世居平原耐力项目运动员高原训练期间部分血液生化指标参考范围的建立

孟志军 屈成刚 白旭宇 李舒洁 普峰 杨扬 王琳琅 于瑷旗

云南省体育科学研究所（昆明 650041）

高原训练已经成为耐力项目运动员提高有氧耐力水平的主要训练手段之一[1]。多项研究发现，高原训练能够改变人体的体重[2]、血容量[3]、造血功能[4]、免疫能力[5]和激素水平[6]等。其中，高原训练对促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）和红细胞生成的提高被认为是提高运动员有氧水平的主要原因[7]，但同时也可能对免疫能力造成影响[5]。因此，运动员在高原训练期间的血液生化指标会发生变化，进行血液生化指标评估时需要考虑高原复杂环境对生化指标的影响。这些影响主要是高原环境氧含量低、气压低、气温低、空气干燥和紫外线强等因素造成的，其中氧含量低和空气干燥与运动员高原训练期间生化指标的改变密切相关[8]。

血液生化指标的测试和评估是运动训练科学化的重要内容和实现途径[9]。血液生化指标的测试结果可以用于监控训练效果、评价机能状态和监控运动疲劳等[10]。但是，血液生化指标受训练环境（高原和平原）和人群（运动员和普通人）的影响较大。而目前缺乏世居平原运动员高原训练期间血液生化指标的参考范围，以往有关血液指标的参考范围的研究大多是普通人在不同环境（平原[11]和高原[12，13]），以及运动员在平原训练期间[14]。训练实践中，如果参考普通人或在平原环境中的生化指标参考范围，则可能对运动员在高原训练期间的机能状态和训练状态造成不精确的评估。高原训练的生理生化监控亟待完善和发展[15]，建立耐力项目运动员高原训练期间部分血液生化指标的参考范围十分重要。因此，本研究总结分析2011～2020年10年间世居平原耐力项目如游泳、田径和自行车等项目运动员在云南昆明高原训练期间的生化指标，建立部分生化指标的参考范围，旨在为耐力项目运动员在高原训练期间的机能评定和训练监控等提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

以2011～2020年到云南省体育科学研究所高原训练重点实验室进行测试的1494 名平原运动员为研究对象，其中男运动员778人、女运动员716人，每人完成2 次血液生化指标测试，共计2988 人次。运动员年龄处于15～35 岁之间，来自游泳、田径（中长跑、马拉松、竞走）、自行车（公路自行车和山地车）、赛艇、铁人三项和现代五项6 个项目。高原训练营海拔高度为1900～2200米。具体运动项目测试人次见表1。

表1 血液生化指标测试人次基本信息

1.2 纳入、排除标准

排除云南、西藏、甘肃和贵州等高海拔地区运动员来昆明进行测试的生化数据，采用其他平原省份的运动队伍来昆明进行测试的生化数据。采用游泳等6个耐力项目运动员的生化数据，排除柔道、拳击和举重等非耐力项目运动员的生化数据。

1.3 测试指标

晨起（7:00～8:00）空腹状态下抽取运动员肘静脉血6 ml，其中EDTA 抗凝2 ml，无抗凝4 ml，分别储存在真空管中。采集血样在5小时内完成测试。

1.3.1 红细胞、血红蛋白、白细胞、红细胞压积和血小板

EDTA 抗凝管用于红细胞（red blood cell，RBC）、血红蛋白（hemoglobin ，Hb）、白细胞（white blood cell，WBC）、红细胞压积（hematocrit，Hct）和血小板（platelet，PLT）的测试，测试仪器为Beckman LH680，测试前进行校准和质控。测试试剂为仪器配套的试剂盒：LYSE S 3III diff Lytic、PAK和COULTER CLENZ。

1.3.2 血尿素和肌酸激酶

无抗凝管以3000 转/分钟的速度离心10 分钟后，取血清进行血尿素（blood urea，BUN）和肌酸激酶（creatine kinase，CK）的测试，测试仪器为Beckman UnicelDxC 600，测试前进行仪器的校准和质控。测试试剂为仪器配套的试剂盒：BUN 2×300、CK 2×400、ISE Electrolyte Buffer和ISE Electrolyte Reference。

1.3.3 睾酮、皮质醇和铁蛋白

无抗凝管以3000转/分钟的速度离心10分钟后，取血清进行睾酮（testosterone，Testo）、皮质醇（cortisol，Cort）和铁蛋白（ferritin，SF）的测试，测试仪器为Beckman ACESS 2，测试前进行仪器的校准和质控。测试试剂为仪器配套的试剂盒：ACCESS TESTOSTERONE、ACCESS CORTISOL、ACCESS FERRITIN和Wash Buffer II。

1.4 数据统计

使用SPSS 26进行数据统计分析。所有数据分组使用Kolmogorow-Smironov进行正态分布检验，若数据为正态分布，男女之间和运动项目之间比较用单因素方差分析，参考范围用公式平均值±1.96×标准差求得；若数据为非正态分布，则采用非参数2个独立样本Wil⁃coxon检验进行男女之间比较，采用非参数K个独立样本Kruskal-Wallis H检验进行运动项目之间比较，参考范围用百分位数法求得，求取2.5%和97.5%两个百分位数作为参考范围的下限和上限[14，16]。

（续表4）

2 结果

2.1 运动员高原训练期间血液生化指标参考范围与临床参考范围的比较

如表2所示，与文献报道的运动员血液生化指标比较，男子运动员高原训练期间Testo、Cort、RBC、Hb、Hct和PLT较高；女子运动员高原训练期间Testo、Cort、WBC、RBC、Hb 和PLT 都高于文献报道的平原训练参考范围，而BUN低于文献报道的平原训练参考范围。

表2 运动员高原训练期间血液生化指标参考范围

与文献报道的普通人血液生化指标临床参考范围比较，男子运动员高原训练期间CK、BUN、Cort、RBC、Hb和PLT都高于男性临床参考范围，WBC低于男性临床参考范围。女子运动员高原训练期间CK、Cort、RBC、Hb 和PLT 都高于女性临床参考范围，SF 和WBC低于女性临床参考范围。

男子和女子运动员高原训练期间CK、BUN、Testo、Cort、SF、RBC、Hb、Hct 和PLT 存在显著的性别差异，而WBC不存在男、女之间的差异。

2.2 不同耐力项目运动员高原训练期间血液生化指标参考范围

各项目男、女运动员高原训练期间常用血液生化指标参考范围如表3、表4所示。通过非参数K个独立样本Kruskal-Wallis H检验进行运动项目之间比较，发现所有指标在运动项目之间都存在显著差异。

表3 不同项目男子运动员高原训练期间血液生化指标参考范围

表4 不同项目女子运动员高原训练期间血液生化指标参考范围

男子运动员高原训练期间，游泳项目SF、WBC、RBC 和PLT 参考范围较高，而BUN、Testo 和Hb 参考范围较低；田径项目CK 参考范围较高，而Testo、Cort、WBC、RBC、Hb、Hct 和PLT 参考范围较低；自行车项目SF、RBC 和Hb 参考范围较高；赛艇项目BUN、Testo、Cort、WBC、RBC、Hb和Hct参考范围较高，而SF参考范围较低；铁人三项项目BUN 和Cort 参考范围较高，而WBC 和PLT 参考范围较低；现代五项项目PLT 参考范围较高，而BUN和RBC参考范围较低。

女子运动员高原训练期间，游泳项目SF、WBC、RBC 和PLT 参考范围较高；田径项目CK 参考范围较高，而Testo、WBC、RBC和Hct参考范围较低；自行车项目CK 和Hb 参考范围较低；赛艇项目BUN、Cort、WBC和Hct参考范围较高，而SF和PLT参考范围较低；铁人三项项目SF 和Hb 参考范围较高，而WBC 参考范围较低；现代五项项目Testo和PLT参考范围较高，而BUN、SF和RBC参考范围较低。

3 讨论

虽然已经有文献报道普通人血液生化指标的临床参考范围[17]和优秀运动员的血液生化指标参考范围[14]，但是，这些参考范围都是基于普通人和运动员在平原环境下进行测试的结果。由于耐力项目运动员和高原环境的特殊性，高原训练的生理生化监控亟待完善和发展[15]，建立耐力项目运动员高原训练期间部分血液生化指标的参考范围就显得尤为重要。本研究选取了游泳等6 个耐力性项目的血液生化指标进行统计分析，发现运动员在高原训练期间RBC和Hb都高于运动员在平原和普通人的临床参考范围，这与近年来对高原训练的相关研究结果一致。研究发现，高原训练对RBC 和Hb 等具有明显的提高作用[6，18]，提高运动员返回平原后的耐力运动表现。本研究发现女子运动员在高原训练期间的SF 参考范围低于男子运动员且低于女性临床参考范围，说明女子运动员在高原训练期间缺铁情况更加严重。Stellingwerff等建议运动员在高原训练期间的SF应保持100 ng/ml以上[19]，这高于本研究女子运动员高原训练期间SF 的平均值（31.5 ng/ml）。产生这种现象的原因可能有两个：一是高原环境中，运动员造血功能明显增加，红细胞和血红蛋白增加，而铁是合成血红蛋白的重要原料之一，对铁的需求增加[20]；二是女运动员每月生理周期可能会丢失一定量的铁元素，进一步造成铁蛋白的下降。因此，在高原训练前和高原训练过程中，应重视铁的摄入，通过膳食和运动营养补剂增加铁的摄入，从而保证红细胞生成的增加[21]。同时男、女运动员高原训练期间Cort的参考范围高于运动员平原训练期间参考范围和临床参考范围，这可能是高原缺氧环境应激的结果，导致Cort升高[6]。部分研究认为高原训练可能会降低机体免疫能力和WBC[5]，但本研究并未发现高原训练期间运动员的WBC 的参考范围发生明显的变化。

不同的运动项目在高原训练期间的血液生化指标参考范围存在差异，这可能与运动项目的技术动作结构和训练负荷特征密切相关。本研究发现，男、女游泳运动员RBC 参考范围在6 个项目中较高，原因可能是游泳运动员主要是在水中进行训练对肌肉刺激小有关[22]，这也与武铁男[6]和屈成刚[23]对游泳运动员高原训练期间RBC有大幅度提高的研究结果基本一致。本研究中的田径项目包括中长跑、马拉松和竞走项目，结果显示田径项目CK 参考范围较高，RBC 参考范围较低，这可能与耐力性田径项目与地面直接接触，对肌肉刺激较大有关[24]，且中长跑和马拉松项目的训练兼具强度大和负荷量大的特点[25]，也有研究报道力竭跑步训练可能降低RBC[26]。男、女赛艇运动员BUN 参考范围较高，可能与赛艇运动员在高原训练过程中进行大负荷量训练有关，有报道赛艇运动员在高原训练期间的周平均负荷量为127～196 km[27]，而BUN是评价负荷量的指标之一，负荷量越大，BUN 越高[28]，陈伟等认为赛艇运动员在高原环境和运动缺氧的双重刺激下，运动员糖皮质激素生成增加，导致蛋白质参与运动供能比例增加，BUN 生成增加[29]。铁人三项运动员高原训练期间WBC 参考范围较低，与宋凯的研究结果基本一致，铁人三项运动员要参加游泳、跑步和自行车三个项目的训练，高原训练期间训练量每周高达252～560 km[30]，较大的训练量导致了WBC 和免疫力的下降[31]。男、女现代五项运动员高原训练期间BUN 参考范围较低，与文献报道的男子现代五项运动员亚高原训练不同时间点BUN平均值5.5～7.2 mmol/L和女子现代五项运动员BUN 平均值4.2～6.2 mmol/L的结果[32]相比也稍低，这可能与不同研究中测试的时间点和训练负荷背景的不同有关，也可能与本研究中现代五项在6 个项目中样本量最少导致的统计误差有关。因此，不同项目的血液生化指标参考范围的建立，具有更强的针对性和实用性，可为具体运动项目高原训练期间血液生化指标的评估提供参考。

本研究中所有数据均为云南省体育科学研究所高原训练重点实验室所测，在测试人员、测试仪器、测试试剂、质量控制方面有较好的一致性，数据可靠性强。但由于时间跨度大和客观条件所限，并未对运动员的年龄、身高、体重、运动员训练年限和高原训练持续时间等进行详细统计，未对不同年龄段特别是青少年和成年运动员在高原训练期间的生化指标参考范围进行统计和分析讨论，是本研究的不足。同时本研究只使用了实验室现有仪器检测数据进行统计分析，并未与其他仪器型号进行对比，对血液生化指标参考范围的推广也造成了一定的限制。

4 总结

本研究通过对1494 名（2988 人次）的世居平原运动员高原训练期间的血液生化指标分析，建立了世居平原耐力项目运动员高原训练期间部分血液生化指标的参考范围。Cort、RBC 和Hb 的参考范围高于文献报道的运动员平原训练期间参考范围和临床参考范围。大部分生化指标参考范围存在显著的男女性别差异。同时建立了游泳、田径和自行车等6 个项目运动员高原训练期间生化指标的参考范围，且存在显著的项目特征。