高原训练的最新研究热点与发展趋势

摘 要: 采用文献资料法,对目前国内外高原训练的研究进行探讨和归纳,分析总结了国内外 有关高原训练的主要研究热点:海拔高度;高原训练负荷强度的控制;高原训练的持续时间 ;下高原参赛的最佳时机等。浅析其未来发展趋势:向短时间无氧供能项目扩展;高原训练 个性化负荷强度的把握与监控;模拟高原训练的发展;高原训练的运动员年轻化;更加重视 科研保障、国际间的交流合作及个体的生物学适应机制等。

关键词:高原训练;研究热点;发展趋势;个性化监控

中图分类号:G808.1 文献标识码:A 文章编 号:1007-3612(2010)09-0142-03

On the Hotspots of Altitude Training and Developing Trend

YU Xiaoyan,MA Fuhai

(Qinghai Institute of Sport Science, Xining 810000, Qinghai Chi na)

Abstract: By the methods of literature review, the article explores and summarizes the cur rent study of altitude training both at home and abroad, analyzes and summarizesits research hotspots: altitude, control of load intensity, duration of altitud e training and the best time to competition, etc. It also analyzes its future d evelopment trends. It may expand to the shortterm anaerobic capacity events a nd focus on the controlling and monitoring the individualized load capacity of a ltitude training. The mock altitude training will be developed and the age of t he athletes will be younger. The supporting scientific and technology research,international communication and cooperation and individualized biological adapt ive mechanism will be enhanced.

Key words: altitude training; hotspots; trends; individualized monitor

高原训练的实质就是高原环境结合运动训练来提高最大摄氧量和有氧运动能力。但高原 训练是一个复杂的课题,海拔高度的选择、训练的时间、运动员训练水平及个体差异、负荷 量和负荷强度的控制、高原训练的营养和恢复以及各个因素之间的内在联系都影响其成败。 综观高原训练近60年的历程,不管是其理论研究还是实践都取得了巨大的成果,但同时也存 在着许多问题,如最佳负荷强度的把握、适宜海拔高度的选择等还需广大研究者做进一步深 入的研究和探索。本文主要对目前国内外高原训练的热点问题及未来发展趋势进行综述和探 讨,为高原训练的理论和实践提供科学的参考依据。

1 国内外高原训练的研究热点

1.1 海拔高度 适宜海拔高度是影响高原训练效果,使其达到最佳生理适应的关键因素之一。目前研究 认为世居平原的游泳、中长跑、竞走等耐力性项目高原训练的最佳高度为2 000～2 500 m; 摔跤、乒乓球、速度滑冰等高原训练的最佳高度为1 500～2 000 m[1]。而世居或 久居高原运动员 高原训练最佳高度,要依据其长期居住的海拔而定。云南沙应正认为像云南那样世居高原的 运动员,应把高原当作平原来认识,并且在竞走训练安排上取得了好的效果。

国内外研究者在高原训练高度的认识上又提出“重提高高原训练高度”。如意大利、法 国竞走队赛前采用低住高练的高度为4 000 m,墨西哥竞走运动员到3 500～4 000 m的地区 训练等 。但选择训练高度时应考虑以下因素,一是对有氧代谢平均强度要求特别高的项目(竞走) 高度可相应提高;二是世居或久居高原有多年高原训练经历的高水平运动员训练高度可相应 提高;三是技术性很强的项目(摔跤、柔道等)高度不宜过高。

1.2 负荷强度的控制 高原训练构成因素中,最核心的因素是训练的量和强度。以往高原训练失败的原因,大 多将其归咎于缺乏对运动员的身体机能进行科学的控制以及强度控制不当所致。因此,国内 外对高原训练负荷监控的研究比较关注。目前国内外高原训练的负荷强度安排遵循“适应- 提高”的训练原则,采取两种训练计划,一是针对年轻运动员或无高原训练经历者的“保守 战略”,即负荷量略低于平原或接原训练量,但降低负荷强度,最大不超过平原最大强 度的70%;二是有高原训练经历者或赛季中间采用的“强度战略”,即负荷量达到或超过平 原(100%～120%),负荷强度接近(90%)或达到平原水平,以保持高水平的负荷强度和运 动能力[2]。此外,在高原训练负荷控制方面,应注重“个体化”的理念,结合运 动员的年龄、恢复能力、高原训练的经历及适应情况等做到训练负荷个性化,制订出个性化 的训练计划[2]。

1.2.1 大强度训练 高原训练最大的问题是训练中难以达到和平原相似的强度。曹景伟博士提出,高原训练 在难度提高的基础上达到甚至超过平原的负荷水平才能达到强力手段的目的。冯美云教授也 认为,高原训练只有在高强度刺激下才能增强氧酵解能力,进而提高运动员机体的糖酵解能 力。并认为在高原训练中,短距离跑的绝对速度愈接原速度(400 m内)时机体承受缺 氧 愈深,可产生更大的训练效果。日本太荻田通过比较常压常氧和低压低氧大强度训练对代谢 能力的影响认为,低氧环境下的大强度训练不仅能提高最大摄氧量同时对于提高无氧能力有 重要作用[3],并通过研究不同程度低压低氧环境下大强度游泳训练对能量代谢的 影响表明 ,超大强度下游泳训练时无氧代谢能量释放速率与相对生理应激程度关系密切,而与氧分压 无关。

研究表明[4],常氧和低氧环境大强度训练均能提高代谢能力和大强度下的运动能 力, 但低氧环境下的大强度训练更有利于最大累计氧亏的提高。Geiser等[5]通过实验 对33名未 经耐力训练的男性随机在常氧和高原分别进行6周高、低2种强度的功率自行车耐力训练,并 通过核磁共振的方法检查发现,高原低氧大强度的训练能使膝关节伸直肌的肌肉横截面积明 显增加。Vogt等[6]分别对受试者在常氧和3 850 m的高原进行6周的高、低两种强 度的功率自 行车训练,取股四头肌活检测试,得出低氧诱导因子1αmRNA表达在高、低两种强度的低氧 组显著性增加,相应的肌红蛋白,血管内皮生长因子,糖酵解酶,热休克蛋白80的基因表达 也增强。提示经过高低强度的低氧训练,低氧诱导因子上调骨骼肌的低氧适应能力。

1.2.2 高原训练平原化 目前国内外在田径和水上项目上尝试了高原训练平原化。高原训练平原化的核心还是训 练负荷的安排,即提高训练量和强度。负荷的重点是提高专项体能训练及运动员每一个技术 动作的输出功率,增加高原期间专项力量训练比例,使得综合训练的时间和有效训练量接近 平原。我国学者袁守龙[7]在皮划艇项目高原训练总结时明确提出“能力主导型 高原训练 ,坚持高原训练方法、手段平原化”的训练观点。冯美云在高原训练平原化问题中也提出, 通过适量的相同于平原的绝对强度训练来弥补高原专项技术的流失。我国赛艇队在备战2008 年奥 运会时,除遵循高原训练安排的一般规律外,安排总体负荷逐步接近或达到平原水平,统筹 安排量和强度使负荷安排体现平稳、渐进和可持续,杜绝局部负荷安排过大整体刺激不足。

高原训练平原化不是简单的将平原训练计划机械的移植到高原,应根据项目的特点和 高原的低压、低氧、干燥等特点对训练内容和方法重新设计与组合,是一个系统设计和实施 的过程。有着近20次高原训练经历和20多年执教经验的原苏联外教练伊戈尔说,如果高原负 荷达不到平原水平,那么到高原干什么。我国高原医学专家格日力教授也认为,高原负荷如 果达不到平原,建议不要上高原。而冯连世则认为,对世居平原的游泳、田径等大多数项目 的运动员,在高原训练时最好还是遵循“适应-提高”的训练原则,结合运动员的个体特点 ,有选择的采用平原训练方法和训练负荷安排的节奏,而不能照搬平原训练计划,高原训练 只是提供了一个困难的训练环境,其训练方法只是平原训练方法的一种强化,而不是单纯的 解决技能问题。如果高原训练时间较长,需在2-3周的大强度后有一个调整。下高原前保持 一定运动量,还要有一定的强度刺激,为下山前的比赛做准备[2]。

1.3 持续时间 高原训练的持续时间尚无定论,从目前国内外高原训练的研究资料来看,游泳高原训练的时 间一般为3～4周;速度滑冰与柔道为期5～6周;竞走为期4～7周;中长跑(800 m、1 500 m , 5 000 m)为期4～6周;超长距离(10 000 m、马拉松)为期4～8周以上[8]。 最近的研究表明,高原持续训练的最适宜时间为4～6周[1]。

但对于为适应高原环境下的比赛而进行的适应性高原训练,最适的持续时间为每次1周 左右,1～2个月之内进行3～4次[8]。

1.4 平原比赛的最佳时间 高原训练后可以形成3个竞技高峰,其时间大约在下高原后的3～5 d、10～18 d和19～32 d ,若训练安排得当,则高原效应可保持1～2月。已有统计发现,经云南昆明、青海多巴高 原训练后在3～45 d内参赛均取得过好成绩[8]。而翁庆章[9]等认为高 原训练时间越长,训 练后出好成绩的时间可能会拖后;训练量和强度较大训练后出成绩的时间也会延长。冯连世 等研究认为中、长距离项目下高原1～2周,较短距离项目下高原3～4周参加比赛较适宜 [1,8]。但国外研究报道[10]生理运动能力的峰值在第10～15 d出现,最佳 运动能力阶段从生理学上不超过4周。

2 高原训练的最新研究趋势

2.1 向短时间无氧供能项目扩展 高原训练的项目由耐力性已发展到赛艇、排球、冬季两项、摔跤、武术、短跑等几乎所 有的奥运会项目[1]。有研究报道[3],4周急速自行车骑行训练后,常氧 和低氧组的最大累 计氧亏、30 s全力往返跑总功均显著性增加,但最大输出功率仅在低氧组有显著性增加,提 示低氧环境下训练对于改善短时急速骑行能力有积极作用,低压低氧大强度急速骑行训练为 提高短时急速运动能力开辟了一条新的路径。另有研究认为,高原缺氧加上强大的肌肉活动 ,可使糖酵解酶活性增加,有氧代谢底物氧化物(三羧酸循环、脂肪氧化、酮体利用、呼吸 链)酶活性降低。这种有氧代谢酶类活性的降低表明,高海拔处的剧烈运动可导致肌肉能量 代谢方式从有氧向无氧转化,高原大强度训练可以提高运动员的无氧代谢能力。国外研究表 明[4],2～3 min超大强度游泳训练过程中尽管低氧导致运动强度降低且低氧需求 量降低,但 对累计氧亏和无氧供能速率无影响。且认为在高原环境进行大强度训练,更适合改善无氧、 最大力量及大强度训练能力,是有效提高无氧供能和无氧运动能力的一种新的训练方法。

2.2 建立新的训练方法及模拟训练手段 高原训练出现了一些新的训练手段及模拟训练方法,如高住低训、高住高练低训、低住 高练、间歇性低氧训练、低压舱训练、呼吸低氧混合气体、模拟高原训练场馆、低氧设施、 高原训练前的低氧预适应等。但是高原训练还有许多问题和规律尚未被揭示,高原训练的效 果也不是单纯的人工低氧训练所能代替的,高原的阳光、强紫外线、低压、温度、湿度等环 境因素对运动能力影响的研究较少。王敬茹[11]等对男子赛艇运动员 8周不同模式低氧 训练后有氧运动能力的研究表明,不同模式低氧训练对运动员有氧能力都有所提高。但另有 研究认为低氧训练如“低住高练”或“间歇性低氧训练”没有明显的高原适应 效果,尤 其在提高血液运氧能力等方面。因此,如何科学合理的利用低氧训练方法是目前科研人员较 为关注的问题,也是今后高原训练值得研究的趋向。

2.3 参加高原训练的运动员年龄越来越小 高原训练的运动员年龄普遍比过去小,如德国国家队教练舍恩的中长跑少年运动员16 岁,保加利亚教练拉赫马利耶夫的投掷运动员17岁,中国、美国的优秀游泳运动员13～15岁 。我国游泳教练潘佳章认为,高原训练对发育快结束的青少年运动员(13～16岁)是新的刺 激,在生理上会有一种应激反应,对改善心血管系统功能以及有氧和无氧阈强度训练的能力 效果显著[9]。但是澳大利亚研究[12]认为,在缺乏国际大赛经验或从平 原常规训练中比赛 能力提高1%以上的、正处于发育发展期的运动员不建议采用高海拔训练为基础的高原训练方 法。因此,随着竞技体育的发展以及某些项目的特殊性,提醒我们广大研究者及教练员采用 细胞、分子等生物学方法在年轻选手的生理、生化、解剖结构等微观方面进行“个体化”负 荷强度及其疲劳恢复、膳食营养、免疫等的探索和研究。

2.4 重视高原训练的科研保障 为了提高高原训练的成功率,许多国家在科学研究方面都给予了较大的支持。其研究内 容涉及广泛且深入到细胞及亚细胞等生物学水平,如:低氧反应基因表达的主要调节因子HI F-1的研究以及aHIF、新细胞溶解等的研究。我国高原医学专家格日力通过对高海拔藏 族基因的研究发现,基因EGLNI和PPARA能促进低氧下EPO的生成。提示,EGLNI和PPARA两种 基因对高原训练氧运输能力有一定的影响。但目前国内外在这方面的研究还未见报道。郑澜 等[13]通过实验表明,低氧训练骨骼肌低氧诱导因子1α蛋白表达的增加对血管内 皮生长因 子基因转录具有促进作用。赵鹏等[14]选取健康雄性大鼠在不同低氧模式下进行6 周相同强 度训练,发现高住高练比高住低练和低住高练更能显著提高骨骼肌血管内皮细胞生长因子mR NA表达水平,低氧训练比常氧训练更有利于提高骨骼肌毛细血管密度。此外,我国为备战奥 运会等世界大赛,相继在云南昆明和青海多巴建立了“高原训练研究”重点实验室和“科技 工作站”,以促进高原训练的科研保障工作。据统计,我国云南昆明和青海多巴“高原训练 研究”重点实验室和“科技工作站”, 平均每年就为国内外参加高原训练的运动员及各省 运动员做出的科研保障工作近万人次。

2.5 国际间的交流合作更加频繁 自90年代以来,国际上几乎每年都召开高原训练专题研讨会,加强交流。在近几届奥运 会科学大会及亚运会科学大会上,都设立了高原训练专题。2009年8月中国体育科学学会、 青海省体育局在我国多巴国家高原训练基地举办了“2009’中国多巴国际高原训练与健康论 坛”。这是我国乃至世界上首次举办的规模最大、规格最高的国际性高水平高原训练与健康 学术论坛,有来自法国、德国、韩国、日本、澳大利亚及中国香港、台湾等国家和地区的15 0多名专家、学者和教练员参会,研讨和展示了国际先进的高原训练和健康的科技理论和技 术成果,并提出每两年举办一次。因此,随着科学的进步,高原训练在国际间的交流与合作 会逐渐增多,这将对促进高原训练理论与实践的发展有着巨大的推动作用。

2.6 重视个性化的训练监控 运动员对高原训练的反应、适应和成效因个体差异而有所差别,因而对运动员的高原训 练安排要因人而宜[4]。德国乌里希・哈特曼研究表明[15],高原训练期 间一名运动员的网 织红细胞值仅比初始值增加10%,而另一名运动员却增加了250%。重复进行高原居住或训练 一名运动员个体差异率可在40%～150%,且根据Mester[16]对近15年来国际上150项 高原训练 研究结果的分析认为,建立评价高原训练时的个体负荷强度与负荷量的科学指标是高原训练 实践与研究的主要趋势之一。此外,因遗传因素决定了个体的差异性,某些遗传因子(如EP O、HIF-1等) 可以作为衡量高原训练回到平原后运动能力变化敏感性的标记。因此, EPO、HIF-1、TNF-α、VEGF、DHEA-S等因子将是高原训练个性化研究的一个方向。另外,据 报道日本游泳界已基本掌握了高原训练的一般规律,而且对高水平游泳运动员个性化高原训 练的特殊规律、认识水平和训练监控能力都达到比较高的层次。

3 结 论

高原训练在提高最大摄氧量和有氧能力等方面已进行了多年的实践,长期以来被认为是 提高最大摄氧量和有氧能力的主要方法。其实践和理论研究在国际上比较重视,如负荷强度 、海拔高度、持续时间、参赛时间等,同时高原训练的各个领域都涌现出了一大批研究成果 ,而且高原训练有可能成为提高短时间、爆发性无氧供能项目以及提高无氧运动能力的新的 有效训练方法。但是高原训练还存在许多悬而未解需要我们进一步研究的问题,如高原训练 的最佳负荷强度、个性化的监控、模拟高原训练的模式、高原训练的微观科研支持、不同海 拔交替训练的方式、高原训练的营养补充、疲劳恢复、免疫等都是高原训练值得研究的趋势 。

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[16] Mester.高原训练.为国家体育总局优秀教练员和学术带头人赴德国培训班讲授课 讲稿,2003.