钢架雪车运动员运动性疲劳特征分析及高压氧恢复干预措施研究

朱 欢

前言

自“运动性疲劳”这一概念科学定义后，如何延缓运动性疲劳的发生以及运动后如何实现疲劳的快速消除一直以来都是国内外体育科学领域的研究热点。钢架雪车作为冬季滑行竞速比赛项目之一，在2022年的北京冬奥会上中国钢架雪车运动员闫文港获得铜牌，创造了历史。钢架雪车项目在冬奥会上的优异成绩与运动员的科学选材有着密切关系，其中依据钢架雪车项目运动性疲劳发生特征制定科学的选材指标起到了重要作用。钢架雪车项目的比赛由30米左右的冰上推撬和1500米左右的赛道滑行组成。基于比赛时对运动员体能与技术需求特点，钢架雪车项目的训练主要由陆上体能训练和冰上推撬、滑行等部分组成。但在不同训练阶段，运动员的训练环境与训练负荷特征都有着较大的差异，训练后疲劳发生的特征也不尽相同，因此明确不同训练阶段(不同训练环境、不同训练内容)运动员疲劳发生特征并根据疲劳特征采取针对性的恢复措施有着重要的意义。基于此，本研究根据钢架雪车项目的训练特点，分析不同训练阶段运动员疲劳发生的特征，为钢架雪车项目运动性疲劳的诊断与分析提供依据；同时本研究还重点从高压氧恢复角度探讨钢架雪车运动员疲劳的消除措施，为钢架雪车项目运动员训练后疲劳的快速、有效消除提供理论依据和方法参考。

1 夏训阶段钢架雪车运动员运动性疲劳发生特征

受训练环境和场地的限制，钢架雪车项目夏季一般无法进行冰上滑行训练，因此夏季主要以体能训练和陆上推撬训练为主。夏季体能训练主要目的是提高运动员短距离(30米、40米)的冲刺速度，为冬训冰上推撬奠定速度基础。在训练内容上，夏训主要以力量训练、核心训练以及和专项速度练习为主。相较于冬季滑行训练，夏训体能训练的强度较大且训练时间较长，加上天气湿热等因素，训练后易造成运动性疲劳的发生。高温高湿环境下训练，运动员排汗量会大幅增加，如果不及时进行补水可能会造成运动员体液大量丢失，诱发疲劳产生；此外高湿高温环境下运动员产热增加，导致体内核心温度升高，也易诱发疲劳的产生[1-2]。因此，夏训阶段应加强钢架雪车运动员运动性疲劳监控与诊断，及时了解运动员训练后的疲劳状态以及恢复情况，为教练员训练计划的制定和调控提供依据。运动性疲劳的科学监控是教练员科学训练的必要条件，也是科学化训练的重要组成部分。夏训期间，国家钢架雪车队科研人员根据钢架雪车项目的专项特点以及训练的实际需求，建立了系统性的运动性疲劳监控体系。该监控体系将有创性血液监控指标(血常规、血尿素、肌酸激酶、皮质醇、睾酮等)与心率变异性、微循环等等无创性指标联合使用监控钢架雪车运动员的疲劳状态，以提高运动性疲劳监控的质量和水平。血尿素、肌酸激酶、睾酮/皮质醇等是运动训练中评价运动性疲劳常用的指标，被称为评价运动性疲劳的“经典指标”。一般而言，血尿素、肌酸激酶下降，并伴随睾酮/皮质醇上升说明运动员身体机能较好；反之，表明运动员可能有运动性疲劳的发生[3-4]。该监控体系从不同角度科学反映运动员的机能状态，为教练员训练计划制定与调整提供可靠的数据支撑。

2021年夏训期间，运动员身体机能状态整体上良好，无明显的疲劳发生，但夏训初期和训练中期运动员具有一定的疲劳发生。夏训前，运动员主要以滑行训练为主，训练强度和训练量较夏训体能训练明显降低。夏训初期，由于训练前测试以及对大强度体能训练的不适应，导致运动员肌肉反应较大，加深了运动后的疲劳感。随着夏训的不断推进，运动员对训练强度逐步适应，血液中肌酸激酶的含量明显下降，表明运动员肌肉已对训练产生良好的适应。但随着训练量的不断增大，运动员血尿素水平不断升高，处于正常水平的上限，表明运动员在夏训中后期身体具有一定的疲劳发生。另外，运动员睾酮/皮质醇的比值也随着训练的推进出现了下降。在训练实践中，睾酮/皮质醇的比值不仅能反映出运动员身体机能状态的变化，且与运动员运动能力有着密切的关系[5-6]。2021年夏训期间运动员睾酮/皮质醇的比值在训练后期明显下降。分析其原因，可能是夏训后期运动员身体疲劳感程度加深，导致机体合成代谢减慢，分解代谢加强。此外，不同运动员在训练过程中身体机能的变化特征也不尽相同。对于身体机能状态变化特殊的运动员，教练员和科研人员应采取针对性的疲劳监控手段，并建立运动员个体数据库。

综上所述，夏训初期由于训练内容以及训练强度的不适应，可能会造成运动员肌肉反应较大，应加强运动员疲劳的监测，并采取必要的干预措施，避免产生运动损伤；训练中期运动员可能会出现一定程度的疲劳，而训练后期运动员代谢能力可能下降，应特别注意运动员肌肉力量的强化。夏训期间运动员身体机能的变化主要与运动负荷的特点(运动量与运动强度)有关，尤其是高强度的测试会对运动员的肌肉造成一定的影响，导致肌肉功能暂时性下降，但在科研人员的保障下尤其是训练后采用高压氧等手段恢复后，运动员疲劳感明显减轻，为提高训练质量奠定了基础。

此外，从运动表现提升的解剖生理机制角度而论，运动表现的提升过程是细胞微细解剖结构不断破坏与重建的过程，重建后的细胞将具有更强的生理功能，即超量恢复[7]。细胞微结构的破坏需要一定强度的运动负荷刺激，只有当运动训练对运动员机体造成一定疲劳时，才能在训练后产生超量恢复，运动表现才能得到提升。因此，运动表现的提升需建立在运动员在训练过程中产生一定的运动性疲劳。但过度的疲劳不仅不能起到超量恢复的作用，且会严重影响运动员训练状态，增大运动损伤发生的风险[8]，因此，训练过程中应对运动员的疲劳状态进行精准监控，避免过度疲劳的发生。该年度夏训过程中，在教练员科学训练计划下运动员具有一定的疲劳发生，但疲劳程度较轻，说明夏训阶段训练强度和训练量对运动员机体产生一定的刺激，这是运动员竞技水平得以提升的基础。

2 冬训阶段钢架雪车运动员运动性疲劳发生特征

钢架雪车的冬季训练主要以推撬训练、赛道滑行和体训练为主，其中赛道滑行是主要训练内容。与夏季训练相比，冬季的训练环境、训练量与训练强度都不尽相同。虽然冬季训练的运动强度和训练量都小于夏季训练阶段，但冬季特殊的训练环境和训练内容也易导致运动员运动性疲劳产生。首先，我国钢架雪车项目冬季训练场地位于北京延庆，该地区海拔为1100米左右，属于亚高原地区。在亚高原地区，运动员面临着环境缺氧和运动缺氧的双重刺激，因此亚高原训练后更易诱发运动性疲劳的产生[9]。此外，高原低氧环境还会增强机体的分解代谢，导致运动员体重下降。体重尤其是瘦体重是影响钢架雪车项目竞技成绩的关键因素之一[10]，而高原低氧环境可能会进一步引起运动员体重下降，进而影响运动员的运动表现。其次，低温环境也是钢架雪车运动员冬训面临的重要问题。冬训期间，延庆赛道最低温度可达零下20-30度。低温环境下，肌肉的僵硬、粘滞性等都会出现不同程度的升高，导致肌肉收缩力量下降，降低身体对运动负荷的承受能力，促使运动性疲劳的产生。低温环境下还易引起运动员冻伤的发生，进而影响运动表现。其次，虽然赛道滑行时运动员训练强度和训练量都较小，但在高速滑行状态下以及面临滑行弯道时，需要运动员注意力高度紧张和专注，训练后运动员可能会出现中枢神经系统疲劳。综上所述，虽然冬训期间钢架雪车项目运动量和训练强度较夏训降低，但特殊的训练环境和训练结构的改变也易导致运动性疲劳的发生。

整体而言，运动员2021年冬季训练阶段运动员肌酸激酶、血尿素水平较夏训阶段有所下降，表明冬训期间运动员外周疲劳程度较轻，同时也说明肌酸激酶、血尿素、睾酮与皮质醇比值的变化与运动负荷有着密切的关系，可作为评价运动负荷的敏感指标。运动训练中，肌酸激酶、血尿素、睾酮与皮质醇比值是最常用的运动性疲劳监控指标，这些指标能科学的反映出运动员身体机能状态的变化。由于冬训期间运动员的训练量和运动强度减小，运动员血尿素(反应运动量的变化)和肌酸激酶(反应运动强度的变化)水平较夏训都有所下降，但在个别周次运动员血尿素、肌酸激酶水平明显升高，这可能是由于刚进入滑行训练阶段以及训练时间的改变导致运动员对训练负荷的不适应，加之高原缺氧环境，导致运动员供能系统发生了变化，使蛋白质供能增加，引起血尿素水平升高。而肌酸激酶水平的升高可能是运动员对冬训期间体能训练强度的不适应以及肌肉损伤的发生，导致血液中肌酸激酶水平的升高。但随着训练的推进，运动员血尿素、肌酸激酶水平出现下降，表明运动员适应了运动强度和运动量，身体机能能较好的满足训练的需求。

此外，赛道滑行阶段运动员还出现了一定程度的中枢神经疲劳，尤其是队内滑行测试赛期间。测试赛期间，科研人员对运动员心率变异性相关指标进行监测，发现运动员在比赛期间中枢神经系统的得分明显降低(平均为3.7分)，预示运动员出现了一定程度的中枢神经系统疲劳。此外，从监控的数据来看，赛前两天运动员血尿素水平呈上升趋势，说明运动员也出现了一定程度的外周疲劳。因此，在赛前要加强运动员身体机能状态的监控，至少要从血液指标和中枢神经系统功能诊断两个方面进行全面的疲劳监控，并根据运动员的疲劳类别进行干预。如果是身体机能状态疲劳，应针对性的采取高压氧、冷水浴、物理按摩以及营养干预手段。如果是心理应激疲劳，应及时进行心理调节，确保运动员比赛中处在良好的身体机能水平。因此，在赛前要加强运动员身体机能状态的监控，应从常规血液指标和中枢神经系统功能诊断两个方面进行全面的疲劳监控，并根据运动员的疲劳类别进行干预。

3 高压氧干预促进钢架雪车运动员运动性消除

目前，在运动训练中常用的运动性疲劳消除手段有中医手段(针灸、艾灸、中药等)、物理按摩、温水浴、冷疗等。虽然不同方法对运动性疲劳的消除均有一定的作用，但也都存在一定的弊端不足，主要表现为有创、应用局限及针对性与特异性不足以及在特殊环境下作用有限等不足[11]，尤其是无法满足高原低氧训练环境下运动性疲劳的快速消除。因此如何在传统运动性疲劳消除手段的基础上研发针对钢架雪车运动员运动性疲劳发生的特点的高效、特异性强的疲劳消除手段是科研人员面临的迫切问题；同时如此针对特异性疲劳消除手段，建立特异性的疲劳消除的指标评价体系也至关重要。随着高压氧疗法在运动医学领域中应用，有研究发现高压氧干预有助于运动性疲劳的消除[12-14]。在备战训练期间，高压氧干预是钢架雪车运动员最常用的疲劳消除方法之一。通过对高压氧干预期间运动员相关血液指标分析，得出高压氧干预具有良好的疲劳消除效果[3]，这对于竞技水平的提升有着重要的作用。此外，高压氧干预还具有较好的心理安慰与慰藉作用。对于运动员，心理安慰与慰藉同样有着重要的作用。心理是影响运动员竞技水平和比赛成绩的重要因素，良好的心理表现不仅可以为运动员营造良好的训练心情，同时还能改变运动员一些身体激素的分泌。所以，可将高压氧干预作为运动员疲劳消除重要的恢复手段，但高压氧在运动训练中的应用仍存在一些问题。

3.1 高压氧干预效果的特异性评价指标

如何依据高压氧的特点，构建出一套能科学评价高压氧干预效果的评价指标，突出高压氧干预对运动员机体影响的针对性和特异性。高压氧作为运动性疲劳消除的非常规手段，若想在运动训练中广泛使用，必须对其使用效果进行评定，因此需建立高压氧疲劳消除效果的评价体系。高压氧干预能促进血红蛋白、血尿素、肌酸激酶、乳酸等经典监控指标的快速恢复，可将这些指标作为高压氧干预效果评价的基本指标。此外，还应根据高压氧干预的生理功能特点建立特异性评价指标。氧气进入血液后与血红蛋白结合形成氧和血红蛋白，然后借助毛细血管输送到细胞中(尤其是肌细胞)被细胞所利用；同时肌肉中的肌红蛋白也会结合一部分氧气储存起来供细胞活动时所利用，形成氧合肌红蛋白，且氧气与肌红蛋白的结合度直接影响肌红蛋白储存氧的能力。正常情况下血氧饱和度可达98%以上，但肌氧饱和度(血红蛋白与肌红蛋白结合氧的综合反应)较低，且大强度运动过程中肌氧饱和度明显下降。当机体供氧能力增强时，肌氧饱和度将升高。

补氧的主要功能是提高血液中氧浓度、氧分压和血氧含量等，因此可通过肌氧饱和度(近红外光谱技术测定)特异性的评价补氧后机体供氧能力的变化。另外，经皮氧分压、二氧化碳分压是毛细血管透过表皮弥散出来的氧气含量(只有毛细血管血流中的氧/二氧化碳才能弥散出来)，可以实时、持续地反映机体向组织的供氧能力。经皮氧分压与组织细胞之间的氧压力差是促进氧气弥散到细胞的动力，氧分压越大氧气弥散的速度越快、距离越远；同时毛细血管中二氧化碳分压越小，细胞中的二氧化碳进入毛细血管流向静脉排出体外的速率越快。但当氧分压下降、二氧化碳分压升高时，动脉血中的氧气含量降低，引起组织氧气输送障碍，使最大摄氧量下降。因此经皮氧分压、二氧化碳分压可作为评价补氧效果的特异性指标。此外，经皮氧分压、二氧化碳分压的变化还与毛细血管的血流灌注量相关，当毛细血管的血流灌注量越大氧分压越大、二氧化碳分压越小。因此，可将肌氧、经皮氧分压、二氧化碳分压等指标作为评价高压氧恢复效果的特异性指标。

3.2 高压氧消除运动性疲劳的“剂量-效应”关系及不同训练阶段高压氧干预效果比较

不同剂量的高压氧干预对运动性疲劳的干预效果可能不同，运动实践中如何依据高压氧消除运动性疲劳的“剂量-效应”关系确定最佳的高压氧干预剂量有助于运动性疲劳的精准干预，其中应重点从高压氧的压力大小、单次干预时间、不同干预周期等方面进行研究。另外，不同训练阶段，运动员所处的自然环境(高温湿热、寒冷低氧)以及运动计划的安排有着较大的差异，那么高压氧对运动性疲劳的影响是否与自然环境、训练内容有关？那么其中的生物学机制又是什么？这些问题都亟待解决。

3.3 长期高压氧干预对机体的影响

目前，相关研究主要探讨高压氧干预对运动性疲劳的急性效应，缺乏长期跟踪研究。运动员训练备战是长期的过程，高压氧能否作为运动员疲劳消除的长期使用手段尚缺乏研究证据。因此，未来应围绕高压氧的长期干预效应进行研究。但长期的高压氧干预可能会提高运动员的氧化应激水平，对运动员机能带来不利影响，因此在高压氧干预期间对运动员补充适量的抗氧化剂，提高运动员抗氧化能力，但该方面的研究仍缺乏足够的研究证据支撑，需进一步研究证实。

4 小结

不同训练阶段钢架雪车项目运动员疲劳发生特征不同，其中夏训阶段训练强度和训练量较大，运动员疲劳程度相对较深。针对运训练中运动员产生的疲劳，可将高压氧干预作为促进消除运动性疲劳的手段，但未来应从高压氧干预效果的特异性评价指标、高压氧消除运动性疲劳的“剂量-效应”关系、不同训练阶段高压氧干预效果比较、长期高压氧干预对机体的影响等方面加强研究，提高高压氧的应用效果。