低压氧舱在体育训练中的应用

李慧娟，孙钰荧，焦晓涵，李靓蕾，王元翊综述，骆晓峰审校 (吉林医药学院:.护理院,.公共卫生学院，.临床医学院，4.生理教研室,吉林 吉林 0)

低氧作为一种特殊的环境应激因素，不同于其他应激原，它会导致机体器官、组织和细胞的供氧不足，引起生理乃至病理性变化。严重低氧可危及人体生命。但如能控制好低氧影响程度，将对人体产生有利的效应。低压氧舱是通过抽气泵来调节大气压降低氧分压，使之达到相应的海拔高度，人工模拟低气压和缺氧等高空环境的地面设备。低压氧舱是开展航空航天医学、高原医学研究的必要设备。由于低压氧舱能够灵活地模拟各种海拔高度的高原环境，因此，低压氧舱可成为增强运动员或体育爱好者缺氧耐力、提高专项体能训练成绩的有效手段。

1 应用低压氧舱进行间歇性低氧训练可明显提高运动员的运动能力

1991年由美国学者Levine首先提出来的高住低练训练方法。运动员在高海拔高原环境中居住，在平原或较低海拔高度的地方训练，它是由传统高原训练发展而来的一种新型的训练方法。中度海拔高原短期居住时，人体血管内皮细胞合成一氧化氮增多，毛细血管床扩张，血液对组织的供氧能力明显提高，过氧化物歧化酶活性增高，抗过氧化能力增强，氧自由基代谢获得改善，细胞内线粒体酶活性增强ATP合成增多。Levine等[1-2]让运动员居住在海拔2 km，在海拔1.2 km每天训练数小时，4周后，发现运动员5 km跑的时间缩短，运动能力提高。Levine等的研究表明，高住低练可有效地提高优秀运动员的运动能力，是最好的高原训练方法。然而高原训练受地域条件的限制，对场地要求高，花费巨大，并非所有的运动员都有进驻高原训练的机会。因此，人们利用低压氧舱进行间歇性低氧训练来模拟在高原条件的高住低练，这种模拟训练便于进行调节监控也易于与日常训练及比赛结合，并且可取得与高原训练相似的效果。

Liu[3]研究结果表明,间歇性低氧训练可改变左心室的收缩性而增强心脏收缩功能。Vallier[4]研究结果显示经低压氧舱训练后，运动员在模拟的高原环境中做次极量耗竭训练时其次极量体能增加了34%。在次极量非耗竭试验时,低氧训练后在相同的运动强度下通气水平明显下降。Satake[5]用低压氧舱模拟登山探险的攀登模式,观察到低氧状态下肺通气量和血氧分压的增加。Wilber研究显示[6]，通过低压氧舱间歇式低氧训练，受试者间歇性低氧时的通气反应及动脉血氧饱和度都有所增加，明显改善登山运动员的攀登能力。目前研究认为利用低压氧舱进行间歇性低氧训练是改善登山运动员的攀登能力的一种有效途径。

李卫平等[8]通过低压氧舱模拟高原环境对竞走运动员进行间歇性低氧训练。结果显示：所有受试运动员血红蛋白均提高了10 g/L以上，平均提高了13 g/L，说明这种方法对提高运动员的血红蛋白水平有非常明显的改善效果；在同样的训练强度和测试条件下，受试运动员血乳酸峰值均明显下降，说明受试运动员的有氧代谢能力和运动能力有了较明显提高。实验结束一周后参加全国竞走锦标赛，大部分受试运动员的运动成绩都有明显提高。说明通过低压氧舱模拟高原环境的间歇性低氧训练方法对耐力性运动项目有着比较明显的提高运动能力和提高携氧能力的作用。

应用低压氧舱进行间歇性低氧训练可增加骨骼肌组织储存氧的能力，改善骨骼肌的微循环，增加线粒体的数量和体积，提高线粒体钙转运，改善呼吸链能量代谢功能，骨骼肌细胞氧化酶活性升高，组织利用氧的能力提高，有利于心肌和骨骼肌的有氧代谢，保证了肌组织收缩时的能量供应，提高肌肉的工作效率和运动持久能力[9]。并能促进抗氧化酶系的活性，提高脑组织及神经系统的抗缺氧能力[10]，提高机体在缺氧条件下心理反应的能力。缺氧作为一种应激源，可引起交感神经兴奋使交感-肾上腺轴活性增强，诱导机体应急反应，从而使心肌收缩力增强，心率加快，搏出量提高，外周血管舒张，外周循环阻力降低，最终通过增加心输出量使血流速度加快，从而机体增强运输氧的能力。

2 应用低压氧舱进行间歇性低氧训练可明显提高运动员的低氧耐力

低氧耐力评估是运动员进行体能检测的一项重要指标。血乳酸是评价训练强度及耐力素质的敏感指标。剧烈运动时血乳酸及氧自由基生成过多是造成肌肉疲劳最终导致运动能力下降的主要原因[11]。

薛胜峰等[12]研究表明,低氧训练降低了同等运动负荷时的血乳酸值，提高了血乳酸的代谢水平，乳酸消除能力增强，增大了机体承受更大运动负荷的潜力。因此，当机体在承受相同负荷运动时，堆积在机体内的乳酸浓度降低，使机体能够承受更大负荷强度的运动，延缓疲劳的发生，既有利于机体工作的时间延长也有利于运动后的疲劳恢复。李文建等[13]研究表明通过低压氧舱模拟高原环境训练明显增强机体的无氧代谢能力，提高运动耐力。万利等[14]研究表明低,压氧舱训练增强运动员的无氧代谢能力，增加机体对乳酸、血氨的耐受能力。促红细胞生成素(EPO)也可以作为耐力训练的评价、预测指标[15]。Samaja的研究表明[16]定期进入低压氧舱间歇性低氧训练可促进肾脏分泌EPO增加，引起血液红细胞计数、血红蛋白含量、2，3-磷酸甘油酸、红细胞压积、网织红细胞计数的增加，有利于体内氧的运输。levine等[17]发现常压下训练低压氧舱中生活28 d，EPO升高可持续到运动后1周。Wilber等[18]研究发现2.5 km连续常压下训练低压氧舱，第1天血浆EPO有78%的上升。Chapman等[19]用每天间断处于低压氧舱(海拔高度从4 km升高到5 km)3～5 h，计9 d，触发EPO的分泌，HCT、Hb、RBC、RC均显著升高，

应用低压氧舱间歇性地低氧可提高过氧化物酶的活性，加速氧自由基的清除，增加肌肉氧的供应，改善乳酸代谢，这是国际上公认的间歇性低氧训练提高低氧耐力的重要生理机理之一[20]。另外低压氧舱间歇性低氧能有效提高血管内皮细胞生长因子mRNA的表达水平，促进毛细血管的增生和提高组织内毛细血管密度，尤其对心肌和骨骼肌的毛细血管增生影响更加显著[21]。毛细血管密度增加，有利于血液和组织器官之间进行物质交换，增加对细胞的供氧能力，减少运动过程中乳酸的产生量[22]。

因此，低压氧舱作为增强机体对缺氧耐受性的有效手段，应该在体育运动训练中得到更广泛的推广和应用，使之成为快速提高运动成绩的重要手段。

3 低压氧舱应用展望

在我国体育界，高原训练已经成为提高运动成绩的重要手段并积累了大量经验，高等学校和科研院所有关低氧对运动功能的研究也取得了不少成绩。但对于模拟高原环境最好的装备-低压氧舱的应用与普及推广尚有不足。因此，应有效利用已有的低压氧舱设备、成果等资源，普及低压氧舱与运动训练的科学知识，制定低压氧舱发展战略，广泛开展以增强我国体育运动水平和提高运动成绩为目的的低压氧舱基础理论和实践应用相结合的研究。

目前大部分学者虽然公认低压氧舱是增加运动能力和提高运动成绩的有效手段[23]，但对于在低压氧舱的间歇性低氧训练参数尚无权威标准。间歇性低氧训练的模拟高度过低，时间过短，缺氧应激刺激较小，不利于充分挖掘运动员机体的运动潜力。模拟高度过高，时间过长，则机体在承受较大运动负荷后，易于疲劳不利于机体恢复，严重者还可能引发高原反应症状。因此需要在已经建好的低压氧舱基础上开展间歇性低氧训练的同时，逐渐摸索出一套最佳训练方案，为大规模普及推广低压氧舱训练提供可靠的标准与依据。

低压氧舱是模拟高原环境提高运动成绩的有效手段。但是由于体育训练对场地面积的要求，低压氧舱的面积一般在几十甚至数百平方米才能满足运动员在舱内训练或居住的需求，因此建造低压氧舱的成本较高，耗资巨大。而且应用低压氧舱存在着安全隐患。一方面在低压氧舱中高度升降过快会对人的鼓膜产生损伤，另一方面运动员如果在舱内出现严重不适时不能马上出舱得到及时的治疗。以上问题限制了低压氧舱在运动训练中的普及应用。为了克服以上问题，应对低压氧舱进行了相应技术改进，降低制造成本和使用成本，增强使用安全性，以利于低压氧舱成为一种常规的体育训练手段。

应用低压氧舱进行间歇性低氧训练适应可以快速有效地增强运动员的运动能力，具有对机体不良影响较少、方法简便、易于在高原以外地区应用等优点，因此有非常重要的实际应用和推广价值。