低氧訓(xùn)練對(duì)女大學(xué)生健康體適能的影響研究

陸保云

(合肥師范學(xué)院 體育科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230601)

大學(xué)生作為祖國(guó)的建設(shè)者和接班人，是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的主力軍.良好的體質(zhì)狀況是當(dāng)代大學(xué)生為國(guó)家發(fā)展和民族繁榮而努力工作的保障.然而，2020年全國(guó)大學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)查結(jié)果[1]顯示：大學(xué)生體質(zhì)測(cè)試不及格率約30%，肥胖人數(shù)不斷上升，肥胖率達(dá)到5.5%.因此，如何改變現(xiàn)狀，有效提高大學(xué)生體質(zhì)健康水平，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成健康的生活方式，已成為高校教育工作的重點(diǎn).

低氧訓(xùn)練指的是機(jī)體在低于正常水平的氧氣含量的環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，有助于使人體的運(yùn)動(dòng)、免疫和內(nèi)分泌等系統(tǒng)產(chǎn)生良性適應(yīng)，最終達(dá)到促進(jìn)人體健康的目的[2].近年來(lái)，隨著運(yùn)動(dòng)健身的發(fā)展，通常用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的低氧訓(xùn)練(hypoxic training)也被引入到健身領(lǐng)域，且引起學(xué)者的關(guān)注.目前研究發(fā)現(xiàn)，低氧運(yùn)動(dòng)不僅可以提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，也可以促進(jìn)糖脂代謝和改善體成分等方面具有顯著效果[3-4].本研究借助低氧呼吸面罩對(duì)女大學(xué)生進(jìn)行10周低氧跑臺(tái)訓(xùn)練，觀察低氧訓(xùn)練對(duì)女大學(xué)生健康體適能相關(guān)指標(biāo)的影響，為推廣低氧運(yùn)動(dòng)在大眾健身領(lǐng)域的應(yīng)用提供實(shí)證參考.

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以合肥師范學(xué)院30名非體育專(zhuān)業(yè)女大學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對(duì)象.將實(shí)驗(yàn)對(duì)象隨機(jī)分成ID組(低氧組)和IC組(常氧組)，每組15人.受試者無(wú)重大疾病和運(yùn)動(dòng)性功能障礙，且自愿參加本研究.兩組受試者實(shí)驗(yàn)前的年齡、身高、體重、身高體質(zhì)量指數(shù)(BMI)等方面均無(wú)明顯差異，P>0.05，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.

表1 各組受試者基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

DYS-2(TY650)型智能化低氧健身系統(tǒng)(合肥恒誠(chéng)智能技術(shù)有限公司)；KY380980型皮褶厚度測(cè)試儀(北京思普特科技有限公司)；IOI353型身體成分分析儀(韓國(guó)杰文(中國(guó))醫(yī)療器械有限公司)；HK6800型系列產(chǎn)品(身高體重測(cè)試儀、臺(tái)階試驗(yàn)測(cè)試儀、肺活量測(cè)試儀、50 m跑測(cè)試儀、立定跳遠(yuǎn)測(cè)試儀、坐位體前屈測(cè)試儀)(深圳市恒康佳業(yè)科技有限公司)；HEM-8714型電子血壓計(jì)(日本歐姆龍(中國(guó))有限公司)；JD618型億健跑臺(tái)(浙江頂康科技有限公司).測(cè)試所需器材為polar心率遙測(cè)表、標(biāo)志桶、秒表和卷尺.

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)前對(duì)受試者的身體形態(tài)、心肺功能、身體素質(zhì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，并記錄前測(cè)數(shù)據(jù).

訓(xùn)練前兩組受試者均進(jìn)行1周的適應(yīng)性練習(xí)，主要熟悉器材的使用方法和訓(xùn)練流程.ID組采用低氧跑臺(tái)訓(xùn)練10周(模擬海拔高度3 000 m)，每周4次，每次30 min；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中佩戴低氧呼吸面罩和polar心率表，心率控制在120-160次/min之間，來(lái)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；跑臺(tái)共有5級(jí)坡度，每2周增加一個(gè)坡度.IC組采用常氧跑臺(tái)訓(xùn)練，訓(xùn)練時(shí)間、強(qiáng)度和頻次均與低氧組相同.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若受試者出現(xiàn)身體不適應(yīng)立即停止運(yùn)動(dòng)，情況嚴(yán)重要及時(shí)就醫(yī)；每次訓(xùn)練結(jié)束注意休息，及時(shí)補(bǔ)充水果蔬菜以及蛋白質(zhì).

實(shí)驗(yàn)后測(cè)試兩組受試者健康體適能的各項(xiàng)指標(biāo)，記錄所有指標(biāo)數(shù)據(jù).通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)前、后各組內(nèi)和組間的指標(biāo)變化，分析低氧訓(xùn)練對(duì)大學(xué)生身體形態(tài)、心肺功能和體成分的影響.

1.2.3 測(cè)試指標(biāo)

本課題對(duì)健康體適能的評(píng)估選取身體形態(tài)、心肺功能和身體素質(zhì)3個(gè)方面.其中，身體形態(tài)包括：身體圍度、身體成分、皮褶厚度.身體圍度指標(biāo)為：BMI、頸圍、胸圍、腰圍、臀圍、腰臀比；身體成分指標(biāo)為：體重、體脂率、脂肪量、瘦體重、體脂百分比；皮褶厚度指標(biāo)為：胸部、大腿前側(cè)、肩胛下部、腹部、肱三頭肌；心肺功能指標(biāo)為：安靜心率、血壓、臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)、最大攝氧量；身體素質(zhì)指標(biāo)為：50 m跑(速度)、立定跳遠(yuǎn)(力量)、800 m跑(耐力)、坐位體前屈(柔韌)、T形測(cè)試(靈敏)、象限跳(協(xié)調(diào)).

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)大學(xué)生健康體適能測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)ID組和IC組的受試者組內(nèi)對(duì)比采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間對(duì)比采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(P<0.05代表有顯著差異，P<0.01代表有非常顯著差異)，結(jié)果采用“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”來(lái)表示.

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)前后身體形態(tài)的比較

2.1.1 實(shí)驗(yàn)前后身體圍度的比較

干預(yù)前后ID組和IC組身體圍度的變化情況見(jiàn)表2.

身體圍度組內(nèi)比較:ID組的BMI和腰臀比數(shù)值較之前有一定的降低，且存在顯著差異(P<0.05)；其中，頸圍、胸圍、腰圍和臀圍數(shù)值明顯降低，且存在非常顯著差異(P<0.01).IC組的所有指標(biāo)數(shù)值均有所降低；其中，BMI、頸圍、胸圍、腰圍和臀圍數(shù)值前后對(duì)比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05).

表2 干預(yù)前后身體圍度測(cè)試結(jié)果

身體圍度組間比較:實(shí)驗(yàn)前ID組和IC組間的BMI、頸圍、胸圍、腰圍、臀圍和腰臀比數(shù)值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后ID組較IC組的數(shù)值均有所降低，其中，BMI值有所變化，但不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；頸圍、胸圍、臀圍以及腰臀比數(shù)值降低，且具有顯著差異(P<0.05)；腰圍數(shù)值明顯降低，且有非常顯著差異(P<0.01).

2.1.2 實(shí)驗(yàn)前后身體成分的比較

干預(yù)前后ID組和IC組身體成分的變化情況見(jiàn)表3.

身體成分組內(nèi)比較:ID組除骨骼肌含量無(wú)明顯變化外，其他指標(biāo)均有所變化(P>0.05)，瘦體重有明顯的增加，且存在顯著差異(P<0.05)，其中，體重、體脂肪含量和體脂百分比數(shù)值降低非常明顯，且存在非常顯著差異(P<0.01).IC組的瘦體重有所降低，骨骼肌含量有所增加，但這兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值變化不明顯，且無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；體重、體脂肪含量和體脂百分比數(shù)值降低較為明顯，且存在顯著差異(P<0.05).

表3 干預(yù)前后身體成分測(cè)試結(jié)果

身體成分組間比較:實(shí)驗(yàn)前ID組和IC組間的體重、瘦體重、體脂肪含量、骨骼肌含量和體脂百分比數(shù)值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后ID組較IC組除體重和骨骼肌含量無(wú)明顯變化外，其它指標(biāo)均有所變化，其中，瘦體重有所增加，且存在顯著差異(P<0.05)，體脂肪含量和體脂百分比數(shù)值明顯降低，且有非常顯著差異(P<0.01).

2.1.3 實(shí)驗(yàn)前后皮褶厚度的比較

干預(yù)前、后ID組和IC組皮褶厚度的前后變化情況見(jiàn)表4.

表4 干預(yù)前、后皮褶厚度測(cè)試結(jié)果

皮褶厚度組內(nèi)比較:ID組的肱三頭肌、肩胛下部、胸部、腹部和大腿前側(cè)等皮褶厚度降低幅度較大，且有非常顯著差異(P<0.01)；IC組所有部位的皮褶厚度也有明顯降低，且有顯著差異(P<0.05).

皮褶厚度組間比較:實(shí)驗(yàn)前ID組和IC組間的肱三頭肌、肩胛下部、胸部、腹部和大腿前側(cè)等皮褶厚度均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后ID組較IC組均有明顯變化.其中，胸部皮褶厚度明顯降低，且存在顯著差異(P<0.05)；肱三頭肌、肩胛下部、腹部和大腿前側(cè)等皮褶厚度降低幅度較大，且有非常顯著差異(P<0.01).

2.2 實(shí)驗(yàn)前后心肺功能的比較

干預(yù)前后ID組和IC組心肺功能的變化情況見(jiàn)表5.

心肺功能組內(nèi)比較:ID組的血壓組內(nèi)檢驗(yàn)沒(méi)有差異(P>0.05)；安靜心率有明顯降低，組內(nèi)檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05)；臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量有非常明顯增加，且組內(nèi)檢驗(yàn)有非常顯著差異(P<0.01).IC組除血壓組內(nèi)檢驗(yàn)沒(méi)有差異外(P>0.05)，其他指標(biāo)均有明顯增加，且組內(nèi)檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05).

表5 干預(yù)前后心肺功能測(cè)試結(jié)果

心肺功能組間比較.實(shí)驗(yàn)前ID組和IC組間的心肺功能指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后ID組較IC組除安靜心率和血壓沒(méi)有較大變化外，臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量有顯著增加，且組間檢驗(yàn)差異非常顯著(P<0.01).

2.3 實(shí)驗(yàn)前后身體素質(zhì)的比較

干預(yù)前后ID組和IC組身體素質(zhì)的前后變化情況見(jiàn)表6.

身體素質(zhì)組內(nèi)比較:ID組的T形測(cè)試成績(jī)組內(nèi)檢驗(yàn)沒(méi)有差異(P>0.05)；立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈和象限跳成績(jī)顯著增加，組內(nèi)檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05)；50 m和800 m跑成績(jī)提高非常顯著，且組內(nèi)檢驗(yàn)有非常顯著差異(P<0.01).IC組除T形測(cè)試成績(jī)無(wú)明顯變化外，其他指標(biāo)均有明顯變化，50 m、800 m、立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈和象限跳成績(jī)明顯提高，組內(nèi)檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05).

身體素質(zhì)組間比較:實(shí)驗(yàn)前ID組和IC組間的身體素質(zhì)指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；實(shí)驗(yàn)后ID組較IC組的立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈、T形測(cè)試和象限跳成績(jī)沒(méi)有較大變化外，50 m和800 m跑成績(jī)明顯提高，且組內(nèi)檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05).

表6 干預(yù)前、后身體素質(zhì)測(cè)試結(jié)果

3 分析與討論

3.1 低氧訓(xùn)練對(duì)身體形態(tài)的影響分析

身體形態(tài)是指身體及各組成部分的外部形態(tài)及特征.通常用身體圍度來(lái)表現(xiàn)，但不能全面評(píng)價(jià)人體的肥胖程度和健康狀況.人的身體主要是有水、脂肪、蛋白質(zhì)、和無(wú)機(jī)鹽4種成分構(gòu)成，定期監(jiān)測(cè)體內(nèi)成分的變化，采取相應(yīng)干預(yù)措施，對(duì)預(yù)防疾病和塑造完美身材具有重要意義.皮褶厚度是推斷全身脂肪含量、判斷皮下脂肪發(fā)育情況的一項(xiàng)重要指標(biāo).因此，在原有身體圍度指標(biāo)的基礎(chǔ)上，增加身體成分和皮褶厚度指標(biāo)，可以對(duì)人體內(nèi)部和外部形態(tài)進(jìn)行全面科學(xué)的評(píng)價(jià).

王航平等[5]研究發(fā)現(xiàn)，低氧鍛煉對(duì)減控體重和降低BMI效果顯著，低氧中等強(qiáng)度訓(xùn)練可以顯著降低肥胖者身體成分并改變血脂代謝.趙述強(qiáng)等[6]研究發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練能夠降低肥胖大學(xué)生的體重，降低體脂含量，改善體成分和促進(jìn)心肺功能.唐永根等[7]發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練能在保持運(yùn)動(dòng)競(jìng)技能力的情況下改善體成分，但也存在瘦體重下降、訓(xùn)練負(fù)荷減少以及不利于機(jī)體恢復(fù)等問(wèn)題.鄭蓓蓓等[8]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)6周間歇性低氧訓(xùn)練后，受試者體重、BMI和體脂百分比等指標(biāo)明顯降低，且優(yōu)于常氧組.王寧琦等[9]研究發(fā)現(xiàn)，4周模擬海拔2 500-2 800 m低氧訓(xùn)練后，肥胖青少年體重和BMI明顯降低，脂肪代謝改善明顯.上述學(xué)者研究認(rèn)為：低氧訓(xùn)練可以減輕體重，降低機(jī)體的脂肪含量，提高運(yùn)動(dòng)能力.

從本研究結(jié)果來(lái)看，中等強(qiáng)度低氧訓(xùn)練與常氧訓(xùn)練對(duì)身體成分、身體圍度、皮褶厚度有積極的改善作用，且低氧組各指標(biāo)變化優(yōu)于常氧組，與已有的研究結(jié)論一致.產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是低氧訓(xùn)練增加了低氧刺激，相對(duì)于常氧需要做更多的額外負(fù)荷，機(jī)體在高強(qiáng)度刺激下，需消耗體內(nèi)更多的能量物質(zhì)，有利機(jī)體對(duì)游離脂肪酸和葡萄糖的攝取和利用，抑制脂肪的合成和存儲(chǔ).

3.2 低氧訓(xùn)練對(duì)心肺功能的影響分析

心肺功能是身體機(jī)能的一個(gè)重要組成部分，對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)能力有著重要的作用.它可以反映心臟的泵血能力、肺的吸氧能力和運(yùn)輸二氧化碳的能力，能夠影響全身器官和肌肉活動(dòng)，對(duì)人體具有中樞調(diào)控作用.強(qiáng)大的心肺功能可以使心臟承受更高的負(fù)荷，增強(qiáng)身體抵抗力，促進(jìn)肝臟排毒，加速機(jī)體新陳代謝，降低猝死和心腦血管疾病的發(fā)病率.醫(yī)學(xué)上可以通過(guò)對(duì)安靜心率、血壓、臺(tái)階實(shí)驗(yàn)指數(shù)、肺活量和最大攝氧量等指標(biāo)檢測(cè)來(lái)評(píng)定心肺功能基本情況，對(duì)預(yù)防疾病有重要意義.

馬波等[10]研究發(fā)現(xiàn)，間歇性低氧訓(xùn)練能夠提高優(yōu)秀跆拳道運(yùn)動(dòng)員的最大攝氧量、最大通氣量和每分通氣量，降低呼吸頻率、心率以及血乳酸水平，提高心肺功能.扆錚等[11]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)受試者佩戴ETM進(jìn)行30 min的低氧耐力訓(xùn)練后，肺活量、第1秒肺活量和最大攝氧量明顯變大，且具有顯著差異.涂晏豪[12]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)大學(xué)生使用阻氧嘴進(jìn)行跑臺(tái)訓(xùn)練后，低氧組的最大攝氧量和血紅蛋白高于普通組，心率和血乳酸值低于普通組，骨骼肌利用氧的能力變強(qiáng).上述學(xué)者研究認(rèn)為：低氧訓(xùn)練可以改善最大自主通氣量，提高呼吸肌的力量和耐力，降低呼吸頻率、心率、血壓以及血乳酸水平，促進(jìn)心肺功能的提升.

從本研究結(jié)果來(lái)看，低氧組訓(xùn)練后，女大學(xué)生的安靜心率有明顯降低，臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量增加非常明顯，且各指標(biāo)變化優(yōu)于常氧組，與已有的研究結(jié)論一致.產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是低氧訓(xùn)練減少了空氣吸入量，只有通過(guò)深呼吸的方式才能獲取更多的氧氣滿足機(jī)體需要；低氧刺激有利于擴(kuò)大肺部容積，增強(qiáng)呼吸肌的彈性和力量，提高血液的載氧能力.長(zhǎng)期在低氧環(huán)境刺激下，機(jī)體逐漸適應(yīng)，心肌收縮力量和彈性增加，每搏輸出量增加，安靜心率降低.

3.3 低氧訓(xùn)練對(duì)身體素質(zhì)的影響分析

身體素質(zhì)是指人體在運(yùn)動(dòng)、勞動(dòng)和日常生活中，各器官和組織在大腦中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)下所表現(xiàn)出來(lái)的各種能力的綜合反應(yīng)，包括速度、力量、耐力、柔韌性、靈敏性和協(xié)調(diào)性.身體素質(zhì)的好壞直接反映了人們?cè)谌粘Ｉ钪谐惺苣芰Φ膹?qiáng)弱，是衡量一個(gè)人體質(zhì)健康狀況的重要標(biāo)志之一.體質(zhì)健康水平很大程度上取決于身體素質(zhì)水平，長(zhǎng)期規(guī)律的體育鍛煉可以提升身體素質(zhì)水平.因此，增強(qiáng)體質(zhì)和健康對(duì)大學(xué)生具有重要意義.

何連源[13]研究發(fā)現(xiàn)，4周模擬海拔3 000 m低氧環(huán)境下，無(wú)氧功率自行車(chē)反復(fù)沖刺訓(xùn)練，籃球運(yùn)動(dòng)員折返跑成績(jī)有顯著提升，說(shuō)明低氧訓(xùn)練能夠提高運(yùn)動(dòng)員的速度耐力水平.趙述強(qiáng)等[6]研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)8周65%-75%最大攝氧量強(qiáng)度的低氧訓(xùn)練后，肥胖大學(xué)生的3 000 m成績(jī)有了明顯提升，且具有顯著差異.說(shuō)明低氧訓(xùn)練可以提高肥胖大學(xué)生的有氧耐力水平.上述學(xué)者研究認(rèn)為：低氧訓(xùn)練可以改善受試者的有氧耐力和速度耐力水平.

從本研究結(jié)果來(lái)看，低氧組訓(xùn)練后，除T形測(cè)試成績(jī)無(wú)明顯變化外，女大學(xué)生的立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈和象限跳成績(jī)明顯提高，50 m和800 m跑成績(jī)提高非常顯著，且各指標(biāo)優(yōu)于常氧組.與已有的研究結(jié)論一致.產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是長(zhǎng)期在低氧環(huán)境下練習(xí)可以促進(jìn)身體制造出更多的紅血球、血紅素以及肌球蛋白提高攝氧能力.另外，低氧訓(xùn)練可以改善白肌纖維從血液中攝氧能力，促進(jìn)血管擴(kuò)張，代謝更多的無(wú)機(jī)磷脂質(zhì)，提高爆發(fā)力以及抗疲勞的能力.訓(xùn)練前后的拉伸訓(xùn)練對(duì)于柔韌性的改善有一定的效果.

4 結(jié)論

(1)身體形態(tài)方面，低氧訓(xùn)練能夠顯著降低體重、BMI、腰臀比、體脂肪含量、體脂百分比、身體圍度和皮褶厚度，增加瘦體重.

(2)心肺功能方面，低氧訓(xùn)練能夠顯著提高臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)、肺活量、肺活量體重指數(shù)和最大攝氧量，降低安靜心率.

(3)身體素質(zhì)方面，低氧訓(xùn)練能夠顯著提高立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈、象限跳、50 m和800 m跑成績(jī).