低氧訓練對女大學生健康體適能的影響研究

陸保云

(合肥師范學院 體育科學學院，安徽 合肥 230601)

大學生作為祖國的建設者和接班人，是未來社會發(fā)展的主力軍.良好的體質(zhì)狀況是當代大學生為國家發(fā)展和民族繁榮而努力工作的保障.然而，2020年全國大學生體質(zhì)健康調(diào)查結果[1]顯示：大學生體質(zhì)測試不及格率約30%，肥胖人數(shù)不斷上升，肥胖率達到5.5%.因此，如何改變現(xiàn)狀，有效提高大學生體質(zhì)健康水平，引導學生養(yǎng)成健康的生活方式，已成為高校教育工作的重點.

低氧訓練指的是機體在低于正常水平的氧氣含量的環(huán)境下進行運動，有助于使人體的運動、免疫和內(nèi)分泌等系統(tǒng)產(chǎn)生良性適應，最終達到促進人體健康的目的[2].近年來，隨著運動健身的發(fā)展，通常用于運動訓練領域的低氧訓練(hypoxic training)也被引入到健身領域，且引起學者的關注.目前研究發(fā)現(xiàn)，低氧運動不僅可以提高運動成績，也可以促進糖脂代謝和改善體成分等方面具有顯著效果[3-4].本研究借助低氧呼吸面罩對女大學生進行10周低氧跑臺訓練，觀察低氧訓練對女大學生健康體適能相關指標的影響，為推廣低氧運動在大眾健身領域的應用提供實證參考.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以合肥師范學院30名非體育專業(yè)女大學生為實驗對象.將實驗對象隨機分成ID組(低氧組)和IC組(常氧組)，每組15人.受試者無重大疾病和運動性功能障礙，且自愿參加本研究.兩組受試者實驗前的年齡、身高、體重、身高體質(zhì)量指數(shù)(BMI)等方面均無明顯差異，P>0.05，具體數(shù)據(jù)見表1.

表1 各組受試者基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 實驗儀器

DYS-2(TY650)型智能化低氧健身系統(tǒng)(合肥恒誠智能技術有限公司)；KY380980型皮褶厚度測試儀(北京思普特科技有限公司)；IOI353型身體成分分析儀(韓國杰文(中國)醫(yī)療器械有限公司)；HK6800型系列產(chǎn)品(身高體重測試儀、臺階試驗測試儀、肺活量測試儀、50 m跑測試儀、立定跳遠測試儀、坐位體前屈測試儀)(深圳市恒康佳業(yè)科技有限公司)；HEM-8714型電子血壓計(日本歐姆龍(中國)有限公司)；JD618型億健跑臺(浙江頂康科技有限公司).測試所需器材為polar心率遙測表、標志桶、秒表和卷尺.

1.2.2 實驗方法

實驗前對受試者的身體形態(tài)、心肺功能、身體素質(zhì)相關指標進行測試，并記錄前測數(shù)據(jù).

訓練前兩組受試者均進行1周的適應性練習，主要熟悉器材的使用方法和訓練流程.ID組采用低氧跑臺訓練10周(模擬海拔高度3 000 m)，每周4次，每次30 min；運動過程中佩戴低氧呼吸面罩和polar心率表，心率控制在120-160次/min之間，來監(jiān)控運動強度；跑臺共有5級坡度，每2周增加一個坡度.IC組采用常氧跑臺訓練，訓練時間、強度和頻次均與低氧組相同.實驗過程中若受試者出現(xiàn)身體不適應立即停止運動，情況嚴重要及時就醫(yī)；每次訓練結束注意休息，及時補充水果蔬菜以及蛋白質(zhì).

實驗后測試兩組受試者健康體適能的各項指標，記錄所有指標數(shù)據(jù).通過對比實驗前、后各組內(nèi)和組間的指標變化，分析低氧訓練對大學生身體形態(tài)、心肺功能和體成分的影響.

1.2.3 測試指標

本課題對健康體適能的評估選取身體形態(tài)、心肺功能和身體素質(zhì)3個方面.其中，身體形態(tài)包括：身體圍度、身體成分、皮褶厚度.身體圍度指標為：BMI、頸圍、胸圍、腰圍、臀圍、腰臀比；身體成分指標為：體重、體脂率、脂肪量、瘦體重、體脂百分比；皮褶厚度指標為：胸部、大腿前側、肩胛下部、腹部、肱三頭?。恍姆喂δ苤笜藶椋喊察o心率、血壓、臺階試驗指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)、最大攝氧量；身體素質(zhì)指標為：50 m跑(速度)、立定跳遠(力量)、800 m跑(耐力)、坐位體前屈(柔韌)、T形測試(靈敏)、象限跳(協(xié)調(diào)).

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

運用SPSS20.0統(tǒng)計軟件對大學生健康體適能測試數(shù)據(jù)進行處理，對ID組和IC組的受試者組內(nèi)對比采用配對樣本t檢驗，組間對比采用獨立樣本t檢驗(P<0.05代表有顯著差異，P<0.01代表有非常顯著差異)，結果采用“均值±標準差”來表示.

2 結果

2.1 實驗前后身體形態(tài)的比較

2.1.1 實驗前后身體圍度的比較

干預前后ID組和IC組身體圍度的變化情況見表2.

身體圍度組內(nèi)比較:ID組的BMI和腰臀比數(shù)值較之前有一定的降低，且存在顯著差異(P<0.05)；其中，頸圍、胸圍、腰圍和臀圍數(shù)值明顯降低，且存在非常顯著差異(P<0.01).IC組的所有指標數(shù)值均有所降低；其中，BMI、頸圍、胸圍、腰圍和臀圍數(shù)值前后對比均有統(tǒng)計學差異(P<0.05).

表2 干預前后身體圍度測試結果

身體圍度組間比較:實驗前ID組和IC組間的BMI、頸圍、胸圍、腰圍、臀圍和腰臀比數(shù)值均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；實驗后ID組較IC組的數(shù)值均有所降低，其中，BMI值有所變化，但不存在統(tǒng)計學差異(P>0.05)；頸圍、胸圍、臀圍以及腰臀比數(shù)值降低，且具有顯著差異(P<0.05)；腰圍數(shù)值明顯降低，且有非常顯著差異(P<0.01).

2.1.2 實驗前后身體成分的比較

干預前后ID組和IC組身體成分的變化情況見表3.

身體成分組內(nèi)比較:ID組除骨骼肌含量無明顯變化外，其他指標均有所變化(P>0.05)，瘦體重有明顯的增加，且存在顯著差異(P<0.05)，其中，體重、體脂肪含量和體脂百分比數(shù)值降低非常明顯，且存在非常顯著差異(P<0.01).IC組的瘦體重有所降低，骨骼肌含量有所增加，但這兩項指標數(shù)值變化不明顯，且無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；體重、體脂肪含量和體脂百分比數(shù)值降低較為明顯，且存在顯著差異(P<0.05).

表3 干預前后身體成分測試結果

身體成分組間比較:實驗前ID組和IC組間的體重、瘦體重、體脂肪含量、骨骼肌含量和體脂百分比數(shù)值均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；實驗后ID組較IC組除體重和骨骼肌含量無明顯變化外，其它指標均有所變化，其中，瘦體重有所增加，且存在顯著差異(P<0.05)，體脂肪含量和體脂百分比數(shù)值明顯降低，且有非常顯著差異(P<0.01).

2.1.3 實驗前后皮褶厚度的比較

干預前、后ID組和IC組皮褶厚度的前后變化情況見表4.

表4 干預前、后皮褶厚度測試結果

皮褶厚度組內(nèi)比較:ID組的肱三頭肌、肩胛下部、胸部、腹部和大腿前側等皮褶厚度降低幅度較大，且有非常顯著差異(P<0.01)；IC組所有部位的皮褶厚度也有明顯降低，且有顯著差異(P<0.05).

皮褶厚度組間比較:實驗前ID組和IC組間的肱三頭肌、肩胛下部、胸部、腹部和大腿前側等皮褶厚度均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；實驗后ID組較IC組均有明顯變化.其中，胸部皮褶厚度明顯降低，且存在顯著差異(P<0.05)；肱三頭肌、肩胛下部、腹部和大腿前側等皮褶厚度降低幅度較大，且有非常顯著差異(P<0.01).

2.2 實驗前后心肺功能的比較

干預前后ID組和IC組心肺功能的變化情況見表5.

心肺功能組內(nèi)比較:ID組的血壓組內(nèi)檢驗沒有差異(P>0.05)；安靜心率有明顯降低，組內(nèi)檢驗差異顯著(P<0.05)；臺階試驗指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量有非常明顯增加，且組內(nèi)檢驗有非常顯著差異(P<0.01).IC組除血壓組內(nèi)檢驗沒有差異外(P>0.05)，其他指標均有明顯增加，且組內(nèi)檢驗差異顯著(P<0.05).

表5 干預前后心肺功能測試結果

心肺功能組間比較.實驗前ID組和IC組間的心肺功能指標均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；實驗后ID組較IC組除安靜心率和血壓沒有較大變化外，臺階試驗指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量有顯著增加，且組間檢驗差異非常顯著(P<0.01).

2.3 實驗前后身體素質(zhì)的比較

干預前后ID組和IC組身體素質(zhì)的前后變化情況見表6.

身體素質(zhì)組內(nèi)比較:ID組的T形測試成績組內(nèi)檢驗沒有差異(P>0.05)；立定跳遠、坐位體前屈和象限跳成績顯著增加，組內(nèi)檢驗差異顯著(P<0.05)；50 m和800 m跑成績提高非常顯著，且組內(nèi)檢驗有非常顯著差異(P<0.01).IC組除T形測試成績無明顯變化外，其他指標均有明顯變化，50 m、800 m、立定跳遠、坐位體前屈和象限跳成績明顯提高，組內(nèi)檢驗差異顯著(P<0.05).

身體素質(zhì)組間比較:實驗前ID組和IC組間的身體素質(zhì)指標均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；實驗后ID組較IC組的立定跳遠、坐位體前屈、T形測試和象限跳成績沒有較大變化外，50 m和800 m跑成績明顯提高，且組內(nèi)檢驗差異顯著(P<0.05).

表6 干預前、后身體素質(zhì)測試結果

3 分析與討論

3.1 低氧訓練對身體形態(tài)的影響分析

身體形態(tài)是指身體及各組成部分的外部形態(tài)及特征.通常用身體圍度來表現(xiàn)，但不能全面評價人體的肥胖程度和健康狀況.人的身體主要是有水、脂肪、蛋白質(zhì)、和無機鹽4種成分構成，定期監(jiān)測體內(nèi)成分的變化，采取相應干預措施，對預防疾病和塑造完美身材具有重要意義.皮褶厚度是推斷全身脂肪含量、判斷皮下脂肪發(fā)育情況的一項重要指標.因此，在原有身體圍度指標的基礎上，增加身體成分和皮褶厚度指標，可以對人體內(nèi)部和外部形態(tài)進行全面科學的評價.

王航平等[5]研究發(fā)現(xiàn)，低氧鍛煉對減控體重和降低BMI效果顯著，低氧中等強度訓練可以顯著降低肥胖者身體成分并改變血脂代謝.趙述強等[6]研究發(fā)現(xiàn)，低氧訓練能夠降低肥胖大學生的體重，降低體脂含量，改善體成分和促進心肺功能.唐永根等[7]發(fā)現(xiàn)，低氧訓練能在保持運動競技能力的情況下改善體成分，但也存在瘦體重下降、訓練負荷減少以及不利于機體恢復等問題.鄭蓓蓓等[8]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過6周間歇性低氧訓練后，受試者體重、BMI和體脂百分比等指標明顯降低，且優(yōu)于常氧組.王寧琦等[9]研究發(fā)現(xiàn)，4周模擬海拔2 500-2 800 m低氧訓練后，肥胖青少年體重和BMI明顯降低，脂肪代謝改善明顯.上述學者研究認為：低氧訓練可以減輕體重，降低機體的脂肪含量，提高運動能力.

從本研究結果來看，中等強度低氧訓練與常氧訓練對身體成分、身體圍度、皮褶厚度有積極的改善作用，且低氧組各指標變化優(yōu)于常氧組，與已有的研究結論一致.產(chǎn)生這種結果的主要原因是低氧訓練增加了低氧刺激，相對于常氧需要做更多的額外負荷，機體在高強度刺激下，需消耗體內(nèi)更多的能量物質(zhì)，有利機體對游離脂肪酸和葡萄糖的攝取和利用，抑制脂肪的合成和存儲.

3.2 低氧訓練對心肺功能的影響分析

心肺功能是身體機能的一個重要組成部分，對人體的運動能力有著重要的作用.它可以反映心臟的泵血能力、肺的吸氧能力和運輸二氧化碳的能力，能夠影響全身器官和肌肉活動，對人體具有中樞調(diào)控作用.強大的心肺功能可以使心臟承受更高的負荷，增強身體抵抗力，促進肝臟排毒，加速機體新陳代謝，降低猝死和心腦血管疾病的發(fā)病率.醫(yī)學上可以通過對安靜心率、血壓、臺階實驗指數(shù)、肺活量和最大攝氧量等指標檢測來評定心肺功能基本情況，對預防疾病有重要意義.

馬波等[10]研究發(fā)現(xiàn)，間歇性低氧訓練能夠提高優(yōu)秀跆拳道運動員的最大攝氧量、最大通氣量和每分通氣量，降低呼吸頻率、心率以及血乳酸水平，提高心肺功能.扆錚等[11]研究發(fā)現(xiàn)，對受試者佩戴ETM進行30 min的低氧耐力訓練后，肺活量、第1秒肺活量和最大攝氧量明顯變大，且具有顯著差異.涂晏豪[12]研究發(fā)現(xiàn)，對大學生使用阻氧嘴進行跑臺訓練后，低氧組的最大攝氧量和血紅蛋白高于普通組，心率和血乳酸值低于普通組，骨骼肌利用氧的能力變強.上述學者研究認為：低氧訓練可以改善最大自主通氣量，提高呼吸肌的力量和耐力，降低呼吸頻率、心率、血壓以及血乳酸水平，促進心肺功能的提升.

從本研究結果來看，低氧組訓練后，女大學生的安靜心率有明顯降低，臺階試驗指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量增加非常明顯，且各指標變化優(yōu)于常氧組，與已有的研究結論一致.產(chǎn)生這種結果的主要原因是低氧訓練減少了空氣吸入量，只有通過深呼吸的方式才能獲取更多的氧氣滿足機體需要；低氧刺激有利于擴大肺部容積，增強呼吸肌的彈性和力量，提高血液的載氧能力.長期在低氧環(huán)境刺激下，機體逐漸適應，心肌收縮力量和彈性增加，每搏輸出量增加，安靜心率降低.

3.3 低氧訓練對身體素質(zhì)的影響分析

身體素質(zhì)是指人體在運動、勞動和日常生活中，各器官和組織在大腦中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)下所表現(xiàn)出來的各種能力的綜合反應，包括速度、力量、耐力、柔韌性、靈敏性和協(xié)調(diào)性.身體素質(zhì)的好壞直接反映了人們在日常生活中承受能力的強弱，是衡量一個人體質(zhì)健康狀況的重要標志之一.體質(zhì)健康水平很大程度上取決于身體素質(zhì)水平，長期規(guī)律的體育鍛煉可以提升身體素質(zhì)水平.因此，增強體質(zhì)和健康對大學生具有重要意義.

何連源[13]研究發(fā)現(xiàn)，4周模擬海拔3 000 m低氧環(huán)境下，無氧功率自行車反復沖刺訓練，籃球運動員折返跑成績有顯著提升，說明低氧訓練能夠提高運動員的速度耐力水平.趙述強等[6]研究發(fā)現(xiàn)，通過8周65%-75%最大攝氧量強度的低氧訓練后，肥胖大學生的3 000 m成績有了明顯提升，且具有顯著差異.說明低氧訓練可以提高肥胖大學生的有氧耐力水平.上述學者研究認為：低氧訓練可以改善受試者的有氧耐力和速度耐力水平.

從本研究結果來看，低氧組訓練后，除T形測試成績無明顯變化外，女大學生的立定跳遠、坐位體前屈和象限跳成績明顯提高，50 m和800 m跑成績提高非常顯著，且各指標優(yōu)于常氧組.與已有的研究結論一致.產(chǎn)生這種結果的主要原因是長期在低氧環(huán)境下練習可以促進身體制造出更多的紅血球、血紅素以及肌球蛋白提高攝氧能力.另外，低氧訓練可以改善白肌纖維從血液中攝氧能力，促進血管擴張，代謝更多的無機磷脂質(zhì)，提高爆發(fā)力以及抗疲勞的能力.訓練前后的拉伸訓練對于柔韌性的改善有一定的效果.

4 結論

(1)身體形態(tài)方面，低氧訓練能夠顯著降低體重、BMI、腰臀比、體脂肪含量、體脂百分比、身體圍度和皮褶厚度，增加瘦體重.

(2)心肺功能方面，低氧訓練能夠顯著提高臺階試驗指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量，降低安靜心率.

(3)身體素質(zhì)方面，低氧訓練能夠顯著提高立定跳遠、坐位體前屈、象限跳、50 m和800 m跑成績.