張思奇，劉 濤，江興豹，樊 沖,王軍利*

低氧訓練在近些年被廣泛應用， 是在運動訓練過程中持續(xù)或間斷地采用低氧條件刺激， 主要利用高原自然低氧環(huán)境或人工模擬對人體產(chǎn)生特殊生物學效應，配合運動訓練來增加機體的缺氧程度，以調(diào)動體內(nèi)的機能潛力， 從而產(chǎn)生一系列有利于提高運動能力的抗缺氧生理反應與適應， 進而達到提高運動成績的目的。 隨著低氧訓練探索研究不斷深入，訓練模式也從傳統(tǒng)的高住高練（Living High-Training High，HiHi），逐步向高住低練（Living High and Training Low，HiLo）、高住高練低訓（Living High-Training High-Training Low，HiHiLo）等方面發(fā)展。但通過低氧訓練獲取理想的訓練效果，需要考慮諸多因素，如訓練模式的選擇、 上高原或入倉的時機、 訓練持續(xù)時間、負荷的量和強度、訓練內(nèi)容安排、出倉或下山時間以及訓練后調(diào)整到最佳競技狀態(tài)所需要的時間等。 同時，低氧訓練也是一把“雙刃劍”，安排得好可以提高比賽成績；安排稍有失誤，可能適得其反。

目前國內(nèi)對低氧訓練研究報道相對較多， 但絕大部分為動物實驗及運動員實驗研究， 運動員實驗研究報告主要突出運動成績或某些生理生化指標。 不同研究的結(jié)果不盡相同，就訓練模式而言，主要集中于傳統(tǒng)高原訓練與人工模擬低氧環(huán)境訓練， 二者是不相同的訓練模式，在低氧暴露時間、環(huán)境壓強、缺水狀況和紫外線強度等都存在較大差異；許多研究也表明，不同低氧訓練模式的缺氧程度對血液動力學指標的影響存在明顯差異。 目前，國內(nèi)的低氧訓練Meta 分析著重開展了不同性別、年齡、持續(xù)時間以及訓練頻率等提升有氧能力的效應研究，不同訓練模式之間的比較研究甚少。本研究對相關文獻進行定量系統(tǒng)綜述，分析不同訓練模式、 結(jié)局指標測試時間及訓練持續(xù)時間對血紅蛋白（Haemoglobin，Hb）水平的影響。 以期為低氧訓練安排提供參考意見，助力我國競技體育事業(yè)發(fā)展。

1 研究方法

1.1 文獻來源

從中國知網(wǎng)（CNKI）、萬方、維普、Web of Science及Pubmed 數(shù)據(jù)庫進行1999 年至2020 年10 月7 日文獻檢索。 檢索詞中文以 “高原訓練”“高住高練”“高住低練”“高住高練低訓”“低氧訓練” 為主題詞進行組合式混合檢索，英文以“hypoxic training”“altitude training”“Haemoglobins” 等主題詞進行綜合檢索，并通過EndnoteX9 軟件，將5 個數(shù)據(jù)庫中根據(jù)檢索式檢索到的、 初步判斷符合本研究內(nèi)容的文獻全部導入。 再采用EndnoteX9 軟件的去除重復文獻功能，檢查并手動去除部分重復文獻。

1.2 文獻納入與排除標準

1.2.1 納入標準

文獻篩選依據(jù)循證醫(yī)學PICOS 方式，考慮文獻參與者（participants）、干預措施（interventions）、對照組（comparisons）、研究結(jié)果（outcomes）和研究設計（study design）5 個因素。 具體文獻納入標準：（1）參與者為運動員；（2）干預措施為HiHi、HiLo、HiHiLo；（3）文獻類型為實驗類文章，均為自身對照；（4）實驗結(jié)局指標為Hb 濃度；（5）實驗設計方案中有明確的樣本量、訓練持續(xù)時間、結(jié)局指標測試時間及性別。

1.2.2 排除標準

排除標準為：（1）不符合納入標準的文獻；（2）排除動物實驗以及非運動員實驗；（3） 殘疾運動員；（4）非我國訓練場地及運動員；（5）除低氧訓練外無其他手段干預；（6） 實驗結(jié)局指標不符合納入標準；（7）無法獲取全文的文獻。

1.3 文獻編碼、數(shù)據(jù)提取與評價

根據(jù)所納入的文獻特征，結(jié)合Hagger 等的調(diào)節(jié)變量編碼，主要由2 名檢索人員采用獨立雙盲的方式對所納入文獻依據(jù)納入標準進行編碼提取，主要包括文獻的第一作者、發(fā)表年份、性別、低氧訓練模式、樣本量、訓練項目類型、訓練持續(xù)時間以及結(jié)局指標測試時間。 對于一些數(shù)據(jù)信息不全的文獻通過郵箱聯(lián)系作者獲取。

本研究對低氧訓練模式進行分組分析，即HiHi、HiLo、HiHiLo，并按以下3 個調(diào)節(jié)變量進行亞組編碼：（1）研究結(jié)局指標測試時間，分為低氧訓練中后期測試組及低氧訓練結(jié)束即刻測試組；（2） 訓練持續(xù)時間，大于4 周小于8 周、4 周及小于4 周（納入文獻實驗持續(xù)時間多為4 周，故以4 周為分界點）；（3）性別，男性運動員和女性運動員。

研究人員采用經(jīng)典Jadad 質(zhì)量評價表將所納入文獻進行評價，分數(shù)取值范圍為0～5 分，其中，1～2 分為低質(zhì)量，3～5 分為高質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

首先運用Excel軟件對所納入文獻結(jié)局指標進行描述性統(tǒng)計，其次運用CMA 3.0 軟件對所納入的文獻進行分析。 為了更好研究低氧訓練對運動員Hb 的影響， 本研究主要使用Cohen’s d 作為實驗前后對照組對比的效應指標； 效應量的評價標準為：d≤0.2 為小效應；0.2＜d＜0.8 為中等效應；d≥0.8 為大效應。 異質(zhì)性主要采用Q 檢驗和I統(tǒng)計量檢驗。＜0.1 代表存在異質(zhì)性；I統(tǒng)計量判斷標準為I=0 研究間不存在異質(zhì)性， 僅由抽樣誤差引起；I＜25%， 異質(zhì)性較??；25%＜I＜50%，中等的異質(zhì)性；I＞50%，高度異質(zhì)性。對于Meta 分析效應量和并一般采用固定模型或隨機模型2 種方式。 由于本研究納入文獻在訓練模式、結(jié)局指標測試時間、訓練持續(xù)時間、性別以及訓練負荷強度等方面都存在差異， 這些差異都很有可能對Hb產(chǎn)生效應，故選擇隨機效應模型進行Meta 分析。

2 研究結(jié)果

2.1 文獻篩查與納入文獻基本情況

通過對數(shù)據(jù)庫的檢索得到1 595 篇文獻，由2 名評價者依據(jù)納入與排除標準獨立篩查文獻， 從初篩到復篩，最終得到文獻24 篇（圖1），基本特征見表1。

表1 文獻納入基本特征Table1 The basic characteristic of included documents

圖1 文獻檢索流程圖Figure1 The process chart of document retrieval

共納入24 篇中文文獻，包含有31 個獨立效應量（即Hb 結(jié)局指標），關于3 種低氧訓練模式的納入文獻情況分別是HiHi 6 篇、HiLo 8 篇、HiHiLo 10篇。 其結(jié)局測試指標均為Hb 濃度， 且實驗設計中明確了具體測試時間，其中低氧訓練中后期測得指標有17 個獨立效應量， 結(jié)束后即刻測得指標有14個獨立效應量。 運動項目主要包括單一動作結(jié)構(gòu)項目（賽艇、皮劃艇、劃船、中長跑、游泳、自行車、競走）與多元動作結(jié)構(gòu)項目（現(xiàn)代五項、跆拳道、花樣游泳、足球、橄欖球）。 低氧訓練周期的持續(xù)時間主要集中在4 周，持續(xù)時間最長未超過8 周，其中低于4 周（7個獨立效應量），4 周 （16個獨立效應量），4～8 周（6 個獨立效應量）。 樣本量共計289 人（男177 人，20 獨立效應量；女112 人，11 個獨立效應量），包含HiHi 158 人（13個獨立效應量），HiLo 61 人（8 個獨立效應量），HiHiLo 70 人 （10 個獨立效應量）。

作者 年份 樣本量 性別 項目 訓練持續(xù)時間 結(jié)局指標 結(jié)局指標測試時間 干預類型 Jadad 得分陶小平,等[35] 2010 12 男 劃艇 4 周 Hb 4 周周一 Hi-Hi 1陳琳[36] 2010 12 男 游泳 4 周 Hb 4 周周一 Hi-Hi 1郭艷艷,等[37] 2009 12 男 競走 6 周 Hb 6 周周四 Hi-Hi 1樊小兵[38] 2008 10 男 中長跑 30 d Hb 最后一天 Hi-Hi 1樊小兵[38] 2008 7 女 中長跑 30 d Hb 最后一天 Hi-Hi 1陳偉[39] 2007 12 男 皮艇 4 周 Hb 4 周周一 Hi-Hi 1陳彩珍[40] 2005 43 女 花樣游泳 4 周 Hb 4 周周一 Hi-Hi 1

2.2 納入文獻結(jié)局指標的描述性統(tǒng)計

表2 納入文獻結(jié)局指標的描述性統(tǒng)計結(jié)果（±SD）Table2 The descriptive statistics of included documents′ outcome indicator(±SD)

2.3 效應量及異質(zhì)性估計

對納入的24 篇文獻進行分析（圖2），低氧訓練對運動員Hb 水平影響的總體效應量d=0.524（＜0.1），95%CI 為[0.045,1.002]，屬于中等效應量。 總體效應量的異質(zhì)性檢驗結(jié)果，Q=198.914，I=84.918%。 說明低氧訓練對提高我國運動員Hb 水平可能有一定效果。因本研究存在高度異質(zhì)性，采用一次移除一個研究（One study remowed）方法來進行敏感性分析，分析結(jié)果顯示Q=198.914，＜0.001，I=84.918%， 依然具有高異質(zhì)性。 認為可能不同訓練模式間存在差異較大，故以訓練模式進行分組分析（表3）。 結(jié)果說明HiLo 訓練模式對提高運動員Hb 水平可能最佳。 但Q=44.625（＜0.1），I=84.172，異質(zhì)性較大，認為其中可能存在重要的潛在調(diào)節(jié)變量，故進行亞組分析。

圖2 各項研究中Hb 水平效應量及總體效應量的森林圖Figure2 The forest plot of Hb level effect and overall effect in different researches

表3 不同訓練模式效應量及異質(zhì)性估計結(jié)果Table3 The heterogeneity estimation results and different training mode effect

通過對HiLo 訓練模式亞組分析，結(jié)果顯示：（1） 訓練結(jié)束時測的Hb 效應量d=1.343，95%CI 為[-0.591,2.746]，Q=16.689，I=82.024 屬于大效應量；訓練中后期測得的Hb 效應量d=0.456，95%CI 為[-1.147,2.069]，Q=23.133，I=87.032 屬于中等效應量，說明在低氧訓練中后期到訓練結(jié)束這段時間，Hb 水平可能呈遞增趨勢且高于低氧訓練前水平。（2）當訓練持續(xù)時間低于4 周時，效應量d=-0.369，95%CI 為 [-1.674,0.936]，Q=3.700，I=72.975%屬 于負效應量； 當訓練持續(xù)時間為4 周時， 效應量d=1.363，95%CI 為[0.115,2.610]，Q=29.918，I=83.288%屬于大效應量，說明HiLo 模式下，訓練持續(xù)時間對Hb 水平影響具有調(diào)節(jié)其異質(zhì)性的作用， 且訓練持續(xù)時間為4 周時更有利于提高運動員Hb 水平。 （3）男性的效應量d=0.914，95%CI 為[-0.129,1.958]，Q=23.345，I=78.583%，屬于大效應量； 女性的效應量d=0.816， 95%CI 為[-2.858,4.489]，Q=19.847，I=94.961%，屬于大效應量，具有同質(zhì)性且兩者都屬于大效應量，差距不明顯。

2.4 發(fā)表偏倚分析

為了檢查本研究在文獻獲取過程中是否發(fā)生偏倚，通過漏斗圖進行分析（圖3），結(jié)果發(fā)現(xiàn)漏斗圖呈現(xiàn)左右不對稱分布，說明存在一定程度的發(fā)表偏倚。若僅應用漏斗圖的方法，分析相對較為單一，統(tǒng)計檢驗效果較小，故研究采用失安全系數(shù)（Nfs）進一步探討。 當Nfs 大于臨界值5K+10（K 指納入元分析的獨立效應量個數(shù)）， 說明存在發(fā)表偏倚的可能性較小，而本研究Nfs 為254，明顯大于臨界值165（＜0.05）。異質(zhì)性分析結(jié)果顯示仍然較大，2 種檢驗方法出現(xiàn)不一致性，因此引入秩相關檢驗（Begg and Mazumdar rank correlation）與線性回歸檢驗（Egger’s regeression intercept）進一步驗證。 分析結(jié)果顯示＞0.05，最終證明本研究存在發(fā)表偏倚的可能性較小。

圖3 發(fā)表偏倚漏斗圖Figure3 The publish bias funnel plot

3 討論

低氧訓練主要分為傳統(tǒng)高原訓練和模擬高原的低氧訓練2 種類型，即HiHi、HiLo、HiHiLo，其目的是使運動員同時承受運動負荷和高原低氧雙重刺激，從而提高運動員有氧代謝能力及抗氧能力。由于以往研究的實驗設計相對不夠嚴謹， 以至于低氧訓練的研究結(jié)果受到一些學者質(zhì)疑， 甚至部分學者認為低氧訓練并不能達到提高運動表現(xiàn)的目的。

3.1 不同類型低氧訓練影響Hb 濃度提升效果

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 低氧訓練后的Hb 濃度平均升高5.57 g/L。 其中HiLo 模式對提高運動員Hb 水平的效果最為顯著，高于其他訓練模式。但有研究表明，HiHiLo 模式對Hb 濃度提升表現(xiàn)最佳。 與本研究分析結(jié)果存在偏差。 在研究低氧訓練過程中各階段Hb 濃度時，訓練結(jié)束時比訓練過程中Hb 濃度要高。 有相關研究證實這一觀點，王亞蘭對32 名游泳運動員以海拔高度為條件進行隨機分組， 進行為期4 周的HiLo 模式訓練， 結(jié)果表明除海拔高度為2 500 m，Hb 濃度在第2 周略有下降趨勢，其余都隨著訓練時間推進Hb 濃度逐日遞增， 其中部分差異認為可能是海拔高度的差異。 但這與馮連世在對20 世紀高原訓練成果綜合后提出的規(guī)律相背離，認為高原訓練過程中Hb 濃度變化規(guī)律為高原第1 周有所升高， 第2 周接近平原時水平，3～4 周略顯下降。 目前，低氧訓練的最佳持續(xù)時間一直未有定論。本研究結(jié)果顯示4 周訓練持續(xù)時間對Hb 水平影響效果最佳， 明顯優(yōu)于訓練持續(xù)時間不足4 周的低氧訓練。 綜合前人研究， 國內(nèi)學者也普遍認為4～6 周的高原訓練比較合適。 原因可能是運動員從普通環(huán)境到低氧環(huán)境需要一個適應過程， 訓練時間過長不利于機體低氧后調(diào)整， 時間過短不利于機體產(chǎn)生適應性變化。此外還發(fā)現(xiàn)，不同性別的亞組分析結(jié)果無顯著差異。 但有學者持相反態(tài)度，認為女性Hb濃度提升幅度大于男性。

一般而言，運動員進入低氧環(huán)境后，由于體液從血管內(nèi)進入組織液和細胞內(nèi)， 血漿量減少，Hb 濃度增加。 低氧環(huán)境還可以促進體內(nèi)促紅細胞生成素升高和紅細胞增多，并促進Hb 水平提升，從而提高運氧能力。 盡管不同低氧訓練模式在訓練內(nèi)容、手段、負荷控制等方面存在差異，但其在促進Hb 濃度提升的原理上比較相似， 都是通過缺氧刺激提高血液中促紅細胞生成素的含量， 血液中紅細胞數(shù)量增加并提升Hb 濃度，增強血液攜氧能力，從而提升機體長時間工作的能力水平。 現(xiàn)有文獻報告的結(jié)果或多或少存在一定的異質(zhì)性， 可能是被試對象和實驗設計的差異所致，原因需要進一步探討。

3.2 低氧訓練過程中影響Hb 濃度的其他因素

3.2.1 海拔高度（模擬海拔高度）的選擇

隨著海拔高度不斷升高， 大氣壓和氧分壓不斷降低，氧從肺泡到肺毛細血管的擴散能力受到影響，動脈血中氧飽和度降低。在這種條件下，機體組織氧供應能力不斷適應環(huán)境而發(fā)生變化，Hb 濃度升高至峰值就是其適應性表現(xiàn)之一。 海拔高度與Hb 濃度變化呈正相關， 海拔每升高1 000 m，Hb 濃度提升4%。 因納入統(tǒng)計分析的文獻依據(jù)不同海拔高度而設計，故結(jié)果存在一定差異。 有學者分別探究了HiLo模式在2 000 m、2 500 m 及3 000 m 等模擬海拔高度時對Hb 濃度的影響，顯示2 500 m 增加最為顯著（平均增加8.4 g/L），3 000 m 增加最不顯著（平均增加5.3 g/L）。 王瑞元等認為適宜的高度應具備2 個條件，一方面是此高度對機體產(chǎn)生的深刻缺氧刺激，另一方面是機體承受較大的訓練負荷。 雖然海拔高度與訓練負荷密切相關， 但高原訓練負荷的“劑量”理論認為，高原訓練效果主要取決于在適宜的海拔高度上停留足夠長的時間， 以提高Hb 濃度和維持效應。鑒于此，在實施高原訓練計劃時，教練員不僅需要考慮海拔高度的因素，還要密切關注運動員機能變化和訓練負荷反應， 實時進行科學調(diào)整。

3.2.2 低氧訓練的暴露次數(shù)

有無低氧訓練經(jīng)歷的運動員， 訓練過程中Hb濃度產(chǎn)生效應不同。 當有過低氧訓練經(jīng)歷運動員再次暴露于低氧環(huán)境時，體內(nèi)血漿腺苷水平升高，從而引起Hb 濃度迅速上升， 并在原始基礎上重新上升一個更高水平，這一特征與適應速度呈正相關。換言之，紅細胞具有“缺氧記憶”功能，當運動員之前有過低氧訓練經(jīng)歷時，它可以促進機體更快適應缺氧。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)運動員連續(xù)3 次高原訓練后Hb 濃度呈現(xiàn)出遞增式變化特點。 孟志軍等通過實驗證實，高原訓練結(jié)束后，有過多次（3～4 次）高原訓練經(jīng)歷運動員能把高原訓練的良好效應保持2 周。 國外研究也進一步驗證了這一觀點，隨著低氧暴露次數(shù)增加，低氧訓練后效應更加明顯。 此外，與有過多次低氧暴露經(jīng)驗的運動員相比， 初上高原運動員的訓練安排應有不同，如整體訓練周期更短，訓練負荷強度更大。

4 結(jié)論

本研究通過循證醫(yī)學系統(tǒng)評價的方法，對24 篇文獻中289 名成年運動員的Hb 指標進行Meta 分析，研究發(fā)現(xiàn)：（1）低氧訓練對提高運動員Hb 濃度有一定效果，其中HiLo 模式對提高運動員Hb 水平最為顯著，HiHiLo 模式次之，HiHi 模式收效甚微；（2）在HiLo 模式訓練整個過程的Hb 水平不同，訓練結(jié)束即刻測得Hb 水平相對較高；（3）HiLo 模式對不同性別運動員Hb 濃度影響無顯著差異。

不同類型低氧訓練方法對提升Hb 濃度水平的效果存在差異性，可能是低氧訓練整體時間的安排、海拔高度選擇、訓練負荷控制等因素造成的。