董 宏，劉 寶，劉樺瑋，王榮輝

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間歇性低氧訓練對運動員有氧能力影響的Meta分析

董 宏1，劉 寶2，劉樺瑋3，王榮輝1

運用Meta分析方法綜合定量的評價間歇性低氧訓練對運動員有氧能力的影響，為有針對性的進行低氧訓練和提高訓練質量提供更為準確可靠的指導。運用Revman 5.3軟件和Stata 12.0軟件對所納入文獻的結局指標進行分析。多水平Meta回歸結果顯示，發(fā)表年份、性別、Jadad得分、訓練時間4因素的P值均大于0.05；而氧濃度、干預周期、訓練頻率3因素的P值均小于0.05。間歇性低氧訓練可以明顯的提高運動員的有氧能力。在最大攝氧量方面，運動員有氧能力的提高受氧濃度、干預周期及訓練頻率的影響。

間歇性低氧訓練；運動員；有氧能力；干預；元分析

1 前言

2015年5月，在由北京體育大學科學研究中心、中國體育科學學會運動生理生化分會、北京體育科學學會運動醫(yī)學分會聯(lián)合主辦的“第五屆國際高原/低氧訓練論壇”上，低氧訓練對于運動員有氧耐力的影響成為關注的焦點之一。參加論壇的Lundby教授最新的研究表明，高住低訓訓練模式對于提高優(yōu)秀運動員的有氧運動能力作用不明顯，而且往返高原訓練過程中會對運動員免疫系統(tǒng)造成不良影響。之前有報道顯示，丹麥、德國、墨西哥、日本、法國等國家的賽艇隊都對高原訓練抱有懷疑和抵制態(tài)度[1]，且不同文獻對最大攝氧量研究的結果不盡一致。然而，間歇性低氧訓練在低氧訓練模式中的地位日益受到重視[4]，它不僅能夠補充傳統(tǒng)高原訓練的不足，而且是提高競技運動員運動能力的重要手段。通過查閱國內外關于低氧訓練的文獻，結合“第五屆國際高原/低氧訓練論壇”有關專家和學者所報道的最新研究成果和進展，就目前有關間歇性低氧訓練對于運動員有氧能力影響的文獻進行系統(tǒng)綜述，評價有氧能力的主要指標有心率、最大攝氧量、肺活量、肺通氣量、血氧飽和度、血紅蛋白含量等，其科學可靠性存在不同學術觀點[17]。本文將與有氧能力密切相關、研究結果存在爭議的最大攝氧量和血紅蛋白作為主要研究內容，為增強有氧代謝能力的相關研究提供一定的理論參考。

2 研究方法

2.1 文獻檢索

文獻的檢索全過程由兩名人員進行，兩名檢索人員在檢索過程中采用獨立雙盲的方式，從中國知網、萬方數(shù)字資源數(shù)據(jù)庫、萬方中英文醫(yī)學期刊網絡平臺、Web of Science、Medline、Pubmed等數(shù)據(jù)庫進行檢索，起止時間為各數(shù)據(jù)庫建庫至2015年12月，最后一次檢索日期為2015年12月31日。中文檢索詞以“間歇性低氧訓練”、“低氧訓練”、“低氧”等為主題詞進行組合式混合檢索；外文檢索詞以“intermittent hypoxic training”、“Interval Training”、“intermittent hypoxia”等為主題詞進行組合檢索，并對文獻的參考文獻進行手工檢索，未檢索未發(fā)表的文獻。

2.2 納入與排除標準

2.2.1 納入標準

1)文獻類型：均為隨機對照實驗，無論是否盲法或者實行分配隱藏；2)有相關的低氧訓練設計方案；3)結局指標包括血紅蛋白、最大攝氧量；4)實驗對象為運動員。

2.2.2 排除標準

不符合前文納入標準要求的文獻，文獻中與本研究所需資料較少、數(shù)據(jù)結果重復的文獻，排除動物實驗，非運動員身份的受試者,沒有全文或者為綜述類文章(圖1)。

圖1 文獻篩選流程圖

2.3 數(shù)據(jù)提取

兩名檢索人員在檢索過程中采用獨立雙盲的方式對納入的文獻進行相關指標的提取，內容包括:文獻的第一作者，發(fā)表年限，運動水平、性別，年齡，樣本量，項目類型、實驗設計方案等。對缺乏數(shù)據(jù)信息或者信息不明確的資料通過郵件形式與作者進行聯(lián)系獲取。

2.4 質量評價

采用經典的Jadad質量評分表對納入的文獻進行評分，總評分為5分，其中，總評分1～2分為低質量，3～5分為高質量。

2.5 數(shù)據(jù)分析

運用Revman 5.3軟件對所納入文獻的結局指標進行分析，由于所納文獻的結局指標屬于連續(xù)性結局變量，且測試單位均相同，因此，效應尺度指標選擇均數(shù)差(MD)進行統(tǒng)計。用I2統(tǒng)計量進行各研究間異質性的檢驗，當I2=0時，表明各研究間無異質性；當I2>50%時，表明研究間存在異質性。無異質性時采用固定效應模型分析；若存在異質性時，運用Stata 12.1軟件進行Meta回歸分析，尋找異質性來源，之后進行亞組分析確定異質性。采用森林圖確定加權均屬差，采用漏斗圖進行發(fā)表偏倚的影響分析。

3 研究結果

3.1 文獻納入的基本情況

3.1.1 納入文獻的研究特征

通過制定文獻納入標準和排除標準對檢索結果進行篩查和閱讀，共計19篇文獻涉及間歇性低氧訓練對運動員有氧能力干預效果影響的隨機對照實驗(RCT)符合納入標準。均為現(xiàn)役運動員或者退役運動員，運動項目以游泳、自行車、長跑3項全能為主。樣本量共計325人(男281人，女44人)，年齡范圍為14～54歲，年齡跨度較大，所測受試者的運動水平均較高，納入文獻Jadad得分5篇為高質量(≥3分)、14篇為低質量(<3分)，國外文獻大多采用盲法，國內文獻沒有采用盲法，很多論文中沒有具體說明測試方法以及測試的具體過程，因此，本研究沒有列出(表1)。

3.1.2 納入文獻的干預特征

本研究共納入19篇文獻，結局指標的測試有的涵蓋1項，有的均有涉及。其中，涉及最大攝氧量指標的有16篇文獻，有13篇關于血紅蛋白指標的研究。運動干預方案設計較為靈活，但基本遵從低氧刺激原則，干預持續(xù)時間范圍1.5～8周不等，以3～4周的研究居多。最后的測試出現(xiàn)顯著性干預效果的僅有6篇文獻(表2)。

3.2 敏感性分析

通過對納入的19篇文獻進行敏感性分析，如改變研究質量差異、納入標準、統(tǒng)計模型以及效應量的選擇等，重新進行Meta分析，發(fā)現(xiàn)合并結果改變不明顯，說明本研究的Meta分析結果較為可信。

3.3 發(fā)表偏倚分析

3.4 Meta分析結果

表1 納入文獻的基本特征一覽表

表2 納入文獻實驗設計方案及結局指標一覽表

圖2 發(fā)表偏倚漏斗圖

圖3 間歇性低氧訓練對最大攝氧量加權均數(shù)差影響

由于存在訓練和低氧刺激2個變量，以及還存在較多的協(xié)變量(如發(fā)表年限、干預措施、性別等)。因此，采用多因素Meta回歸分析對異質性原因進行篩選。結果顯示(表3)，發(fā)表年份、性別、Jadad得分、訓練時間4因素的P值均大于0.05，說明此4因素與研究的異質性無關；而氧濃度、干預周期、訓練頻率3因素的P值均小于0.05，說明此3因素是引起最大攝氧量研究間異質性的主要因素。

將與異質性有關的影響因素(氧濃度、干預周期和訓練頻率)進行分層多水平的Meta回歸分析，結果表明(表4)，在氧濃度方面，15%和大于15% 2個組別的異質性均較小，而且方程的擬合度較好(Tau2較小)，合并效應量的WMD值分別為-2.67和2.71。在干預周期方面，3～4周干預時間異質性較小，其他兩組的P值無統(tǒng)計學意義；在訓練頻率方面，3～5次/周是影響最大攝氧量干預效果

的主要因素，合并WMD值-2.44，95%CI[-3.57,-1.31]，其他2組與最大攝氧量干預效果之間無統(tǒng)計學差異。

表3 影響異質性因素的Meta分析結果一覽表

表4 分層亞組分析結果一覽表

3.4.2 間歇性低氧訓練對血紅蛋白(Hb)的影響

本研究中有13篇文獻報道了間歇性低氧訓練對血紅蛋白(Hb)的影響，納入研究對象193例(IHT組98例，對照組95例)。Meta分析結果顯示，異質性檢驗P=0.014，I2=30%，具有同質性。因此，采用固定效應模型進行合并效應量分析，合并效應量WMD=-0.25，95%CI[-0.44,-0.06]。提示，IHT組運動員與對照組運動員比較，其Hb WMD具有統(tǒng)計學差異(P=0.009<0.01)。森林圖顯示(圖4)，其WMD的95%CI橫線落在無效豎線左側，表明IHT組運動員最大攝氧量均值優(yōu)于對照組，因此，間歇性低氧訓練能夠提高運動員體內Hb含量。

圖4 間歇性低氧訓練對血紅蛋白(Hb)加權均數(shù)差影響

4 討論

低氧訓練是利用低氧儀在平原條件下模擬不同海拔高度的高原低氧環(huán)境，對運動員進行適宜的低氧刺激以提高運動員有氧代謝能力和抗缺氧能力的一種訓練方法。鑒于低氧訓練具有可發(fā)掘機體最大潛能，促進機體提高有氧代謝能力等優(yōu)勢,目前低氧訓練相關研究引起了國際體育科學界的極大關注[8,20,36,37]。

在Hb的研究方面，運動員在普通環(huán)境中進行運動訓練時，一般認為進行短期的大強度的快速運動比進行長時間耐力運動，運動員Hb增加得更明顯[23,36]。這被看作是高水平運動員適應訓練過程的標志。在低氧這一特殊環(huán)境下的低氧刺激訓練，也可以使運動員的Hb含量產生一定的變化[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，IHT訓練對Hb帶來顯著性的變化。Hb作為評價運動員有氧能力的重要因子，其機制在于Hb可以作為一個緩沖因子，使內環(huán)境維持在一個穩(wěn)定的pH值范圍，提高無氧能力和肌肉缺氧的耐受能力[13]。能夠使氧轉移到肌肉細胞中，以此保證運動員具有充沛的體力。與常規(guī)環(huán)境下對比，在同樣的運動時間中，運動量越大，運動員Hb增加得越明顯。類似研究結果顯示，低氧 1周后紅細胞、Hb含量顯著升高(P<0.05)[31,41]，從機制上是由于紅細胞生成的絕對值增加，后者是由于血漿滲透造成血容量或血漿量減少所致[16,21,41]。這同王茂葉等(2001)、夏小慧等(2012)的研究結果不一致。

其次，實驗設計不同。由于低氧訓練規(guī)定低氧濃度有一個范圍，因此,很多的研究者會根據(jù)自己研究對象的特殊性進行選擇，使得運動員低氧濃度的刺激不同[9]。運動強度也是造成結果差異的原因之一，有些研究采用低強度訓練，有些采取中高強度的低氧訓練，對不同運動員來說，IHT的效果就會出現(xiàn)差異。

最后，實驗的測試時間不同。本研究所納入的文獻，前測時間較為一致，在后測時表現(xiàn)出差異，有些研究是低氧訓練結束后即刻測試，有些是間隔1周，有些是低氧訓練結束2周后，個別研究后測時間更長。測試時間的不同在一定程度上也是造成差異的原因。

本研究的不足與局限：1)在檢索過程中沒有涉及未發(fā)表的文獻，還有部分文獻無法搜集到全文；2)納入的女性運動員較少，這會造成一定的偏倚；3)在質量評價部分所納入的國內、外文獻對于是否分配隱藏、盲法類型均未注明，導致方法學質量不高；4)各研究間研究設計存在較大差異，尤其訓練強度這一重要因素，很多文獻中均沒有詳細的說明強度的具體設計。當前，低氧訓練成為競技體育的一種輔助訓練手段，何種手段能進一步激發(fā)低氧訓練的最大潛能和提高機體極限做功能力，必將是今后體育科研工作者的研究熱點。

5 結論

[1]胡永紅.間歇性低氧訓練的原理及應用[J].浙江體育科學,2012,34(1):68-70.

[2]胡永欣.間歇性低氧訓練對紅細胞生成及其抗氧化能力的影響[D].廣州：華南師范大學,2003.

[3]李強，高偉，魏宏文.間歇性低氧刺激對運動能力影響的實驗研究[J].體育科學， 2001，21(3):75-79.

[4]劉海平，胡揚.間歇性低氧訓練研究進展[J].山東體育學院學報， 2004，26(4):65-69.

[5]秦宇飛，張華.間歇性低氧訓練對男子賽艇運動員大負荷訓練期間生理機能的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志， 2007，(3):321-325.

[6]邱俊，陳文鶴.有氧耐力的測試指標和訓練方法研究新進展[J].體育科研， 2009,30(1):57-61.

[7] 王茂葉，雷志平.間歇性低氧訓練對機體有氧代謝能力影響的研究[J].西安體育學院學報， 2001，(1):32-34.

[8] 王茹.低氧運動/訓練研究新動向[J].北京體育大學學報，2012，35(8):60-65.

[9] 夏小慧，胡揚，王卉，等.間歇性低氧訓練對運動員有氧耐力影響的系統(tǒng)綜述[J].上海體育學院學報， 2012，36(1):68-72.

[10] 張國海，王人衛(wèi).肌內效貼對人體運動能力影響與相關機理的研究進展與展望[J].中國體育科技，2015，51(1):73-80.

[11] ABELLAN R,REMACHA A F ,VENTURA R,etal.Hematologic response to four weeks of intermittent hypobaric hypoxia in highly trained athletes[J].Haematologica， 2005,90(1):126-127.

[12] BALIEY D M,DAVIES B,YOUNG I S.Intermittent hypoxic training:Implications for lipid peroxidation induced by acute normoxic exercise in active men[J].Clin Sci(Lond),2001,101(5):465-475.

[13] CLARK S A,BOURDON P C,SCHMIDT W,etal.The effect of acute simulated moderate altitude on power,performance and pacing strategies in well-trained cyclists[J].Eur J Appl Physiol，2007,102(1):45-55.

[14] CZUBA M,ZAJAC A,MASZCYK A,etal.The effects of high intensity interval training in normobaric hypoxia on aerobic capacity in basketball players[J].J Human Kinetics，2013,39(1):103-114.

[15] CZUBA M,WASKIEWIC Z,ZAJAC A,etal.The effects of intermittent hypoxic training on aerobic capacity and endurance performance in cyclists[J].J Sports Sci Med，2011,10(1):175-183.

[16] FAISS R,GIRARD O,MILLET G P.Advancing hypoxic training in team sports:From intermittent hypoxic training to repeated sprint training in hypoxia[J].Br J Sports Med，2013,47(1):45-50.

[17] GARVICAN L,MATRTIN D,QUOD M,etal.Time course of the hemoglobin mass response to natural altitude training in elite endurance cyclists[J].Scand J Med Sci Sports，2012,22(1):95-103.

[18] GORE C J,RODRIGUEZ F A,TRUIJENS M J,etal.Increased serum erythropoietin but not red cell production after 4 wk of intermittent hypobaric hypoxia (4 000～5 500 m)[J].J Appl Physiol， 2006,101(5):1386-1393.

[19] GOUGH C E,SAUNDERS P U,FOWLIE J,etal.Influence of altitude training modality on performance and total haemoglobin mass in elite swimmers[J].Eur J Appl Physiol，2012,112(9):3275-3285.

[20] HAMLIN M J,MARSHALL H C,HELLEMANS J,etal.Effect of intermittent hypoxic training on 20 km time trial and 30 s anaerobic performance[J].Scand J Med Sci Sports， 2010,20(4):651-661.

[21] HAMLIN M J.Effects of intermittent normobaric hypoxia on blood parameters in multi-sport endurance athletes[J].Med Sci Sports Exe， 2004,36(6):337-338.

[22] HENDRIKSEN I J,MEEUWSEN T.The effect of intermittent training in hypobaric hypoxia on sea-level exercise:A cross-over study in humans[J].Eur J Appl Physiol， 2003,88(5):396-403.

[23] HOLLISS B A,FULFORD J,VANHATALO A,etal.Influence of intermittent hypoxic training on muscle energetics and exercise tolerance[J].J Appl Physiol(1985)， 2013,114(5):611-619.

[24] JULIAN C G,GORE C J,WILBER R L,etal.Intermittent normobaric hypoxia does not alter performance or erythropoietic markers in highly trained distance runners[J].J Appl Physiol，2004,96(5):1800-1807.

[25] KATAYAMA K,MATSUO H,ISHIDA K,etal.Intermittent hypoxia improves endurance performance and submaximal exercise efficiency[J].High Alt Med Biol， 2003,4(3):291-304.

[26] KIME R,KARLSEN T,NIOKA S,etal.Discrepancy between cardiorespiratory system and skeletal muscle in elite cyclists after hypoxic training[J].Dynamic Med， 2003,2(1):4.

[27]LEVINE B D.Intermittent hypoxic training:Fact and fancy[J].High Altitude Med Biology,2002,3(2):177-193.

[28] MEEUWSEN T,HENDRIKSEN I J,HOLEWIJIN M.Training-induced increases in sea-level performance are enhanced by acute intermittent hypobaric hypoxia[J].Eur J Appl Physiol， 2001,84(4):283-290.

[29] MORTON J P,CABLE N T.Effects of intermittent hypoxic training on aerobic and anaerobic performance[J].Ergonomics，2005,48(11-14):1535-1546.

[30] PUPIS M,PIVOVARNICEK P,TONHASSEROVA Z,etal.Various alternatives of hypoxic training[J].Sport Spa， 2012,9(2):25-32.

[31] PUPIS M.The effects of intermittent hypoxic training on aerobic capacity and blood compnents of endurance athletes[J].Acta Kinesiologica， 2011,2(5):48-52.

[32] RODRIGUEZ F A,TRUIJENS M J,TOWNSEND N E,etal.Performance of runners and swimmers after four weeks of intermittent hypobaric hypoxic exposure plus sea level training[J].J Appl Physiol，2007,103(5):1523-1535.

[33] ROELS B,BENTLEY D J,COSTE O,etal.Effects of intermittent hypoxic training on cycling performance in well-trained athletes[J].Eur J Appl Physiol，2007,101(3):359-368.

[34] ROELS B,MILLET G P,MARCOUX C J L,etal.Effects of hypoxic interval training on cycling performance[J].Med Sci Sports Exe,2005,37(1):138-146.

[35] SCHMIDT W,PROMMER N.Effects of various training modalities on blood volume[J].Scand J Med Sci Sports,2008,18(1):57-69.

[36] SCOTT B R,SLATTERRY K M,SCULLEY D V,etal.Hypoxia and Resistance Exercise:A comparison of localized and systemic methods?[J].Sports Med,2014,44(8):1037-1054.

[37] SCOTT B R,SLATTERRY K M,SCULLEY D V,etal.Physical performance during high-intensity resistance exercise in normoxic and hypoxic conditions[J].J Strength Cond Res,2015,29(3):807-815.

[38] SWAIN C,KIRBY T,ALTSHULD J.Simulated altitude via re-breathing improves performance in well-trained cyclists[J].J Exe Physiol Online,2010,13(6):21.

[39] TRUIJENS M J,TOUSSAINT H M,DOW J,etal.Effect of high-intensity hypoxic training on sea-level swimming performances[J].J Appl Physiol,2003,94(2):733-743.

[40] WACHSMUTH N B,VOLZKE C,PROMMER N,etal.The effects of classic altitude training on hemoglobin mass in swimmers[J].Eur J Appl Physiol,2013,113(5):1199-1211.[41] ZORETIC D.The effects of hypercapnic-hypoxic training program on hemoglobin concentration and maximum oxygen uptake of elite swimmers[J].J Applied Physiol,2014,18(9):99-101.

The Effects of Intermittent Hypoxic Training on Aerobic Capacity of Athletes:Meta Analysis

DONG Hong1,LIU Bao2,LIU Hua-wei3,WANG Rong-hui1

intermittenthypoxictraining;athletes;aerobiccapacity;intervention;Metaanalysis

1000-677X(2016)10-0067-07

10.16469/j.css.201610009

2015-11-17；

2016-08-22

董宏(1987-)，男，山東日照人，在讀博士研究生，主要研究方向為體質健康評價、運動員科學選材，E-mail：dhong77@163.com;劉寶 (1987-)，男，山東諸城人，助教，碩士，主要研究方向為游泳，E-mail：847992900@qq.com；劉樺瑋(1987-)，男，河北秦皇島人，助教，碩士，主要研究方向為田徑，E-mail：396725248@qq.com。

1.北京體育大學，北京 100084;2.北京勞動保障職業(yè)學院，北京 100029；3.燕山大學，河北 秦皇島 066000 1.Beijing Sport University，Beijing 100084，China;2.Beijing Vocational College of Labour and Social Security,Beijing 100029，China;3.Yanshan University,Qin huangdao 066000,China.

G804.2

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