低氧训练对女大学生健康体适能的影响研究

陆保云

(合肥师范学院 体育科学学院，安徽 合肥 230601)

大学生作为祖国的建设者和接班人，是未来社会发展的主力军.良好的体质状况是当代大学生为国家发展和民族繁荣而努力工作的保障.然而，2020年全国大学生体质健康调查结果[1]显示：大学生体质测试不及格率约30%，肥胖人数不断上升，肥胖率达到5.5%.因此，如何改变现状，有效提高大学生体质健康水平，引导学生养成健康的生活方式，已成为高校教育工作的重点.

低氧训练指的是机体在低于正常水平的氧气含量的环境下进行运动，有助于使人体的运动、免疫和内分泌等系统产生良性适应，最终达到促进人体健康的目的[2].近年来，随着运动健身的发展，通常用于运动训练领域的低氧训练(hypoxic training)也被引入到健身领域，且引起学者的关注.目前研究发现，低氧运动不仅可以提高运动成绩，也可以促进糖脂代谢和改善体成分等方面具有显著效果[3-4].本研究借助低氧呼吸面罩对女大学生进行10周低氧跑台训练，观察低氧训练对女大学生健康体适能相关指标的影响，为推广低氧运动在大众健身领域的应用提供实证参考.

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以合肥师范学院30名非体育专业女大学生为实验对象.将实验对象随机分成ID组(低氧组)和IC组(常氧组)，每组15人.受试者无重大疾病和运动性功能障碍，且自愿参加本研究.两组受试者实验前的年龄、身高、体重、身高体质量指数(BMI)等方面均无明显差异，P>0.05，具体数据见表1.

表1 各组受试者基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 实验仪器

DYS-2(TY650)型智能化低氧健身系统(合肥恒诚智能技术有限公司)；KY380980型皮褶厚度测试仪(北京思普特科技有限公司)；IOI353型身体成分分析仪(韩国杰文(中国)医疗器械有限公司)；HK6800型系列产品(身高体重测试仪、台阶试验测试仪、肺活量测试仪、50 m跑测试仪、立定跳远测试仪、坐位体前屈测试仪)(深圳市恒康佳业科技有限公司)；HEM-8714型电子血压计(日本欧姆龙(中国)有限公司)；JD618型亿健跑台(浙江顶康科技有限公司).测试所需器材为polar心率遥测表、标志桶、秒表和卷尺.

1.2.2 实验方法

实验前对受试者的身体形态、心肺功能、身体素质相关指标进行测试，并记录前测数据.

训练前两组受试者均进行1周的适应性练习，主要熟悉器材的使用方法和训练流程.ID组采用低氧跑台训练10周(模拟海拔高度3 000 m)，每周4次，每次30 min；运动过程中佩戴低氧呼吸面罩和polar心率表，心率控制在120-160次/min之间，来监控运动强度；跑台共有5级坡度，每2周增加一个坡度.IC组采用常氧跑台训练，训练时间、强度和频次均与低氧组相同.实验过程中若受试者出现身体不适应立即停止运动，情况严重要及时就医；每次训练结束注意休息，及时补充水果蔬菜以及蛋白质.

实验后测试两组受试者健康体适能的各项指标，记录所有指标数据.通过对比实验前、后各组内和组间的指标变化，分析低氧训练对大学生身体形态、心肺功能和体成分的影响.

1.2.3 测试指标

本课题对健康体适能的评估选取身体形态、心肺功能和身体素质3个方面.其中，身体形态包括：身体围度、身体成分、皮褶厚度.身体围度指标为：BMI、颈围、胸围、腰围、臀围、腰臀比；身体成分指标为：体重、体脂率、脂肪量、瘦体重、体脂百分比；皮褶厚度指标为：胸部、大腿前侧、肩胛下部、腹部、肱三头肌；心肺功能指标为：安静心率、血压、台阶试验指数、肺活量、肺活量体重指数、最大摄氧量；身体素质指标为：50 m跑(速度)、立定跳远(力量)、800 m跑(耐力)、坐位体前屈(柔韧)、T形测试(灵敏)、象限跳(协调).

1.2.4 数据处理

运用SPSS20.0统计软件对大学生健康体适能测试数据进行处理，对ID组和IC组的受试者组内对比采用配对样本t检验，组间对比采用独立样本t检验(P<0.05代表有显著差异，P<0.01代表有非常显著差异)，结果采用“均值±标准差”来表示.

2 结果

2.1 实验前后身体形态的比较

2.1.1 实验前后身体围度的比较

干预前后ID组和IC组身体围度的变化情况见表2.

身体围度组内比较:ID组的BMI和腰臀比数值较之前有一定的降低，且存在显著差异(P<0.05)；其中，颈围、胸围、腰围和臀围数值明显降低，且存在非常显著差异(P<0.01).IC组的所有指标数值均有所降低；其中，BMI、颈围、胸围、腰围和臀围数值前后对比均有统计学差异(P<0.05).

表2 干预前后身体围度测试结果

身体围度组间比较:实验前ID组和IC组间的BMI、颈围、胸围、腰围、臀围和腰臀比数值均无统计学差异(P>0.05)；实验后ID组较IC组的数值均有所降低，其中，BMI值有所变化，但不存在统计学差异(P>0.05)；颈围、胸围、臀围以及腰臀比数值降低，且具有显著差异(P<0.05)；腰围数值明显降低，且有非常显著差异(P<0.01).

2.1.2 实验前后身体成分的比较

干预前后ID组和IC组身体成分的变化情况见表3.

身体成分组内比较:ID组除骨骼肌含量无明显变化外，其他指标均有所变化(P>0.05)，瘦体重有明显的增加，且存在显著差异(P<0.05)，其中，体重、体脂肪含量和体脂百分比数值降低非常明显，且存在非常显著差异(P<0.01).IC组的瘦体重有所降低，骨骼肌含量有所增加，但这两项指标数值变化不明显，且无统计学意义(P>0.05)；体重、体脂肪含量和体脂百分比数值降低较为明显，且存在显著差异(P<0.05).

表3 干预前后身体成分测试结果

身体成分组间比较:实验前ID组和IC组间的体重、瘦体重、体脂肪含量、骨骼肌含量和体脂百分比数值均无统计学差异(P>0.05)；实验后ID组较IC组除体重和骨骼肌含量无明显变化外，其它指标均有所变化，其中，瘦体重有所增加，且存在显著差异(P<0.05)，体脂肪含量和体脂百分比数值明显降低，且有非常显著差异(P<0.01).

2.1.3 实验前后皮褶厚度的比较

干预前、后ID组和IC组皮褶厚度的前后变化情况见表4.

表4 干预前、后皮褶厚度测试结果

皮褶厚度组内比较:ID组的肱三头肌、肩胛下部、胸部、腹部和大腿前侧等皮褶厚度降低幅度较大，且有非常显著差异(P<0.01)；IC组所有部位的皮褶厚度也有明显降低，且有显著差异(P<0.05).

皮褶厚度组间比较:实验前ID组和IC组间的肱三头肌、肩胛下部、胸部、腹部和大腿前侧等皮褶厚度均无统计学差异(P>0.05)；实验后ID组较IC组均有明显变化.其中，胸部皮褶厚度明显降低，且存在显著差异(P<0.05)；肱三头肌、肩胛下部、腹部和大腿前侧等皮褶厚度降低幅度较大，且有非常显著差异(P<0.01).

2.2 实验前后心肺功能的比较

干预前后ID组和IC组心肺功能的变化情况见表5.

心肺功能组内比较:ID组的血压组内检验没有差异(P>0.05)；安静心率有明显降低，组内检验差异显著(P<0.05)；台阶试验指数、肺活量、肺活量体重指数和最大摄氧量有非常明显增加，且组内检验有非常显著差异(P<0.01).IC组除血压组内检验没有差异外(P>0.05)，其他指标均有明显增加，且组内检验差异显著(P<0.05).

表5 干预前后心肺功能测试结果

心肺功能组间比较.实验前ID组和IC组间的心肺功能指标均无统计学差异(P>0.05)；实验后ID组较IC组除安静心率和血压没有较大变化外，台阶试验指数、肺活量、肺活量体重指数和最大摄氧量有显著增加，且组间检验差异非常显著(P<0.01).

2.3 实验前后身体素质的比较

干预前后ID组和IC组身体素质的前后变化情况见表6.

身体素质组内比较:ID组的T形测试成绩组内检验没有差异(P>0.05)；立定跳远、坐位体前屈和象限跳成绩显著增加，组内检验差异显著(P<0.05)；50 m和800 m跑成绩提高非常显著，且组内检验有非常显著差异(P<0.01).IC组除T形测试成绩无明显变化外，其他指标均有明显变化，50 m、800 m、立定跳远、坐位体前屈和象限跳成绩明显提高，组内检验差异显著(P<0.05).

身体素质组间比较:实验前ID组和IC组间的身体素质指标均无统计学差异(P>0.05)；实验后ID组较IC组的立定跳远、坐位体前屈、T形测试和象限跳成绩没有较大变化外，50 m和800 m跑成绩明显提高，且组内检验差异显著(P<0.05).

表6 干预前、后身体素质测试结果

3 分析与讨论

3.1 低氧训练对身体形态的影响分析

身体形态是指身体及各组成部分的外部形态及特征.通常用身体围度来表现，但不能全面评价人体的肥胖程度和健康状况.人的身体主要是有水、脂肪、蛋白质、和无机盐4种成分构成，定期监测体内成分的变化，采取相应干预措施，对预防疾病和塑造完美身材具有重要意义.皮褶厚度是推断全身脂肪含量、判断皮下脂肪发育情况的一项重要指标.因此，在原有身体围度指标的基础上，增加身体成分和皮褶厚度指标，可以对人体内部和外部形态进行全面科学的评价.

王航平等[5]研究发现，低氧锻炼对减控体重和降低BMI效果显著，低氧中等强度训练可以显著降低肥胖者身体成分并改变血脂代谢.赵述强等[6]研究发现，低氧训练能够降低肥胖大学生的体重，降低体脂含量，改善体成分和促进心肺功能.唐永根等[7]发现，低氧训练能在保持运动竞技能力的情况下改善体成分，但也存在瘦体重下降、训练负荷减少以及不利于机体恢复等问题.郑蓓蓓等[8]研究发现，经过6周间歇性低氧训练后，受试者体重、BMI和体脂百分比等指标明显降低，且优于常氧组.王宁琦等[9]研究发现，4周模拟海拔2 500-2 800 m低氧训练后，肥胖青少年体重和BMI明显降低，脂肪代谢改善明显.上述学者研究认为：低氧训练可以减轻体重，降低机体的脂肪含量，提高运动能力.

从本研究结果来看，中等强度低氧训练与常氧训练对身体成分、身体围度、皮褶厚度有积极的改善作用，且低氧组各指标变化优于常氧组，与已有的研究结论一致.产生这种结果的主要原因是低氧训练增加了低氧刺激，相对于常氧需要做更多的额外负荷，机体在高强度刺激下，需消耗体内更多的能量物质，有利机体对游离脂肪酸和葡萄糖的摄取和利用，抑制脂肪的合成和存储.

3.2 低氧训练对心肺功能的影响分析

心肺功能是身体机能的一个重要组成部分，对人体的运动能力有着重要的作用.它可以反映心脏的泵血能力、肺的吸氧能力和运输二氧化碳的能力，能够影响全身器官和肌肉活动，对人体具有中枢调控作用.强大的心肺功能可以使心脏承受更高的负荷，增强身体抵抗力，促进肝脏排毒，加速机体新陈代谢，降低猝死和心脑血管疾病的发病率.医学上可以通过对安静心率、血压、台阶实验指数、肺活量和最大摄氧量等指标检测来评定心肺功能基本情况，对预防疾病有重要意义.

马波等[10]研究发现，间歇性低氧训练能够提高优秀跆拳道运动员的最大摄氧量、最大通气量和每分通气量，降低呼吸频率、心率以及血乳酸水平，提高心肺功能.扆铮等[11]研究发现，对受试者佩戴ETM进行30 min的低氧耐力训练后，肺活量、第1秒肺活量和最大摄氧量明显变大，且具有显著差异.涂晏豪[12]研究发现，对大学生使用阻氧嘴进行跑台训练后，低氧组的最大摄氧量和血红蛋白高于普通组，心率和血乳酸值低于普通组，骨骼肌利用氧的能力变强.上述学者研究认为：低氧训练可以改善最大自主通气量，提高呼吸肌的力量和耐力，降低呼吸频率、心率、血压以及血乳酸水平，促进心肺功能的提升.

从本研究结果来看，低氧组训练后，女大学生的安静心率有明显降低，台阶试验指数、肺活量、肺活量体重指数和最大摄氧量增加非常明显，且各指标变化优于常氧组，与已有的研究结论一致.产生这种结果的主要原因是低氧训练减少了空气吸入量，只有通过深呼吸的方式才能获取更多的氧气满足机体需要；低氧刺激有利于扩大肺部容积，增强呼吸肌的弹性和力量，提高血液的载氧能力.长期在低氧环境刺激下，机体逐渐适应，心肌收缩力量和弹性增加，每搏输出量增加，安静心率降低.

3.3 低氧训练对身体素质的影响分析

身体素质是指人体在运动、劳动和日常生活中，各器官和组织在大脑中枢神经调节下所表现出来的各种能力的综合反应，包括速度、力量、耐力、柔韧性、灵敏性和协调性.身体素质的好坏直接反映了人们在日常生活中承受能力的强弱，是衡量一个人体质健康状况的重要标志之一.体质健康水平很大程度上取决于身体素质水平，长期规律的体育锻炼可以提升身体素质水平.因此，增强体质和健康对大学生具有重要意义.

何连源[13]研究发现，4周模拟海拔3 000 m低氧环境下，无氧功率自行车反复冲刺训练，篮球运动员折返跑成绩有显著提升，说明低氧训练能够提高运动员的速度耐力水平.赵述强等[6]研究发现，通过8周65%-75%最大摄氧量强度的低氧训练后，肥胖大学生的3 000 m成绩有了明显提升，且具有显著差异.说明低氧训练可以提高肥胖大学生的有氧耐力水平.上述学者研究认为：低氧训练可以改善受试者的有氧耐力和速度耐力水平.

从本研究结果来看，低氧组训练后，除T形测试成绩无明显变化外，女大学生的立定跳远、坐位体前屈和象限跳成绩明显提高，50 m和800 m跑成绩提高非常显著，且各指标优于常氧组.与已有的研究结论一致.产生这种结果的主要原因是长期在低氧环境下练习可以促进身体制造出更多的红血球、血红素以及肌球蛋白提高摄氧能力.另外，低氧训练可以改善白肌纤维从血液中摄氧能力，促进血管扩张，代谢更多的无机磷脂质，提高爆发力以及抗疲劳的能力.训练前后的拉伸训练对于柔韧性的改善有一定的效果.

4 结论

(1)身体形态方面，低氧训练能够显著降低体重、BMI、腰臀比、体脂肪含量、体脂百分比、身体围度和皮褶厚度，增加瘦体重.

(2)心肺功能方面，低氧训练能够显著提高台阶试验指数、肺活量、肺活量体重指数和最大摄氧量，降低安静心率.

(3)身体素质方面，低氧训练能够显著提高立定跳远、坐位体前屈、象限跳、50 m和800 m跑成绩.