瞿超藝 馮亦唯 徐旻霄，3 趙麗娜，3 耿雪 趙翠翠 覃飛 趙杰修

1 國家體育總局體育科學(xué)研究所（北京100061）

2 北京體育大學(xué)（北京100084）

3 上海體育學(xué)院（上海200438）

4 曲阜師范大學(xué)（曲阜273165）

氧是維持人體生命活動的重要物質(zhì)，機體在運動過程中不斷消耗氧以及需要氧[1]。人體組織器官對缺氧的耐受能力不高，因此有多種多樣的氧療手段[1]。根據(jù)世界反興奮劑條例國際標(biāo)準(zhǔn)禁用清單，吸氧補氧手段并不屬于興奮劑，可將其應(yīng)用于運動實踐[2]。隨著新技術(shù)的發(fā)展和進步，不同氧療手段的設(shè)備和配置不斷更新與完善，從而在訓(xùn)練和比賽的不同階段中可以作為輔助手段進行使用，能夠達到增強訓(xùn)練效果，調(diào)整狀態(tài)，促進恢復(fù)的作用。運動員在氧療的過程中，通過佩戴氧氣面罩或進入氧艙、氧室等形式，在運動前、運動中或運動后能夠從固定或便攜式的設(shè)備中吸入氧濃度更高、氧壓力更大的氧氣，進而從中獲益。因此，本研究通過文獻資料法在PubMed、Web of Science、EB?SCO、Embase外文數(shù)據(jù)庫和中國知網(wǎng)、萬方中文數(shù)據(jù)庫中檢索查閱相關(guān)文獻，對國內(nèi)外研究中不同氧療手段對機體運動能力的相關(guān)影響與相應(yīng)機理進行總結(jié)歸納。

在運動科學(xué)領(lǐng)域中，研究與應(yīng)用較多的氧療手段為高氧氣體補充、高壓氧療法、微壓氧療法這三類[3-5]。氧療不僅有利于機體從運動傷病損傷中康復(fù)，而且對機體的運動狀態(tài)和機能水平也有一定的改善作用[3-5]。在運動疲勞狀態(tài)下，機體通過氧療能夠增加骨骼肌肉系統(tǒng)的氧氣供應(yīng)，可能會激活細胞活動，增加三磷酸腺苷的合成，促進疲勞物質(zhì)的代謝清除[3，4]。例如：高氧氣體補充和高壓氧療被認(rèn)為是可能促進運動員疲勞恢復(fù)的方法[3，4]。因此，本文從不同氧療手段在運動實踐中的理論與應(yīng)用出發(fā)，分析不同的氧療手段在運動中的應(yīng)用效果，針對其優(yōu)點與缺點、適應(yīng)情況等因素進行評價，從而優(yōu)化有關(guān)各類運動實踐情況和機能狀態(tài)調(diào)整的氧療方法與手段。

1 高氧氣體補充與運動

1.1 高氧氣體補充與運動概述

高氧氣體是一種吸入的氧濃度含量高于常氧條件（21%）的氣體[3，6]，通過增加氣瓶中的氧濃度，使機體吸入的氧氣量增多。在運動科學(xué)領(lǐng)域中，高氧氣體補充階段一般在運動前、運動中和運動后。其在正常氧壓情況下進行，氧氣流速可為8～12 L/min，氧含量一般為50%以上，每次干預(yù)時間一般為20～60 min[3，6]。大量證據(jù)表明，當(dāng)機體補充高氧時，氧運輸系統(tǒng)能力、乳酸代謝能力、功率輸出表現(xiàn)和耐力運動的耐受能力能夠得到相應(yīng)改善[3，6]。研究發(fā)現(xiàn)，機體功能狀態(tài)（氧轉(zhuǎn)運能力和最大攝氧量）改善背后的生理機制并未完全闡明，但有可能是與機體更高的氧氣輸送能力和延緩中樞疲勞程度有關(guān)[6，7]。運動員或運動愛好者在運動中和恢復(fù)期應(yīng)用高氧氣體補充也越來越普遍。因此，與運動相結(jié)合研究急性和慢性高氧氣體補充的相應(yīng)作用效果和內(nèi)在機制一直是運動科學(xué)的研究熱點。

1.2 高氧氣體補充對運動能力的影響與相關(guān)機理研究進展

高氧氣體補充對機體運動后的恢復(fù)能夠產(chǎn)生積極影響[6-10]。在運動過程中，一些與疲勞密切相關(guān)的因素可能會受到高氧氣體補充作用的影響。例如機體在接近最大運動強度時，短暫的局部缺氧和肌肉代謝產(chǎn)物的累積已被證實可以抑制運動單位的激活，從而引起疲勞[8]。而通過高氧氣體補充能夠增加神經(jīng)元的活動能力，使運動單位在大強度運動中保持穩(wěn)定的激活狀態(tài)，進而減少外周疲勞程度[6]。例如，在20公里的循環(huán)自行車運動測試中，高氧組的肌肉工作能力增加并且優(yōu)于常氧組[9]。有研究表明高強度運動對腦氧合狀態(tài)存在負(fù)面影響。在高強度運動中，腦的氧合狀態(tài)要優(yōu)先于工作肌的氧供應(yīng)狀態(tài)，因此，腦的氧和狀態(tài)至關(guān)重要[6]。高氧氣體補充改善疲勞狀況的另一個可能原因是在進行最大強度的運動期間能夠穩(wěn)定保持腦的正常氧合狀態(tài)，從而減少中樞疲勞程度[9，10]。多項研究一致認(rèn)為，在力竭運動后進行高氧氣體補充能夠有效促進機體的恢復(fù)[11-15]。例如，力竭運動后吸入高氧氣體可在一定程度上改善機體的相對缺氧狀態(tài)，促進心率和血氧飽和度的恢復(fù)[11]，同時高氧氣體補充可以通過改善機體缺氧狀態(tài)，促進紅細胞流變性的恢復(fù)，從而有助于疲勞消除[12]。運動后進行高氧氣體補充，能夠促進機體保持高血氧狀態(tài)，促進變形的紅細胞恢復(fù)正常狀態(tài)，也有利于運動后恢復(fù)[13]。同時在運動后進行高氧氣體補充，也有利于酸性產(chǎn)物的清除，改善體內(nèi)的酸性環(huán)境，有助于內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[14]。還有研究指出，運動后高氧氣體補充能夠增加抗氧化酶的活性，對于運動后機體自由基產(chǎn)生有一定的減緩，能夠減輕運動后機體抗氧化系統(tǒng)能力的下降，對機體運動疲勞的消除有一定的積極作用[15]。

從實踐的角度來看，與常氧情況相比，進行高氧氣體補充能夠讓機體適應(yīng)更高強度的運動，并可以提高對耐力運動的耐受能力[16]。通過高氧氣體補充可能會改善機體相應(yīng)運動表現(xiàn)（即更高的功率輸出表現(xiàn)和更高的運動耐受能力），其原因為高氧氣體補充可以提高機體氧氣輸送能力和對有氧代謝的適應(yīng)性[17]。研究表明，與常氧補充相比，運動員在進行70%最大攝氧量的運動時，通過高氧氣體補充能夠起到能量節(jié)省化的作用，提高肌肉糖原的利用率[17]。同樣有研究指出，在間歇休息期間及運動結(jié)束后進行高氧氣體補充，能夠獲得較佳的沖刺速度表現(xiàn)，且有利于運動后恢復(fù)期間的乳酸清除，血氧飽和度恢復(fù)[18]。有研究指出，高氧氣體補充可能會改善有氧運動表現(xiàn)[19]。通過高氧氣體補充可能會增加供氧量進而提高最大有氧能力的供能和有氧耐力。因此呼吸適度的高氧氣體會對底物氧化，最大有氧能力產(chǎn)生重大影響[20]。同時因為高氧氣體的吸入能夠改善微血管的氧合狀態(tài)[21]，因此有研究提出，高氧氣體補充會改善有氧運動表現(xiàn)與耐力運動的適應(yīng)能力，但其對于攝氧量峰值的作用和線粒體適應(yīng)性的影響還不明確[22]。另外，高氧氣體補充能夠引起功率自行車平均騎行功率的提高，其可以作為一種訓(xùn)練輔助手段，通過減少外周肌肉疲勞，在重復(fù)的騎行訓(xùn)練周期中起到維持運動表現(xiàn)的效果[23]。并且，高氧條件可顯著改善低強度抗阻運動下的肌肉耐力，減少由于疲勞導(dǎo)致的肌肉激活的延遲現(xiàn)象[24]。有研究指出，高氧氣體補充能夠增加最大輸出功率，因其能夠增強肺部氣體交換，同時增加動脈中、大腦和肌肉組織中的氧氣供應(yīng)，改善其氧合狀態(tài)，減少大強度運動過程中機體因通氣量不足而導(dǎo)致的呼吸不暢感[25]。有研究指出，高氧氣體補充能夠提高急性運動表現(xiàn)，吸入的氧濃度越高，運動成績改善越明顯[26，27]。因此，有研究認(rèn)為，高氧氣體中氧氣濃度很重要，建議補充較高氧氣濃度的氣體，優(yōu)化機體在劇烈運動中的激素調(diào)控反應(yīng)，誘導(dǎo)有效的生物學(xué)適應(yīng)過程[28]。但是高氧氣體補充也存在著相應(yīng)的劑量效應(yīng)關(guān)系，過高過長時間的高氧氣體補充也可能會帶來相應(yīng)的不利影響，例如在39.8%、62.5%和82.2%的氧暴露環(huán)境下，觀察到活性氧攻擊紅細胞，出現(xiàn)活性氧增多并損傷大鼠紅細胞的現(xiàn)象。其結(jié)論認(rèn)為暴露于超過40%氧氣濃度的環(huán)境下持續(xù)24 小時則會引起機體過度的氧化應(yīng)激出現(xiàn)[29]。在高溫和涼爽的條件下，高氧氣體補充都能夠提高有氧功率自行車騎行表現(xiàn)，并且在涼爽的條件下這種改善作用可能會更明顯[30]。高氧氣體補充對運動訓(xùn)練和運動恢復(fù)后的運動表現(xiàn)可能產(chǎn)生有益影響，但由于樣本量不夠和實驗方案的巨大差異，目前還沒有形成統(tǒng)一的結(jié)論，還有待進一步研究進行[26]。

有研究指出，高氧狀態(tài)下的血乳酸濃度與常氧狀態(tài)相比無變化或更低[31]，其中結(jié)果的差異可能與研究中受試者個體狀況、運動強度、運動時間等因素有關(guān)，而與血液酸堿平衡狀態(tài)無關(guān)[32]。此外，運動期間的高氧氣體補充可能會降低腎上腺素濃度，而對丙酮酸的代謝作用則存在一定的爭議[33]。另外，高氧氣體補充也可能通過影響血流量分布從而對機體運動能力產(chǎn)生相應(yīng)的影響。機體運動期間的血流分布是一個高度調(diào)節(jié)的過程，當(dāng)人體同時進行腿部騎車和手臂運動時會減少呼吸肌的血流量[34，35]，如果呼吸肌的工作能力減少，則工作肌肉（腿部肌肉）的血流量和最大攝氧量就會增加[35]，機體通過高氧氣體補充可以減少多余的呼吸工作，從而降低中樞疲勞和呼吸肌的多余激活[36]。機體在高氧氣體補充后可以有效減少呼吸肌的血液量，調(diào)節(jié)部分血液流向運動相關(guān)肌肉組織進行供氧，進一步改善相應(yīng)的運動表現(xiàn)[36]。另外，高氧氣體補充還可能會降低頸動脈化學(xué)感受器的活性，降低呼吸驅(qū)動力，呼吸功能出現(xiàn)節(jié)省化、經(jīng)濟化，從而也有可能提高運動表現(xiàn)[37]。同時，運動中或運動后通過高氧氣體補充降低了在高強度運動時的自我疲勞感，并且可改善在缺氧狀態(tài)下的動脈血氧飽和度狀況[38]。運動員在進行最大強度運動時最大攝氧量的峰值隨著高氧氣體補充而進一步升高，表明了高氧氣體補充對氧氣釋放傳遞的有效性[39，40]。因此，高氧氣體補充促進運動后恢復(fù)，影響運動表現(xiàn)的原因可能包括以下方面：首先能夠提高線粒體的呼吸效率，減少體內(nèi)的一氧化氮含量；其次可以降低活性氧的含量，進而增強機體的抗氧化能力；同時增加血管中的氧分壓，改善毛細血管內(nèi)氧氣的彌散性，進而提高機體氧的運輸能力等[3，6，41]。然而，高氧氣體補充對肌肉最大攝氧量的升高程度以及在肌肉最大運動中的準(zhǔn)確作用尚不清楚，后續(xù)還需更多相關(guān)的實驗類研究去論證。

1.3 運動人群補充高氧氣體的優(yōu)缺點

高氧氣體補充的優(yōu)點為：①受試者對其耐受性較好，氧氣吸收利用率較高，效果迅速，高氧氣體補充對運動機體產(chǎn)生的可能影響主要針對氧運輸系統(tǒng)、中樞疲勞和外周疲勞、血流量分布、肌肉代謝能力和運動表現(xiàn)五個方面，具體見表1[3，6，41]；②易于操作，面罩使用方法簡單；③方式靈活多樣，適用于多種運動實踐狀況，能夠在訓(xùn)練前、訓(xùn)練中、訓(xùn)練后、比賽前、比賽后等多種情況下使用[3，6]。高氧氣體補充對人體運動后恢復(fù)的相關(guān)指標(biāo)具有一定的積極作用，對于運動后機體的恢復(fù)，高氧氣體補充是一種無創(chuàng)、有效的干預(yù)手段[42]。另一方面，高氧氣體補充干預(yù)也是“雙刃劍”，過高濃度或過長時間的高氧氣體補充也會給機體帶來相應(yīng)的不利影響：①氧中毒，其主要作用部位是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肺，長期吸入過多的高氧也有可能會造成高氧性的急性肺損傷[43-45]；②不舒適，主要來源于面罩與氣瓶面夾的松緊程度，機體難以接受長期的佩戴，而如不耐受則容易出現(xiàn)濕熱情況，還可能會出現(xiàn)二氧化碳再吸入；③要求高，主要表現(xiàn)為高氧氣體消耗較大、不能重復(fù)利用，如若為面罩連接大氧氣瓶則對設(shè)備設(shè)施要求較高[43-45]。總之，高氧氣體補充研究與應(yīng)用主要集中于運動訓(xùn)練中提高運動表現(xiàn)與狀態(tài)，以及運動后促進恢復(fù)和疲勞消除等方面，但關(guān)于不同運動項目、不同運動員個性化的使用方法以及相應(yīng)的作用機理等還需要深入研究。

表1 高氧氣體補充對運動機體產(chǎn)生的可能影響

2 高壓氧療與運動

2.1 高壓氧療與運動概述

在高壓環(huán)境下，呼吸純氧或高濃度氧以治療缺氧性疾病和相關(guān)疾患的方法，即高壓氧療法[4]。高壓氧療暴露的大氣壓處于2～3 絕對大氣壓（atmosphere abso?lute，ATA）之間，氧氣濃度需大于90%，可達到100%的醫(yī)用純氧環(huán)境[4]，每次干預(yù)時間可為60～90 min[4]。高壓氧療在運動科學(xué)領(lǐng)域中已得到了相關(guān)的研究與應(yīng)用，其應(yīng)用項目廣泛，包括賽艇、柔道、游泳、棒球、抗阻力量運動、耐力運動、沖刺運動等。高壓氧療主要應(yīng)用于運動損傷的治療，肌肉損傷的恢復(fù)，運動后的疲勞消除等方面[4，46-54]。高壓氧療應(yīng)用階段一般可以在運動前進行預(yù)處理[53，54]，在運動后進行疲勞恢復(fù)，大多數(shù)情況下被應(yīng)用于運動后的恢復(fù)過程[46-52]。高壓氧療在運動領(lǐng)域中有一定的研究基礎(chǔ)，因此，如何將高壓氧療更好地應(yīng)用于運動實踐，最大化地在運動實踐中發(fā)揮出高壓氧療的作用也一直是運動科學(xué)的研究熱點。

2.2 高壓氧療對運動能力的影響與相關(guān)機理研究進展

對于高壓氧療在運動恢復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用效果存在不一致的研究結(jié)果。一方面，有研究認(rèn)為，高壓氧療干預(yù)能使受試者的肌酸激酶、乳酸脫氫酶、肌紅蛋白水平出現(xiàn)下降，血乳酸水平降低，其結(jié)論認(rèn)為高壓氧療能夠改善組織細胞的缺氧狀態(tài)，有利于酸性產(chǎn)物的清除，并降低了細胞膜的通透性，有利于運動后疲勞的恢復(fù)[46，47]。類似的研究也指出，經(jīng)過高壓氧療干預(yù)組的心率、血乳酸含量、自我感覺疲勞分值都出現(xiàn)了下降，運動后進行高壓氧療恢復(fù)對于運動員的急性疲勞消除有一定的效果[48]。也有研究指出賽艇女運動員在1 周正常訓(xùn)練下，在訓(xùn)練后進行了1周高壓氧療的恢復(fù)，經(jīng)過干預(yù)之后，血氧飽和度、皮質(zhì)醇、血乳酸得到了相應(yīng)的恢復(fù)，其結(jié)論認(rèn)為高壓氧療對運動員訓(xùn)練后相關(guān)機能指標(biāo)的恢復(fù)有一定的促進作用[49]。并且在高原低氧環(huán)境下訓(xùn)練后利用高壓氧療干預(yù)也能夠促進運動員的快速恢復(fù)[50]。通過進行軟體高壓氧艙恢復(fù)能加快機體血乳酸的清除，促進神經(jīng)系統(tǒng)疲勞恢復(fù)，有利于運動員調(diào)整運動狀態(tài)，其可以作為一種安全有效的運動疲勞恢復(fù)設(shè)備，值得實踐進一步推廣[51]。在動物研究中，高壓氧對運動性疲勞大鼠的恢復(fù)具有一定的促進作用[52]。也有部分研究是在運動前進行高壓氧療的預(yù)處理，了解其對運動過程中人體的相應(yīng)影響，經(jīng)過高壓氧療預(yù)處理之后進行運動能夠快速有效的調(diào)節(jié)機能狀態(tài)，肌肉具有更高的氧利用率，血氣指標(biāo)得到改善[53，54]。還有研究認(rèn)為，高壓氧療的干預(yù)能夠減緩肌肉疲勞，維持力量的相應(yīng)表現(xiàn)[55]。高壓氧療有助于降低機體肌肉酸痛感和不適感，能夠保持肌肉的峰值扭矩，促進運動性肌肉損傷的恢復(fù)[56]。有研究指出，高壓氧療在運動恢復(fù)中產(chǎn)生作用的原因包括能夠有效逆轉(zhuǎn)缺氧狀況，增強氧氣擴散能力，提高血氧含量，有效維持組織器官的氧穩(wěn)態(tài)[4，57]；并且高壓氧療通過高動脈的血氧張力，滲透進組織，促進成纖維細胞增殖膠原合成增多，能夠有效減少軟組織腫脹，減輕局部缺血帶來的疼痛，促進韌帶損傷、骨折的修復(fù)以及傷口的愈合[4，57]；另外，高壓氧療干預(yù)后能夠增加肌肉系統(tǒng)的氧氣供應(yīng)，可以激活細胞活動，增加三磷酸腺苷的合成，促進疲勞物質(zhì)的代謝清除與能源物質(zhì)的恢復(fù)[4，57]。

但另一方面，針對高壓氧療在運動恢復(fù)中的作用效果也存在爭議。例如有研究認(rèn)為急性高壓氧療對激素水平和細胞損傷的恢復(fù)影響不明顯，主要是由于高壓氧療的安慰劑效應(yīng)才可能會有助于主觀感覺的恢復(fù)[58]。青年男志愿者在運動后接受100 分鐘2.5 ATA 純氧的高壓氧療干預(yù)后，高壓氧療不能有效地治療運動誘發(fā)的肌肉損傷[59]。在進行5 次高壓氧療干預(yù)后并沒有加快離心抗阻運動導(dǎo)致的暫時性肌肉酸痛的恢復(fù)[60]。高壓氧療干預(yù)對于運動后延遲性肌肉酸痛的效果非常有限[61]。一次性的急性高壓氧療（2.5 ATA，90 min）干預(yù)對肺功能指標(biāo)的影響也并不明顯[62]。高壓氧療在運動前的預(yù)先暴露并不能增強高強度下的運動表現(xiàn)[63]。因此，關(guān)于高壓氧療在運動恢復(fù)當(dāng)中的作用效果仍然沒有一致的結(jié)論，后續(xù)還需更多相關(guān)的實驗類研究去佐證。在實踐應(yīng)用中，也需要根據(jù)實際條件與個體差異視具體情況而綜合選擇與使用[64]。

2.3 運動人群進行高壓氧療的優(yōu)缺點

高壓氧療干預(yù)的優(yōu)點為：①補氧效果迅速且明顯，有顯著的功效與作用，高壓氧療對運動機體能夠產(chǎn)生的可能影響主要針對促進運動后疲勞消除、運動訓(xùn)練前預(yù)處理激活、減輕肌肉疲勞維持肌肉表現(xiàn)和負(fù)面影響四個方面，具體可見表2[4，57]。②研究較多，理論較為成熟，在醫(yī)學(xué)臨床中應(yīng)用較為普遍，人群知曉度、認(rèn)可度較高。另一方面，高壓氧療也有缺點，過高的高壓氣體補充也可能會帶來相應(yīng)的不利影響：①不適反應(yīng)，高壓氧療如果干預(yù)不當(dāng)，將會造成耳痛、耳鳴等癥狀，嚴(yán)重者可出現(xiàn)外耳道出血。同時也可能會引起眩暈、氣胸、心慌氣短、頭痛惡心等反應(yīng)[43-45]；②條件限制，高壓氧療儀器體積龐大、操作繁瑣、空間需求大，對外部環(huán)境要求高，治療費用相對昂貴，對設(shè)備要求高，一般只能在醫(yī)院等特定場所中使用；③存在風(fēng)險，高壓氧療增壓與減壓時間至少都在10 min 以上，增壓與減壓過快都容易導(dǎo)致人體不適，甚至可能誘發(fā)有慢性疾病患者的一些疾患的加重[43-45]。所以，針對高壓氧療在運動領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)缺點與適應(yīng)情況，需要進行綜合考慮與選擇。

表2 高壓氧療干預(yù)對運動機體產(chǎn)生的可能影響

（續(xù)表2）

3 微壓氧療與運動

3.1 微壓氧療與運動概述

微壓氧療是指暴露在1～2 絕對大氣壓之間（1.25～1.30 ATA 之間）、氧氣濃度大于21%（22%～39%）的環(huán)境氣體中的較溫和的氧療方式[5，65]。微壓氧療每次干預(yù)時間為30～90 min，其應(yīng)用階段可在運動前進行預(yù)處理調(diào)整，也能夠在運動后進行恢復(fù)[5，65]。由于微壓氧療是一種新型的氧壓結(jié)合的氧療手段，因此在運動科學(xué)領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用剛處于起步階段，在舉重、拳擊、耐力跑等部分運動中有小范圍應(yīng)用與研究，主要是將其應(yīng)用于運動后疲勞消除、機能狀態(tài)的調(diào)整、肌肉損傷恢復(fù)、睡眠調(diào)整等方面[66-70]。目前，對于微壓氧療的實踐應(yīng)用與理論研究較為缺乏，處于起步階段，并且微壓氧療作為一種新型的氧壓療法，針對其效果也存在爭議。因此，進一步了解微壓氧療干預(yù)在運動實踐中的主要作用與效果，探究微壓氧療產(chǎn)生作用的原因與內(nèi)在機制，是運動科學(xué)中的研究熱點。

3.2 微壓氧療對運動能力的影響與相關(guān)機理研究進展

目前，國內(nèi)外關(guān)于微壓氧療與運動的研究相對較少，對于微壓氧療在運動恢復(fù)中的相關(guān)作用還存在不一致的研究結(jié)果。大多數(shù)研究認(rèn)為，通過微壓氧療的干預(yù)能夠?qū)\動后機體的恢復(fù)產(chǎn)生積極的作用[66-70]。例如女子拳擊隊員，在大強度訓(xùn)練階段后進行微壓氧療干預(yù)后，睡眠量表、深睡眠量表睡眠結(jié)構(gòu)改善，睡眠質(zhì)量有所提高[66]。國家舉重隊員在訓(xùn)練后接受1.225～1.293 ATA，干預(yù)時間為30 min的微壓氧療干預(yù)后，心率監(jiān)測指標(biāo)有所改善，提示微壓氧療干預(yù)對于運動員的疲勞消除有一定的積極作用[67]。類似的研究中，受試者進行持續(xù)40 min 的微壓氧療干預(yù)，其結(jié)果顯示經(jīng)過干預(yù)后，活性氧化代謝產(chǎn)物數(shù)量下降，白細胞數(shù)量下降，疼痛量表分值降低，其結(jié)論認(rèn)為，通過微壓氧療干預(yù)可有效降低氧化應(yīng)激，改善主觀疲勞[68]。健康女受試者通過在1.25 ATA、36%氧濃度環(huán)境下持續(xù)50 min的微壓氧療干預(yù)，其心率下降，血流量增加，血氧飽和度上升，靜息消耗量出現(xiàn)增加，其結(jié)論認(rèn)為微壓氧療的暴露可增加血流量和新陳代謝，并且不會增加氧化應(yīng)激水平[69]。

在動物研究方面，有研究觀察微壓氧療干預(yù)對大強度訓(xùn)練后大鼠氧化應(yīng)激的影響，大鼠在力竭跑臺耐力運動后，在1.24 ATA、26%氧濃度的微壓氧條件下進行60 min 干預(yù)，每周5 次，持續(xù)8 周，其結(jié)論認(rèn)為微壓氧療干預(yù)能夠提高骨骼肌抗氧化酶活性，加速運動后的恢復(fù)[70]。有研究通過微壓氧療干預(yù)觀察其對發(fā)育中大鼠的體力活動的影響，結(jié)果顯示經(jīng)過在1.25 ATA、35%氧濃度的環(huán)境中，每天暴露12 h，持續(xù)8 周的微壓氧療干預(yù)后，大鼠的轉(zhuǎn)輪運動距離增加，琥珀酸脫氫酶含量增加，其結(jié)論認(rèn)為，微壓氧療干預(yù)后，骨骼肌肌纖維的抗氧化能力得到增強[71]。微壓氧療干預(yù)能夠促進氧化代謝，特別是在線粒體三羧酸循環(huán)等途徑中，從而增強骨骼肌纖維和支配骨骼肌纖維的脊髓運動神經(jīng)元的氧化能力[71-73]。與在常壓條件下（未暴露）相比，暴露在微壓氧環(huán)境下的生長大鼠表現(xiàn)出更強的自主跑動能力，經(jīng)過微壓氧療暴露后，大鼠肌纖維的氧化能力和脊髓運動神經(jīng)元的興奮性得到增強[71-73]。

有研究指出在運動領(lǐng)域中，微壓氧療的環(huán)境比醫(yī)學(xué)條件下的氧療手段更溫和。因其大氣壓力不需要超過1.5 ATA，氧含量不過高，暴露的時間不會過長[5，74]。男運動員在運動后通過微壓氧干預(yù)能夠更快地清除乳酸，微壓氧組的乳酸清除率幅度更大[4]。從圖1中可以看出，在微壓氧療干預(yù)條件下溶解氧的變化情況。在血管中，豐富的血紅蛋白分布在紅細胞中，最多4個氧分子可以與1個血紅蛋白結(jié)合[5]，而另外一些氧則溶解在血漿中，成為溶解氧。經(jīng)過微壓氧療干預(yù)之后，機體血管內(nèi)的溶解氧含量有所增多（紅色箭頭數(shù)量出現(xiàn)增多）。有研究指出氧壓力和氧濃度對機體內(nèi)氧化酶的合成、分泌、釋放及活性均有影響，在最適宜的氧壓力和氧濃度下其活性可能最強，當(dāng)氧壓力和氧濃度過低或過高都會使其活性降低[75]。從圖2中可以看出，大氣壓的升高和氧氣濃度的增加都會提高血氧含量，尤其是溶解氧含量，但過度增加的氧壓和氧濃度可能會帶來氣壓性損傷、活性氧過量產(chǎn)生等副作用，而適度增加的氧壓與氧濃度則可以增加體內(nèi)氧含量，尤其是血漿中的溶解氧的含量，因此溶解氧能夠流向外周細胞，尤其是肌肉、大腦、心臟的細胞[5，74]。因此，增加溶解氧含量，改善機體的氧化代謝狀態(tài)是微壓氧療能夠產(chǎn)生作用的主要機制之一，但關(guān)于微壓氧作用的內(nèi)在機制（可能是氧感知與抗氧化等通路）還有待進一步的深入研究。也有研究指出，微壓氧療對于運動機體相關(guān)的影響和作用非常有限，尚無研究證據(jù)驗證其效果，其作用效果可能是推測判斷或根據(jù)個人經(jīng)驗提出的[76]。因此，關(guān)于微壓氧療在運動領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用的深度和廣度還有待后續(xù)的跟進與擴展。

圖1 氧與血紅蛋白和溶解氧結(jié)合后在血管內(nèi)的分布（a-常壓條件下；b-微壓氧條件下）[5]

圖2 不同氧壓與氧濃度對溶解氧的可能作用

3.3 運動人群進行微壓氧療的優(yōu)缺點

微壓氧療干預(yù)的優(yōu)點為：①氧壓力與氧濃度恒定適中，無明顯副作用，全身暴露環(huán)境較為溫和[5，74]；②微壓氧療的氧艙設(shè)備整體小型化，方便易攜，可隨運動隊、運動員同步使用；③場地條件限制較少，可隨時直接應(yīng)用服務(wù)于運動實踐；④費用相對較低，消耗較小，干預(yù)時間較短，易于實現(xiàn)[5，74]。但微壓氧療也存在缺點：①實踐應(yīng)用與理論研究較為缺乏，目前處于起步階段；②針對其效果存在爭議。目前，微壓氧療在運動理論與實踐中的應(yīng)用情況相對有限，其研究與應(yīng)用程度亟待進一步加強。微壓氧療對運動機體能夠產(chǎn)生的可能影響主要針對運動后恢復(fù)和運動表現(xiàn)兩個方面，具體可見表3[5，66-70]。由于目前缺乏關(guān)于微壓氧療相關(guān)副作用的研究報道以及微壓氧療在運動領(lǐng)域中的劑量效應(yīng)研究，關(guān)于其副作用和不良影響尚不清晰。

表3 微壓氧療干預(yù)對運動機體產(chǎn)生的可能影響

4 小結(jié)、注意事項與展望

4.1 小結(jié)

在運動的不同階段中，通過不同氧療手段的應(yīng)用，能夠?qū)\動人體產(chǎn)生一定積極作用。通過高氧氣體補充能夠改善氧運輸系統(tǒng)功能，影響血流量分布，增強肌肉代謝能力，有效減緩疲勞程度；在運動后進行高壓氧療，能夠促進疲勞消除與機體恢復(fù)，在運動前進行高壓氧療則可以調(diào)節(jié)機能狀態(tài)；運動后進行微壓氧療在改善睡眠質(zhì)量，降低氧化應(yīng)激，在促進運動后恢復(fù)方面有一定效果。在選擇不同氧療手段進行干預(yù)時，應(yīng)根據(jù)個人的適應(yīng)情況和具體可實施條件進行選擇應(yīng)用，高氧氣體補充適合在訓(xùn)練比賽間歇中進行干預(yù)，高壓氧療和微壓氧療則適合在訓(xùn)練比賽的前后進行干預(yù)。在訓(xùn)練期間進行氧療的效果不太穩(wěn)定并且難以檢測，其作用效果可能不如在運動前或者運動后進行干預(yù)明顯，因此，我們著重建議在運動前或者運動后進行不同氧療手段的干預(yù)。

4.2 注意事項

與所有治療一樣，必須檢查高氧氣體補充、高壓氧療、微壓氧療在使用中的不良反應(yīng)，并確定其適應(yīng)情況。在不同的氧療手段應(yīng)用于運動實踐之前，需要對操作設(shè)備和安全法規(guī)進行標(biāo)準(zhǔn)化管控。操作人員需要接受關(guān)于高壓、高氧環(huán)境的醫(yī)學(xué)安全操作標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)。接受干預(yù)人員需充分了解進行氧療干預(yù)的禁忌癥與不適反應(yīng)，提高自我保護意識。此前日本已經(jīng)發(fā)生過高壓氧療的爆炸案例[4]。因此更加需要引起對于氧療手段在運動領(lǐng)域中應(yīng)用安全問題的重視。

4.3 展望

針對目前不同氧療手段在運動科學(xué)領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用情況，我們認(rèn)為今后的研究重點可以集中于以下方面：

①內(nèi)在機制的探究。目前，運動科學(xué)領(lǐng)域?qū)Σ煌醑熓侄胃深A(yù)對機體的急性影響已有所了解，但對于中長期不同氧療手段干預(yù)對比賽期間與運動訓(xùn)練之后的潛在的作用影響與內(nèi)在機制還沒有完全闡明，特別是微壓氧療，其研究亟待加強。建議今后可以進行相應(yīng)的人體或者是實驗條件更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭游飳嶒炑芯?，能夠與常氧恢復(fù)相比較，重點了解其干預(yù)后的恢復(fù)效果與內(nèi)在作用機制。

②對運動表現(xiàn)的影響。目前，高氧氣體補充、高壓氧療、微壓氧療對于運動表現(xiàn)的影響存在不一致的研究結(jié)果，對于不同氧療手段在運動表現(xiàn)中的影響存在爭議。建議今后采用貼近不同運動專項技術(shù)動作的運動表現(xiàn)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上進行設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾S機對照實驗研究，重點了解不同氧療手段在運動前和運動后對運動表現(xiàn)和神經(jīng)肌肉恢復(fù)的影響。

③劑量效應(yīng)關(guān)系。迄今為止，關(guān)于不同氧療手段在運動領(lǐng)域中應(yīng)用的最佳劑量效應(yīng)關(guān)系還鮮有研究報道，干預(yù)的方案設(shè)定大部分是基于之前的研究和相關(guān)操作的經(jīng)驗。建議今后主要針對在訓(xùn)練和比賽的不同階段中，不同氧療干預(yù)的最佳單次干預(yù)時間、干預(yù)周期、干預(yù)頻率、干預(yù)氧濃度、干預(yù)氧壓力，以及結(jié)合訓(xùn)練的強度與時間等劑量效應(yīng)關(guān)系進一步研究，得出優(yōu)化并易于實際推廣的干預(yù)方案模式。

④科學(xué)有效應(yīng)用。如何在遵循相應(yīng)的體育倫理道德規(guī)章下，更加規(guī)范合理地使用氧療手段，最大化地應(yīng)用氧療手段使運動員獲益，將是研究者與實踐者需要全面考慮的問題。不同環(huán)境下、不同性別、不同項目的氧療手段的使用情況也可能各不相同，需要精細區(qū)分，建議今后的研究在這方面進行相關(guān)研討與歸納。

⑤安全風(fēng)險防范。氧療手段應(yīng)用不當(dāng)會出現(xiàn)不適反應(yīng)，增加相關(guān)意外風(fēng)險。因此，針對不同氧療手段在運動人體中的研究與應(yīng)用，我們必須充分了解其存在的安全風(fēng)險與禁忌癥、適應(yīng)癥，規(guī)范干預(yù)流程與標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格進行風(fēng)險篩查，充分準(zhǔn)備防范措施，了解危險處置方法。

此外，建議針對個人的情況制定個體化的氧療干預(yù)方案，將不同的氧療手段與理療、營養(yǎng)、睡眠等干預(yù)方法互補使用，可能進一步提高氧療手段在運動領(lǐng)域中的應(yīng)用效果。