4周低氧训练对男子足球运动员有氧耐力与T淋巴细胞亚群的影响*

王 舜， 赵述强， 汪作朋

(1. 淮北师范大学， 安徽 淮北 235000； 2. 北京体育大学研究生院， 北京 100084； 3. 山东科技大学体育学院， 青岛 266590)



4周低氧训练对男子足球运动员有氧耐力与T淋巴细胞亚群的影响*

王 舜1,2， 赵述强3△， 汪作朋2

(1. 淮北师范大学， 安徽 淮北 235000； 2. 北京体育大学研究生院， 北京 100084； 3. 山东科技大学体育学院， 青岛 266590)

目的：探讨4周低氧训练对男子足球运动员有氧耐力相关指标与免疫系统中T淋巴细胞亚群的影响。方法：选取某体育学院及其附属竞技学校20名男子足球运动员为受试者，平均分为训练组、低氧组、低氧训练组以及对照组。训练组进行每日60 min，每周5次，持续4周的功率自行车训练，运动强度为65%～75%最大摄氧量；低氧组进行持续4周每日60 min，每周5次处于低氧环境(氧浓度为14.7%)，不进行功率自行车训练；低氧训练组在低氧环境(氧浓度为14.7%)下进行与训练组相同条件的训练；对照组不做任何影响。结果：经4周训练后，低氧训练组红细胞计数、血红蛋白含量较对照组、训练组以及低氧组均存在显著性差异(P<0.05)；低氧训练组VO2max水平和3 000 m跑成绩较对照组、训练组以及低氧组均存在显著性差异(P<0.05)；低氧训练组T淋巴细胞CD3+水平较对照组、低氧组均存在显著性差异(P<0.05)。结论：相比于其他方式，每日60 min，每周5日，持续4周的65%～75%最大摄氧量强度低氧训练更有利于提高男子足球运动员的有氧耐力水平，并且可能有利于运动员机体免疫功能的提高。

低氧训练；有氧耐力；淋巴细胞亚群；足球运动员

我国职业足球联赛水平与世界高水平足球联赛存在较大差距，运动员耐力素质水平与欧美高水平运动员存在较大差距为重要原因之一[1]。足球比赛中运动员所有活动所需能量有70%～80%由有氧代谢供给，因此有氧耐力是足球运动员最基本、最主要的素质之一[2]。同时，有氧耐力的提高有利于

无氧耐力的发展，为运动员无氧耐力的提高奠定基础[1]。

目前低氧干预在减重、影响认知、提高运动能力等多方面已得到广泛应用，近年来越来越多的研究表明科学合理的低氧训练能够提高人体抗缺氧生理反应和适应能力[3,4,5]，进而提高运动员的有氧运动能力[6]。目前，已有的关于低氧训练提高运动员有氧耐力的研究中，训练方式一般分为高住低练、低住高练和高住高练低训，大多数研究中运动员低氧暴露时间较长[7-9]，单次训练时间在1 h以内的中等强度低氧训练对运动员有氧耐力的研究鲜有报道，且低氧训练在足球运动员训练中的研究并不多见。同时，职业足球运动员专项训练及比赛任务繁重，针对提高足球运动员有氧耐力进行长时间的低氧训练难以实现，且长期低氧暴露条件下的大强度运动可能会引起机体免疫抑制[10]。因此，探索一种相对高效同时不需要较大运动强度的有氧耐力训练方案对提高专业足球运动员的有氧耐力水平十分必要。本研究以青年男子足球运动员为研究对象，探究每日60 min，每周5次，持续4周的65%～75%VO2max强度低氧训练对男子足球运动员有氧耐力和T淋巴细胞亚群的影响，为较短时间、较小强度低氧训练在提高运动员有氧耐力方面的应用提供科学依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

某体育学院及其附属竞技学校青年男子足球运动员20名，随机分为对照组、训练组、低氧组以及低氧训练组(n=5)。所有受试者均无心血管疾病、肝病、肾病、糖尿病、外周血管及皮肤病等疾病，一年内无重大伤病情况，所有训练和测试均在受试者健康状况良好的情况下进行。受试者具体情况见表1。

Tab.

1.2 试验方案

低氧训练组受试者在低氧环境(使用德国Low Oxygen Systems低氧系统控制氧浓度为14.7%)下进行为期4周的功率自行车训练，运动强度控制在65%～75%最大摄氧量(maximal oxygen consumption, VO2max)强度，训练频率为60 min/d，5天/周，训练时间为每周一至周五晚18:30-19:30；训练组受试者在常氧环境下进行为期4周的功率自行车训练，训练强度和时间与低氧训练相同；低氧组受试者仅低氧环境不进行功率自行车训练；对照组受试者训练环境为常氧且不进行功率自行车训练。饮食、住宿、日常训练及业余活动四组受试者保持一致。所有受试者均在训练4周前后的周一早晨7点空腹抽取血液检验，检验指标有红细胞(RBC)、血红蛋白(HB)、红细胞比容(HTC)、T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+)。特别注明：该研究实验得到了所在省体育科研中心的许可与支持，所有受试者均在知情的情况下自愿报名接受测试。

1.3 测试仪器与指标

1.3.1 体成分测定 采用双能X-线吸收仪(dual energy ray absorptiometry, DXA, Prodigy, GE Lunar Corp, Madison, WI USA)在训练前和训练后1 d分别对空腹状态下受试者的体成分进行测定，并计算体脂率(body fat rate, BFR)和肌肉质量百分比(body muscle rate, BMR)。

1.3.2 血中RBC 、Hb、Hct检测 训练周期结束后次日的上午7点分别对受试者进行采样检测。测试前所有受试者在清晨禁食12 h 后从肘静脉抽取静脉血2 ml，其中1 ml放入EDTA-K2 抗凝，采用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司生产的BC-3000全自动血液细胞分析仪检测红细胞数(red blood cell count, RBC)、血红蛋白浓度(haemoglobin, Hb)和红细胞比容(hematocrit, Hct)。

1.3.3 VO2max检测 采用K4b2心肺功能测试仪(意大利)测试所有受试者VO2max水平，测试方案采用Bruce方案[11]。

1.3.4 CD3+、CD4+、CD8+检测 采用Beckman Coulter Epics XL 流式细胞仪(美国)作双荧光检测计数外周血T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+)。检测流程如下：取30 μl全血加入流式管中，每管分别加入10 μl CD3、CD4、CD8抗体，立即振荡混匀，室温避光孵育30 min(抗体孵育的同时，提前打开流式细胞仪预热)；抗体孵育的同时，将红细胞裂解液放入37度水浴箱中提前预热10 min；每管分别加入120 μl的红细胞裂解液，立即振荡混匀，避光孵育15 min,待流式管内液体变为透亮色；每管加入300 μl鞘液，吹打混匀后，立即上机检测。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 训练后身体成分指标的改变

根据表2结果可见，经4周训练方案干预后，训练组、低氧组以及低氧训练组的BFR、BMR及体重水平较对照组均无显著性差异(P>0.05)。

2.2 训练后RBC、Hb、Hct的改变

根据表3结果可见，经4周训练方案干预后，低氧训练组在RBC、Hb指标水平较对照组、训练组以及低氧组均存在显著性差异(P<0.05)；在Hct指标水平三者无显著性差异(P>0.05)。此外，后者三组之间在RBC、Hb、Hct指标水平也无显著性差异(P>0.05)。

GroupBFR(%)BMR(%)Weight(kg)Control14.59±2.7875.04±5.7373.10±8.33Training14.35±2.6475.22±6.4872.94±8.87Hypoxia14.30±1.7973.79±5.3072.83±12.78Hypoxiatraining13.98±2.3074.11±7.0272.62±10.19

BFR: Body fat rate; BMR: Basal metabolic rate

GroupRBCHb(g/L)Hct(l/L)Control4.83±0.28142.45±7.1545.40±3.20Training4.80±0.24140.86±8.0345.23±6.83Hypoxia4.70±0.49139.87±8.0646.71±2.82Hypoxiatraining5.08±0.30*#△147.00±10.60*#△47.21±7.63

RBC: Red blood cell; Hb: Haemoglobin; Hct: Hematocrit

*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vstraining group;△P<0.05vshypoxia group

2.3 训练后VO2max的改变

根据表4结果可见，经4周训练方案干预后，低氧训练组VO2max水平和3 000 m跑成绩较对照组、训练组以及低氧组均存在显著性差异(P<0.05)；训练组虽然在VO2max水平和3 000 m跑成绩略有提高，但效果不显著(P>0.05)。

GroupVO2max(ml/(kg·min))Resultsof3000mrunning(s)Control57.36±3.37575.20±28.74Training58.04±9.41564.33±32.46Hypoxia56.14±7.10572.47±27.43Hypoxiatraining59.83±6.50*#△558.33±25.13*#△

VO2max: Maximum volume of oxygen

*P<0.05vscontrol groups;#P<0.05vstraining groups;△P<0.05vshypoxia groups

2.4 训练后T淋巴细胞总数及亚群的改变

根据表5结果可见，经4周训练方案干预后，低氧训练组T淋巴细胞CD3+水平较对照组、低氧组均存在显著性差异(P<0.05)，但CD4+、CD8+以及CD4+/CD8+比值水平较对照组无显著性差异(P>0.05)；而训练组和低氧组T淋巴细胞CD3+CD4+、CD8+以及CD4+/CD8+比值水平与对照组无显著性差异(P>0.05)。

Tab.

*P<0.05vscontrol groups;#P<0.05vstraining groups;△P<0.05vshypoxia groups

3 讨论

所谓的低氧训练即利用人工模拟高原低氧环境能够对人体产生特殊生物学效应，同时配合运动本身增加机体的缺氧程度，从而调动人体机能潜力，产生抗缺氧生理反应和适应，进而提高人体有氧耐力水平。研究认为，高原训练及各种模式的低氧训练提高机体有氧运动能力主要是通过增加血液运氧能力、增强心肺功能以及改善骨骼肌中相关氧化酶的活性等方面实现[6]。

本研究结果显示：在4周65%～75%VO2max强度低氧训练干预后，低氧训练组在外周血RBC、Hb、Hct水平均显著均高于低氧组、训练组以及对照组；在其他指标上虽存在变化，但显著性不够明显。从研究结果看，相比于常氧环境中的训练干预，每次60 min，每周5次，持续4周的65%～75%VO2max强度低氧训练能够促进男子足球运动员提升有氧耐力水平。值得注意的是，前人研究中受试者均经过较长时间的低氧暴露或低氧训练[11-13]，而本研究受试者在为期4周的干预中，每天低氧训练时间仅为60 min，说明运动员在一定范围内提高有氧耐力可能并不需要长时间的低氧暴露。此外，Hct是影响血液粘滞性的最重要因素，Hct值的升高是对低氧环境的适应，但Hct值过高反而会导致血流缓慢，使心输出量减少[14]。本研究中试验组(3组)干预后外周血Hct水平较对照组均无显著性变化，且均在正常生理范围内，说明受试者血液中RBC、Hb增加的同时并没有导致血液粘滞性的增加。另外，低氧训练组在4周中等强度低氧训练结束后VO2max水平显著升高，而低氧组、训练组干预后与对照组无显著性变化，反映出4周中等强度低氧训练可能有利于男子运动员心肺功能水平的提高。同时，本研究低氧训练组运动员干预后3 000 m跑成绩的显著提高(表4)进一步说明其有氧耐力水平的提升。本研究对受试者干预后的体重、体脂率和肌肉质量百分比与对照组进行比较后均未发现显著性差异，排除了受试者体成分改变影响运动表现的可能性。研究结果的不一致性可能与各研究所选用的低氧训练模式、训练强度和时间、受试者的个体差异有关，而不同方案的低氧训练对运动员VO2max影响的差异及其机制尚需进一步研究。

此外，低氧暴露对机体免疫功能的影响引起研究者的注意，低氧训练将通过引起运动员的T淋巴细胞亚群的变化而影响运动员的免疫力。本研究结果显示，4周低氧训练干预后，低氧训练组T淋巴细胞总数CD3+显著上升，而CD4+、CD8+、CD4+/CD8+比值上升变化不明显(表5)，说明本研究低氧训练方案可能有助于运动员免疫功能的提升。CD3分子分布于成熟的T淋巴细胞表面，在信号传递中具有重要作用，常用CD3+数代表总T淋巴细胞数来反映细胞免疫功能，CD4+和CD8+是两个具有不同作用的T淋巴细胞亚群：CD4+能够辅助、诱导免疫反应，而CD8+则被称为细胞毒性T细胞，具有免疫抑制作用，CD4+/CD8+比值的下降预示着机体免疫功能受到抑制[15]。Facco等[16]研究发现，海拔5 050 m的急性和慢性低氧暴露均能够使受试者机体T淋巴细胞总数CD3+及CD4+数量降低。本研究认为，Facco等[16]研究中T淋巴细胞数目的降低可能与受试者所处环境低氧程度较强(海拔5 050 m)有关。文献报道高海拔低氧暴露后可造成机体T淋巴细胞发生凋亡或坏死，且可能使机体重要器官发生不同程度的损伤，导致免疫细胞重要器官增多现象[17]。此外，研究报道适度的低氧环境和训练强度可能不会对机体免疫功能产生不利影响[18]。本研究结果说明本研究试验组的低氧训练方案可能有助于运动员免疫功能的提升。

综上可见，每日60 min，每周5日，持续4周的65%～75%VO2max强度低氧训练能够提高青年男子足球运动员的有氧耐力，同时可能有助于提升运动员的免疫功能，可作为一种持续时间短、运动负荷较小的方案应用于加强运动员有氧耐力的训练中。然而在本研究4周干预训练中，运动员运动强度控制在65%～75%VO2max水平，期间没有改变运动强度。研究报道，在低氧训练后期加大训练负荷可使机体受缺氧刺激更明显，有利于进一步提升血红蛋白水平[7]。因此，在后续研究中，可在低氧结合中等强度干预训练的后期适当增加训练负荷，探究运动强度与干预效果的最佳平衡点。

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Effects of 4 week hypoxic training on endurance capacity and T lymphocyteofmale football players

WANG Shun1,2， ZHAO Shu-qiang3△， WANG Zuo-peng2

(1. Huaibei Normal University, Huaibei 235000; 2. Beijing Sport University, Beijing 100084;3. Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China)

Objective: To investigate the effects of 4-week hypoxia training on index related to endurance capacity and lymphocyte subjects of male football players. Methods: Football players from a sport university were evenly divided into 4 groups: training group, hypoxic group, hypoxia training group and control group.The control group completed a 4-week cycling training with the intensity of 65%～75%VO2max, while the hypoxia training group did the same training in hypoxia environment (14.7% oxygen concentration);Low oxygen groups for 4 weeks daily 60 min, 5 times a week in a low oxygen (14.7% oxygen concentration ) environment, did not cycle training；the control group without any intervention. Results: In hypoxia training group, the red blood cell count and hemoglobin were significantly higher than those of the control group, training group and hypoxia group(P<0.05);there was significant difference in VO2max and the performance of 3 000 m running between hypoxia training group and other groups(P<0.05); the number of CD3+level in hypoxia training group was significantly higher than that of the control group and hypoxia group (P<0.05). Conclusion: Compared to other methods environment, a hypoxia training program of 60 min/d, 5 d/w, 4 weeks in total contributed to improve the endurance capacity of male football players, and it’s also probably beneficial for improvement of immunity.

hypoxia training; aerobic endurance; lymphocyte subsets; football player

2016-03-16

2016-11-28

G804.5

A

1000-6834(2017)03-214-04

10.12047/j.cjap.5438.2017.053

△【通讯作者】Tel: 18661904530； E-mail： zsqqdty@126.com