高原训练效果的系统评价
2013-10-26任志勇乔玉成
任志勇,乔玉成
关于高原训练的研究虽在我国开展已有近五十年的历史,但由于受研究对象和研究设计的局限,对高原训练的有效性国内外一致存在争议,研究结论也大相径庭。本研究拟采用系统评价方法,选取已在国内公开发表的有关高原训练随机对照和自身前后对照的实验研究文献进行Meta分析,定量评价高原训练的效果,旨在回答关于高原训练的有效性问题,解决同类试验结果的矛盾和运动实践中的歧义,为运动员是否选用高原训练提供参考。
1 资料来源与方法
1.1 检索策略
文献检索采取主题词检索与自由词检索相结合的方法。以“高原训练”为主题词,联机检索中国知网(CNKI)、重庆维普(VIP)和万方数据库中的学术期刊全文数据库、中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国重要会议论文全文数据库1985年—2012年全部文献,并辅以文献追溯、手工检索等方法,收集相关文献,同时检索相关机构网站和Google搜索引擎,以弥补数据库的遗漏。
1.2 纳入标准
(1)原始研究,可为效应值计算提供有效信息(均值±标准差),能转化成WMD(或SMD)值及95%CI;(2)研究对象为我国省级以上运动队中的运动员,并可提供相关信息,如性别、年龄、运动员级别、训练年限等;(3)训练地点在海拔1 500m以上;(4)研究设计为随机(或半随机)对照试验或自身前后对照试验,研究方法相似;(5)高原训练持续时间在10天以上;(6)可直接或间接提供训练前后的效应指标。
1.3 排除标准
(1)模拟高原训练、动物实验研究、个案研究、会议论文摘要、综述、资料汇编及观点性文献;(2)质量差、重复发表、报道信息太少等无法利用的文献;(3)研究结果以图示所表达的文献。
1.4 质量控制
根据文献入选标准有针对性地收集有关资料;参照研究文献质量评价标准,由两名研究者对每篇文章进行质量评价,如遇分歧通过讨论或咨询第三方解决。
1.5 统计分析
阅读文献,按照Meta分析要求整理数据,建立数据库,并核校数据。采用Meta技术对各研究中的相关结果进行统计学处理。以Cochrane协作网提供的RevMan 4.2.2软件为基础进行分析。主要分析过程包括异质性检验、meta分析、敏感性分析、异质性分析、漏斗图分析。各研究的异质性检验采用χ2检验,若异质性检验无显著性差异(P>0.05),Meta分析选用固定效应模型;当异质性检验存在异质性(P≤0.05)时选用随机效应模型分析。若异质性过大,则采用描述性分析。按照Meta分析的方法进行组间或高原训练前后效应的显著性检验,评估效应大小,所有分析均计算出95%可信区间(CI),潜在的发表偏倚采用“倒漏斗”图示分析,并对纳入文献偏倚的原因进行讨论。
2 结果与分析
2.1 纳入文献描述
本次研究共检索到相关文献1 683篇(检索时间:2012年5月20日)。阅读标题和摘要进行初筛,剔除1 331篇不符合纳入标准的文献,保留352篇文献进行进一步鉴定,最终有69篇文献符合纳入标准,其中三篇文献为随机对照设计,66篇文献为自身前后对照设计,绝大多数研究为小样本研究。共纳入研究对象826名(见表1),根据各研究分组情况(按性别或项目)提取出实验组119组。发表时间1989年—2012年,所有纳入研究均在国内进行。
表1 各研究样本基本情况
续表1 各研究样本基本情况
2.2 高原训练的效果分析
2.2.1 高原训练对运动员血液成分的影响
(1)Hb(血红蛋白)。Hb是红细胞内的主要成分,也是运输氧的主要载体,可作为反映运动员有氧运动能力最直接最重要的指标。本研究共纳入84组635名运动员高原训练前后Hb值的数量,其中有32组研究结果显示高原训练后Hb含量显著高于训练前;有三组研究结果显示高原训练后Hb含量显著低于高原训练前;有49组研究结果显示高原训练前后运动员Hb含量无显著变化。由于该84组研究结果存在异质性(异质性检验 χ2=2 447.92,P <0.000 001),因此合并效应量选用随机效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时Hb含量显著升高(SMD值=1.34,95%CI[0.73,0.99],Z=12.95,P <0.000 01);与高原训练结束时相比,赛前(高原训练结束回到平原后一至三周,下同)运动员Hb含量显著降低(SMD值=-0.22,95%CI[-0.35,-0.15],Z=3.31(P <0.000 9),但与高原训练前相比,Hb 含量仍有显著提升(SMD 值 =0.58,95%CI[0.45,0.71],Z=8.57(P <0.000 01)。Meta 分析结果表明:高原训练确有提升运动员Hb含量的作用。这种作用会随着训练结束而逐步消退,但在赛前Hb含量仍显著高于高原训练前。
(2)RBC(红细胞)。本研究共纳入38组327名运动员高原训练前后血液中RBC数量,其中有17组研究结果显示高原训练后血液中RBC数量显著高于训练前;有一组研究结果显示高原训练后血液中RBC数量显著低于高原训练前;有20组研究结果显示高原训练前后运动员RBC含量无显著变化。由于有38组研究结果存在异质性(异质性检验 χ2=229.88,P <0.000 001),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时运动员血液中的RBC数量显著升高(SMD值=0.80,95%CI[0.63,0.98],Z=9.15,P <0.000 001);与高原训练结束时相比,赛前运动员血液中RBC数量仍有显著升高(SMD 值 =0.05,95%CI[0.02,0.09],Z=2.81,P=0.005 9);与高原训练前相比,赛前运动员运动员血液中红RBC 数量显著提升(SMD 值 =0.18,95%CI[0.16,0.20],Z=16.53,P <0.000 01)。Meta分析结果表明:高原训练具有提升运动员血液中RBC数量的作用。而且这种作用会一直持续到赛前。
(3)HCT(红细胞压积)。本研究共纳入44组337名运动员高原训练前后HCT的数量,其中有21组研究结果显示高原训练后HCT显著高于训练前;有四组研究结果显示高原训练后HCT显著低于高原训练前;有19组研究结果显示高原训练前后运动员HCT无显著变化。由于有44组研究结果存在异质性(异质性检验 χ2=562.90,P<0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时运动员血液HCT显著升高(SMD 值 =0.70,95%CI[0.52,0.88],Z=7.61,P<0.000 01);与高原训练结束时相比,赛前运动员HCT值显著下降(SMD 值 = -0.86,95%CI[-1.04,-0.67],Z=9.14,P <0.000 01),但仍然显著高于高原训练前(SMD 值=0.50,95%CI[0.24,0.76],Z=3.77,P=0.000 2)。Meta分析结果表明:高原训练具有提升运动员血液浓度的作用。这种作用会随着高原训练的结束而逐步消退,但到赛前仍高于高原训练前的水平。
(4)EPO(红细胞生成素)。EPO的作用是刺激骨髓促使RBC的生成,增加血液中RBC的总量。本研究共纳入六组53名运动员高原训练前后EPO的数量,其中有一组研究结果显示高原训练后EPO显著高于训练前;有五组研究结果显示高原训练前后EPO无显著变化。由于有六组研究结果存在异质性(异质性检验 χ2=27.8,P<0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后 EPO值变化不大(SMD值 =0.05,95%CI[-0.35,0.45],Z=0.25,P=0.80),而赛前 EPO 值明显低于高原训练结束时(SMD 值 = -2.87,95%CI[-4.58,-1.16],Z=3.29,P=0.001),但与高原训练前无显著差异(SMD 值 = -0.55,95%CI[- 2.00,0.89],Z=0.75,P=0.45)。Meta分析结果表明:高原训练所致的EPO分泌增多可能常常发生在高原训练的前期,高原训练结束时血液中的Hb含量和RBC数量与EPO并不存在正相关关系;相反由于Hb和RBC升高的反馈调节还会使EPO分泌已受到抑制,但在高原训练后经过二至三周的调整,至赛前可恢复到高原训练前水平。
(5)RET(网织红细胞)。RET是成熟红细胞的前体细胞,周围血液中数量的多少可直接反映出骨髓红细胞的生成能力和释放状态,因而对反映高原训练的效果有其重要意义。本研究共纳入五组45名运动员高原训练前后RET数值的数量,其中有一组研究结果显示高原训练后RET数值显著高于训练前;有一组研究结果显示显著低于训练前;有三组研究结果显示高原训练前后RET数值变化不大。由于有五组研究结果存在异质性(异质性检验χ2=68.91,P<0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后RET值变化不大(SMD值=-0.28,95%CI[- 0.72,1.17],Z=1.21,P=0.23),但到赛前已出现明显降低(SMD 值 = -0.70,95%CI[-1.15,-0.26],Z=3.08,P=1.002),且显著低于高原训练前(SMD 值 = -0.93,95%CI[-1.40,- 0.46],Z=3.89,P=0.000 1)。Meta分析结果表明:随着高原训练的持续,释放入血的RET会不断减少,到赛前已处于较低水平,其机制可能与此时血液中的Hb含量、RBC数量以及HCT已处于高水平,机体发生负反馈调节有关。
(6)红细胞的形态学特征的变化。平均红细胞体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白量(MCH)、平均血红蛋白浓度(MCHC)是临床用于血液系统疾病分类、诊断和鉴别诊断的重要指标。运动人体科学将其应用到高原训练中,主要是考察高原训练对RBC形态学特征的变化。本研究分别纳入13组107名运动员、六组62名运动员、七组74名运动员高原训练前后MCV、MCH、MCHC的变化值。由于这些研究均存在异质性,因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时MCV 增大(SMD 值 =0.41,95%CI[0.08,0.74],Z=2.46,P=0.01),MCH 降低(SMD 值 = -1.33,95%CI[-1.74,-0.92],Z=6.37,P < 0.000 01),MCHC 降低(SMD 值 =-1.00,95%CI[-1.49,-0.52],Z=4.09,P=0.000 1);与高原训练结束时相比,赛前MCV变化不大(SMD值=0.26,95%CI[0.58,-0.05],Z=1.62,P=0.10),MCH 升高(SMD 值 =1.83,95%CI[1.37,2.30],Z=7.71,P <0.000 01),MCHC 升高(SMD 值 =1.19,95%CI[0.78,1.60],Z=5.71,P < 0.000 01);与高原训练前相比,赛前MCV 升高(SMD 值 =0.42,95%CI[0.12,0.72],Z=2.72,P=0.006),MCH 升高(SMD 值 =0.50,95%CI[0.10,0.89],Z=2.44,P=0.01),MCHC 降低(SMD 值 = - 0.57,95%CI[-0.95,-0.19],Z=2.96,P=0.003)。Meta 分析结果表明:高原训练过程中红细胞体积增加的幅度大于红细胞内Hb含量的增加,经过高原训练后二至三周的调整,到赛前MCH和MCHC会有显著提升,但MCV仍然较大,MCHC值仍达不到高原训练前的水平。
(7)对血液流变学指标的影响。高原训练理论研究认为:高原训练会导致运动员血液流变学发生变化,表现为“浓”(红细胞压积增高)、“粘”(全血粘度增高)、“聚”(红细胞电泳时间延长)以及变形能力增强[59]。本研究共纳入三组16名运动员高原训练前后红细胞凝聚指数、红细胞变形指数和红细胞刚性指数的变化,由于这三组研究不存在异质性(异质性检验 χ2=1.04,P=0.59),因此合并效应量采用固定效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时红细胞凝聚指数无显著差异(WMD=0.02,95%CI[-0.13,0.17],Z=0.26,P=0.79),红细胞变形指数升高(WMD=0.03,95%CI[0.01,0.05],Z=2.68,P=0.007),红细胞刚性指数没有显著变化(WMD=0.00,95%CI[-0.93,0.93],Z=0.00,P=1.00);与高原训练结束时相比,赛前红细胞凝聚指数降低(WMD=-0.37,95%CI[-0.52,-0.22],Z=4.90,P <0.000 01),红细胞变形指数无显著变化(WMD=-0.07,95%CI[-0.23,0.09],Z=0.86,P=0.39),红细胞刚性指数变化不大(WMD= -0.02,95%CI[-0.31,0.27],Z=0.13,P=0.89);与高原训练前相比,赛前运动员红细胞凝聚指数下降(WMD=0.34,95%CI[-0.52,-0.16,Z=3.73,P=0.000 2),红细胞变形指数变化不大(WMD= -0.06,95%CI[-0.13,0.02],Z=1.43,P=0.15),红细胞刚性指数无显著改变(WMD= - 0.15,95%CI[- 0.64,0.34],Z=0.61,P=0.54)。Meta 分析表明,高原训练并没有出现血液凝聚性增高的情况,相反还会使运动员的血液流变性得到改善。
(8)血清铁蛋白(SF)。本研究共纳入三组24名运动员高原训练前后血清铁蛋白(SF)的数值。由于这三组研究不存在异质性(异质性检验 χ2=4.59,P=0.10),因此合并效应量采用固定效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时 SF明显降低(WMD=-25.6,95%CI[- 31.35,- 19.85],Z=8.72,P < 0.000 01);与高原训练结束时相比,赛前运动员SF变化不大(WMD=1.16,95%CI[- 2.01,4.32],Z=0.71,P=0.47),且显著低于高原训练前(WMD= - 28,95%CI[-33.61,-22.39],Z=9.78,P <0.000 01)。Meta 分析结果提示:高原训练会造成运动员体内铁元素储备量减少,而且这种影响一直会持续到赛期。因此,在高原训练前期就应该注意营养的补充,尤其是补充充足的铁元素。
2.2.2 高原训练对运动员血液生化指标的影响
(1)血清肌酸激酶(CK)。血清CK酶活性水平是反映运动员高原训练期间肌组织细胞是否损伤或细胞膜通透性是否改变的重要指标,在监控运动员对训练负荷的适应程度以及评价运动员高原训练的效果方面具有重要价值。本研究共纳入33组301名运动员高原训练前后CK值变化情况。其中有七组研究结果显示高原训练结束时高于训练前;有六组研究结果显示高原训练结束时低于训练前;有20组研究结果显示高原训练前后无显著差异。由于这些研究存在异质性(异质性检验 χ2=650.45,P <0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时血清CK酶活性明显升高(SMD 值 =4.91,95%CI[0.14,9.68],Z=2.02,P=0.04);与高原训练结束时相比,赛前血清CK酶活性显著低于高原训练结束时(SMD 值 = -6.11,95%CI[-30.28,-12.30],Z=3.19,P=0.001),且与高原训练前差别不大(SMD 值 =3.23,95%CI[- 5.09,11.56],Z=0.76,P=0.45)。Meta分析结果表明:高原训练可导致骨骼肌等组织细胞发生损伤,使细胞中的CK释放入血,造成血液中CK活性升高。高原训练结束后,血液中CK活性会逐步下降,至赛前可降至高原训练前的水平。
(2)血尿素氮(BUN)。BUN作为体内蛋白质和氨基酸的分解代谢产物,可敏感监测机体机体的机能状态,也可作为调整运动员训练负荷量的依据。一般认为,运动时较高而恢复值较低时,表示运动员机能状态良好;运动时较高而恢复值亦高时,表示运动员机能状态较差;如果恢复值连续出现升高时,则表明运动员机能状态更差,或处于过度疲劳状态。本研究共纳入52组401名运动员高原训练前后BUN的变化,其中有八组研究结果显示高原训练后运动员BUN水平显著降低;有九组研究结果显示高原训练后运动员BUN水平显著升高;有35组研究结果显示高原训练前后变化不明显。由于这52组研究存在异质性(异质性检验χ2=166.45,P <0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后BUN变化不大(SMD 值 = - 0.1,95%CI[- 0.25,0.05],Z=1.31,P=0.19),赛前与高原训练结束时和高原训练前相比均无显著差异(P>0.05)。Meta分析表明:运动员对高原训练的适应能力较好,高原训练前后至赛前运动员均处于良好的机能状态。
(3)血乳酸(Bla)。高原训练理论认为,缺氧时运动可引起大量肌乳酸生成,糖分解加速致使丙酮酸和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)生成速度大大加快;缺氧抑制线粒体氧化丙酮酸和NADH。这两方面因素的共同作用可明显提高乳酸生成的速度,加之运动员对肾上腺素的敏感性升高,导致糖酵解活力增加而生成较多的乳酸和丙酮酸,故高原运动时血乳酸水平较平原高。本研究共纳入四组36名运动员高原训练前后安静状态下血乳酸的变化值。由于这四组研究存在异质性(异质性检验χ2=124.67,P<0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练结束时,运动员安静状态下血乳酸水平显著高于高原训练前(SMD 值 =0.66,95%CI[0.13,1.20],Z=2.43,P=0.02),但经过二至三周的调整至赛前已有显著降低(SMD 值 = - 0.40,95%CI[-0.67,-0.13],Z=2.86,P=0.004),已与高原训练前无显著差异(SMD 值 =0.02,95%CI[- 0.17,0.20],Z=0.16,P=0.87)。此外,本研究还纳入了两组18名运动员高原训练前后运动后即刻和运动后五分钟血乳酸值的变化以及19组101名运动员乳酸阈功率的变化。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时运动后即刻血乳酸水平明显升高(WMD=1.37,95%CI[0.34,2.40],Z=2.62,P=0.009),运动后5分钟血乳酸变化不大(WMD=0.13,95%CI[-1.1,1.37],Z=0.21,P=0.83),乳酸阈功率也无显著变化(SMD 值 = -0.14,95%CI[-0.18,0.45],Z=0.85,P=0.39),但经过二至三周的调整至赛前,运动员乳酸阈功率有明显提高(SMD 值 =3.27,95%CI[2.40,4.13],Z=7.43,P <0.000 01),且显著高于高原训练前(SMD 值 =1.60,95%CI[1.00,2.21],Z=5.17,P < 0.000 01)。Meta分析结果表明:高原训练确有提高乳酸阈功率的作用。
2.2.3 高原训练对运动员内分泌激素的影响
(1)睾酮(T)。本研究共纳入27组213名男运动员和14组140名女性运动员高原训练前后血睾酮值变化情况。其中有三组男性运动员和一组女性运动员研究结果显示:高原训练后血睾酮值高于高原训练前;有七组男运动员和四组女运动员研究结果显示高原训练后血睾酮值低于高原训练前;有17组男运动员和九组女运动员研究结果显示高原训练前后血睾酮值变化不大。由于这些研究存在异质性(异质性检验 χ2=147.58,P <0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练结束时,男运动员血睾酮水平显著低于高原训练前(SMD值=-0.37,95%CI[-0.58,-0.15],Z=3.30,P=0.001),女运动员血睾酮水平也显著低于高原训练前(SMD值=-0.49,95%CI[-0.75,-0.24],Z=3.79,P=0.000 2);与高原训练结束时相比,赛前男运动员虽有一定回升,但无显著差异(SMD 值 =0.17,95%CI[- 0.07,0.41],Z=1.38,P=0.17),但已基本恢复到高原训练前水平(SMD 值= -0.16,95%CI[- 0.40,0.08],Z=1.30,P=0.20);而女运动员赛前与高原训练结束时相比却显著升高(SMD值=0.67,95%CI[0.37,0.98],Z=4.37,P=0.000 1),与高原训练前无多大差别(SMD 值 =0.00,95%CI[-0.28,0.29],Z=0.03,P=0.98)。Meta 分析结果表明,高原训练均可导致男女运动员血睾酮分泌抑制,但这种抑制会随着高原训练的结束而逐步消退,至赛前运动员血睾酮值基本可以达到高原训练前的水平。
(2)皮质醇(C)。本研究共纳入20组168名男运动员和八组60名女性运动员高原训练前后血皮质醇的变化值,其中有三组男性运动员和两组女性运动员研究结果显示高原训练后血皮质醇高于高原训练前;有两组男运动员和一组女运动员的研究结果显示高原训练后血皮质醇低于高原训练前;有15组男运动员和五组女运动员研究结果显示高原训练前后血皮质醇变化不大。由于这些研究存在异质性(异质性检验 χ2=94.77,P <0.000 01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后男女运动员血皮质醇变化不大(男运动员:SMD值=0.05,95%CI[-0.19,0.28],Z=0.40,P=0.69;女运动员:SMD 值 =0.04,95%CI[-0.38,0.46],Z=0.17,P=0.87);赛前男女运动员血皮质醇与高原训练结束时无显著差异(男运动员:SMD 值 =0.10,95%CI[- 0.21,0.41],Z=0.65,P=0.52;女运动员:SMD 值 = -0.53,95%CI[-1.08,0.03],Z=1.85,P=0.06),但女运动员与高原训练前相比却有明显提高(SMD 值 =0.73,95%CI[0.18,1.29],Z=2.59,P=0.01)。Meta分析结果提示:高原训练对男女运动员血皮质醇水平影响不大。
(3)睾酮/皮质醇(T/C)。本研究共纳入10组73名男运动员和10组75名女性运动员高原训练前后血T/C值变化的研究结果。其中有一组男性运动员和一组女性运动员研究结果显示高原训练后血T/C值高于高原训练前;有三组男运动员和三组女运动员的研究结果显示高原训练后血T/C值低于高原训练前;有六组男运动员和六组女运动员研究结果显示高原训练前后血T/C值变化不大。由于这些研究存在异质性(异质性检验 χ2=29.73,P=0.000 5),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后男女运动员血T/C值变化不大(男运动员:SMD值 = -0.36,95%CI[-0.71,0.00],Z=0.1.99,P=0.05;女运动员:SMD 值 = -0.08,95%CI[- 0.45,0.29],Z=0.44,P=0.66);赛前男运动员血T/C值比高原训练结束时显著升高(SMD 值 =0.64,95%CI[0.19,1.09],Z=2.80,P=0.005),而女运动员则无显著差别(SMD 值 =0.54,95%CI[-0.01,1.09],Z=1.93,P=0.05);与高原训练前相比,赛前男运动员血T/C值变化不大(SMD值=0.04,95%CI[-0.38,0.45],Z=0.17,P=0.87),而女运动员血 T/C值却显著降低(SMD值 =-0.61,95%CI[-1.11,-0.12],Z=2.42,P=0.02)。Meta 分析结果提示:高原训练对男女运动员血T/C值影响不同,对男运动员血T/C值影响不大,但可使女运动员血T/C值降低。
2.2.4 高原训练对运动员呼吸功能的影响
(1)最大通气量(WEmax)。WEmax是衡量运动员通气功能的重要指标,常用于评价运动员通气储备能力。本研究共纳入四组28名运动员高原训练前后WEmax的变化值。由于这四组研究不存在异质性(异质性检验χ2=1.31,P=0.73),因此合并效应量采用固定效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后运动员WEmax值变化不大(WMD 值 =2.93,95%CI[-6.29,12.15],Z=0.62,P=0.53),赛期与高原训练结束时和高原训练前相比均无显著差异(P>0.05)。Meta分析结果表明:理论研究所提出的“高原训练可改善运动员最大通气量”的证据不足。
(2)最大摄氧量(VO2max)。VO2max是判断耐力项目运动员有氧代谢能力的主要指标之一。本研究共纳入八组57名运动员高原训练前后VO2max值的变化。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时VO2max值显著下降(SMD 值 = -0.52,95%CI[-0.96,-0.09],Z=2.36,P=0.02),与高原训练结束时相比,赛前VO2max值显著升高(SMD 值 =1.55,95%CI[0.94,2.15],Z=4.99,P <0.00001),并显著超过高原训练前(SMD 值 =0.58,,95%CI[0.09,1.08],Z=2.32,P=0.02)。Meta 分析提示:高原训练期间运动员会出现VO2max下降,但在高原训练结束后逐步上升,至赛前显著升高,并超过高原训练前的水平。故此可以认为,高原训练具有提高运动员VO2max以及提高有氧运动能力的作用。
(3)血氧饱和度(SO2)。SO2是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比,即血液中血氧的浓度,可在一定程度上可反映运动员的呼吸功能。本研究共纳入两组22名运动员高原训练前后SO2值的变化。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时 SO2显著下降(SMD值 =-1.19,95%CI[-1.93,-0.44],Z=3.13,P=0.002),高原训练结束后逐步回升,至赛前基本恢复到高原训练前的水平(SMD 值 = -0.05,95%CI[- 0.92,0.83],Z=0.10,P=0.92)。Meta分析结果提示:高原训练对运动员SO2影响不大。
2.2.5 高原训练对运动员心血管功能的影响
(1)晨脉。本研究共纳入七组56名运动员高原训练前后晨脉的变化。由于这七组研究结果存在异质性(异质性检验 χ2=18.84,p=0.005),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时晨脉率显著降低(SMD 值 = -0.56,95%CI[-0.97,-0.16],Z=2.74,P=0.006),高原训练结束后又逐步回升,至赛前又回复到高原训练前水平(SMD值=0.01,95%CI[-0.70,0.71],Z=0.02,P=0.99)。Meta 分析结果表明:高原训练期间运动员身体机能状态良好,未出现明显的过度疲劳现象。
(2)安静状态心率。本研究共纳入六组70名运动员高原训练前后安静状态下心率的变化。由于这六组研究结果不存在异质性(异质性检验 χ2=6.03,P=0.30),因此合并效应量采用固定效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后运动员安静状态下心率变化不大(WMD值=-0.22,95%CI[-1.52,1.08],Z=0.33,P=0.74),与高原训练结束时比较,赛前运动员安静状态下心率明显减少(WMD值= -3.67,95%CI[- 4.91,- 2.44],Z=5.83,P < 0.000 01),并显著少于高原训练前(WMD值 = -2.81,95%CI[-4.41,-1.22],Z=3.47,P=0.000 5)。Meta 分析结果提示:高原训练对运动员安静状态下心率的影响会在高原训练结束后逐步体现出来,说明高原训练对改善心功能确有一定的作用。
(3)每搏输出量(SV)和射血分数(EF)。本研究共纳入五组51名运动员高原训练前后SV和EF的变化。由于这五组研究结果不存在异质性(异质性检验χ2=4.89,P=0.30),因此合并效应量采用固定效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练后 SV显著升高(WMD 值 =11.00,95%CI[5.84,16.17],Z=4.17,P <0.000 1),EF 显著升高(WMD 值 =3.00,95%CI[0.94,5.07],Z=2.86,P=0.004)。故此可以认为高原训练具有提高运动员心肺功能的作用。2.2.6 高原训练对运动员免疫功能的影响
(1)白细胞(WBC)。本研究共纳入17组172名运动员高原训练前后血液WBC的变化。由于这17组研究结果存在异质性(异质性检验 χ2=31.19,P=0.01),因此合并效应量采用随机效应模型分析。Meta分析显示:高原训练前后血液WBC值变化不大(SMD值=-0.12,95%CI[-0.34,0.10],Z=1.09,P=0.28),赛前与高原训练结束时相比无显著差异(SMD 值 =0.05,95%CI[-0.20,0.29],Z=0.37,P=0.71),与高原训练前相比也无显著差异(SMD 值= -0.14,95%CI[- 0.38,0.11],Z=1.18,P=0.28)。Meta分析结果证实:高原训练对运动员血液中的WBC影响不大。
(2)CD3、CD4、CD8、CD4/CD8。本研究共纳入三组 27名运动员高原训练前后血液CD3、CD4、CD8淋巴细胞及CD4/CD8的变化。由于这三组研究结果不存在异质性(异质性检验 χ2=1.75,P=0.42),因此合并效应量采用固定效应模型分析。Meta分析显示:与高原训练前相比,高原训练结束时血液中的CD3明显降低(WMD值=-6.09,95%CI[-9.64,-2.55],Z=3.37,P=0.0007),CD4 变化不大(WMD 值 = -2.48,95%CI[-5.71,0.75],Z=1.50,P=0.13),CD8 变化不大(WMD 值 = -3.01,95%CI[-6.54,0.51],Z=1.67,P=0.09),CD4/CD8 变化不大(WMD 值 =-0.02,95%CI[-0.32,029],Z=0.13,P=0.90);与高原训练结束时相比,赛前 CD3显著升高(WMD值 =7.97,95%CI[4.91,11.03],Z=5.11,P <0.00001),CD4 显著升高(WMD 值 =4.55,95%CI[0.23,8.88],Z=2.06,P=0.04),CD8 显著升高(WMD 值 =4.23,95%CI[0.35,8.11],Z=2.14,P=0.03),CD4/CD8 变化不大(WMD 值 =-0.08,95%CI[- 0.39,0.24],Z=0.48,P=0.63);与高原训练前相比,赛前运动员血液中的CD3、CD4、CD8淋巴细胞及CD4/CD8均无显著差异(P值均大于0.05)。Meta分析结果提示:高原训练期间运动员的免疫功能会受到一定程度的抑制,但这种抑制会在高原训练结束后逐步得到解除,经过二至三周的调整,基本都可以恢复到高原训练前的水平。
2.3 敏感性分析
对某指标组间存在异质性的研究,逐一剔除某组别后重新进行meta分析,结果改变不明显,说明本研究meta分析结果较为稳定可靠。
2.4 异质性分析
组间异质性检验显示,纳入本次Meta分析的各研究存在较大的异质性。分析原因可能与以下几个因素有关:一是各研究对象存在异质性,如运动员在年龄、所从事的项目,运动水平(运动员级别)、训练年限、参加高原训练的次数、居住地等方面差异较大;二是各研究的高原训练持续时间有所不同(最长者11周,最短者12天);三是各指标取样检测的时间、间隔存在差异;四是各组(项目)的训练计划、方式方法、强度、周期、营养措施、恢复手段等存在差异;五是各组别训练地点的海拔高度不同;六是各个研究的样本量大小不一,研究质量之间存在一定的差异。
2.5 发表偏倚的评估
以高原训练对运动员血红蛋白的影响结果做倒漏斗图式分析,显示漏斗图不太对称(见图1)。说明本研究纳入文献存在一定程度的发表偏倚。分析其中主要原因可能与文献的收集不够全面以及未发表的“灰色文献”(阴性结果文献)未纳入有关。
图1 发表偏倚评估漏斗图
3 讨论
3.1 高原训练的有效性分析
高原训练是指有目的、有计划地将运动员组织到具有适宜海拔高度的地区,进行定期的专项运动训练的方法。其理论依据是人体在高原低压缺氧环境下训练,利用高原缺氧和运动双重刺激,使运动员产生强烈的应激反应,以调动体内的机能潜力,从而产生一系列有利于提高运动能力的抗缺氧生理反应[14]。但在运动实践中,对高原训练的效果国内外一直存在争议。本研究借用循证医学系统评价的方法对国内69篇文献中的119组826名运动员高原训练前后以及赛前身体主要指标的变化进行分析。结果显示:(1)高原低压缺氧环境,确实能刺激运动员机体产生抗缺氧生理反应,增强机体对缺氧的耐受力,有利于提高运动员血液中的红细胞数量、血红蛋白含量以及红细胞压积,增强血液的携氧能力,且获得的效益在返回平原后能维持二至三周,对提高周期性耐力项目运动员的运动能力和成绩极为有利;(2)理论研究所提出的“高原训练有利于提高运动员血液中的EPO含量”可能仅出现在高原训练的前期,高原训练结束至赛前,运动员的EPO水平一直处于较低水平。结合网织红细胞Meta分析结果,本研究认为:高原训练期间RBC和Hb持续增加并非单纯需要高水平EPO的维持;(3)高原训练可对运动员的血流变指标会产生良好的影响,而这种效应常常在回到平原二至三周后得到体现;(4)高原训练确有改善心肺功能的效应,在提高运动员VO2max、减低安静状态下心率、增加每博输出量和射血分数方面效果肯定,但尚无证据说明高原训练对改善最大通气量、晨脉、血氧饱和度有良好作用;(5)高原训练对运动员血睾酮、皮质醇、血睾酮/皮质醇的影响有性别差异。总体来说,血睾酮出现先降后升,皮质醇变化不大,高原训练结束后经过一段时间的平原期调整性训练,血睾酮、皮质醇、血睾酮/皮质醇基本可恢复到高原训练前水平;(6)高原训练期间运动员的免疫功能会受到一定程度的抑制,但这种抑制会在高原训练结束后逐步得到解除,经过二至三周的调整,基本上可以恢复到高原训练前的水平;(7)高原训练所引发的肌纤维微细损伤,可引发血液中CK活性升高,但这种升高会在高原训练后逐步下降,至赛前可降至高原训练前的水平;(8)高原训练确有促进机体组织、细胞糖酵解,提高乳酸阈功率的作用,可在一定程度上提高机体的无氧运动能力;(9)高原训练过程中机体蛋白质分解代谢变化不大。
综上所述,高原训练对运动员身体的影响是综合性的。其效果主要体现在高原环境中的低气压低氧含量对机体的刺激,充分挖掘和调动了运动员机体的多种机能潜力,从而产生一系列有利于提高运动能力、改善机体机能的抗缺氧性效应[47]。至于其他诸如气温、日照、湿度、辐射气流、地心吸引力和电离等因素则位居次要。与此同时,对机体免疫功能、血睾酮、血睾酮/皮质醇比值等指标的负面影响则属暂时现象,经过回到平原后短暂的调整,均可恢复到高原训练前的水平。
3.2 本研究的局限
Meta分析又称荟萃分析,是指对研究目的相同、又相互独立的多项试验结果进行系统的、综合统计分析。Meta分析作为一种定量的文献分析方法,提供了一种解决有争议和不确定问题的手段。但从严格意义上说,Meta分析主要用于随机对照试验,用于非随机对照试验存在一定缺陷,其主要原因是各研究的基线不等和干预因素不清。本研究采用Meta分析法对高原训练的效果进行系统评价,同样存在这样的问题,如运动员的性别、年龄、运动水平、训练年限、参与高原训练的频次、训练地点的海拔高度、训练持续时间、训练的方式方法、强度负荷、教练员的水平、指标检测的时间、营养措施、恢复手段、回到平原到参加比赛的时间间隔等均存在较大差异。Bailey等人曾分析了1950年以来国外有关高原训练的173篇论文,发现绝大多数研究没有设立实验对照组[23]。本研究所收集的69篇文献中也仅有三篇文献设有对照组,其余66篇文献研究设计均为自身前后对照,且各研究质量参差不齐,异质性较大,无形中会在一定程度上影响到本研究结论的信度。此外,高原训练所获得的效应究竟是高原缺氧环境干预的结果,还是运动训练干预的结果,还是两者共同干预的结果,无法判断。若是两者共同干预的结果,哪种因素所起的作用更大一些,我们也无法判断。这也从一个侧面反映了我国高原训练研究设计中存在的问题。但从另一方面讲,高原训练的效果判断,要设立对照组确实存在样本量、研究经费、研究难度、决策者的意志等实际问题。本研究借用Meta分析法对国内报道的运动员高原训练前后以及赛前主要指标进行汇总定量分析,其优势在于增大了样本量,尽可能地减小各研究的异质性,增强了统计效能和统计学上的把握度,增大了对高原训练效果估计的可靠性,有助于防止小样本研究导致的偏倚,对解决文献报道中的结果矛盾和运动实践中的意见分歧具有一定意义。相对于传统文献综述的定性描述,可使研究结论更加清晰、明确,避免了在挑选文献对象时的个人偏向,保证了分析的客观性和全面性,使可信度加大。在目前缺少严格随机对照试验的情况下,也算是一种进步。为此本文认为,尽管本文已经通过Meta分析法对高原训练的效果进行系统评价并得出结论,但结论是否确切,仍需要更多设计严谨和大样本的随机对照研究予以证实。
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