對高原訓練生理學基礎的分析與討論

魏巍++黃昕

摘 要 本文運用文獻資料法，對高原訓練的理論進行歸納和總結，從生理學角度揭示高原訓練的科學依據(jù)，及其對機能等方面的產(chǎn)生的影響。研究認為，高原訓練在供血、呼吸及骨骼肌的代謝方面對機體具有良好的適應效果，但應結合運動項目進行準確把握，適應后對抗疲勞，血液運輸氧的能力等方面效果顯著。

關鍵詞 高原訓練 運動能力 生理反應 運動機能

隨著競技體育的發(fā)展和運動技術水平不斷提高，高原訓練的價值與地位越來越受到國內外體育界的重視。許多國家在20世紀60年代就已經(jīng)開始對其轉開了相關的投入與研究工作，時至今日，參與高原訓練的項目已由原來的一些主要耐力運動項目，如中長跑、競走、自行車等，發(fā)展到幾乎所有的奧運會項目，時至今日，高原訓練已成為科學研究的熱點問題和討論話題。

中國是開展高原訓練較早的國家之一，20世紀90代初中國女子游泳隊在世界泳壇的崛起和中長跑的“馬家軍”的誕生給世界田壇帶來的巨大沖擊，其成功因素與高原訓練成果密不可分。目前，我國的高原訓練已形成“規(guī)模”發(fā)展態(tài)勢，也發(fā)展完善了青海多巴、西寧，甘肅榆中、蘭州、劉家峽，云南呈貢、海埂、松茂，貴州紅楓湖、六盤水，四川西昌、會理，陜西太白山，新疆天池、吉林長白山等高原訓練基地，整個高原訓練呈方興未艾之勢。但高原訓練能否取得預期效果，受很多因素影響，其中運動項目的專項特點是否符合高原訓練的生物科學機制是決定性因素。認識其規(guī)律，科學安排訓練，對推動高原訓練法在競技體育中的地位具有重要的理論價值和實踐意義。

一、高原自然環(huán)境對人體的影響

（一）大氣壓強

在氣溫保持不變的情況下，隨著海拔高度的升高大氣壓強下降，從而造成對物體極為不利的低氧現(xiàn)象。人體處在這樣的環(huán)境中，就會引起肺通量增大，心輸出量和紅細胞增加等以呼吸循環(huán)系統(tǒng)為中心的適應現(xiàn)象。

（二）高原溫度

氣溫隨著高原高度的升高而發(fā)生變化。每當海拔高度增加1500米時，氣溫下降約1℃，而高原的低溫環(huán)境會造成心輸出量顯著增大、肺動脈血壓升高及右心室功率對左心室的比例增高而引起的右心室肥大等一系列對氣溫變化的形態(tài)學適應。然而這種適應現(xiàn)象是有一定界限的，當海拔過高，而導致氣溫過低時，反而會出現(xiàn)與適應相反的高原衰退現(xiàn)象。這就要求高原訓練的高度必須適宜，否則不但達不到預期的效果，甚至可能破壞人體正常的生理機能。

（三）高原輻射

隨著海拔高度的升高，太陽輻射也隨之增加，原因有二，一是處在高海拔位置時，光線到達時將穿過較海平面少的空氣，因為這個原因，太陽輻射，特別是紫外線被空氣吸收的較少；二是因為空氣中的水蒸氣一般吸收大量的輻射物質，高原較少的水蒸汽會增大輻射的強度，此外，在被白雪反射后的輻射會更加強烈。

二、高原適應

（一）血液

實驗證明，在高原的第一周紅細胞循環(huán)數(shù)目明顯增多，高原的缺氧刺激紅細胞生成素的釋放，荷爾蒙也刺激紅細胞的生成，在到達高原不到三小時，紅細胞生成素就開始升高，在24小時到48小時達到最大值，在海拔4000m生活6個月，一個人的血量將上升9%到10%，這一結果不僅是因為高原環(huán)境刺激紅細胞生成，還因為血漿容量擴增。紅細胞占血液組成的百分比和血紅細胞比容相參照；在海拔4540m居住的人一般血紅細胞比容為65%，這遠高于海平面48%的血紅細胞比容值。然而，海平面居住的人在海拔4540m的高原居住數(shù)周后，血紅細胞比容值可達59%。紅細胞（生成素）數(shù)目的增加，使得體內的血紅蛋白隨之增加，這種適應提高了身體攜帶氧的能力。在到達高原幾小時內體內體液的轉移和呼吸造成的水分丟失，血漿容量的減產(chǎn)還會導致脫水，血漿容量的減少可以濃縮紅細胞，使其進一步提高血液的攜氧能力。

（二）肌肉

通過對肌肉的活檢發(fā)現(xiàn)，處于高原時的肌肉組成和代謝發(fā)生了變化。在高原缺氧環(huán)境下生活4-6個月，肌肉產(chǎn)生了適應性，肌纖維面積減少11-19%；肌肉中毛細血管血漿的容量增加13%，這就使得更多的血液運送到肌肉。由于肌肉總量和產(chǎn)生ATP能力的下降，使肌肉沒有能力滿足運動的需求。長期在高原會使食欲降低，體重下降，對于體重下降較為合理的解釋是食欲的喪失和大量蛋白質的消耗。但在海拔2500m以上的高原幾周后，肌肉蛋白質的代謝降低了，這種情況在平原不會發(fā)生，3-4周后，腿部肌肉的線粒體和糖酵解酶明顯減少。這進一步說明肌肉供氧能力降低，氧化磷酸化能力也降低，從事有氧、無氧運動能力都降低了。

（三）呼吸

對高原訓練效果最為明顯的是肺通氣的適應性增加，在海拔4000m，休息和亞極量運動時肺通氣會增加5%，但是過度通氣會使CO2不能及時運走和血液堿性化。為了防止血液異常堿性，機體的血漿重碳酸鹽會大量減少，繼續(xù)高原訓練，血漿重碳酸鹽會持續(xù)降低。對于耐力項目運動員來講，VO2max和運動成績并沒有因適應而有明顯提高，分析得知，平原的訓練內容早已使血液的變化達到了最大值。所以高原訓練必須把握項目特點。

三、高原訓練能增進運動機能的機理

（一）高原訓練能提高血液運輸氧的能力

高原訓練能增進運動機能表現(xiàn)在，高原氣壓與空氣成分隨高度的變化而變化。隨高度的增加空氣中的氧氣濃度逐漸下降，高原造成的機體缺氧可以刺激人體產(chǎn)生一系列的抗缺氧反應，如血紅蛋白和肌紅蛋白的增加，線粒體的增多，2，3-DPG及氧化酶活性的上升等，從而提高血液運輸氧氣及肌肉利用氧氣的能力，提高耐力。實驗表明，高原訓練可提高紅細胞（RBC）、血紅蛋白（Hb）和紅細胞容積（Hct），同時作為評價指標的平均血球容積有所減少，而反映紅細胞內血紅蛋白數(shù)量的評價指標卻有所增加，即經(jīng)高原訓練運動員的RBC增加而體積減少，但Hb含量卻明顯增加。這種變化有利RBC在毛細血管中的移動和攜帶O2的能力增強，從而提高運動員的耐力。

（二）高原訓練可提高心臟供血能力

研究發(fā)現(xiàn)，隨高原滯留時間延長每搏輸出量減少，但回到平原后，每搏輸出量會明顯提高，也就是說，高原訓練可以提高運動員在平原上運動時心臟的供血能力，從而提高耐力。

（三）高原訓練可提高骨骼肌的代謝能力

實驗表明，經(jīng)高原訓練后運動員體中血胺/血乳酸比值升高。血胺/血乳酸可反映體內無氧代謝的狀況，這表明運動員骨骼肌乳酸供能能力增強。經(jīng)低氧訓練后，運動員長時間運動時和運動后肌細胞PH及Par/Pcr+Pi的下降幅度明顯減少，血乳酸產(chǎn)生量也減少。說明低壓氧訓練可提高骨骼肌有氧代謝能力，促進骨骼肌ATP生成。同時低壓氧訓練可使骨骼肌毛細血管密度增加，氧化酶活性升高。經(jīng)高原訓練后可提高Vo2max。

四、影響高原訓練效果的因素分析

高原訓練安排的合理與否會對訓練效果產(chǎn)生巨大影響。原因如下：高原訓練是利用高原缺氧環(huán)境來刺激人體產(chǎn)生一系列抗缺氧反應。如：血紅蛋白和肌紅蛋白的增加，線粒體的增多，2，3-DPG及氧化酶活性的上升等，從而提高血液運氧及肌肉利用氧氣的能力，以達到提高耐力的目的。然而高原缺氧還會引起肌肉血流量及蛋白質合成的低下。血紅細胞增加造成的血液粘性上升，應激激素的分泌增多，Vo2max的低下等一些不利于運動能力提高的反應。高原訓練是否有效則有賴于上述這兩方面反應間的平衡。當有利影響大于不利影響時，高原訓練可以提高回平原后的運動能力，反之運動能力不能提高，甚至下降。另外，高原訓練可造成Vo2max的降低，運動后疲勞難以恢復，運動員很難保持與平地相同的物理強度進行訓練。

五、結論與建議

為提高高原訓練的效果，建議在高度2000-2400米持續(xù)時間4周為宜，在一定條件下可加強1000-1500米的亞高原訓練；高原訓練時運動強度應避免過大，但運動量可以保持不變；應以間歇性訓練法為主。高原訓練作為一種特殊的訓練方法對競技體育的發(fā)展起到了巨大推進作用，但許多問題還值得進一步深入探討。所以對高原訓練不應盲從，而應結合運動項目的特點進行科學分析才能取得更好的效果。

參考文獻：

[1] 馮連世.高原訓練[J].中國體育科技.1999.35（4）：1.

[2] 付遠揚，等.高原訓練指南[M].北京：人民體育出版社.1992.

[3] 馮連世.高原訓練對中長跑運動員紅細胞生成的作用[J].體育科學.1998.18（4）：78-81.

[4] 王榮輝，等.模擬不同海拔高度低氧訓練對大鼠腓腸肌LDH和MDH活性的影響[J].體育科學.1998.18（5）：75-78.

[5] 趙中應，等.高原訓練對中長跑運動員血清CK！LDH及其同工酶的影響[J].體育科學.1998.18（5）：70-73.