高壓氧療法對大學生無氧運動疲勞恢復的實驗分析

畢學翠

（首都體育學院運動訓練學教研室，北京 100191）

高壓氧療法對大學生無氧運動疲勞恢復的實驗分析

畢學翠

（首都體育學院運動訓練學教研室，北京 100191）

目的：探討高壓氧療法對大學生無氧運動疲勞恢復的影響。方法：系統觀察了8名首都體育學院競速類專項大學生在氧艙恢復條件下，運動前、運動后、恢復后即刻和次日晨的心率、血乳酸、BUN、T/C、CK和運動表現指標的變化，并與自然恢復條件下的指標進行比較分析。結果：1）高壓氧艙恢復的心率指標優于自然恢復；2）高壓氧艙恢復的血乳酸指標優于自然恢復；3）高壓氧艙恢復的BUN指標優于自然恢復；4）高壓氧艙恢復的CK指標低于自然恢復；5）高壓氧艙恢復的T/C指標優于自然恢復。結論：高壓氧療法由于高壓、高氧，加快了運動后機體代謝的速度，有利于運動后機體心率、血乳酸、BUN、T/C的恢復，同時運動表現也有所提高，但對CK影響不明顯。

高壓氧療；疲勞恢復；大學生；無氧運動；影響分析

近年來，隨著競技體育的快速發展，競技水平的日益提高，在訓練中表現為運動員承受的訓練負荷越來越大，訓練后的疲勞恢復對運動成績提高的作用也越來越重要。訓練后的疲勞恢復方法多種多樣，如何選擇合適的恢復方法讓運動員在短時間內實現快速恢復一直是運動訓練領域研究的重要課題。

高壓氧療法是通過壓縮空氣，增加吸入機體內氧氣的含量，加快體內新陳代謝，加速機體恢復的一種治療技術。目前這類技術主要在醫學領域使用，對一些特殊的疾病康復效果明顯。

近幾年運動訓練領域也在開始嘗試使用這種恢復方法，由于運動訓練實踐的要求，對高壓氧療的儀器設備提出了更高的要求，因此本實驗采用了適合在運動隊推廣使用的便攜式軟體高壓氧艙作為實驗設備，首次通過實驗的方法，研究運動員在使用軟體高壓氧艙恢復后身體各項數據的變化，從而為運動疲勞恢復再增加一個科學恢復方法。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象采用軟體高壓氧艙對首都體育學院短距離競速類專項大學生進行3次30s最大功率騎行運動后恢復的研究。

選取首都體育學院短距離競速類專項大學生為實驗對象，樣本含量為8。以受試者進行3次30s最大功率騎行運動為運動方式，應用軟體高壓氧艙對受試者運動后的恢復進行分析研究。多數學生在全國性比賽中取得了優異成績，基本信息見表1。

表1 受試者基本信息

1.2 實驗方法

1.2.1 研究設備及器材便攜式高壓軟體氧艙、靜音無油壓縮機、掌上型乳酸儀、芬蘭博能心率表、Omega Wave運動員機能狀態評定系統、英國產wattbike功率自行車、血氧儀、數碼攝像機、75%酒精、醫用膠布、脫脂棉、彈性繃帶、防水創可貼、毛巾、手表、秒表等。

1.2.2 運動方式30s最大功率騎行。

1.2.3 實驗步驟

1）實驗前，明確告知受試者實驗具體流程和相關要求，以及實驗可能造成的高壓氧不適反應，并簽署知情同意書。沒有代謝、心肺系統及呼吸性疾病史的學生自愿參加本測試，并保證有足夠的時間來完成本項實驗。

2）第1日清晨測基礎心率、血壓、血清磷酸肌酸激酶、血紅蛋白、血尿素、血清睪酮、血清皮質醇等指標。

3）第1日上午最大功率測試。

（1）測量受試者安靜狀態下的體重。

（2）準備活動：讓受試者在功率自行車上騎行20min，使其心率達到150～160次／min，其中進行1～3次（每次持續4～8s）的全力蹬騎。結束后，休息10min，適當做一些拉伸練習。

（3）正式測試：發出口令后，受試者盡力快騎，以便在2～4s內達到規定負荷。達到規定負荷后，開始計算騎行圈數，并持續做30s最快蹬騎，記錄30s最大功率運動后即刻心率、血乳酸、最大功率和平均功率。

（4）結束階段：放松蹬騎10min。

4）第1日下午進行3次30s最大功率騎行運動及恢復。

（1）正式實驗前，給受試者佩戴芬蘭博能心率表，待其靜坐休息10min后，測安靜狀態下的血乳酸、心率、血氧飽和度、平均反應時以及主觀體力感覺等級。

（2）準備活動：讓受試者在功率自行車上騎行20min，使其心率達到150～160次／min，踏板轉速維持在5～60rpm，其間從事1～3次為時4～6s的最快速全力踩車。準備活動結束后休息10min，并拉伸韌帶、活動關節。

（3）3次30s最大功率騎行運動：受試者盡力快騎，待發出口令后，受試者持續做30s最快蹬騎，每次30s最大功率騎行運動后即刻測心率、血乳酸，并放松蹬騎20min,開始下一次30s最大功率騎行運動。記錄3次30s最大功率騎行運動后的最大功率和平均記錄以及第2次和第3次30s最大功率騎行后即刻心率和血乳酸；并測試第3次30s最大功率騎行后即刻的血氧飽和度、主觀體力感覺等級以及平均反應時。

（4）運動后20min測血乳酸、心率，并做好記錄。

（5）運動后40min受試者進行軟體氧艙恢復（自然恢復），恢復1h后測心率、血乳酸、血樣飽和度、主觀體力感覺等級以及平均反應時。結束后，將打印好的睡眠質量調查表發給受試者，以調查受試者當晚的睡眠質量，第2天清晨起床后收回。

5）次日晨測基礎心率、血壓、血清磷酸肌酸激酶、血紅蛋白、血尿素、血清睪酮、血清皮質醇等指標。

6）次日上午進行最大功率測試（同第1日上午最大功率測試）。

7）對采集到的數據保存到電腦，進行初步整理分類并做好記錄。

1.2.4 供氧條件采用的氧艙為國產便攜式高壓軟體氧艙，在10min內將壓力升至2.5ATA～3.0ATA，穩壓45min后，在5min內減壓至0ATA出艙。

2 結果與分析

2.1 兩種恢復方式對心率指標影響對比在運動訓練過程中，運動員的心率會隨著運動強度和運動時間發生變化，一般來說，運動強度越大，心率增長就越快。大學生運動后心率下降的速度可以反應運動后心率恢復的狀況，心率下降速度越快、下降幅度越大說明運動員身體恢復的越快。本實驗分別對測試對象的運動后即刻、運動后20min、恢復后以及第二日上午的心率進行測量(見表2、表3)。

表2 軟體高壓氧艙恢復受試者心率變化

表3 自然恢復受試者心率變化

通過表2和表3數據顯示，心率數據在每個測試時間段都有明顯的變化，呈現顯著性差異 (P <0.05)。特別是高壓氧療恢復實驗階段中恢復后的心率較運動前20min相比，下降的幅度更大（表4）。

通過分析運動恢復后與恢復前的心率恢復值（60min內心率下降的數值）我們發現，除第3受試者外（該受試者高壓氧艙恢復后當晚有熬夜睡眠不足現象），其他受試者在規定的60min休息時間內，高壓氧療心率恢復要比自然心率恢復速度快。

表4 不同狀態下心率比較

數據顯示高壓氧療有利于運動后心率的快速恢復。實驗顯示在運動后60min的恢復期內，受試者的心率在高壓氧恢復的速度遠遠高于自然恢復的速度。高壓氧可以改善機體組織器官的供氧狀況，特別是運動訓練之后機體在缺氧狀態下。其作用機制是吸入高壓氧，體內血液的氧分壓增高，血液的物理溶氧量、氧擴散能力增強，氧彌散范圍增加。大強度訓練后體內糖、脂肪的有氧氧化能力降低，氧化磷酸化的過程受阻，造成心肌能量供應不足。對于心肌的缺氧狀態，使用高壓氧恢復，可以降低心率，使心臟舒張期延長，心輸出量增加，使心肌的耗氧量和代謝率降低，改善機體各器官的供氧狀況，緩解機體的缺氧狀態，達到緩解疲勞程度的目的（圖1）。

圖1 2種恢復方式60min心率恢復值對比

2.2 兩種恢復方式對血乳酸影響對比運動生理指標血乳酸是運動訓練監控的常用監測指標之一[1]，通過大量的研究表明血乳酸能夠很好地評定運動員的無氧代謝能力，并監測身體的恢復水平。在實驗過程中我們采取了受試者在安靜時、第2次最大功率騎行結束即刻、第3次騎行結束即刻、訓練結束后20min和恢復后即刻的血乳酸值。在實驗中2種恢復方式受試者的血乳酸值變化見表5、表6。

通過血乳酸的監測數據顯示，兩種恢復方式測試者的血乳酸值在整個實驗過程中變化趨勢大致相同，都是安靜時血乳酸值最低，血乳酸的峰值出現在第2次最大功率30s騎行后，6、7號測試者的最高值出現在第3次30s騎行后，隨后運動結束，測試者體內的血乳酸開始出現下降的趨勢。

表5 高壓氧療恢復受試者血乳酸變化

表6 自然恢復受試者血乳酸變化

根據陳芳、葛松濤《動態監測動脈血乳酸水平對膿毒癥患者危險分層的臨床意義分析》這一研究[2]，確定本研究中乳酸清除率的計算公式：

在8名測試者中除3號和7號受試者外，其他6名受試者的高壓氧恢復乳酸清除率要明顯高于自然恢復乳酸清除率(圖2)。

高壓氧療恢復有利于運動員體內乳酸堆積的快速清除。2種恢復方式在運動過程中體內乳酸的變化趨勢相同，當介入高壓氧療恢復后，受試者體內乳酸清除的速率要高于自然恢復。在高壓氧療恢復時，運動員體內的氧分壓高于自然恢復，致使血管內氧氣向細胞擴散的能力增加，快速完成代謝循環，積極改善體內的缺氧狀態，恢復酸堿平衡，快速消除乳酸堆積。

2.3 2種恢復方式對CK指標影響對比CK主要存在于人體骨骼肌中, 它是催化ADP+CP-ATP反應的重要酶, 正常時CK多是由骨骼肌和心肌通過細胞膜進入血液的結果，如果訓練負荷過大，運動員恢復不足就會出現CK的增加[3]。本次實驗數據見表7。表7中的CK變化幅度代表兩日運動員CK恢復變化情況。測試公式是：CK變化幅度=×100%。

圖2 兩種恢復方式乳酸清除率比較

表7 受試者CK次日晨與第1日晨變化

表7顯示：高壓氧療恢復方式，受試者CK次日晨與前日晨相比，CK總體平均值呈上升趨勢。但是自然恢復實驗中，CK總體平均值是呈下降的趨勢。

高壓氧療恢復對運動員CK指標的影響不明顯。相關研究發現運動0～2h后CK值輕度增高，8h明顯升高，16～24h達到最高峰，48h后CK值恢復到訓練前水平。等觀察到運動后血清CK變化規律是0～2h輕度增高，8h明顯升高，16～24h達到最高峰值，持續48h以上可恢復到運動前水平[4]。

實驗結果顯示，實驗后第2天清晨的CK與實驗當天相比，兩次實驗結果均無顯著性差異，但變化趨勢是相反的趨勢，軟體高壓氧艙恢復實驗雖呈上升趨勢，但只有3位受試者呈上升趨勢，而自然恢復實驗則是下降的趨勢，提示了兩種恢復方式均能促進機體的血清磷酸激酶活性的恢復。通過變化的趨勢發現自然恢復對CK的恢復可能比軟體高壓氧艙恢復效果較好，但是這個結果的精準性有待進一步研究，因為2次實驗的強度大小不一致，導致的疲勞程度就會不一致，因此其恢復的速度可能不一樣。

2.4 2種恢復方式對BUN影響對比血尿素氮（BUN）在運動訓練監控中不僅是評定運動訓練負荷的指標[4]，還是評價運動員疲勞恢復的重要依據之一。在訓練中若訓練負荷較大，則BUN值顯示升高較大，第2天恢復難度加大。如果BUN值第2天沒有恢復到先前的測試值，或者是升高，這說明運動員疲勞恢復不好，運動員一直處于疲勞狀態，需要恢復。

表8 2種恢復方式受試者BUN次日晨與第1日晨變化幅度

表8顯示，使用血尿素變化幅度值表示兩日受試者血尿素的變化情況，BUN變化幅度=×100%。自然恢復和高壓氧療恢復兩種恢復方式測得BUN第2日恢復值都高于第1日，說明兩次運動后受試者都未完全恢復，但是自然恢復方式中運動員第2日BUN的上升的趨勢明顯高于高壓氧療恢復的BUN值。

高壓氧療恢復有利于運動員BUN指標的恢復。實驗顯示訓練結束后次日受試者的BUN都有上升。相比較自然恢復，高壓氧療恢復后BUN上升的幅度較小，運動員疲勞程度較弱。大強度訓練之后，受試者體內的BUN水平會有所升高，并維持較長時間的BUN水平，消除速度比較慢。高壓氧療恢復可以通過氧含量的增加抑制血氨的生成，進而促進BUN的清除。

2.5 2種恢復方式對T/C影響對比血清睪酮/皮質醇（T/C）是評價運動后機體的疲勞狀態、過度訓練以及恢復程度的比較敏感的指標之一[5]。如果比值不變或者是上升，表明機體的分解代謝沒有超過合成代謝，說明運動員的機能水平是處于正常或者較高的狀態。兩次實驗后兩者的比值都出現了上升的趨勢，說明機體可能已經恢復，機能的水平恢復到原來的水平，或者是超過原來水平。表9表示使用T/C變化幅度值表示兩日受試者T/C的變化情況，T/C變化幅度=×100%。

表9 2次實驗受試者T/C次日晨與第1日晨比較變化

表9顯示受試者兩次實驗后次日晨的T/C比值和與前1日晨相比均呈上升趨勢，軟體高壓氧艙恢復實驗后的上升幅度稍微明顯。

高壓氧療恢復有利于運動員T/C指標的恢復。大負荷訓練后或在身體有疲勞積累的狀況下，會造成丘腦－垂體－腎上腺皮質軸的過度應激，C分泌增加，抑制下丘腦－垂體－ 性腺軸功能, 使T水平下降, 造成T/ C比值降低。實驗顯示兩種恢復方式恢復后T/C均比實驗當天晨值高，表示第2天運動員疲勞都得到了一定的恢復，數據顯示高壓氧療恢復的增加數值比自然恢復約上升7%，高壓氧環境有利于機體T和C的恢復，并且恢復效果優于自然恢復。

2.6 2種恢復方式對運動表現影響分析本研究中受試者的運動表現采用的是30s最大騎行功率和平均功率。實驗當天首先測試受試者的最大率和平均功率，通過兩種方式恢復后，測試受試者次日的平均功率和最大功率。將次日晨的成績減去第1日測得成績，算出經過疲勞恢復后受試者平均功率和最大功率變化百分數，找出兩種恢復方式對受試者運動表現的差異（表10）。

8名受試者在高壓氧療恢復后平均功率比實驗前提高了1.44%，最大功率提高了10.48%；自然恢復后平均功率比實驗前下降了2.56%，最大功率比實驗前下降了6.18%。經過氧艙恢復后，受試者普遍感覺身體恢復良好，運動狀態比訓練前有所提高。

受試者經過疲勞恢復后，數據顯示心率、血乳酸、T和C等指標都有所改善，證明疲勞恢復效果良好，特別是高壓氧艙的恢復，受試者普遍感覺身體狀態比自然恢復時良好，在進行運動表現測試時能夠以較好的運動狀態完成測試工作。測試成績顯示，高壓氧療恢復比自然恢復后運動成績提升明顯。

表10 受試者30s最大功率、平均功率恢復前后變化對比

3 結 論

1）運動員通過軟體高壓氧艙的高壓氧療恢復后心率恢復、T/C和BUN的恢復都較自然恢復效果明顯，可見，高壓氧療恢復有利于大強度無氧運動后心率、血乳酸、T/C和BUN的恢復，是一種較好的運動訓練恢復方法。

2）高壓氧療恢復CK恢復沒有自然恢復效果好，可能與CK恢復周期較長有關，也可能跟實驗設計中受試者在自然恢復階段實驗時沒有達到最大疲勞有關，有待于進一步的優化實驗設計，深入研究。

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[2] 陳芳，葛松濤.動態監測動脈血乳酸水平對膿毒癥患者危險分層的臨床意義分析[J].中國全科醫學，2012（3）：580-583.

[3] 張宏磊，王鳳陽，張立立.遞增負荷力竭運動對血清CK、CK-MB活性的影響[J].沈陽體育學院學報，2004（6）：35.

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Experimental Analysis of Hyperbaric Oxygen Therapy to Anaerobic Exercise Fatigue Recovery of University Student

BI Xue-cui
(Sports Training Teaching & Research Office, Capital University of Physical Education and Sports, Beijing 100191, China)

Objective: studying effect of hyperbaric oxygen therapy to anaerobic exercise fatigue recovery of university student. Method: observing index variation of heart rate, blood lactic acid, BUN, T/C, CK and sports performance of 8 competitive speed sports students in Capital University of Physical Education and Sports before exercise, after exercise, after recovery and morning of next day under condition of oxygen cabin. Comparison analysis is made with index of spontaneous recovery. Results: 1) Heart rate index in hyperbaric oxygen cabin is better than spontaneous recovery. 2) Blood lactic acid index in hyperbaric oxygen cabin is better than spontaneous recovery. 3) BUN index in hyperbaric oxygen cabin is better than spontaneous recovery. 4) CK index in hyperbaric oxygen cabin is better than spontaneous recovery. 5) T/C index in hyperbaric oxygen cabin is better than spontaneous recovery. Conclusion: due to high pressure and oxygen, hyperbaric oxygen therapy speeds up mechanism’s metabolism speed after exercise, which is in favor of heart rate, blood lactic acid, BUN, T/C recovery of mechanism after exercise, improves sports performance, but with unapparent influence to CK.

hyperbaric oxygen therapy; fatigue recovery; university student; anaerobic exercise; impact analysis

G804.2

：A

：1004 - 7662(2015 )05- 0082- 06

2015-04-05

北京市教委高等學校“英才計劃”（項目編號：YETP1706）。

畢學翠，講師，碩士，研究方向：體育教育訓練學。