高分子软体高压氧舱对运动后人体生理生化指标的影响

左 朝，张雪萍，杨 芳，张梦佳，戢晓珊

(1.湖北省十堰市太和医院附属湖北医药学院，湖北 十堰 442000；2.湖北省十堰市茅箭区人民医院，湖北 十堰 442000；3.湖北省十堰市妇幼保健院，湖北 十堰 442000)

随着体育事业的快速发展，运动员承受的运动负荷越来越大，如何在高强度训练或者比赛后快速恢复体能参加下一场比赛成为体育科研的一大热点[1-2]。当前，很多竞技体育领域采用医用高压氧舱对运动员进行高压氧疗法。但由于医用氧舱装备较为复杂，体积较大，不方便携带等限制了高压氧疗法对高强度运动员人群的应用。软体高压氧舱是由氨基甲酸涂层的高分子尼龙材料制成的一个密封的舱体，相比于传统医用高压氧舱，其体积更小、质量更轻，操作更加简便。软体高压氧舱对高强度力竭运动后运动员生理生化指标是否有影响、能否促进体能恢复，有待商榷。现设计实验，对比高强力竭运动后软体高压氧舱和传统方式对人体多种指标的影响，处理数据并分析软体高压氧舱对人体的恢复效果，为今后运动员高强度运动后的快速恢复提供参考。

1 实验方案

1.1 实验对象与分组

本实验选取了来自某体育学院的30名短距离竞速类专项运动女大学生。30名实验对象身体状况良好，没有明显的体育运动损伤病史，所有实验对象要自愿签署知情同意书[3-5]。实验前将30名受试者随机分为2组，对第1组的15人力竭运动后采用软体高压氧舱的恢复方式，第2组的15人则采用传统的恢复方式，2组形成对照实验。2组受试者的基本情况如表1所示。

表1 实验对象基本情况Tab.1 Basic information of test objects

1.2 软体高压氧舱恢复方案

医用高压氧舱对运动员的训练使用存在一定局限性，实验采用的恢复设备为国产FPYC-600单人型便携式软体高压氧舱，质量在8 kg左右，由高分子TPU材料制作，其600 mm×2 000 mm的外形尺寸能够允许受试者平躺在内。在受试者高强度运动结束后20 min，穿着无金属、纯棉的衣服进入软体高压氧舱。给软体高压氧舱匀速加压10 min，营造2.5大气压环境条件。稳压1 h，然后用15 min缓慢减压到常压状态，受试者出舱，完成软体高压氧舱恢复方案。

2 实验方法

2.1 实验前准备

为避免受试者不适应功率自行车骑行模式，在正式比赛前，组织所有受试者使用Wattbike功率自行车进行为期1周的适应训练。实验前受试者可先骑行20 min热身，达到心率150～160次/min的状态，然后拉伸休息，恢复体力。

2.2 运动前测试与取样

(1)实验主要对受试者的血压、心率(HR)、血红蛋白(HB)、血清肌酸激酶(CK)、血尿素氮(BUN)、血睾酮(T)、皮质醇(C)等生理生化指标进行测试[4]。在清晨采集受试者的5 mL静脉血，对上述这些指标进行测量和记录；

(2)受试者用完早餐2 h后，先进行热身，然后尽全力骑行30 s。此过程中收集并记录受试者最大心率(HRmax)、骑行峰值功率(Ppeak)和平均功率(Pmean)数据[5]；

(3)下午受试者统一佩戴Polar心率表，在保障受试者生命安全前提下，进行高强度的力竭运动模拟训练[6]。在受试者安静状态下，采用Lacate-Scout便携式乳酸盐分析仪测量其血乳酸(BLA)指标。

2.3 高强度力竭运动方案

实验采用的力竭运动方式即分3次进行的每次30 s最大功率骑行，受试者需要在实验过程中以更快的速度尽全力骑行30 s。与之前训练时相同，先进行时长为20 min左右的骑行热身运动，后休息10 min，开始第1次全力骑行；结束后休息10 min进行下一次高强度骑行实验，直至第3次全力骑行30 s后结束骑行。

2.4 运动后的测试与取样

将第3次骑行结束后采集的相关实验数据作为力竭运动的测试数据，骑行结合后立即采集受试者的BLA数据指标，同时记录骑行全程的HR指标。在骑行测试结束后20 min受试者进入软体高压氧舱前，再次测量并记录受试者的BLA指标和HR指标。

2.5 恢复后的测试与取样

分别采集2组受试者经软体高压氧舱或者传统恢复方式后即刻的人体BLA和HR指标。经不同方式进行恢复后的次日清晨，再次测量记录2组受试者的血压、HR、HB、CK、BUN、T、C等人体生理生化指标[7-9]。恢复后次日，与力竭运动前相同，在早餐后2 h，分别测量2组受试者的恢复效果，组织2组受试者进行30 s的骑行测试，记录骑行峰值功率Ppeak和平均功率Pmean。

2.6 数据处理

采用SPSS统计分析软件对骑行实验中采集的数据进行处理。采用“平均数±标准差”的方式表示人体各项生理生化指标的测试结果。为更加明晰时间轴方向上各指标数据的变化，采用重复测量的方差分析法，对2组实验的不同时间测试指标进行组内和组间的差异性分析。经SPSS统计分析软件计算后，如果“P<0.05”，认为数据间差异具有显著性；当“P<0.01”时，认为2组数据存在非常显著的差异。

3 实验结果与分析

30名受试者分2组参与高强度力竭运动后，分别进行了软体高压氧舱恢复和传统方式恢复；受试者一些生理生化指标的实验结果如表2、表3所示。

表2 力竭运动后不同恢复方式对HR、BLA指标的影响Tab.2 Effects of different recovery methods on HR and BLA indexes after exhaustive exercise

表3 力竭运动后不同恢复方式对人体多种生理生化指标的影响Tab.3 Effects of different recovery modes after exhaustive exercise on various physiological and biochemical indexes of human body

由表2可知，与恢复方式无关，30名受试者在训练前和运动后即刻，HR和BLA指标变化明显，时点效应非常显著(P<0.01)。对于HR指标，分别采取软体高压氧舱和传统方式进行恢复后，2组的数据变化不明显，即不同恢复方式的主效应不显著(P>0.05)，恢复效果也没有出现较大差距[10]。

无论采用哪种恢复方式，BLA指标时点效应非常显著(P<0.01)；与HR指标不同，BLA指标测试中，不同恢复方式主效应显著(P<0.05)，表明软体高压氧舱和传统方式对受试者的BLA指标恢复效果有着明显差异。

从收缩压、舒张压和脉压差3方面对不同恢复方式下受试者的血压恢复效果分别进行测量分析，由表3可知，在训练日和次日这30名受试者的清晨血压相差不大。软体高压氧舱恢复和传统恢复这2种方式的主效应不显著，不同恢复方式下2组受试者的血压恢复效果没有表现出明显的差距。

对比表2内HB、CK、BUN、T、C这5项指标发现，受试者无论采用哪种恢复方式，在训练日和次日，这几种指标的变化均不明显。采用重复测量方差分析法对数据进行处理后得出，软体高压氧舱恢复和传统恢复这2种方式的主效应不显著，这2种恢复方式对人体这5项生理生化指标的恢复效果没有明显的差异[11-12]。力竭运动后不同恢复方式对运动表现的影响，结果如表4所示。

表4 力竭运动后不同恢复方式对运动表现的影响Tab.4 Effects of different recovery methodson exercise performance after exhaustive exercise

由表4可知，对于受试者的骑行峰值功率Ppeak，软体高压氧舱恢复和传统恢复2种方式的主效应显著(P<0.05)；在训练日和次日，同一组内15名受试者的骑行峰值功率Ppeak指标都没有出现明显差异。测试实验设计的2种对照恢复方式对于受试者骑行峰值功率影响效果不同。

对于受试者的骑行平均功率Pmean，软体高压氧舱恢复和传统恢复的主效应不显著(P>0.05)；在训练日和次日，组内15名受试者的骑行平均功率Pmean指标相差无几，且不同的恢复方式也没有引起Pmean指标的变化。

4 讨论

本实验得出，相比于传统恢复方式，软体高压氧舱对人体BLA指标的影响较大，这与软体高压氧舱中氧含量有关。高压氧能够加快BLA等酸性产物的清除速率，提升机体能量供应能力，促进指标恢复，缓解运动疲劳[18]。

HB是红细胞内运输O2的特殊蛋白质；软体高压氧舱使用过程中，血浆中的氧气含量增加。相比于标准大气压环境，当软体高压氧舱气压上升到3个AT时，血液输送O2的数量会提高10～15倍，能够很好满足机体代谢所需氧气含量。氧分压的升高引起O2扩散梯度增加，有助于向缺血组织获取O2。受试者经软体高压氧舱恢复后，会处于氧化应激状态，活性氧增加，有助于缓解高强度训练后的运动疲劳[19]。

BUN指标是反映训练强度的重要指标。当运动时间小于30 min时，体内的BUN指标变化不显著。在大于30 min的训练中，运动负荷量越大，BUN指标升高幅度越大。本实验采取的为30 s的高强度力竭运动，人体BUN指标的变化不明显。

T和C分别是促进体内合成代谢与分解代谢的重要激素。在本次实验中，经软体高压氧舱恢复后，人体次日的T指标数值比实验日当天增大，经传统方式恢复，T指标反而减小，表明软体高压氧舱恢复效果更好；当人体机能状态不好或者高强度训练后，T指标会下降。当日和次日C指标均下降，经传统方式恢复后，下降幅度更大，更有利于疲劳的消除[20]。本次实验中，不同恢复方式下T和C指标没有统计学差异(P>0.05)，这可能与力竭运动方式或指标采集时间有关。

5 结语

综上所述，实验对比了软体高压氧舱恢复和传统恢复对人体多项指标的影响。结果表明，相比于传统恢复方式，软体高压氧舱对人体BUN、CK、HB等指标影响不显著；对BLA指标影响显著，可促进机体中BLA物质的清除。软体高压氧舱可有效缓解人体运动疲劳，帮助运动员恢复机能，可用于赛间快速恢复阶段，值得进一步推广。