低氧訓練對提高人體機能影響的研究

趙勇志 張青

(1.東營市實驗中學 山東東營 257000;2.山東石油化工學院 山東東營 257000)

低氧訓練具有間歇性的發(fā)展特點，通過心血管、運動系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)代償性適應變化，有效調(diào)動人體內(nèi)的機能潛力，增強運動人員的心肺功能，促進血液循環(huán)，增加無氧代謝酶活性。研究表明，低氧訓練能夠起到良好的大眾健身效果，根據(jù)運動人員的身體機能適當增加運動量，在低氧暴露的環(huán)境下通過低氧訓練所帶來的身體刺激，提高運動人員的機體免疫能力。低氧訓練堅持休息與訓練相互交替，在低氧環(huán)境下，不同的人群會產(chǎn)生不同的適應方式，身體的水平代償機制自動調(diào)節(jié)，更好地適應低氧環(huán)境。

1 低氧訓練概述

低氧訓練這一概念具有豐富的發(fā)展內(nèi)涵，自低氧訓練法提出之后，針對該訓練方式的研究越來越全面，由于研究視角不同，許多專家學者對低氧訓練這一概念進行了不同界定。針對低氧概念的綜合表述，存在明顯差異，接受度最為普遍的低氧訓練定義指的是，在運動訓練過程中通過人工模擬或者高原自然環(huán)境下的低氧狀態(tài)，對運動人員身體機能進行間斷刺激，搭配科學合理的運動訓練方案，不斷調(diào)整運動人員的身體缺氧程度，從而起到激發(fā)運動人員身體機能潛力的作用。低氧訓練經(jīng)過多年的研究發(fā)展，現(xiàn)已成為現(xiàn)代化體能訓練的主要訓練方式之一，能夠?qū)\動人員的身體機能起到良好的改善作用。低氧訓練能提高血液的新陳代謝能力，加快營養(yǎng)物質(zhì)的綜合運輸，改善運動人員的呼吸系統(tǒng)功能，對心肺功能和有氧耐力進行有效調(diào)節(jié)，提高運動人員的攝氧水平。作為一項系統(tǒng)化訓練工作，應有效利用低氧訓練模式起到改善運動人員身體機能的作用，提高綜合競技水平，獲取優(yōu)異的競賽成績。

2 低氧訓練對提高人體機能的影響

2.1 低氧訓練促進血液循環(huán)

低氧訓練狀態(tài)促進運動員身體血液循環(huán)能力發(fā)生適應性改變，從而增強體內(nèi)紅細胞的變形能力，降低機體內(nèi)的血液黏度，有效提升體內(nèi)纖維蛋白的溶解能力，增加機體血容量，促進紅細胞生成素的不斷增長，從而起到改善骨髓造血功能的作用。低氧訓練過程中運動員生理生化指標綜合控制結(jié)果顯示，低氧訓練完成后人體機能內(nèi)的血紅蛋白、血球容積比、紅細胞積壓等數(shù)值得到顯著提升，通過低氧訓練后運動員身體內(nèi)的紅細胞數(shù)量有所增加，整體變形能力明顯增強，血液黏度的改變讓血流的阻力減少，促進了血流速度的不斷增強，有效改善了身體血液循環(huán)機制，各身體器官在工作過程中血液的灌注效率明顯增加，有效提高了血液本身的氧氣攜帶能力，完成營養(yǎng)物質(zhì)運輸速度加快。低氧訓練作為高強度的訓練方式之一，能夠促進人體新陳代謝，加快機體恢復速度，補充人體鐵元素含量。

2.2 低氧訓練促進有氧代謝

人體想要獲得能量，就需要通過有氧代謝功能改善機體的呼吸系統(tǒng)，促進血液循環(huán)的同時，改善人體呼吸系統(tǒng)和血液循環(huán)狀態(tài)，通過血液系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的共同努力，提升機體氧氣運輸?shù)礁魃眢w組織的能力。在有氧代謝階段通過呼吸系統(tǒng)攝取氧氣，心臟收縮和泵血功能能夠為氧氣的獲取提供動能，人體血液在流動過程中，將身體必備的動力能源輸送至細胞組織。人體機能呼吸系統(tǒng)和氧氣運輸能力、心臟泵血能力受到環(huán)境因素的影響，機體的氧氣運輸能力和有氧代謝水平會發(fā)生不同程度的改變。為了更好地適應低氧環(huán)境，經(jīng)過長期的人體進化，在體內(nèi)已經(jīng)形成完整的氧氣感受機制，在不同的氧化環(huán)境下進行基因調(diào)控，更好地適應低氧環(huán)境，在外界環(huán)境條件的刺激下，迅速做出身體反應，機體細胞對低氧信號進行有效識別，為低氧反應基因提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.3 低氧訓練提升有氧耐力

有氧耐力和心肺功能是衡量最大攝氧量的重要評價機制，在全民健身的發(fā)展視角下，低氧訓練法受到了競技體育的廣泛關(guān)注，最大攝氧量提升能夠有效提高運動人員的耐力運動水平。馬拉松長跑和足球等運動都屬于耐力性體育運動，在體能訓練階段將最大攝氧量的提高作為主要訓練目標，在日常訓練階段進行訓練強度調(diào)整，將最大攝氧量的變化作為重點衡量指標，能夠充分反映訓練成果。低氧訓練是在低氧訓練環(huán)境下，通過強度訓練和低氧狀態(tài)的雙重刺激，對運動員的身體機能產(chǎn)生影響，讓運動員能夠更好地適應低氧訓練環(huán)境。與最大攝氧量相關(guān)的研究表明，血液中的氧氣含量與最大攝氧量之間成正比，在低氧環(huán)境下血液中的含氧量有所降低，最大攝氧量也會隨之降低，通過低氧訓練，血液中的氧氣含量得到明顯提升，最大攝氧量也隨之改變，從而起到調(diào)節(jié)運動人員心肺功能和有氧耐力的作用。低氧訓練能夠增強線粒體功能，加快身體的新陳代謝，降低運動過程中的能量損耗，讓身體各器官能夠更快地完成氧氣利用。在進行低氧訓練環(huán)境模擬的過程中對血液變量的研究表明，中度模擬有利于提高身體血清對紅細胞生成的促進作用，但無法對長跑運動員所需要的紅細胞進行提升。在經(jīng)過持續(xù)低氧訓練后，運動人員的運動能力以及血液參數(shù)未發(fā)生明顯改變，在有氧耐力提升方面許多研究學者對低氧訓練方法持保留意見，認為在假設性的低氧效應下，內(nèi)在機制的改變無法得到明確證實，因為研究方法存在缺失，訓練負荷和訓練時間的選擇并不恰當。但一部分研究學者堅定地認為，低氧訓練能夠有效提高訓練人員的耐力運動能力。

2.4 低氧訓練促進骨骼肌攝氧

通過實驗探究，分析低氧訓練方法對運動員骨骼肌的綜合影響，結(jié)果顯示，在低氧環(huán)境下進行運動訓練，能夠使骨骼肌整體結(jié)構(gòu)和功能特點得到有效調(diào)整，更好地適應身體運動需求。骨骼肌內(nèi)部收縮蛋白發(fā)生明顯改變，骨骼肌毛細血管的密度增加，這一變化的形成是低氧環(huán)境下骨骼肌組織的適應性改變，有利于加快身體內(nèi)的血液供給，改善低氧環(huán)境下缺血缺氧的狀態(tài)。骨骼肌氧化酶活性的提升，能促進肌肉攝氧能力的提升，在低氧訓練下，人體的肌肉組織將會出現(xiàn)分子適應性改變，低氧狀態(tài)可以激活轉(zhuǎn)錄因子，增強轉(zhuǎn)錄活性，降低長期低氧環(huán)境下所帶來的身體負面影響，有利于機體自主調(diào)節(jié)能力的提高。

2.5 低氧訓練改變肌肉纖維特征

人體內(nèi)所含有的眾多蛋白質(zhì)可以作為氫離子緩沖角色，在低氧訓練的過程中，訓練人員的毛細血管濃度以及肌肉所具有的緩沖能力得到明顯增強。雖然在短期的耐力訓練下無法得到肌肉纖維類型的明顯改善，但低氧訓練能夠改變肌肉纖維特征，有利于熱休克蛋白的產(chǎn)生，通過低氧訓練肌肉纖維特征的改變，更好地滿足細胞內(nèi)外緩沖能力的提升需求，提高運動員沖刺能力，并使其更好地適應高強度的耐力運動。低氧訓練的綜合適應性促進有氧能力的改善，在低氧環(huán)境下無氧能力系統(tǒng)效果得到了顯著提升，通過長時間的低氧訓練能夠起到良好的肌肉緩沖作用，促進訓練人員的低氧適應性。在低氧訓練的過程中，肌肉功能會受到肌肉質(zhì)量、蛋白質(zhì)、無氧代謝等眾多因素的影響，常壓低氧環(huán)境下的抗阻訓練，能有效提高肌肉質(zhì)量，促進蛋白質(zhì)的合成，但最終引起的蛋白質(zhì)代謝變化并不明顯，在慢性常壓下的低氧訓練，身體質(zhì)量和肌肉質(zhì)量在結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，整體變化較小，甚至因為訓練不當將會降低身體肌肉的力量。通過抗阻訓練促進無氧激素的上升，低氧環(huán)境下抗阻訓練對人體肌肉的主要影響方向有肌肉力量、肌肉疲勞度和肌肉產(chǎn)出功率。常氧訓練和低氧訓練下，肌肉力量和肌肉肥大程度存在明顯差異。低氧訓練、抗阻訓練能夠起到肌肉酶活性調(diào)節(jié)的作用，雖然在訓練初期會出現(xiàn)酶活性下降的情況，但整體下降幅度較小，在訓練方案制定階段，需要充分考慮酶活性下降與肌肉疲勞之間的內(nèi)在聯(lián)系。

3 低氧訓練對人體運動能力的影響

3.1 低氧誘導因子結(jié)構(gòu)

低氧誘導因子結(jié)構(gòu)屬于轉(zhuǎn)錄因子，能夠促進紅細胞生成素、血紅素加氧酶等眾多基因的上調(diào)，以上基因功能與身體供氧量的高低存在密切聯(lián)系，通過基因調(diào)節(jié)能夠提高運動員的潛在運動能力。在低氧環(huán)境下促紅細胞生成素轉(zhuǎn)錄與激活工作，要求低氧誘導因子與促紅細胞生成素基因之間的有效結(jié)合，低氧誘導基因是骨骼肌細胞適應性、氧氣供應多少的重要影響條件。通過科學合理的低氧訓練措施制定，能夠全面提高誘導紅細胞壓積，并起到增強新生血管內(nèi)皮生長因子的作用，更好地滿足低氧高強度、低強度的訓練設計要求。低氧誘導因子的增長與低氧環(huán)境密切相關(guān)，與訓練過程中的運動強度調(diào)節(jié)無關(guān)。在低氧環(huán)境下肌紅蛋白和血管內(nèi)皮生長因子數(shù)量會得到明顯增長，通過間歇性低氧訓練方案的制定，整體運動強度與運動時間會影響到低氧誘導因子的釋放?？蓪⒂柧氝^程分為低強度與高強度兩個練習單元，觀察運動人員的攝氧量、攝氧速度和身體力量完全損耗的時間，適當調(diào)整運動強度和運動時間，制訂出科學合理的低氧訓練計劃，通過低氧環(huán)境下運動強度的調(diào)節(jié)，達到刺激身體機能的目的。良好的訓練方式能夠保證人體分子平衡，在訓練期間低氧誘導因子在恢復階段的常氧狀態(tài)下處于激活狀態(tài)，完全表明了低氧條件下分子水平的適應性，能夠起到良好的身體機能調(diào)節(jié)作用。

3.2 身體成分的影響

為了確保訓練的規(guī)范性，主要采用間歇性低氧訓練的方式觀察低氧訓練對運動員瘦體重的影響。瘦體重主要指的是肌肉、骨骼和水分等基礎(chǔ)成分。如果在訓練階段出現(xiàn)瘦體重增加，說明訓練過程有利于身體運動能力的高度保持。如果瘦體重出現(xiàn)明顯下降，則表明訓練方式無法通過增加瘦體重改善當前運動成員的身體運動能力。低氧缺氧訓練后，人體將會產(chǎn)生神經(jīng)內(nèi)分泌反應，腎上腺皮質(zhì)激素系統(tǒng)處于興奮狀態(tài)，導致人體生理功能發(fā)生改變，促進甲狀腺激素、促紅細胞生成素的合成與分泌。受到低氧環(huán)境的刺激，骨骼肌和身體纖維有所改善，肌肉蛋白質(zhì)的合成代謝增加，肌纖維變小，能更好地適應低氧環(huán)境，有效縮短氧氣從毛細血管到線粒體之間的距離。間歇性低氧訓練過程中所營造的低氧環(huán)境刺激下，身體機能處于分解狀態(tài)，將其與正常的訓練模式進行有效結(jié)合，能夠增加訓練人員的缺氧負荷。為了更好地適應低氧環(huán)境，充分調(diào)動人體內(nèi)的無限潛能，當常氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化到低氧狀態(tài)時，體重和身體成分將會發(fā)生明顯變化，脫水、肌肉重量減輕等現(xiàn)象都會導致體重下降，低氧環(huán)境下肌肉分解過多，整體質(zhì)量下降。當長期處于低氧模擬環(huán)境下時，運動人員身體內(nèi)的肌肉、蛋白質(zhì)、水分將會逐漸丟失，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生是生理性缺氧狀態(tài)下肌肉分解速度加快所引起的。

4 低氧訓練和訓練恢復

4.1 低氧訓練準備

在低氧訓練工作開展的過程中，需要綜合考慮到突然間的低氧暴露可能會引起運動員出現(xiàn)身體疾病，導致綜合運動能力有所下降，因此，在低氧訓練開展前需要做好準備工作，通過大量的研究與文獻調(diào)查，設計最終的研究目的，分析低氧訓練對運動員綜合身體機能的影響。應分析低氧訓練、抗阻訓練和常氧訓練之間的差別，通過科學合理的檢測方式確定研究對象、實驗方法、實驗時間、實驗數(shù)據(jù)，營造一個低氧環(huán)境，分析運動員在低氧狀態(tài)下所具有的耐力運動能力。當前低氧訓練機制尚未得到有效證實，為了確保運動人員的身體健康，保證身體內(nèi)擁有充足的鐵含量，需要在低氧訓練開展前，全面進行身體醫(yī)療記錄，通過軟件規(guī)劃運動人員每天的飲食計劃，保證充足的鐵含量攝入，對食物和飲料的攝入量進行綜合評價。在低氧訓練過程中需要進行低氧率、熱免疫功能的研究。運動員受低氧環(huán)境和訓練強度雙重刺激，身體免疫功能會有所下降。低氧訓練后血紅蛋白與紅細胞之間的比容有所增加，血小板數(shù)量顯著提高。運動員在進行反復持續(xù)的輸出訓練時，會出現(xiàn)免疫細胞紊亂的現(xiàn)象，可制定最佳的低氧訓練方案，通過間歇時間調(diào)節(jié)達到最優(yōu)的刺激效果。

4.2 沖刺訓練

間歇性低氧訓練會直接影響到肌肉組織氧平衡，訓練人員通過間歇性呼吸，有效降低肌肉組織內(nèi)的氧氣供應，從而起到提高運動員有氧、無氧能力的作用。經(jīng)過低氧訓練后運動員的有氧峰值功率以及無氧平均功率得到了顯著提升。當運動員處于身體疲勞狀態(tài)時，沖刺訓練能夠降低肌肉最大酶的活性。低氧訓練的研究將主要目標集中在有氧能力反應、無氧運動能力的參考上。經(jīng)過低氧訓練后，當運動員回到常氧狀態(tài)時，自身的無氧運動能力得到了顯著提高。低氧環(huán)境下沖刺訓練能夠優(yōu)化運動人員的無氧系統(tǒng)，增強機體的適應能力。人工低氧環(huán)境模擬促進運動員身體機能的改變，有效提高運動能力。反復沖刺訓練是低氧訓練模式中的重要體能素質(zhì)培養(yǎng)方式。從能量代謝的角度觀察，隨著反復沖刺次數(shù)的不斷增加，有氧代謝供能比例得到顯著提高，但總能量的貢獻率過低，在身體機能的恢復階段要想保持身體機能內(nèi)部狀態(tài)的穩(wěn)定性，就需要對碳酸氫鈉濃度進行綜合評價。應了解運動人員的肌肉緩沖力，將其作為間歇式低氧訓練評價體系構(gòu)建的重要參考，碳酸氫鈉的濃度越低，沖刺能力越高，低氧運動能夠使機體在短時間內(nèi)進入到力竭狀態(tài)，對身體產(chǎn)生較大負擔，因此，需要做好后期修復工作，保障運動員的身體健康。

4.3 訓練恢復

想要制定出合理的低氧訓練方案，需要在低氧訓練的過程中加強對運動員生理生化指標的綜合管理，運動訓練后的疲勞感要通過長時間的休息消除。在低氧訓練工作開展的過程中，低氧環(huán)境和長時間的運動訓練會給身體帶來較大壓力，人體內(nèi)的碳水化合物、水分、鐵儲備、維生素等成分的消耗速度加快，訓練人員的睡眠質(zhì)量下降。針對以上問題和缺點，可適當調(diào)節(jié)訓練過程和訓練環(huán)境，通過間歇性低氧訓練，解決存在的運動負荷和缺氧負荷矛盾，最大限度地調(diào)動人體機能。要想有效緩解間歇性低氧訓練中瘦體重蛋白質(zhì)、水分流失等問題，需要在飲食上進行營養(yǎng)搭配，按照高碳水化合物、低脂肪、高比例的蛋白質(zhì)膳食制作標準，增加身體內(nèi)不飽和脂肪酸的整體含量。

5 結(jié)語

低氧訓練是一種在傳統(tǒng)訓練基礎(chǔ)上提高運動員有氧耐力的科學訓練法，由于低氧訓練的特殊性，需要尊重參與者的個人意志，確保訓練流程的科學性，克服傳統(tǒng)訓練的缺點和不足。間歇性的低氧訓練對身體血液、運氧能力和各項機能指標有著重要影響。作為一種經(jīng)濟實用的訓練方法，它能夠在提高人體機能的同時，影響運動人員的運動能力，與維生素、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)補劑進行搭配使用，能起到良好的訓練成效。低氧訓練是通過人工模擬的低氧環(huán)境創(chuàng)建，觀察人體機能在低氧環(huán)境下的自然反應，通過環(huán)境刺激了解運動員所產(chǎn)生的應激反應，起到激發(fā)身體機能潛力的作用。