高原訓練對人體生理機能的影響研究

【摘要】：目的：研究高原短跑運動員不同負荷訓練前后白細胞、血紅蛋白的變化。方法：分析不同運動負荷狀態（安靜時、定量負荷后、極量負荷后）下高原短跑運動員心率、血紅蛋白及白細胞的變化，并進行比較。結果：安靜狀態時運動員白細胞處于正常值范圍內，隨著負荷的增加，白細胞數明顯增加（P<0.01），定量負荷和極量負荷后接近和超過其正常范圍值。3種不同負荷狀態下血紅蛋白水平有明顯差別。隨著運動負荷的增加，血紅蛋白水平增加，差異有統計學意義（P<0.01）。結論：高原短跑運動員不同負荷訓練前后白細胞、血紅蛋白明顯增加，呈現一定的規律，可為高原短跑訓練中負荷控制和醫務監督提供實驗依據，并為高原短跑訓練提供生理學參考。

【關鍵詞】：高原訓練；短跑運動員；血紅蛋白；白細胞。

一、研究對象與方法

（一）研究對象

研究對象為西北師范大學體育學院男子短跑運動員10人，其中國家二級短跑運動員9人，一級運動員1人，年齡19～22歲，訓練年限3～5年。

（二）實驗方法

運動員實驗前3 d不能參加高強度運動，實驗前靜坐15 min，取安靜狀態時的血樣1.5～2 mL，并采用PC3型心率監測器（德國）測量心率。稍作休息后，讓運動員在PC3運動跑臺上做遞增負荷運動，進行5 km/h（坡度=1.5%）的準備活動5 min，然后以6 km/h的速度運動，每隔3 min速度遞增2 km/h，坡度不變，到不能堅持運動為止，視為達到極量負荷，運動后即刻取樣1.5～2 mL，2 h內檢測血紅蛋白水平和白細胞值。1周后按照極量負荷時心率的85%（約為12 km/h）作為定量負荷標準。首先，仍然按照測試計量負荷的步驟進行，當達到定量負荷標準時，再繼續運動3 min，然后即刻取血樣一次，測試方案及采集血樣、心率的測定等與極量負荷時相同。

二、結論

定量負荷后、極量負荷后運動員心率、血紅蛋白水平及白細胞數均明顯高于安靜時（P均<0.01），極量負荷后各指標明顯高于定量負荷后（P均<0.01），隨著負荷的增加各指標有增加的趨勢（表1）。表1 不同負荷狀態下運動員心率、血紅蛋白及白細胞檢測結果注：與安靜時比較，*P﹤0.01；與定量負荷后比較，△P﹤0.01。

三、討論

（一）不同負荷后白細胞數值的變化

白細胞的數量存在明顯的生理波動，正常成年人白細胞數（4.0～9.0）×109/L，隨著劇烈運動、生理和病理的變化以及時相的波動而有變化。研究表明運動員安靜時的白細胞數值較正常人低，認為是運動時血液有形成分影響的結果，使得白細胞的機能提高[1]。本組測試結果表明，安靜時高原短跑運動員白細胞數值為（7.4～8.9）×109/L，平均為8.1×109/L，定量負荷后為（9.0～12.2）×109/L，平均為10.6×109/L，極量負荷后為（12.3～15.5）×109/L，平均為13.4×109/L。安靜時處于正常值范圍內，隨著負荷的增加，白細胞含量明顯增加，定量負荷和極量負荷后接近和超過其正常值范圍。

安靜狀態時，高原短跑運動員白細胞數值與我國正常人數值相一致，處于正常范圍，其原因與白細胞的生理功能有關，白細胞的主要生理功能是在集體抵御外來侵襲時起保護防御作用，執行免疫與吞噬作用，參與炎癥反應，在組織炎癥、傷口愈合等方面起到重要作用，高原環境對白細胞此項功能影響不大，從而不會產生類似血紅蛋白在缺氧環境中的代償反應。不同負荷后白細胞數值出現顯著增加，隨強度的增加而增加，已有許多研究證明，運動后白細胞會出現增多現象，認為白細胞數值變化與工作強度有關。研究認為不同距離運動后，成年運動員會出現“肌動白細胞增多現象”。實驗隨運動負荷的逐級遞增，定量負荷后心率平均為176次/min，白細胞數值達到或略微超過正常范圍的最高值；極量負荷后，心率為196次/min，白細胞數值明顯超過正常范圍。白細胞是機體實施免疫功能的最重要成分，白細胞數值的變化直接影響機體的免疫功能，因此該試驗證明白細胞含量的變化對于高原短跑運動員的負荷控制和醫務監督也起到十分重要的作用。

（二）不同負荷前后血紅蛋白數值的變化

血紅蛋白由珠蛋白和亞鐵血紅素構成，它的功能是運輸氧氣到各組織，并且將組織產生的二氧化碳運輸到肺，然后排出到體外。同時，它也是體內血液中的重要緩沖物質，主要是緩沖二氧化碳及運動后產生的乳酸等代謝產物，維持內環境酸堿度的穩定性。一般來說，我國正常人的血液中含有血紅蛋白，男子約為120～150 g/L，女子約為110～140 g/L，血紅蛋白水平因運動項目的不同而不同，田徑、球類、自行車等項目運動員血紅蛋白的水平處于正常范圍內或略有偏高，短跑類不如耐力性運動類項目的血紅蛋白水平高。本組高原短跑運動員安靜狀態時血紅蛋白水平超過我國正常人及平原地區的田徑短跑類項目運動員的血紅蛋白水平，并且隨著運動負荷的增加，血紅蛋白水平也會增加。

本組資料顯示，安靜狀態時高原短跑運動員的血紅蛋白水平高于正常人水平，高原環境下的運動員由于長期處于低大氣壓、氧分壓較低的狀態（昆明：大氣壓為600 mm Hg，氧分壓為125 mm Hg），從而引起腎紅細胞生成酶作用于紅細胞生成素，促使血紅蛋白合成及釋放網狀紅細胞，最終導致紅細胞和血紅蛋白水平增。低氧刺激引起血紅蛋白代償性增加也是許多運動項目在高原進行訓練的主要原因之一，對于短跑運動員有一定好處，可以盡快緩沖乳酸對短跑訓練造成的疲勞等。如果大運動量訓練開始身體不適應時，會出現血紅蛋白水平上升，甚至超過原來的水平。研究認為運動持續時間長，體內能量物質大量消耗的情況下，血紅蛋白水平會下降，也有人認為運動前后血紅蛋白不發生變化。由此，可以說明血液中血紅蛋白的水平升高與運動量、運動強度、訓練環境狀態和機能狀態有關。

高原短跑運動員定量負荷時，心率達到165～180次/min，極量負荷時，心率達到185～203次/min，能量供應既有有氧供能，又有無氧供能，運動強度大，結果出現血紅蛋白顯著升高現象，未出現先降低，再升高，以及偏低或不變，原因可能與運動員的機能狀態和運動時間不是太長以及高原環境中的氧分壓低，導致強度上有所影響等因素有關，有待進一步深入研究。總之，血紅蛋白指標相對穩定，又能較敏感地反映身體的機能狀態，所以，在運動訓練中經常根據這一指標評定運動員的機能狀態、訓練水平，預測運動能力，同時，正常情況下，血紅蛋白與紅細胞的變化較為一致，可以用來作為紅細胞檢測的參考標準。本實驗證明血紅蛋白在不同負荷狀態下十分敏感，對于高原短跑運動員的負荷控制和機能評定等也有一定的價值。

參考文獻：

[1]田野.運動生理學高級教程[M].北京：高等教育出版社，2003.432-441.

[2]蘇振萍.武術長拳訓練前后血液有形成分的變化[J].天津體育學院學報，1995，10（2）：12-15.

[3]付遠揚.高原訓練指南[M].北京：人民體育出版社，1933.50-75.

[4]陶曉黎.游泳運動員高原訓練某些生理生化指標的訓練監控研究[J].體育科學研究，2005，9（1）：80-84.