世居藏族健康青壯年的有氧運動檢測指標(biāo)及方案研究進(jìn)展*

楊其昊 高春 白碩 曲尼旺姆 葛瑞東

（1.上海體育學(xué)院運動科學(xué)學(xué)院，上海 200000；2.中日友好醫(yī)院消化內(nèi)科；3.北京市朝陽區(qū)太陽宮社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心康復(fù)醫(yī)學(xué)科，北京 100000；4.拉薩市城關(guān)區(qū)文化和旅游局，西藏 拉薩 850000；5.中日友好醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，北京 100000）

據(jù)2015年統(tǒng)計年鑒顯示，西藏自治區(qū)總?cè)丝诩s為323.97萬，其中世居藏族居民占90.67%，世居藏族生活在平均海拔3650m的地區(qū)且3代內(nèi)無其他民族通婚經(jīng)歷，世居藏族居民居住高原的時間至少有22000年［1-2］，由于自然選擇的結(jié)果［3］，機體能夠有效地完成氧的運輸和利用［4］。

有氧運動是指人體在氧供充足的情況下進(jìn)行的運動鍛煉，即運動是由能源物質(zhì)氧化分解提供能量所完成的工作［5］。簡單來說,有氧運動可以包括的形式非常多,它們的共同點都是在較長時間（30分鐘或以上）內(nèi)以中等水平的強度（最大心率值的60%～80%）進(jìn)行。研究表明：有氧運動能改善代謝性疾病、心血管疾病、癌癥等疾病患者微血管反應(yīng)性，促進(jìn)患者康復(fù)［6］。近年來，隨著建設(shè)體育強國目標(biāo)的提出和北京冬奧會的日益臨近，大量文獻(xiàn)對有氧運動檢測指標(biāo)及方案進(jìn)行了研究，但都局限在低海拔地區(qū)及漢族群眾，很少涉及到高海拔地區(qū)的世居藏族。因此，對關(guān)于世居藏族健康青壯年的有氧運動檢測指標(biāo)及方案的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述總結(jié)很有必要。

1 資料和方法

1.1 資料來源

檢索中國期刊網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫(中國知網(wǎng)CNKI)和PUB MED 數(shù)據(jù)庫,采用參考文獻(xiàn)追溯法以保證查全。中文檢索詞:（1）定義研究對象的主題詞:世居藏族;健康青壯年;（2）定義指標(biāo)的主題詞:有氧運動;檢測指標(biāo);運動方案。

英文檢索詞：#1“High altitude native in Tibet OR Native Tibetan OR Himalayan high altitude population”；#2“Aerobic exercise OR Aerobic performance OR Aerobic capacity”；#3“Exercise prescription OR Prescribe exercise OR prescriptive exercise”；＃4＃1 A ND＃2 A ND＃3.

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：所有探討世居藏族有氧運動能力的文獻(xiàn)；所有探討世居藏族有氧運動能力與其他人群對比研究的文獻(xiàn)；所有探討世居藏族有氧運動方案的文獻(xiàn)；所有探討世居藏族有氧運動能力生物機制的文獻(xiàn)。

排除標(biāo)準(zhǔn):內(nèi)容過時陳舊及設(shè)計不科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈墨I(xiàn);重復(fù)多次發(fā)表的文獻(xiàn)；不相關(guān)研究。

1.3 數(shù)據(jù)提取

共通過檢索采集到各類相關(guān)學(xué)科文獻(xiàn)81篇,其中英文文獻(xiàn)26篇、中文文獻(xiàn)55篇,瀏覽題目和摘要排除與相關(guān)研究性題目的論文相關(guān)性差及重復(fù)多次論文發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)13篇，然后通過閱讀題目摘要分別排除文章內(nèi)容陳舊及結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)7篇,對其中剩余的61篇相關(guān)文獻(xiàn)分別進(jìn)行閱讀形成全文,最終將其納入36篇的相關(guān)文獻(xiàn)中并進(jìn)行編輯綜述，見圖1。

2 結(jié)果

2.1.1 心功能（心率、心輸出量、心音、心臟收縮時間間期）。心率（Heart Rate,HR）是一種反映人體心臟運動功能的時間相關(guān)性指標(biāo),其快慢直接反映了心臟收縮、舒張的運動狀態(tài)。心率是心肌耗氧量的最主要決定因素，心率越快，心肌耗氧量越多，心率減慢可增加心肌缺血閾值，改善心肌做功［7］。心率對比較和評價人體心血管系統(tǒng)和心臟機能恢復(fù)情況具有重要臨床意義,它廣泛用于直接反映人體正常運動強度,用于針對社會個體的自我健康監(jiān)督或醫(yī)務(wù)員的管理監(jiān)督。心輸出量（Cardiac Output,CO）為每分鐘全部流入左心室的血液射入到主動脈的平均輸出血量,又被簡稱為每分輸出量。心音（Heart Sound,HS）是在心臟內(nèi)的瓣膜開放或閉合時，血液迅速流動沖撞血管壁發(fā)出的聲音。Durand［8］等研究了犬的左心室壓與第一心音強度的關(guān)系。結(jié)果表明：左心室心肌收縮能力和室內(nèi)壓力變化的水平對第一心音強度有著極其重要的影響。

心臟收縮間期檢查是用來評價左心室收縮間期功能的一種重要無創(chuàng)性醫(yī)學(xué)檢查診斷方法。該檢測方法主要是用多種導(dǎo)體的生理搏動記錄儀進(jìn)行同步實時描繪標(biāo)記心音心電圖、心尖彈性搏動及頸部動脈搏動心電圖，從而直接測定左心室收縮期的多種不同時相，達(dá)到間接準(zhǔn)確評價左心室心臟收縮功能的主要目的。測定包括：（1）總電-機械收縮期（Q—S2）：從一次心電圖上的Q 波振動開始至第二次心音和主動脈瓣收縮成分的高頻振幅之間的時間差距，正常值范圍為340ms～440ms。（2）左心室射血持續(xù)時間（Left Ventricular Ejection Time,LVET）：表示主動脈瓣膜的開放時間到動脈關(guān)閉的時間間距,即從頸動脈搏動圖的切跡升支起點至重搏波切跡處［9］，正常值為260ms～340ms。（3）射血前期（Pre-ejection Period,PEP):為Q S2減去LVET。正常值為80ms～100ms。（4）射血前期/左室射血持續(xù)時間(PEP/LVET)：此系數(shù)是評價左心室功能敏感度最高的指標(biāo)。研究表明世居青藏高原的藏族人群的HR、CO 值處于我國低海拔平原正常成人靜息狀態(tài)值的下限，收縮時間間期的變化結(jié)果分別顯示為PEP 延長、LVET 縮短、PEP/LVET 比值明顯增大［10］。PEP/LVET 比值增大，主要是由于PEP 周期延長，且世居藏族人群心率較慢，提示長期慢性低氧環(huán)境引起心肌迷走神經(jīng)興奮增強，心肌負(fù)變力性效應(yīng)變強，使心肌的收縮性相對下降［10］。在運動強度提高的情況下，CO 增高，PEP/LVET 比值減小，且幅度較平原地區(qū)居民明顯，說明世居藏族的心肌有較高的收縮潛力，以確保急性低氧應(yīng)激或重體力活動時的心臟泵血功能。從另一個角度觀察，這種潛力也是機體對慢性低氧的一種適應(yīng)性機理。

2.1.2 血氧飽和度。血氧飽和度（Blood Oxygen Saturation,SaO2）的一般定義是指個體血液中被氧直接結(jié)合的氧合血紅蛋白（Oxygenated Hemoglobin）的結(jié)合容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白(Hemoglobin,HB)容量的百分比，即血液中的氧合血紅蛋白的實際飽和濃度［8］。它指示了人體呼吸及血液循環(huán)生理狀態(tài)良好與否的重要生理化學(xué)參數(shù)。因此，監(jiān)測動脈血氧飽和度(SaO2)可以幫助評估心肺的總血氧合以及動脈血紅蛋白的攜氧能力。研究表明世居藏族的H B 濃度、紅細(xì)胞壓積和低氧性肺血管反應(yīng)均低于其它高原民族［11-12］。氧在血液中的運輸很大程度上取決于血流量、HB 和動脈SaO2。HB 是提高機體內(nèi)氧含量的重要途經(jīng)之一，與有氧工作能力密切相關(guān)［13］。當(dāng)機體處于低壓缺氧條件下時，為了維持機體氧的供應(yīng)，HB 濃度會相應(yīng)增加來代償外界環(huán)境中氧濃度的減少［14-15］。藏族作為高原世居群體被認(rèn)為是世界上高原適應(yīng)能力最佳民族，與相同海拔高度的移居漢族居民相比則表現(xiàn)出相對較低的HB 濃度［15］。因此,隨著人體運動負(fù)荷不斷遞增，SaO2下降速率和程度低于移居漢族［16］。

2.1.3 最大攝氧量及無氧閾。最大攝氧量（Maximal Oxygen Uptake,VO2max)是指人體在進(jìn)行長時間較高強度運動中，當(dāng)心肺機能和肌細(xì)胞攝取利用氧的能力達(dá)到極限時，單位時間內(nèi)所能攝取的氧量，也稱最大耗氧量（Maximal Oxygen Consumption）［8］。它是肺通氣、彌散、心臟泵血功能及組織攝取利用氧等氧傳送系統(tǒng)的綜合評價指標(biāo)。年齡、體表面積和運動程度是影響VO2max的重要因素［17-19］。陳秋紅等人的研究表明，在最大運動負(fù)荷時，西藏世居藏族的VO2max約高于已習(xí)服的移居漢族16%，說明世居藏族具有的氧轉(zhuǎn)運系統(tǒng)對高原低氧已獲得了良好的生理適應(yīng)［16］。吳天一等［20］、格日力等［21］和Bianba［22］的研究均表明世居藏族居民的VO2max明顯高于移居漢族居民。

2.1.4 小結(jié)。目前經(jīng)典的有氧運動檢測指標(biāo)的研究多以低海拔人群為研究對象，相關(guān)的信、效度研究也以此類人群為受試對象，而針對世居高海拔地區(qū)的人群尤其是我國藏族居民的相關(guān)研究十分稀缺。因此，本文檢測指標(biāo)的選取首先立足于生理學(xué)中經(jīng)典的有氧運動檢測指標(biāo)，其次以相關(guān)指標(biāo)在評價藏族人群有氧運動能力中的研究水平和應(yīng)用情況為標(biāo)準(zhǔn)來選擇。在正確評價人體有氧運動能力水平方面，VO2max是目前公認(rèn)最客觀的檢測指標(biāo)，而由VO2max衍生出的無氧閾及心功能測量指標(biāo)同樣是評價有氧運動能力的重要指標(biāo)［24］。但是由于青藏高原低氧環(huán)境下人體有氧運動狀態(tài)和生理反應(yīng)的特殊性，部分常規(guī)有氧運動綜合能力指數(shù)評價和測量指標(biāo)，如身體有氧做功能力、心功能適應(yīng)指數(shù)可能不完全適合于高原環(huán)境。但是人體運動前后SaO2下降均值與海拔高度和運動負(fù)荷均呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系，即海拔越高，體力負(fù)荷越大，SaO2下降得越顯著［25］?？傮w上，運動前后血氧飽和度的差值不僅能夠很好地充分吻合不同海拔高原人群有氧運動適應(yīng)能力水平下降的變化趨勢，而且其在評價準(zhǔn)確性上總體要優(yōu)于實際利用運動后心率數(shù)值估算的VO2max。因此,在針對青藏高原地區(qū)藏族居民實際有氧運動生活能力進(jìn)行評價的各個相關(guān)測量指標(biāo)中,運動負(fù)荷下的血氧飽和度對我國世居藏族居民有氧運動生活能力評價具有較顯著的可指示性,是一個良好的針對青藏高原地區(qū)世居藏族體能能力評價潛在重要指標(biāo)。

2.2 世居藏族的有氧運動方案

在負(fù)荷強度逐步增加的運動中，當(dāng)血乳酸濃度達(dá)到4mmol/L 時，人體無氧代謝供能的比例急劇上升，該濃度所對應(yīng)的負(fù)荷強度稱為無氧代謝閾，簡稱無氧閾（Anaerobic Threshold,AT）。AT 值是反映外周組織細(xì)胞攝氧能力的重要指標(biāo)［23］。世居藏族體內(nèi)較高的AT 值與他們細(xì)胞內(nèi)線粒體氧化磷酸化代謝過程的不斷加強、氧的綜合利用能力持續(xù)增加等因素有密切關(guān)系［16］。

2.2.1 高原環(huán)境對青壯年有氧運動能力影響的研究。魏燕玲等分析得出：肺活量和耐力方面高原學(xué)生要優(yōu)于平原學(xué)生［26-27］。陳鵬飛研究得出：世居藏族大學(xué)生的其他身體形態(tài)、機能和素質(zhì)方面均體現(xiàn)出明顯弱勢［28］。綜上所述，高原地區(qū)青壯年在肺活量和耐力方面優(yōu)于平原青壯年，但是在爆發(fā)力和柔韌性方面整體都不如平原青壯年。

2.2.2 運動方案制定的原則。

2.2.2.1 安全性。運動方案中采用的各種運動強度或體重負(fù)荷不得超過個人的適應(yīng)能力，防止出現(xiàn)意外事故。

2.2.2.2 有效性。運動項目要以有效提高有氧運動能力為導(dǎo)向。

2.2.2.3 趣味性。長期做同一類型運動項目易引起疲勞，應(yīng)該隨著個體的心理狀況而不斷地變換運動的方式、內(nèi)容。

2.2.2.4 可行性。對于體育項目設(shè)計方案的具體制訂和內(nèi)容要求相適宜，強度的增加需要循序漸進(jìn)，從而促使體育項目設(shè)計能夠按照規(guī)定的時間和程序順利進(jìn)行。

2.2.2.5 長期性。提高人體有氧運動能力的教育是一個漫長而緊張的過程，應(yīng)該嚴(yán)格按照科學(xué)的規(guī)律循序漸進(jìn)，培養(yǎng)和保證良好的運動鍛煉習(xí)慣。

2.2.2.6 個體性。各類運動訓(xùn)練計劃一般需要根據(jù)每一位運動個體的生理特點和運動等具體情況來進(jìn)行個別制定，包括運動訓(xùn)練項目、運動強度、運動持續(xù)時間等各個環(huán)節(jié)上都可能需要與之匹配［29］。

2.2.3 運動強度。心率是一種用于評價控制有氧運動強度的簡便有效的生理測量指標(biāo)，用心率來評價控制各種體育運動強度的可行性非常高。合理設(shè)定的運動強度一般以每位運動個體的“最適運動心率”為基礎(chǔ)值。以平均運動心率測量方式為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，運動開始時宜盡量達(dá)到每個人最大運動心率的60%～70%，開始運動時平均心率應(yīng)盡可能要略低些，如以110次左右/分鐘的運動心率為準(zhǔn)［30］。

2.2.4 運動時間和頻率。運動的FITT 原理（運動頻率，運動強度，運動時間和運動類型）是運動處方的框架。通常的建議是在一周的大部分時間至少積累30分鐘的中等強度運動（每周總計150分鐘）［31］。低強度的運動只有在超過20min時才能通過激活體內(nèi)的脂肪水解酶從而促進(jìn)體內(nèi)脂肪的分解。對于青壯年來說，每次參加體育鍛煉的時間一般不應(yīng)小于30min，在鍛煉前后也需要做好5～10min的適當(dāng)準(zhǔn)備與整理。一項納入了8項前瞻性隊列研究的薈萃分析表明運動可降低慢性病患病風(fēng)險，該研究中每周進(jìn)行168min的中等到高強度運動組風(fēng)險最小［32］。另外,選擇適合運動的時機也是非常重要的，晚飯前2h進(jìn)行運動為最好［33］。一般來說，理想的運動頻率是每天都要有一定的運動量。

2.2.5 運動項目。有氧運動能夠調(diào)節(jié)新陳代謝和消化功能，有助于提升機體在運動中的攝氧和新陳代謝能力，增強運動表現(xiàn)，還能夠改善人體心肺的各項功能。Johnson等［34］的系統(tǒng)評價和薈萃分析發(fā)現(xiàn)，兒童及青少年進(jìn)行跑步訓(xùn)練、球類運動及水上運動等可以改善整體身體機能，對于其生長發(fā)育有益［35］。此外，還要考慮到大部分藏族青少年在中、小學(xué)由于條件極差，他們對現(xiàn)代體育的認(rèn)識水平很低，許多運動項目無條件參與。［36］。此外，氣候條件惡劣，太陽輻射強，風(fēng)沙大自然因素也是限制活動項目多樣性的重要因素。

2.2.6 小結(jié)?？傮w上，在研究以FITT 原則為框架的有氧運動方案的文獻(xiàn)中，以世居藏族及高海拔地區(qū)居民為研究對象的文獻(xiàn)數(shù)量較少且文獻(xiàn)質(zhì)量有待提高。同時相關(guān)文獻(xiàn)在闡述FITT 原則的四個要素即運動頻率、運動強度、運動時間和運動類型在世居藏族身上的應(yīng)用時，其研究質(zhì)量良莠不齊，尤其是針對世居藏族有氧運動的運動強度、頻率的設(shè)計幾乎是一片空白，亟待更多人研究。

3 結(jié)論

綜上所述，世居藏族常用有氧運動檢測指標(biāo)包括心功能（心率、心輸出量、心音、心臟收縮時間間期）、血氧飽和度和最大攝氧量及無氧閾，其中血氧飽和度具有較好指示性，可作為評價世居藏族有氧運動能力的較理想指標(biāo)。推廣應(yīng)用該指標(biāo)，有望對監(jiān)測世居藏族有氧運動能力，指導(dǎo)科學(xué)有氧運動訓(xùn)練和探索世居藏族體力效能提升措施上發(fā)揮較大的作用。但是，針對與低海拔群體存在部分生理結(jié)構(gòu)差異的世居藏族的有氧運動檢測指標(biāo)的相關(guān)研究數(shù)量很少，研究質(zhì)量較低，關(guān)于信度和效度研究更是稀缺。

近年來高原運動方案和高原訓(xùn)練成為熱門，但是它們的研究對象多為低海拔地區(qū)居民及運動員，研究內(nèi)容包括高原低氧環(huán)境下提高上述人群有氧運動能力的措施。而研究世居藏族和高海拔地區(qū)居民有氧運動方案的文獻(xiàn)數(shù)量較少，其中研究以FITT 原則為框架的有氧運動方案的文獻(xiàn)數(shù)量更是少之又少。因此，關(guān)于如何科學(xué)地為世居藏族健康青壯年，甚至老年人制定有氧運動處方的問題亟待進(jìn)一步研究，而且其迫切性日益加強。