低氧训练中糖——电解质饮料补充对血液氧运输能力的影响

李建辉 苗 苗 郭浙斌 黄玉山

(1.广州科技贸易职业学院体育教研室，广东 广州 511442; 2.华南理工大学体育学院，广东 广州 510641；3.华南师范大学体育科学学院，广东 广州 510631)



低氧训练中糖
——电解质饮料补充对血液氧运输能力的影响

李建辉1苗 苗1郭浙斌2黄玉山3

(1.广州科技贸易职业学院体育教研室，广东 广州 511442; 2.华南理工大学体育学院，广东 广州 510641；3.华南师范大学体育科学学院，广东 广州 510631)

探讨低氧训练中糖——电解质饮料补充血液氧运输能力的影响，为低氧训练中的合理补液提供参考依据。以8名健康的体育学院学生为被试在常氧和低氧环境(低氧帐篷模拟2500米海拔，氧浓度为15.4%)下以70%VO2max负荷进行不补液和补充佳得乐运动饮料运动至力竭，测定受试者运动前、运动后和运动后30分钟心率、血压、裸重、Hb和Hct，并记录运动过程中每5分钟的心率变化和运动至力竭的时间。结果显示：1)运动后即刻，NF组体重丢失程度显著低于NC组(P<0.05)，HF体重丢失程度显著低于HE组(P<0.05)，运动中NF组和HF组心率上升缓慢，运动时间显著长于对应的NC组和HE 组(P<0.05)。2)运动后即刻，各组Hct、Hb均升高，但只有NC组、HE组的Hct和NF、HF组的Hb浓度升高具有显著意义(P<0.05)，运动后30min，各组Hct均有一定程度的恢复，但仍明显高于运动前(P>0.05)，而Hb浓度均基本恢复到运动前的水平。结论：低氧训练中糖——电解质饮料补充能有效降低运动中Hct升高幅度和体重丢失程度，使Hb浓度适度增加，有利于血液氧的运输，提高有氧运动能力。

低氧训练；糖——电解质饮料；血红蛋白；红细胞压积；裸重；心率

低氧环境下模拟高原训练(低住高练，Livinglow-Training high，LoHi)是在传统高原训练和高住低练训练法基础上发展起来的，这种训练法既可发挥高原缺氧和运动双重刺激对机体的有益影响，又能避免高原低氧不利于身体恢复的缺点，并越来越多地应用于低氧训练和低氧健身。而急性低氧暴露可导致急性利尿，引起低氧环境下的脱水，降低运动能力[1]，长时间运动也可以降低血液流变性[2-3]，因此，低氧训练时的合理补液就显得尤为重要。截至目前，有关低氧训练或低氧健身时补液的研究不多，而有关低氧训练时糖——电解质饮料补充对血液氧运输能力影响的研究为数不多，本研究结合环境变化(常氧和低氧)以及补液与否对受试者70%VO2max恒定负荷运动至力竭时的运动时间、心率、血压、体重、Hb、Hct等指标进行研究，以期为低氧训练或低氧健身时的合理补液提供生理学依据，也为进一步完善低氧训练理论提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 对象及分组

8名健康的华南师范大学体育科学学院运动人体科学男生，年龄(24.9±1.3)岁，身高(173.4± 4.5)cm，体重(67.43± 8.04)kg，最大吸氧(44.2± 3.9)mL/(kg.min)，自愿参加试验。根据试验条件分为：常氧不补液运动(常氧对照NC)、常氧补液运动(NF)、低氧不补液运动(低氧对照组HE)、低氧补液运动(HF)4个实验，四次实验的常氧和低氧环境根据随机分配的原则进行，但同一环境下不补液组先进行实验。

1.2 运动环境及运动方式

1) 运动环境：共常氧和低氧2个运动环境。低氧运动在低氧帐篷内进行，低氧氧含量为15.4%，相当于海拔2500m高度，大气压为常压，低氧运动时采用PM-8000便携式多参数监护仪进行血氧饱和度的检测，实验期间温度控制在(20± 2)℃，湿度控制在(60± 5)%。

2)实验采用直立蹬车运动，蹬踏功率自行车的频率为60转/min，以70%VO2max对应的负荷运动至力竭。每名受试者按实验分组分别进行四次运动，各次运动实验在同一时间段进行(上午08∶30——11∶30)，每次运动间隔一周。

3)力竭判定标准有三点：大汗，呼吸困难；本次实验的蹬速控制在60转/min，力竭时蹬速不能维持在>45转/min；受试者主观达到力竭。

4) 补液组补液方式: 按美国运动医学会(ACSM)推荐量补液，运动中每15min补充一次糖——电解质饮料150-200ml (佳得乐运动饮料，糖质量分数6%，钠离子质量浓度0.12 mg/mL，钾离子质量浓度0.12mg/mL，渗透压290 mOsm/kg)，具体补液量为同一氧环境下不补液运动出汗量的80%。

1.3 实验步骤与指标测定

1)最大吸氧量(VO2max)测定及运动负荷的确定：正式实验前1周测试受试者VO2max。测试前在功率自行车上进行2min热身运动，使心率达到110次/min左右，休息2min后以80W为起始负荷，以60r/min的频率蹬车，每分钟递增10W，用自动气体分析仪测定最大摄氧量。根据VO2max的测试结果，确定摄氧量和运动负荷的线性方程，由线性方程来找出70%V02max相对应的运动负荷[4]。

2)受试者在每次实验日前三天不进行大强度剧烈运动，前一晚22:00后禁食禁水。实验当天先测定体重(裸重)、晨尿比重(如果出现自然脱水，尿比重大于1.02，则在实验前适量补充水)，并分别于运动前(静坐15min后)、运动后即刻和运动后30min测受试者心率、血压、裸重(擦干汗液)，并抽取肘静脉血2Ml,测定Hb、Hct，记录运动过程中每5分钟的心率变化和受试者的主观感觉。

3)主要仪器设备：Monark 839E(瑞典)立位多功能功率自行车、SENSORMEDICS 2900心肺和能量代谢测定仪、F-820半自动血细胞分析仪、低氧发生器(制氮机)及低氧帐篷Hypoxic Tent System TM、SUR—NE尿比重计、PM-8000便携式多功能参数监护仪、S610i POLAR心率表、HEM-7011电子血压计、体重计(精确至± 20g)

1.4 数据处理

用spss14.0软件对所获数据进行统计学处理，结果以平均数± 标准差(±S)表示，组内显著性差异采用T检验，以方差分析检验组间差异显著性，显著性水平为P<0.05，非常显著性水平为P<0.01。

2 结果与分析

2.1 不同环境下运动及补液体重变化

如表1所示，运动后实验各组体重均有所下降，但NF组体重降低程度显著低于NC组(P<0.05)；HF组体重降低程度显著低于HE组(P<0.05)；和NC组相比，HE组体重变化较小，但差异不具有显著性(P>0.05)。

表1 实验各组运动前后裸重变化及运动时间

注：1)与NC组比较P<0.05；2)与HE组比较P<0.05

2.2 不同环境下运动及补液心率变化

如表2和图1所示，实验各组运动中平均心率无显著差异，NF组平均心率最低，HE组运动过程中心率增加较NC组快。NF组心率上升最缓慢，HE组和HF组心率-时间曲线在开始阶段几乎重合，而随运动时间的持续，HF组曲线右移，说明补液能降低低氧下的运动心率。

图1 运动中心率——时间变化曲线

2.3 不同环境下运动及补液Hct和Hb变化

2.3.1 不同环境下运动及补液Hct变化

如表3所示，运动后即刻，实验各组Hct较运动前均有所升高，但只有NC组和HE组与运动前比较具有显著性差异(P<0.05)，各组间差异不具有显著性(P>0.05)；运动后30 min，实验各组Hct均有一定程度恢复，但仍高于运动前。

表3 实验各组运动前后红细胞压积(Hct)变化

注：1)与运动前比较P<0.05

2.3.2 不同环境下运动及补液Hb浓度的变化

如表4所示，运动后即刻，实验各组Hb浓度和运动前比较均有所升高，但只有NF组和HF组具有显著性变化(P<0.05)；运动后30min，Hb浓度较运动后即刻均有所下降，基本恢复到运动前的水平。

注：1)与运动前比较P<0.05

3 讨论

红细胞压积即红细胞比容(Hct)，是指红细胞在全血中所占的容积百分比，是影响血液黏度的重要因素。正常情况下Hct与血红蛋白及红细胞之间存在正相关关系，运动后血液Hct升高是一种生理代偿反应，其适量增加，能增加血液携带氧的能力，提高血氧含量和血氧容量，故具有代偿意义。但如果Hct过度增加，就可使血液粘滞性增高，导致血流变慢，甚至导致血栓的形成，使血流阻力加大，反而对组织的氧供应不利，还会降低体内体温调节和清除废物的能力，使运动能力下降。因此，如何维持机体Hct于一适当范围，使单位体积血液内红细胞和血红蛋白量增加，同时血流阻力不过度加大，从而更有利于氧的运输，仍是需要进一步研究的课题。

本实验结果显示(见表3)，70%VO2max负荷进行力竭运动时，NC组和HE组运动后即刻Hct均显著升高(P<0.05)，而NF组和HF组Hct虽然也有所升高，但和运动前比较均无显著性差异(P>0.05)，可见运动中糖——电解质饮料补充能够降低长时间运动中Hct的升高幅度；运动后30min，各组Hct均有一定程度的恢复，但仍高于运动前(P>0.05)。长时间的剧烈运动会引起机体大量出汗，而运动中体重的变化(脱水%)能较为直观地反应机体脱水情况。如表1所示，NF组体重丢失显著低于NC组(0.7%vs2.12%，P<0.05)，运动时间显著长于NC组(P<0.05)，HF组体重丢失显著低于HE组(0.65%vs1.71%，P<0.05)，运动时间显著长于HE组(P<0.05)；同时，从Hct的结果来看，NF 和HF组Hct升高幅度较NC组和HE组低，表明运动中Hct变化与机体脱水程度密切相关，脱水程度越高，Hct升高越明显，运动时间也相应越短。运动中Hct的升高可能是由于长时间的大强度运动使机体大量出汗，导致血液中的水分从毛细血管中渗出到组织间液或细胞中或体外，血浆容量及血容量的减少，与血液浓缩有关，是一种适应于机体剧烈运动的生理代偿反应，而运动中佳得乐饮料补充可以有效降低Hct的升高程度，提高运动能力。虽然HE组体重降低程度较NC组轻，但HE组Hct升高幅度相对较NC组高(P>0.05)(见表3)，可见脱水并不是影响Hct变化的唯一因素，分析还可能是由于低氧下运动机体接受的低氧和运动的双重刺激，导致机体肝、脾脏内贮存的高浓缩血液大量排出，从而使血液浓缩，使Hct升高相对明显。

Hb是红细胞中重要的含铁蛋白，占红细胞中蛋白质总量的90%以上，Hb不仅具有运输氧和二氧化碳的作用，还有缓冲血液酸碱度的作用。Hb浓度对有氧运动能力有显著影响，男性运动员血红蛋白的理想值是160～170g/L，此时氧的运输能力为最佳，但Hb继续增加时，使血的黏滞度也大大增加，血流速度减慢，心脏收缩力增加，反而不利于氧的运输[8]。本实验中，运动后即刻各组Hb均有所升高，但只有NF组和HF组升高具有显著性意义(P<0.05)，且Hb浓度均在165g/L左右(见表4)，有利于血液氧的运输；运动后30min，各组Hb浓度均恢复到运动前的水平，运动后血液Hb浓度一时性升高与机体脱水引起的血液浓缩以及肝、脾脏内贮存的高浓缩血液大量排出有关，运动后又快速恢复，说明运动量适宜有利于运动后机体内环境的整合和恢复，是一种正常的生理反应。

4 结论

低氧训练中糖——电解质饮料补充能有效降低运动中红细胞压积升高幅度和体重丢失程度，使Hb浓度适度增加，有利于血液氧的运输，提高有氧运动能力。

[1] Hildebrandt W ，Ottenbacher A， Schuster M，et al. Diuretic effect of hypoxia, hypocapnia, and hyperpnea in humans: relation to hormones and O(2) chemosensitivity[J]. J Appl Physiol，2000，88(2)：599-610.

[2] Ajmani RS. Oxidative stress and hemorheological changes induced by acute treadmill exercise[J]. Clin Hemorheol Microcirc，2003，28(1)：29-40.

[3] Varlet-Marie E. Reduction of red blood cell disaggregability during submaximal exercise: Relationship with fibrinogen levels[J]. Clin Hemorheol Microcirc，2003，28(3)：139-149.

[4] 马国东，罗冬梅，徐飞，等.渐进式低氧训练后急性低氧暴露对健康男性大学生脑氧饱和度的影响[J].天津体育学院学报，2010，25(5)：385-387.

[5] 邓树勋，王健，乔德才，等.运动生理学(第三版)[M].北京：高等教育出版社，2015:143-144.

[6] 许春艳，胡扬，田野，等.急性低氧运动对血液流变性和红细胞形态的影响以及“宝矿力水特”干预效果的研究[J].中国运动医学杂志，2006，25(1)：17-20.

[7] 彭莉.一次性递增负荷至力竭运动对血液流变性的影响[J].中国体育科技，2003，39 (2): 24-25.

[8] HunY P， Hyejung H，Jonghoon P，et al. The effects of altitude hypoxic training on oxygen delivery capacity of the blood and aerobic exercise capacity in elite athletes-a meta-analysis[J]. Journal of Exercise Nutrition & Biochemistry，2016，20(1)：15-22.

Effect of the Supplement of Carbohydrate-Electrolyte Drink on the Transport Capacity of Oxygen in the Blood During Hypoxic Training

LI Jian-hui1，MIAO Miao1，GUO Zhe-bin2，HUANG Yu-shan3

(1. Teaching and Research Section of Physical Education. Guangzhou Vocational College of Technology & Business, Guang zhou 511442, China； 2. School of Physical Education， South China University of Technology, Guangzhou 510641, China； 3. School of Physical Education， South China Normal University,Guangzhou 510631，China)

To study the effect of carbohydrat electrolyte drink on the transport capacity of oxygen in the blood during hypoxic training and to provide a reference for the reasonable fluid infusion during hypoxia training and hypoxia gym, the authors selected eight healthy students from a physical education institute to participate in the experiment and exercise in a normoxic or hypoxic environment (a hypoxic tent with 15.4%of oxygen concentration) under the load of 70%VO2max until they were exhausted-no fluid infusion or carbohydrat electrolyte drink was supplemented during exercise, the body weight, Hct and Hb concentration as well as its related indexes were measured before and after exercise, and 30 minutes after exercise, and record the total time and heart rate change of every 5 minutes during the movement .The results showed that:1) Immediately after exercise, the weight of each group decreased and the weight loss level of group NF and group HF was significantly lower than the corresponding group NC and group HE (P < 0.05), the heart rate of the groups NF and HF slower and total movement time was significantly longer than the corresponding NC group and HE group (P<0.05). 2)Immediately after exercise, Hb concentration and Hct of each group increased, but only the Hct of the groups NC and HE, and Hb concentration of the groups NF and HF had a significantly higher than before (P < 0.05), 30 min after exercise, Hct of each group recovered, but still higher than before exercise (P>0.05) and Hb concentration of each group recoverd to before exercise. Conclusion: 1) the supplementation of carbohydrat and electrolyte drink during hypoxia exercise could reduce the degree of dehydration, reduce the higher degree of Hct, make a modest increase in the Hb concentration and conducive to the transport of oxygen in the blood; which is beneficial to improve the body's aerobic exercise capacity.

hypoxia training; carbohydrate-electrolyte drink；hemoglobin；hematocrit；weight；heart rate

2017-02-24；

2017-03-28

美国佳得乐运动科学学院资助项目(No.330256)。

李建辉(1979-)，男，讲师，硕士研究生，研究方向：运动与心血管功能。

G804.2

A

1672-1365(2017)02-0-0

◀运动人体科学与应用心理学