賈 鈞,王晨宇

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 體育健康與文化研究中心，河南 鄭州 450015)

無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力是體操運(yùn)動(dòng)員體能的重要組成部分，其訓(xùn)練方法有兩大類(lèi)：爆發(fā)力和反復(fù)間歇跑[1]。訓(xùn)練時(shí)運(yùn)動(dòng)員承受身體和心理的雙重刺激，若在低氧環(huán)境下進(jìn)行訓(xùn)練則承受較常氧狀態(tài)下更為深刻的生理應(yīng)激[2]。但是，不同方式間歇性低氧訓(xùn)練(intermittent hypoxia training，IHT)提高運(yùn)動(dòng)能力的效果在研究學(xué)者、教練員和運(yùn)動(dòng)員中存在很大爭(zhēng)議[3]。IHT包括兩種經(jīng)典模式：高住低訓(xùn)(living high-training low，LH-TL)[4]和低住高訓(xùn)(training high-living low，TH-LL)[5]。LH-TL模式可刺激促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin，EPO)釋放以及提高紅細(xì)胞含量，而TH-LL則施加給機(jī)體更為強(qiáng)烈的訓(xùn)練刺激，因此在理論上LH-TL一般用于改善有氧運(yùn)動(dòng)能力，TH-LL的主要作用在于提升無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力。

有學(xué)者利用人體實(shí)驗(yàn)證實(shí)，LH-TL能夠提高有氧運(yùn)動(dòng)能力，TH-LL則可改善無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力[6]。然而，亦有諸多研究得出了陰性結(jié)果，即LH-TL或TH-LL對(duì)于運(yùn)動(dòng)能力的作用甚微[3]。結(jié)論不一致導(dǎo)致IHT在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用飽受質(zhì)疑和爭(zhēng)論，究其原因可能與低氧暴露類(lèi)型及持續(xù)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)量、受試者的機(jī)能狀態(tài)、機(jī)體對(duì)低氧應(yīng)激的個(gè)體差異性、評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)能力的方法及測(cè)試時(shí)間點(diǎn)等因素有關(guān)[3]。盡管IHT的效果存在爭(zhēng)議，但研究報(bào)道均證實(shí)了低氧訓(xùn)練在無(wú)氧代謝(包括心血管、代謝通路以及肌肉適應(yīng)等方面)中的作用[7]。然而至今有關(guān)低氧環(huán)境下進(jìn)行循環(huán)抗阻訓(xùn)練(circuit resistance training，CRT)對(duì)運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力的作用尚未見(jiàn)報(bào)道。CRT是一種通過(guò)組合式力量訓(xùn)練改善神經(jīng)肌肉功能以及心血管適能的訓(xùn)練方法[8]，由于體操等技巧類(lèi)表現(xiàn)難美項(xiàng)群對(duì)于運(yùn)動(dòng)員下肢爆發(fā)力及神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)性要求較高[9]，因此CRT在此類(lèi)項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。此外，CRT程序中包含不完全恢復(fù)的間歇時(shí)間，可促進(jìn)磷酸肌酸(phosphocreatine，PCr)再合成，提高肌肉緩沖能力，最終改善有氧運(yùn)動(dòng)能力[6]。研究發(fā)現(xiàn)，與常氧環(huán)境相比，中重度低氧環(huán)境下安靜以及運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體主要以糖原作為供能底物，因此在低氧環(huán)境中進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)氧代謝是主要的供能途徑[2]。已證實(shí)，低氧訓(xùn)練應(yīng)激可引發(fā)包括骨骼肌在內(nèi)的多個(gè)系統(tǒng)的良性生理適應(yīng)并通過(guò)提高肌肉緩沖能力和上調(diào)糖酵解相關(guān)酶的活性改善無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力[6]。Julia-Sánchez等[10]發(fā)現(xiàn)，低氧環(huán)境下進(jìn)行無(wú)氧運(yùn)動(dòng)可對(duì)唾液pH值以及口腔保健產(chǎn)生積極影響。結(jié)合前人的研究，我們推測(cè)，低氧環(huán)境下同時(shí)進(jìn)行CRT有助于強(qiáng)化訓(xùn)練刺激的特異性并提高訓(xùn)練效果。此外，需要注意的是，對(duì)比低氧訓(xùn)練與常氧訓(xùn)練的生理適應(yīng)與效果時(shí)應(yīng)保持兩種訓(xùn)練模式的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷(時(shí)間、強(qiáng)度等)基本一致[11]。本研究的主要目的在于探討低氧環(huán)境下進(jìn)行4周CRT對(duì)男子體操運(yùn)動(dòng)員有氧、無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力的影響，為科學(xué)化訓(xùn)練提供理論支持。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

16名男子體操運(yùn)動(dòng)員(均為國(guó)家二級(jí)運(yùn)動(dòng)員水平)自愿參加本實(shí)驗(yàn)，年齡(18.8±2.0)歲，身高(1.65±0.03)m，體重(56.0±8.8)kg，訓(xùn)練年限(4.9±1.3)年。受試者身體健康，無(wú)代謝性疾病、心腦血管疾病以及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)疾病，近期無(wú)運(yùn)動(dòng)性傷病、無(wú)服用藥物與營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑，近半年未接觸過(guò)高原環(huán)境或者進(jìn)行低氧訓(xùn)練。測(cè)試前告知其實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)流程以及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)并簽訂知情同意書(shū)。將受試者隨機(jī)分為低氧訓(xùn)練(hypoxia training，HT)組和常氧訓(xùn)練(normoxia training，NT)組，每組n=8。NT組和HT組受試者分別于常氧和低氧(模擬3000 m高度)環(huán)境下進(jìn)行4周CRT。

1.2 實(shí)驗(yàn)流程

受試者共進(jìn)行9次測(cè)試(每次間隔至少48 h)和4周CRT。第1次：熟悉場(chǎng)地與實(shí)驗(yàn)流程并測(cè)定身體形態(tài)學(xué)參數(shù)和血液學(xué)參數(shù)。第2次：測(cè)定有氧運(yùn)動(dòng)能力。第3次：進(jìn)行300 m全力沖刺記時(shí)跑。第4次：以300 m全力沖刺個(gè)人最好成績(jī)的90%進(jìn)行300 m反復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)力竭測(cè)試。第5次：測(cè)試股四頭肌最大隨意收縮、半蹲跳、下蹲跳并進(jìn)行Wingate實(shí)驗(yàn)。隨后將受試者分為HT組和NT組，分別在低氧和常氧環(huán)境下進(jìn)行為期4周的CRT干預(yù)。末次訓(xùn)練48 h后進(jìn)行第6～9次測(cè)試：測(cè)試內(nèi)容分別對(duì)應(yīng)上述第2～5次。所有測(cè)試均在常氧環(huán)境下進(jìn)行。

1.3 身體形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)定

利用體質(zhì)檢測(cè)組件測(cè)量身高、體重并計(jì)算體重指數(shù)(body mass index，BMI)。利用體成分儀(Inbody 3.0，韓國(guó))以生物電阻抗法測(cè)定身體組成。受試者測(cè)試前保持空腹?fàn)顟B(tài)并排空大小便，赤足站在儀器的金屬踏板上，手持金屬把手進(jìn)行測(cè)定。參數(shù)包括脂肪含量(fat mass，F(xiàn)M)、去脂體重(fat free mass，F(xiàn)FM)和體脂百分比(percentage of body fat，PBF)。所有測(cè)試均由同一名實(shí)驗(yàn)員操作完成以減少測(cè)量誤差。

1.4 血液學(xué)參數(shù)測(cè)定

取肘正中靜脈血1 mL，肝素抗凝后用全自動(dòng)血球計(jì)數(shù)儀(MEK-1640，日本)測(cè)定血常規(guī)，指標(biāo)包括：紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(red blood cell count，RBC)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)(white blood cell count，WBC)、血紅蛋白含量(hemoglobin，Hb)、紅細(xì)胞壓積(hematocrit，HCT)、平均紅細(xì)胞體積(mean corpuscular volume，MCV)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白含量(mean corpuscular hemoglobin，MCH)和平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度(mean corpuscular hemoglobin concentration，MCHC)。

1.5 有氧運(yùn)動(dòng)能力測(cè)試

利用遞增負(fù)荷功率車(chē)(Monark 839E，瑞典)運(yùn)動(dòng)力竭實(shí)驗(yàn)測(cè)定受試者有氧運(yùn)動(dòng)能力。測(cè)試方案：起始負(fù)荷90 W，每2 min遞增30 W，保持60 r/min蹬車(chē)速度，直至力竭。用運(yùn)動(dòng)心肺代謝系統(tǒng)(Cortex Ⅱ，德國(guó))測(cè)定攝氧量(VO2)、CO2呼出量(VCO2)等通氣指標(biāo)，用遙測(cè)心率系統(tǒng)(Polar RS810，芬蘭)記錄心率(heart rate，HR)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中囑受試者根據(jù)主觀疲勞感覺(jué)(ratings of perceived exertion，RPE)量表(6～20級(jí))記錄疲勞程度。符合以下4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的3個(gè)即終止試驗(yàn)：(1)呼吸商(respiratory quotient,RQ=VCO2/VO2)超過(guò)1.15；(2)出現(xiàn)攝氧量平臺(tái)，即相鄰兩級(jí)負(fù)荷VO2的變化幅度不超過(guò)150 ml/min；(3)HR超過(guò)最大心率(maximal HR，HRmax)的90%；(4)受試者主訴力竭。此時(shí)的VO2值即最大攝氧量(maximal oxygen uptake，VO2max)，記錄最大心率(HRmax)、最大有氧功率(maximal aerobic power，MAP)、最大RQ(RQmax)和最大RPE(RPEmax)。

1.6 無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力測(cè)試

無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力測(cè)試內(nèi)容包括運(yùn)動(dòng)場(chǎng)測(cè)試(300 m全力沖刺記時(shí)跑和300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試(股四頭肌最大隨意收縮、半蹲跳、下蹲跳和30 s Wingate實(shí)驗(yàn))兩部分。

300 m全力沖刺記時(shí)跑和300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試：首先，受試者在標(biāo)準(zhǔn)400 m跑道上進(jìn)行300 m全力沖刺記時(shí)跑，重復(fù)3次，記錄最好成績(jī)(s)。2～3 d后，受試者以300 m沖刺個(gè)人最好成績(jī)的90%(即個(gè)人成績(jī)/0.9=個(gè)人成績(jī)×1.11)進(jìn)行300 m反復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)測(cè)試，間歇時(shí)間為3 min，直至力竭(不能保持個(gè)人成績(jī)的90%或主觀力竭)，最后一次測(cè)試成績(jī)不計(jì)算在內(nèi)。每次沖刺后即刻取指血用便攜式乳酸測(cè)試儀(LT-1710，日本)測(cè)定血乳酸(lactic acid，LA)并記錄峰值LA含量(peak LA，LApeak)，同時(shí)用遙測(cè)心率系統(tǒng)(Polar RS810，芬蘭)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心率并記錄峰值心率(peak heart rate，HRpeak)。收集測(cè)試當(dāng)天場(chǎng)地局部的環(huán)境參數(shù)包括溫度(℃)、相對(duì)濕度(%)、大氣壓(mmHg)和風(fēng)速(m/s)(見(jiàn)表1)。所有測(cè)試在風(fēng)速低于2 m/s時(shí)進(jìn)行。測(cè)試過(guò)程中受試者可隨意飲水。

表1 測(cè)試時(shí)的環(huán)境參數(shù)

股四頭肌最大隨意收縮(maximal voluntary contraction，MVC)：利用等速肌力測(cè)試儀(Cybex 6000，德國(guó))測(cè)定優(yōu)勢(shì)腿股四頭肌MVC。測(cè)試模式選擇為等速向心模式，測(cè)試速度為120°/s。囑受試者盡全力屈伸膝3次取最高值，結(jié)果以單位體重峰力矩(單位：N·m/kg)表示。半蹲跳(squat jump，SJ)：采用高速攝影(奧林巴斯，日本)與三維測(cè)力臺(tái)(kistler，瑞士)同步測(cè)試。先進(jìn)行 5 min 準(zhǔn)備活動(dòng)，受試者雙手叉腰半蹲在三維測(cè)力臺(tái)上，起始膝關(guān)節(jié)角度為90°，囑其全力起動(dòng)完成起跳。計(jì)算重心上升最大高度(cm)。測(cè)3次取最高值。下蹲跳(counter-movement jump，CMJ)：測(cè)試儀器同SJ。起跳時(shí)從直立位開(kāi)始向下反向預(yù)蹲，再向上用力跳起。計(jì)算重心上升最大高度(cm)。測(cè)3次取最高值。30 s Wingate實(shí)驗(yàn)：測(cè)試儀器為無(wú)氧功率自行車(chē)(Powermax VII，日本)。負(fù)荷(阻力系數(shù))設(shè)定為每kg體重0.075 kg，2～3 s內(nèi)增加到預(yù)定阻力，囑受試者以本人最快速度蹬車(chē)，30 s結(jié)束。測(cè)試指標(biāo)包括平均功率(mean power，MP)、峰值功率(peak power，PP)和疲勞指數(shù)(fatigue index，F(xiàn)I)。

1.7 CRT的制定與實(shí)施

所有受試者均進(jìn)行為期4周，3次/周，共27 小時(shí)的CRT干預(yù)。見(jiàn)表2。CRT方案為運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練的組成部分，實(shí)驗(yàn)期間受試者除進(jìn)行CRT外其他訓(xùn)練正常進(jìn)行。HT和NT組訓(xùn)練量(完成的循環(huán)數(shù)、每個(gè)循環(huán)的站數(shù)、每周訓(xùn)練頻率)和訓(xùn)練強(qiáng)度(動(dòng)作類(lèi)型、負(fù)重、動(dòng)作速度等)保持一致。CRT模式由一系列低負(fù)荷、快收縮、大肌肉群參與的動(dòng)力性動(dòng)作構(gòu)成并采用采用分站式循環(huán)訓(xùn)練法，阻力負(fù)荷則由自身體重、配重片(啞鈴、杠鈴等)、沙袋等組成。實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中運(yùn)動(dòng)負(fù)荷采用漸進(jìn)式增長(zhǎng)并通過(guò)增減阻力負(fù)荷以及訓(xùn)練/間歇的合理搭配實(shí)現(xiàn)。訓(xùn)練時(shí)利用遙測(cè)心率系統(tǒng)(Polar RS810，芬蘭)記錄受試者平均心率(mean heart rate，HRmean)以評(píng)估相對(duì)訓(xùn)練強(qiáng)度以及低氧對(duì)心血管系統(tǒng)的影響。

表2 CRT的制定與實(shí)施

1.8 低氧處理

利用低氧發(fā)生器(CH-Ex1，西班牙)和低氧艙模擬高原環(huán)境，氧濃度為14.2%，即相當(dāng)于3000 m高度。低氧艙內(nèi)溫度維持在24℃±2℃，相對(duì)濕度50%～70%，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)以“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。同組組內(nèi)實(shí)驗(yàn)前后比較使用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間比較使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。統(tǒng)計(jì)軟件為SPSS 21.0。

2 結(jié)果

2.1 受試者基線(xiàn)特征

受試者基線(xiàn)特征見(jiàn)表3。NT組和HT組受試者在年齡、訓(xùn)練年限、身高、體重、BMI以及身體組成(FFM、FM和PBF)等基線(xiàn)變量間均無(wú)顯著性差異(P>0.05)，因此組間具有可比性。

表3 受試者基線(xiàn)特征

2.2 血液學(xué)參數(shù)的變化

血液學(xué)參數(shù)變化結(jié)果見(jiàn)表4所示。實(shí)驗(yàn)前血液學(xué)各參數(shù)在兩組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后組內(nèi)、組間比較，血液學(xué)參數(shù)均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

表4 血液學(xué)參數(shù)的變化

2.3 有氧運(yùn)動(dòng)能力的變化

實(shí)驗(yàn)前有氧運(yùn)動(dòng)能力參數(shù)(VO2max、MAP、HRmax、RERmax和RPEmax)在兩組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后組內(nèi)、組間比較，各參數(shù)均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。見(jiàn)表5。

表5 有氧運(yùn)動(dòng)能力的變化

2.4 無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力的變化

300 m全力沖刺記時(shí)跑和300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表6所示。實(shí)驗(yàn)前300 m全力沖刺成績(jī)、300 m反復(fù)間歇跑完成次數(shù)、LApeak和HRpeak在兩組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后組內(nèi)與實(shí)驗(yàn)前比較，HT組300 m反復(fù)間歇跑完成次數(shù)和LApeak顯著性升高(P<0.05)，但300 m全力沖刺成績(jī)和HRpeak無(wú)顯著性差異(P>0.05)，NT組LApeak升高(P<0.05)，其他指標(biāo)無(wú)顯著性變化(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后組間比較，HT組300 m反復(fù)間歇跑完成次數(shù)、LApeak較NT組顯著性升高(P<0.05)，300 m全力沖刺成績(jī)和HRpeak與NT組無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

MVC、SJ、CMJ和30 s Wingate(PP、MP和FI)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表7所示。實(shí)驗(yàn)前各指標(biāo)在NT組和HT組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后組內(nèi)與實(shí)驗(yàn)前比較，兩組MVC、SJ、CMJ、PP和MP均顯著性升高(P<0.05)，F(xiàn)I無(wú)顯著性變化；實(shí)驗(yàn)后組間比較，HT組MVC、SJ、CMJ、PP和MP較NT組顯著性升高(P<0.05)，F(xiàn)I與NT組無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

表6 300 m全力沖刺記時(shí)跑和300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試

注：*P<0.05vs.實(shí)驗(yàn)前；#P<0.05vs.NT組

表7 MVC、SJ、CMJ和30 s Wingate實(shí)驗(yàn)

注：*P<0.05vs.實(shí)驗(yàn)前；#P<0.05vs.NT組

2.5 CRT過(guò)程中HRmean的變化

CRT過(guò)程中HRmean的變化見(jiàn)圖1所示。在CRT過(guò)程中(第3～12次訓(xùn)練時(shí))，HT組HRmean均顯著性高于NT組(P<0.05)。根據(jù)Tanakaet等的HRmax年齡預(yù)測(cè)公式，HT組和NT組相對(duì)HRmean分別為HRmax的(79.1±4.6)%和(72.5±5.5)(P<0.05)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，兩組HRmean均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，但HT組HRmean平均下降速率高于NT組(5.7±0.8%vs.3.2±0.3%，P<0.05)。

圖1 CRT過(guò)程中HRmean的變化注：#P<0.05 vs.NT組

3 討論

本研究的主要發(fā)現(xiàn)是，與常氧訓(xùn)練相比，低氧環(huán)境下進(jìn)行CRT能夠進(jìn)一步改善男子體操運(yùn)動(dòng)員的無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力(包括300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試、下肢肌力與爆發(fā)力、30 s Wingate實(shí)驗(yàn))，而300 m全力沖刺成績(jī)無(wú)顯著性差異。此外，HT組300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試后LApeak高于NT組，HRmax則無(wú)顯著性差異，CRT過(guò)程中HT組HRmean高于NT組，而實(shí)驗(yàn)前后血液學(xué)參數(shù)無(wú)顯著性變化。由于體操運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)的能量來(lái)源主要依賴(lài)于無(wú)氧代謝且對(duì)于下肢爆發(fā)力及神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)性具有較高要求，因此低氧環(huán)境下進(jìn)行CRT對(duì)于提高其無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力和下肢肌力及爆發(fā)力具有積極作用。

本研究選取股四頭肌MVC評(píng)價(jià)肌肉最大力量，SJ和CMJ評(píng)價(jià)下肢爆發(fā)力，300 m全力沖刺成績(jī)和300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試則評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力。30 s Wingate實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)機(jī)體無(wú)氧工作能力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試[12]，其中PP是肢體肌肉在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高機(jī)械功率的能力(即爆發(fā)力)，MP是30 s全力運(yùn)動(dòng)輸出功率的平均值，體現(xiàn)肢體肌肉維持高功率耐力，反映無(wú)氧供能代謝系統(tǒng)的供能功率，F(xiàn)I亦稱(chēng)無(wú)氧功率遞減率，體現(xiàn)了Wingate無(wú)氧功率試驗(yàn)中最大無(wú)氧功率的下降幅度，反映機(jī)體抗疲勞能力，體現(xiàn)無(wú)氧耐力水平。在本研究中，HT組實(shí)驗(yàn)后300 m反復(fù)間歇跑完成次數(shù)、MVC、SJ、CMJ、PP和MP均較實(shí)驗(yàn)前顯著性增加，NT組MVC、SJ、CMJ、PP和MP亦高于實(shí)驗(yàn)前，說(shuō)明兩種氧環(huán)境下的CRT均可提高機(jī)體的無(wú)氧能力，此外，HT組上述各指標(biāo)均高于NT組，提示低氧環(huán)境下進(jìn)行CRT可進(jìn)一步改善無(wú)氧運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，可能與低氧訓(xùn)練較常氧訓(xùn)練施加于機(jī)體更為強(qiáng)烈的生理刺激有關(guān)。

低氧訓(xùn)練后無(wú)氧能力增強(qiáng)的機(jī)制尚不清楚，能量代謝與神經(jīng)肌肉功能的有益變化可能主要原因[13]。研究證實(shí)，低氧環(huán)境能夠?qū)ξ镔|(zhì)與能量代謝產(chǎn)生多方面影響，例如低氧可誘導(dǎo)線(xiàn)粒體密度增加并促使機(jī)體產(chǎn)生更多的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)以維持高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)[14]。本研究中HT組300 m反復(fù)間歇跑測(cè)試時(shí)的LApeak顯著升高且高于NT組，提示運(yùn)動(dòng)中乳酸積累增多，機(jī)體的耐乳酸能力得到改善。Kurobe等[15]的研究同樣發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力提高伴隨緩沖能力改善。與相同負(fù)荷常氧環(huán)境下比較，低氧訓(xùn)練可產(chǎn)生更高水平的乳酸濃度，高強(qiáng)度低氧訓(xùn)練能夠改善無(wú)氧代謝系統(tǒng)的供能效率和體液的緩沖能力，其機(jī)制與低氧運(yùn)動(dòng)時(shí)的高水平乳酸含量和氫離子濃度有關(guān)，訓(xùn)練適應(yīng)后堿平衡狀態(tài)得以改善[15]。本研究中LApeak升高還提示低氧環(huán)境下碳水化合物利用增加，證據(jù)顯示，乳酸穿梭能夠促使碳水化合物從非運(yùn)動(dòng)肌向運(yùn)動(dòng)肌轉(zhuǎn)移[16]。Gregory等[17]發(fā)現(xiàn)，規(guī)律運(yùn)動(dòng)后機(jī)體碳水化合物儲(chǔ)備重新分布，即從糖原充足的區(qū)域轉(zhuǎn)向糖原耗竭的區(qū)域。Saxena等[18]的研究表明，低氧訓(xùn)練后骨骼肌單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(monocarboxylate transporter 1，MCT1)mRNA水平表達(dá)上調(diào)。MCT1具有加速乳酸代謝轉(zhuǎn)換與清除的作用，進(jìn)而減緩定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)pH下降速率，因此能夠提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)成績(jī)[19]。Saxena等[18]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，MCT1 mRNA表達(dá)上調(diào)將誘導(dǎo)骨骼肌的代謝特征由有氧氧化向無(wú)氧酵解轉(zhuǎn)換。上述研究表明，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)氧代謝儲(chǔ)備增強(qiáng)是低氧訓(xùn)練改善運(yùn)動(dòng)能力的主要機(jī)制。此外，Rook等[20]證實(shí)，低氧環(huán)境下進(jìn)行抗阻訓(xùn)練提高機(jī)體無(wú)氧能力的機(jī)制與交感神經(jīng)活性增加有關(guān)。據(jù)此推斷，低氧訓(xùn)練誘導(dǎo)交感激活可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)中心率和乳酸升高，從而使心輸出量增加、碳水化合物利用增多，這是低氧訓(xùn)練的重要代償性機(jī)制。低氧和訓(xùn)練雙重刺激對(duì)交感神經(jīng)系統(tǒng)起強(qiáng)烈激活作用的同時(shí)還能夠提高運(yùn)動(dòng)后的副交感神經(jīng)功能狀態(tài)[21]，即運(yùn)動(dòng)中與運(yùn)動(dòng)后交感、副交感神經(jīng)系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)換效率得到改善，有利于疲勞恢復(fù)與機(jī)能重塑，從而使機(jī)體以最佳的狀態(tài)投入到隨后的訓(xùn)練或比賽中。álvarez-Herms等[21]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低氧時(shí)進(jìn)行60 s無(wú)氧運(yùn)動(dòng)后心率恢復(fù)指數(shù)較常氧訓(xùn)練明顯改善。

álvarez-Herms等[3]發(fā)現(xiàn)，不同氧分壓急性低氧應(yīng)激對(duì)最大無(wú)氧功率并無(wú)顯著性影響。因此，本研究中急性低氧暴露時(shí)(前2次CRT)HRmean在HT和NT組間并無(wú)顯著性差異，隨著低氧暴露時(shí)間延長(zhǎng)(第3～12次CRT)，HT組HRmean逐漸高于NT組。Bowtell等[6]證實(shí)，低氧環(huán)境下進(jìn)行無(wú)氧運(yùn)動(dòng)時(shí)通氣量和心率均顯著升高，提示低氧訓(xùn)練時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷(生理負(fù)荷)增加，其目的在于將O2快速運(yùn)送至運(yùn)動(dòng)肌以維持運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，同時(shí)長(zhǎng)期訓(xùn)練可改善機(jī)體的運(yùn)動(dòng)經(jīng)濟(jì)性(exercise economy)[22]。在本研究中，HT組CRT過(guò)程中HRmean高于NT組，與Bowtell等[6]的研究一致，而HRmax在兩組實(shí)驗(yàn)前后均無(wú)顯著性變化，因此低氧訓(xùn)練時(shí)機(jī)體通過(guò)增加心肌收縮力和/或心室充盈壓而增加心臟舒張末期容積及每搏輸出量，進(jìn)而促進(jìn)氧運(yùn)輸和運(yùn)動(dòng)肌對(duì)氧的利用。機(jī)體對(duì)訓(xùn)練產(chǎn)生適應(yīng)后，兩組HRmean均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，但HT組平均下降速率則高于NT組，其原因在于機(jī)體對(duì)于低氧的適應(yīng)以及低氧訓(xùn)練時(shí)的過(guò)度通氣反應(yīng)間接增強(qiáng)呼吸肌力量并改善肺泡氣體交換功能[23]，促使心率下降。

需要提及的是，有研究證實(shí)，長(zhǎng)期反復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)可提高間歇期PCr再合成以及乳酸氧化能力[24]，由于上述過(guò)程需要O2參與，因此有氧代謝增強(qiáng)亦可提高短間歇運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)能力。但本研究實(shí)驗(yàn)后遞增負(fù)荷力竭實(shí)驗(yàn)中VO2max、MAP、HRmax和RERmax等參數(shù)未發(fā)生變化，因此可以推測(cè)，本研究所采用的低氧訓(xùn)練模式并未改善運(yùn)動(dòng)員的有氧運(yùn)動(dòng)能力，無(wú)氧代謝增強(qiáng)是HT組300 m反復(fù)間歇跑完成次數(shù)增加的主要原因。此外，實(shí)驗(yàn)前后兩組血液學(xué)基本保持不變，提示低氧訓(xùn)練后紅細(xì)胞生成并未增加，可能是低氧刺激時(shí)間較短以及氧分壓較低造成的。有證據(jù)顯示[25]，低氧訓(xùn)練后雖然血液學(xué)參數(shù)未發(fā)生顯著性改變，但有氧、無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力卻得到明顯改善。不同研究結(jié)果存在差異與受試者對(duì)于低氧應(yīng)激的個(gè)體差異性以及不用研究采用的低氧暴露方式、氧濃度、訓(xùn)練量和訓(xùn)練強(qiáng)度等因素有關(guān)。

4 結(jié)論

低氧環(huán)境下進(jìn)行CRT能夠顯著改善男子體操運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力，其機(jī)制可能與耐乳酸能力增強(qiáng)有關(guān)，但對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)能力無(wú)顯著影響。