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体育网刊2008年第9期
 
HiLo、LoHi训练对女子皮划艇队员血象指标的影响

2008/9/9 16:51:15 浏览次数 2882  

白光斌 (西安电子科技大学体育部,陕西 西安,710071)
曹艳霞2(1.陕西师范大学体育学院,陕西 西安  710062)

摘要:采用试验法,将16名优秀女子皮划艇运动员分为两组(每组8人),分别进行4周高住低练(HiLo)、低住高练(LoHi),得出结论为:两种模式低氧训练中RBC、Hb 和Hct的变化幅度、 特点与规律存在一定差异,与高原训练比较也有所不同;RBC、Hb 和Hct表现为HiLo>LoHi, RBC、Hb 和Hct的增加不完全同步;4周两种模式低氧训练效果至少可以保持2周,不同低氧训练模式虽对WBC造成一定规律性的改变,但两组间无明显差异的结果表明,不同低氧训练模式对机体免疫机能虽有影响,但不明显。
关键词: 皮划艇;优秀运动员; 血象;比较研究;女子; 高住低练;;低住高练;

1  研究目的
    近年来,随着低氧训练研究与应用的不断深入,低氧训练的模式也由最早开始的高住低练(living high and training low, HiLo),逐步向低住高练(living low-training high, LoHi)等新的训练模式发展。在运动实践中,无论高原训练或是低氧训练,其根本目的就是利用“缺氧”刺激,使机体各系统产生抗缺氧的生理性适应,从而提高机体运输和利用氧的能力,最终达到提高有氧代谢能力的目的[1]。其中,最让广大教练员、运动员和科研人员关注的是缺氧促进了促红细胞生成素(EPO)生成,从而刺激骨髓中红细胞(RBC)成熟和释放速度增加,导致血红蛋白合成量的增加,以实现“血液回输”效应,达到提高机体运氧能力的目的。已有许多研究表明[2-4],不同缺氧程度和低氧训练模式对血液学指标的影响存在明显差异。目前,对HiLo、LoHi低氧训练模式对血液学指标影响的研究结果不多见到。
    本实验通过对HiLo、LoHi低氧训练模式过程中红细胞计数(RBC)、血红蛋白浓度(Hb)和白细胞计数(WBC)等指标变化的动态观察和分析,研究HiLo、LoHi训练过程中上述指标的变化特点与规律。因为低氧刺激后RBC增加和Hb浓度的升高是高原训练和低氧训练提高平原运动能力的主要原因之一,这种变化不仅可提高血液的载氧能力,还可提高血液对乳酸的缓冲能力;而通过不同模式低氧训练过程中WBC的变化规律,初步探讨机体免疫机能的变化特点,最终为不同低氧训练模式在运动实践中的应用提供理论和实践依据。

2  研究对象与方法
2.1  研究对象
    以陕西杨陵皮划艇16优秀女子运动员为研究对象,专业训练年限为4~6年。将运动员随机分为2组,每组8人,即对照组——高住低练(HiLo)组、低住高练(LoHi)组(表1)

2.2  HiLo与LoHi训练计划与专项训练的安排
2.2.1  HiLo与LoHi训练计划和高度
    HiLo组:即低氧睡眠+常氧训练,共4周;低氧睡眠每周6天每天为晚8:00-次日晨6:30分;白天常氧训练以有氧训练为主;LoHi组:即低氧训练+常氧训练,共4周;低氧训练每周训练3次,每次1.5-2h;常氧训练以有氧训练为主。低氧训练和睡眠时氧分压为15.4%,海拔高度相当于2500m,大气压为常压。
    每天低氧训练和专项时间安排,根据运动员训练需要,具体训练内容和计划制订,由低氧科研人员和教练员根据需要共同完成。两组运动员常和低氧的训练计划、内容、强度和量以及饭食条件基本相同。
2.2.2  HiLo与LoHi训练内容与强度
    低氧训练前递增负荷测试确定运动强度和间歇时间:高度2500m(氧浓度:14.8%),起始负荷100w,频率85~95rpm,每5min递增20w,总共5级负荷,每级末测试心率、血乳酸、血氧饱和度( )和输出功率。
    运动强度,间歇时间判断标准:血乳酸控制在2~3mmol/L, 控制在82%~87%。
LoHi时间:每天训练台训练1h30min(传动比:52/17),共3周。
    具体训练方案:
    常规LoHi训练:以150~155b/m心率强度训练25min,共3次,次间间歇5min,采用主动练习恢复方式;强度LoHi训练:LoHi训练第2周,每两天1次高强度的短时间间歇训练,先以150~155b/m心率训练35min,然后以160~165b/m心率每次训练1min,每组6次,共2组,次间间歇2min,组间间歇5min,采用主动训练恢复方式。
    测试时间与指标:分别于训练前3天,训练中第1.2.3.4周周末,训练后第1.2周周末,进行血管常规测试,指标主要包括RBC、Hb 、WBC 和 Hct。
    测试方法:取受试者,晨末出早操前指尖血20ul,测出RBC、Hb、WBC和Hct等指标。
    低氧发生设备为美国“Hypoxic Tent System TM”和“Colorado Mountain Room TM”。
    Beckman Coulter Gen【S全自动血细胞分析仪测定血红蛋白(Hb)含量、红细胞压积(Hct)、血细胞(RBC)计数。】
2.4  数据处理
    所有数据由SPSS 11.5 for windows统计处理,统计方法包括组间独立样T检验,同组重复测长,结果以平均数±标准差,<0.05为显著性水平,P<0.01为非常显著性水平。

3  结果与讨论.
3.1  HiLo与LoHi训练模式对红细胞及相关指标的影响
    与传统高原训练相似,低氧训练可导致机体血液成分出现一系列的代偿性反应。目前研究表明[5.6],这种代偿性反应较早体现在EPO分泌量的增加上。由于红细胞的生成主要受EPO的控制,因此,EPO的增加刺激骨髓造血组织释放大量的红细胞,加速了红细胞的生成,提高了机体的血红蛋白水平,增强了机体携带和运输氧气的能力,以适应机体对氧的需要,也就是说,缺氧刺激促进EPO分泌增加,而EPO的生物学效应主要表现为促进RBC、Hb和Hct的提高。这是机体对低氧刺激适应的重要机制,也是高原训练和低氧训练的重要生理学基础之一。

 

3.1.1  HiLo与LoHi训练对红细胞及相关指标变化规律的比较分析
    目前,国内外对高原训练中RBC和Hb变化规律和特点的报道非常多,且研究结果较为一致[7],即高原训练中RBC和Hb的变化规律为:上高原1周后有所升高,此后逐渐下降,2周后接近平原水平,3~4周后略有下降,有时还低于平原水平;高原训练返回平原后,则有所回升,并高于训练前。
    本次研究结果显示(表2、表3、图1、图2、图3),两组运动员训练在不同低氧训练模式RBC、Hb,均有明显差异,与高原训练也有所不同。HiLo组的RBC, Hb和Hct第1、2周显著上升(P<0.05~0.01),第3周略有下降,但仍显著高于训练前(P<0.05~0.01),第四周达到最大值(P<0.05~0.01)分别提高19.37 %,  12.36%, 22.5%;训练后2周,这组运动员的RBC基本保持不变,而Hb逐渐下降,但仍显著高于训练前(P<0.05<0.01);LoHi组的RBC,Hb,Hct和训练过程中逐渐升高,第三周末达最高值(P<0.05);分别提高11.62%,8.66%,14.16%, (P>0.05),而后逐渐下降(P>0.05);训练后2周Hb升高,但低于第三周的最大值;Hb、Hct、RBC都表现为先升后降,但仍高于训练前(P>0.05); 以上研究表明,HiLo组在低氧训练过程中Hb、RBC和Hct变化规律基本相似,表现为:训练中持续显著升高,升高出现早,幅度大,训练结束时达到最高值,训练后虽下降,但仍保持较高水平,训练后2周,RBC达到全过程的最大值,(大于第四周末值)。Hct和Hb升高,但低于最大值。LoHi组则表现为:训练中逐渐升高, 升高出现时间和幅度小于HiLo组, LoHi组峰值比HiLo组峰值提前一周出现,幅度明显低于HiLo组。
    造成不同模式低氧训练和高原训练中RBC、Hb和Hct变化规律不尽相同的原因可能是:1)低氧暴露的时间不同;2)训练高度和环境不同;3)训练强度和量不同。无论何种模式的低氧训练,其低氧暴露均为间断性,也就是低氧与常氧结合的暴露模式,而高原训练则为持续低氧暴露。也就是说,随着间断性低氧暴露时间的逐渐延长,EPO也会逐渐升高,从而导致RBC、Hb等的逐渐升高,这可能是不同模式低氧训练中RBC和Hb变化与高原训练不同的原因之一。此外,本次两种模式低氧训练均采用相当于海拔2500m、常压的低氧训练环境,这样的“高度”比一般高原训练的海拔要高,也就是其缺氧程度要大于高原训练;同时,高原训练中运动员全天的训练均在低氧环境中进行,而不是模式低氧训练时,一般只有2~3h的低氧训练。大量研究表明,低氧环境训练会提高运动强度,运动消耗增大,同时,高原的自然环境与模拟低氧存在很大差异,这些可能都是造成不同模式低氧训练和高原训练红细胞及相关指标变化规律不同的原因。
3.1.2  HiLo与LoHi训练对红细胞及相关指标影响的比较分析
    有关低氧训练对RBC、Hb、Hct等指标影响的研究主要集中在HiLo训练法对其的影响,其他低氧训练模式的相关研究目前报道非常少。大量的动物和人体实验研究表明[9-11],HiLo训练过程中血液中EPO、RBC、Hb和Hct水平均有显著变化,大部分以训练中和训练后的增加为主要变化趋势。
    本次研究结果发现(表2、表3、图1、图2、图3),4周HiLo和LoHi训练均能显著提高运动员RBC、Hb和Hct的水平(P<0.05~0.01)。训练实践和大量的研究告诉我们,耐力运动员提高氧运输能力最可能的途径就是提高RBC和Hb水平。因此,本次研究结果提示,不同模式低氧训练后RBC和Hb的提高将对运动员有氧能力产生良好的影响。Hb浓度的升高主要由于红细胞生成数量和血液浓度的增加。因此,本次不同模式低氧训练中RBC和Hb提高的原因可能是:1)缺氧刺激使肝脏促红细胞生成素(EPO)分泌增加,增强了骨髓的造血功能,使红细胞增多;2)缺氧降低了吸入气中的氧分压,从而刺激肝脏、脾脏等脏器释放储备的红细胞进入血液;3)在低氧环境中训练时,水分经皮肤和呼吸道的不显性蒸发量增加,从而导致血液浓缩,Hb浓度升高。在整个低氧训练过程中(图1、图2和图3),两组运动员RBC、Hb和Hct的增加率和升高幅度大致相同,总体表现为HiLo优于LoHi(即各指标表现出明显的组间差异P<0.05);但LoHi的峰值比HiLo提前一周出现,RBC与Hb和Hct的增加不完全同步。Robertson[13]研究认为,低氧暴露是刺激红细胞生成的前提,其中进行适当运动更能刺激红细胞和Hb的生成。Rodriguez等[14]研究也指出,与单纯低氧暴露相比,在低氧中进行小强度的训练台训练可更有效地刺激EPO水平的提高,增加血液中红细胞和血红蛋白含量,引起红细胞计数、Hct的增加,增强机体有氧能力。HiLo为在低氧睡眠同时进行适当运动,而这种模式提高幅度大于LoHi。由此说明,较长时间低氧刺激同时加入低氧或常氧环境的适当运动,更能刺激RBC、Hb的生成。同时,在训练过程的大部分时间,参加两种模式低氧训练运动员的Hb、RBC、Hct高于训练前,提示不同模式常压2500m低氧训练可能缓解大强度运动训练对红细胞的破坏,促进机体疲劳的恢复。
    从上述研究可知,HiLo训练法在提高RBC与Hb和Hct方面要强于LoHi训练法,这可能主要由于LoHi训练过程中运动员的低氧暴露时间相对较短,对血液系统中血红蛋白及红血细胞系列的影响没有HiLo明显,但是,这种间断性的低氧刺激结合进行一定强度的运动对提高肌肉的有氧耐力有明显帮助[15]。
    3.1.3  HiLo与LoHi训练对红细胞及相关指标训练后保持情况的比较分析
    高原或低氧训练都能提高Hb等指标的水平,但返回平原或低氧训练结束后Hb等能否保持在高水平也是这两种训练方式需要关注的重要问题。本次实验结果发现(表2、表3、图1、图2和图3):低氧训练后,HiLo组的RBC基本保持不变,2周后仍非常显著的高于训练前(P<0.01),而LoHi组2周后略有上升,并高于训练前(P>0.05);HiLo组的Hb和Hct均呈现缓慢下降趋势(P>0.05),2周后仍显著的高于训练前(P<0.05);LoHi组的Hb略有上升,虽高于训练前,但无明显差异(P>0.05),而Hct持续下降(P>0.05),2周后基本恢复至训练前。红细胞寿命约为120天,从理论上分析,RBC和Hb需要较长时间才能恢复至训练前水平。虽然无低氧刺激可能导致EPO水平下降,但低氧训练后运动员进行1周左右的调整,使这一阶段总体运动强度和量均比训练中下降很多,故训练后2周RBC仍然继续保持高水平。而由于运动强度和量下降,体液丢失不明显,血浆量上升,从而使HiLo组Hb和Hct在训练后持续下降,但低氧训练中其上升幅度较大,虽训练后有所下降,但仍显著高于训练前。LoHi组训练后Hb略有上升,这可能与其低氧刺激时间短,训练中上升幅度小,训练后积极调整有关。从上述分析可知,4周两种模式低氧训练效果至少可以保持2周,而HiLo组训练后保持Hb的能力要优于LoHi组。
3.2  HiLo与LoHi训练模式对白细胞的影响
    白细胞是人体免疫机能的主要执行者之一。人体外周血中的白细胞主要包括粒细胞和淋巴细胞、单核细胞。在正常情况下,人体内白细胞总数和白细胞亚群的百分比是相对稳定的。白细胞在体内主要参与免疫反应,白细胞数量可在一定程度上反映机体的疾病情况和免疫应激状态。Pedersen等的研究认为[16],高原训练时机体在缺氧环境下运动,对机体免疫功能的影响会更加明显。因此,讨论不同模式低氧训练过程中白细胞总数的动态变化将为其在运动实践中的应用提供有效帮助。


    本次研究发现(表4、图4):1)训练前两组运动员WBC计数组间无明显差异(P>0.05),表明训练前两组运动员机能状态基本一致。2)LoHi组在训练过程中WBC变化的趋势基本与常态相同,表现为逐渐下降趋势,在第3周显著低于训练前(P<0.05,下降22.24%),第4周开始回升,而第5周又显著低于训练前(P<0.05,下降21.16%),在训练后2周基本恢复至训练前。以上结果表明,两组的训练量和强度对机体免疫功能产生不利影响. 3)HiLo组的WBC呈先上升,后下降,再上升的变化趋势。HiLo组第1周末即达最高值(14.51%),并显著高于训练前(P<0.05),这可能是机体应激反应的一种表现;而后基本保持在训练前水平,直到训练结束后2周。综合上述研究结果发现,在低氧中暴露的时间越长,对WBC影响越小,同时,低氧睡眠还引起WBC的升高,这种变化情况与高原训练和张缨[17]等人的研究结果并不相同,其原因和机理还需进一步研究。
    正常成年人血浆白细胞数在4.0~10×109/L[26]。本次研究发现,整个训练过程中各组间均无明显差异(P>0.05)。同时,两组运动员的WBC均在正常的范围内(图4),特别是HiLo组还略有上升。提示,4周不同模式常压模拟2500m训练是一种安全可靠的低氧训练模式。

4  结论
4.1 HiLo与LoHi训练模式中RBC、Hb和Hct的变化的幅度、特点与规律存在一定差异,与高原训练比较也有所不同。
4.2 HiLo与LoHi训练模式均能明显提高运动员的RBC、Hb和Hct,但不同模式提高程度不同, RBC、Hb和Hct,表现为HiLo>LoHi,但 RBC与Hb和Hct的增加不完全同步。
4.3 HiLo与LoHi训练效果至少可以保持2周,而HiLo组训练后保持Hb的能力要优于LoHi组。
4.4 HiLo与LoHi训练模式虽对WBC造成一定规律性的改变,但各组间无明显差异的结果表明,不同低氧训练模式对机体免疫机能虽有影响,但不明显。

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