对高原训练生理学基础的分析与讨论

对高原训练生理学基础的分析与讨论
作者：魏巍黄昕
来源：《体育时空·上半月》2016年第11期
摘要本文运用文献资料法，对高原训练的理论进行归纳和总结，从生理学角度揭示高原训练的科学依据，及其对机能等方面的产生的影响。

研究认为，高原训练在供血、呼吸及骨骼肌的代谢方面对机体具有良好的适应效果，但应结合运动项目进行准确把握，适应后对抗疲劳，血液运输氧的能力等方面效果显著。

关键词高原训练运动能力生理反应运动机能
随着竞技体育的发展和运动技术水平不断提高，高原训练的价值与地位越来越受到国内外体育界的重视。

许多国家在20世纪60年代就已经开始对其转开了相关的投入与研究工作，时至今日，参与高原训练的项目已由原来的一些主要耐力运动项目，如中长跑、竞走、自行车等，发展到几乎所有的奥运会项目，时至今日，高原训练已成为科学研究的热点问题和讨论话题。

中国是开展高原训练较早的国家之一，20世纪90代初中国女子游泳队在世界泳坛的崛起和中长跑的“马家军”的诞生给世界田坛带来的巨大冲击，其成功因素与高原训练成果密不可分。

目前，我国的高原训练已形成“规模”发展态势，也发展完善了青海多巴、西宁，甘肃榆中、兰州、刘家峡，云南呈贡、海埂、松茂，贵州红枫湖、六盘水，四川西昌、会理，陕西太白山，新疆天池、吉林长白山等高原训练基地，整个高原训练呈方兴未艾之势。

但高原训练能否取得预期效果，受很多因素影响，其中运动项目的专项特点是否符合高原训练的生物科学机制是决定性因素。

认识其规律，科学安排训练，对推动高原训练法在竞技体育中的地位具有重要的理论价值和实践意义。

一、高原自然环境对人体的影响
（一）大气压强
在气温保持不变的情况下，随着海拔高度的升高大气压强下降，从而造成对物体极为不利的低氧现象。

人体处在这样的环境中，就会引起肺通量增大，心输出量和红细胞增加等以呼吸循环系统为中心的适应现象。

（二）高原温度
气温随着高原高度的升高而发生变化。

每当海拔高度增加1500米时，气温下降约1℃，而高原的低温环境会造成心输出量显著增大、肺动脉血压升高及右心室功率对左心室的比例增高而引起的右心室肥大等一系列对气温变化的形态学适应。

然而这种适应现象是有一定界限
的，当海拔过高，而导致气温过低时，反而会出现与适应相反的高原衰退现象。

这就要求高原训练的高度必须适宜，否则不但达不到预期的效果，甚至可能破坏人体正常的生理机能。

（三）高原辐射
随着海拔高度的升高，太阳辐射也随之增加，原因有二，一是处在高海拔位置时，光线到达时将穿过较海平面少的空气，因为这个原因，太阳辐射，特别是紫外线被空气吸收的较少；二是因为空气中的水蒸气一般吸收大量的辐射物质，高原较少的水蒸汽会增大辐射的强度，此外，在被白雪反射后的辐射会更加强烈。

二、高原适应
（一）血液
实验证明，在高原的第一周红细胞循环数目明显增多，高原的缺氧刺激红细胞生成素的释放，荷尔蒙也刺激红细胞的生成，在到达高原不到三小时，红细胞生成素就开始升高，在24小时到48小时达到最大值，在海拔4000m生活6个月，一个人的血量将上升9%到10%，这一结果不仅是因为高原环境刺激红细胞生成，还因为血浆容量扩增。

红细胞占血液组成的百分比和血红细胞比容相参照；在海拔4540m居住的人一般血红细胞比容为65%，这远高于海平面48%的血红细胞比容值。

然而，海平面居住的人在海拔4540m的高原居住数周后，血红细胞比容值可达59%。

红细胞（生成素）数目的增加，使得体内的血红蛋白随之增加，这种适应提高了身体携带氧的能力。

在到达高原几小时内体内体液的转移和呼吸造成的水分丢失，血浆容量的减产还会导致脱水，血浆容量的减少可以浓缩红细胞，使其进一步提高血液的携氧能力。

（二）肌肉
通过对肌肉的活检发现，处于高原时的肌肉组成和代谢发生了变化。

在高原缺氧环境下生活4-6个月，肌肉产生了适应性，肌纤维面积减少11-19%；肌肉中毛细血管血浆的容量增加13%，这就使得更多的血液运送到肌肉。

由于肌肉总量和产生ATP能力的下降，使肌肉没有能力满足运动的需求。

长期在高原会使食欲降低，体重下降，对于体重下降较为合理的解释是食欲的丧失和大量蛋白质的消耗。

但在海拔2500m以上的高原几周后，肌肉蛋白质的代谢降低了，这种情况在平原不会发生，3-4周后，腿部肌肉的线粒体和糖酵解酶明显减少。

这进一步说明肌肉供氧能力降低，氧化磷酸化能力也降低，从事有氧、无氧运动能力都降低了。

（三）呼吸
对高原训练效果最为明显的是肺通气的适应性增加，在海拔4000m，休息和亚极量运动时肺通气会增加5%，但是过度通气会使CO2不能及时运走和血液碱性化。

为了防止血液异常碱性，机体的血浆重碳酸盐会大量减少，继续高原训练，血浆重碳酸盐会持续降低。

对于耐力项
目运动员来讲，VO2max和运动成绩并没有因适应而有明显提高，分析得知，平原的训练内容早已使血液的变化达到了最大值。

所以高原训练必须把握项目特点。

三、高原训练能增进运动机能的机理
（一）高原训练能提高血液运输氧的能力
高原训练能增进运动机能表现在，高原气压与空气成分随高度的变化而变化。

随高度的增加空气中的氧气浓度逐渐下降，高原造成的机体缺氧可以刺激人体产生一系列的抗缺氧反应，如血红蛋白和肌红蛋白的增加，线粒体的增多，2，3-DPG及氧化酶活性的上升等，从而提高血液运输氧气及肌肉利用氧气的能力，提高耐力。

实验表明，高原训练可提高红细胞（RBC）、血红蛋白（Hb）和红细胞容积（Hct），同时作为评价指标的平均血球容积有所减少，而反映红细胞内血红蛋白数量的评价指标却有所增加，即经高原训练运动员的RBC增加而体积减少，但Hb含量却明显增加。

这种变化有利RBC在毛细血管中的移动和携带O2的能力增强，从而提高运动员的耐力。

（二）高原训练可提高心脏供血能力
研究发现，随高原滞留时间延长每搏输出量减少，但回到平原后，每搏输出量会明显提高，也就是说，高原训练可以提高运动员在平原上运动时心脏的供血能力，从而提高耐力。

（三）高原训练可提高骨骼肌的代谢能力
实验表明，经高原训练后运动员体中血胺/血乳酸比值升高。

血胺/血乳酸可反映体内无氧代谢的状况，这表明运动员骨骼肌乳酸供能能力增强。

经低氧训练后，运动员长时间运动时和运动后肌细胞PH及Par/Pcr+Pi的下降幅度明显减少，血乳酸产生量也减少。

说明低压氧训练可提高骨骼肌有氧代谢能力，促进骨骼肌ATP生成。

同时低压氧训练可使骨骼肌毛细血管密度增加，氧化酶活性升高。

经高原训练后可提高Vo2max。

四、影响高原训练效果的因素分析
高原训练安排的合理与否会对训练效果产生巨大影响。

原因如下：高原训练是利用高原缺氧环境来刺激人体产生一系列抗缺氧反应。

如：血红蛋白和肌红蛋白的增加，线粒体的增多，2，3-DPG及氧化酶活性的上升等，从而提高血液运氧及肌肉利用氧气的能力，以达到提高耐力的目的。

然而高原缺氧还会引起肌肉血流量及蛋白质合成的低下。

血红细胞增加造成的血液粘性上升，应激激素的分泌增多，Vo2max的低下等一些不利于运动能力提高的反应。

高原训练是否有效则有赖于上述这两方面反应间的平衡。

当有利影响大于不利影响时，高原训练可以提高回平原后的运动能力，反之运动能力不能提高，甚至下降。

另外，高原训练可造成
Vo2max的降低，运动后疲劳难以恢复，运动员很难保持与平地相同的物理强度进行训练。

五、结论与建议
为提高高原训练的效果，建议在高度2000-2400米持续时间4周为宜，在一定条件下可加强1000-1500米的亚高原训练；高原训练时运动强度应避免过大，但运动量可以保持不变；应以间歇性训练法为主。

高原训练作为一种特殊的训练方法对竞技体育的发展起到了巨大推进作用，但许多问题还值得进一步深入探讨。

所以对高原训练不应盲从，而应结合运动项目的特点进行科学分析才能取得更好的效果。

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