高原和低氧训练对运动员神经系统影响的研究进展

中图分类号：G804文献标识：A 文章编号：1009-9328（2011）03-000-02

摘 要 神经系统是人体重要的基本系统之一。本文对所收集到的数十篇有关高原和低氧训练对运动员神经系统影响的期刊文章进行分析和总结，综述了高原和低氧训练对中枢神经系统、自主神经系统的影响，旨在为高原和低氧训练对运动员神经系统影响的更进一步研究提供参考。

关键词 神经系统 高原训练 低氧训练 中枢神经系统 自主神经系统

一、高原训练和低氧训练概述

高原训练是指有目的、有计划地将运动员组织到具有适宜海拔高度的地区进行定期专项训练的方法[1―2]。这种训练方式始于20世纪中期，当时一些运动队针对个别比赛地点高于1500m的高地上的比赛，而专门参加高原适应性训练。其结果显示参加高原训练的运动员比没有参加高原训练的运动员成绩明显提高。这在运动训练界引起了不小的轰动[7]。其机理是通过高原环境中的低氧、低压和运动训练时身体缺氧对机体的双重刺激，使机体产生应激反应，逐步建立起一整套适应该环境的代偿机制，如：促红细胞生成素（EPO）的增加促进了红细胞数目的增加，心肺耐力和心血管系统的加强，神经系统的改善等，使运动员在生理上比在平原时发生诸多改变，向着更具运动能力的方向发展。

低氧训练是近年才从高原训练基础上发展起来的训练模式。它是在平原上建立起模拟高原的低氧低压环境进行训练的方式。其训练方法主要有：间歇性低氧训练法（Inter mitten Hypoxic Training，IHT）、高住低练法（Living high and Training low，HiLo）、低住高练法(Living Low-Training high，LoHi)、高住高练低练法（Living High-Training high-Training Low，HiHiLo）。许多研究表明：低氧训练对于改善运动员在缺氧条件下的耐受力和神经系统的工作能力有显著效果，训练可有效降低脑组织的MDA含量，减轻其酸性物质在脑组织中堆积，从而提高了脑神经组织在缺氧条件下的代谢能力；还提高了脑组织中的SOD含量，使机体产生应激，从而适应这种缺氧的环境，使机体内自由基的生成与消除达到新的动态平衡，提高了脑神经系统的抗低氧能力。郭明方等[5]采用实验、心理测试调查方法，在高住低练的情况下，对20名男子优秀皮划艇运动员进行神经系统和认知行为测试后发现：通过高住低练，可有效改善运动员机体在低氧条件下神经系统的工作能力，提高运动员的心理反应能力。陈耕春[6]等在分别对小鼠和15名女大学生做了间歇性低氧训练后，小鼠实验结果显示实验组和对照组小鼠脑组织丙二醛酸（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）含量存在差异，接受间歇性低氧训练的小鼠脑 MDA含量低于非间歇性低氧训练的小鼠，而SOD含量却较高。对15名女大学生的实验结果中发现，实验组和对照组的心理测试结果差异显著，实验组强于对照组。表明间歇性低氧训练对于改善脑组织的抗缺氧能力、提高缺氧条件下的神经反应能力有明显的效果。

二、高原、低氧训练对神经系统的影响

神经系统（nervous system）是人体的基本系统之一，是机体内起主导作用的系统。可分为中枢神经系统（central nervous system，CNS）和周围神经系统（peripheral nervous system，PNS）两大部分。中枢神经系统包括脑和脊髓，脑又可分为大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥、延髓。周围神经系统包括脑神经、脊神经以及自主神经系统。当内、外环境的各种的信息由感受器接收后，经由周围神经传递到脑和脊髓的各级中枢，中枢整合后，再经周围神经控制和调节各个器官组织，以维持体内外环境的相对平衡。

神经系统直接或间接控制和调节人体的各个器官和系统。人体是一个复杂的有机体，各个器官和系统不可能独立存在，它们相互联系，相互制约，共同调节着机体内外环境的平衡，而实现这一调节功能的系统主要就是神经系统。

（一）高原、低氧训练对中枢神经系统的影响

适宜的低氧刺激可以使机体产生对低氧的适应[4]。大脑正常代谢活动依赖于脑血流量与脑耗氧量之间的动态平衡。正常人每100g脑组织，每分钟将得到平均约为45-55ml的血液供应[3]。久居平原的人初上高原时，会出现脑供血不足，从而导致大脑缺氧，不能满足脑组织对氧的需要，进而出现一系列中枢神经系统紊乱的症状。纪慧君等在对黑龙江的65名游泳运动员到昆明进行高原训练后所出现的中枢神经系统的症状调查中发现：失眠症者17人，占27%；感觉头昏者26人，占41%；痛者13人，占20%。上述症状均在7-10天后逐渐减轻或消失[3]。运动员在高原的习服过程中，缺氧刺激主动脉球和颈动脉体化学感受器，反射性地引起心输出量的增加，从而增加了脑组织的血液供应量，缓解了脑组织氧气供应的不足。随着这种调整过程的不断延续，脑血流量与脑耗氧量会建立起一种适应这种缺氧环境的新的平衡，从而使机体代谢活动恢复正常，中枢神经系统的机能紊乱症状也随之消失。

此外，低氧训练还会对运动员的神经反应能力产生一定的作用。巴甫洛夫曾提出衡量神经系统基本神经过程――兴奋和抑制的三个主要特征：强度、平衡性和灵活性。其中，强度指神经系统（包括各部分神经细胞）对刺激的反应能力，对感受下限的衡量，更重要常指能够耐受强烈刺激，并做出有效反应的能力；平衡性是神经系统兴奋和抑制强度水平；灵活性则是神经系统兴奋、抑制过程转换的难易程度。他认为，神经系统基本神经过程的三种特点在个体身上不同的结合，就造成了个体神经类型的差异，且直接影响人的心理活动表现[8]。当外界条件（如：高原和低氧训练的低氧分压刺激）足够刺激脑中枢和神经系统时，就会对人的基本神经过程产生一定的影响，最主要的表现就是影响人的神经反应能力。王长生等[9]在研究HiHiLo对14名国家女子中长跑运动员的神经系统反应能力的研究中指出，HiHiLo训练对增强脑及神经系统的抗氧能力在这些指标上的确有显著或一定效果，对运动员复杂的神经反应错误率有一定影响，而对简单神经反应类型出错可能性不大，说明两组差异主要是由低氧条件引起。

（二）高原、低氧训练对周围神经系统的影响

慢性低氧环境可改变自主神经系统和内分泌腺的功能，其中某些改变有助于增加心肌的抗损伤能力。自主神经系统主要分布于内脏各器官、心血管和腺体。在正常或应激条件下，主要起维持体内心血管系统、胃肠道和体温稳态的作用。高原、低氧训练主要是利用低氧环境来刺激机体，使机体产生应激反应，造成交感神经活动加强，心输出量减少，心率增加，肺血管收缩导致肺动脉高压。机体在习服这种低氧环境的过程中，自主神经的适应性和活性起着比较重要的作用。

低氧环境可增加交感神经的活性。Mazzeo等[10]对海平面和进入高原4小时以及21天后的人体动脉血进行了去甲肾上腺素（noradrenaline，NA）和肾上腺素（adrenaline，AD）水平的测定，发现NA水平有所增加，到21天时其水平高于海平面时的52%；而AD水平则由最初两倍于海平面值随后仅高于海平面值的26%[11]。交感神经的兴奋可使心率加快，改善机体在低氧环境下心脏供血量不足的情况，同时改变血管的压力。Cooper等[12]指出，虽然低氧不能改变压力感受器对心律的控制，但它确实减弱了血管阻力的增加。

三、小结

随着对高原训练和低氧训练的深入研究，这些训练方法对人体神经系统影响的研究也已逐步展开。如：自主神经系统、中枢神经系统、交感神经等，但对神经系统影响的研究尚停留在单一神经系统、单一学科、单一领域内进行研究，未见多学科论证高原训练和低氧训练对神经系统影响的报道。因此关于低氧对神经系统影响的争论从未停止过，或者将长期存在下去。而低氧训练方法的建立到现在仅十多年时间，还有很多问题有待去研究，如：

（一）低氧对神经系统影响的研究还不够深入，研究涉及的范围还很局限，如对脑和脊髓各级中枢的研究太少；

（二）高原训练和低氧训练对运动员神经系统的影响有不同研究结果。并且已出现负面报道。如：这种训练方法可能降低运动员的神经免疫能力等；

（三）由于运动员个体差异的存在，何种情况对运动员神经系统有利（如对训练方法、运动时间、低氧暴漏时间、运动强度的把握）需要进一步深入研究；

（四）研究结论与实际训练的相关性不够高，如对提高具体运动项目中运动员反应时间的研究还不够，需要进一步深入。

参考文献：

[1]王国祥,黄何平.高原训练的营养补充[J].安徽体育科技. 2004.25(1):42-46.

[2]方允中.高原营养[M].北京:出版社.1989.

[3]方勇,纪慧君.高原训练的作用[J].冰雪运动.2001.3(1):41-43.

[4]雷志平,等.体育运动中间歇性低氧训练研究[J].体育科学.1997.17(2):68-71.

[5]郭明方,周志宏,王奎等.高住低练法对运动员神经系统及其认知行为的影响[J].体育科学.2004.24(2):17-19.

[6]陈耕春,蒋明朗,黄东.间歇性低氧训练对脑组织及神经系统的影响[J].体育科学.2001.21(3):66-69.

[7]孔伯双,屈红林.高原训练的现状与前景研究[J].体育文献科技通报.2009.17(4):107-109.

[8]梁承谋.普通心理学[M].北京:中国三峡出版社.1996:208-211.

[9]王长生,梁承谋,方配素.HiHiLo对国家女子中长跑运动员神经反应能力影响的实验研究[J].天津体育学院学报.2006.21(1):31-34.

[10] Mazzeo RS, Bender PR, Brooks GA, et al. Arterial catecholamine responses during exercise with acute and chronic high-altitude exposure[J]. Am J Physiol. 1991.261:419-424.