高原亚高原交替训练对世居高原中长跑运动员有氧运动能力影响的初步研究

步政龙，王 迪，梅晓涛，钱 钰，博德齐



高原亚高原交替训练对世居高原中长跑运动员有氧运动能力影响的初步研究

步政龙1，王 迪1，梅晓涛1，钱 钰1，博德齐2

1.成都体育学院，四川成都，610041；2.四川省运动技术学院，四川成都，610043。

目的：通过观察世居高原中长跑运动员在高原—亚高原交替训练后各项指标及机能的变化情况，探讨不同海拔的交替训练对耐力性运动项目运动员有氧运动能力的影响。方法：甘孜州体校世居高原的中长跑运动队队员共28名，将运动员随机分为两个组：实验组和对照组，每组14人。实验组采用高原—亚高原交替训练方法，在海拔高度变化的条件下进行训练。对照组采用传统的高住高练模式进行训练。训练结束后进行12min跑测试，并记录在规定12min内跑出的距离，然后对运动后即刻的心率、最大摄氧量、血氧饱和度、血乳酸以及血液指标（红细胞RBC、血红蛋白HB）进行检测。结果：（1）高原—亚高原交替训练后，运动员RBC数目增加，HGB显著增加，高原训练4周后相比，RBC增加更加明显，但HGB数量低于亚高原训练后；（2）交替到亚高原训练2周后12min跑成绩提高了12.2%，连续高原训练4周后成绩降低了2.6%，P<0.05；（3）高原—亚高原交替训练后心率变化不明显，但高原训练4周后心率有所增加，运动后即刻血乳酸水平显著降低，且低于连续高原训练4周后血乳酸值，P<0.05。最大摄氧量和氧饱和度显著提高，P<0.01，与高原训练4周后相比，高原—亚高原训练后最大摄氧量和氧饱和度升高更加明显。结论：（1）高原—亚高原交替训练后，运动员专项有氧运动能力得到提高，而连续高原训练后运动员专项运动成绩反而降低，可能是长时间低氧环境下运动突破了机体对低氧的耐受极限所致。（2）高原—亚高原交替训练能够给予机体一定的缺氧刺激，又能避免高原训练中的不利因素，能够保证有一定的训练强度，从而提高中长跑运动员的专项有氧运动能力。建议：高原—亚高原交替训练能够有效提高中长跑运动员的有氧运动能力，平原地区的运动员到高原进行训练时很难在缺氧环境下保持一定的运动强度，可以让运动员先在高原居住一段时间，等到机体出现高原习服时，对低氧有一定的耐受后再进行小负荷训练，然后再到亚高原进行大负荷训练，从而提高高原训练的成功率。

高原；亚高原；交替训练；中长跑；有氧运动能力

高原训练作为一种特殊的强化训练手段，主要是利用高原缺氧环境和运动训练的双重刺激来提高运动员的运动成绩。高原训练在多种运动项目中能够有效提高有氧代谢能力，从而促进运动成绩特别是耐力项目成绩的提高。

近年来随着竞技体育的不断发展和运动技术水平的提高，作为以竞速性有氧供能为主的项目，中长跑运动在训练过程中经常采用高原训练的方式，通过高原的特殊环境来提高运动成绩，但总体效果不太理想。

在以往的实践中，人们发现，高原训练确实存在一些不利因素，运动员在高原训练中很难保持与平原相同的训练强度，长期的缺氧环境或引起肌肉血流量减少、蛋白质合成低下、肌纤维变细、肌肉萎缩，导致肌肉力量丢失，从而导致速度丢失。高原训练对机体来说，能源物质消耗较大，因此运动员的体重通常会明显下降，高原的环境与平原不同，比如气压和风力等环境因素都会引起动作技术变形，因此，各国学者都在积极的寻找方法来弥补高原训练的不足。

亚高原海拔高度较高原低，低氧程度不深，不能对机体造成明显的刺激，因此长期以来被高原训练的研究和实践排斥在外，高原—亚高原交替训练，既能保证强度，又不至于长期低氧，或强度过大对机体造成损害，但关于高原—亚高原的训练研究的报道并不多见。

蒋丽等高原-亚高原-平原训练（1-2-1模式）[1]，阳仁均等高原-亚高原过渡训练（3-1-1模式）[2]实验研究结果均表明高原-亚高原训练对运动员心肺功能具有积极作用。

本研究是拟通过对世居高原的中长跑运动员进行高原—亚高原交替训练后相关指标的变化，探讨在递增负荷的情况下，不同海拔的交替训练对中长跑运动员有氧运动能力的影响，为今后的高原训练提供参考依据。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

此次试验的研究对象是甘孜州体校世居高原的中长跑运动队队员共28名（男17名，女11名），所有队员均是从出生至今生活在海拔2 500m及以上的高原环境中，平时在位于海拔2 600m的康定甘孜州体校进行训练，有过到高原和平原参加比赛的经历。队员基本情况如表：

表1 甘孜体校中长跑运动员基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 训练方案 将运动员随机分为两个组，实验组和对照组，每组14人，两组运动员都采用递增负荷强度训练计划。两组运动员在训练方法与手段恒定的条件下，实验组采用高原—亚高原交替训练方法，在海拔高度变化的条件下进行训练。对照组采用传统的高住高练模式进行训练。实验组队员均在海拔2 600m的康定进行为期2周的训练后交替到海拔1 600m的亚高原泸定进行为期2周的训练。对照组在海拔2 600m的康定进行为期4周的高住高练。两组训练任务均以发展运动员有氧跑能力为主，提高有氧耐力以长距离、超长距离跑或固定距离的递进间歇跑为主。训练结束后进行12min跑测试，并记录在规定12min内跑出的距离，然后对运动后即刻的心率、最大摄氧量、血氧饱和度、血乳酸以及血液指标（红细胞RBC、血红蛋白HB）进行检测。

1.2.2 测试指标、方法 在为期2周的高原训练后，对所有运动员进行12min跑测试，在运动后即刻进行心率、最大摄氧量、血氧饱和度、血乳酸测试。取静脉血液，以EDTA抗凝后进行血液指标红细胞RBC、血红蛋白HB检测。再分别对实验组和对照组运动员进行亚高原训练后以及高原训练后，进行12min跑测试并在运动后即刻进行以上各项指标测试。

测试仪器为美国YSI-1500血乳酸测试仪、Sunnto T6C心率表。

12min跑测试方法：15min准备活动，要求最大心率不超过140-150次/min。运动后测定心率、血乳酸、最大摄氧量等。同时纪录全程每圈平均时间、总成绩（距离）、运动中最大心率。测试时间为：2周高原训练后、4周训练后。

1.3 数据处理

所有数据由SPSS11.0处理，单因素方差分析（One-way ANOVA Analysis），结果采用均数±标准差（`X±SD）表示。显著性水准取α=0.05，P<0.05为显著性差异，P<0.01为极显著性差异。

2 研究结果

2.1 结果

如表2所示运动结束后测得运动员在泸定的最大摄氧量高于康定，且与康定均存在显著性差异（P<0.05），在泸定训练的运动员最大摄氧量较高。泸定训练后，运动后心率有所降低，康定与泸定之间存在显著性差异。运动后的血氧饱和度从康定到泸定逐渐升高，各地的血氧饱和度之间存在显著想差异。运动后血乳酸从康定到泸定呈递减趋势，且存在显著性差异。

2.1.1 血液指标RBC、HGB检测结果 如表2所示，所有运动员训练4周后RBC、HGB值均呈上升趋势，与高原训练2周后相比，交替到亚高原训练2周后，运动员RBC数目增加，HGB显著增加，高原—亚高原交替训练后与高原训练4周后相比，高原训练后血象指标RBC增加更加明显，但HGB数量低于亚高原训练后。

表2   

＊P<0.05

2.1.2 12min跑成绩 由表3可知，两组运动员4周训练后12min跑成绩与在高原训练2周后相比，交替到亚高原训练2周后成绩提高了12.2%，连续在高原训练4周后成绩降低了2.6%，高原—亚高原交替训练后成绩与连续高原训练4周相比显著提高，且P<0.05。

表3   

＊P<0.05

2.1.3 心率、VO2max、氧饱和度、血乳酸检测结果 运动员亚高原训练2周后与高原训练2周后相比较，心率变化不明显，但高原训练4周后心率有所增加。运动后即刻血乳酸水平显著降低，且低于连续高原训练4周后血乳酸值，P<0.05。最大摄氧量和氧饱和度显著提高，P<0.01，与高原训练4周后相比，高原-亚高原训练后最大摄氧量和氧饱和度升高更加明显。

表4   

＊P<0.05

3 分析讨论

3.1 血液指标RBC、HGB的变化

RBC主要反映运动员循环系统中红细胞的数量，用于了解运动员在高原训练期间血液载氧能力和组织利用氧能力的变化[3]。本研究结果显示，世居高原中长跑运动员在连续4周高原训练后，RBC、HGB含量均升高，连续高原训练后RBC值增加更明显，而高原—亚高原交替训练后HGB值增加更明显[4]。这是由于世居高原的运动员，长期在高原进行生活和训练，运动员的HGB本身就处于较高水平，训练负荷加上低氧刺激，血液中的红细胞大量破坏，对运动负荷的适应，引起体内代偿性增加[5]。为满足器官系统正常的需氧量，一方面机体呼吸加快以保证摄入更多的氧气；另一方面血液中RBC、HGB增加，提高血液携氧能力从而在一定程度上缓解了机体缺氧[6]。有研究证实低氧环境会刺激EPO的分泌，高原缺氧引起肾脏分泌的EPO增加，EPO促进骨髓干细胞分化为原始红细胞加速原始红细胞进化为RBC，并可促进网织红细胞快速释放，RBC携氧能力增强。从而促进RBC、HGB增加[7]。对照组连续在高原低氧环境的刺激下进行运动训练4周后，除了要维持各器官系统的正常生理活动外，运动训练需要消耗更多的氧气[8]。因此，机体通过RBC、HGB浓度的增加来提高血液携氧能力。同时，低氧及运动的双重刺激还会引起机体体液的再分布过程中血液浓缩的改变；运动负荷量过大导致机体消耗增加，血细胞的破坏速度和生成速度不相等，机体为了满足自身氧气的需要则要产生RBC和HGB来增强携氧能力[9]。机体对高原训练逐渐适应是机体对高原的被动适应转变为对训练负荷的主动适应的结果表现在，血容量增加，红细胞的更新率加快，血液相对浓缩，血液浓缩同样会导致RBC浓度的升高[10]。对照组RBC的增加可能是由于EPO分泌增加和血液浓缩两个原因共同导致的。与高原相比较，世居高原的运动员下到亚高原后能够摄取到更多的氧气，因此，其机能状态有所提高，单纯的运动刺激导致RBC浓度的升高相对不明显[11]。实验结果中RBC和HGB含量变化并不一致，可能是由于红细胞的大小、红细胞平均血红蛋白浓度含量不同所致。

HGB是用于判断血液载氧能力的比较直观有效的指标之一，RBC主要反映运动员循环血中红细胞的数量，通过以上指标分析，能够了解运动员在高原训练期间血液载氧能力和组织利用氧能力的变化[12]。低氧环境使机体呼吸加快，RBC浓度升高在一定程度上缓解了机体缺氧。结果显示：亚高原训练后运动员血液载氧能力和肌肉利用氧能力均得到提高，高原—亚高原交替训练后，运动员低氧耐受能力增加，氧饱和度升高，氧利用率增加，血红蛋白携氧能力增加，机体利用氧的能力提高[13]。RBC、HGB增加表明亚高原训练后运动员血液载氧能力和肌肉利用氧能力得到提高[14]。

3.2 专项有氧运动能力12min跑、血乳酸

12min跑作为中长跑运动员评价有氧运动能力的一种手段，是运动员体能测试中评价训练水平和体能的重要指标[15]。12min跑主要依靠有氧代谢提供能量，采集12min跑前后乳酸、心率等指标[16]。结果显示：实验组经过2周高原训练再交替到亚高原进行2周训练后，12min跑成绩有了显著提高，和2周高原训练后相比较，成绩提高了12.2%，说明运动员下到亚高原后其有氧运动能力有了一定的提高[17]。亚高原训练使高原训练效果得到充分体现，综合影响使有氧工作能力提高，运动员12min跑成绩提高，有氧运动能力提高，完成同样负荷时，无氧供能动用减少，乳酸下降，血乳酸浓度主要由生成和消除两大因素决定，亚高原环境低氧刺激相对较弱[18]。因此，在高原进行运动训练对循环系统产生一定强度的低氧刺激后，氧运输能力有了一定的提高，骨骼肌有氧代谢供能能力增加，导致乳酸浓度降低，相同负荷运动后乳酸生成减少，同时乳酸的消除速度增加，说明骨骼肌有氧代谢能力提高[19]。但连续高原训练4周后，12min跑成绩反而下降，是因为对于世居高原的运动员来说，长期缺氧环境造成体能供氧不足，再加上剧烈运动导致机体缺氧加深，可能突破了机体所能承受的极限，导致运动能力降低[20]。

运动后对血乳酸浓度进行检测，结果显示：实验组下到亚高原后，血乳酸浓度显著降低，说明其有氧运动能力得到提高，运动过程中，血乳酸浓度随运动的进行而增加，机体能量供给是从无氧代谢供能渡到有氧代谢为主的连续过程[21]。当有氧代谢产生的能量满足不了机体需要时，糖酵解供能的比例增大，而使乳酸浓度明显增加。血乳酸浓度在一定程度上反映了机体的有氧工作能力。同时由于大强度运动使乳酸消除的速率也减慢，因此，乳酸浓度会增加[22]。在高原训练过程中，缺氧刺激程度比亚高原更强，因此机体运动时耗氧量大于摄氧量，导致乳酸生成增加，而交替到亚高原后，机体能够摄取氧的能力增强，因此，有氧代谢能够提供更多机体运动所需要的能量，较少动用无氧代谢供能系统，所以，与连续高原训练相比血乳酸浓度显著降低[23]。

3.3 心率、最大摄氧量、氧饱和度

心率是心脏每分钟搏动的次数，运动时心率的高低与运动强度变化一致[24]。血液载氧能力降低，只能通过增加心脏搏动满足身体需要。一般人初到高原，心输出量增加主要依赖于心率的增加，而每搏输出量没有变化。每分输出量的增加主要靠心率的加快，心率增加可以补偿运输氧能力下降[25]。这种心率的增加，是由于中枢神经系统处于缺氧状态，交感神经受刺激而兴奋所致，去甲肾上腺素水平增加，动脉血压增加。而对于长期居住在高原环境的运动员来说，机体会对低氧环境产生低氧习服，交感神经对低氧刺激的兴奋性降低[26]，但为了保证生理活动的正常耗氧量，会通过增加每搏输出量来满足机体需要，因此心率增加并不明显，与生活在平原的人相比，反而有所降低。本研究结果中显示，实验组经过高原—亚高原交替训练后，运动员心率没有显著变化，是因为在交替到亚高原后，氧含量相对充足，由于世居高原的运动员已经适应了高原的低氧环境，而在亚高原进行运动训练时，机体从外界摄取的氧量能够满足机体的需要，血液中RBC、HGB含量升高，又提高了血液的携氧能力，因此心率变化不明显[27]。高原训练时心脏每搏输出量增加，依赖于心肌收缩能力和心容积的大小增加，耐力运动员安静心率减慢，心室容积增大，每搏输出量增加，说明心脏泵血机能和工作效率提高，是运动能力提高的表现。

连续4周高原训练，对于长期生活在高原的运动要来说，机体本身就长时间处于缺氧状态，加上运动负荷刺激，机体需要消耗更多的氧，因此其心率增加更加明显。在高原训练中，1 500m是一个高度阈（Threshold Altitude），即超过此高度[28]，人体的最大摄氧量将随高度的升高而呈直线下降，高度每升高100m其VO2max将下降1%。弥散入血液的氧由红细胞中的血红蛋白携带并运输，因此，血红蛋白含量及其载氧能力与VO2max密切相关[29]，血液运输氧的能力取决于单位时间内循环系统的运输效率，即心输出量的大小，受每搏输出量和心率的制约[30]。心脏泵血机能和每搏输出量的大小是决定VO2max的重要因素。因为要实现肺泡气与肺毛细血管血液间的气体交换，除了要有一定的肺泡通气外，还必须有相应数量的肺部血液灌流量与其相匹配[31]。本研究结果中，实验组和对照组运动员经过4周训练后，运动员VO2max均有所提高，其中高原亚高原交替训练后，VO2max增加更加明显。对照组连续高原训练后氧饱和度没有明显改变，实验组交替到亚高原训练2周后血氧饱和度显著增加。这是因为当机体长期处于缺氧环境时，低氧刺激使机体造血器官机能达到一定的强度后，血浆减少，血液浓缩，因此，世居高原居民血液运载氧能力比平原者平均高28%[32]。高原的低氧环境会给人体，尤其是呼吸循环机能带来不利的影响，在进行剧烈运动时，人体增加心输出量的能力会远远跟不上肺通气的增加[33]，但是长时间居住在高原的人，机体能够在缺氧时产生迅速的调节反应，提高对缺氧的耐受能力，在运动过程中，需氧量增加，所以机体会通过加快呼气频率来增加肺通气量，而心率及每搏输出量的增加，以及血液中RBC、HGB增加可以提高携氧能力和对氧气的亲和力提高，从而使血氧饱和度增加，最大摄氧量增加[34]。在运动过程中肌组织从血液摄取和利用氧的能力也是影响VO2max的重要因素，长期耐力训练也可以提高VO2max，训练初期VO2max的增加主要依赖于心输出量的增加，而训练后期主要依赖于肌组织利用氧能力的增大[35]。

4 结 论

（1）高原—亚高原交替训练后，运动员专项有氧运动能力得到提高，而连续高原训练后运动员专项运动成绩反而降低，可能是长时间低氧环境下运动突破了机体对低氧的耐受极限所致。

（2）高原—亚高原交替训练能够给予机体一定的缺氧刺激，又能避免高原训练中的不利因素，能够保证有一定的训练强度，从而提高中长跑运动员的专项有氧运动能力。

5 建 议

高原—亚高原交替训练能够有效提高中长跑运动员的有氧运动能力，平原地区的运动员到高原进行训练时很难在缺氧环境下保持一定的运动强度，可以让运动员先在亚高原居住一段时间，等到机体出现高原习服时，对低氧有一定的耐受后再进行高原小负荷训练，然后再到亚高原进行大负荷训练，从而提高高原训练的成功率。

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The Effect of Altitude Training and Sub-altitude Training on the Aerobic Capacity of The Middle-distance Runner

BU Zhenglong1, WANG Di1, MEI Xiaotao1,et al

1.Chengdu Sport University, Chengdu Sichuan, 610041, China.2.Movement of Sichuan Institute of Technology, Sichuan Chengdu, 610043, China.

Objective: This article was to monitor the change of alternate plateau and sub-plateau training on middle-distance runner for live in high altitude circumstances. The purpose of this article was to detect the effect of alternate plateau and sub-plateau training on endurance athletes of aerobic exercise capacity. Methods: 28 endurance athletes of Ganzi Soprts School, divided into control group（n=14）and experiment group（n=14）.The experiment group used alternate plateau and sub-plateau training which was trained in different altitude circumstances. The control used traditional plateau training .When the whole training was finished, record the distance of run for 12 minutes, detect the immediate heart rate ,maximum oxygen uptake, oxygen saturation, blood lactate and blood index（RBC ,HB）.Result:1.After the alternate plateau and sub-plateau training, the amount of RBC rose, the amount of HGB significantly rose. After the plateau training for 4 weeks, the amount of RBC significantly rose, but the amount of HGB less than the alternate plateau and sub-plateau training; 2.After the alternate plateau and sub-plateau training for 2 weeks, the performance of run for 12 minutes rose 12.2%,but the run for 12 minutes of prance after 4 weeks plateau training reduced 2.6%, P<0.05; 3. After the alternate plateau and sub-plateau training, the heart rate changed a little bit, but after 4 week s plateau training, immediate blood lactate has significant reduction, and less than the 4 weeks plateau training, p<0.05. The maximum oxygen uptake and oxygen saturation were significantly improve., p<0.01; comparing with 4 weeks plateau training, the maximum oxygen uptake and oxygen saturation of the alternate plateau and sub-plateau training has obviously improve.

Highland; Sub-plateau; Alternate training; Middle-distance; Aerobic exercise ability

1007―6891（2017）03―0039―06

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.03.11

G804.7

A

2016-10-20

2016-11-16

四川省科技计划项目《高原—亚高原交替训练的实验研究》，项目编号：2014SZ0158。