间歇性低氧训练对运动员有氧能力影响的Meta分析

董 宏，刘 宝，刘桦玮，王荣辉



间歇性低氧训练对运动员有氧能力影响的Meta分析

董 宏1，刘 宝2，刘桦玮3，王荣辉1

运用Meta分析方法综合定量的评价间歇性低氧训练对运动员有氧能力的影响，为有针对性的进行低氧训练和提高训练质量提供更为准确可靠的指导。运用Revman 5.3软件和Stata 12.0软件对所纳入文献的结局指标进行分析。多水平Meta回归结果显示，发表年份、性别、Jadad得分、训练时间4因素的P值均大于0.05；而氧浓度、干预周期、训练频率3因素的P值均小于0.05。间歇性低氧训练可以明显的提高运动员的有氧能力。在最大摄氧量方面，运动员有氧能力的提高受氧浓度、干预周期及训练频率的影响。

间歇性低氧训练；运动员；有氧能力；干预；元分析

1 前言

2015年5月，在由北京体育大学科学研究中心、中国体育科学学会运动生理生化分会、北京体育科学学会运动医学分会联合主办的“第五届国际高原/低氧训练论坛”上，低氧训练对于运动员有氧耐力的影响成为关注的焦点之一。参加论坛的Lundby教授最新的研究表明，高住低训训练模式对于提高优秀运动员的有氧运动能力作用不明显，而且往返高原训练过程中会对运动员免疫系统造成不良影响。之前有报道显示，丹麦、德国、墨西哥、日本、法国等国家的赛艇队都对高原训练抱有怀疑和抵制态度[1]，且不同文献对最大摄氧量研究的结果不尽一致。然而，间歇性低氧训练在低氧训练模式中的地位日益受到重视[4]，它不仅能够补充传统高原训练的不足，而且是提高竞技运动员运动能力的重要手段。通过查阅国内外关于低氧训练的文献，结合“第五届国际高原/低氧训练论坛”有关专家和学者所报道的最新研究成果和进展，就目前有关间歇性低氧训练对于运动员有氧能力影响的文献进行系统综述，评价有氧能力的主要指标有心率、最大摄氧量、肺活量、肺通气量、血氧饱和度、血红蛋白含量等，其科学可靠性存在不同学术观点[17]。本文将与有氧能力密切相关、研究结果存在争议的最大摄氧量和血红蛋白作为主要研究内容，为增强有氧代谢能力的相关研究提供一定的理论参考。

2 研究方法

2.1 文献检索

文献的检索全过程由两名人员进行，两名检索人员在检索过程中采用独立双盲的方式，从中国知网、万方数字资源数据库、万方中英文医学期刊网络平台、Web of Science、Medline、Pubmed等数据库进行检索，起止时间为各数据库建库至2015年12月，最后一次检索日期为2015年12月31日。中文检索词以“间歇性低氧训练”、“低氧训练”、“低氧”等为主题词进行组合式混合检索；外文检索词以“intermittent hypoxic training”、“Interval Training”、“intermittent hypoxia”等为主题词进行组合检索，并对文献的参考文献进行手工检索，未检索未发表的文献。

2.2 纳入与排除标准

2.2.1 纳入标准

1)文献类型：均为随机对照实验，无论是否盲法或者实行分配隐藏；2)有相关的低氧训练设计方案；3)结局指标包括血红蛋白、最大摄氧量；4)实验对象为运动员。

2.2.2 排除标准

不符合前文纳入标准要求的文献，文献中与本研究所需资料较少、数据结果重复的文献，排除动物实验，非运动员身份的受试者,没有全文或者为综述类文章(图1)。

图1 文献筛选流程图

2.3 数据提取

两名检索人员在检索过程中采用独立双盲的方式对纳入的文献进行相关指标的提取，内容包括:文献的第一作者，发表年限，运动水平、性别，年龄，样本量，项目类型、实验设计方案等。对缺乏数据信息或者信息不明确的资料通过邮件形式与作者进行联系获取。

2.4 质量评价

采用经典的Jadad质量评分表对纳入的文献进行评分，总评分为5分，其中，总评分1～2分为低质量，3～5分为高质量。

2.5 数据分析

运用Revman 5.3软件对所纳入文献的结局指标进行分析，由于所纳文献的结局指标属于连续性结局变量，且测试单位均相同，因此，效应尺度指标选择均数差(MD)进行统计。用I2统计量进行各研究间异质性的检验，当I2=0时，表明各研究间无异质性；当I2>50%时，表明研究间存在异质性。无异质性时采用固定效应模型分析；若存在异质性时，运用Stata 12.1软件进行Meta回归分析，寻找异质性来源，之后进行亚组分析确定异质性。采用森林图确定加权均属差，采用漏斗图进行发表偏倚的影响分析。

3 研究结果

3.1 文献纳入的基本情况

3.1.1 纳入文献的研究特征

通过制定文献纳入标准和排除标准对检索结果进行筛查和阅读，共计19篇文献涉及间歇性低氧训练对运动员有氧能力干预效果影响的随机对照实验(RCT)符合纳入标准。均为现役运动员或者退役运动员，运动项目以游泳、自行车、长跑3项全能为主。样本量共计325人(男281人，女44人)，年龄范围为14～54岁，年龄跨度较大，所测受试者的运动水平均较高，纳入文献Jadad得分5篇为高质量(≥3分)、14篇为低质量(<3分)，国外文献大多采用盲法，国内文献没有采用盲法，很多论文中没有具体说明测试方法以及测试的具体过程，因此，本研究没有列出(表1)。

3.1.2 纳入文献的干预特征

本研究共纳入19篇文献，结局指标的测试有的涵盖1项，有的均有涉及。其中，涉及最大摄氧量指标的有16篇文献，有13篇关于血红蛋白指标的研究。运动干预方案设计较为灵活，但基本遵从低氧刺激原则，干预持续时间范围1.5～8周不等，以3～4周的研究居多。最后的测试出现显著性干预效果的仅有6篇文献(表2)。

3.2 敏感性分析

通过对纳入的19篇文献进行敏感性分析，如改变研究质量差异、纳入标准、统计模型以及效应量的选择等，重新进行Meta分析，发现合并结果改变不明显，说明本研究的Meta分析结果较为可信。

3.3 发表偏倚分析

3.4 Meta分析结果

表1 纳入文献的基本特征一览表

表2 纳入文献实验设计方案及结局指标一览表

图2 发表偏倚漏斗图

图3 间歇性低氧训练对最大摄氧量加权均数差影响

由于存在训练和低氧刺激2个变量，以及还存在较多的协变量(如发表年限、干预措施、性别等)。因此，采用多因素Meta回归分析对异质性原因进行筛选。结果显示(表3)，发表年份、性别、Jadad得分、训练时间4因素的P值均大于0.05，说明此4因素与研究的异质性无关；而氧浓度、干预周期、训练频率3因素的P值均小于0.05，说明此3因素是引起最大摄氧量研究间异质性的主要因素。

将与异质性有关的影响因素(氧浓度、干预周期和训练频率)进行分层多水平的Meta回归分析，结果表明(表4)，在氧浓度方面，15%和大于15% 2个组别的异质性均较小，而且方程的拟合度较好(Tau2较小)，合并效应量的WMD值分别为-2.67和2.71。在干预周期方面，3～4周干预时间异质性较小，其他两组的P值无统计学意义；在训练频率方面，3～5次/周是影响最大摄氧量干预效果

的主要因素，合并WMD值-2.44，95%CI[-3.57,-1.31]，其他2组与最大摄氧量干预效果之间无统计学差异。

表3 影响异质性因素的Meta分析结果一览表

表4 分层亚组分析结果一览表

3.4.2 间歇性低氧训练对血红蛋白(Hb)的影响

本研究中有13篇文献报道了间歇性低氧训练对血红蛋白(Hb)的影响，纳入研究对象193例(IHT组98例，对照组95例)。Meta分析结果显示，异质性检验P=0.014，I2=30%，具有同质性。因此，采用固定效应模型进行合并效应量分析，合并效应量WMD=-0.25，95%CI[-0.44,-0.06]。提示，IHT组运动员与对照组运动员比较，其Hb WMD具有统计学差异(P=0.009<0.01)。森林图显示(图4)，其WMD的95%CI横线落在无效竖线左侧，表明IHT组运动员最大摄氧量均值优于对照组，因此，间歇性低氧训练能够提高运动员体内Hb含量。

图4 间歇性低氧训练对血红蛋白(Hb)加权均数差影响

4 讨论

低氧训练是利用低氧仪在平原条件下模拟不同海拔高度的高原低氧环境，对运动员进行适宜的低氧刺激以提高运动员有氧代谢能力和抗缺氧能力的一种训练方法。鉴于低氧训练具有可发掘机体最大潜能，促进机体提高有氧代谢能力等优势,目前低氧训练相关研究引起了国际体育科学界的极大关注[8,20,36,37]。

在Hb的研究方面，运动员在普通环境中进行运动训练时，一般认为进行短期的大强度的快速运动比进行长时间耐力运动，运动员Hb增加得更明显[23,36]。这被看作是高水平运动员适应训练过程的标志。在低氧这一特殊环境下的低氧刺激训练，也可以使运动员的Hb含量产生一定的变化[19]。本研究发现，IHT训练对Hb带来显著性的变化。Hb作为评价运动员有氧能力的重要因子，其机制在于Hb可以作为一个缓冲因子，使内环境维持在一个稳定的pH值范围，提高无氧能力和肌肉缺氧的耐受能力[13]。能够使氧转移到肌肉细胞中，以此保证运动员具有充沛的体力。与常规环境下对比，在同样的运动时间中，运动量越大，运动员Hb增加得越明显。类似研究结果显示，低氧 1周后红细胞、Hb含量显著升高(P<0.05)[31,41]，从机制上是由于红细胞生成的绝对值增加，后者是由于血浆渗透造成血容量或血浆量减少所致[16,21,41]。这同王茂叶等(2001)、夏小慧等(2012)的研究结果不一致。

其次，实验设计不同。由于低氧训练规定低氧浓度有一个范围，因此,很多的研究者会根据自己研究对象的特殊性进行选择，使得运动员低氧浓度的刺激不同[9]。运动强度也是造成结果差异的原因之一，有些研究采用低强度训练，有些采取中高强度的低氧训练，对不同运动员来说，IHT的效果就会出现差异。

最后，实验的测试时间不同。本研究所纳入的文献，前测时间较为一致，在后测时表现出差异，有些研究是低氧训练结束后即刻测试，有些是间隔1周，有些是低氧训练结束2周后，个别研究后测时间更长。测试时间的不同在一定程度上也是造成差异的原因。

本研究的不足与局限：1)在检索过程中没有涉及未发表的文献，还有部分文献无法搜集到全文；2)纳入的女性运动员较少，这会造成一定的偏倚；3)在质量评价部分所纳入的国内、外文献对于是否分配隐藏、盲法类型均未注明，导致方法学质量不高；4)各研究间研究设计存在较大差异，尤其训练强度这一重要因素，很多文献中均没有详细的说明强度的具体设计。当前，低氧训练成为竞技体育的一种辅助训练手段，何种手段能进一步激发低氧训练的最大潜能和提高机体极限做功能力，必将是今后体育科研工作者的研究热点。

5 结论

[1]胡永红.间歇性低氧训练的原理及应用[J].浙江体育科学,2012,34(1):68-70.

[2]胡永欣.间歇性低氧训练对红细胞生成及其抗氧化能力的影响[D].广州：华南师范大学,2003.

[3]李强，高伟，魏宏文.间歇性低氧刺激对运动能力影响的实验研究[J].体育科学， 2001，21(3):75-79.

[4]刘海平，胡扬.间歇性低氧训练研究进展[J].山东体育学院学报， 2004，26(4):65-69.

[5]秦宇飞，张华.间歇性低氧训练对男子赛艇运动员大负荷训练期间生理机能的影响[J].中国运动医学杂志， 2007，(3):321-325.

[6]邱俊，陈文鹤.有氧耐力的测试指标和训练方法研究新进展[J].体育科研， 2009,30(1):57-61.

[7] 王茂叶，雷志平.间歇性低氧训练对机体有氧代谢能力影响的研究[J].西安体育学院学报， 2001，(1):32-34.

[8] 王茹.低氧运动/训练研究新动向[J].北京体育大学学报，2012，35(8):60-65.

[9] 夏小慧，胡扬，王卉，等.间歇性低氧训练对运动员有氧耐力影响的系统综述[J].上海体育学院学报， 2012，36(1):68-72.

[10] 张国海，王人卫.肌内效贴对人体运动能力影响与相关机理的研究进展与展望[J].中国体育科技，2015，51(1):73-80.

[11] ABELLAN R,REMACHA A F ,VENTURA R,etal.Hematologic response to four weeks of intermittent hypobaric hypoxia in highly trained athletes[J].Haematologica， 2005,90(1):126-127.

[12] BALIEY D M,DAVIES B,YOUNG I S.Intermittent hypoxic training:Implications for lipid peroxidation induced by acute normoxic exercise in active men[J].Clin Sci(Lond),2001,101(5):465-475.

[13] CLARK S A,BOURDON P C,SCHMIDT W,etal.The effect of acute simulated moderate altitude on power,performance and pacing strategies in well-trained cyclists[J].Eur J Appl Physiol，2007,102(1):45-55.

[14] CZUBA M,ZAJAC A,MASZCYK A,etal.The effects of high intensity interval training in normobaric hypoxia on aerobic capacity in basketball players[J].J Human Kinetics，2013,39(1):103-114.

[15] CZUBA M,WASKIEWIC Z,ZAJAC A,etal.The effects of intermittent hypoxic training on aerobic capacity and endurance performance in cyclists[J].J Sports Sci Med，2011,10(1):175-183.

[16] FAISS R,GIRARD O,MILLET G P.Advancing hypoxic training in team sports:From intermittent hypoxic training to repeated sprint training in hypoxia[J].Br J Sports Med，2013,47(1):45-50.

[17] GARVICAN L,MATRTIN D,QUOD M,etal.Time course of the hemoglobin mass response to natural altitude training in elite endurance cyclists[J].Scand J Med Sci Sports，2012,22(1):95-103.

[18] GORE C J,RODRIGUEZ F A,TRUIJENS M J,etal.Increased serum erythropoietin but not red cell production after 4 wk of intermittent hypobaric hypoxia (4 000～5 500 m)[J].J Appl Physiol， 2006,101(5):1386-1393.

[19] GOUGH C E,SAUNDERS P U,FOWLIE J,etal.Influence of altitude training modality on performance and total haemoglobin mass in elite swimmers[J].Eur J Appl Physiol，2012,112(9):3275-3285.

[20] HAMLIN M J,MARSHALL H C,HELLEMANS J,etal.Effect of intermittent hypoxic training on 20 km time trial and 30 s anaerobic performance[J].Scand J Med Sci Sports， 2010,20(4):651-661.

[21] HAMLIN M J.Effects of intermittent normobaric hypoxia on blood parameters in multi-sport endurance athletes[J].Med Sci Sports Exe， 2004,36(6):337-338.

[22] HENDRIKSEN I J,MEEUWSEN T.The effect of intermittent training in hypobaric hypoxia on sea-level exercise:A cross-over study in humans[J].Eur J Appl Physiol， 2003,88(5):396-403.

[23] HOLLISS B A,FULFORD J,VANHATALO A,etal.Influence of intermittent hypoxic training on muscle energetics and exercise tolerance[J].J Appl Physiol(1985)， 2013,114(5):611-619.

[24] JULIAN C G,GORE C J,WILBER R L,etal.Intermittent normobaric hypoxia does not alter performance or erythropoietic markers in highly trained distance runners[J].J Appl Physiol，2004,96(5):1800-1807.

[25] KATAYAMA K,MATSUO H,ISHIDA K,etal.Intermittent hypoxia improves endurance performance and submaximal exercise efficiency[J].High Alt Med Biol， 2003,4(3):291-304.

[26] KIME R,KARLSEN T,NIOKA S,etal.Discrepancy between cardiorespiratory system and skeletal muscle in elite cyclists after hypoxic training[J].Dynamic Med， 2003,2(1):4.

[27]LEVINE B D.Intermittent hypoxic training:Fact and fancy[J].High Altitude Med Biology,2002,3(2):177-193.

[28] MEEUWSEN T,HENDRIKSEN I J,HOLEWIJIN M.Training-induced increases in sea-level performance are enhanced by acute intermittent hypobaric hypoxia[J].Eur J Appl Physiol， 2001,84(4):283-290.

[29] MORTON J P,CABLE N T.Effects of intermittent hypoxic training on aerobic and anaerobic performance[J].Ergonomics，2005,48(11-14):1535-1546.

[30] PUPIS M,PIVOVARNICEK P,TONHASSEROVA Z,etal.Various alternatives of hypoxic training[J].Sport Spa， 2012,9(2):25-32.

[31] PUPIS M.The effects of intermittent hypoxic training on aerobic capacity and blood compnents of endurance athletes[J].Acta Kinesiologica， 2011,2(5):48-52.

[32] RODRIGUEZ F A,TRUIJENS M J,TOWNSEND N E,etal.Performance of runners and swimmers after four weeks of intermittent hypobaric hypoxic exposure plus sea level training[J].J Appl Physiol，2007,103(5):1523-1535.

[33] ROELS B,BENTLEY D J,COSTE O,etal.Effects of intermittent hypoxic training on cycling performance in well-trained athletes[J].Eur J Appl Physiol，2007,101(3):359-368.

[34] ROELS B,MILLET G P,MARCOUX C J L,etal.Effects of hypoxic interval training on cycling performance[J].Med Sci Sports Exe,2005,37(1):138-146.

[35] SCHMIDT W,PROMMER N.Effects of various training modalities on blood volume[J].Scand J Med Sci Sports,2008,18(1):57-69.

[36] SCOTT B R,SLATTERRY K M,SCULLEY D V,etal.Hypoxia and Resistance Exercise:A comparison of localized and systemic methods?[J].Sports Med,2014,44(8):1037-1054.

[37] SCOTT B R,SLATTERRY K M,SCULLEY D V,etal.Physical performance during high-intensity resistance exercise in normoxic and hypoxic conditions[J].J Strength Cond Res,2015,29(3):807-815.

[38] SWAIN C,KIRBY T,ALTSHULD J.Simulated altitude via re-breathing improves performance in well-trained cyclists[J].J Exe Physiol Online,2010,13(6):21.

[39] TRUIJENS M J,TOUSSAINT H M,DOW J,etal.Effect of high-intensity hypoxic training on sea-level swimming performances[J].J Appl Physiol,2003,94(2):733-743.

[40] WACHSMUTH N B,VOLZKE C,PROMMER N,etal.The effects of classic altitude training on hemoglobin mass in swimmers[J].Eur J Appl Physiol,2013,113(5):1199-1211.[41] ZORETIC D.The effects of hypercapnic-hypoxic training program on hemoglobin concentration and maximum oxygen uptake of elite swimmers[J].J Applied Physiol,2014,18(9):99-101.

The Effects of Intermittent Hypoxic Training on Aerobic Capacity of Athletes:Meta Analysis

DONG Hong1,LIU Bao2,LIU Hua-wei3,WANG Rong-hui1

intermittenthypoxictraining;athletes;aerobiccapacity;intervention;Metaanalysis

1000-677X(2016)10-0067-07

10.16469/j.css.201610009

2015-11-17；

2016-08-22

董宏(1987-)，男，山东日照人，在读博士研究生，主要研究方向为体质健康评价、运动员科学选材，E-mail：dhong77@163.com;刘宝 (1987-)，男，山东诸城人，助教，硕士，主要研究方向为游泳，E-mail：847992900@qq.com；刘桦玮(1987-)，男，河北秦皇岛人，助教，硕士，主要研究方向为田径，E-mail：396725248@qq.com。

1.北京体育大学，北京 100084;2.北京劳动保障职业学院，北京 100029；3.燕山大学，河北 秦皇岛 066000 1.Beijing Sport University，Beijing 100084，China;2.Beijing Vocational College of Labour and Social Security,Beijing 100029，China;3.Yanshan University,Qin huangdao 066000,China.

G804.2

A