優秀賽艇運動員專項有氧能力對高原訓練應答的差異

孟志軍, 高炳宏, 王玉新, 張昊楠

(1. 上海體育學院 運動科學學院，上海 200438； 2. 云南省體育科學研究所 中心實驗室，云南 昆明 650041；3. 上海體育學院 體育教育訓練學院，上海 200438；4. 上海市水上運動中心 科研醫務科，上海 201713；5. 上海體育科學研究所 競技體育研究一中心，上海 200030)

高原訓練是指有目的、有計劃地組織運動員到適宜海拔地區進行專項訓練的訓練方法[1]。近年來，我國針對多個項目開展了高原訓練，以提高運動員的有氧能力，并取得了良好的效果[2-3]。體育科學界也對高原訓練過程中的生理生化指標變化和高原訓練效果進行了較多研究，研究內容主要包括高原環境刺激機體促紅細胞生成素(EPO)的生成、EOP提高紅細胞數量(red blood cell，RBC)和血紅蛋白(hemoglobin，Hgb)質量濃度等方面，且取得了大量科研成果[4-5]；但關于運動員專項有氧能力對高原訓練不同應答方面的研究較少。

研究認為，關于運動員對于高原訓練的應答和不應答者，目前的區分標準包括2個方面：①運動員在高原訓練中EPO和Hgb等血液學指標的變化幅度；②高原訓練對運動員專項有氧能力的影響。McLean等[6]和Mounier等[7]對Hgb總量和低氧誘導因子及白細胞系列指標進行研究后認為，這些血液學指標不能作為傳統高原訓練和模擬高原訓練中區分運動員為應答者和不應答者的特征指標。Keller等[8]根據訓練效果將受試者分為低應答者和高應答者；Grud等[9]根據受試者高強度間歇訓練后最大攝氧量的變化區分應答者和不應答者；Chapman[10]直接根據高原訓練前后平原5 km跑成績區分高原訓練的應答者和不應答者[10]。筆者認為，高原訓練的主要目的是提高運動員的專項有氧能力，故將運動員專項有氧能力是否提高作為高原訓練應答者和不應答者的區分標準。

賽艇是一項力量耐力型運動，其80%～85%的能量供應來源于有氧供能系統[11]。近年來，我國賽艇項目運動員進行了多次6～8周的高原訓練，并積累了豐富的訓練經驗[12-13]。本文對高原訓練前后的賽艇運動員專項有氧能力進行對比，測功儀6 km成績提高的運動員是高原訓練的應答者，成績未提高的運動員是高原訓練的不應答者；通過分析應答者和不應答者高原訓練過程中生化指標的變化規律，探討高原訓練效果與生化指標的關系，探索應答者與不應答者在高原訓練過程中的異同。

1 研究對象與方法

1.1研究對象研究對象為備戰2016年里約奧運會的中國賽艇隊運動員，共39名，其中男運動員19名，女運動員20名(表1)。

表1 受試者的基本情況

1.2研究方法

1.2.1 高原訓練安排 中國賽艇隊在云南會澤(海拔2 280 m)進行了約8周的高原訓練，分為以下階段：第1周為高原訓練的適應階段；第2～4周為逐步提高訓練量階段；第5周為調整恢復周；第6～7周為大訓練量且逐步增加訓練強度階段；第8周為下高原前減量訓練調整周。運動員的訓練節奏和內容基本一致。

1.2.2 專項有氧能力測試 中國賽艇隊探索了一套規范和標準的運動員專項有氧能力測試評價方法，最常用的就是采用測功儀6 km測試，測功儀型號為CONCEPT-II。測試前，在測功儀上進行準備活動15 min，正式測試前10 min到測功儀上進行適應和調試，調試后開始測試。高原訓練前1周和高原訓練后3周分別進行了測功儀6 km測試，以評價運動員的專項有氧能力。6 km測功儀結束后測試即刻、恢復3 min和恢復7 min的血乳酸(Bla)。

1.2.3 血液學指標測試 EPO測試方法：晨起后，在安靜狀態和室溫下抽取肘靜脈血5 mL，使用無添加劑真空采血管收集血樣，在3 000 r/min的速率下離心15 min，采用貝克曼化學發光儀ACCESS2對血樣進行測試。

Hgb濃度測試方法：晨起后，在安靜狀態和室溫下抽取肘靜脈血2 mL，使用EDTA抗凝真空采血管收集血樣，采用貝克曼全自動血球計數儀LH780對血樣進行測試。

Bla測試方法：取20 μL耳血，并置于抗凝管內，使用德國EKF Biosen C-Line 自動Bla測試分析儀對血樣進行測試。

1.2.4 數據處理 采用SPSS 22.0進行數據分析，所有結果采用平均數±標準差表示。組內高原訓練前后采用配對樣本t檢驗，組內不同時間點均值比較采用重復測量方差分析，應答者組與不應答者組間采用協方差分析。以P<0.05作為差異具有顯著性的標準，以P<0.01作為差異具有非常顯著性的標準。

2 研究結果

2.1運動員專項有氧能力的應答差異39名中國賽艇隊運動員在高原訓練前后分別進行專項有氧能力測試，結果見表2和表3。39名運動員的測功儀6 km成績平均提高了0.10%(P>0.05)。39名運動員的成績出現了較大的個體差異：其中有25名運動員的成績得到提高，平均提高了0.67%(P<0.01)，將這部分運動員稱為高原訓練的應答者；另外14名運動員的成績下降了0.91%(P<0.01)，將這部分運動員稱為高原訓練的不應答者。從分段成績上看，39名運動員在2 km分段速度上提高了0.51%(P<0.01)。應答者在2 km、3 km、4 km、5 km和6 km分段速度上都有顯著性提高(P<0.01)；不應答者在3 km分段速度上提高了0.82%(P<0.05)，但在4 km、5 km和6 km分段速度上都出現了顯著的下降(P<0.01)。高原訓練后應答者與不應答者在2 km、3 km、4 km、5 km和6 km分段上都有顯著性差異。

另外，高原訓練后即刻Bla、恢復3 min和7 min的Bla也出現了顯著性變化：與高原訓練前相比，全部運動員恢復3 min Bla下降了7.99%(P<0.05)；應答者即刻Bla和恢復3 min Bla分別下降了6.48%(P<0.05)和8.24%(P<0.05)，不應答者的恢復3 min Bla下降了7.55%(P<0.05)。可見，在總體、應答者及不應答者中，高原訓練后恢復3 min Bla的變化都具有統計學意義。

表2 運動員高原訓練前后測功儀6 km成績和Bla變化

注：*表示高原訓練后與高原訓練前相比，P<0.05；**表示高原訓練后與高原訓練前相比，P<0.01；#表示高原訓練后應答者與不應答者相比，P<0.05；##表示高原訓練后應答者與不應答者相比，P<0.01；表3同此

2.2高原訓練對運動員血液學指標的影響

2.2.1 高原訓練對運動員EPO的影響 表4和表5顯示：在高原訓練第3天，EPO比高原訓練前有了顯著升高，總體提高了38.41%(P<0.01)，應答者平均提高了43.09%(P<0.01)，而不應答者平均提高了30.04%(P<0.05)；第15天，EPO出現了明顯回落，總體的EPO僅比高原訓練前提高了10.24%(P>0.05)，應答者比高原訓練前提高了10.82%(P>0.05)，而不應答者比高原訓練前提高了9.21%(P>0.05)；但是，與第3天相比，第15天的EOP下降幅度較大，總體下降了17.25%(P<0.01)，應答者平均下降了19.92%(P<0.01)，不應答者平均下降了12.49%(P>0.05)；高原訓練的第35天，總體的EPO比高原訓練前提高了10.66%(P>0.05)，應答者比高原前提高了11.66%(P>0.05)，不應答者比高原訓練前提高了8.88%(P>0.05)；高原訓練的第55天，即高原訓練將近結束時，總體的EPO反而比高原訓練前還要低，總體的EPO比高原訓練前下降了2.98%(P>0.05)，應答者下降了2.00%(P>0.05)，不應答者的下降幅度較大，為4.73%(P>0.05)。

表4 運動員進行高原訓練前后的EPO含量

表5 運動員EPO的變化率

注：*表示P<0.05,**表示P<0.01，表7同此

2.2.2 高原訓練對運動員Hgb質量濃度的影響 表6和表7顯示：與高原訓練前相比，高原訓練第3天總體的Hgb質量濃度提高了4.05%(P<0.01)，應答者的質量濃度提高了4.30%(P<0.01)，不應答者的質量濃度提高了3.60%(P<0.01)；第15天時，總體的Hgb質量濃度提高了3.39%(P<0.01)，應答者的Hgb質量濃度提高了3.46%(P>0.05)，不應答者的Hgb質量濃度提高了3.28%(P>0.05)；高原訓練的第15天與第3天相比，Hgb質量濃度有了一定的下降，總體的Hgb質量濃度下降了0.58%(P>0.05)，應答者的Hgb質量濃度下降了0.79%(P>0.05)，不應答者的Hgb質量濃度下降了0.22%(P>0.05)；在高原訓練的第35天，總體的Hgb質量濃度比高原訓練前提高了3.92%(P<0.01)，應答者的Hgb質量濃度提高了4.11%(P<0.01)，不應答者的Hgb質量濃度提高了3.58%(P<0.01)；在高原訓練的第55天，總體的Hgb質量濃度比高原訓練前提高了6.19%(P<0.01)，應答者的Hgb質量濃度提高了7.17%(P<0.01)，不應答者的Hgb質量濃度提高了4.44%(P<0.01)。

表6 運動員進行高原訓練前后Hgb的質量濃度

表7 運動員Hgb質量濃度的變化率

3 分析與討論

3.1運動員專項有氧能力對高原訓練的應答差異高原訓練特別是冬訓準備期的高原訓練，其主要目的是提高運動員的有氧能力。以前，高原訓練的研究重點多集中于高原訓練的高度、時間和訓練強度，以及高原訓練對機體造成的影響(如紅細胞和免疫能力等)[14-15]。在訓練實際和研究中發現，高原訓練并不能提高每位運動員的運動能力，在執行統一訓練計劃的前提下，部分運動員的有氧能力確實得到了提高[16]，但部分運動員的有氧能力并未得到提高。因此，高原訓練對運動員有氧能力的改善是教練員和運動員最關注的。本文中的39名運動員在同一時間和同一地點進行高原訓練，具有相同的訓練節奏，部分運動員的專項有氧能力得以提高，而部分運動員的專項有氧能力并未提高。

本文中，39名中國賽艇隊運動員參加了8周高原訓練，訓練地點在云南會澤，海拔為2 280 m，訓練計劃和節奏基本相同。在國外，測功儀6 km是評價賽艇運動員專項有氧能力的方法之一，通常用于整個賽季的準備期[17]。測功儀6 km也是中國賽艇隊評價賽艇運動員專項有氧能力常用的測試評價方法。該方法具有受客觀環境影響小及易對成績進行對比分析等優點[18]。Mikulic[19]報道了賽艇運動員測功儀6 km成績與通氣閾功率的相關系數為-0.743，與最大攝氧量功率的相關系數為-0.732。可見，這種測試是評價賽艇運動員專項有氧能力的有效手段。高原訓練前后分別采用測功儀6 km評價運動員專項有氧能力的變化，其中有25名運動員的專項有氧能力得到了提高，占總人數的64.10%，這部分運動員為高原訓練的應答者；而另14名運動員的專項有氧能力下降，占總人數的35.90%，這部分運動員為高原訓練的不應答者。經過分段成績分析可知，2組運動員6 km測試的后半段(即3～5 km)的分段速度出現了顯著性變化。由此可見，有部分運動員的專項有氧能力經過高原訓練并未得到提高，且所占比例較大。當然，造成運動員專項有氧能力下降的因素比較復雜，如高原訓練中的訓練情況、測試時的身體狀態等。本文試圖通過運動員對高原環境和高原訓練的應激和適應情況，探討其與專項有氧能力變化之間的關系。

3.2高原訓練對EPO和Hgb質量濃度的影響高原或低氧是EPO分泌的重要因素[20]。Ge[21]認為，暴露于低壓、低氧倉(相當于1 780～2 800 m)6 h和24 h后，EPO的增加存在顯著的個體差異(-41%～400%)。另有研究結果顯示，青少年游泳運動員的EPO暴露于常壓低氧環境(模擬2.5 km)4 h即顯著升高，但存在明顯的個體差異(10%～155%)[22]。Mounier等[7]發現，青少年游泳運動員暴露于常壓低氧環境(模擬3 km)3 h后，其EPO的變化范圍為-20.5%～57.1%。Brugniaux等[23]發現，長跑運動員在模擬3 km低氧暴露3 h后，EPO平均上升了37.6%，變化范圍為-4.5%～105.7%。高原訓練和模擬低氧訓練總體能夠提高EPO水平，但會存在較大的個體差異，且高原訓練能夠擴大這種個體差異。高原訓練不僅會增大EPO變化的個體差異性，還會增大RBC和Hgb濃度的個體差異性。彭朋[24]認為，2周模擬2 366 m的低氧暴露能夠擴大EPO和RBC等的個體差異性。孟志軍等[25]報道，男子賽艇運動員在8周的高原訓練中，Hgb質量濃度的變化率為-7.45%～27.85%。可見，眾多的研究均表明，高原訓練對運動員EPO和Hgb質量濃度的影響存在較大的個體差異，而這種紅細胞系指標的差異也可能導致運動能力的不同變化。

本文研究結果顯示：高原訓練的第3天，應答者EPO平均提高的幅度大于不應答者，且應答者與不應答者均有3名運動員的EPO比高原訓練前降低；與高原訓練前相比，在高原訓練的第15天，應答者EPO提高的幅度大于不應答者；與高原訓練的第3天相比，在高原訓練的第15天，應答者EPO下降的幅度比不應答者大；與高原前相比，高原訓練的第35天，應答者EPO的提高幅度仍高于不應答者；在高原訓練的第55天，EPO均下降，應答者下降的幅度低于不應答者；高原訓練的第55天與第3天相比，應答者EPO的下降幅度更大。

從EPO上看，應答者高原訓練第3天的應激更明顯，且第15天的適應性更好，在整個高原訓練過程中，EPO的提高率(與高原前相比)均高于不應答者。在本文中，應答者的EPO值在高原訓練前和高原訓練的各階段均低于不應答者。從Hgb質量濃度的角度看，與高原前相比，在高原訓練的第3天，應答者比不應答者的Hgb質量濃度提高的幅度更大，且應答者與不應答者中均有2名運動員的Hgb質量濃度下降，且高原訓練的第15天、第35天和第55天均出現相同的現象。高原訓練的第15天與第3天相比，應答者Hgb質量濃度下降的幅度比不應答者更大，這與EPO的表現一致。

3.3專項有氧能力應答差異與EPO、Hgb濃度的關系對高原訓練效果進行預測一直是高原訓練研究領域的熱點。目前，主要通過對血氧飽和度、EPO、Hgb和基因多態性等的研究預測高原訓練的效果，以期對高原訓練有一定的指導意義。彭朋[24]認為，EPO的變化率與最大攝氧量之間的相關系數為0.679(P<0.05)，所以EPO的變化對運動能力具有一定的預測作用。Chapman等[10]報道，根據高原訓練的效果及高原訓練前后5 km跑的成績，將32名運動員分為應答者(n=17)和不應答者(n=12)，高原訓練30 h時應答者和不應答者的EPO增加顯著不同，而高原訓練2周后應答者的EPO仍比高原訓練前顯著增加，且Mounier等認為這是導致應答者Hgb總量和有氧能力增加的主要原因。Friedmann等[22]進行了類似的研究認為，高原訓練4 h的EPO增加與高原訓練過程中的EPO增加顯著相關，雖然與Hgb總量無顯著相關，但Friedmann等仍然認為EPO的急劇增加是導致高原訓練后運動表現提高的重要決定因素。

在本文中，2組運動員的EPO變化存在較大不同，這可能與其專項有氧能力的變化有一定關系；特別是第3天的應激情況和第15天的適應情況存在顯著不同，這也與Chapman等的研究較為一致。然而，傳統觀點認為，Hgb攜氧能力與運動員的有氧能力相關[26]。筆者目前還未見到Hgb質量濃度與專項有氧能力具有相關關系的直接研究。在本文中，運動員專項有氧能力的變化與Hgb質量濃度變化的相關關系不明顯，可能有以下幾個方面的原因：①本文測試的是Hgb質量濃度，而不是Hgb總量，Hgb質量濃度易受機體缺水和血漿容量等的影響；②賽艇運動員Hgb質量濃度的個體差異較大，對分析結果造成了一定影響。

盡管本文嘗試從EPO和Hgb的角度解釋優秀賽艇運動員專項有氧能力對8周高原訓練應答的差異，但并未發現專項有氧能力的變化與EPO、Hgb之間存在明顯的線性關系。原因有以下幾方面：①高原訓練對運動員機體的影響不僅僅是EPO和Hgb，還包括骨骼肌線粒體、氧化酶和呼吸系統等；②運動員專項有氧能力的測試成績會受多種因素的影響，如測試時的競技狀態、力量水平和疲勞程度等。這也是本文的不足，在以后的研究中，將會進一步開展運動員專項有氧能力對高原訓練應答差異與其他相關指標之間關系的研究。

4 結論

(1) 我國優秀賽艇運動員的專項有氧能力變化經高原訓練后呈現出明顯的個體差異，對高原訓練的應答者約為64%，不應答者約為36%。

(2) 我國優秀賽艇運動員高原訓練的應答者與不應答者在高原訓練過程中的促紅細胞生成素和血紅蛋白濃度表現出不同的變化規律。

(3) 2組運動員高原訓練第3天促紅細胞生成素應激程度和第15天的適應程度存在明顯不同，但與專項有氧能力改善并無明顯的線性關系。