競技游泳運動員大賽備戰(zhàn)前高原訓(xùn)練生化監(jiān)控指標(biāo)分析

馬海浩,張 艷,陳慧佳

(浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 311231)

高原訓(xùn)練的目的是提高運動成績,常作為體能主導(dǎo)類項目賽前階段的訓(xùn)練方法和手段。高原訓(xùn)練過程中運動員要同時受到運動刺激和高原缺氧的雙重刺激。相關(guān)研究表明,最佳高原訓(xùn)練高度在2 000—2 500m。高原訓(xùn)練的第1周為適應(yīng)期,訓(xùn)練量較小,主要目的是讓運動員機體適應(yīng)高原缺氧環(huán)境,為高原訓(xùn)練的強化期奠定基礎(chǔ)。在第2周進入高原訓(xùn)練轉(zhuǎn)化期,逐步降低訓(xùn)練量,加大訓(xùn)練強度,訓(xùn)練強度不易過高。第3周的訓(xùn)練是整個高原訓(xùn)練的核心,訓(xùn)練中要完成2-3次大強度的訓(xùn)練。第4周為調(diào)整訓(xùn)練,逐漸減小訓(xùn)練量與訓(xùn)練強度,使運動員身體機能以及體能慢慢恢復(fù),運動員在高原訓(xùn)練后有良好的競技狀態(tài)參加比賽[1]。

本研究通過對浙江省游泳運動員杭州亞運會備戰(zhàn)高原訓(xùn)練前后血液生化指標(biāo)特征進行分析,探索游泳運動員在高原訓(xùn)練前后的血液生化指標(biāo)變化特征規(guī)律,具有較高的實踐價值。為教練員在制定和及時調(diào)整訓(xùn)練計劃提供參考,提高運動員高原的訓(xùn)練質(zhì)量和訓(xùn)練效果。在運動訓(xùn)練實踐中,科學(xué)合理地運用各生理生化指標(biāo)來評定運動員機能狀態(tài),對控制訓(xùn)練負荷、判斷運動疲勞、是否需要對運動員合理的進行營養(yǎng)補充和預(yù)測運動成績都具有重要的意義[2]。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

浙江省游泳隊運動員15名年齡為(15.480±2.230)歲,身高為(172.133±9.203)cm,體重為(58.780±12.749)kg,其中女運動員9名,男運動員6名,均為一級運動員及以上運動員技術(shù)等級。高原訓(xùn)練周期進行常規(guī)機能監(jiān)控,機能測試期間身體狀態(tài)良好。

1.2 研究方法

游泳運動員進行5周(2023.07.24-2023.08.30)的高原訓(xùn)練,訓(xùn)練地點為昆明海埂訓(xùn)練基地(海拔為1 888m)。上高原前2天和高原訓(xùn)練后1周在平原早晨7∶00空腹抽取靜脈血5 ml,分離血清,-20℃保存。采用BC600全自動血液細胞分析儀檢測血常規(guī)指標(biāo);Dimension RxL MaxTM全自動生化分析儀儀器檢測Ck、Bun;ADVIA Centaur XP全自動化學(xué)發(fā)光免疫分析儀檢測Sf、T、C的含量。高原第1周、第3周于每周一清晨在早晨7∶00空腹抽取靜脈血5mL,分離血清,-20℃保存,測試上述指標(biāo)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 25.0對各指標(biāo)數(shù)據(jù)采用均值比較和配對樣本T檢驗分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P<0.05為顯著性差異,P<0.01為非常顯著性差異。同時,將Rbc、Wbc、Hgb、Hct、Mcv、Mch、Mchc、Ck、Bun、Sf、C進行Pearson法相關(guān)性分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

Rbc:紅細胞計數(shù)在高原第1周顯著下降,高原第3周和高原后1周的紅細胞計數(shù)相較于高原第1周顯著升高,高原后1周較高原第1周顯著升高。(表1)

Wbc:白細胞計數(shù)在高原第1周、高原第3周和高原后1周較高原前顯著升高。(表1)

Hgb:血紅蛋白含量高原第3周較高原前顯著升高,較高原第1周顯著升高;高原后1周較高原前和高原第1周顯著升高。(表1)

Hct:紅細胞壓積在高原第1周和高原第3周較高原前顯著下降,高原后1周的紅細胞壓積較高原前顯著升高,較高原第1周和高原第3周顯著下降。(表1)

Mcv:紅細胞平均體積在高原第1周和高原第3周較高原前顯著下降,高原后1周的紅細胞平均體積較高原第1周和高原第3周顯著升高。(表1)

Mch:平均血紅蛋白量在高原第1周較高原前顯著下降,高原第3周較高原前顯著下降,較高原第1周顯著上升,高原后1周的平均血紅蛋白量較高原第1周和高原第3周顯著上升。(表1)

Mchc:平均血紅蛋白濃度在高原第1周和高原第3周較高原前顯著上升,高原第3周較高原第1周平均血紅蛋白濃度顯著升高,高原后1周的平均血紅蛋白量較高原第1周和高原第3顯著下降。(表1)

Ck:肌酸激酶在4次測試指標(biāo)變化無統(tǒng)計學(xué)意義。(表1)

Bun:血尿素高原第1周較高原前顯著升高,高原第3周較高原第1周顯著下降,高原后1周較高原第1周顯著下降。(表1)

Sf:高原后1周的鐵蛋白相較于高原前顯著升高。(表1)

C:皮質(zhì)醇在4次測試指標(biāo)變化無統(tǒng)計學(xué)意義。(表1)

T:男運動員血睪酮在高原第1周較高原前顯著升高;女運動員血睪酮在高原第1周和高原第3周較高原前顯著升高,高原后1周較高原前顯著升高,較高原第1周和高原第3周顯著下降。(表2)

T/C:男運動員血睪酮/皮質(zhì)醇比值在高原第1周較高原前顯著升高;女運動員血睪酮/皮質(zhì)醇比值在高原第1周和高原第3周較高原前顯著升高,高原后1周較高原第1周和高原第3周顯著下降。(表2)

Rbc與Wbc、Mchc之間呈負相關(guān)性(P<0.05),與Hgb、Hct呈正相關(guān)性(P<0.05);Wbc與Hgb、Mchc之間呈正相關(guān)(P<0.05),與Mcv呈負相關(guān)性(P<0.05);Hgb與Hct、Ck、Sf之間呈正相關(guān)性(P<0.05);Hct與Mcv、Sf之間呈正相關(guān)性(P<0.01),與Mchc呈負相關(guān)性(P<0.01);Mcv與Mch、C之間呈正相關(guān)性(P<0.01),與Mchc呈負相關(guān)性(P<0.01)。

表1 高原訓(xùn)練對Rbc、Wbc、Hgb、Hct、Mcv、Mch、Mchc、Ck、Bun、Sf、C的影響

表2 高原訓(xùn)練對男女運動員T、T/C比值的影響

表3 Rbc與Wbc、Hgb、Hct、Mchc之間的相關(guān)性

表4 Wbc與Hgb、Mcv、Mchc之間的相關(guān)性

表5 Hgb與Hct、Ck、Sf之間的相關(guān)性

表6 Hct與Mcv、Mchc、Sf之間的相關(guān)性

表7 Mcv與Mch、Mchc、C之間的相關(guān)性

3 分析與討論

3.1 游泳高原訓(xùn)練對血紅蛋白及其他指標(biāo)的影響

紅細胞(Red Blood Cell,Rbc)是人體通過血液輸送氧氣的主要載體,Rbc運輸氧氣的供能主要靠血紅蛋白(Hemoglobin,Hgb)實現(xiàn),Hgb可占到Rbc的90%比重,Hgb主要功能是運輸氧氣和二氧化碳,并對體內(nèi)產(chǎn)生的酸性物質(zhì)起緩沖作用[3]。運動員在大負荷運動訓(xùn)練的早期階段,血液中Hgb濃度降低,肌細胞受到破壞,Rbc分解釋放Hgb修復(fù)肌細胞;經(jīng)過訓(xùn)練適應(yīng)后,運動員身體機能得到改善Hgb得到回升。本研究發(fā)現(xiàn)高原訓(xùn)練第1周和第3周較高原前Rbc計數(shù)顯著下降(P<0.05),高原后1周Rbc計數(shù)回升;Hgb高原第3周較高原前和高原第1周顯著升高(P<0.05),高原后1周Hgb較高原前顯著升高(P<0.01),伴隨Wbc計數(shù)升高,提示高原第1周可能由于機體免疫應(yīng)答作用的加強清理了一部分喪失功能的Rbc,而Hgb通過高原訓(xùn)練和低氧環(huán)境的雙重刺激而升高,所以Hgb的升高相較Wbc具有一定的滯后性。

白細包(White Blood Cell,Wbc)是一類無色、球形、有核的血細胞,根據(jù)其形態(tài)、功能和來源部位分粒細胞、單核細胞、中性粒細胞、嗜酸粒細胞和嗜堿粒細胞五種。本研究中,Wbc在高原訓(xùn)練后1周較高原前顯著升高(P<0.01),提示高原低氧環(huán)境可能提高機體的免疫功能,活化細胞炎癥水平。高歡[4]等人研究發(fā)現(xiàn),持續(xù)3周中低強度有氧訓(xùn)練為主的高原訓(xùn)練第1周Wbc計數(shù)顯著降低,炎癥因子CPR、IL6、TNF-均處于正常偏低水平并未導(dǎo)致炎癥反應(yīng)加強。盧鐵元[5]等研究了高原訓(xùn)練對我國優(yōu)秀競走運動員血5項的影響,在訓(xùn)練過程中白細胞先增高再減少,而在高原訓(xùn)練結(jié)束時恢復(fù)到平原時的水平。

紅細胞比容/壓積(Hematocrit ,Hct)是指每一升容積全血中紅細胞的百分比,與Rbc的數(shù)量和大小、體積有關(guān),通常作為診斷貧血的依據(jù)。本研究中,Hct變化規(guī)律與Rbc相一致,高原第1周和第3周較高原前顯著下降(P<0.01),高原后1周較高原前顯著升高(P<0.01),提示高原訓(xùn)練能提高運動員有氧能力。反應(yīng)紅細胞動態(tài)生成的參數(shù)包括Rbc、Hgb、Hct、Mcv、Mchc和Mch。

紅細胞平均體積(Mean Corpuscular Volume,Mcv)、紅細胞平均血紅蛋白濃度(Mean Corpuscular hemoglobin concentration,Mchc)和紅細胞平均血紅蛋白量(Mean Corpuscular hemoglobin,Mch)這三種指標(biāo)共同檢測機體是否發(fā)生貧血以及貧血的分類。本研究中Mcv、Mch變化規(guī)律較為一致,高原第1周和第3周較高原前顯著下降(P<0.05),高原后1周較高原第3周顯著升高(P<0.01);Mchc高原第1周和第3周較高原前顯著升高(P<0.01),高原后1周較高原第3周明顯下降(P<0.01);Mcv、Mchc、Mchc的變化規(guī)律提示高原訓(xùn)練可能改變紅細胞的形態(tài),減小紅細胞體積,減少血紅蛋白的量,增加血紅蛋白的濃度,更有利于機體在高原環(huán)境的訓(xùn)練中攝取氧氣,高原后1周較高原前并無明顯差異。劉海平等人[6]研究發(fā)現(xiàn)10名優(yōu)秀游泳和中長跑運動員實施間歇性低氧刺激過程中附加運動訓(xùn)練的實驗中,運動員最初10天吸入10%O25min/2次/天,然后吸入5min的常氧,發(fā)現(xiàn)運動員Hgb平均增長4.3%,Hct平均增長4.8%。但也有研究發(fā)現(xiàn)高原訓(xùn)練不能提高機體Hgb濃度,在BFriedmannl[7]等人的研究中,16名青少年游泳運動員在海拔2 100～2 300m進行為期3周的高原訓(xùn)練,期間促紅細胞生成素(EPO)增加了10%～185%,表現(xiàn)出很大的個體差異,而Hgb濃度變化卻不明顯,高原后運動員平原的成績的提高與Hgb濃度的變化無關(guān)?？偟膩碚f,科學(xué)合理的高原訓(xùn)練能提高運動員的Hgb濃度,但對于能否增加Rbc數(shù)量,因訓(xùn)練項目、運動員和訓(xùn)練內(nèi)容的不同而存在爭議。

3.2 游泳高原訓(xùn)練對機體鐵代謝和激素的影響

鐵元素涉及機體氧化還原反應(yīng)、氧氣運輸和能量物質(zhì)儲存、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。鐵供應(yīng)不足會影響正常細胞生理所需的含鐵蛋白合成,鐵過量時導(dǎo)致活性氧產(chǎn)生,破壞蛋白質(zhì)、脂質(zhì)膜和DNA,導(dǎo)致組織纖維化損傷和長期器官功能障礙和功能衰竭[8]。Gassmann等人[9]研究發(fā)現(xiàn)剛?cè)敫吆０蔚貐^(qū),鐵的吸收較平原時期提高了3.8倍,血漿中循環(huán)鐵量增加了35%,對鐵的吸收率增加明顯,Hgb含量顯著升高。當(dāng)運動員訓(xùn)練強度增大時,鐵代謝與機體對鐵的需求呈正相關(guān),尤其是耐力運動容易導(dǎo)致運動性貧血,同時低氧環(huán)境下Sf迅速下降,調(diào)節(jié)儲存鐵的動員,伴隨Mcv上升[10]。在本研究中,高原第3周和高原第1周較高原前Sf變化無統(tǒng)計學(xué)意義,但是有逐漸下降趨勢,高原后1周Sf較高原第3周、高原第1周和高原前明顯升高(P<0.01),提示高原環(huán)境和高原訓(xùn)練可能增加機體對血清Sf的攝取用于提高Hgb含量,高原后機體無需攝取大量Sf進行儲備,所以鐵元素釋放進入血液,Sf含量顯著升高,建議高原訓(xùn)練前應(yīng)適量補鐵。盧潔[11]通過對競走運動員高原訓(xùn)練時機體造血機能變化規(guī)進行研究發(fā)現(xiàn)在海拔3 300m訓(xùn)練中,不補鐵組運動員Sf顯著下降,而補鐵組Sf顯著升高。Wehrlin等人[12]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過24天的高強度低氧暴露(2 500m,lowO218h),低氧組運動員的促紅細胞生成素、網(wǎng)織紅細胞、血紅蛋白、紅細胞壓積顯著增加,轉(zhuǎn)鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體顯著增加,Sf顯著降低。

血清睪酮(Testosterone,T)是一種雄性激素,它能促進人體合成代謝,對于維持肌肉、骨骼強度,提升人體機能的興奮度具有重要的作用。女性也含此類激素,女性運動員的T值水平維持在較低水平。男運動員低于300ng/dl,女運動員20ng/dl,可能出現(xiàn)運動疲勞,應(yīng)引起重視[13]。本研究中男運動員T和T/C高原第1周較高原前顯著升高(P<0.05),這可能高原環(huán)境增加機體基礎(chǔ)代謝率,加強蛋白質(zhì)分解作用,T和T/C比值的上升加強機體蛋白質(zhì)合成以適應(yīng)高原環(huán)境,高原后1周較高原前T和T/C比值有升高趨勢,說明高原后機體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成狀態(tài)還維持在較高水平,機能狀態(tài)較好,能更好適應(yīng)比賽;而女運動員T和T/C高原第1周較高原前顯著升高(P<0.01),高原后1周較高原前T水平顯著升高(P<0.05),T/C比值有升高趨勢,對比發(fā)現(xiàn)女運動員在高原環(huán)境下睪酮升高較男運動員更為明顯,提示高原環(huán)境對女運動員的刺激可能更大,女運動員高原第1周和第3周T/C比值較高原前增長1倍多,女運動員能更快地從大強度訓(xùn)練中較快恢復(fù)。滕民[14]在對河南省游泳隊運動員進行高原—平原—高原訓(xùn)練,發(fā)現(xiàn)這種訓(xùn)練模式使運動員Hgb和T得到提高,而Bun并無出現(xiàn)明顯變化,身體機能在高原環(huán)境訓(xùn)練下得到穩(wěn)步提升。

皮質(zhì)醇(Cortisol,C)是腎上腺皮質(zhì)分泌的一種甾體類糖皮質(zhì)激素,促進機體進行分解。C受運動強度大小和持續(xù)時間長短的共同影響,在運動應(yīng)激時C反饋性升高,運動結(jié)束后能迅速降至基礎(chǔ)值,加速疲勞恢復(fù)[15]。本研究中,運動員C水平的變化趨勢是先下降后增高,說明C可能與訓(xùn)練負荷量和訓(xùn)練強度相關(guān),在訓(xùn)練強度較大時,C含量下降來減少機體能量消耗,促進機體恢復(fù),高原后1周較高原前并無明顯變化,提示C對高原環(huán)境、訓(xùn)練負荷、訓(xùn)練強度的反饋較為敏感并無明顯的滯后性。高原訓(xùn)練對皮質(zhì)醇分泌的影響研究結(jié)果并不一致,Vervoorn等人[16]研究發(fā)現(xiàn)游泳運動員1890m高度訓(xùn)練皮質(zhì)醇的變化發(fā)現(xiàn),在高原第1、2、3周皮質(zhì)醇比高原前均有顯著升高。趙少平[17]等研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),運動員在高原訓(xùn)練初期C下降,在訓(xùn)練中后期由于訓(xùn)練負荷較大導(dǎo)致C增加,在高原訓(xùn)練結(jié)束后C又下降至訓(xùn)練前水平。另外在高原訓(xùn)練期間,睪酮和皮質(zhì)醇的比值總體呈上升趨勢,有助于提高運動疲勞后的恢復(fù)速度,從而提高機體的運動水平。

3.3 游泳高原訓(xùn)練疲勞指標(biāo)分析

血尿素(Blood Urea Nitrogen,Bun)作為蛋白質(zhì)和氨基酸分子內(nèi)氨基的代謝終產(chǎn)物,在肝細胞內(nèi)經(jīng)過鳥氨酸循環(huán)合成后釋放入血。在高原訓(xùn)練期間,大運動量訓(xùn)練會使運動員體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝處于較高水平,當(dāng)運動員處于安靜狀態(tài)時,Bun水平處于正常范圍值的偏高水平。本研究中高原第1周較高原前Bun明顯升高(P<0.05),高原第3周較高原第1周明顯下降(P<0.01),這與Ck變化規(guī)律較一致,提示高原第1周,機體正在適應(yīng)低氧環(huán)境,機體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸和骨骼肌可能處于分解狀態(tài)>合成狀態(tài),運動員在上高原前應(yīng)適當(dāng)提高蛋白質(zhì)攝入量及肌力訓(xùn)練以更短時間適應(yīng)高原環(huán)境。余曉燕[18]等人研究結(jié)果表游泳運動員3周高原訓(xùn)練Bun呈現(xiàn)高—低—高的變化趨勢,但無顯著性差異。張冰[19]等人研究表明,隨著周運動負荷的提高,Bun在第1、2、3周的值不斷增大,特別是在第3周專項訓(xùn)練完成后Bun增幅最大,在高原訓(xùn)練期間,Bun在控制范圍內(nèi)呈現(xiàn)遞增的趨勢,說明對訓(xùn)練量的控制較為合理,達到了高原大運動量訓(xùn)練的目的。本研究與余曉燕研究結(jié)果相一致。

血清肌酸激酶(Creatine Kinase,Ck)是骨骼肌內(nèi)能量代謝的關(guān)鍵酶。Ck是運動員運動后骨骼肌能量恢復(fù)反應(yīng)的催化酶,與運動員機體在運動時以及運動后的能量平衡密切相關(guān)。Ck的含量不但反映骨骼肌內(nèi)能量代謝的變化,還能反映高強度運動后運動員肌肉損傷程度。Ck值一般以300U/L為標(biāo)準(zhǔn),大于300U/L提示可能出現(xiàn)肌肉或運動疲勞。高原訓(xùn)練期間, Ck的監(jiān)控對訓(xùn)練負荷的安排以及評定運動員身體技能狀態(tài)有重要意義。本研究中,高原前、高原訓(xùn)練和高原后Ck變化均無統(tǒng)計學(xué)意義,但是4周的變化是先升高后降低的趨勢,高原第1周可能機體由于低氧環(huán)境增加基礎(chǔ)代謝率,增加肌肉的分解。另外有研究發(fā)現(xiàn)女子皮艇運動員高原訓(xùn)練第2、3、5、6、7周的CK值較高原訓(xùn)練前均顯著升高,均值在260U/L以上,最高均值達(419±226.6)U/L,高原訓(xùn)練負荷對機體產(chǎn)生明顯刺激[20]。本研究由于高原訓(xùn)練未進行大力量訓(xùn)練,導(dǎo)致運動員Ck并未大幅度升高。

4 結(jié) 論

4.1 通過對比高原訓(xùn)練前后指標(biāo)變化發(fā)現(xiàn)高原訓(xùn)練可能刺激免疫系統(tǒng)清除喪失功能的紅細胞,提高血紅蛋白含量和血球壓積,鐵蛋白與血紅蛋白和血球壓積呈正相關(guān)性,高原前可適當(dāng)補充鐵元素提高機體鐵儲備。

4.2 高原訓(xùn)練能提高運動員血睪酮、血睪酮/皮質(zhì)醇比值,在高原后1周后仍能維持在較高水平,女運動員比男運動員提高更加明顯。