“亚住高训”交替训练在中长跑运动员运动实践中的应用

王 迪，张小从，钱 钰，谭泽芹，殷 劲

“亚住高训”交替训练在中长跑运动员运动实践中的应用

王 迪，张小从，钱 钰，谭泽芹，殷 劲

通过“亚住高训”交替训练实验，对12分钟极限跑运动中动态心率、血氧饱和度、“极点”等指标进行研究，探讨“亚住高训”模式对“极点”等指标的影响及其提高中长跑运动员有氧工作能力及运动成绩的新途径。方法：对8名大学生中长跑运动员进行6周“亚住高训”实验研究。测试实验前、中、后期的12分钟极限跑、运动中心率、运动中血氧饱和度等指标，并根据运动生理学原理划分12分钟极限跑中机能变化相对应的“极点”等指标及其持续时间。结果:(1)“亚住高训”交替训练前、中、后，12分钟极限跑成绩、最大摄氧量、运动中心率及血氧饱和度等指标变化，呈现有利于有氧工作能力提高的趋势，部分指标存在显著性差异(P<0.05)。(2)“亚住高训”实验后，运动员赛前训练12分钟极限跑的“极点”及其持续时间明显缩短、“第二次呼吸”时间延长、“终点冲刺”时间增加，部分指标存在显著性差异(P<0.05)。结论：(1)“亚住高训”交替训练能有效提高运动员12分钟极限跑成绩，对运动员有氧工作能力有积极影响。(2)运动中通过心率、血氧饱和度实时检测，能够反映运动中“极点”“第二次呼吸”“终点冲刺”等指标的变化规律。(3)“亚住高训”交替训练能对12分钟极限跑过程中“极点”“第二次呼吸”“终点冲刺”及其持续时间的分配进行干预，有助于中长跑运动成绩的提高。

“亚住高训”；12分钟极限跑；极点；血氧饱和度；心率

0 引言

“极点”“第二次呼吸”等指标是运动训练学、运动生理学的基础概念，但在中长跑的训练实践中因动态检测技术滞后，成功应用于运动训练的报道较为少见。对于“极点”“第二次呼吸”和“终点冲刺”在运动中出现的时机、维持时间等具有训练学意义指标的研究，以及通过训练手段进行调控，达到提高有氧工作能力和运动成绩的研究却更为鲜见。

自20世纪60年代出现高原训练相关研究至今，其训练理论在训练、比赛中的应用仍是运动训练学领域的研究热点[1]。常见的高原训练模式为“自然高原进行训练”“模拟高原进行训练”“间歇性低氧暴露”“新型高原训练模式”等。利用自然高原进行训练面临的最大挑战是解决训练强度的问题；通过设备模拟高原或低氧环境进行训练效果的研究结果并不一致；而对新型高原训练模式的运用已有成功的案例，但是否达到最佳模式还需要进一步的研究证实[2]。据报道：高原1—亚高原2—平原1周训练，“这一训练模式较传统的高原训练模式对于提高世居高原的中长跑运动员的心肺功能的适应能力有着较好促进作用，有利于其更快更好的适应从高原到平原的海拔落差，对运动员训练时运动强度的提升和成绩的提高有一定实践意义”[3]。有报道，高原3—亚高原1—平原1训练，对“心肺功能的变化有利于运动员更快更好的适应从高原到平原的海拔落差，对运动员训练时运动强度的提升和成绩的提高有一定实践意义”[4]。但该类训练模式应用于久居平原中长跑运动员进行高原训练的报道较少。

为此，本文拟通过对久居平原大学生中长跑运动员“亚住高训”交替训练的实验干预，找出12分钟极限跑中“极点”“第二次呼吸”“终点冲刺”等指标的出现时机及其维持时间对运动员12分钟跑成绩的影响，填补中长跑运动中“极点”“第二次呼吸”“终点冲刺”等指标在运动实践中实时测试及评价的空白，为中长跑项目的高原训练提供创新方法和实践参数。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本文以8名大学生中长跑运动员为研究对象，长期居住与训练的平原海拔为500 m。基本情况见表1。

表1 8名中长跑大学生运动员基本情况

1.2 实验方法

训练时间：2016年6月6日至7月21日,共6周(第7周为参加比赛行程及时间)。具体安排：平原训练2周、“亚住高训”交替训练2周、赛前过渡训练2周(“亚住亚训”1周和平原训练1周)。测试时间：平原训练在成都(海拔500 m)进行，于第2周末进行“亚住高训”前的测试； “亚住高训”交替训练在泸定(海拔1 320 m)、康定(海拔2 560 m)进行，以7天为一个训练小周期，每个小周期的前5天在泸定进行亚住亚训、后2天在泸定居住、在康定训练(康定距泸定48 km，早去晚归)进行“亚住高训”，于第4周末进行“亚住高训”中的测试；赛前过渡训练分别在泸定、成都进行，于第6周末进行“亚住高训”后的测试。

1.3 实验分组

本研究采用同一批实验对象训练前后对照比较的研究方法，按时间先后分为:“亚住高训”前组(以下简称为：平原1)：未上高原训练前，在平原集训2周后的测试数据组；“亚住高训”中组(以下简称为：康定2)：在泸定“亚住亚训”5天、康定“亚住高训”2天/周，在共2周的“亚住高训”交替训练的最后一天的测试数据组；“亚住高训”后组(以下简称为：平原2)：在泸定7天“亚住亚训及平原7天共2周的强度训练后的测试数据组。

1.4 数据处理

采用SPSS 22.0作为统计软件，数据处理采用单因素ANVOA，采用LSD进行多重比较。统计学的显著性差异为P<0.05，非常显著性差异为P<0.01。

1.5 测试指标及实验仪器

测试指标包括：12分钟极限跑及其每400 m的分段成绩，12分钟极限跑运动中的动态心率(HR)、血氧饱和度(SpO2)、最大摄氧量(VO2max)等指标。使用实验仪器：力康牌Prince-100H型心率、血氧饱和度测试仪器，运动秒表，多参数监护仪迈瑞MECI000，血乳酸仪Lactate Scout+， VO2max计算以间接法推算得出，其公式为：VO2max=(跑距-0.318) /0.027 8(跑距换算为英里)[5]。

1.6 “极点”等指标的纳入标准

本研究将12分钟极限跑分为: 极点前运动时间、极点及其运动时间、第二次呼吸及其运动时间、终点冲刺及其运动时间(见图1)，其判断并纳入标准如下：

图1 12分钟跑过程中动态HR、SpO2变化与极点、第二次呼吸等记录和判断Figure 1 Recording and judgment drawing of dynamic heart rate,VO2max and pole,second breath in 12min limit running

长时间运动中产生“极点”，其原因主要是内脏器官的活动跟不上肌肉活动的需要，出现体内氧气供应不足，运动员出现呼吸困难、肌肉酸疼、不愿继续运动下去等现象[6]。结合本实验12分钟极限跑中动态心率、血氧饱和度的变化特点(见图1)，拟以心率高点、血氧饱和度低点的时间点为“极点”的纳入标准。如果心率高点、血氧饱和度低点出现异时性时，以血氧饱和度最低点为优先纳入选择的标准；“第二次呼吸”是指“通过自身的调整，使内脏器官与运动器官在功能上达到了高度的协调与配合，标志着进入工作状态阶段的结束”[7]，结合本实验研究，以极点后心率出现一段较低、血氧饱和度出现一段较高且较稳定的时间为“第二次呼吸”纳入标准(见图1)；第二次呼吸后随着终点的临近，运动速度加快、打破原有的运动生理学平衡而出现的一段心率升高、血氧饱和度降低的时段，本研究将其纳入“终点冲刺”阶段(见图1)；极点前的运动时间及其心率、血氧饱和度的变化，在本研究中统称(纳入)为“极点前运动时间”(见图1)。

2 研究结果

2.1 各组12分钟极限跑中心率、血氧饱和度实时变化

2.1.1 平原1测试12分钟跑时极点等指标记录和判断图示例

图2 廖某平原1测试12分钟跑时极点等指标记录和判断Figure 2 Recording of poles in 12min limit running test 1 of Liao on the plain

2.1.2 康定2进行亚住高训测试12分钟跑时极点等指标记录和判断图示例

图3 廖某康定2测试12分钟跑时极点等指标记录和判断Figure 3 Recording of poles in 12min limit running test 2 of Liao in Kangding,Sichuan Province

2.1.3 平原2测试12分钟跑时极点等指标记录和判断图示例

图4 廖某平原2测试12分钟跑时极点等指标记录和判断Figure 4 Recording of poles in 12min limit running test 2 of Liao on plain

2.2 各组12分钟极限跑运动成绩测试结果

表2 各组12分钟极限跑运动成绩相关测试结果(n=8)Table 2 Correlation test of each group's performance in 12min limit running(n=8)

注：与康定2相比，*P<0.05。

2.3 各组12分钟极限跑机能变化各阶段时间测试结果

表3 各组12分钟极限跑机能变化各阶段时间测试结果(n=8)Table 3 Results of functional state duration test of each group in 12min limit running(n=8)

注：与平原1相比，#P<0.05;与康定2相比，*P<0.05;**P<0.01。

2.4 12分钟极限跑过程中机能变化各点的实时测试指标

2.4.1 极点及其运动时间、心率、血氧饱和度测试结果

表4 12分钟极限跑极点运动指标测试结果(n=8)Table 4 Results of poles test of each group in 12min limit running(n=8)

注：与平原1相比，#P<0.05;与康定2相比，*P<0.05，**P<0.05;与平原2相比，△P<0.05。

2.4.2 第二次呼吸及其运动时间、心率、血氧饱和度测试结果

表5 第二次呼吸运动指标测试结果(n=8)Table 5 Results of second breath test of each group in 12min limit running(n=8)

注：与平原1相比，##P<0.01;与康定2相比，*P<0.05;与平原2相比，△P<0.05。

2.4.3 终点冲刺及其运动运动时间、心率、血氧饱和度测试结果

表6 12分钟极限跑终点冲刺运动指标测试结果(n=8)Table 6 Results of final sprint test of each group in 12min limit running(n=8)

注：与康定2相比，*P<0.05。

3 讨论与分析

3.1 “亚住高训”交替训练对12分钟极限跑跑距、最大摄氧量的影响

12分钟极限跑的平均跑距呈逐渐增加趋势，表现为康定2比平原1平均增加40.25 m(提高1.46%)，平原2比康定2平均增加232.12 m(提高7.72%)，平原2比平原1均增加272.37 m(提高9.17%)；同时,VO2max的平均值也呈现逐渐增加趋势，表现为：康定2比平原1平均增加0.56 ml/kg/min(提高0.93%)，平原2比康定2增加1.72 ml/kg/min(提高2.9%)，平原2比平原1平均增加2.28 ml/kg/min(提高3.9%)。Hgabegr等学者的研究也曾指出，VO2max与遗传的关系十分密切，遗传度可达80%～90%左右，即训练使VO2max提高的可能性较小，一般为20%～25%[8]。通过“亚住高训”交替训练6周时间内，使最大摄氧量的提高幅度达到3.93%，12分钟极限跑跑距提高9.17%(平均增加272.37 m)，证明“亚住高训”交替训练能有效提高运动员12分钟极限跑成绩和最大摄氧量。

3.2 12分钟极限跑成绩与运动平均心率、血氧饱和度

最大摄氧量受多种因素制约，其水平高低主要取决于氧运输系统、心脏的泵血功能、组织利用氧的能力。有研究发现，随着海拔的增高，动脉血氧饱和度随之下降，在较低海拔地区短时间适应后再进入高海拔地区人体能更好地适应[9]。本实验研究过程中，由于许多指标对运动中进行实时监测存在一定困难，最终选取运动中的平均心率及平均血氧饱和度来反映12分钟极限跑时氧运输系统、心脏泵血功能的变化。

12分钟极限跑的平均跑成绩平原2高于康定2、平原1，提高幅度较大，高达7.7%、9.2%，说明经过亚住高训后，12分钟极限跑的平均成绩显著提高；平均心率平原2低于康定2、下降17.5%、有显著性差异(P<0.05)，平原2明显低于平原1、下降7.8%，无显著性差异，说明经过亚住高训回到平原后，机体在完成12分钟极限跑时，心输出量的变化逐渐由心率增加转变为每搏量的增加，出现平均心率下降、心脏泵血功能增强的状态；12分钟极限跑平均血氧饱和度平原2高于康定2和平原1，提高幅度较大，说明回到平原后因心脏泵血功能的提高和氧含量相对充足，运动时机体能够从外界摄取更多氧量来满足机体需要，是有氧运动能力提高的表现。证明本实验12分钟极限跑平均心率、血氧饱和度指标能够部分反应12分钟极限跑成绩提高的运动生理学基础，能够作为本实验运动生理学、运动训练的参考指标。

3.3 运动中心率、血氧饱和度变化与12分钟极限跑运动中极点、第二次呼吸、终点冲刺关系

运动过程中机能变化规律及各阶段变化的实时判断应用和指导运动实践的方法、指标等是运动训练学、运动生理学的难点。邱俊强在最大摄氧量及其派生指标的研究中指出“国外在一些有氧耐力项目上已经形成了有项目特点的专项能力评估方法和体系，如中长跑、越野滑雪、铁人三项等,但我国此类研究开展的还不够深入， 多数项目仍在使用传统的方法进行运动员水平测试，且测试仅限于测试，在训练中的应用仍不多[10]。”由于运动中的心率、血氧饱和度指标能够实时反应氧运输系统、心脏的泵血功能的部分机能状态，本实验应用上述指标对12分钟跑运动中的极点、第二次呼吸等过程进行研究。

由表4可见：在康定2极点运动时间随心率的增加、血氧饱和度的降低而延长，平原2随心率的降低、血氧饱和度的增加而缩短；由表5可见：第二次呼吸的运动时间在康定2随心率的增加、血氧饱和度的降低而缩短，平原2随心率的降低、血氧饱和度的增加而延长。说明运动中心率增减、血氧饱和度高低与高原、运动缺氧程度相关，与极点运动时间持续长短有关。监测运动中心率、血氧饱和度指标的变化，在一定程度上能够部分反映运动中氧运输系统、心脏泵血功能、机体实时的机能状态，反映运动过程中极点、第二次呼吸等变化情况，在运动实践中具有一定指导意义。

3.4 “亚住高训”交替训练对12分钟极限跑各阶段时间变化的影响

运动员的训练水平及机能状态对“极点”克服现象起着重要作用。由表3可见，“亚住高训”交替训练，使运动员12分钟极限跑中极点前运动时间呈现出康定2比平原1缩短、平原2比康定2增加、平原2比平原1基本持平的规律，其中尤以康定2缩短明显。这可能与高原、运动双重缺氧引起的心率加快、血氧饱和度下降提前进入极点而出现应激反应有关，是机体的保护性机制，具有一定的运动生理学意义。

“亚住高训”交替训练使运动员12分钟极限跑中极点的出现及其持续时间呈现出康定2比平原1明显增加、平原2比康定2明显缩短、平原2比平原1明显缩短的规律。结合本实验极点的纳入标准，康定2极点持续时间增加是因为高原缺氧下机体持续运动带来的双重刺激，机体只能以增加极点持续时间来换取机体摄氧量与需氧量、内脏功能(氧运输系统、心脏的泵血功能)与外周(组织利用氧的能力)之间的平衡，达到维持持续运动的目的。而当运动员回到平原时，平原2极点持续时间比康定2显著缩短，是因为“亚住高训”带来的双重缺氧刺激使机体氧运输系统、心脏泵血功能及组织利用氧的能力得到提高后，运动过程中最大摄氧量增加、平均心率显著降低，血氧饱和度明显增加，导致极点反映反应降低、摄氧量与需氧量间达到平衡所需持续时间显著缩短，这是机体有氧工作能力提高的表现。

运动员12分钟极限跑中第二次呼吸持续时间呈现出康定2比平原1缩短、平原2比康定2明显增加、平原2比平原1增加的规律。综合本实验结果，可以认为：康定2第二次呼吸持续时间缩短，是以康定2极点持续时间增加为代价。而平原2第二次呼吸持续时间增加，是以平原2极点持续时间缩短为基础，是进行“亚住高训”交替训练后运动员表现出良好机能适应的特征。

运动员12分钟极限跑中终点冲刺运动时间呈现出康定2比平原1增加、平原2比康定2增加、平原2比平原1增加的规律。运动生理学将“运动过程中长时间保持高水平最大摄氧量的能力”称为“最大摄氧量平台持续时间”。它反映了人体在不利的代谢环境下其机能调节系统和氧运输系统维持高水平氧供应或最大摄氧量的能力及机体利用氧的综合能力[4]。平原2终点冲刺时间明显增加，说明“亚住高训”交替训练有利于12分钟极限跑成绩和终点冲刺能力的提高。

3.5 “亚住高训”交替训练对12分钟极限跑机能变化规律各点的影响及其在运动实践中的应用

赵广才等指出我国中长跑运动员训练量甚至达到或超过世界优秀运动员的训练量,但差距主要是速度素质明显偏低,负荷强度明显偏小。进行高原训练时忽视了高原与平原交叉的系统,尚未充分利用高原效应的作用[11]。对里约奥运会女子10 000m比赛冠军阿亚娜的参赛分段计时进行统计发现，阿雅娜在还剩6 000m时就开始冲刺，其前后两段5 000m的成绩分别为惊人的14min47s和14min30s。提前开始长距离冲刺跑使得阿亚娜战胜对手拿到奥运冠军，并打破由我国王军霞保持23年之久的奥运会纪录，将纪录提高了14s[12]。阿雅娜的夺冠再次证明提前终点冲刺并保持高速持续跑的能力直至冲过终点，是中长跑运动员创造优异运动成绩的必备专项能力，也是中长跑项目专项特征及训练的发展方向。

由表6可见：“亚住高训”交替训练，使运动员12分钟极限跑终点冲刺时间呈现出平原2比康定2增加(17%)、平原2比平原1增加(37%)的规律。终点冲刺的最低血氧饱和度平原2比康定2提高、平原2比平原1提高的规律，说明本实验运动员氧运输能力有所提高；同时，终点冲刺的最大心率、平均心率平原2比康定2降低、平原2比平原1持平，说明本实验运动员心脏的泵血功能得到了提高，这构成了本实验运动员回平原后终点冲刺提前且时间增加的运动生理学基础。例如：参加本实验的运动员廖某进行了亚住高训交替训练后参加2016年全国大学田径锦标赛获得男子3 000 m障碍第5名，创造个人最好参赛成绩。图2、3、5是其在平原1、康定、平原2进行12分钟跑测试的指标判断图。从3张图中看到，廖某在未参加亚住高训交替训练前的12分钟极限跑极点持续86 s，二次呼吸持续163 s，终点冲刺持续130 s；经过交替训练后，返回平原进行测试其12分钟极限跑极点持续20 s，二次呼吸持续196 s，而终点冲刺持续316 s。从图中所标时间还可看出，运动员经过亚住高训交替训练后，极点出现的时间缩短并很快进入第二次呼吸区域，二次呼吸阶段与平原相比虽然未有明显变化，但在终点冲刺阶段运动员的冲刺时间增加，说明过交替训练后运动员保持高速持续跑的能力加强。

4 结论

(1)“亚住高训” 交替训练能有效提高运动员12分钟极限跑成绩，对运动员有氧工作能力有积极影响。(2)运动中通过心率、血氧饱和度实时检测，能够反映运动中“极点”“第二次呼吸”“终点冲刺”等指标的变化规律。(3)“亚住高训” 交替训练能对12分钟极限跑过程中“极点”“第二次呼吸”“终点冲刺”及其持续时间的分配进行干预，有助于中中长跑运动成绩的提高，对丰富运动训练的模式和方法、增加运动中运动生理学实时评价指标有一定创新意义。

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(编辑 李新)

Application ofLivingatSub-altitudeandTrainingatHighAltitudeamong Mid- and Long-distance Runners in Sports Practice

WANG Di,ZHANG Xiaocong,QIAN Yu,TAN Zeqin,YIN Jin

Objective:Conducted a study into such indexes as heart rate in motion,blood oxygen saturation degree and "pole" in 12 min limit running,aiming to explore the influence of the alternative training mode of living at sub-altitude and training at high altitude,and new approaches to improving athletes' aerobic capacity and performance. Methods: 8 mid- and long-distance student runners

a 6-week "living at sub-altitude and training at high altitude" experiment study and their 12 min limit running,heart rate and oxygen saturation in motion were tested respectively before,during and after the experiment. The "poles" indicating the changes in functional state in 12 min limit running and their duration were decided according to relevant athletic physiological theories. Results: (1) 12 min limit running performance,VO2max,heart rate and blood oxygen saturation in motion all changed before,during and after the alternative training of "living at sub-altitude and training at high altitude",and presented a trend conducive to improving athletes' aerobic capacity. Some indexes presented significant difference (P<0.05). (2) After the experiment,athletes' "poles" in 12 min limit running and their duration were obviously shortened,while athletes' "second breath" was lengthened,and their "sprint time" increased. Some indexes presented significant difference (P<0.05). Conclusion: (1)The alternative training of "living at sub-altitude and training at high altitude" can effectively improve athletes' 12 min limit running performance,and has positive influence on athletes' aerobic working capacity.(2)Timely tests of heart rate and blood oxygen saturation in motion can reveal the changes in such indexes as "pole","second breath","final sprint". (3)The alternative training can intervene the distribution of "pole" "second breath",and "final sprint" in 12 min limit running,and is conducive to improving athletes' performance in mid- and long-distance running.

"LivingatSub-altitudeandTrainingatHighAltitude"; 12minLimitRunning;Pole;BloodOxygenSaturation;HeartRate

G804.23 Document code：A Article ID：1001-9154(2017)03-0070-07

四川省科技厅科技支撑计划项目“高原—亚高原交替训练的实验研究”(2014sz0158)。

王迪，硕士，助教，研究方向：中长跑项目高原训练，E-mail:jin_nian@yeah.net。

成都体育学院，四川 成都 610041

Chengdu Sport University,Chengdu Sichuan 610041

2016-12-27

2017-03-27

G804.23

A

1001-9154(2017)03-0070-07