鋼架雪車運動員運動性疲勞特征分析及高壓氧恢復干預措施研究

朱 歡

前言

自“運動性疲勞”這一概念科學定義后，如何延緩運動性疲勞的發(fā)生以及運動后如何實現(xiàn)疲勞的快速消除一直以來都是國內(nèi)外體育科學領(lǐng)域的研究熱點。鋼架雪車作為冬季滑行競速比賽項目之一，在2022年的北京冬奧會上中國鋼架雪車運動員閆文港獲得銅牌，創(chuàng)造了歷史。鋼架雪車項目在冬奧會上的優(yōu)異成績與運動員的科學選材有著密切關(guān)系，其中依據(jù)鋼架雪車項目運動性疲勞發(fā)生特征制定科學的選材指標起到了重要作用。鋼架雪車項目的比賽由30米左右的冰上推撬和1500米左右的賽道滑行組成。基于比賽時對運動員體能與技術(shù)需求特點，鋼架雪車項目的訓練主要由陸上體能訓練和冰上推撬、滑行等部分組成。但在不同訓練階段，運動員的訓練環(huán)境與訓練負荷特征都有著較大的差異，訓練后疲勞發(fā)生的特征也不盡相同，因此明確不同訓練階段(不同訓練環(huán)境、不同訓練內(nèi)容)運動員疲勞發(fā)生特征并根據(jù)疲勞特征采取針對性的恢復措施有著重要的意義?；诖?，本研究根據(jù)鋼架雪車項目的訓練特點，分析不同訓練階段運動員疲勞發(fā)生的特征，為鋼架雪車項目運動性疲勞的診斷與分析提供依據(jù)；同時本研究還重點從高壓氧恢復角度探討鋼架雪車運動員疲勞的消除措施，為鋼架雪車項目運動員訓練后疲勞的快速、有效消除提供理論依據(jù)和方法參考。

1 夏訓階段鋼架雪車運動員運動性疲勞發(fā)生特征

受訓練環(huán)境和場地的限制，鋼架雪車項目夏季一般無法進行冰上滑行訓練，因此夏季主要以體能訓練和陸上推撬訓練為主。夏季體能訓練主要目的是提高運動員短距離(30米、40米)的沖刺速度，為冬訓冰上推撬奠定速度基礎(chǔ)。在訓練內(nèi)容上，夏訓主要以力量訓練、核心訓練以及和專項速度練習為主。相較于冬季滑行訓練，夏訓體能訓練的強度較大且訓練時間較長，加上天氣濕熱等因素，訓練后易造成運動性疲勞的發(fā)生。高溫高濕環(huán)境下訓練，運動員排汗量會大幅增加，如果不及時進行補水可能會造成運動員體液大量丟失，誘發(fā)疲勞產(chǎn)生；此外高濕高溫環(huán)境下運動員產(chǎn)熱增加，導致體內(nèi)核心溫度升高，也易誘發(fā)疲勞的產(chǎn)生[1-2]。因此，夏訓階段應加強鋼架雪車運動員運動性疲勞監(jiān)控與診斷，及時了解運動員訓練后的疲勞狀態(tài)以及恢復情況，為教練員訓練計劃的制定和調(diào)控提供依據(jù)。運動性疲勞的科學監(jiān)控是教練員科學訓練的必要條件，也是科學化訓練的重要組成部分。夏訓期間，國家鋼架雪車隊科研人員根據(jù)鋼架雪車項目的專項特點以及訓練的實際需求，建立了系統(tǒng)性的運動性疲勞監(jiān)控體系。該監(jiān)控體系將有創(chuàng)性血液監(jiān)控指標(血常規(guī)、血尿素、肌酸激酶、皮質(zhì)醇、睪酮等)與心率變異性、微循環(huán)等等無創(chuàng)性指標聯(lián)合使用監(jiān)控鋼架雪車運動員的疲勞狀態(tài)，以提高運動性疲勞監(jiān)控的質(zhì)量和水平。血尿素、肌酸激酶、睪酮/皮質(zhì)醇等是運動訓練中評價運動性疲勞常用的指標，被稱為評價運動性疲勞的“經(jīng)典指標”。一般而言，血尿素、肌酸激酶下降，并伴隨睪酮/皮質(zhì)醇上升說明運動員身體機能較好；反之，表明運動員可能有運動性疲勞的發(fā)生[3-4]。該監(jiān)控體系從不同角度科學反映運動員的機能狀態(tài)，為教練員訓練計劃制定與調(diào)整提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2021年夏訓期間，運動員身體機能狀態(tài)整體上良好，無明顯的疲勞發(fā)生，但夏訓初期和訓練中期運動員具有一定的疲勞發(fā)生。夏訓前，運動員主要以滑行訓練為主，訓練強度和訓練量較夏訓體能訓練明顯降低。夏訓初期，由于訓練前測試以及對大強度體能訓練的不適應，導致運動員肌肉反應較大，加深了運動后的疲勞感。隨著夏訓的不斷推進，運動員對訓練強度逐步適應，血液中肌酸激酶的含量明顯下降，表明運動員肌肉已對訓練產(chǎn)生良好的適應。但隨著訓練量的不斷增大，運動員血尿素水平不斷升高，處于正常水平的上限，表明運動員在夏訓中后期身體具有一定的疲勞發(fā)生。另外，運動員睪酮/皮質(zhì)醇的比值也隨著訓練的推進出現(xiàn)了下降。在訓練實踐中，睪酮/皮質(zhì)醇的比值不僅能反映出運動員身體機能狀態(tài)的變化，且與運動員運動能力有著密切的關(guān)系[5-6]。2021年夏訓期間運動員睪酮/皮質(zhì)醇的比值在訓練后期明顯下降。分析其原因，可能是夏訓后期運動員身體疲勞感程度加深，導致機體合成代謝減慢，分解代謝加強。此外，不同運動員在訓練過程中身體機能的變化特征也不盡相同。對于身體機能狀態(tài)變化特殊的運動員，教練員和科研人員應采取針對性的疲勞監(jiān)控手段，并建立運動員個體數(shù)據(jù)庫。

綜上所述，夏訓初期由于訓練內(nèi)容以及訓練強度的不適應，可能會造成運動員肌肉反應較大，應加強運動員疲勞的監(jiān)測，并采取必要的干預措施，避免產(chǎn)生運動損傷；訓練中期運動員可能會出現(xiàn)一定程度的疲勞，而訓練后期運動員代謝能力可能下降，應特別注意運動員肌肉力量的強化。夏訓期間運動員身體機能的變化主要與運動負荷的特點(運動量與運動強度)有關(guān)，尤其是高強度的測試會對運動員的肌肉造成一定的影響，導致肌肉功能暫時性下降，但在科研人員的保障下尤其是訓練后采用高壓氧等手段恢復后，運動員疲勞感明顯減輕，為提高訓練質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

此外，從運動表現(xiàn)提升的解剖生理機制角度而論，運動表現(xiàn)的提升過程是細胞微細解剖結(jié)構(gòu)不斷破壞與重建的過程，重建后的細胞將具有更強的生理功能，即超量恢復[7]。細胞微結(jié)構(gòu)的破壞需要一定強度的運動負荷刺激，只有當運動訓練對運動員機體造成一定疲勞時，才能在訓練后產(chǎn)生超量恢復，運動表現(xiàn)才能得到提升。因此，運動表現(xiàn)的提升需建立在運動員在訓練過程中產(chǎn)生一定的運動性疲勞。但過度的疲勞不僅不能起到超量恢復的作用，且會嚴重影響運動員訓練狀態(tài)，增大運動損傷發(fā)生的風險[8]，因此，訓練過程中應對運動員的疲勞狀態(tài)進行精準監(jiān)控，避免過度疲勞的發(fā)生。該年度夏訓過程中，在教練員科學訓練計劃下運動員具有一定的疲勞發(fā)生，但疲勞程度較輕，說明夏訓階段訓練強度和訓練量對運動員機體產(chǎn)生一定的刺激，這是運動員競技水平得以提升的基礎(chǔ)。

2 冬訓階段鋼架雪車運動員運動性疲勞發(fā)生特征

鋼架雪車的冬季訓練主要以推撬訓練、賽道滑行和體訓練為主，其中賽道滑行是主要訓練內(nèi)容。與夏季訓練相比，冬季的訓練環(huán)境、訓練量與訓練強度都不盡相同。雖然冬季訓練的運動強度和訓練量都小于夏季訓練階段，但冬季特殊的訓練環(huán)境和訓練內(nèi)容也易導致運動員運動性疲勞產(chǎn)生。首先，我國鋼架雪車項目冬季訓練場地位于北京延慶，該地區(qū)海拔為1100米左右，屬于亞高原地區(qū)。在亞高原地區(qū)，運動員面臨著環(huán)境缺氧和運動缺氧的雙重刺激，因此亞高原訓練后更易誘發(fā)運動性疲勞的產(chǎn)生[9]。此外，高原低氧環(huán)境還會增強機體的分解代謝，導致運動員體重下降。體重尤其是瘦體重是影響鋼架雪車項目競技成績的關(guān)鍵因素之一[10]，而高原低氧環(huán)境可能會進一步引起運動員體重下降，進而影響運動員的運動表現(xiàn)。其次，低溫環(huán)境也是鋼架雪車運動員冬訓面臨的重要問題。冬訓期間，延慶賽道最低溫度可達零下20-30度。低溫環(huán)境下，肌肉的僵硬、粘滯性等都會出現(xiàn)不同程度的升高，導致肌肉收縮力量下降，降低身體對運動負荷的承受能力，促使運動性疲勞的產(chǎn)生。低溫環(huán)境下還易引起運動員凍傷的發(fā)生，進而影響運動表現(xiàn)。其次，雖然賽道滑行時運動員訓練強度和訓練量都較小，但在高速滑行狀態(tài)下以及面臨滑行彎道時，需要運動員注意力高度緊張和專注，訓練后運動員可能會出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞。綜上所述，雖然冬訓期間鋼架雪車項目運動量和訓練強度較夏訓降低，但特殊的訓練環(huán)境和訓練結(jié)構(gòu)的改變也易導致運動性疲勞的發(fā)生。

整體而言，運動員2021年冬季訓練階段運動員肌酸激酶、血尿素水平較夏訓階段有所下降，表明冬訓期間運動員外周疲勞程度較輕，同時也說明肌酸激酶、血尿素、睪酮與皮質(zhì)醇比值的變化與運動負荷有著密切的關(guān)系，可作為評價運動負荷的敏感指標。運動訓練中，肌酸激酶、血尿素、睪酮與皮質(zhì)醇比值是最常用的運動性疲勞監(jiān)控指標，這些指標能科學的反映出運動員身體機能狀態(tài)的變化。由于冬訓期間運動員的訓練量和運動強度減小，運動員血尿素(反應運動量的變化)和肌酸激酶(反應運動強度的變化)水平較夏訓都有所下降，但在個別周次運動員血尿素、肌酸激酶水平明顯升高，這可能是由于剛進入滑行訓練階段以及訓練時間的改變導致運動員對訓練負荷的不適應，加之高原缺氧環(huán)境，導致運動員供能系統(tǒng)發(fā)生了變化，使蛋白質(zhì)供能增加，引起血尿素水平升高。而肌酸激酶水平的升高可能是運動員對冬訓期間體能訓練強度的不適應以及肌肉損傷的發(fā)生，導致血液中肌酸激酶水平的升高。但隨著訓練的推進，運動員血尿素、肌酸激酶水平出現(xiàn)下降，表明運動員適應了運動強度和運動量，身體機能能較好的滿足訓練的需求。

此外，賽道滑行階段運動員還出現(xiàn)了一定程度的中樞神經(jīng)疲勞，尤其是隊內(nèi)滑行測試賽期間。測試賽期間，科研人員對運動員心率變異性相關(guān)指標進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)運動員在比賽期間中樞神經(jīng)系統(tǒng)的得分明顯降低(平均為3.7分)，預示運動員出現(xiàn)了一定程度的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞。此外，從監(jiān)控的數(shù)據(jù)來看，賽前兩天運動員血尿素水平呈上升趨勢，說明運動員也出現(xiàn)了一定程度的外周疲勞。因此，在賽前要加強運動員身體機能狀態(tài)的監(jiān)控，至少要從血液指標和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能診斷兩個方面進行全面的疲勞監(jiān)控，并根據(jù)運動員的疲勞類別進行干預。如果是身體機能狀態(tài)疲勞，應針對性的采取高壓氧、冷水浴、物理按摩以及營養(yǎng)干預手段。如果是心理應激疲勞，應及時進行心理調(diào)節(jié)，確保運動員比賽中處在良好的身體機能水平。因此，在賽前要加強運動員身體機能狀態(tài)的監(jiān)控，應從常規(guī)血液指標和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能診斷兩個方面進行全面的疲勞監(jiān)控，并根據(jù)運動員的疲勞類別進行干預。

3 高壓氧干預促進鋼架雪車運動員運動性消除

目前，在運動訓練中常用的運動性疲勞消除手段有中醫(yī)手段(針灸、艾灸、中藥等)、物理按摩、溫水浴、冷療等。雖然不同方法對運動性疲勞的消除均有一定的作用，但也都存在一定的弊端不足，主要表現(xiàn)為有創(chuàng)、應用局限及針對性與特異性不足以及在特殊環(huán)境下作用有限等不足[11]，尤其是無法滿足高原低氧訓練環(huán)境下運動性疲勞的快速消除。因此如何在傳統(tǒng)運動性疲勞消除手段的基礎(chǔ)上研發(fā)針對鋼架雪車運動員運動性疲勞發(fā)生的特點的高效、特異性強的疲勞消除手段是科研人員面臨的迫切問題；同時如此針對特異性疲勞消除手段，建立特異性的疲勞消除的指標評價體系也至關(guān)重要。隨著高壓氧療法在運動醫(yī)學領(lǐng)域中應用，有研究發(fā)現(xiàn)高壓氧干預有助于運動性疲勞的消除[12-14]。在備戰(zhàn)訓練期間，高壓氧干預是鋼架雪車運動員最常用的疲勞消除方法之一。通過對高壓氧干預期間運動員相關(guān)血液指標分析，得出高壓氧干預具有良好的疲勞消除效果[3]，這對于競技水平的提升有著重要的作用。此外，高壓氧干預還具有較好的心理安慰與慰藉作用。對于運動員，心理安慰與慰藉同樣有著重要的作用。心理是影響運動員競技水平和比賽成績的重要因素，良好的心理表現(xiàn)不僅可以為運動員營造良好的訓練心情，同時還能改變運動員一些身體激素的分泌。所以，可將高壓氧干預作為運動員疲勞消除重要的恢復手段，但高壓氧在運動訓練中的應用仍存在一些問題。

3.1 高壓氧干預效果的特異性評價指標

如何依據(jù)高壓氧的特點，構(gòu)建出一套能科學評價高壓氧干預效果的評價指標，突出高壓氧干預對運動員機體影響的針對性和特異性。高壓氧作為運動性疲勞消除的非常規(guī)手段，若想在運動訓練中廣泛使用，必須對其使用效果進行評定，因此需建立高壓氧疲勞消除效果的評價體系。高壓氧干預能促進血紅蛋白、血尿素、肌酸激酶、乳酸等經(jīng)典監(jiān)控指標的快速恢復，可將這些指標作為高壓氧干預效果評價的基本指標。此外，還應根據(jù)高壓氧干預的生理功能特點建立特異性評價指標。氧氣進入血液后與血紅蛋白結(jié)合形成氧和血紅蛋白，然后借助毛細血管輸送到細胞中(尤其是肌細胞)被細胞所利用；同時肌肉中的肌紅蛋白也會結(jié)合一部分氧氣儲存起來供細胞活動時所利用，形成氧合肌紅蛋白，且氧氣與肌紅蛋白的結(jié)合度直接影響肌紅蛋白儲存氧的能力。正常情況下血氧飽和度可達98%以上，但肌氧飽和度(血紅蛋白與肌紅蛋白結(jié)合氧的綜合反應)較低，且大強度運動過程中肌氧飽和度明顯下降。當機體供氧能力增強時，肌氧飽和度將升高。

補氧的主要功能是提高血液中氧濃度、氧分壓和血氧含量等，因此可通過肌氧飽和度(近紅外光譜技術(shù)測定)特異性的評價補氧后機體供氧能力的變化。另外，經(jīng)皮氧分壓、二氧化碳分壓是毛細血管透過表皮彌散出來的氧氣含量(只有毛細血管血流中的氧/二氧化碳才能彌散出來)，可以實時、持續(xù)地反映機體向組織的供氧能力。經(jīng)皮氧分壓與組織細胞之間的氧壓力差是促進氧氣彌散到細胞的動力，氧分壓越大氧氣彌散的速度越快、距離越遠；同時毛細血管中二氧化碳分壓越小，細胞中的二氧化碳進入毛細血管流向靜脈排出體外的速率越快。但當氧分壓下降、二氧化碳分壓升高時，動脈血中的氧氣含量降低，引起組織氧氣輸送障礙，使最大攝氧量下降。因此經(jīng)皮氧分壓、二氧化碳分壓可作為評價補氧效果的特異性指標。此外，經(jīng)皮氧分壓、二氧化碳分壓的變化還與毛細血管的血流灌注量相關(guān)，當毛細血管的血流灌注量越大氧分壓越大、二氧化碳分壓越小。因此，可將肌氧、經(jīng)皮氧分壓、二氧化碳分壓等指標作為評價高壓氧恢復效果的特異性指標。

3.2 高壓氧消除運動性疲勞的“劑量-效應”關(guān)系及不同訓練階段高壓氧干預效果比較

不同劑量的高壓氧干預對運動性疲勞的干預效果可能不同，運動實踐中如何依據(jù)高壓氧消除運動性疲勞的“劑量-效應”關(guān)系確定最佳的高壓氧干預劑量有助于運動性疲勞的精準干預，其中應重點從高壓氧的壓力大小、單次干預時間、不同干預周期等方面進行研究。另外，不同訓練階段，運動員所處的自然環(huán)境(高溫濕熱、寒冷低氧)以及運動計劃的安排有著較大的差異，那么高壓氧對運動性疲勞的影響是否與自然環(huán)境、訓練內(nèi)容有關(guān)？那么其中的生物學機制又是什么？這些問題都亟待解決。

3.3 長期高壓氧干預對機體的影響

目前，相關(guān)研究主要探討高壓氧干預對運動性疲勞的急性效應，缺乏長期跟蹤研究。運動員訓練備戰(zhàn)是長期的過程，高壓氧能否作為運動員疲勞消除的長期使用手段尚缺乏研究證據(jù)。因此，未來應圍繞高壓氧的長期干預效應進行研究。但長期的高壓氧干預可能會提高運動員的氧化應激水平，對運動員機能帶來不利影響，因此在高壓氧干預期間對運動員補充適量的抗氧化劑，提高運動員抗氧化能力，但該方面的研究仍缺乏足夠的研究證據(jù)支撐，需進一步研究證實。

4 小結(jié)

不同訓練階段鋼架雪車項目運動員疲勞發(fā)生特征不同，其中夏訓階段訓練強度和訓練量較大，運動員疲勞程度相對較深。針對運訓練中運動員產(chǎn)生的疲勞，可將高壓氧干預作為促進消除運動性疲勞的手段，但未來應從高壓氧干預效果的特異性評價指標、高壓氧消除運動性疲勞的“劑量-效應”關(guān)系、不同訓練階段高壓氧干預效果比較、長期高壓氧干預對機體的影響等方面加強研究，提高高壓氧的應用效果。