低氧环境训练对体育专业运动员的有氧能力影响分析

汤传德

（1.北京大学 体育教研部，北京 100091；2.安徽警官职业学院 信息管理系，合肥 230001）

体育专业运动员的有氧能力是指运动员在运动过程中的有氧提供能力，运动员的有氧能力越强，其运动能力越强。低氧环境训练是指运动员在氧气较为稀薄的环境下进行体育锻炼[1-2]，通过间歇性低氧刺激，使运动员的有氧能力和抗缺氧能力得到提升。体育专业运动员在低氧环境下，不仅可保持正常的训练强度[3]，还可以通过缺氧方式暴露运动员有氧能力，进而依据运动员自身条件进行专项训练。同时在低氧环境训练对运动员无伤害，且低氧环境实现较为简单[4]，目前是越来越多体育专业运动员选择的训练环境。自从低氧环境训练方式被应用以来，有很多学者针对其对运动员有氧能力影响进行了分析研究，如李秦陇等[5]研究无氧阈跑情况下，运动员能量消耗影响，该研究选取青少年为研究对象，测试其在无氧跑步一段时间后的能量消耗情况，依据能量消耗数值分析其有氧能力。但该方法运动形式单一，无法充分呈现低氧环境对运动员的有氧能力影响。贾钧等[6]研究短期低氧训练对运动员有氧能力影响，该方法通过设置实验组和对照组，分别在无氧环境下和有氧环境下展开一段时间训练后，分析运动员的有氧能力。但该方法实验时间较短，因此存在片面性。面对上述问题，本研究提出低氧环境训练对体育专业运动员的有氧能力影响分析方法，以更全面地呈现低氧环境训练对增强运动员运动能力的影响。

1 低氧环境训练对体育专业运动员的有氧能力影响

1.1 研究对象选取

选取北京某体育高校跳高专业男性国家二级运动员14 人，全部自愿参加本次实验研究。14 名运动员身高在（172±0.5 ） cm，体质量在（58±5） kg 之间，运动员运动年限在（4±1.2）年，年龄在16～18 岁。且14 名跳高运动员均身体健康，无心脑血管疾病和代谢性疾病，无吸烟史，近一年之内无低氧环境训练，在实验过程中未服用任何药物和运动营养补剂。将该14 名跳高运动员随机划分为2 组，分别命名为WX 组（低氧环境训练组）和CX 组（常氧环境训练组），每组各7 名运动员。

1.2 训练方案设计

WX 组和CX 组运动员训练时间和训练方法均相同，但是训练的训练/间歇时间和每次完成循环次数不同，通过调整训练/间歇时间和每次完成循环次数，提高训练效果[7-8]。其中WX组运动员在训练时需要佩戴低氧面罩。训练计划如表1 所示。

表1 运动员训练方案

运动员在训练时，每周训练4 次，分别为每周的第1 天、第3 天、第5 天和第7 天，每次训练方法均一致。在实施训练过程中，通过教练、技术人员的观察和记录监控运动员的动作执行情况、反应速度和训练强度，另外使用视频录像、纪实和笔记等方式，对运动员在训练中的表现进行记录。采用监控手段提供数据和信息，用于分析和评估运动员在实验中的情况和效果。

1.3 有氧能力参数测定方法

血液学参数测定：所有运动员运动完成后，在其肘部静脉抽取1.5 mL 静脉血备用。选取上海态益医疗仪器设备有限公司生产型号为HC3000全自动血球计数仪作为运动员血液参数测定仪器。在运动员静脉血内加入肝素抗凝后，送入全自动血球计数仪内[9-10]，利用该仪器分析并输出运动员静脉血液的红细胞、白细胞数量、血红蛋白含量等血液参数。

利用德国生产制造型号为ERGOSELECT 100K 递增负荷功率车测试所有运动员的有氧运动能力，测试方法如下：令运动员初始负荷为80 W，每3 min 后，运动员负荷增加25 W，使运动员保持65 r/min 的速度蹬功率车，直至运动员力竭，自行要求停止。采用德国耶格生产的运动心肺代谢监测仪器获取运动员摄氧量、二氧化碳呼出量等通气指标[11-12]。利用郑州上禾电子科技有限公司生产的型号为SH-V18 的超声波心率遥测仪获取运动员心率数据。

1.4 数据处理方法

获取到所有运动员有氧能力数据后，利用SPSS 统计软件进行分析。

2 实验分析

WX 组和CX 组10 周训练完成后，2 组体质量平均值和身体组分参数变化详细数值，见表2。

表2 不同组运动员体重和身体组分参数

分析表2 可知，WX 组和CX 组运动员在训练前其身高、体质量和体质指数等数值均相同，但在低氧环境和常氧环境进行10 周相同内容训练后，WX 组和CX 组运动员的身高、体质量数值均有小幅度提升，而体质指数、脂肪比均有所下降。其中2 组运动员身高增加差异较小，其原因在于2 组运动员虽然训练环境不同但训练内容相同，且运动员年龄较小，处在身体快速生长期，因此低氧环境对运动员身高增加影响不大。2 组运动员体质量也呈现增加趋势，但其增加幅度与身高增加幅度相比较小，说明2 组运动员的身体脂肪增加较少，仅在运动过程中增加肌肉。该结果也可从2 组运动员的体质指数和脂肪比2 项参数得出。在体质指数和脂肪比角度来看，WX 组运动员下降幅度均大于CX 组运动员，其说明在低氧环境下训练可有效帮助运动员降低体质指数和脂肪比，并可较好地保持其体质量数值稳定。

以运动员最大摄氧量作为衡量指标，测试WX 组和CX 组运动员在训练周期内，每个星期的最大摄氧量绝对值变化情况，结果如图1 所示。

图1 不同组运动员最大摄氧量绝对值

分析图1 可知，2 组运动员经过10 周体育训练后，2 组运动员的最大摄氧量绝对值均呈现指数型上升趋势。其中在体育训练为3 周之前时，在低氧环境下和常氧环境下训练的2 组运动员最大摄氧量绝对值上升幅度较小，且2 组运动员的最大摄氧量绝对值差值极小。但随着2 组运动员体育训练时间的增加，在低氧环境下训练的WX 组运动员的最大摄氧量绝对值增加幅度变大，而在常氧环境中训练的CX 组运动员最大摄氧量绝对值增加幅度则较低。在第10 周训练后，WX 组运动员最大摄氧量绝对值为4 630 mL/min 左右，而CX组运动员的最大摄氧量绝对值为4 480 mL/min 左右，二者之间相差150 mL/min 左右。上述结果说明：在低氧环境中训练的运动员最大摄氧量绝对值数值较高，低氧环境有助于提升运动员摄氧量，增加运动员有氧能力。

以运动员的红细胞、红细胞比容和血红蛋白参数作为衡量指标，测试在训练周期不同阶段时，在低氧环境下和常氧环境下2 组运动员的血液学参数变化情况，结果如图2 所示。

图2 不同训练环境下2 组运动血液学参数变化情况

分析图2（a）可知，在不同训练环境下，WX 组和CX 组运动员的血液内的红细胞数值呈现增加趋势。但在训练时间为4 周之前时，不同训练环境中的2 组运动员血液内红细胞数值增加较小，且二者数值相差不大。随着训练时间的增加，在低氧环境下训练的WX 组运动员血液内红细胞数值增加幅度较为明显，在训练周期结束后，该组运动员血液内的红细胞数值已达到4.87×1012个/L 左右，该数值较在常氧环境中训练的CX 组运动员红细胞数值4.67×1012个/L 高出0.20×1012个/L。该结果说明：在低氧环境中训练的运动员，其血液内红细胞数值较高，众所周知，血液内红细胞是输送氧气的主要媒介，该细胞数量高，则运动员血液的供氧能力较好，说明运动员有氧能力得到有效提升。由图2（b）可知，在不同训练环境下的WX 组和CX 组运动员血液内的红细胞比容数值也呈现上升趋势，但2组运动员血液内的红细胞比容数值相差较小。而在低氧环境下训练的WX 组运动员血液红细胞比容数值略高于在常氧环境下训练的CX组运动员。该结果说明：低氧环境下训练的运动员血液内的红细胞比容数值较大，血液内的血容量略有降低，其供血能力较好。分析图2（c）可知，经过10周的训练，在低氧环境中训练的WX 组运动员血液内血红蛋白增加较多，在第10 周时，血红蛋白数值达到165.4 g/L，而此时CX 组运动员血液内的血红蛋白数值仅为155.2 g/L，通过对比分析，低氧环境中训练的WX 组运动员血液内血红蛋白比常氧环境下训练的CX 组运动员血红蛋白多，该结果说明低氧环境训练可以有效提高运动员血液内的血红蛋白，而血液内较多的血红蛋白输送氧气和二氧化碳较多，可有效提升运动员的肺活量，增强运动员的运动能力。综合上述结果可知：体育专业运动员在低氧环境下训练，可有效提升其血液内的红细胞、红细胞比容以及血红蛋白数值，促进体育专业运动员提升训练效果。

最大摄氧量是指人体在运动强度最高时，其摄入的氧气含量。最大摄氧量是衡量运动员耐力指标之一，也是描述运动员有氧能力指标。以运动员的最大摄氧量作为衡量指标，测试在训练不同训练阶段时，在不同训练环境下运动员的最大摄氧量的变化率，结果如表3 所示。

表3 不同训练环境下运动员最大摄氧量变化率 %

分析表3 可知，在不同训练环境下的运动员不同训练阶段时的最大摄氧量变化率与其训练时间成正比关系。但在低氧环境中训练的WX 组运动员最大摄氧量变化率增加较为迅速，且在相同训练阶段时，在低氧环境中训练的WX 组运动员最大摄氧量变化率远高于在常氧环境下训练的CX组运动员，在第10 周时，2 组运动员的最大摄氧量变化率差距最大，WX 组运动员最大摄氧量变化率达到4.219%，而CX 组运动员最大摄氧量变化率为3.016%，WX 组比CX 组运动员的最大摄氧量高出1.203 百分点。该结果说明：在低氧环境下训练的体育专业运动员最大摄氧量变化率较大，在运动强度较大时，WX 组运动员吸入的氧气含量较多，可有效供给其运动能量。

以运动员运动后的心率作为衡量指标，测试在不同运动时长情况下，在低氧环境和常氧环境中训练的WX 组运动员和CX 组运动员的心率平均值变化情况，结果如表4 所示。

表4 不同训练环境下运动员心率平均值 次

分析表4 可知，在低氧环境下和常氧环境下训练的WX 组和CX 组运动员的心率数值随着其运动时长的增加而增加，但在常氧环境下训练的CX 组运动员心率数值增加幅度较大。当2 组运动员同时运动50 min 后，2 组运动员心率平均值相差30 次。从该结果可知：在低氧环境下训练的运动员，在运动时长相同情况下，其训练数值较低，说明其身体有氧能力较好，耐力较长。在有氧环境下训练，可增加运动员的耐力，保障运动员在长时间运动时心率增加缓慢。

以运动员完成预定运动负荷到达力竭的最大运动时间的增长率作为衡量指标，测试在不同环境中训练的2 组运动员在不同训练阶段的最大运动时间增长率，结果如图3 所示。

图3 不同训练环境下2 组运动员最大运动时间增长率

分析图3 可知，在不同训练环境中的2 组运动员经过阶段性训练后，其最大运动时间的增长率数值均呈现上升趋势。在训练第1 周时，WX组运动员和CX 组运动员的最大运动时间增长率数值相同，但随着训练时间继续增加，2 组运动员的最大运动时间增长率之间出现差值，且差值逐渐拉大。其中，在低氧环境中训练的WX 组运动员最大运动时间增长率增加幅度较大。而在常氧环境中训练的CX 组运动员最大运动时间增长率呈现缓慢增加趋势。综上，在低氧环境中训练，可有助于运动员最大运动时间的增加，提升其有氧运动时的耐力。

进一步验证低氧环境下训练对体育专业运动员有氧能力的影响，以疲劳指数作为衡量指标，测试2 组运动员在主观用力程度相同情况下，其疲劳指数，结果如表5 所示。

表5 不同环境中训练的2 组运动员疲劳指数数值

分析表5 可知，在不同环境中训练的2 组运动员，其运动后的疲劳指数数值与其主观用力程度成正比例关系。在运动员主观用力程度为6～11 时，在低氧环境和常氧环境中训练的两组运动员的疲劳程度数值相差不大，其原因在于，主观用力程度在11 之前时，其运动较为轻松，运动员心率变化较小。随着运动员主观用力程度的增加，在低氧环境中训练的WX 组运动员在相同主观用力程度情况下，其疲劳指数始终低于在常氧环境中训练的CX 运动员。该结果表明：体育专业运动员在低氧环境中训练，可使运动员在相同主观用力程度时疲劳指数较低，促进体育专业运动员体能增加，有氧能力得到较好的提升。

3 结论

选取国家二级体育专业运动员，设置低氧和常氧不同训练环境，分析了低氧环境训练对体育专业运动员有氧能力的影响。根据实验数据和验证可知：在低氧环境中训练的运动员，最大运动时间增长率增加较为明显，在相同主观用力程度时的疲劳指数数值较低；在相同运动时长情况下，低氧环境中训练的体育专业运动员的心率数值较低，有氧供氧能力较好由此得出在低氧环境训练可有效提升体育专业运动员的运动能力。