不同低氧训练模式对体成分影响的研究进展

王雪冰

不同低氧训练模式对体成分影响的研究进展

王雪冰

（广西大学 体育学院，广西 南宁 530004）

文章比较不同低氧训练模式对体成分的影响并分析其潜在机理，旨在为低氧训练在肥胖干预领域的应用提供参考。通过分析总结相关文献发现，各种低氧训练模式尤其是高住高练均有一定的改善体成分的效果，低氧训练对体成分的影响主要是通过抑制食欲以及促进能量消耗等途径。

低氧训练；体成分

体成分是指组成人体各组织、器官的总成分，主要测试指标有体重、体脂、去脂体重、体脂百分比、BMI等[1-2]。早有证据表明，高海拔探险可改变体成分，甚至一次性低氧环境刺激就可导致大鼠体重低于刺激前[3-4]。体成分与运动能力、身体健康等密切相关，目前低氧训练/运动对体成分的研究很多，但由于低氧训练模式、氧浓度（氧分压或海拔高度）等的不同导致对体成分的影响也不尽相同。本文对不同低氧训练模式对体成分的影响进行综述，希望为低氧训练干预肥胖提供一定的理论参考。

1 低氧训练对体成分的影响

目前，低氧训练模式主要包括高住高练、高住低练、低住高练、高住高练低训等。

1.1 高住高练对体成分的影响

高住高练是指受试者实验全过程在高原或模拟低氧环境中生活和训练的训练模式。普通饮食动物模型结果表明，6周3500米低氧跑台训练后大鼠体重、脂肪重量均明显降低[5]。同样地，将大鼠置于12.4%O2的低氧环境中进行爬梯抗阻训练四周后发现，低氧可引起大鼠瘦体重下降，骨骼肌湿重降低，但低氧训练组瘦体重和骨骼肌湿重则明显高于对照组，这说明在该低氧环境中生活可能会导致大鼠肌肉萎缩，而低氧训练可缓解此现象[6]。高脂饮食动物模型发现，4周3500米肥胖大鼠高住高练后，大鼠体重、脂肪重、Lee's指数、脂体比显著下降[7,8-9]，并且肥胖大鼠经8周3400米模拟低氧环境游泳运动后体重明显低于对照组[10]。人体试验也有相关研究出现。Thomas等人将20名优秀游泳运动员分为两组，一组在2130-3094米海拔居住和训练（高住高练组），一组在平原地区进行居住和训练（常氧组），3周后体成分检测结果表明，运动员在高住高练训练前后体重无明显差异，但体脂百分比有明显下降，并且下降幅度大于常氧训练运动员，而且高住高练组去脂体重有所增加（=0.06）[11]。以上研究表明，高住高练可明显改善体成分，尤其是具有显著的减脂效果。

1.2 高住低练对体成分的影响

高住低练是指受试者居住于高原或模拟低氧环境中，训练则在常氧环境中进行的训练模式[12]。将37名青少年分为常氧训练组和2700米高住低练组，结果表明4周运动结合饮食控制可明显降低肥胖青少年体重、BMI和体脂率，并且低氧训练组减重效果更佳[13,14]。随后，该课题组继续进行性别比较研究发现，肥胖青少年男性4周高住低练结合饮食控制后，体重、BMI和体脂下降幅度均大于常氧训练组，蛋白虽有轻微分解，但无明显差异，而女性受试者体成分指标虽有大幅下降，但与常氧训练组无明显差异，而且女性瘦体重高于常氧组[15]。这说明低氧训练干预对肥胖青少年体成分影响具有性别差异。高住低练对运动员体成分的研究则发现，4周2500米高住低练前后运动员体重、体脂重量、体脂百分比明显下降[1]，优秀游泳运动员低氧舱模拟1900米、2800米高住低练同样具有降体重的效果，主要原因可能与高原环境引起食欲下降、基础代谢率增加引起的机体分解作用增强所致的去脂体重的减少有关[16-17]。动物实验也发现，3500米高住低训4周后，大鼠体重、体重增长幅度、肾周脂肪、附睾脂肪总量、腓肠肌质量显著下降，并且蛋白质分解增加[18-20]。

上述研究说明，高住低练虽具有改善体成分的效果，但可能还具有一定的副作用，比如可能因促蛋白分解效应引起瘦体重下降，然而是否会对运动能力有一定影响还有待确定。此外，应注意的是，高住低练应用于肥胖青少年控体重具有性别差异。因此，采用该训练模式进行体成分干预时，应注意选择合适的居住高度、监控瘦体重/去脂体重变化和增加营养补充[21]。

1.3 低住高练对体成分的影响

低住高练是指在常氧环境居住，在高原或模拟低氧环境训练的训练方法。研究表明，6周常氧居住、低氧（氧浓度15.4%）环境抗阻训练可有效降低超重男性体重、体脂百分比和脂肪重量，提高肌肉含量，但与常氧训练相比无明显差异，可能与训练时间较短有关[22-23]。其他研究显示，在8周平原居住、14.7%氧浓度低氧环境训练，以65%-75%最大摄氧量的负荷强度进行功率自行车运动干预后，肥胖大学生体重、体脂较训练前明显降低，肌肉质量明显增加，并且效果较常氧环境训练显著[24]；10名肥胖青年女性经10周人工模拟高原环境减肥训练后，体重、脂肪、体脂百分比明显降低，瘦体重也有下降趋势[25]；Nishiwaki等尝试通过低氧训练使绝经后妇女在模拟2000米高度进行8周中低强度（50%VO2max）游泳锻炼后发现，体重、BMI、体脂等体成分指标均有降低，而常氧组无明显变化[26]。肥胖是影响老年人身体健康的危险因素之一，Park等人将低氧训练应用于24名65-70岁韩国肥胖老年男性肥胖干预，训练计划主要包括有氧训练和弹性抗阻训练，12周运动前后体成分结果比较发现，低氧训练（氧浓度为14.5%）较大幅度降低受试者体重、体脂以及增加去脂体重[27]。但也有发现，与常氧训练相比，18周低氧（氧浓度为16.1%）全身震动训练对老年人体成分无明显影响[28]。该研究与上述Park等研究比较在氧分压以及运动负荷方面都有差异，可能对低氧训练效果具有一定的影响。以上多数研究说明低住高练在各年龄阶段肥胖人群都可适用，但在实际应用中可能应依据不同年龄需要设计差异化的运动方案（运动时间、程度、运动强度、运动项目等）。

1.4 高住高练低训对体成分的影响

高住高练低训是指受试者在人工低氧环境居住，低氧环境为辅、常氧环境训练为主的特殊低氧训练方式[29]。研究发现，四周高住高练低训(（氧浓度15.4%）)后，优秀古典摔跤运动员第3、4周体重、去脂体重和脂肪含量均出现明显下降，散手运动员4周高住高练低训（氧浓度14.7%-15.4%）后减脂减重效果显著[30-31]。这说明高住高练低训对于对比赛体重有要求的运动员的体重控制可能具有一定的效果。此外，超重/肥胖青少年儿童经过高住高练低训后体重明显减轻，且在低氧训练期间和半年随访发现，受试者并未有任何不适[32]。动物实验发现，四周高住高练低训（15.4%）可明显降低大鼠体重增幅[33]。这些研究说明高住高练低训机体体成分改善可能具有一定的效果。

1.5 低氧训练后复氧生活或训练对体成分的影响

低氧训练作为一种应对肥胖的新手段，干预活动停止后减肥效果能否继续保持呢？将超重/肥胖青年分为两组，分别在常氧和模拟15.4%氧含量低氧环境中训练4周后，两组受试者体重、体脂百分比、脂肪重和BMI均低于训练前，并且训练结束4周后低氧组体成分相关指标仍持续下降，而常氧训练组仅脂肪重量低于锻炼后[34]。动物实验模型发现，低氧训练4周大鼠体重增加百分比低于常氧训练组，复氧训练后逐渐恢复[35]。这说明低氧训练较常氧训练针对减脂后的体重反弹更有利，但低氧训练后复氧训练可能通过增加食欲等原因，低氧训练的效果也会出现逐渐减退。

1.6 不同低氧训练模式对体成分影响的比较研究

在氧浓度为12.7%（约4000米）低氧环境中进行四周游泳运动过程后高住高练组大鼠体重及体重增幅小于高住低练组[36-37]。同样海拔高度，高住高练肥胖大鼠体重、脂肪含量、脂体比均低于高住低练和低住高练组，且高住高练组骨骼肌湿重相对值显著高于对照组[38]。这些研究说明高住高练改善体成分效果可能优于高住低练。高住低练和低住高练比较研究发现，模拟高原低氧环境2500米（15.4%）高住低练减重效果较低住高练模式好，但低住高练组大鼠腓肠肌质量大于高住低练，其他体成分指标如脂肪质量、脂肪比重、腓肠肌比重两组无明显差异[39]。比较低氧训练（高住高练低训，模拟海拔2300米）、高原训练（2300米高原环境）对青少年体成分的影响发现，低氧训练减重效果优于高原训练，高原训练减脂效果优于低氧训练，并且高原训练瘦体重无明显变化，而低氧训练瘦体重显著减少，这说明高原训练减体重可能主要通过减脂，而低氧训练在减重的同时可能去脂体重也有一定的降低[40]。也有研究结果表明，不同低氧训练方式对体成分的影响无明显差异，例如在模拟1500米海拔高度环境，高住高练、高住高练低训、高住低练和低住高练不同模式递增负荷低氧训练五周后，各组大鼠体重无显著性差异；递增负荷3500米不同模式低氧训练五周后结果显示高住高练、低住高练、高住高练低训以及高住低训各组大鼠体重变化无明显差异[41-42]，这可能与上述两项实验测试指标比较单一有关，因此，在同一实验中不仅仅是测试体重指标，应对其他体成分指标进行检测，可为比较分析不同低氧训练模式干预体成分提供更多证据。

1.7 不同高度/氧浓度、负荷时间低氧训练对体成分的影响

不同低氧剂量（高度/氧浓度、时间）对体成分的影响也不同。将9周龄SD健康大鼠80只随机分为不同氧浓度组，比较6周海拔0m（20.89%O2浓度），2200m（16.02%O2浓度），2200+3500m（前3周为16.02%O2浓度，后3周为13.59%O2浓度），3500m（13.59%O2浓度）的低氧环境运动对大鼠体成份的影响，结果发现，各组大鼠体重、脂肪量明显下降，其中2200+3500米组比目鱼肌重量高于同海拔非运动组，3500米时趾长伸肌重量低于非运动组，并且海拔越高腹部脂肪下降越明显[43]。这说明2200+3500米混合高度可能具有增加骨骼肌重量的作用，3500米海拔对躯干减脂有利。与上述研究结果相似，比较13.3%、16.3%氧浓度低氧训练对肥胖大鼠的影响发现，低氧训练组肥胖大鼠摄食量、体重明显低于对照组，并且氧浓度越低减重效果越明显[44]。YAN等也发现，大学男生进行不同浓度抗阻训练五周后，氧浓度与去脂体重成反比[45]。与上述研究不一致的是，刘金柱研究发现Wister大鼠模拟2500米、4000米、2500-4000交替运动4周后并复氧训练4天后各运动组体重无明显差异，说明三种海拔训练对大鼠体重无明显影响[46]。与前面研究比较，该研究之所以得出不同结论的原因可能与刘金柱等人的研究没有设置安静组，低氧训练大鼠体重的比较是各低氧运动间的比较，而且前面几项研究是与安静组/非运动组的比较。低氧训练时间同样也可能影响体成分。通过佩戴高海拔呼吸面罩（ETM）模拟914米高原环境训练发现，在同样每周训练两次，共进行九周训练后，每次训练时间30分钟大学生体重、体脂低于每次训练时间15分钟组[47]。这说明低氧持续时间越长，体成分改善效果越明显。这些研究说明，低氧训练氧浓度、持续时间等都可能对体成分干预效果产生影响。

2 低氧训练影响体成分的可能机制

低氧训练改善体成分可能与低氧抑制食欲有关。低氧引起食欲下降，可能与低氧引起的一些激素浓度的变化有关。这些激素主要是胃饥饿素、缩胆囊素（cholecystokinin，CCK）、酪酪肽（peptide YY，PYY）、胰高血糖素样肽-1（Glucagon-like peptide-1，GLP-1）等。饥饿素是一种食欲促进因子，主要分为酰化胃饥饿素和去酰化胃饥饿素，CCK、GLP-1、PYY都属于食欲抑制因子。Matu等人设计了14天的高原环境运动实验：在实验前12天、实验中的三个点（第七天：3619米；第10天：4600米；第12天：5140米）测试受试者食欲、能量摄入、身体组成和胃饥饿素成分的变化，结果发现，在实验中三个高度受试者能量摄入均有下降，5140米食欲明显低于实验前基线值，酰化饥饿素浓度在三个海拔测试点均低于基线值，去酰化饥饿素浓度无明显变化，总饥饿素浓度也有下降，皮脂厚度在实验中各测试点均低于基线。这说明血浆酰化饥饿素和总饥饿素可能引起食欲下降和能量摄入下降[48]。Yang等人报道高住低练可增加GLP-1，并且这种促进作用可能由IL-6介导[13]。也有研究发现，12.7%氧浓度低氧运动可以抑制饥饿感和酰基化饥饿激素，增加PYY，从而抑制饥饿和食物摄入[49]。另外，有研究显示，与低海拔（2150米）和海平面相比，高海拔（4300米）运动后，12名健康男性酰化胃饥饿素、胰多肽、综合食欲评分明显降低，平均食物摄取也比两者明显减少，并且受试者在运动中和运动后对碳水化合物依赖明显降低。这说明低氧运动后诱导的厌食以及随后的能量摄入减少更易发生在暴露于较高海拔而非中低海拔，且酰基化饥饿素可能在其中发挥重要作用，这也可能是低氧浓度改善体成分的原因之一[50]。低氧训练对体重的降低作用也可能与瘦素（Leptin）、睾酮/皮质醇比值改变有关。研究显示，6周低氧训练后发现，大鼠血清瘦素浓度明显增加，睾酮/皮质醇比值下降，从而分别导致大鼠摄食和体脂的减少和分解代谢大于合成代谢[51]。此外，四周低氧训练具有降低下丘脑NPY分泌的趋势，同时下丘脑Leptin受体结合容量增大，从而抑制体重增长[37]。

低氧环境运动受试者食欲的下降可能引起食物摄取的减少，从而引起能量摄入的减少，而运动可导致能量代谢的增加，二者叠加可能引起体成分的变化。21天的2200米-4300米美国阿拉斯加麦金来山登山探险活动前后发现，受试者体重、总皮质厚度、脂肪密度及肌肉面积均下降（-5.4%、-10.8%、-15%和-9.1%），且能量摄入与体成分指标成反比[52]。也有研究发现，在5000米-6000米海拔，受试者在无明显高原病症状时，进食量没有明显下降，但增加到7000米海拔，当急性高原病出现时，饥饿和食欲的解偶联限制了满足能量平衡所需要的食物的摄入[53]。同时，低氧训练大鼠静息代谢率明显增加[5]。这些研究说明低氧训练引起体成分改变可能与能量摄入减少以及能量消耗增加有关。

3 小结

低氧训练可通过抑制食欲和促进能量消耗改善体成分，对于肥胖人群来说低氧训练不失为一种新型、有效、快速的减肥手段。但我们也应关注在低氧训练减体重过程中可能出现的负面效应，比如去脂体重/瘦体重的下降以及其与运动能力的关系，目前的研究还有争议，应加强这方面的研究。同时，要注意低氧训练对体成分影响的剂量效应（低氧浓度、低氧训练时间等）。另外，在实际应用中，应根据不同年龄阶段、性别、身体健康状况，探索适合不同人群的低氧训练方案，还应密切关注受试者的营养状况和运动能力状况，使得低氧训练作为减肥手段更安全、更有效。

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On the Advances in the Effects of Different Hypoxic Training Models on Body Composition

WANG Xuebing

(Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi, China)

广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2019KY0033）。

王雪冰（1982—），博士，讲师，研究方向：运动与脂代谢。