低氧条件下的冲刺训练对运动员生理生化指标的影响*

宋名芳,谭小丰

(1.湖南铁道职业技术学院,湖南 株洲　412000；2.湖南工业大学,湖南 株洲　412000)

低氧条件下的冲刺训练对运动员生理生化指标的影响*

宋名芳1,谭小丰2

(1.湖南铁道职业技术学院,湖南 株洲412000；2.湖南工业大学,湖南 株洲412000)

摘要：目的：研究低氧条件下的冲刺训练对运动员身体内葡萄糖、胰岛素、游离脂肪酸以及乳酸应激条件下的影响。方法：所有运动员都分别参加三组不同实验条件的训练，并且每组训练相隔7天。三组不同训练条件分别为：常氧压的冲刺运动(N组)；中等缺氧的冲刺运动(M组)；高度缺氧的冲刺运动(H组)。每组冲刺运动都在功率自行车上进行，每组运动为4次为时30s的冲刺运动，阻力都为10档，并辅以教练口头激励，每次冲刺运动后恢复6min，并记录每次运动员产生的最高功率以及平均功率。两种不同的低氧条件由低氧面具提供。训练后，分别在运动前抽取血液1次，以及在4次运动完成后5min，30min，60min，120min各取一次，并检测各项指标。结果：1.常氧压组与两组低氧压组相比，血细胞中的葡萄糖含量没有明显的差异，但是，与没有进入运动开始前相比较，冲刺运动后的5min内葡萄糖含量上升显著。2.只有在冲刺运动完成后2h后，体内脂肪酸含量才显著上升，并且与常氧压组和中等低氧压组相比较，高度缺氧组的游离脂肪酸上升更为明显，且与这两组差异显著。3.与运动开始前相比，运动后5min、30min、60min内体内乳酸含量高，且具有显著差异。但在120min后差异消失。4.运动结束后5min时体内胰岛素含量较高，且与开始运动前和运动结束后其他三个时间段相比，具有显著差异。

关键词：低氧；冲刺训练；功率自行车；葡萄糖；胰岛素；游离脂肪酸；乳酸；运动员

低氧环境下的运动训练是利用人工模拟高原环境下的缺氧条件，使运动员产生特殊的机体反应，并辅以不同的运动训练来增加机体的缺氧程度，从而激发运动员机体的潜力，提高运动员在缺氧环境下的身体适应能力，进而到达提高运动员成绩的目的[1]。长期高原低氧暴露会导致人体体重下降[ 2 ,3]，但是，目前为止，还没有文献报道在不同的低氧浓度下的高强度运动对运动员体内能量代谢相关的生理生化指标的影响。

实际上，许多运动员能够利用低氧训练环境显著改善其运动能力，其中包括爆发力和耐力，并且低氧运动后运动员体内脂肪也随之减少[4-8]，这样可以进一步提高运动员体能表现[9-12]。短时间内使运动员机体处于近乎缺氧的状态，这种情况下运动员体内的生理生化指标的研究数据现阶段还未有文献能够提供。因此,更好地了解缺氧条件下的运动训练对运动员体内能量代谢相关呢的生理生化指标的影响，不但可以帮助提高运动员的表现，也提供研究低氧运动对人体能量代谢改变的依据。因此，本文中利用短时程的冲刺功率自行车运动和低氧面具，来研究不同低氧条件下高爆发的冲刺运动对于运动员各项生理生化指标的影响。

1实验对象以及方法

1.1实验对象

实验对象为10名健康男性运动员，年龄：20.5±0.8 周岁，身高：168.1±1.9cm，体重：65.2±2.1kg，BMI：23.1±0.9 Kg/m2。运动员都是自愿参加该项研究，并且保证一个月之内没有参加其他低氧训练以及去过海拔超过3000m的地方。每位运动员在参加实验项目前，都已被告知实验的目的以及训练的步骤和条件。

1.2训练步骤

本实验采用单盲实验设计。所有运动员都分别参加三组不同实验条件的训练，并且每组训练相隔7天。三组不同训练条件分别为：常氧压的冲刺运动(N组)；中等缺氧的冲刺运动(M组)；高度缺氧的冲刺运动(H组)。每组冲刺运动都在功率自行车(Wattbike，英国)上进行，每组运动为4次为时30s的冲刺运动，阻力都为10档，并辅以教练口头激励，每次冲刺运动后恢复6min，并记录每次运动员产生的最高功率以及平均功率。两种不同的低氧条件由低氧面具提供。

1.3抽血以及血液各项指标检测

抽血各项操作均在医师的指导下完成。三组均在冲刺运动前抽取1次，以及在4次运动完成后5min，30min，60min，120min各取一次。3000转/min离心将血液中的质膜和血浆分离，上清血浆和下层细胞分开保存后，均冻存至-80℃冰箱待后续检测。各项血液指标都通过商业化的试剂盒来检测，其中，细胞中的葡萄糖(Abcam，英国)和血浆中游离脂肪酸(Abcam，英国)，最后由紫外分光光度计定量。胰岛素检测(Mercidia，瑞典)通过酶连反应检测。血浆中乳酸含量由日本ARKRAY公司的Lactate Pro 仪器检测。

1.4数据分析

所有数据统计采用SPSS19.0统计并分析，作图使用Sigmaplot10.0 软件。所有数据都使用平均值±标准差表示，当P值小于0.01时，表示差异显著，并标记为” **”。

2实验结果

2.1功率统计结果

如下表，10名运动员在不同条件下的冲刺功率输出

N组M组H组最大输出功率第1次845±20812±18790±20第2次804±21795±19783±21第3次751±21**755±16**739±15**第4次705±21**705±25**685±22**平均输出功率第1次682±13670±12638±11第2次600±10**622±9**607±11**第3次567±19**575±10**554±7**第4次534±16**540±23**504±12**

**P值小于0.01，差异显著(与第一次对比)

从表中可以看出，最大输出功率在各组中都下降得很明显，与第1次测试相比，第3、4次差异显著，平均输出功率在各组中更是如此，与第1次测试相比，接下来3次测试差异都显著。

2.2血液中各项指标变化图

A图中可以看出，常氧压组与两组低氧压组相比，血细胞中的葡萄糖含量没有明显的差异，但是，与没有进入运动开始前相比较，冲刺运动后的5min内葡萄糖含量上升显著，但是，随着身体进入休息状态，体内葡萄糖含量下降到运动前的近似值。

B图中可以看出，只有在冲刺运动完成后2h后，体内脂肪酸含量才显著上升，并且与常氧压组和中等低氧压组相比较，高度缺氧组的游离脂肪酸上升更为明显，且与这两组差异显著。

C图比较明显看出，与运动开始前相比，运动后5min、30min、60min内体内乳酸含量升高，且具有显著差异。但在120min后没有差异。

D图可以看出，运动结束后5min时体内胰岛素含量较高，且与开始前和结束后其他三个时间段相比，具有显著差异。但是，结束30min后，基本恢复正常值。

3结果讨论

运动员由常氧压环境进入低氧压环境时，机体会通过各种生理生化的改变，以适应环境带来的改变，这其中，血液循环系统的各项指标改变最为迅速和敏感。机体内的能量代谢的快慢最直接的反应就是细胞中的葡萄糖含量的改变。运动员在运动后的5min内体内糖含量显著上升，这水平其实也反应的是运动员在运动过程中的变化，随着身体进入休息状态，下降也非常迅速，这个反应伴随的是与之同步的胰岛素含量的显著上升和下降。胰岛素是机体细胞吸收葡萄糖的最重要调节受体因子，当细胞处于“饥饿”状态下时，机体便会刺激胰腺分泌胰岛素。但是，我们没有观察到，在不同的氧气浓度下运动员的血液循环改变出现显著的不同。这可能说明，运动员机体在不同的氧压下，冲刺运动时最直接的能量代谢基本维持不变，机体在维持高负荷的运动时，运动员的身体已经进入最高能量代谢，机体内的葡萄糖含量以及胰岛素含量不能继续升高。

因此，C图中反应出冲刺运动过程中，无氧运动占主导的能量代谢将大部分机体内的释放的葡萄糖转化为乳酸，并且在机体进入休息状态后，含量下降缓慢。这与冲刺运动造成的乳酸堆积有直接的关系，但是，也与人身体利用乳酸的几大反应较为缓慢有关。一般说来，机体在进入休息状态后，乳酸一般会被重吸收利用进入氧化阶段，也有大量乳酸会进入体内的葡萄糖再生，也有进入脂肪细胞内生成脂肪。但是，也能看出，2h后，运动员体内的乳酸含量基本下降到正常值，这与运动员长期训练导致的机体重吸收乳酸能力上升有关。乳酸堆积造成最直接的结果是运动员在功率车上最大输出功率以及平均输出功率的下降，无氧运动能力体现出运动员在短时间内的爆发能力。

但是，在B图中，游离脂肪酸含量的变化较前三种变化趋势不相同，只有在运动员进入休息状态后2h，机体内的含量出现显著上升，并且在高度缺氧组，上升的量较常氧压组和中等低氧压组更明显。因此，可以看出，在短时间内的爆发式的冲刺运动，都能刺激运动员机体对体内游离脂肪的增加，但是，高度缺氧组效果更加明显，这可能与短时间内运动员消耗大量能量导致机体应激，降解体内脂肪有关。当然，也有可能是无氧运动中堆积的乳酸后降解而产生的脂肪酸，这些具体机制有待进一步研究。但是，可以看出，在不同的氧气浓度下，胰岛素，葡萄糖的浓度都能在短时间内响应外界以及机体面临的环境的变化，脂肪的响应虽然滞后于葡萄糖浓度的变化，这与人的机体在消耗能量的顺序上有很大关系，最先利用的是机体内的糖类物质。这也是人体在减肥过程中较为艰难的一个原因[7]。

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Study onSprint Training Affecting Athletes' Physiologicaland Biochemical Properties under the Condition of Low Oxygen

SONG Ming-fang1, TAN Xiao-feng2

(1.Hunan Railway Professional Technology College, Zhuzhou 412000,China;2.Hunan University of Technology, Zhuzhou 412000,China)

Abstract：Purpose: To study how the sprint training affects the glucose, insulin, free fatty acid and the lactic acid in the body of athletes under the condition of low oxygen. Methods: All the athletes to participate in the training of three groups under different experimental conditions, respectively, and each group of training should be separated by 7 days. Three groups of different training conditions are: Normal oxygen pressure sprint training (Group N); Moderate hypoxia sprint training (Group M); High hypoxia sprint training (Group H). Sprint training in each group was conducted on power bicycle, each group of the sprint training last for 30 seconds for 4 times, resistance to 10th grade, supplemented by coach oral stimulation and provided for recovery of 6 minutes after each training. We recorded the maximum power and average power of the athletes. Two different types of low oxygen conditions were provided by the low oxygen masks. And we would draw the blood before the movement, and after the training for 5 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes respectively each time, and then test the blood. Results: 1. Compared with the other two low oxygen groups, the amount of glucose in the blood cells in Group N athletes had no obvious difference, but, compared with the results before entering the training, the glucose concentration increased significantly within 5 minutes. 2. Only after the sprint training completed for 2 hours, the fatty acid concentration in the body would increase sharply. Compared with the Group N and M, the free fatty acids increased more obviously, and the significant difference was present. 3. Compared with the results before the training began, the results of lactic acid concentration in the body after the training for 5 minutes, 30 minutes, 60 minutes were higher, and possessed significant difference with the former ones. But the significant differences would disappear after 120 minutes. 4. High insulin levels could be found in the body after 5 minutes, and compared to the other four periods, the significant difference was also present.

Key words：Low oxygen; The sprint training; Power cycling; Glucose; Insulin; Free fatty acids. Lactic acid; Athletes

收稿日期：2016-02-28

作者简介：宋名芳(1980-)，女 ，湖南通道人，硕士

*基金项目：湖南省教育科学规划课题( XJK015BTW006)

中图分类号：G804.2

文献标识码：A

文章编号：1007-323X(2016)03-0098-03

研究方向：体育教育训练学