張平安,　虞定海

(上海體育學(xué)院 武術(shù)學(xué)院,上海 200438)

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“高原健身增氧功”的健身作用與機(jī)理

張平安,虞定海

(上海體育學(xué)院 武術(shù)學(xué)院,上海 200438)

摘要國(guó)家體育總局設(shè)立了“高原健身增氧功”實(shí)證研究項(xiàng)目。運(yùn)用生理學(xué)及中醫(yī)養(yǎng)生學(xué)的知識(shí)對(duì)功法的健身機(jī)理進(jìn)行闡釋;通過(guò)實(shí)驗(yàn)的手段,在海拔3 600 m的西藏拉薩地區(qū)對(duì)28名受試者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)實(shí)驗(yàn),分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中呼吸代謝指標(biāo)的變化特征,探討功法改善人體呼吸機(jī)能與健身鍛煉的可能機(jī)制。結(jié)果顯示:該功法安全可靠,能起到減緩入藏人員不良生理反應(yīng)的作用。

關(guān)鍵詞高原健身增氧功; 創(chuàng)編; 實(shí)驗(yàn); 高原反應(yīng); 呼吸代謝

DOI10.16099/j.sus.2016.02.010

Fitness Function and Mechanism of “Plateau Aerobic Exercise”

ZHANG Ping’an,YU Dinghai

AbstractGeneral Administration of Sport carried out the empirical research projects “Plateau Aerobic Exercise”.On the one hand,this study explained the mechanism of Plateau Aerobic Exercise by using the physiology theory and the knowledge of TCM.On the other hand,with 28 subjects,sports intervention experiment was carried out in Lhasa area of Tibet at an altitude of 3600m.It analyzed the change of respiratory metabolism indexes in the process of exercise,and the possibility in the improvement of human respiratory mechanism and bodybuilding.The results show that Plateau Aerobic Exercise,being a safe and reliable fitness exercise,can mitigate the defective physiological reaction of people who go into Tibet.

KeywordsPlateau Aerobic Exercise;create;experiment;altitude sickness;respiratory metabolism

Author’s addressSchool of Wushu,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China

為了貫徹落實(shí)中央第5次西藏工作座談會(huì)精神,在“全國(guó)援藏”的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略下發(fā)揮“體育援藏”的積極作用,國(guó)家體育總局針對(duì)“高原缺氧”等棘手問(wèn)題，開(kāi)展了一系列體育健康促進(jìn)的應(yīng)用性科學(xué)研究。上海體育學(xué)院承擔(dān)了“高原健身增氧功”健身機(jī)理的闡釋及實(shí)驗(yàn)效果的研究工作。旨在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,論證“高原健身增氧功”在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的良好健身效益,包括呼吸代謝指標(biāo)的變化特征,探討其改善人體呼吸機(jī)能與健身鍛煉的可能機(jī)制。

1研究路徑

“高原健身增氧功”是一套傳統(tǒng)養(yǎng)生的鍛煉功法,目的是緩解高原不適的癥狀,最初由援藏干部楊戰(zhàn)旗同志基于在西藏生活的真實(shí)感受與體驗(yàn)而編創(chuàng)。本文首先分析該套功法編創(chuàng)的價(jià)值與特點(diǎn),然后從生理學(xué)及中醫(yī)養(yǎng)生學(xué)的角度對(duì)功法的健身機(jī)理進(jìn)行闡釋,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)的手段,運(yùn)用MetaMax II心肺功能儀對(duì)28名受試者進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)干預(yù)實(shí)驗(yàn)。為了提高準(zhǔn)確性與可靠性,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并未選擇低氧模擬氧艙,而是選擇了海拔3 600 m的西藏拉薩地區(qū),在真實(shí)的高原缺氧環(huán)境下對(duì)受試者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)后的指標(biāo)測(cè)試。雖然實(shí)驗(yàn)階段面臨著諸多的技術(shù)困難,但依托西藏自治區(qū)體育局、聯(lián)合西藏大學(xué)醫(yī)學(xué)院的力量共同協(xié)作完成。

2“高原健身增氧功”編創(chuàng)的價(jià)值及特點(diǎn)

2.1價(jià)值

2.1.1開(kāi)創(chuàng)“高原環(huán)境與傳統(tǒng)養(yǎng)生”的實(shí)踐研究目前,針對(duì)高原反應(yīng)的研究已成為高原病研究的熱點(diǎn)。由于高原自然海拔高、氣壓低,空氣變得異常稀薄。氧分壓較低,進(jìn)而影響氣體交換、血氧濃度以及血紅蛋白在組織內(nèi)的釋放速度,造成供氧不足。在這樣的“低壓缺氧”環(huán)境下,人們很容易出現(xiàn)諸如頭痛、心慌、氣喘、嘔吐、腹脹、失眠、昏迷等種種高原不適癥狀,即高原反應(yīng)。高度越高,缺氧引起的不良反應(yīng)越明顯。大量數(shù)據(jù)表明,在內(nèi)地進(jìn)藏的人群中,大多數(shù)人會(huì)出現(xiàn)不同程度的身心不適,嚴(yán)重者危及生命。

隨著“全國(guó)援藏”區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的步伐,越來(lái)越多的人已經(jīng)或即將進(jìn)入西藏工作、生活與旅游,高原反應(yīng)也成為這一人群的高發(fā)疾病。如何解決西藏地區(qū)“自然缺氧”與“社會(huì)發(fā)展”問(wèn)題變得現(xiàn)實(shí)且迫切。高原缺氧是影響進(jìn)駐高原人員工作能力的主要因素，在人力無(wú)法改變高原低氧環(huán)境下,尋找提高氧利用效率的方式增強(qiáng)機(jī)體的抗缺氧能力,將是有效的途徑。

通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)[1-5]發(fā)現(xiàn):關(guān)于高原不適癥的治療與預(yù)防,大多采取階梯性適應(yīng)高原方法,尤以醫(yī)學(xué)療法甚多,比如高壓氧治療,吸入一氧化氮治療,銀杏葉片、復(fù)方紅景天和復(fù)方黨參等藥物治療。雖然針對(duì)高原反應(yīng)的人群篩查、藥物防治等方面已取得顯著進(jìn)展,但鮮有高原反應(yīng)與運(yùn)動(dòng)健身方面的研究,這方面仍存在很多不足。針對(duì)此，援藏干部楊戰(zhàn)旗,編創(chuàng)出一套由6個(gè)動(dòng)作組成的、針對(duì)性強(qiáng)且簡(jiǎn)單易學(xué)的健身功法——“高原健身增氧功”。

2.1.2提出高海拔下日常健身鍛煉的方法在西藏拉薩地區(qū),一些非常簡(jiǎn)單的日常生活動(dòng)作,如彎腰系鞋帶等,都會(huì)讓人感到異常費(fèi)力,不用說(shuō)做一些大幅度的身體活動(dòng)了,更奢談健身運(yùn)動(dòng)?！肮Ψň巹?chuàng)的價(jià)值是作為主體的編創(chuàng)者和作為客體的鍛煉者之間需求關(guān)系的反映”[6]，“高原健身增氧功”不僅可以使人適應(yīng)高原缺氧的環(huán)境,而且可以達(dá)到日常健身鍛煉的目的。

對(duì)于剛?cè)氩氐娜藗兌?通過(guò)簡(jiǎn)單的身體鍛煉,便能快速且有效地提升在高原低氧環(huán)境下機(jī)體的吸氧量與抗缺氧能力,進(jìn)而減緩各種高原不適的癥狀,克服生理與心理的壓力。對(duì)于久居西藏的人們而言,如果將“高原健身增氧功”普及與推廣，一方面,為藏民提供方便、科學(xué)、有效的健身指導(dǎo),很大程度上提高其勞動(dòng)能力、工作效率與生活質(zhì)量;另一方面,促使越來(lái)越多的藏民把“高原健身增氧功”作為日常健身活動(dòng)的鍛煉項(xiàng)目,這將進(jìn)一步增強(qiáng)藏民體質(zhì),預(yù)防各類高原病的發(fā)生,從而降低醫(yī)療費(fèi)用。

2.2特點(diǎn)采取適度的運(yùn)動(dòng),動(dòng)靜結(jié)合,將人體的精神、形體、氣息三者能動(dòng)地結(jié)合,對(duì)機(jī)體施加整體性的影響,從而改善人體各系統(tǒng)的功能。同時(shí),體現(xiàn)體育與醫(yī)療的結(jié)合,使功法具有保健強(qiáng)身、防病治病的作用。

“高原健身增氧功”包括懷中抱月、大鵬展翅、撥云見(jiàn)日、挽弓射箭、丹鳳朝陽(yáng)和葉落歸根6個(gè)動(dòng)作。每個(gè)動(dòng)作的功法原理相同,并可單獨(dú)用于健身。整套功法力求突出“功理科學(xué)、簡(jiǎn)單易學(xué)、安全健康”的特點(diǎn)。同時(shí),具有“動(dòng)作柔和、協(xié)調(diào)、連貫”的實(shí)用性、應(yīng)用性與可觀賞性,適合于單人練習(xí)、集體練習(xí)與室內(nèi)外練習(xí)。

2.2.1功理科學(xué)該功法是在傳統(tǒng)武術(shù)養(yǎng)生的基礎(chǔ)上結(jié)合醫(yī)學(xué)理論,針對(duì)高原低壓缺氧的特殊地理環(huán)境編創(chuàng)的一種健身方法?！吧岛?、開(kāi)吸合呼”是動(dòng)作與呼吸配合的基本特點(diǎn),也是整套功法的精髓所在。這種動(dòng)作配合呼吸與意念的練習(xí)方式,可以通過(guò)對(duì)心肺功能與肢體力量的全面鍛煉,提高身體攜氧與抗缺氧能力,盡快適應(yīng)高原惡劣環(huán)境,并使身心調(diào)整到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),以緩解種種高原不適感。

2.2.2簡(jiǎn)單易學(xué)該功法只含有6個(gè)簡(jiǎn)單的基本動(dòng)作,非常容易學(xué)習(xí)與記憶。所有動(dòng)作均以上肢為主,包括兩臂的上下、前后、左右運(yùn)動(dòng),以及脊柱的屈伸、擰轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);手型包括自然掌、拳;下肢以調(diào)整與控制身體重心為主要任務(wù),包括自然站立、兩膝屈蹲。

2.2.3安全健康該功法屬于保健類功法,編創(chuàng)理念與動(dòng)作符合安全健康的原則,編創(chuàng)過(guò)程中多次咨詢各方專家并積極聽(tīng)取意見(jiàn)。更重要的是,通過(guò)該功法的練習(xí)使頸、腰、肩、膝等重要部位得到有效鍛煉。

3“高原健身增氧功”的生理學(xué)基礎(chǔ)及中醫(yī)養(yǎng)生學(xué)探究

3.1生理學(xué)基礎(chǔ)一般而言,正常人一次平靜呼吸時(shí)的氣體量約為500 mL。如果通過(guò)適當(dāng)?shù)闹w運(yùn)動(dòng)與呼吸節(jié)奏的完美配合,便可以使胸腔、腹腔“人為地”產(chǎn)生最大程度的生理壓縮與擴(kuò)張,吸氣量可以增加約2 000 mL,呼氣量也可以增加約1 200 mL,大大提升了呼吸效率。完成這一過(guò)程,一方面通過(guò)肢體運(yùn)動(dòng)，另一方面通過(guò)腹式呼吸。

3.1.1肢體運(yùn)動(dòng),輔助呼吸通過(guò)上下肢協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),除了利用固有的吸氣肌和呼氣肌,而且盡可能地調(diào)動(dòng)了全身其他輔助呼吸肌,如胸肌、斜角肌和背闊肌共同收縮,使參與吸氣與呼氣過(guò)程的肌肉群增多。比如,第1式“懷中抱月”要求兩肩充分水平伸時(shí),參與鍛煉的有斜方肌、背闊肌等;兩肩充分水平屈時(shí),參與鍛煉的有前鋸肌、胸小肌等。第2式“大鵬展翅”要求兩臂外展時(shí)要充分帶動(dòng)肩部,參與鍛煉的有三角肌、斜方肌、前鋸肌等;兩臂內(nèi)收時(shí)要松沉肩部,參與鍛煉的有腹直肌、岡下肌等。第3式“撥云見(jiàn)日”要求兩臂上舉使脊柱充分拉伸,參與鍛煉的有胸大肌、斜方肌等;兩臂下落使脊柱松沉壓緊,參與鍛煉的有背闊肌、腹直肌等。第4式“挽弓射箭”要求手臂充分拉伸,且以腰為軸轉(zhuǎn)動(dòng)身體,使脊柱充分回旋,參與鍛煉的有斜方肌、背闊肌、腹內(nèi)斜肌、腹外斜肌等。第5式“丹鳳朝陽(yáng)”要求脊柱充分側(cè)屈轉(zhuǎn)體,參與鍛煉的有胸鎖乳突肌、豎脊肌等;脊柱充分伸展,參與鍛煉的有腹直肌、腰方肌等。第6式“葉落歸根”要求兩肩上提使脊柱充分拉伸,參與鍛煉的有前鋸肌、豎脊肌等;兩肩下落使脊柱得到擠壓,參與鍛煉的有腹直肌、腰方肌等。

當(dāng)吸氣時(shí),人體膈肌收縮下降的幅度增大,胸腔增大,胸、肺內(nèi)壓降低,從而使肺內(nèi)壓小于外界大氣壓,氣體進(jìn)入;當(dāng)呼氣時(shí),膈肌回位,胸腔減小,使肺內(nèi)壓高于大氣壓,氣體排出。同時(shí),適當(dāng)?shù)闹w運(yùn)動(dòng)使腹壓與胸內(nèi)壓增加,有助于靜脈血液回流,促進(jìn)了全身的血液循環(huán),有助于機(jī)體的氣體交換,即充分將體內(nèi)的廢氣排出,吸進(jìn)新鮮氣體,以達(dá)到“吐故納新”的目的。

3.1.2腹式呼吸,增加氧氣通常而言,為了快速補(bǔ)償因?yàn)楦咴蛪喝毖醵鸬臋C(jī)體“氧不足”,人們往往最容易采用“淺快”式呼吸。這種方式的呼吸,由于呼吸頻率的加快,呼吸變得表淺,氣體交換不夠充分,致使體內(nèi)氧攝入不足,從而造成種種不適感。如果改為“深慢”式呼吸,如腹式呼吸,一方面盡量使膈肌下降的幅度增大(一般膈穹窿頂下降程度最大可達(dá)6～10 cm),致使胸內(nèi)壓低于大氣壓。另一方面呼吸變得深長(zhǎng)而緩慢,可以有效提高氣體交換效率,進(jìn)而攝入更多氧氣,有效地預(yù)防胸悶、氣短、心慌等不良現(xiàn)象。

值得注意的是,“高原健身增氧功”練習(xí)時(shí)運(yùn)用“逆腹式呼吸”的方式,當(dāng)呼氣時(shí)所有動(dòng)作都要求含胸松腹,意念將氣下沉于小腹,然后再緩慢呼出。這種“吸氣收腹、呼氣鼓肚”的方式,在增加胸腔的同時(shí),可以使膈肌升降幅度增大,增加肺部氣體交換壓力差,有效提高氣體交換效率。同時(shí),盡可能地呼氣,使體內(nèi)功能余氣量最大程度得以排放,更有利于氧的吸收。

3.2中醫(yī)養(yǎng)生學(xué)探究通過(guò)肢體動(dòng)作的升降開(kāi)合,配合逆腹式呼吸方式,加之簡(jiǎn)單意念的運(yùn)用,“高原健身增氧功”可以達(dá)到疏通全身經(jīng)脈氣血的作用。尤其是功法的動(dòng)作名稱直接而形象,練習(xí)者僅僅通過(guò)對(duì)動(dòng)作名稱的理解與想象,就會(huì)產(chǎn)生配合意念的動(dòng)作鍛煉,潛移默化地幫助人們調(diào)整剛?cè)氩睾蟛环€(wěn)定的心理狀態(tài),有助于緩解精神緊張,減輕心理壓力。

功法動(dòng)作都是全身性的,但也有其側(cè)重點(diǎn)。比如,第1式“懷中抱月” 練習(xí)時(shí),需要想象兩臂懷抱一個(gè)圓月,吸氣時(shí)膨脹變大,呼氣時(shí)收縮變小。通過(guò)兩肩的“開(kāi)合”運(yùn)動(dòng),使胸背部的肌群主動(dòng)參與呼吸運(yùn)動(dòng),在增大胸腔前后活動(dòng)幅度的同時(shí),可以起到調(diào)節(jié)氣血的作用,有利于肺經(jīng)、心包經(jīng)的氣血運(yùn)行,緩解胸悶、心慌等不適感。并且,擴(kuò)胸運(yùn)動(dòng)有助于肺活量的增加。

第2式“大鵬展翅”練習(xí)時(shí),需要想象兩臂如雄鷹的雙翅,吸氣時(shí)高飛展翅,呼氣時(shí)降落合翅。通過(guò)兩肩的“升降”運(yùn)動(dòng),使軀干兩側(cè)的肌群主動(dòng)參與呼吸運(yùn)動(dòng),在增大胸腔上下活動(dòng)幅度的同時(shí),可以起到調(diào)節(jié)心經(jīng)、肺經(jīng)、心經(jīng)的氣血的作用,緩解了呼吸短促、紊亂等不適感。并且肩部運(yùn)動(dòng)提高了肩關(guān)節(jié)的靈活性。

第3式“撥云見(jiàn)日”練習(xí)時(shí),需要想象兩臂向上無(wú)限伸展,吸氣時(shí)仿佛觸碰到天上的浮云,呼氣時(shí)撥開(kāi)白云,陽(yáng)光普照大地。通過(guò)脊柱的“伸屈”運(yùn)動(dòng),使腹前、脊柱兩側(cè)的肌群主動(dòng)參與呼吸,在增大膈肌下降幅度的同時(shí),可以起到調(diào)節(jié)任脈、督脈、肺經(jīng)和三焦經(jīng)的氣血作用,緩解了胸悶、氣喘等不適感。并且,頸部與脊柱運(yùn)動(dòng)對(duì)頸椎與腰背部疾病有一定的防治作用。

第4式“挽弓射箭”練習(xí)時(shí),需要想象前手握弓,后手拉弦,吸氣時(shí)將弓拉滿,呼氣時(shí)緩慢恢復(fù)原樣。通過(guò)脊柱的“回旋”與上臂的“屈伸”運(yùn)動(dòng),使腰腹、上肢肌群主動(dòng)參與呼吸,在增大胸腹腔左右徑活動(dòng)幅度的同時(shí),起到調(diào)節(jié)中焦以及肺經(jīng)、肝經(jīng)氣血的作用,緩解心慌、乏力等不適感，加強(qiáng)腰脊與膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)。

第5式“丹鳳朝陽(yáng)”練習(xí)時(shí),需要想象兩臂如鳳凰的翅羽,吸氣時(shí)拉開(kāi)展屏,呼氣時(shí)合攏收翼。通過(guò)脊柱的斜向“側(cè)屈”運(yùn)動(dòng)與“伸展”運(yùn)動(dòng),使脊柱、胸肋、腰腹肌群主動(dòng)參與呼吸,在增大胸腹腔上下徑活動(dòng)幅度的同時(shí),起到調(diào)節(jié)督脈、手三陽(yáng)、手三陰經(jīng)脈氣血的作用,促進(jìn)末梢血液循環(huán),增強(qiáng)心肺功能,緩解頭暈、胸悶等不適感，并且脊椎的鍛煉有助于內(nèi)臟的調(diào)節(jié)功能。

第6式“葉落歸根”練習(xí)時(shí),需要想象兩手托天地精華之氣，吸氣時(shí)緩慢捧起,呼氣時(shí)將氣灌入身體,通達(dá)腳跟。通過(guò)兩臂和肩部的上下大幅度運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)脊柱和胸腹腔的伸展和擠壓,使胸肋、腰腹肌群主動(dòng)參與呼吸運(yùn)動(dòng),在增大了胸腔體積變化幅度的同時(shí),可以起到疏通三焦氣機(jī),調(diào)理三焦功能的作用,緩解和消除疲勞,促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)。

4“高原健身增氧功”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

4.1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象經(jīng)招募,自愿參加本研究者28名,平均年齡為32歲,其中年齡最小者19歲,年齡最大者49歲，藏族4人,滿族1人,土家族1人,漢族22人。受試者未經(jīng)過(guò)體育專業(yè)訓(xùn)練,無(wú)規(guī)律性體育鍛煉經(jīng)驗(yàn),均無(wú)呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等方面的疾病,并已對(duì)高原環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)(表1)。

表1　實(shí)驗(yàn)對(duì)象一般情況

4.1.2實(shí)驗(yàn)儀器運(yùn)用MetaMax II心肺功能儀[7-8](CPX system,德國(guó)產(chǎn)),采用Breath by Breath混合氣體分析法測(cè)受試者心肺功能。另外,采用手指血氧儀(Nellcor NPB-40,美國(guó)產(chǎn))測(cè)受試者血氧飽和度。

4.1.3測(cè)試方案和環(huán)境實(shí)驗(yàn)安排為連續(xù)5 d內(nèi)完成。所有受試者測(cè)試前均接受為期2周的功法培訓(xùn),測(cè)試前均能熟練完成全部動(dòng)作。為盡量消除不適應(yīng)環(huán)境佩戴儀器對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,每位受試者在正式測(cè)試前進(jìn)行10 min適應(yīng)性活動(dòng)。另外,受試者測(cè)試前12 h清淡飲食、無(wú)劇烈活動(dòng)、未吸煙及飲用含有咖啡因的飲料。測(cè)試時(shí)受試者穿上舒適的運(yùn)動(dòng)服和運(yùn)動(dòng)鞋,空腹2～3 h后進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)時(shí)間為7 min,有音樂(lè)提示。

在每天測(cè)試前對(duì)運(yùn)動(dòng)心肺功能儀進(jìn)行氣壓和氣體校準(zhǔn)(針對(duì)已知濃度的O2和CO2的氣體混合物),每次測(cè)試前進(jìn)行容積校準(zhǔn)。受試者佩戴與氣體流量傳感器相連接的面罩。測(cè)試過(guò)程中同時(shí)監(jiān)測(cè)心率(Polar,芬蘭產(chǎn))。所有測(cè)試在同一個(gè)環(huán)境中進(jìn)行,海拔3 600 m,環(huán)境溫度為20℃,氣壓為68.04 Pa。最終由于環(huán)境條件限制,共有15人完成運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試。28名受試者均完成血氧飽和度的測(cè)試(13人在未佩戴氣體代謝儀情況下完成全部動(dòng)作,操作步驟按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行)。

4.1.4數(shù)據(jù)處理采用氣體代謝儀(CORTEX Biophysik MetaMax ? II)配備的軟件對(duì)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,選取攝氧量(VO2)、CO2呼出量(VCO2)、相對(duì)攝氧量(VO2/kg)、相對(duì)CO2呼出量(VCO2/kg)、呼吸商、潮氣量(VT)、呼吸率、每分通氣量(VE)等指標(biāo),顯示該指標(biāo)在10 s間隔的均數(shù)。

4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析由于機(jī)體對(duì)高原缺氧最早的反應(yīng)及代償從循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)開(kāi)始[9],也是限制高原居住人群運(yùn)動(dòng)能力的重要因素。本文選取心率及氣體代謝指標(biāo)用于監(jiān)控運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和運(yùn)動(dòng)前后呼吸功能的變化。此外,由于脈搏血氧飽和度可用于低氧的監(jiān)測(cè),也是呼吸功能監(jiān)測(cè)中最主要的手段之一,所以選擇血氧飽和度進(jìn)行無(wú)創(chuàng)觀察動(dòng)脈血氧飽和度的變化(脈搏和動(dòng)脈血氧飽和度在57.0%～97.6%的范圍內(nèi)誤差約為2%)。

4.2.1安靜與運(yùn)動(dòng)時(shí)VO2與VCO2的比較在高原低氧環(huán)境下,機(jī)體可利用的氧減少,直接影響了組織、細(xì)胞對(duì)氧的吸收。另外,低氧可致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)能裝置線粒體結(jié)構(gòu)破壞。酶失活,因而影響細(xì)胞對(duì)氧的利用,減少了能量生成,其最終結(jié)果造成能量代謝障礙,勞動(dòng)/活動(dòng)能力下降。高原氧分壓降低也是導(dǎo)致血液中氧含量和肌肉的氧供應(yīng)減少的重要原因,機(jī)體攝取并利用氧的能力降低,運(yùn)動(dòng)能力受到限制[10]。VO2可以反映機(jī)體攝取氧的能力，VCO2可以反映機(jī)體在運(yùn)動(dòng)中能量代謝的變化情況。無(wú)論是平原還是高原,機(jī)體攝氧能力均是反映運(yùn)動(dòng)能力的重要指標(biāo)。

由表2可以看出,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中VO2與VCO2均升高,其中VO2變化具有顯著性(P<0.05)。不同個(gè)體體重差異較大,因此采用VO2/kg及VCO2/kg更能準(zhǔn)確地反映其變化情況。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中VO2/kg和VCO2/kg與安靜時(shí)相比均出現(xiàn)顯著性升高(P<0.05)，說(shuō)明滿足機(jī)體在高原低氧環(huán)境下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)氧氣的需求?？梢?jiàn),“高原健身增氧功”可使受試者的攝氧及有氧代謝能力增強(qiáng)。

表2　受試者安靜與運(yùn)動(dòng)時(shí)VO2與VCO2的比較

4.2.2安靜與運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣功能的比較低氧暴露時(shí),呼吸頻率和深度的增加引起肺通氣量的增加,這是人體對(duì)高原最早和最明顯的反應(yīng),也是早期適應(yīng)的基本變化之一,這種現(xiàn)象稱為低氧通氣反應(yīng)。低氧暴露時(shí),低氧肺通氣反應(yīng)可增加肺泡氧分壓,提高動(dòng)脈血氧分壓和氧飽和度,氧合血紅蛋白的解離曲線左移。呼吸頻率的增加可能是肺通氣量增加的原因。

由表3可見(jiàn)，每分通氣量顯著性升高(P<0.05),其中潮氣量非常顯著性升高(P<0.01),而呼吸率呈下降趨勢(shì)。這與初入高原者不同,即隨著海拔的升高,肺通氣量的增加表現(xiàn)為呼吸頻率的升高,而潮氣量下降,表現(xiàn)為快淺呼吸,這是機(jī)體的代償性反應(yīng)。由于過(guò)于表淺的呼吸使無(wú)效腔增大,通氣量增加而肺泡通氣量并未增加,呼吸效率低。

表3　受試者安靜與運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣功能的比較

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每分通氣量的增加,主要是因?yàn)槌睔饬匡@著性升高,即改變了表淺的呼吸方式,呼吸深度增加。因此,“高原健身增氧功”可提高呼吸效率,延緩呼吸肌的疲勞,增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力。

4.2.3安靜與運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸商的比較呼吸商是反映機(jī)體能量代謝的重要指標(biāo)。有研究表明[11],在海拔4 000 m高原居留30 d后,血清游離脂肪酸和甘油濃度升高,同時(shí)呼吸商下降,可能與高原適應(yīng)中脂肪氧化供能增加有關(guān)。然而,本研究中運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體呼吸商(0.87±0.03)相比安靜狀態(tài)(0.79±0.08)有升高趨勢(shì),但無(wú)顯著性差異(P=0.117>0.05)?？梢酝茰y(cè)與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷小、時(shí)間短有關(guān),尚未對(duì)機(jī)體能量代謝產(chǎn)生影響。

4.2.4運(yùn)動(dòng)前后心率與血氧飽和度比較在高原,安靜時(shí)運(yùn)動(dòng)心率加快,心率的增加可以補(bǔ)償氧運(yùn)輸能力的下降,但最大心率和心輸出量都有所下降。有研究[12]表明,與最大攝氧量一樣,最大心率隨高度的增加而遞減,海拔超過(guò)3 000 m時(shí)最大心率即明顯下降。低氧環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)心肌缺氧可能是心輸出量下降的影響因素。

表4表明:運(yùn)動(dòng)前安靜狀態(tài)下,心率與血氧飽和度均表現(xiàn)出“高原反應(yīng)”狀態(tài);但運(yùn)動(dòng)后心率非常顯著性下降(P<0.01),并未因運(yùn)動(dòng)負(fù)荷而增加。說(shuō)明高原健身增氧功有助于克服高原低氧下因心肌缺氧產(chǎn)生的心率代償性加快,運(yùn)動(dòng)后心率比運(yùn)動(dòng)前非常顯著性下降。有研究[13]表明,在勞動(dòng)負(fù)荷相同的條件下,勞動(dòng)者心率越低,表明其所需攝氧量越少,而做功效率越高。提示“高原健身增氧功”能提高心臟做功效率。

表4　受試者運(yùn)動(dòng)前后心率與血氧飽和度的比較

血氧飽和度是反映機(jī)體供氧程度的指標(biāo)。在高原低氧環(huán)境下從事體力活動(dòng)時(shí),它的變化對(duì)于評(píng)價(jià)人體的缺氧狀況和勞動(dòng)能力有重要意義。隨著海拔的增加,氧分壓降低,血氧飽和度隨之降低。研究發(fā)現(xiàn),在高海拔地區(qū)進(jìn)行體力活動(dòng)時(shí),動(dòng)脈血氧飽和度下降非常明顯,表明在高海拔地區(qū)進(jìn)行重體力活動(dòng)時(shí)氧經(jīng)肺的彌散受到限制,由此引起動(dòng)脈血氧飽和度下降。在低氧環(huán)境,為了保證機(jī)體組織的氧供應(yīng),紅細(xì)胞和血紅蛋白代償性增加,導(dǎo)致動(dòng)脈血液的攜氧能力增強(qiáng),血氧飽和度較初入高原時(shí)有所提高。因氧分壓降低過(guò)多,即使高原適應(yīng)后,血氧飽和度仍低于平原水平。

本研究表明,受試者安靜狀態(tài)下血氧飽和度水平低于平原正常成年人；但與以往研究不同,經(jīng)過(guò)7 min“高原健身增氧功”運(yùn)動(dòng)后,血氧飽和度非常顯著性升高(P<0.01)。這可能與其獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)方式有關(guān),即使用“逆腹式呼吸”,且非常注重呼吸與動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合。由此,呼吸深度增加,胸內(nèi)負(fù)壓增大,促進(jìn)了靜脈回流增加,增加心輸出量和肺血流量,有利于氧的攝取和運(yùn)輸,增加血氧飽和度,提高血液攜氧能力。

5結(jié)束語(yǔ)

“高原健身增氧功”可以作為日常健身鍛煉項(xiàng)目，逐步普及、推廣、應(yīng)用于西藏大眾健身支撐服務(wù)體系中。這不僅體現(xiàn)了“體育援藏”的作用,而且有助于加強(qiáng)藏區(qū)全民健身計(jì)劃的實(shí)施,對(duì)于促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、保障國(guó)家長(zhǎng)治久安具有深遠(yuǎn)意義。

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文章編號(hào)1000-5498(2016)02-0051-05

中圖分類號(hào)G85

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

通信作者簡(jiǎn)介:虞定海(1951-),男,浙江鎮(zhèn)海人,上海體育學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師;Tel.:(021)51253219,E-mail:yudinghai0730@126.com

作者簡(jiǎn)介:第一張平安(1985-),男,甘肅蘭州人,上海體育學(xué)院博士研究生;Tel.:(021)51253219,E-mail:gordontttt@163.com

基金項(xiàng)目:國(guó)家體育總局科研項(xiàng)目資助課題(2012B005)

收稿日期:2015-09-02； 修回日期:2015-12-08