低压低氧交替训练对运动成绩提高的研究进展

王 雪，强玉婷，许家宝，李恵霖，朱文赫

(吉林医药学院，吉林 吉林 132013)

由于时代的进步，如何科学化地提高运动成绩成为了今天的热点问题。人们通过实验得出了很多提高运动成绩的方法，其中高原训练就是其中的方法之一。高原训练的特点是能够为运动员提供低压低氧环境，对运动员机体产生特殊的刺激，使运动员的能力在比赛中发挥得更好[1-3]。在高原环境下运动训练一段时间后，运动员的身体会产生一系列的变化来应对环境的改变，这种变化能够提高运动员的呼吸系统、骨骼肌代谢以及心血管系统功能。这些功能与运动能力息息相关，对运动耐力的提高有很好的效果。影响高原训练的因素主要有：高原训练的高度、缺氧对人体产生的各种影响、高原训练的内容、高原停留时间长短对水分含量的影响、在平原与高原之间往返的时间间隔等[2]。

低压低氧交替训练是高原训练方法中的一种。大量的文献表明，低压低氧交替训练相比于传统的高原训练更具优势[1]。运动过程中不仅进行有氧运动也要进行无氧运动，低压低氧交替训练对有氧运动耐力和无氧运动耐力的提高都有较好的效果。研究发现，传统的高原环境具有大量不可控性，同时，外部环境会产生较多的干扰因素[4]。利用低压舱制造低压低氧环境进行低压低氧交替训练，可以有效减少环境因素对实验的干扰。低压舱的出现为体育事业的发展提供了极大的便利。骨骼肌是人体重要的运动器官，本文将骨骼肌代谢作为综述基础，从低压低氧交替训练与有氧运动以及低压低氧交替训练与无氧运动两个方面分别展开综述。

1 低压低氧交替训练对有氧代谢的影响

1.1 对骨骼肌线粒体呼吸链功能的影响

呼吸链功能主要与运输氧气的能力有关，而输氧能力由血氧容量和血红蛋白对氧的亲和力决定。已有很多研究证实，在高原训练这种特殊的双重缺氧的环境下，机体会产生一系列的生理反应来适应环境，比如机体的乳酸阀、肺通气量、氧化酶活性、最大摄氧量、红细胞等都提高了很多，使得血液运氧和肌肉利用氧的能力有所提高[5]，说明高原这种低压低氧的环境能够提高骨骼肌线粒体呼吸链功能。而交替低压低氧训练能够明显提高血氧容量，进而提高血液的运氧能力，同时也能提高周围组织利用氧气的能力[3]，说明交替低压低氧训练在增强骨骼肌线粒体呼吸链功能方面比普通高原训练的影响力更强[3,5]。

1.2 对骨骼肌线粒体自由基的影响

体内产生了更多的自由基，许多研究人员认为这是运动诱导机体产生疲劳的重要原因之一[6]。机体正常进行新陈代谢的情况下，体内会发生氧自由基反应和脂质过氧化反应，二者会维持一定的动态平衡，保证机体的生理生化反应和免疫反应能够正常进行。如果机体产生更多的自由基，过量的自由基将会攻击细胞膜系统上的不饱和磷脂、甘油酯和胆固醇，发生脂质过氧化等一系列变化[7]。异常的脂质过氧化反应，会打破机体原有的动态平衡，导致细胞膜系统的结构和功能受到一定的影响，引起细胞病变。在这种情况下，体内会发生线粒体氧化磷酸化偶联程度变弱，引起线粒体功能减退，机体被提供的能量变少进而引起机体疲劳[7]。由于间歇性低氧可以减少自由基的生成，提高骨骼肌线粒体功能[8]，因此交替低压低氧训练能够改善机体疲劳，使运动员在比赛中获得更好的成绩。

1.3 对骨骼肌线粒体氧化磷酸化的影响

真核细胞中的氧化磷酸化在线粒体中进行。低压低氧交替训练使得线粒体氧化磷酸化能力提高，促进骨骼肌内ATP酶和肌酸激酶活性的增强[9]，使得线粒体储备糖的能力以及合成ATP的能力增强，对在短时间内进行高强度运动时ATP的分解与合成具有加速作用，能够增强磷酸原系统提供能量的能力。磷酸原供能系统的特点是高效输出，且不产生乳酸，能够减弱机体疲劳，因此磷酸原供能系统直接影响机体的力量和速度素质[10]，对运动员的成绩影响很大。

综上可知，低压低氧交替训练能够提高骨骼肌线粒体有氧呼吸各项指标[11]，进而提高运动耐力，对提高运动成绩有重要意义。

2 低压低氧交替训练与无氧代谢

已有研究表明，交替低压低氧训练能够增强无氧能量供应系统[12]。在机体相对缺氧的情况下，即使机体会加快呼吸和循环，但依旧供不应求，因此机体需要更多的能量。但由于氧气的不足，所以此时肌肉获得能量的途径主要来源于糖酵解。因此，无氧代谢主要研究低压低氧交替训练对骨骼肌糖酵解的影响。

骨骼肌在短时间缺氧的运动中，表现为糖无氧酵解供能[13]。糖酵解的关键酶是己糖激酶、磷酸果糖激酶。研究表明，己糖激酶、磷酸果糖激酶水平在交替低氧训练中有所增高，糖酵解水平得到提高[14]。糖酵解的终产物是乳酸，在交替低氧训练中乳酸会不断增多，导致机体产生对酸性物质的缓冲和适应[15]，使得骨骼肌糖酵解提供能量的能力得到提高。因此，交替低氧训练能够明显提高糖酵解能力[16]。

该供能系统供能特点为快速高效地分解成乳酸并释放出大量能量，供能时间长，对需要速度和耐力的运动项目来说具有重要意义。同时，该系统是一分钟以内要求高功率输出运动的物质基础，对运动员的冲刺能力具有很大的影响[17]。因此，糖酵解能否充分供能会对运动员运动成绩的高低产生重要影响[18]。交替低压低氧训练提高糖酵解能力有利于提高运动耐力，对运动成绩的提高具有重要意义。

3 低压舱与低压低氧交替训练

3.1 低压舱的原理及优势

低压舱主要由舱室、真空系统、新风补给系统、参数检测和计算机控制系统五部分组成，舱内需要重复注入新鲜空气，构成开放的低氧环境，采用真空泵能够让密闭舱内压力下降，达到训练需要的缺氧环境[19]。传统高原训练在平原、高原之间奔走，运动员需要花费时间适应及调整，不利于系统训练计划的实施[4]。低压氧舱的出现，为低压低氧交替训练提供了便利的环境。

3.2 低压舱在体育中的应用

已有研究表明低压舱可以稳定运行，能够准确模拟高海拔处所特有的环境[20]。闻名世界的马拉松选手萨拉萨尔在马拉松比赛中曾两次获得世界最好成绩，在比赛前也经历过仿高原训练；中国铁人张健再度出征我国最大的内陆咸水湖前曾搬进低压氧舱适应；第十二届冬运会速滑运动员吉佳利用低压舱提高运动成绩等都说明低压氧舱为体育事业提供了极大的便利。在1998年，我国第一座模拟高原负压的训练舱在山东体育科研中心成功建立[21]，现在是亚洲最大的负压舱。它的建成填补了我国模拟高原训练设施方面的空白，为体育事业的发展做出了巨大贡献。

低压低氧交替训练能够提高运动耐力[22]，低压氧舱为低压低氧交替训练创造了便利条件。低压低氧交替训练的间隔时间以及频率的设定对运动耐力训练会有一定的影响，训练时间与比赛时间的合理设定有待进一步研究。