的表現(xiàn)。心臟泵血機(jī)能及每搏量大小是決定VO2max的重要因素[4]。平原人進(jìn)入高原初期，低氧和低氣壓刺激外周化學(xué)感受器，引起呼吸增強(qiáng)，肺通氣功能增加是人體適應(yīng)高原低氧環(huán)境的代償。對于世居高原經(jīng)過訓(xùn)練的專業(yè)中長跑運動員來說，長期慢性缺氧，呼吸中樞和外周化學(xué)感受器對低氧的敏感性降低，會導(dǎo)致肺部受損；血液紅細(xì)胞代償性增多致血液黏稠、血流緩慢，肺彈性降低；環(huán)境和運動的雙重低氧的刺激造成肺部表面活性物質(zhì)的損傷使肺部順應(yīng)性降低，最終使肺做功效率減弱，機(jī)體缺氧程度加重，引起肺換氣能力降低，加重機(jī)體缺氧，造成惡性循環(huán)[5]。

由于機(jī)體、包括世居高原運動員，對高原訓(xùn)練的適應(yīng)能力都是有限的。因此，世居高原中長跑運動員長期在低氧環(huán)境中生活和訓(xùn)練，以呼吸、循環(huán)、血液、氧運輸利用為主，運動能力等為輔的各項機(jī)能水平處于適應(yīng)該高度訓(xùn)練負(fù)荷時的最大機(jī)能極限（平衡），我們稱為高原訓(xùn)練機(jī)能能力的“天花板”現(xiàn)象。當(dāng)在某一海拔高度，高原、運動缺氧雙重刺激作用于機(jī)體，機(jī)體在形成抗低氧耐受能力時，會優(yōu)先選擇維持生命基本活動需求的心肺功能的需要，而對運動負(fù)荷、特別是運動強(qiáng)度增加帶來的缺氧需要作為次要的需要，可以認(rèn)為是機(jī)體的一種自我保護(hù)現(xiàn)象。趙晉、孔垂輝研究表明：海拔高度達(dá)到2000m時運動強(qiáng)度下降15%，而3000 m高度時強(qiáng)度僅達(dá)平地的55%，其原因可能是高原上人體的消耗大于平原，人體更多應(yīng)滿足生命特征的生理需求[6]，也旁證了我們的上述推論。這就是高原訓(xùn)練對心肺功能的提高有積極作用，而不利于運動負(fù)荷、特別是運動強(qiáng)度增加的生理學(xué)機(jī)制。本實驗對照組單一高原高度訓(xùn)練下RBC數(shù)量、運動后即刻血乳酸含量增加，按“天花板”理念，我們認(rèn)為是機(jī)體的在該高原訓(xùn)練條件下，為保證機(jī)體生存需要的一種補(bǔ)充應(yīng)激反應(yīng)。RBC數(shù)量增加雖可以增加血液對氧的運載能力，但也會因血粘度增加而增大對心臟的負(fù)荷，不利于機(jī)體機(jī)能節(jié)省化的目的、最終不利于達(dá)到提高運動強(qiáng)度和提高運動成績的目的[7]；運動后即刻血乳酸含量增加，在完成同等運動負(fù)荷的條件下，現(xiàn)有有氧工作能力已經(jīng)不能夠滿足該運動的有氧供能的需要，而只能啟動糖酵供能來輔助完成，所以也不利于中長跑運動有氧工作能力和中長跑運動成績提高。

3.2 亞高原訓(xùn)練對高原訓(xùn)練“天花板”現(xiàn)象的干預(yù)

實驗組亞高原訓(xùn)練2周后，呼吸頻率下降、SPO2升高、最大心率下降、安靜血乳酸下降、VO2max提高、12min跑步距離增加，與高原訓(xùn)練2周比較，有顯著性變化；心率（安靜、運動后即刻）下降；運動后即刻血乳酸、RBC、HGB略升高，與高原訓(xùn)練2周比較，無顯著性。運動員從高原到亞高原到平原的過程中，安靜心率逐漸降低是因為外界氧分壓逐漸升高，而運動后即刻心率從亞高原進(jìn)入平原后顯著增加。機(jī)體對利用高原訓(xùn)練的雙重缺氧刺激提高機(jī)體有氧工作能力的適應(yīng)能力是有限的，因此心率、呼吸、血乳酸等差別并不明顯。運動后呼吸頻率均逐漸降低，SPO2在到達(dá)亞高原2周后有所升高（97%），到達(dá)平原1周后保持不變（97%），但運動后呈逐漸上升趨勢，到達(dá)平原1周后略有升高（約94%）；VO2max明顯上升（3106ml/min），到達(dá)平原后顯著升高（3295ml/min）。SpO2水平并沒有明顯上升，可能說明不同海拔高度的低氧刺激提高了機(jī)體的攝氧能力，VO2max顯著升高，可能與HGB、RBC增加有關(guān)，HGB含量及其載氧能力與VO2max密切相關(guān)[8]。而血液運輸氧的能力則取決于心輸出量的大小，受每搏量和心率的制約。運動訓(xùn)練時心輸出量的差異主要由每搏量造成。后者決定于心肌收縮能力和心容積的大小[9]。本研究結(jié)果顯示，世居高原且經(jīng)過長時間系統(tǒng)的耐力性運動訓(xùn)練的運動員，在高原時的安靜紅細(xì)胞數(shù)偏低，進(jìn)入平原后RBC、HGB值升高，可能是長期耐力訓(xùn)練導(dǎo)致的運動性貧血。世居高原的中長跑運動員其循環(huán)血容量升高可能更明顯[10]。雖然單位體積的RBC數(shù)和HGB量不高，但RBC總數(shù)和HGB總量較高。安靜時RBC濃度下降和HGB含量降低具有一定的意義[11]。它降低了血粘度，減少血循環(huán)阻力，減輕了心臟負(fù)荷。在肌肉運動時，血漿的水分喪失使血液比安靜時相對濃縮，保證HGB含量的相應(yīng)提高，實驗結(jié)果中運動員血粘度、HCT等沒有明顯變化，甚至進(jìn)入平原后有所降低。這表明，他們能承受血液中較大幅度的工作性變化而使血液能維持在正常狀態(tài)，并且對于提高氧的運輸能力仍有較大的機(jī)能潛力[12]。在整個訓(xùn)練階段中HGB含量呈上升趨勢，在亞高原訓(xùn)練過程中，HGB含量的升高是為了增加氧運輸能力以補(bǔ)充因血氧飽和度下降而喪失的動脈氧含量。進(jìn)入平原后，氧分壓升高，SPO2升高，因此對HGB需求相對減少，因此升高不明顯[13]。實驗組和對照組運動員進(jìn)入亞高原后，安靜單位體積RBC、HGB量增加，與進(jìn)行緊張訓(xùn)練和比賽時RBC的工作性溶解作用刺激加強(qiáng)了RBC、HGB的生成機(jī)制有關(guān)。單位容積內(nèi)RBC中HGB的含量同正常值無明顯差別甚至偏低。這種現(xiàn)象可能是運動員血液系統(tǒng)對訓(xùn)練的一種適應(yīng)性反應(yīng)。

世居高原中長跑運動員由于已具備的RBC、HGB含量等高原心肺功能的優(yōu)勢，在進(jìn)入亞高原訓(xùn)練原后，機(jī)體通過降低心率、呼吸頻率，在不增加乳酸供能的條件下，血液代償性稀釋，通過增加每分輸出量、血氧運輸效率，來增加SPO2、VO2max、12min跑距離，達(dá)到在充分利用高原訓(xùn)練的心肺功能優(yōu)勢的條件下，能夠承受運動負(fù)荷的缺氧刺激，再提高運動強(qiáng)度來增加缺氧刺激，從而達(dá)到充分提高機(jī)體有氧工作能力目的。按“天花板”理念，我們認(rèn)為：世居高原中長跑運動員在高原訓(xùn)練后到亞高原，由于已具備的心肺功能的高原優(yōu)勢，機(jī)體在應(yīng)對亞高原的“高原缺氧”應(yīng)激時，基本生命活動需要已經(jīng)能夠得到滿足，因此維持生命基本活動的心肺功能的需要方面處于次要地位，在極限的“天花板”下，機(jī)體對缺氧的耐受能力為提高運動強(qiáng)度讓出了空間。即：機(jī)體的心肺功能在滿足維持生存需要后有能力應(yīng)對運動負(fù)荷、強(qiáng)度增加帶來的運動缺氧的應(yīng)激，使亞高原訓(xùn)練通過增加強(qiáng)度從而提高有氧工作能力成為可能。通過“高原-亞高原”交替訓(xùn)練，利用不同海拔之間的應(yīng)激極限諸因素的互補(bǔ)性，在高原缺氧、運動缺氧的動態(tài)平衡中，按運動實踐的需要調(diào)整缺氧刺激的程度，達(dá)到既保持高原心肺功能優(yōu)勢、又能夠提高亞高原訓(xùn)練強(qiáng)度，最終提高運動成績的目的，而達(dá)到對高原優(yōu)勢“天花板”現(xiàn)象干預(yù)的運動生理學(xué)機(jī)制。

對照組與實驗組共同到達(dá)平原訓(xùn)練1周后，實驗組VO2max、12min跑距離顯著升高，分別提高14%、6.5%。Hgabegr等研究指出，VO2max與遺傳的關(guān)系十分密切，遺傳度可達(dá)80%—90%左右，訓(xùn)練使VO2max提高的可能性較小，一般為20%—25%[7]。通過本實驗交替訓(xùn)練5周時間內(nèi)，使最大攝氧量的提高幅度達(dá)到14%，12min極限跑成績提高6.5%，證明本實驗“高原-亞高原交替訓(xùn)練”對世居高原中長跑運動員高原訓(xùn)練“天花板”現(xiàn)象的干預(yù)是成功的。

4 結(jié) 語

“高原-亞高原交替訓(xùn)練”能干預(yù)世居高原中長跑運動員高原訓(xùn)練“天花板”現(xiàn)象，有利于世居高原中長跑運動員有氧工作能力、成績的提高。

[1] 崔玉玲，王竹影.不同強(qiáng)度模擬低氧訓(xùn)練對紅系細(xì)胞氧運輸能力的影響[J].遼寧體育科技，2012，34（05）：33~37.

[2] 胡 揚，等.耐力訓(xùn)練的新方法一（HiLo）高住低訓(xùn)法[J].體育科學(xué)，2001，21（02）：66~70.

[3] 殷 勁.恢復(fù)能力的可訓(xùn)練性及其規(guī)律研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報，2011，37（06）：62~66.

[4] 胡國鵬，王人衛(wèi)，劉無逸，等.VO2max、VO2maxPD等指標(biāo)在有氧耐力評定中的比較研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報，2010，33（03）：51~54.

[5] 殷 勁，鐘俊清，蔣 麗，等.生物熱抗癌的保護(hù)性抑制學(xué)說[J].成都體育學(xué)院學(xué)報，2003，34（05）：91~93.

[6] 雷雨晨，胡 揚，田 野，等.高住低訓(xùn)過程中血氧飽和度變化及其與血紅蛋白變化的關(guān)聯(lián)[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2005，24（02）：203~220.

[7] 鄭雙錦，覃 軍，余 潔，等.健康青年男性高原習(xí)服后進(jìn)入更高海拔的心率、血壓和血氧飽和度變化規(guī)律及與急性高原病的關(guān)系[J]. 軍事醫(yī)學(xué)，2013，37（05）：325~328.

[8] 洪 平，趙 鵬，楊奎生.不同強(qiáng)度運動時大鼠骨骼肌能量代謝產(chǎn)物的變化[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2002，21（03）：56~60.

[9] 李亞南，余小燕，賀穎英.高原低氧環(huán)境下增壓輔助訓(xùn)練對運動員血液氧運輸能力的影響[J].青海師范大學(xué)學(xué)報，2016（02）：76~79.

[10] 潘秀清.低氧誘導(dǎo)因子-1在低氧訓(xùn)練中表達(dá)的研究綜述[J].當(dāng)代體育科技，2015，18（05）：44~45.

[11] 耿青青，石鴻儒.高原訓(xùn)練中機(jī)體紅細(xì)胞、促紅細(xì)胞生成素、2、3－二磷酸甘油酸的適應(yīng)性變化及研究設(shè)想[J].體育科學(xué)，2004，24（05）：29~31

[12] 高 歡，高炳宏.低氧預(yù)適應(yīng)結(jié)合高原訓(xùn)練對游泳運動員身體機(jī)能的影響[J].中國體育科技，2009，45（06）：62~65.

[13] 趙 晉，孔垂輝.亞高原環(huán)境對運動訓(xùn)練的影響綜述[J].北京體育大學(xué)學(xué)報，2005，28（01）：78~81.

Intervention of Altitude-Sub-Altitude Training on Ceilling Phenomenon

QIAN Yu1, BU Zhenglong2

1.College of Sports Medicine and Health, Chengdu Sports University, Chengdu Sichuan, 610041, China;2.Academic Affairs Department of Chengdu Sport University, Chengdu Sichuan, 610041, China.

Objective: To explore the intervention of plateau athletes to the “ceiling” phenomenon by altitude-sub-altitude alternate training. Methods: 32 middle-long distance runners were randomized into two groups A and B. Monitor the related indicators. Results: (1) The athletes' heart rate in study group decreased significantly, the maximum heart rate of the same exercise decreased compared to the altitude training, the cardiac reserve increased significantly; (2) The respiratory rates decreased obviously in study group, the SPO2increased significantly and the VO2maxraised substantially; (3) The number of RBC and RBC in the study group increased significantly. The value of HCT decreased significantly. Conclusion: (1) Ceilling phenomenon exists in altitude training; (2) Altitude-sub-altitude alternate training have positive effect on ceilling phenomenon.

Altitude training; Sub-altitude training; Ceiling: phenomenon; Middle-long distance runner

G804.7

A

1007―6891（2020）05―0046―03

10.13932/j.cnki.sctykx.2020.05.10

2019-09-24

2019-11-17

成都體育學(xué)院科研項目，項目編號：17YJ03。