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"高住低练" (HiLo)最初由美国学者levine于1991年提出,它是在传统的高原训练基础上发展起来的一种有效的提高运动员耐力水平的的模拟高原训练,通常指运动员居住在相当于2500m左右高度的缺氧环境中,而训练则在正常氧浓度环境[1]。高住低练它解决了传统高原训练中运动负荷与缺氧负荷同时存在的矛盾,让运动员避开了持续性缺氧的种种负作用。大量研究表明高住低练能明显提高运动员的有氧耐力[2, 3] 。高住低练现广泛运用于马拉松,中常跑,游泳,自行车,滑雪等耐力性运动项中。血清酶活性水平是反应组织细胞是否损伤或细胞膜通透性是否改变及进行训练监控的重要指标,在高住低练过程中,有关赛艇运动员血清酶活性的变化尚未见系统的报道。本研究的目的是通过对男子赛艇项目 "高住低练"组运动员与 "低住低练"组运动员进行比较,探讨高住低练过程中血清中男子赛艇项目肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和谷丙转氨酶(ALT)活性的变化规律,为赛艇项目科学进行高住低练提供理论依据。
一、研究对象与方法
(一)研究对象及分组
1、纳入对象。湖南省水上运动管理中心男子赛艇项目一级以上运动员20名。对象纳入标准如下:(1)健康状况良好,无急、慢性病史;(2)近半年中能正常参加训练和比赛;(3)纳入前2周内没有服用以增强运动能力及抗疲劳为主要目的中西医药物。
2、实验分组。将20名男子赛艇运动员随机分为实验组和对照组,每组各10人。运动员其一般情况为:实验组;年龄(19.3± 2.3)y ;身高 (178±4)cm;体重(70.5±11)kg;训练年限(4.5±2.5)y;对照组;年龄(19.5±2.6)y ;身高(177±5)cm ;体重(70±10)kg; 训练年限(4.2±2.3)y。经检验实验组组对象在年龄、身高、体重及训练年限上无差异。
(二)实验安排
实验组和对照组在2006年11月20日至2007年3月20日冬训周期中,设计一个为期4周的实验计划,实验组进行4周的高住低练,运动员每天从晚上9:00至次晨7:00睡在低氧帐篷内在低氧暴露10h ,运动训练则在正常氧压下;于海平面110m),时间与高住低练组相同。而对照组则进行4周的低住低练,运动员睡在略高于海平面的地区(湖南常德市,大约高于海平面110米)在4周的低住低训期间,两组训练的内容、方式、运动量及强度都相同。
(三)低氧条件
采用美国PIYPOXICO公司出品的HYPOXIC GENERATOR HYP-100型低氧发生器,每台机器为两个帐篷提供低氧环境。低氧发生器的通气流量控制为75%,帐篷内氧气的浓度用美国RAE公司出品的氧浓度监测器PGM-36(每次使用前都正常调零,并设定正常氧浓度为20.9%)进行监测,氧浓度控制在15.3%,使帐篷内形成一个常压低氧的环境,模拟的海拔高度大约相当于2500m。
(四)取样及指标检测
1、指标测定:分别在高住低练前(第1周)、高住低练2周后(第3周)、高住低练4周后(第5周)及实验完成后2周(第7周),分别抽取运动员的清晨安静时静脉血3ml,即时分离血清,测定肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和谷丙转氨酸(ALT)。
2、专项成绩测试:运动员在完成高住低练4周后,在划船测功仪上进行模拟专项测试,运动员在划船测功仪上进行准备活动后,以自己的最大能力分别完成2000m和5000m的距离,组间休息30min。并在测试前、测试完成后即刻和完成后30min取血3 ml,分离血清后,分析测定肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)、谷丙转氨酸(ALT)等指标。
(五)统计学处理
结果均以均数±标准差(x±s)表示,实验数据用SPSS11.5软件进行处理,所有结果均进行配对双侧t检验。
二、结果
(一)高住低练期间运动员安静时血清酶活性变化
对照组运动员血清酶 活性的变化趋势与运动训练强度的大小有明显的关系,第5周安静时的CK和LDH活性明显高于第3周的安静值,第7周安静时的CK和LDH活性明显高于第3周的安静值;高住低练组血清CK活性和LDH活性变化趋势与对照组相同,在第7周时,则明显低于对照组; ALT活性变化两组均无显著性差异。
(二)模拟专项耐力测试后血清酶活性的变化
高住低练组和对照组运动员在专项耐力测试后即刻和运动后30min,血清中的CK和LDH活性均明显的升高;高住低练组在运动后即刻及恢复期CK活性明显低于对照组;血清ALT活性则在高住低组中无显著性的变化,对照组在运动后有明显的增加。
三、讨论
(一)高住低练对运动员安静状态下血清酶活性的影响
人们对高住低练的研究,开始从提高有氧代谢能力,开始关注高住低练对无氧能力的研究,研究最多的是通过低氧诱导因子与糖酵解酶关系的研究[4]。马国强等研究表明高住低练可以增中运动员的无氧做功能力[5],但这种无氧能力的提高,是不是与血清酶的改变有关系?目前尚无研究报道。运动后肌肉组织损伤后会导致血浆和肌肉中血清酶活性的增高,血清酶活性的变化,可作评价负荷强度的指标,不同的训练强度对血清酶活性的影响不一致,具有明显的强度依赖性[6],还与运动持续时间、训练水平以及运动项目等因素有关。在本研究中,对照组在第3周时,血清中CK和LDH活性均明显低于第1周时的水平,而第5周时则又明显高于第1周时的水平。是由于对照组在4周的实验训练中,运动负荷的强度是不完全一样训练强度每周增加,说明血清酶活性的改变受训练负荷强度的影响。
缺氧对运动员安静状态下血清酶活性的变化也有影响。刘海平对20名中日竞走运动员在多巴高原训练基地训练期间进行了训练后血清ALT,CK的测试。对其结果研究发现:(1)平原运动员初到高原训练时,由于受到高原缺氧影响,CK明显上升,男、女分别比上高原前增加142.4IU/L、44.2IU/L,而ALT变化不明显。(2)高原训练期间血清ALT与训练负荷呈正相关,且CK活性对运动强度的刺激更为敏感[7]。但是他们的研究由于没有实验对照组,在高原训练中,血清CK活性的变化同时受到缺氧和运动负荷强度的双层影响,并不能完全说明高原训练中血清酶活性的变化与在平原训练时的区别,可能是由于运动负荷的不同导致血清酶活性的变化。在本研究中,高住低练组血清酶活性的变化与对照组不完全相同,在高住低练前,两组间安静时血清酶活性无明显的差异。但进行高住低练2周后,血清中LDH活性明显高于对照组,且具有显著性差异,CK活性也高于对照组,但没有显著性差异;在高住低练4周后及高住低练后2周,血清中CK、LDH活性均明显低于对照组。说明运动员在2500m高度高住低练2周,机体尚没有完全适应缺氧的环境,运动时缺氧和氧自由基的增加导致细胞膜脂质双层结构遭到破坏,细胞膜通透性增加,组织酶向血液中渗出增加,因而血清酶活性也增高。但高住低练4周后,由于机体的适应,增强了细胞膜结构的稳定性,血清酶的活性也明显低于对照组,并且可以持续到停止高住低练后2周。
(二)高住低练对运动员耐力负荷后血清酶活性的影响
机体在相对低氧的环境中适应一段时间后,对负荷运动后血清酶的变化有何影响?大量的动物实验研究表明,运动训练大鼠在高住低练过程中,骨骼肌CK、LDH等相关酶没有显著性的变化[8],但PK和SDH活性则出现显著性变化[9,10]。但人体实验则有不同的结果,杨奎生等[11]通过对10名受过系统训练的女子游泳运动员在海拔1895m进行了3个月的高原训练,发现相同的实验性训练课后,高原训练2周后与上高原前相比,负荷后即刻的LDH明显增加;返回平原后,训练课即刻和次日晨LDH水平与上高原前比较,分别降低了11%和28%。但同样不是随机对照试验,缺乏说服力。在本研究中,进行4周高住低练后,高住低练组完成专项耐力测试后即刻、运动后30min的血清CK、LDH活性分别增加了25%、34%和25%、33%,而对照组则分别增加了41%、49%和30%、38%。说明进行一定时间的高住低练后,相同的负荷对机体的损伤明显低于对照组。由于"高住低练"模拟高原训练过程中,机体血清酶活性的变化是缺氧和运动训练双重刺激,从而可引起机体产生更大的应激性生理变化。机体对缺氧的适应,肌肉组织和血中的血管内皮生长因子的大量生成,血管增生,及细胞膜的稳定性增强,运动员红细胞生成增加,有氧能力的增加[12],运动负荷后组织的损伤程度下降,因而血清酶的活性降低。
四、小结与建议
本研究对男子赛艇高住低练与低住低练进行对比研究,两组在训练中的运动负荷的方式、运动强度、运动时间均一致,能正确反映高住低练对血清酶的影响,机体适应后血清酶活性的下降,可能也是运动能力提高原因之一。根据本研究的结果建议:在进行高住低练的初期阶段,因机体对缺氧的不适应,应注意对运动员进行合理的营养物质的补充;对男子赛艇在大约2500m的高度进行高住低练的时间应至少大于2周,以求最佳训练效果。
参考文献:
[1]Levine BD,stvay gundersen J. "Living high -training low ": effect of altitude acclimatization/normoxio training-intrained ranners[J].Med.sci sports exerc,1991:23:s25.
[2]潘华山.模拟高住低练对女子足球运动员运动能力影响的研究.解放军体育进修学院学报,2007(3).
[3]Benjamin D. Levine. Point: Positive effects of intermittent hypoxia (live high:train low) on exercise performance are mediated primarily by augmented red cell volume,J Appl Physiol,2005(99):2053-2055.
[4]刘文锋,瞿树林,汤长发.高住低练对大鼠肝组织低氧诱导因子-1α蛋白表达的影响.中国运动医学杂志,2008(1).
[5]马国强,李之俊,夏光明等.3周高住低练对女子自行车运动员无氧功的影响.中国运动医学杂志.2009(2).
[6]杨喜洁,靳苏,孙茹.不同运动负荷对非训练型大鼠血清酶活性的影响.运动,2009(2).
[7]刘海平.高原训练期间血清酶活性的变化[J].西安体育学院学报,2000,13(1):47-49.
[8]汤强,姜文凯,盛蕾等.低氧高强度训练下大鼠骨骼肌糖酵解酶活性和HIF-1α表达的变化.体育与科学,2009(2).
[9]毛杉杉,潘同斌,王瑞元.高住低训对大鼠骨骼肌SDH与LDH活性的影响[J].中国运动医学杂志,2005,(05).
[10]朱红花.低氧间歇训练对大鼠骨骼肌HIF-1α及糖代谢相关酶的影响.湖南师范大学学报,2007(2).
[11]杨奎生.高原训练对游泳运动员血清乳酸脱氢酶活性的影响[M].国家体委体育科学研究所论文选集.国家体育总局体育科学研究所,1996:64-66.
[12]Laurent Schmitt, Grégoire Millet, Paul Robach, et al. Influence of "living high-training low" on aerobic performance and economy of work in elite athletes[J].Eur J Appl Physiol. 2006 Sep,97(5): 627-636.
一、研究对象与方法
(一)研究对象及分组
1、纳入对象。湖南省水上运动管理中心男子赛艇项目一级以上运动员20名。对象纳入标准如下:(1)健康状况良好,无急、慢性病史;(2)近半年中能正常参加训练和比赛;(3)纳入前2周内没有服用以增强运动能力及抗疲劳为主要目的中西医药物。
2、实验分组。将20名男子赛艇运动员随机分为实验组和对照组,每组各10人。运动员其一般情况为:实验组;年龄(19.3± 2.3)y ;身高 (178±4)cm;体重(70.5±11)kg;训练年限(4.5±2.5)y;对照组;年龄(19.5±2.6)y ;身高(177±5)cm ;体重(70±10)kg; 训练年限(4.2±2.3)y。经检验实验组组对象在年龄、身高、体重及训练年限上无差异。
(二)实验安排
实验组和对照组在2006年11月20日至2007年3月20日冬训周期中,设计一个为期4周的实验计划,实验组进行4周的高住低练,运动员每天从晚上9:00至次晨7:00睡在低氧帐篷内在低氧暴露10h ,运动训练则在正常氧压下;于海平面110m),时间与高住低练组相同。而对照组则进行4周的低住低练,运动员睡在略高于海平面的地区(湖南常德市,大约高于海平面110米)在4周的低住低训期间,两组训练的内容、方式、运动量及强度都相同。
(三)低氧条件
采用美国PIYPOXICO公司出品的HYPOXIC GENERATOR HYP-100型低氧发生器,每台机器为两个帐篷提供低氧环境。低氧发生器的通气流量控制为75%,帐篷内氧气的浓度用美国RAE公司出品的氧浓度监测器PGM-36(每次使用前都正常调零,并设定正常氧浓度为20.9%)进行监测,氧浓度控制在15.3%,使帐篷内形成一个常压低氧的环境,模拟的海拔高度大约相当于2500m。
(四)取样及指标检测
1、指标测定:分别在高住低练前(第1周)、高住低练2周后(第3周)、高住低练4周后(第5周)及实验完成后2周(第7周),分别抽取运动员的清晨安静时静脉血3ml,即时分离血清,测定肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和谷丙转氨酸(ALT)。
2、专项成绩测试:运动员在完成高住低练4周后,在划船测功仪上进行模拟专项测试,运动员在划船测功仪上进行准备活动后,以自己的最大能力分别完成2000m和5000m的距离,组间休息30min。并在测试前、测试完成后即刻和完成后30min取血3 ml,分离血清后,分析测定肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)、谷丙转氨酸(ALT)等指标。
(五)统计学处理
结果均以均数±标准差(x±s)表示,实验数据用SPSS11.5软件进行处理,所有结果均进行配对双侧t检验。
二、结果
(一)高住低练期间运动员安静时血清酶活性变化
对照组运动员血清酶 活性的变化趋势与运动训练强度的大小有明显的关系,第5周安静时的CK和LDH活性明显高于第3周的安静值,第7周安静时的CK和LDH活性明显高于第3周的安静值;高住低练组血清CK活性和LDH活性变化趋势与对照组相同,在第7周时,则明显低于对照组; ALT活性变化两组均无显著性差异。
(二)模拟专项耐力测试后血清酶活性的变化
高住低练组和对照组运动员在专项耐力测试后即刻和运动后30min,血清中的CK和LDH活性均明显的升高;高住低练组在运动后即刻及恢复期CK活性明显低于对照组;血清ALT活性则在高住低组中无显著性的变化,对照组在运动后有明显的增加。
三、讨论
(一)高住低练对运动员安静状态下血清酶活性的影响
人们对高住低练的研究,开始从提高有氧代谢能力,开始关注高住低练对无氧能力的研究,研究最多的是通过低氧诱导因子与糖酵解酶关系的研究[4]。马国强等研究表明高住低练可以增中运动员的无氧做功能力[5],但这种无氧能力的提高,是不是与血清酶的改变有关系?目前尚无研究报道。运动后肌肉组织损伤后会导致血浆和肌肉中血清酶活性的增高,血清酶活性的变化,可作评价负荷强度的指标,不同的训练强度对血清酶活性的影响不一致,具有明显的强度依赖性[6],还与运动持续时间、训练水平以及运动项目等因素有关。在本研究中,对照组在第3周时,血清中CK和LDH活性均明显低于第1周时的水平,而第5周时则又明显高于第1周时的水平。是由于对照组在4周的实验训练中,运动负荷的强度是不完全一样训练强度每周增加,说明血清酶活性的改变受训练负荷强度的影响。
缺氧对运动员安静状态下血清酶活性的变化也有影响。刘海平对20名中日竞走运动员在多巴高原训练基地训练期间进行了训练后血清ALT,CK的测试。对其结果研究发现:(1)平原运动员初到高原训练时,由于受到高原缺氧影响,CK明显上升,男、女分别比上高原前增加142.4IU/L、44.2IU/L,而ALT变化不明显。(2)高原训练期间血清ALT与训练负荷呈正相关,且CK活性对运动强度的刺激更为敏感[7]。但是他们的研究由于没有实验对照组,在高原训练中,血清CK活性的变化同时受到缺氧和运动负荷强度的双层影响,并不能完全说明高原训练中血清酶活性的变化与在平原训练时的区别,可能是由于运动负荷的不同导致血清酶活性的变化。在本研究中,高住低练组血清酶活性的变化与对照组不完全相同,在高住低练前,两组间安静时血清酶活性无明显的差异。但进行高住低练2周后,血清中LDH活性明显高于对照组,且具有显著性差异,CK活性也高于对照组,但没有显著性差异;在高住低练4周后及高住低练后2周,血清中CK、LDH活性均明显低于对照组。说明运动员在2500m高度高住低练2周,机体尚没有完全适应缺氧的环境,运动时缺氧和氧自由基的增加导致细胞膜脂质双层结构遭到破坏,细胞膜通透性增加,组织酶向血液中渗出增加,因而血清酶活性也增高。但高住低练4周后,由于机体的适应,增强了细胞膜结构的稳定性,血清酶的活性也明显低于对照组,并且可以持续到停止高住低练后2周。
(二)高住低练对运动员耐力负荷后血清酶活性的影响
机体在相对低氧的环境中适应一段时间后,对负荷运动后血清酶的变化有何影响?大量的动物实验研究表明,运动训练大鼠在高住低练过程中,骨骼肌CK、LDH等相关酶没有显著性的变化[8],但PK和SDH活性则出现显著性变化[9,10]。但人体实验则有不同的结果,杨奎生等[11]通过对10名受过系统训练的女子游泳运动员在海拔1895m进行了3个月的高原训练,发现相同的实验性训练课后,高原训练2周后与上高原前相比,负荷后即刻的LDH明显增加;返回平原后,训练课即刻和次日晨LDH水平与上高原前比较,分别降低了11%和28%。但同样不是随机对照试验,缺乏说服力。在本研究中,进行4周高住低练后,高住低练组完成专项耐力测试后即刻、运动后30min的血清CK、LDH活性分别增加了25%、34%和25%、33%,而对照组则分别增加了41%、49%和30%、38%。说明进行一定时间的高住低练后,相同的负荷对机体的损伤明显低于对照组。由于"高住低练"模拟高原训练过程中,机体血清酶活性的变化是缺氧和运动训练双重刺激,从而可引起机体产生更大的应激性生理变化。机体对缺氧的适应,肌肉组织和血中的血管内皮生长因子的大量生成,血管增生,及细胞膜的稳定性增强,运动员红细胞生成增加,有氧能力的增加[12],运动负荷后组织的损伤程度下降,因而血清酶的活性降低。
四、小结与建议
本研究对男子赛艇高住低练与低住低练进行对比研究,两组在训练中的运动负荷的方式、运动强度、运动时间均一致,能正确反映高住低练对血清酶的影响,机体适应后血清酶活性的下降,可能也是运动能力提高原因之一。根据本研究的结果建议:在进行高住低练的初期阶段,因机体对缺氧的不适应,应注意对运动员进行合理的营养物质的补充;对男子赛艇在大约2500m的高度进行高住低练的时间应至少大于2周,以求最佳训练效果。
参考文献:
[1]Levine BD,stvay gundersen J. "Living high -training low ": effect of altitude acclimatization/normoxio training-intrained ranners[J].Med.sci sports exerc,1991:23:s25.
[2]潘华山.模拟高住低练对女子足球运动员运动能力影响的研究.解放军体育进修学院学报,2007(3).
[3]Benjamin D. Levine. Point: Positive effects of intermittent hypoxia (live high:train low) on exercise performance are mediated primarily by augmented red cell volume,J Appl Physiol,2005(99):2053-2055.
[4]刘文锋,瞿树林,汤长发.高住低练对大鼠肝组织低氧诱导因子-1α蛋白表达的影响.中国运动医学杂志,2008(1).
[5]马国强,李之俊,夏光明等.3周高住低练对女子自行车运动员无氧功的影响.中国运动医学杂志.2009(2).
[6]杨喜洁,靳苏,孙茹.不同运动负荷对非训练型大鼠血清酶活性的影响.运动,2009(2).
[7]刘海平.高原训练期间血清酶活性的变化[J].西安体育学院学报,2000,13(1):47-49.
[8]汤强,姜文凯,盛蕾等.低氧高强度训练下大鼠骨骼肌糖酵解酶活性和HIF-1α表达的变化.体育与科学,2009(2).
[9]毛杉杉,潘同斌,王瑞元.高住低训对大鼠骨骼肌SDH与LDH活性的影响[J].中国运动医学杂志,2005,(05).
[10]朱红花.低氧间歇训练对大鼠骨骼肌HIF-1α及糖代谢相关酶的影响.湖南师范大学学报,2007(2).
[11]杨奎生.高原训练对游泳运动员血清乳酸脱氢酶活性的影响[M].国家体委体育科学研究所论文选集.国家体育总局体育科学研究所,1996:64-66.
[12]Laurent Schmitt, Grégoire Millet, Paul Robach, et al. Influence of "living high-training low" on aerobic performance and economy of work in elite athletes[J].Eur J Appl Physiol. 2006 Sep,97(5): 627-636.