王 政

利用高原訓(xùn)練提高運(yùn)動(dòng)員Hbmass的時(shí)間特征研究

王 政

通過對國內(nèi)、外58篇關(guān)于高住高訓(xùn)(HiHi)和高住低訓(xùn)(HiLo)兩種高原訓(xùn)練模式研究文獻(xiàn)中Hbmass變化的統(tǒng)計(jì)，求得上述兩種模式下Hbmass變化的時(shí)間特征。高原訓(xùn)練階段，Hb含量呈現(xiàn)出S型函數(shù)增長，前2周提高速度快于此后時(shí)段，其中，HiHi模式更為明顯但穩(wěn)定性較低，HiLo模式相對平緩且穩(wěn)定性較高；高原訓(xùn)練后階段，Hbmass量降低呈反S型曲線，前2周下降速度快于之后時(shí)段但穩(wěn)定性較低。由此認(rèn)為，高原訓(xùn)練階段，海拔高度2 000 m左右的HiHi訓(xùn)練模式維持2～3周為宜；海拔高度2 500～3 000 m的HiLo訓(xùn)練模式應(yīng)持續(xù)4周；高原訓(xùn)練后至比賽之間的時(shí)間間隔約為2周多為宜。

高住高訓(xùn)；高住低訓(xùn)；血紅蛋白含量；高原訓(xùn)練階段；高原訓(xùn)練后階段；時(shí)間特征

1 前言

高原訓(xùn)練的實(shí)質(zhì)是利用高原的缺氧刺激，從理論上說，只要是在低氧環(huán)境下訓(xùn)練均可達(dá)到高原訓(xùn)練的效果。雖然目前高原訓(xùn)練的形式多樣，但文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，HiHi(高住高訓(xùn))和HiLo(高住低訓(xùn))模式的使用頻率較高，關(guān)于上述兩種訓(xùn)練方式對提高運(yùn)動(dòng)員有氧能力的研究也較為普遍。從高原訓(xùn)練的作用要素來看，包括受訓(xùn)運(yùn)動(dòng)員的競技水平、適宜的海拔高度、訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間、下高原后至比賽時(shí)間等，其中，運(yùn)動(dòng)員競技水平是人為因素，海拔高度是空間因素，高原訓(xùn)練時(shí)間和下高原后至比賽時(shí)間是時(shí)間因素。對于參與國際高水平競技而言，人為因素間的差異不大?？臻g因素中，人工常壓低氧環(huán)境的使用可以有效控制HiLo方式的低氧環(huán)境高度；HiHi方式受自然條件的影響，國內(nèi)主要高原訓(xùn)練基地海拔在1 245 m(貴州紅楓湖)～2 366 m(青海多巴)之間，國外從1 500 m(美國阿布爾開克)～3 100 m(玻利維亞帕斯)[1]，具有相對穩(wěn)定性。這樣，高原訓(xùn)練的時(shí)間因素，即高原訓(xùn)練的時(shí)間以及下高原后訓(xùn)練的時(shí)間成為一個(gè)重要的可控但多變的變量。

目前，關(guān)于高原訓(xùn)練的時(shí)間學(xué)因素，雖然普遍認(rèn)為最適宜持續(xù)4～6周，但Darrell等[6]在總結(jié)部分典型高原訓(xùn)練成果后發(fā)現(xiàn)，HiHi和HiLo方式的持續(xù)時(shí)間分別在12～30天、9～30天不等，且這些訓(xùn)練均取得了良好的預(yù)期效果；Rusko等[30]認(rèn)為，HiLo形式下，略高于2 000 m海拔下每天居住12 h，進(jìn)行3周的高原訓(xùn)練已經(jīng)足夠；Rasmussen等[26]提出，短期的高原適應(yīng)無法使紅細(xì)胞容積得到明顯提升，除非在海拔3 000 m以上進(jìn)行至少4周的訓(xùn)練才能取得理想效果。對于高原訓(xùn)練后到平原比賽的最佳時(shí)間爭議更大，從訓(xùn)練實(shí)踐來看，跨度甚至達(dá)到從4～5天至39～42天不等。當(dāng)然，高原訓(xùn)練時(shí)間因素的長短與運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)競技能力需要以及高原訓(xùn)練所處的訓(xùn)練階段有關(guān)。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

國內(nèi)、外高水平運(yùn)動(dòng)員HiHi、HiLo訓(xùn)練研究報(bào)道中不同時(shí)段關(guān)于Hbmass的測試數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

文獻(xiàn)資料調(diào)研：收集國內(nèi)、外2005年以后發(fā)表的關(guān)于不同專項(xiàng)HiHi或HiLo形式的研究文獻(xiàn)共計(jì)34篇，涉及的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目為常使用高原訓(xùn)練的項(xiàng)目，具體包括中長跑、皮劃艇、游泳、鐵人三項(xiàng)、公路自行車等長距離競速項(xiàng)目以及足球、水球等長時(shí)間對抗類項(xiàng)目。收集論文的研究對象均為國際級高水平運(yùn)動(dòng)員，訓(xùn)練階段均為為備戰(zhàn)奧運(yùn)會(huì)、世界錦標(biāo)賽等國際大賽而進(jìn)行的賽前高原訓(xùn)練。其中，HiLo形式18篇，直接獲得或通過計(jì)算得到高原訓(xùn)練期間Hb的增長比例數(shù)據(jù)(ΔHbmass%)31個(gè)，下高原訓(xùn)練后的數(shù)據(jù)10個(gè)；HiHi形式16篇，直接獲得或通過計(jì)算得到Hb的增長比例數(shù)據(jù)46個(gè)，下高原訓(xùn)練后的數(shù)據(jù)14個(gè)。

數(shù)理統(tǒng)計(jì)：利用SPSS 18.0軟件對收集到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。具體統(tǒng)計(jì)內(nèi)容與應(yīng)用方法為運(yùn)用非線性回歸模型構(gòu)建Hb含量變化的擬合曲線模型，求得提高率的變化規(guī)律。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 高原訓(xùn)練階段的時(shí)間學(xué)特征

如前所述，在高原訓(xùn)練階段，處于高原的時(shí)間(天數(shù)或小時(shí))、海拔高度、運(yùn)動(dòng)員個(gè)體(專項(xiàng)、競技水平、性別等)以及高原訓(xùn)練的方式(HiHi或HiLo)是一組相互干擾的綜合性因素。在所檢索到的有關(guān)HiHi和HiLo訓(xùn)練模式研究文獻(xiàn)中，有些研究僅對高原訓(xùn)練前、后運(yùn)動(dòng)員的Hbmass進(jìn)行了測量，有些在高原訓(xùn)練期間進(jìn)行了連續(xù)性的測量，有些則對下高原后進(jìn)行了階段性測量，這些數(shù)據(jù)為本研究的模型建立提供了素材。

受測對象之間的個(gè)體與專項(xiàng)差異同樣是擾動(dòng)因素之一，Schmidt等人[38]通過研究發(fā)現(xiàn)，對不同性別人群在海拔高度2 600 m施加為期3周不同負(fù)荷強(qiáng)度的訓(xùn)練后，各組別男、女人群Hbmass增高趨勢基本相同，且增高幅度在性別與分組間均不具有顯著性差異(圖1)。加之本研究所選運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)為體能主導(dǎo)耐力性項(xiàng)目或長時(shí)間對抗性項(xiàng)目，因而，數(shù)據(jù)樣本可基本認(rèn)為具有同質(zhì)性。

對于高原訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間與Hbmass提高幅度之間的關(guān)系，需要通過建立數(shù)學(xué)模型并在較長時(shí)間內(nèi)連續(xù)測算，國外已有類似的研究，例如，Rusko等[31]以8組研究數(shù)據(jù)為樣本，利用線性回歸得出高原訓(xùn)練期間Hbmass的提高幅度約為0.3%/d；Clark等[7]對12名有一定訓(xùn)練水平的自行車運(yùn)動(dòng)員同樣采用線性回歸模型測算，得出HiLo模式的提高幅度為1%/100 h；Gore等[13]對17篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)建立了混合模型，推算出1.1%/100 h的提高幅度。然而，這些研究存在某些不足：1)研究所選取的運(yùn)動(dòng)員競技水平較低，或運(yùn)動(dòng)員水平參差不齊，樣本不具有同質(zhì)性；2)研究選取的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目單一，采集的數(shù)據(jù)樣本量有限；3)數(shù)學(xué)模型選用不甚合理，將高原訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間與Hbmass增加之間視為了一種簡單的線性關(guān)系，以至于模型精度并不理想(R2均未高于0.6)。顯然，不同競技水平的運(yùn)動(dòng)員對于高原訓(xùn)練的機(jī)體應(yīng)答存在差異，并且，高原訓(xùn)練時(shí)間與Hbmass提高幅度之間存在諸多中介變量與擾動(dòng)變量，二者實(shí)則為非線性關(guān)系。

圖 1 男、女不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度持續(xù)3周2 600 m高原訓(xùn)練后Hbmass提高幅度曲線圖Figure 1. The Increased Range of Hbmass After 3 Weeks on 2 600 m High by Different Exercise Intensity between Male and Female

注：NP為低強(qiáng)度，MP為中等強(qiáng)度，HP為大強(qiáng)度，EP為高強(qiáng)度，據(jù)W.Schmidt等人[38]修改。

高原訓(xùn)練對Hb的影響受制于多種因素，雖然本研究在數(shù)據(jù)選取時(shí)有所甄別(訓(xùn)練階段、專項(xiàng)、競技水平等)，但仍難以規(guī)避其他主、客觀擾動(dòng)因素，即高原訓(xùn)練的時(shí)間與Hbmass之間呈非完全線性相關(guān)。為此，本文擬采用非線性回歸法建立函數(shù)模型，其步驟包括：1)由散點(diǎn)圖及專業(yè)知識(shí)確定大致的曲線發(fā)展類型，并依據(jù)精度選取最優(yōu)的曲線類型；2)采用非線性最小二乘法估計(jì)未知參數(shù)，并通過迭代方法不斷逼近最優(yōu)模型，提高決定系數(shù)R2。本文以ΔHbmass%為因變量，時(shí)間(d或h)為自變量建立曲線參數(shù)估計(jì)模型，曲線擬合結(jié)果顯示，高原訓(xùn)練期間，HiHi和HiLo兩種訓(xùn)練模式下，ΔHbmass%與時(shí)間t之間均體現(xiàn)為S型曲線模型的擬合精度較高。對S型曲線進(jìn)行非線性回歸，迭代之后HiHi模式的決定系數(shù)R2為0.781，HiLo模式為0.824，擬合精度基本滿意。模型曲線及95%置信區(qū)間曲線如圖2、圖3所示。

圖 2 HiHi訓(xùn)練模式Hbmass增長散點(diǎn)及非線性擬合曲線圖Figure 2. The Increasing Scatter Diagram and Nonlinearity Fitted Curve of Hbmass by HiHi Training Pattern

圖 3 HiLo訓(xùn)練模式Hbmass增長散點(diǎn)及非線性擬合曲線圖Figure 3. The Increasing Scatter Diagram and Nonlinearity Fitted Curve of Hbmass by HiLo Training Pattern

分別對圖2和圖3中的曲線進(jìn)行三階求導(dǎo)，得出Hbmass增速發(fā)生變化的奇點(diǎn)，HiHi模式為13.9天，HiLo模式為198.6 h。在本研究所選取的HiLo訓(xùn)練模式研究成果中，除1篇研究選用每天10 h的低氧暴露外[17]，其余均要求運(yùn)動(dòng)員每天長達(dá)至少14 h的低氧生活，其平均值為14.41 h，故可以求得HiLo訓(xùn)練模式下Hbmass增速發(fā)生明顯變化的時(shí)間為13.8天。由此認(rèn)為，無論是HiHi模式還是HiLo模式，缺氧環(huán)境下訓(xùn)練的前2周，Hbmass增速較為明顯。

表 1 HiHi和HiLo模式高原訓(xùn)練階段不同時(shí)間ΔHbmass%
Table 1 TheΔHbmass% in Different Time of HiHi and HiLo Pattern (%)

HiHi模式HiLo模式預(yù)測值增高比例提高率95%CI極差預(yù)測值增高比例提高率95%CI極差第7天2.41—1.40～3.311.461.41—0.84～1.791.37第14天4.211.803.14～5.332.013.261.852.32～3.951.91第21天4.940.733.97～6.162.924.210.953.21～5.092.26第28天5.210.274.35～6.494.024.770.563.89～5.880.12第35天5.470.264.68～6.771.615.220.454.23～6.30—

利用所建立的非線性S型回歸模型及95%置信區(qū)間模型，分別求得HiHi和HiLo兩種模式高原訓(xùn)練第1～5周結(jié)束時(shí)的Hbmass值變化(表1)。結(jié)果顯示，HiHi模式早期Hbmass增高速率明顯快于HiLo模式，第1周結(jié)束時(shí)已增高2.41%，但此后增高速率逐步放緩；從增高比例提高率來看，第2～5周結(jié)束時(shí)均低于HiLo模式，至第4、5周結(jié)束時(shí)，兩種模式下ΔHbmass%已較為接近。以第14天為分界點(diǎn)，HiHi模式的第1～2周ΔHbmass%為0.3%/d，第3～5周為0.06%/d；HiLo模式的第1～2周為0.23%/d，第3～5周為0.09%/d。另外，從95%置信區(qū)間與原始數(shù)據(jù)的極差來看，HiHi模式各階段均大于HiLo模式，提示，HiHi全程的穩(wěn)定性均普遍低于HiLo。

3.2 下高原訓(xùn)練后的時(shí)間學(xué)特征

高原訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員的Hbmass會(huì)出現(xiàn)不同程度的降低是不爭的事實(shí)，研究顯示，新生紅細(xì)胞遭到破壞，被認(rèn)為是下高原后Hbmass降低的可能性致因，并且已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，運(yùn)動(dòng)員在不同海拔高度[10，24，39]高原訓(xùn)練后EPO、SF、Hb雖然都會(huì)呈現(xiàn)不同程度的降低，但降低并非是即刻的，而是存在一定的滯后性[10]。

通過散點(diǎn)圖判斷以及曲線參數(shù)估計(jì)法進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)HiHi和HiLo兩種訓(xùn)練模式均與反S型曲線的擬合精度較高。分別對HiHi和HiLo模式的反S型曲線進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示二者之間不具有顯著性差異(P>0.05)，意味著HiHi和HiLo后運(yùn)動(dòng)員Hbmass變化趨勢基本相同，故將兩組數(shù)據(jù)合并，共同建立非線性反S型曲線模型，迭代后模型的決定系數(shù)為0.822，擬合精度基本滿意。模型曲線及95%置信區(qū)間曲線如圖4所示。

圖 4 下高原訓(xùn)練后Hbmass變化散點(diǎn)及非線性擬合曲線圖Figure 4. The Increasing Scatter Diagram and Nonlinearity Fitted Curve of Hbmass after Altitude Training

對曲線函數(shù)進(jìn)行三階求導(dǎo)，得出下高原訓(xùn)練后Hbmass含量速率發(fā)生明顯變化的奇點(diǎn)為16.1天，由此表明，通過高原訓(xùn)練提高的Hbmass在下高原后約2周多或半個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，雖略有下降但并不明顯，依舊可以維持一定的水平，但2周以后Hbmass減速加快，高原訓(xùn)練效應(yīng)開始減弱。

利用所建立的非線性S型回歸模型及95%置信區(qū)間模型，分別求得下高原訓(xùn)練后第1～4周結(jié)束時(shí)的Hbmass變化(表2)。結(jié)果顯示，下高原訓(xùn)練后第1周結(jié)束時(shí)的Hbmass較之高原訓(xùn)練前提高了3.50%，第2周結(jié)束時(shí)仍提高近3%；但從第3周開始基本上以每周下降1%的速度遞減；依95%的置信區(qū)間測算，第4周結(jié)束時(shí)甚至有可能低于高原訓(xùn)練前的Hbmass含量；在本研究所考察的研究成果中，最后一次測試發(fā)生在高原訓(xùn)練后第32天，此時(shí)的Hbmass已與高原訓(xùn)練前基本持平，高原訓(xùn)練效益基本消失。若以第14天為分界點(diǎn)，高原訓(xùn)練后1～2周的ΔHbmass%下降速度為0.07%/d，3～4周為0.13%/d，顯示出下降速度明顯加快的態(tài)勢。從散點(diǎn)圖(表3)以及各時(shí)間點(diǎn)極差來看，高原訓(xùn)練結(jié)束后初期，特別是第1周內(nèi)的離散程度較大，此后穩(wěn)定性提高，約從第23天開始，測試值幾乎全部落入95%置信區(qū)間以內(nèi)。

表 2 HiHi和HiLo模式下高原訓(xùn)練階段不同時(shí)間ΔHbmass一覽表
Table 2 TheΔHbmass% in Different Time after HiHi and HiLo Pattern (%)

預(yù)測值增高比例降低率95%CI極差第7天3.50—3.39～3.610.72第14天2.770.732.42～3.121.45第21天1.960.811.41～2.510.42第28天0.951.01-0.15～2.150.30

Gore等[13]在對高原訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員Hbmass變化的數(shù)值觀測后認(rèn)為，數(shù)值的降低不是線性的，而是呈階梯狀，因而，他采用了分段函數(shù)加以擬合，結(jié)果顯示，HiHi和HiLo模式訓(xùn)練20天后，相比較高原訓(xùn)練前，Hbmass值提高了約3%，高于本研究14天時(shí)約達(dá)到的3%。筆者在考察該文建模數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，Gore的研究選用的數(shù)據(jù)樣本量較少以及運(yùn)動(dòng)員競技水平差異較大或許是導(dǎo)致其模型選用與精度不高的原因。另外，Prommer等[22]在對肯尼亞長跑運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行為期4周高原訓(xùn)練后測試發(fā)現(xiàn)，高原訓(xùn)練后的前14天與高原訓(xùn)練期間無顯著性差異，但此后卻出現(xiàn)了明顯降低，其中，在21天時(shí)降低了約2.5%，28天時(shí)3.3%，40天時(shí)6.0%。如果加上高原訓(xùn)練過程對Hbmass提高的比例，該研究結(jié)果與本研究較為接近，其差異或許與Prommer等研究對象僅選用長跑運(yùn)動(dòng)員有關(guān)。

當(dāng)然，本研究所收集到的關(guān)于高原訓(xùn)練后Hbmass變化的數(shù)據(jù)大多以周為單位進(jìn)行采集，并大多集中在了10天之內(nèi)，對于2周之后的變化趨勢是由較少數(shù)據(jù)建立模型后推導(dǎo)得出，關(guān)于高原訓(xùn)練后較長時(shí)間的Hbmass變化的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究將有助于進(jìn)一步明確與驗(yàn)證上述觀點(diǎn)。

4 結(jié)論與啟示

1.缺氧環(huán)境下，HiHi和HiLo兩種高原訓(xùn)練模式均表現(xiàn)為前2周Hbmass升高較快，之后增速趨緩的態(tài)勢。相比較而言，HiHi模式前2周的增速較高，各周Hbmass增長遞減明顯，但穩(wěn)定性較差；HiLo模式各周Hbmass遞增較平緩，但穩(wěn)定性相對較高。由此認(rèn)為，賽前訓(xùn)練階段，海拔高度2 000 m左右的HiHi訓(xùn)練模式維持2～3周為宜；海拔高度2 500～3 000 m的HiLo訓(xùn)練模式應(yīng)持續(xù)4周。

2.HiHi和HiLo訓(xùn)練模式后下高原訓(xùn)練階段的Hbmass變化趨勢較為類似，其含量會(huì)呈現(xiàn)出逐步降低的態(tài)勢，其中，前15天下降速度較慢，但穩(wěn)定性較低，此后下降速度加快，穩(wěn)定性提高。由此認(rèn)為，高原訓(xùn)練后至比賽之間的時(shí)間間隔約為2周左右為宜，同時(shí)，應(yīng)注重訓(xùn)練調(diào)控與營養(yǎng)補(bǔ)充，以保證Hbmass的穩(wěn)定。

3.本文通過對多專項(xiàng)較大樣本量高水平運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練Hbmass變化的測算，結(jié)果與國外類似研究存在一定差異，其中，高原訓(xùn)練階段，HiHi模式的第1～2周ΔHbmass%為0.3%/d，第3～5周為0.06%/d；HiLo模式的第1～2周為0.23%/d，第3～5周為0.09%/d。高原訓(xùn)練后階段，第1～2周的ΔHbmass%為-0.07%/d，第3～4周為-0.13%/d。

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Study on Time Characteristics of Improving the Athletes' Hbmass by Altitude Training

WANG Zheng

By the statistic the Hbmass variation from 58 articles about HiHi and HiLo,this paper acquired the time characteristics about the Hbmass variation for the above two modes,and obtained the following main conclusions.During altitude,Hbmass presents S type function growth,the increasing speed in first 2 weeks faster than later,HiHi more obvious but lower stability,HiLo more gently and higher stability.During postaltitude,Hbmass presents reversed S type function reducing,the reducing speed in first 2 weeks faster than later but lower stability.Therefore,during altitude,HiHi maintain 2～3 weeks is suitable about 2000m high;HiLo maintain 4 weeks is suitable between 2500～3000m high;postaltitude maintain more than 2 weeks is suitable.

HiHi;HiLo;Hbmass;altitudetraining;postaltitude;timecharacteristics

1002-9826(2016)03-0069-05

10.16470/j.csst.201603010

2015-06-15；

2016-04-06

王政(1975-)，男，江蘇宿遷人，碩士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)轶w育教育訓(xùn)練學(xué)，E-mail:wangzheng@suda.edu.cn。

蘇州大學(xué) 體育學(xué)院，江蘇 蘇州 215021 Soochow University,Soochow 215021,China.

G804.2

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