特高海拔运动生理研究

特高海拔运动生理研究前言目前国内外对高原运动生理方面的研究仅局限在平原人（人工低氧环境）或海拔3000米以下的高原人的研究，对世居在海拔3500米以上的高原人的各项机能与结构的研究几乎是空白，尽管这对阐明高原环境训练的机制是十分必要的。在高原运动生理及训练的研究方面，我国起步较晚，研究的面也不广，本文围绕人在高海拔地区运动生理和心理等方面的变化，以及高原特殊的低氧环境给人带来的影响和差异等问题，研究其规律和特征，寻求其在运动生理方面的理论意义，从而有效地指导运动选材和训练工作。一、研究对象与方法1、研究对象研究对象分为高原世居者和平原人两组，均为北京大学和西藏大学22－25岁的在校生，各组中均有未接受训练和接受一年半以上业余身体训练的学生，且年龄结构接近，具有各方面的可比性。这些学生分别在海拔200米（北京），3680拉萨）和5300米（念青唐古拉）处测试了各项生理和心理数据，原始数据样本达到千位数。2、测定方法（1）最大摄氧量：均采用Astrand-ryhming列线图法中台阶试验的方法测定并推算出最大摄氧量。（2）心率：人工食指摸脉十秒钟，乘以六为一分钟的心率（脉搏）。（3）血压：用国产量制11220130型血压表测试。（4）肺活量：运用国家体委科研所FⅢ工肺活量计测试。（5）距离知觉：设三个目标，离目测点20米。运动前让受试者目测这段距离；运动后换一处，采用同样的方法， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 其运动后的距离知觉。（6）重量知觉：取三个大小相等的布袋，分别装入15公斤重的沙子，记录受试者运动前后的重量知觉。（7）时间知觉：先学习掌握在10秒钟内屈伸十个手指的时间知觉，即1秒钟出一个手指，记录运动前后十指屈伸的时间知觉。二、研究结果1、实验结果显示，我区20－25岁青年的最大摄氧量水平高于全国大学生平均水平24％，其中受过训练的藏族学生的最大摄氧量水平的明显高于未受训练者。世居高原者的最大摄氧量水平高于平原人。最大摄氧量水平随海拔高度的上升而下降（见附表一）。2、实验结果显示，人的静态晨脉随着海拔的升高而加快，随着海拔的降低而减缓。而世居高原者的晨脉（心率）低于平原人。世居高原者在海拔5300米的高度能在短期（三天）基本恢复到居住地海拔的心率水平，表现出对高海拔极强的适应能力（见附表二、三）。3、实验结果显示，肺活量和血压在高海拔地区出现不同的变化，肺活量水平均有所下降，但高原世居者下降幅度小于平原人，世居高原者在海拔5300米处肺活量指数高于平原人9.44％。各组血压随海拔的升高而升高，平原人的血压收缩压高于高原世居者，而舒张压则低于高原世居者。（见附表四、五）4、实验结果显示，人在特高海拔运动后，感知觉发生显著变化。距离知觉加长，时间知觉延长，重量知觉加重，整体差异显著。（见附表六、七、八）三、分析与讨论我们的研究结果证实了人的各项运动生理、心理指标随海拔高度的增加而产生不同的变化，高原世居者在高海拔时的运动生理水平，适应能力等诸多方面均优于平原人。在高海拔运动时，对吸入空气中的低分压和伴随肌肉活动的组织缺氧对肌体产生的联合效用的适应－－这个过程实际上就是高原训练效应最基本的生理机制。如果给这个机制的水平划一个等级的话，高原世居者将独占鳌头。1、最大摄氧量（VO2max）是指人体在进行有大量肌肉群参加的力竭性运动中，当氧运输系统中的心泵功能和肌肉的用氧功能达到本人的极限水平，人体每单位时间（通常以min为单位）所能摄取的氧量。所以最大摄氧量是评定人体有氧工作能力的一项综合生理指标。尽管最大摄氧量作为反映最大氧代谢能力和心肺功能水平的可靠性生理指标被广泛地运用于评定不同人群和各种项目运动员的有氧代谢水平，但是作为对世居高原人在特高海拔的测定和研究目前国内尚无报道。作为反映极限下运动能力的重要指标，无氧阀可以通过系统性训练而得以提高，我们对业余登山运动员的纵向观察结果也与此一致。许多研究已经证实，无氧阀可以通过训练得到较大的提高，本文不再加以论述。但本文研究结果中受过训练的高原世居人最大摄氧量水平明显高于未受训练者（见表一），差异较显著。因此，本文认为高原世居者的最大摄氧水平可以通过锻炼和运动得到较大幅度的提高。这一点与国内外其它报道结果不相一致，但由于类似研究大都为短期的，针对平原人的或在人工低氧环境中进行的，因此我们的研究至少可以说明长期的高海拔训练对提高最大摄氧量水平具有较明显的效果。2、通常的血压在运动生理学中称为动脉血压。影响动脉血压的因素是多方面的，在本研究中可以清楚地看到海拔的升高直接影响动脉血压的高低，平原世居者在海拔5300米高度时收缩压明显增高，表现出对高海拔的不适应，但舒张压却没有多大的变化，使脉压差达到52（mmHg），而平均压只达到96（mmHg）的水平（低于全国平均值），高原世居者的血压虽有升高但其幅度和脉搏压均属正常值。通过对比和分析可以认为：由于在高海拔地区机体需氧量增加，红细胞代偿性增多，（细胞数量相对增多，致使血液成份粘稠度增高），血液需求量的增大使得动脉血压均有不同程度的增高，从增高的幅度以及与动脉血压相关因素的对比可以看出，世居高原人在高海拔时的血压应急性变化平稳，证实其在高海拔生理的随机性适应能力强于平原人。3、心率（Hr）作为一项既能真实反映人体机能状态，又易于常人测定的生理指标已被广泛采用。高海拔运动是以有氧供能为主的，心血管机能水平的高低是制约高原运动的一个相关因素。人初上高海拔地区，因低氧的环境会引起肺通气量增加，心输出量增大、脉博也随之加快，这是心血管系统适应高原的一种代偿性反映。在海拔5300米高度时三天后世居高原者就能够通过这种代偿性调整将心率恢复至居住地相等的水平，在最大摄氧量下降10.33％时仍然能够通过降低最高心率使最大心输出量减少。而平原人在海拔5300米处三周的心率仍然无法恢复至居住地水平。这证明世居高原者适应高海拔的能力表现在各类生理指标中。4、肺活量是潮气量、补吸气量和补气三者之合，反映了肺一次通气的量的能力，在一定程度上可以作为通气功能的生理指标。在海拔5300米测定肺活量时，在最大吸气过程中，吸入气的质量发生变化，实际吸入气体含氧不足，从而使血氧在肺部的交换不充分或失去正常比例，呼吸的幅度改变，使得在做最大吸气后作尽力呼气时无法像原生活地区那样完善和充分，导致所测值均低于平原生活地区的现象。因此，海拔高度与肺活量值成反比，但由于遗传因素的影响，在海拔5300米高度时，世居高原者的肺活量值明显高于平原人。5、知觉和感觉一样是我们各种生理和心理活动的基础，心理学认为知觉比感觉复杂得多，因为在知觉中除了包含感觉之外，还包含其它的心理成份。人们对自身运动的主体运动知觉的主要感觉成份是肌肉运动知觉，平衡觉等内部感觉，其它视、听、触等部分感觉也参加了主体运动知觉的形成。运动知觉的发展对运动技术训练具有特殊的意义，正确的运动知觉是掌握各种技术动作的重要心理因素。当人在高海拔长时间运动时，能量大量消耗，身体逐渐疲劳而导致的心理过程出现的一系列变化，首先是感知觉有变化。人在海拔5300米高度运动35分钟后，距离知觉、时间知觉、高度知觉和重量知觉均有不同程度的变化，世居高原者与平原人无显著差异，但世居高原者在运动（登山）的速度上快于平原人，尤其是在海拔5400－6700米的高度时更加明显。由于登山运动员是在特殊的低氧条件下完成艰难体力工作的，这种能力是以肌体对两种类型的缺氧的适应强化功效为条件的，尤其是在海拔更高的运动中，不仅动用了外呼吸系统和备液输送气体，更重要的是动用了分子、亚细胞和组织机制。在这种状态中感知觉的变化将更加显著，这种感知觉差异的产生必然影响运动员在高海拔作业时技术动作的运用。因此，在训练中应在不同的身体疲劳阶段，在不同的心理状态下对登山技术（如：绳结、上升器、下降器的使用和保护技术的合理运用）有不同的要求。也就是说，随着疲劳功的出现，技术动作有局部或整体的改变，为弥补由于疲劳导致的感知觉的错误判断，需要通过针对性训练精确化分和改善运动知觉，这在运动技术训练中具有重要的作用。结论综上所述本文比较了在不同海拔地区世居高原人与平原人的各项生理和心理指标，经过研究和理论分析，结果认为：1、人体肺活量、血压、心率和最大摄氧量等心肺功能生理指标水平均随着海拔的升高而有所下降，运动能力也随之下降，这是由于高海拔地区氧分压下降，使动脉血饱和度下降，最大心输出量减少，肌肉横面减少，肌肉质量下降，从而使人体有氧代谢能力下降。高原世居者在海拔5300米高度各项生理指标优于平原人，各项生理指标下降的幅度均低于平原人，证明肺活量、最大摄氧量、心率和血压等生理指标与遗传因素密切相关。世居高原人在与平原人受同样程度训练的条件下，在高海拔氧化过程受限制的缺氧环境中，运动能力强于平原世居者，这不仅体现在对高海拔的适应能力，同时也从各项生理指标中得到证实。因此，在高海拔地区进行长时间和长距离的运动时，其有氧代谢水平不仅与身体素质和运动技能有关，更重要的还取决于人对高原环境的适应能力。2、世居高原者在高海拔地区的适应能力、有氧活动能力以及抗习服的能力均优于平原人。经过运动训练的平原人抗习服的能力远远高于未经训练者，证明体育运动不仅能提高人体各项运动的机能，对适应高原习服能力的提高也有明显的效果。这对于高山运动的选材和训练均具有实际指导意义。3、最大摄氧量主要取决于遗传，但通过长期的高原训练能够得到较大幅度的提高。这对运动生理学具有开创性的理论意义。4、人体在高海拔运动时感知觉极易出现变化，不仅影响生理和心理，对高海拔运动技术也产生一定的影响。通过科学的高原运动训练可建立一个身心良好到疲劳的动作变化链，以适应高海拔作业的需要，这对于高海拔运动训练具有深刻的指导意义。此外，针对这种人体由于疲劳后生理和心理的变化而进行的训练，不仅适用于与耐力项目相关的运动员，凡对持久技术操作有关的其它领域，如航空、高原通讯和司机等也都有一定的参考价值。5、平原人初上高原（海拔5300米）动脉血压中收缩压明显增高，而舒张却接近平原水平，导致脉压差在人体安静时也高达52（mmHg），这种现象在生理学和高原医学上，是否具有显著意义还有待进一步研究.。