高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能的影響

摘要：高原訓(xùn)練法一直是競(jìng)技體育訓(xùn)練方法的一項(xiàng)重要輔助方法，并越來(lái)越引起了各地運(yùn)動(dòng)隊(duì)和科學(xué)教育工作者的廣泛重視。本文通過(guò)梳理體育教材、國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)等，針對(duì)高原訓(xùn)練法對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨骼肌系統(tǒng)、物質(zhì)能量代謝系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)方面的相關(guān)影響展開(kāi)論述。當(dāng)人體暴露于高原環(huán)境下數(shù)天、數(shù)周、數(shù)月后，機(jī)體會(huì)逐漸適應(yīng)氧分壓較低的空氣環(huán)境，而適應(yīng)帶來(lái)的這些有利效應(yīng)，將會(huì)在回到海平面的一個(gè)月內(nèi)消失。本文根據(jù)高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員人體功能的變化和形成的適應(yīng)性進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述，希望為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行高原訓(xùn)練提供必要的參照依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高原訓(xùn)練" 運(yùn)動(dòng)員" 身體機(jī)能" 影響

The impact of high-altitude training on the physical functions of athletes

Abstract： Altitude training has always been an important auxiliary method in competitive sports training， and it has increasingly attracted widespread attention from sports teams and scientific education workers in various regions. This article discusses the effects of high-altitude training on the skeletal muscle system， material and energy metabolism system， blood system， respiratory system， and cardiovascular system of athletes by reviewing sports textbooks， domestic and foreign relevant literature. After being exposed to high-altitude environments for several days， weeks， and months， the body gradually adapts to air environments with lower oxygen partial pressure. Usually， these adaptive changes take a long time to form. Generally speaking， it takes about three weeks to fully adapt to a medium altitude plateau， and the beneficial effects of adaptation will disappear within a month of returning to sea level. This article provides a brief overview of the changes and adaptability of high-altitude training on the human body functions of athletes， hoping to provide necessary reference for athletes to engage in high-altitude training.

Keywords： high-altitude training" Athletes" Physical functions" influence

高原環(huán)境的特點(diǎn)有低氧、低氣壓、低溫、干燥和高紫外線等，短時(shí)間處在高原環(huán)境中，機(jī)體各器官、系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)一系列應(yīng)激反應(yīng)[[1]]。機(jī)體在高原暴露后產(chǎn)生的生理反應(yīng)，主要包括呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和骨骼肌系統(tǒng)、以及生物能量代謝系統(tǒng)中的應(yīng)激問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)員在高原環(huán)境下可適應(yīng)缺氧條件，在進(jìn)行高原訓(xùn)練之后重返平地訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員會(huì)發(fā)現(xiàn)比賽能力大幅提高。和開(kāi)展高原訓(xùn)練前比較，他們體內(nèi)具有更多的作為輸送氧的紅細(xì)胞，所以肺部會(huì)得到更多的氧，也會(huì)有更多的氧被送到肌肉。故經(jīng)過(guò)高原訓(xùn)練法對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)功能有顯著提高作用，可以提升耐力型運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練效果。

1高原訓(xùn)練的概述

高原訓(xùn)練（altitudetraining）興起于1968年海拔2240米墨西哥第19屆夏季奧運(yùn)會(huì)，已成為公認(rèn)的提高競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力的一種訓(xùn)練方法。高原訓(xùn)練的目的就是利用環(huán)境因素改變影響運(yùn)動(dòng)能力的制約因素，打破運(yùn)動(dòng)員當(dāng)前的身體平衡，建立新的平衡，實(shí)現(xiàn)成績(jī)的突破，這是提高體能類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)能力的主要訓(xùn)練手段[[2]]。

1.1高原訓(xùn)練適宜的海拔高度

研究表明，海拔1000-3000米左右均為高原訓(xùn)練的適宜高度，但通常認(rèn)為，長(zhǎng)時(shí)間居住在平原地區(qū)的運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練的最好海拔高度為2000-2500米左右[[3]]。如果不足2000米左右，對(duì)低氧或缺氧刺激效果較小，也不利于全面發(fā)掘機(jī)體的運(yùn)動(dòng)潛能；超過(guò)了2500米，人體將無(wú)法承受大量的訓(xùn)練負(fù)荷，同時(shí)也非常不利于運(yùn)動(dòng)后訓(xùn)練康復(fù)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在2000-2500米海拔進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，他們體內(nèi)的最大攝氧量、紅細(xì)胞的壓積以及血紅蛋白均有明顯的提升。

1.2高原訓(xùn)練適宜的訓(xùn)練強(qiáng)度

這是高原訓(xùn)練結(jié)果的關(guān)鍵。訓(xùn)練強(qiáng)度太小，刺激小，不易獲得效果；訓(xùn)練強(qiáng)度太大，刺激大，對(duì)運(yùn)動(dòng)后的適應(yīng)和康復(fù)明顯不好。一般應(yīng)堅(jiān)持以下的一些原則：①根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練程度等相關(guān)因素，針對(duì)運(yùn)動(dòng)員水平較高的訓(xùn)練應(yīng)該提升一下強(qiáng)度，反之強(qiáng)度可相應(yīng)降低；②根據(jù)運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)的強(qiáng)度界定，部分練習(xí)可以更接近運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)的強(qiáng)度；③把位于高原時(shí)和離開(kāi)高原后的訓(xùn)練程度、力度進(jìn)行銜接，下高原前的階段練習(xí)力度也應(yīng)適當(dāng)增加；④應(yīng)按照機(jī)體對(duì)高原條件的適應(yīng)階段來(lái)確定練習(xí)強(qiáng)度。

1.3高原訓(xùn)練持續(xù)的時(shí)間

通過(guò)大量的高原訓(xùn)練實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得出，一般為3至8周是持續(xù)訓(xùn)練最適宜的時(shí)間。較短的高原訓(xùn)練，對(duì)機(jī)體的適應(yīng)性的改變影響并不大；但是如果運(yùn)動(dòng)員在高原訓(xùn)練的時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)于人體重返平原的適應(yīng)調(diào)節(jié)也有不利的影響。綜上所述，高原訓(xùn)練的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)必須要適中。同時(shí)，需要注意在對(duì)高原訓(xùn)練的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行選擇時(shí)，需要考慮運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的差異。耐力性項(xiàng)目應(yīng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)些，而速度及速度耐力性項(xiàng)目應(yīng)稍短些。

2高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員呼吸系統(tǒng)的影響

2.1最大攝氧量

最大攝氧量（VO2max）是指人體在進(jìn)行有大量肌肉群參加的長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)心肺功能和肌肉利用氧的能力達(dá)到本人極限水平時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)（通常以每分鐘為計(jì)算單位）所能攝取的氧量，是反映和評(píng)定人體在極量負(fù)荷時(shí)心肺功能水平高低的一個(gè)主要指標(biāo)，也是評(píng)定人體有氧工作能力的重要指標(biāo)之一[[4]]。由于最大攝氧量值在較大程度上依賴遺傳影響，其可塑性也不大，故經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后最大攝氧量絕對(duì)值的相對(duì)值也會(huì)增加。周樹(shù)輝[[5]]對(duì)上海市的賽艇代表隊(duì)十二位國(guó)家重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員為實(shí)驗(yàn)樣本，按照高原訓(xùn)練的時(shí)間，分成了兩組，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)高原訓(xùn)練完成后選手的最高攝氧量并沒(méi)有發(fā)生增加或相反產(chǎn)生了減少，說(shuō)明了選手在中、高等運(yùn)動(dòng)程度下組織內(nèi)利用氧的能力都獲得了很好的改善。而產(chǎn)生這些不同結(jié)果的主要因素，可能是與受試者鍛煉程度和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目以及在上高原時(shí)的人體功能情況密切相關(guān)。

2.2肺通氣功能

人在高原暴露的數(shù)秒鐘，不管在休息或者訓(xùn)練過(guò)程中，肺通氣量都會(huì)上升。這通常是因?yàn)榈偷难醴謮簳?huì)對(duì)頸動(dòng)脈竇、主動(dòng)脈弓中的化學(xué)感受器造成影響，致使出現(xiàn)呼吸加深或加快的情況，以此達(dá)到肺通氣增加的目的。在平原條件下，肺泡內(nèi)的PO2為104mmHg，這時(shí)血氧飽和度為96-97%。在4300米高度下，肺泡內(nèi)的PO2為46mmHg，這時(shí)血氧飽和度降低只有80%左右。說(shuō)明在高原環(huán)境下，通過(guò)血液輸送氧氣的能力將會(huì)明顯下降，最后組織換氣也會(huì)受到影響。

3高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員血液系統(tǒng)的影響

3.1血紅蛋白和紅細(xì)胞

在高原訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的的血紅蛋白和紅細(xì)胞會(huì)明顯增加。另一個(gè)對(duì)高原適應(yīng)的重要表現(xiàn)則是血漿內(nèi)載氧能力不斷上升。而這種適應(yīng)性有兩個(gè)原因：初期是血漿功能的降低，而由于機(jī)能內(nèi)的造血臟器隨時(shí)間不斷提高，因此使機(jī)體內(nèi)的紅細(xì)胞數(shù)目、血紅蛋白不斷提升；在運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)高原地區(qū)的幾日內(nèi)，隨著體液通過(guò)毛細(xì)血管大量流入組織液和細(xì)胞中，血漿功能的降低又使血紅蛋白含量上升，同時(shí)氧分壓的減少也刺激了紅細(xì)胞數(shù)目上升。這是由于高原缺氧，導(dǎo)致促紅細(xì)胞生成素大量形成，紅細(xì)胞也隨之增加。

3.2促紅細(xì)胞生成素

研究發(fā)現(xiàn)，高海拔地區(qū)的環(huán)境會(huì)促使紅細(xì)胞生成素的產(chǎn)生[[6]]。受過(guò)高原訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員的紅細(xì)胞的生成水平比只在高原上生活過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的人要高。受平均海拔高度的影響，促紅細(xì)胞生成素的釋放程度并不相同，除此之外，也與人體的血清睪酮有直接的聯(lián)系。

3.3血液流變學(xué)指標(biāo)

相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，隨著海拔高度的不斷提高，人類血液中產(chǎn)生了濃、黏、聚的典型特征。進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員，靜止?fàn)顟B(tài)紅細(xì)胞滲透脆性、血液粘度、紅細(xì)胞電泳能力和紅細(xì)胞沉淀量均較一般人顯著減少，所以紅細(xì)胞濾過(guò)性和紅細(xì)胞變形性能均較一般人都明顯提高。因?yàn)榻?jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練使紅細(xì)胞變形性能提高，血細(xì)胞壓積能力降低，所以運(yùn)動(dòng)員的靜止?fàn)顟B(tài)血黏稠度也較一般人都顯著減少。

3.4血乳酸變化

科學(xué)研究表明，在高原訓(xùn)練初期，乳酸含量會(huì)增加。而低海拔區(qū)域的人在對(duì)高海拔區(qū)域環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程中，訓(xùn)練后的血乳酸和肌乳酸都出現(xiàn)了減少的情況，這不僅是人體對(duì)低氧條件的適應(yīng)性，也是人體正常代謝能力提升的表現(xiàn)?？偠灾谄骄叨燃s2000米的海拔時(shí)，與平原地區(qū)同等訓(xùn)練強(qiáng)度相比，缺血量也明顯增加，血液中的乳酸變化過(guò)程具有以下特征：（1）運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度相等時(shí)，在高原訓(xùn)練的血液中的乳酸值明顯大于平地;（2）在高度適應(yīng)后，在進(jìn)行同樣的強(qiáng)度訓(xùn)練時(shí)，血液中的乳酸濃度減少，血液中的乳酸速度曲線比高度初期到達(dá)時(shí)向右移動(dòng);（3）在高度訓(xùn)練中可以提高乳酸閾的強(qiáng)度;（4）在海拔4千米以上的運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)速度低致使血液中的乳酸值顯著減少。

4高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員心血管系統(tǒng)的影響

4.1最大心率

在高原中，人靜止和活動(dòng)心率明顯增加，心率的提高能夠彌補(bǔ)氧氣實(shí)際運(yùn)輸能力的減少，但最大心率和心輸出量也隨之減少?？茖W(xué)研究表明，與人的最大攝氧量相比，人的最大心率隨著海拔的上升而下降，另一方面，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率大小受到運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響，與其呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)心率同運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間也具有正相關(guān)關(guān)系[[7]]。因此，運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)也會(huì)有不同程度的提升，其中高原訓(xùn)練活動(dòng)對(duì)人的心率和心輸出量也產(chǎn)生了影響，是因?yàn)楦吆０苇h(huán)境缺氧和低壓條件下，心肌含氧不足導(dǎo)致心率增加，最大心率因?yàn)樾妮敵隽康南陆挡⒏鶕?jù)海拔的增加而降低。在高原訓(xùn)練后，普遍出現(xiàn)的現(xiàn)象是每搏輸出量、射血分?jǐn)?shù)、心臟收縮分?jǐn)?shù)均有所提升，這說(shuō)明對(duì)左心室的收縮能力有所提高，而對(duì)心舒張的能力卻沒(méi)有變化，心肌功能也有所提高[[8]]。

4.2循環(huán)血量

人體在初到高原的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)血漿量的下降現(xiàn)象，并且會(huì)持續(xù)下降數(shù)周后才能恢復(fù)穩(wěn)定。血漿量的下降是由于呼吸系統(tǒng)損失了大量的水，以及排尿增多引起的。由于血液中水分的減少，血紅細(xì)胞（含有血紅蛋白）的濃度升高，在心輸出量一定的情況下，較高的血紅細(xì)胞濃度可以運(yùn)輸更多的氧氣。在血漿量下降的同時(shí)，血紅細(xì)胞數(shù)量基本沒(méi)有變化，所以會(huì)導(dǎo)致在高原環(huán)境下，雖然血紅蛋白濃度升高，但是總循環(huán)血量卻有下降。在充足的水?dāng)z入后，這種下降的血漿量就會(huì)恢復(fù)正常。

4.3心輸出量

當(dāng)身體處于高原環(huán)境時(shí)，會(huì)使人體分泌更多的腎上腺素及去甲腎上腺素，它們可以顯著地改變心血管機(jī)能。去甲腎上腺素可以在初上高原的幾天內(nèi)維持在較高水平。在初到高原的數(shù)小時(shí)內(nèi)，由于體液的丟失，人體在非最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其每搏輸出量降低。但是心率會(huì)急速上升，這樣代償了每博量的降低，而且還使心輸出量有微小的升高。在到高原數(shù)天后，肌肉開(kāi)始提高從動(dòng)脈血中攝取的氧氣量（增加了動(dòng)-靜脈氧差），這時(shí)，無(wú)需增加較多的心輸出量就可以滿足氧氣供應(yīng)。

5高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨骼肌系統(tǒng)的影響

高原條件下進(jìn)行的力量鍛煉會(huì)使肌體蛋白質(zhì)合成與代謝速度提高，而急性缺血?jiǎng)t會(huì)引起合成減少，肌紅蛋白濃度少量上升，肌紅蛋白和血紅蛋白都是傳遞氧的，相互之間具有著線性關(guān)系。而高原鍛煉使肌紅蛋白含量提高，單位面積毛細(xì)血管總量的提高或每塊肌肉附近毛細(xì)血管總量的提高，促進(jìn)了骨骼肌的循環(huán)，提高機(jī)體在缺氧血和血漿中運(yùn)用氧的功能，從而提高了線粒體的總量與容積比，增強(qiáng)了呼吸鏈的功能，促使關(guān)鍵氧化酶活力增強(qiáng)，進(jìn)而使肌肉的攝氧能力增強(qiáng)[[9]]。高原訓(xùn)練則使骨骼肌的構(gòu)造、蛋白質(zhì)的活力、蛋白質(zhì)合成代謝、以及肌紅蛋白都在向著促進(jìn)運(yùn)動(dòng)的方面轉(zhuǎn)變，綜合影響使機(jī)體的有氧代謝能力顯著增強(qiáng)。

6高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員物質(zhì)能量代謝系統(tǒng)的影響

血尿素是人體內(nèi)蛋白質(zhì)新陳代謝的最終產(chǎn)物，來(lái)自于人體內(nèi)的氨基酸。蛋白質(zhì)及新陳代謝的過(guò)程中會(huì)形成氨，氨在大運(yùn)動(dòng)量與高強(qiáng)度訓(xùn)練后增加，肝臟中的尿素也隨之增加。在劇烈運(yùn)動(dòng)中，血液會(huì)大量流入肌肉組織，從而導(dǎo)致流經(jīng)腎小球的血液量變少，過(guò)濾量也隨之降低，故而，在劇烈運(yùn)動(dòng)后，體內(nèi)血尿素的濃度會(huì)增高。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)體處在較好地水平且對(duì)當(dāng)前的訓(xùn)練負(fù)荷量與強(qiáng)度較適應(yīng)時(shí)，血尿素濃度不會(huì)顯著升高，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能狀態(tài)較差且不能夠很好地適應(yīng)當(dāng)下訓(xùn)練階段的負(fù)荷時(shí)，體內(nèi)的血尿素濃度會(huì)明顯升高，且短時(shí)間難以降至正常值范圍內(nèi)[[10]]。

7小結(jié)

高原訓(xùn)練雖然能夠讓運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生更為復(fù)雜的生理學(xué)效果和訓(xùn)練學(xué)效果，從而提高人體的骨骼肌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及血液系統(tǒng)的適應(yīng)程度。但值得注意的是，在高原訓(xùn)練過(guò)程中，低氧的環(huán)境對(duì)人機(jī)體產(chǎn)生了非常復(fù)雜的反應(yīng)，而對(duì)于人體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)的相關(guān)能力也可能會(huì)造成不同影響，這與一般的平原地區(qū)的訓(xùn)練大不相同。隨著競(jìng)技運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步發(fā)展，高原訓(xùn)練法將成為一個(gè)輔助的運(yùn)動(dòng)鍛煉方法，人們對(duì)于高原訓(xùn)練的分歧與爭(zhēng)論也會(huì)變成焦點(diǎn)，關(guān)于訓(xùn)練技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如運(yùn)動(dòng)環(huán)境模擬，以及高原訓(xùn)練的康復(fù)問(wèn)題將成為人們今后關(guān)注的焦點(diǎn)，高原訓(xùn)練也將得以不斷加強(qiáng)與完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬小明，樊蓉蕓.高原低氧環(huán)境對(duì)人體適應(yīng)性的影響探析[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，41（03）：94-97.

[2] 楊明，史繼祖，張環(huán)宇等.我國(guó)冬季耐力項(xiàng)目高原訓(xùn)練的研究與應(yīng)用[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，44（03）：48-56.

[3] 董致彤，王勇，李贊.高原訓(xùn)練的發(fā)展演變歷程與關(guān)鍵影響要素研究[J].青少年體育，2022（04）：63-66.

[4] 田野．運(yùn)動(dòng)生理學(xué)高級(jí)教程［M］．北京：高等教育出版社，2003，4.

[5] 周樹(shù)輝. 8周（長(zhǎng)時(shí)間）高原訓(xùn)練對(duì)優(yōu)秀男子賽艇運(yùn)動(dòng)員有氧運(yùn)動(dòng)能力的影響[D].西安體育學(xué)院，2011.

[6] 王璽，高炳宏.低氧環(huán)境、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)紅細(xì)胞免疫功能影響的研究進(jìn)展[J].體育科研，2019，40（03）：93-98.

[7] 陳輝強(qiáng). 高原訓(xùn)練對(duì)高平原運(yùn)動(dòng)員心肺功能的影響研究[D].青海師范大學(xué)，2022.

[8] Liu Y，Steinacker J M，Dehnert C，Menold E，Baur S，Lormes W，Lehmann M. Effect of \"living high-training low\" on the cardiac functions at sea level.[J].International journal of sports medicine，1998，19（6）：380-4.

[9] 李惠霖，李博陽(yáng)，王雪，強(qiáng)玉婷，朱文赫.高原訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能影響的研究進(jìn)展[J].吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，43（02）：133-135.

[10] 王梓屹. 高高原訓(xùn)練對(duì)我國(guó)優(yōu)秀雪上技巧運(yùn)動(dòng)員機(jī)能及運(yùn)動(dòng)能力影響研究[D].首都體育學(xué)院，2022.