优秀女子赛艇运动员两次高原训练负荷特征和有氧运动能力的比较研究

2021-09-27王玉新孟志军

杭州师范大学学报(自然科学版) 2021年5期

王玉新，孟志军，高欢

(1. 上海体育科学研究所(上海市反兴奋剂中心)，上海 200030； 2. 云南省体育科学研究所，云南昆明 650041)

赛艇是一项典型的周期性竞技体育项目，对运动员体能水平有着较高的要求.高原训练在体能占主导的项目中被广泛采用.针对中长跑运动员的问卷调查表明，75%的运动员认为中等海拔高度下的高原/低氧训练对提高运动成绩有益[1].一些运动员借助高原/低氧训练提高了运动能力，取得了优异成绩[2-4].目前的研究表明，高原/低氧训练改善有氧运动能力包括血液机制和非血液机制两个方面，如增加血容量和总血红蛋白质量[5-6]；促进骨骼肌线粒体和毛细血管生物合成，提高骨骼肌乳酸缓冲能力[7-9].但运动表现是否改善的最重要决定因素还是训练负荷.

随着时代的发展，赛艇训练理念不断发生着改变.过去30年来，挪威国际级优秀赛艇运动员训练量大幅增加而训练强度降低，且主要以低强度有氧耐力训练量增加为主[10].德国国家赛艇队水上训练占52%，整个赛季低强度有氧训练保持在95%左右，约5%的训练属于最大摄氧量(VO2max)及以上强度[11].曾在2012年伦敦奥运会上夺得2枚金牌的新西兰赛艇队，最后一年备战过程中无氧阈强度以下的训练占90%，其中，低强度有氧训练占77%；无氧阈附近强度的训练约占6%[12].以上研究提示，国际优秀赛艇运动员训练负荷量逐渐增大，训练以大运动量、低强度有氧训练为主，部分国家队的训练负荷安排呈两极化趋势.调查也发现，赛艇运动员的运动表现和VO2max与训练负荷呈显著相关性[13]，这可能是近些年来赛艇最好成绩不断突破的原因之一.

目前，优秀运动员高原训练中训练负荷安排及其对运动表现影响的研究仍不多见.备战2016年里约奥运会最后半年，我国女子赛艇队曾两度开展高原训练.第二次高原训练后的奥运会决赛中，女子四双获得第6名，同时，女子单人艇取得历史性突破，获得一枚宝贵的铜牌.奥运会上的优异表现与高原训练时训练负荷的合理安排密不可分.本研究拟对国家赛艇队备战里约奥运会最后一年连续两次高原训练的训练负荷结构特征及其前后有氧运动能力的变化进行比较分析，尝试寻找赛艇运动员适宜的高原训练负荷结构，为今后赛艇项目合理安排高原训练提供借鉴.

1 对象与方法

1.1 研究对象

国家赛艇队女子公开级双桨组运动员8名(国际健将运动员7名，国家健将运动员1名)，身高180.8±2.7 cm，体重75.3±2.5 kg，年龄26.2±2.7岁，专项训练年限10.9±2.3年，身体健康，无心血管病史.

1.2 训练节奏安排

如图1所示，国家队于2015年11月下旬开始正式集训，集训4周后至12月下旬，训练量达到阶段性最大，接下来的2周训练量逐渐降低(横轴第1—3周)以调整状态准备2016年度第一次高原冬训(第4—9周所示).第一次高原训练结束后，返回千岛湖调整训练1周(第10周)，大强度训练1周(第11周)，并于第12—13周开赴欧洲准备第一站世界杯，其间以赛代练；第14—15周返回国内，期间以调整训练和有氧训练为主，为接下来3周的第二次高原训练(第16—18周)做准备；第二次高原训练结束返回平原后，第19周稍作调整，第20—21周为大强度训练周，以准备世界杯第2站比赛和欧洲区奥运会落选赛.

图1 两次高原训练的节奏安排Fig.1 Training rhythm between the two altitude training camps

1.3 测试指标与方法

1.3.1 训练负荷统计

全程记录两次高原训练期间每天训练内容，包括水上、测功仪、跑步、力量.记录每天每节课训练里程、时间等，然后对两次高原训练阶段训练内容分别进行分析和统计.

1.3.2 有氧运动能力

分别在两次高原训练前和下高原后第5天以赛艇测功仪(Concept II，美国)四级递增负荷测量评价两次高原训练后有氧运动能力的变化.正式测试开始前15 min慢跑热身，并活动各关节.热身结束休息5 min后，正式开始测试.四级负荷功率分别为150 W、200 W、250 W、300 W，每级持续4 min，每级间歇30 s并采耳垂血20 μl测量血乳酸浓度(blood lactate，BLA；EKF C-line，德国)；测试过程中佩戴心率带(Sunnto Ambit3，芬兰)以测量即刻心率(heart rate，HR).测试全程均要求教练员在场，记录各项训练学数据，并督促运动员保持每桨功率恒定(额定功率±5 W范围内).

1.3.3 生化指标

分别在高原训练前1周和高原训练结束后1周的调整休息后次日晨，空腹肘静脉采血5 ml.其中，1 ml EDTA抗凝，以Sysmex Poch100血球仪测量血红蛋白(hemoglobin，Hgb)浓度；4 ml肝素钠抗凝，3 000 rpm离心15 min，分离血浆后以Beckman ACCESS 2全自动化学发光免疫分析仪测量铁蛋白(ferritin，Fer)、皮质醇(cortisol，Cor)浓度.

1.4 数据处理

以重复测量方差比较两次高原训练组间各指标变化，以配对样本T检验比较每次高原训练前后各指标的差异.所有结果以“平均数±标准差”表示，显著性水平为P<0.05,极显著性水平为P<0.01.η2为效应量，当η2≤0.01时，为较小；0.01<η2<0.06为中等；η2≥0.14，属较大[14].统计软件为SPSS21.0.

2 研究结果

2.1 高原训练的负荷量

如表1所示，两次高原训练每周总训练量相近，均以水上专项训练为主，测功仪次之，跑步占比最低.第二次高原训练水上训练距离占89.2%，较第一次高原训练增加29.1%，而测功仪训练量减少59.8%.

表1 两次高原训练的周训练量特征比较Tab.1 Comparison of weekly training volume between the two altitude training camps

如表2所示，与第一次高原训练相比，第二次高原训练力量训练和拉伸总时间减少了56.3%，第二次高原训练力量训练总时间仅为第一次高原训练的1/3.

表2 两次高原训练中力量训练比较Tab.2 Comparison of strength training volume between the two altitude training camps

2.2 高原训练的负荷强度

如表3所示，第一次、第二次高原训练Ⅰ级强度占比分别为98.7%、95.7%；与第一次高原训练相比，第二次高原训练中Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级强度区间的训练均增加，Ⅲ级及以上强度的训练增加至3.6%.

表3 两次高原训练的训练强度分布Tab.3 Intensity distribution in the two altitude training camps

2.3 两次高原训练有氧运动能力变化的比较

如表4所示，第一次高原训练后150 W和300 W功率对应的即刻心率(HR150、HR300)显著升高，但第二次高原训练后HR150、HR300均下降，且变化幅度均存在显著差异(+5.12% vs -3.98%，P=0.001，η2=0.554；+1.83% vs —1.58%，P=0.035，η2=0.320).两次高原训练前后200 W和250 W功率所对应的HR(HR200、HR250)的变化与HR150、HR300相近，第一次高原训练后HR200、HR250均小幅升高，而第二次高原训练均小幅下降，变化幅度间均存在显著差异的趋势(+0.49% vs —2.75%，P=0.064，η2=0.224；+2.39% vs —0.95%，P=0.067，η2=0.234).

第一次高原训练后仅250W功率对应的血乳酸浓度(BLA250)降低，150 W、200 W和300 W功率对应的BLA(BLA150、BLA200、BLA300)均升高，BLA150显著升高(P=0.021)；第二次高原训练后不同功率对应BLA均下降，BLA200显著降低(P=0.046).两次高原训练后BLA150、BLA200的变化幅度存在显著差异(+16.42% vs —7.01%，P=0.006，η2=0.431；+3.33% vs —10.98%，P=0.024，η2=0.314)；BLA250、BLA300的变化幅度虽无显著差异，但第二次高原训练下降幅度均高于第一次高原训练.

表4 两次高原训练前后多级递增负荷即刻心率与血乳酸比较Tab.4 Comparison of HR and BLA in the step test before and after the two altitude training camps

2.4 两次高原训练前后Hgb、Fer、Cor变化的比较

如表5所示，第一次高原训练后Hgb、Fer均升高，且Fer显著升高(P=0.003)，但第二次高原训练后Hgb、Fer均降低，两次变化幅度间存在显著差异(+2.74% vs -4.82%，P=0.016，η2=0.349；+39.31% vs -10.48%，P=0.002，η2=0.520).第一次高原训练后Cor显著降低(P=0.013)，第二次高训练后Cor亦降低，但下降幅度低于第一次高原训练(-17.14% vs —12.87%).

表5 两次高原训练前后Hgb、Fer、Cor指标比较Tab.5 Comparison of blood Hgb, Fer and Cor level before and after the two altitude training camps

3 分析与讨论

本研究两次高原训练中的训练负荷安排95%以上是Ⅰ级强度，即低强度有氧训练；但第二次高原训练时，水上专项训练占比更高，且Ⅲ级及以上强度即无氧阈及以上强度的训练增加至3.6%，四级递增负荷测试中相同负荷强度下的HR和BLA均有更大幅度的下降，提示第二次高原训练后有氧运动能力得到更大幅度的改善.

高原上的训练负荷是影响高原训练效果的重要因素.国际优秀赛艇运动员日常训练中低强度有氧耐力训练占有较大比重，有研究认为大运动量的低强度有氧耐力训练占比较高的两极化训练模式更有助于赛艇、越野滑雪等耐力项目成绩的提高[16].12名青少年中长跑运动员为期11 d的高原训练后VO2max、无氧阈跑速较对照组有更大幅度改善，高原训练中仅有2次课的训练强度是无氧阈强度，其他课次均是低强度有氧训练[17].8名法国国家游泳队男子运动员为期17 d的亚高原训练后2 000 m自由泳成绩提高了29 s，高原训练时86%的训练强度低于无氧阈强度[18].9名德国国家队备战奥运会的优秀中长跑运动员为期21 d的高原训练后，3mmol/L血乳酸浓度对应的跑速(V3)均得到提高，高原训练过程中4.4%的训练量为100%—110%V3强度，0.6%的训练量为高强度间歇训练，95%的训练量是低于83%V3的低强度有氧训练[19].7名国家级铁人三项运动员为期6周的“高住低练(living high-training low，LHTL)”过程中，15%的训练为高强度训练(HR>90%HRmax)[20].Schmitt等比较了LHTL过程中两种不同训练负荷结构对运动表现的影响，其中，一种训练负荷结构为低强度有氧训练、无氧阈强度和高强度训练分别占81.6%、2.2%、12.9%，另一种训练的训练负荷结构中上述训练强度的分布分别为51.2%、3.0%、39.4%，结果表明第一种训练方式对运动能力的改善幅度更大，且第二种方式训练后运动员表现出更为严重的疲劳积累[21].初抵高原的适应阶段，机体多会表现出一定程度的免疫抑制[22]，此时控制好训练强度尤为重要，过度的疲劳积累也不利于免疫系统的恢复.我们的前期研究表明，中低强度有氧训练为主的8周长时间高原训练后，赛艇运动员VO2max、无氧阈功率均得到提高，分析训练负荷结构发现，这可能与高原训练第二阶段无氧阈强度的训练增多有关[23].上述分析提示，一般准备期中的高原训练中应注重低强度有氧训练，这样可能更有利于有氧运动能力的改善.但训练强度是提高专项表现的关键.我国优秀游泳运动员叶诗文高原训练时强度课比例较高，BLA<3.5 mmol/L、BLA>3.5 mmol/L的训练分别占67.7%、32.3%，其中，BLA>6 mmol/L的训练占比达6.5%[24].一项研究回顾分析了奥运选手赛前高原训练时的训练负荷结构，8名澳大利亚国际级中长跑运动员高原训练中周训练量较平原增加44%，周平均训练负荷则增加了77%，且每周2—3次高强度训练课；高原训练后的第1周参加比赛，7名运动员的个人历史成绩平均提高1.1%[25]，这一研究提示，在备战重大比赛的赛前阶段亦可安排高原训练，此阶段的高原训练应适当增加训练负荷.有学者认为每周2次的高强度间歇训练即可有效提高高水平运动员专项成绩[26]，这与Sharma等[25]所报道的澳大利亚高水平中长跑运动员赛前高原训练时的安排近似.

本研究中两次高原训练低强度有氧训练均在95%以上，第一次高原训练低强度有氧训练占比更高，但从多级递增负荷测试的结果来看，第二次高原训练后的有氧运动能力相关指标改善幅度更大；第二次高原训练后第20天开始的奥运会选拔赛中，女子四人双桨顺利拿到奥运会资格，其他运动员也表现出良好的竞技状态；随后的奥运会决赛中，女子单人艇勇夺铜牌，女子四双获得第六，这也从另一个角度表明第二次高原训练对运动能力改善起到了积极作用，我们推测这可能与第二次高原训练时无氧阈及以上强度的训练增多有关.但需注意的是，高原上大强度训练时应加强训练后机能状态的监测和各方面恢复，防止疲劳的过度累积，同时，注意高原训练前后各阶段的衔接.

Hgb、Fer是运动员机能状态监测的常用指标，系统训练的专业运动员，Hgb和Fer随着训练负荷的增大而降低，也可一定程度反映机体铁储备情况[27].高原训练时，受低氧环境的影响，促红细胞生成素分泌增多，骨髓造血功能增强，红细胞合成增多，对铁的需求也增多，这也是高原训练的主要目的之一.有调查表明，2 300—2 500 m海拔高度下暴露400h以上时，总血红蛋白质量可增加5%—6%[6].31 d低氧暴露过程中，随着模拟海拔高度的升高，Hgb浓度、红细胞压积(hematocrit，HCT)、转铁蛋白受体均逐渐升高，血清Fer浓度则持续降低[28].20 d高原暴露后，循环血HCT、血清Fe、血清转铁蛋白饱和度和转铁蛋白受体分别增加12%、60.1%、55%、83%，而血清Fer下降了18%[29].以上报道均是纯粹的低氧暴露，持续的低氧暴露后，Hgb生物合成对铁离子需求增多，铁储备下降，Fer下降，循环血Hgb浓度升高.也有研究报道7 d 4 350 m低氧暴露结束后的12 h、24 h Hgb浓度仍显著高于低氧暴露前，但低氧暴露结束24 h时的Hgb已低于结束后第12 h的Hgb[28].运动员高原训练时除了受低氧的影响，还受到训练因素的影响，其时序性变化相对复杂.研究发现，高水平自行车运动员3周的高原训练过程中，血清Fer浓度在高原训练的第2天时大幅升高，第12天时下降，第21天时又恢复至接近高原前水平；回到平原训练后的第12天，血清Fer则大幅升高，高于高原前水平[30].叶诗文高原训练过程中Hgb表现出逐渐升高的趋势，但下高原后Hgb浓度即下降了5 g/L[24].本研究观察到两次高原训练前后，循环血Hgb和Fer浓度的变化存在显著交互效应；第二次高原训练后Hgb和Fer均有一定幅度的下降，这与前述报道有相似之处，可能与高原训练过程中训练负荷增加，铁消耗较多，摄入不足有关.Hgb和Fer的下降也可能与平原再适应有关，具体原因仍待进一步深入研究.