王雪冰

不同低氧訓(xùn)練模式對(duì)體成分影響的研究進(jìn)展

王雪冰

（廣西大學(xué) 體育學(xué)院，廣西 南寧 530004）

文章比較不同低氧訓(xùn)練模式對(duì)體成分的影響并分析其潛在機(jī)理，旨在為低氧訓(xùn)練在肥胖干預(yù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。通過分析總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，各種低氧訓(xùn)練模式尤其是高住高練均有一定的改善體成分的效果，低氧訓(xùn)練對(duì)體成分的影響主要是通過抑制食欲以及促進(jìn)能量消耗等途徑。

低氧訓(xùn)練；體成分

體成分是指組成人體各組織、器官的總成分，主要測(cè)試指標(biāo)有體重、體脂、去脂體重、體脂百分比、BMI等[1-2]。早有證據(jù)表明，高海拔探險(xiǎn)可改變體成分，甚至一次性低氧環(huán)境刺激就可導(dǎo)致大鼠體重低于刺激前[3-4]。體成分與運(yùn)動(dòng)能力、身體健康等密切相關(guān)，目前低氧訓(xùn)練/運(yùn)動(dòng)對(duì)體成分的研究很多，但由于低氧訓(xùn)練模式、氧濃度（氧分壓或海拔高度）等的不同導(dǎo)致對(duì)體成分的影響也不盡相同。本文對(duì)不同低氧訓(xùn)練模式對(duì)體成分的影響進(jìn)行綜述，希望為低氧訓(xùn)練干預(yù)肥胖提供一定的理論參考。

1 低氧訓(xùn)練對(duì)體成分的影響

目前，低氧訓(xùn)練模式主要包括高住高練、高住低練、低住高練、高住高練低訓(xùn)等。

1.1 高住高練對(duì)體成分的影響

高住高練是指受試者實(shí)驗(yàn)全過程在高原或模擬低氧環(huán)境中生活和訓(xùn)練的訓(xùn)練模式。普通飲食動(dòng)物模型結(jié)果表明，6周3500米低氧跑臺(tái)訓(xùn)練后大鼠體重、脂肪重量均明顯降低[5]。同樣地，將大鼠置于12.4%O2的低氧環(huán)境中進(jìn)行爬梯抗阻訓(xùn)練四周后發(fā)現(xiàn)，低氧可引起大鼠瘦體重下降，骨骼肌濕重降低，但低氧訓(xùn)練組瘦體重和骨骼肌濕重則明顯高于對(duì)照組，這說明在該低氧環(huán)境中生活可能會(huì)導(dǎo)致大鼠肌肉萎縮，而低氧訓(xùn)練可緩解此現(xiàn)象[6]。高脂飲食動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn)，4周3500米肥胖大鼠高住高練后，大鼠體重、脂肪重、Lee's指數(shù)、脂體比顯著下降[7,8-9]，并且肥胖大鼠經(jīng)8周3400米模擬低氧環(huán)境游泳運(yùn)動(dòng)后體重明顯低于對(duì)照組[10]。人體試驗(yàn)也有相關(guān)研究出現(xiàn)。Thomas等人將20名優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員分為兩組，一組在2130-3094米海拔居住和訓(xùn)練（高住高練組），一組在平原地區(qū)進(jìn)行居住和訓(xùn)練（常氧組），3周后體成分檢測(cè)結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)員在高住高練訓(xùn)練前后體重?zé)o明顯差異，但體脂百分比有明顯下降，并且下降幅度大于常氧訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員，而且高住高練組去脂體重有所增加（=0.06）[11]。以上研究表明，高住高練可明顯改善體成分，尤其是具有顯著的減脂效果。

1.2 高住低練對(duì)體成分的影響

高住低練是指受試者居住于高原或模擬低氧環(huán)境中，訓(xùn)練則在常氧環(huán)境中進(jìn)行的訓(xùn)練模式[12]。將37名青少年分為常氧訓(xùn)練組和2700米高住低練組，結(jié)果表明4周運(yùn)動(dòng)結(jié)合飲食控制可明顯降低肥胖青少年體重、BMI和體脂率，并且低氧訓(xùn)練組減重效果更佳[13,14]。隨后，該課題組繼續(xù)進(jìn)行性別比較研究發(fā)現(xiàn)，肥胖青少年男性4周高住低練結(jié)合飲食控制后，體重、BMI和體脂下降幅度均大于常氧訓(xùn)練組，蛋白雖有輕微分解，但無明顯差異，而女性受試者體成分指標(biāo)雖有大幅下降，但與常氧訓(xùn)練組無明顯差異，而且女性瘦體重高于常氧組[15]。這說明低氧訓(xùn)練干預(yù)對(duì)肥胖青少年體成分影響具有性別差異。高住低練對(duì)運(yùn)動(dòng)員體成分的研究則發(fā)現(xiàn)，4周2500米高住低練前后運(yùn)動(dòng)員體重、體脂重量、體脂百分比明顯下降[1]，優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員低氧艙模擬1900米、2800米高住低練同樣具有降體重的效果，主要原因可能與高原環(huán)境引起食欲下降、基礎(chǔ)代謝率增加引起的機(jī)體分解作用增強(qiáng)所致的去脂體重的減少有關(guān)[16-17]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，3500米高住低訓(xùn)4周后，大鼠體重、體重增長(zhǎng)幅度、腎周脂肪、附睪脂肪總量、腓腸肌質(zhì)量顯著下降，并且蛋白質(zhì)分解增加[18-20]。

上述研究說明，高住低練雖具有改善體成分的效果，但可能還具有一定的副作用，比如可能因促蛋白分解效應(yīng)引起瘦體重下降，然而是否會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力有一定影響還有待確定。此外，應(yīng)注意的是，高住低練應(yīng)用于肥胖青少年控體重具有性別差異。因此，采用該訓(xùn)練模式進(jìn)行體成分干預(yù)時(shí)，應(yīng)注意選擇合適的居住高度、監(jiān)控瘦體重/去脂體重變化和增加營養(yǎng)補(bǔ)充[21]。

1.3 低住高練對(duì)體成分的影響

低住高練是指在常氧環(huán)境居住，在高原或模擬低氧環(huán)境訓(xùn)練的訓(xùn)練方法。研究表明，6周常氧居住、低氧（氧濃度15.4%）環(huán)境抗阻訓(xùn)練可有效降低超重男性體重、體脂百分比和脂肪重量，提高肌肉含量，但與常氧訓(xùn)練相比無明顯差異，可能與訓(xùn)練時(shí)間較短有關(guān)[22-23]。其他研究顯示，在8周平原居住、14.7%氧濃度低氧環(huán)境訓(xùn)練，以65%-75%最大攝氧量的負(fù)荷強(qiáng)度進(jìn)行功率自行車運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，肥胖大學(xué)生體重、體脂較訓(xùn)練前明顯降低，肌肉質(zhì)量明顯增加，并且效果較常氧環(huán)境訓(xùn)練顯著[24]；10名肥胖青年女性經(jīng)10周人工模擬高原環(huán)境減肥訓(xùn)練后，體重、脂肪、體脂百分比明顯降低，瘦體重也有下降趨勢(shì)[25]；Nishiwaki等嘗試通過低氧訓(xùn)練使絕經(jīng)后婦女在模擬2000米高度進(jìn)行8周中低強(qiáng)度（50%VO2max）游泳鍛煉后發(fā)現(xiàn)，體重、BMI、體脂等體成分指標(biāo)均有降低，而常氧組無明顯變化[26]。肥胖是影響老年人身體健康的危險(xiǎn)因素之一，Park等人將低氧訓(xùn)練應(yīng)用于24名65-70歲韓國肥胖老年男性肥胖干預(yù)，訓(xùn)練計(jì)劃主要包括有氧訓(xùn)練和彈性抗阻訓(xùn)練，12周運(yùn)動(dòng)前后體成分結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練（氧濃度為14.5%）較大幅度降低受試者體重、體脂以及增加去脂體重[27]。但也有發(fā)現(xiàn)，與常氧訓(xùn)練相比，18周低氧（氧濃度為16.1%）全身震動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人體成分無明顯影響[28]。該研究與上述Park等研究比較在氧分壓以及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方面都有差異，可能對(duì)低氧訓(xùn)練效果具有一定的影響。以上多數(shù)研究說明低住高練在各年齡階段肥胖人群都可適用，但在實(shí)際應(yīng)用中可能應(yīng)依據(jù)不同年齡需要設(shè)計(jì)差異化的運(yùn)動(dòng)方案（運(yùn)動(dòng)時(shí)間、程度、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目等）。

1.4 高住高練低訓(xùn)對(duì)體成分的影響

高住高練低訓(xùn)是指受試者在人工低氧環(huán)境居住，低氧環(huán)境為輔、常氧環(huán)境訓(xùn)練為主的特殊低氧訓(xùn)練方式[29]。研究發(fā)現(xiàn)，四周高住高練低訓(xùn)(（氧濃度15.4%）)后，優(yōu)秀古典摔跤運(yùn)動(dòng)員第3、4周體重、去脂體重和脂肪含量均出現(xiàn)明顯下降，散手運(yùn)動(dòng)員4周高住高練低訓(xùn)（氧濃度14.7%-15.4%）后減脂減重效果顯著[30-31]。這說明高住高練低訓(xùn)對(duì)于對(duì)比賽體重有要求的運(yùn)動(dòng)員的體重控制可能具有一定的效果。此外，超重/肥胖青少年兒童經(jīng)過高住高練低訓(xùn)后體重明顯減輕，且在低氧訓(xùn)練期間和半年隨訪發(fā)現(xiàn)，受試者并未有任何不適[32]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，四周高住高練低訓(xùn)（15.4%）可明顯降低大鼠體重增幅[33]。這些研究說明高住高練低訓(xùn)機(jī)體體成分改善可能具有一定的效果。

1.5 低氧訓(xùn)練后復(fù)氧生活或訓(xùn)練對(duì)體成分的影響

低氧訓(xùn)練作為一種應(yīng)對(duì)肥胖的新手段，干預(yù)活動(dòng)停止后減肥效果能否繼續(xù)保持呢？將超重/肥胖青年分為兩組，分別在常氧和模擬15.4%氧含量低氧環(huán)境中訓(xùn)練4周后，兩組受試者體重、體脂百分比、脂肪重和BMI均低于訓(xùn)練前，并且訓(xùn)練結(jié)束4周后低氧組體成分相關(guān)指標(biāo)仍持續(xù)下降，而常氧訓(xùn)練組僅脂肪重量低于鍛煉后[34]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練4周大鼠體重增加百分比低于常氧訓(xùn)練組，復(fù)氧訓(xùn)練后逐漸恢復(fù)[35]。這說明低氧訓(xùn)練較常氧訓(xùn)練針對(duì)減脂后的體重反彈更有利，但低氧訓(xùn)練后復(fù)氧訓(xùn)練可能通過增加食欲等原因，低氧訓(xùn)練的效果也會(huì)出現(xiàn)逐漸減退。

1.6 不同低氧訓(xùn)練模式對(duì)體成分影響的比較研究

在氧濃度為12.7%（約4000米）低氧環(huán)境中進(jìn)行四周游泳運(yùn)動(dòng)過程后高住高練組大鼠體重及體重增幅小于高住低練組[36-37]。同樣海拔高度，高住高練肥胖大鼠體重、脂肪含量、脂體比均低于高住低練和低住高練組，且高住高練組骨骼肌濕重相對(duì)值顯著高于對(duì)照組[38]。這些研究說明高住高練改善體成分效果可能優(yōu)于高住低練。高住低練和低住高練比較研究發(fā)現(xiàn)，模擬高原低氧環(huán)境2500米（15.4%）高住低練減重效果較低住高練模式好，但低住高練組大鼠腓腸肌質(zhì)量大于高住低練，其他體成分指標(biāo)如脂肪質(zhì)量、脂肪比重、腓腸肌比重兩組無明顯差異[39]。比較低氧訓(xùn)練（高住高練低訓(xùn)，模擬海拔2300米）、高原訓(xùn)練（2300米高原環(huán)境）對(duì)青少年體成分的影響發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練減重效果優(yōu)于高原訓(xùn)練，高原訓(xùn)練減脂效果優(yōu)于低氧訓(xùn)練，并且高原訓(xùn)練瘦體重?zé)o明顯變化，而低氧訓(xùn)練瘦體重顯著減少，這說明高原訓(xùn)練減體重可能主要通過減脂，而低氧訓(xùn)練在減重的同時(shí)可能去脂體重也有一定的降低[40]。也有研究結(jié)果表明，不同低氧訓(xùn)練方式對(duì)體成分的影響無明顯差異，例如在模擬1500米海拔高度環(huán)境，高住高練、高住高練低訓(xùn)、高住低練和低住高練不同模式遞增負(fù)荷低氧訓(xùn)練五周后，各組大鼠體重?zé)o顯著性差異；遞增負(fù)荷3500米不同模式低氧訓(xùn)練五周后結(jié)果顯示高住高練、低住高練、高住高練低訓(xùn)以及高住低訓(xùn)各組大鼠體重變化無明顯差異[41-42]，這可能與上述兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)比較單一有關(guān)，因此，在同一實(shí)驗(yàn)中不僅僅是測(cè)試體重指標(biāo)，應(yīng)對(duì)其他體成分指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，可為比較分析不同低氧訓(xùn)練模式干預(yù)體成分提供更多證據(jù)。

1.7 不同高度/氧濃度、負(fù)荷時(shí)間低氧訓(xùn)練對(duì)體成分的影響

不同低氧劑量（高度/氧濃度、時(shí)間）對(duì)體成分的影響也不同。將9周齡SD健康大鼠80只隨機(jī)分為不同氧濃度組，比較6周海拔0m（20.89%O2濃度），2200m（16.02%O2濃度），2200+3500m（前3周為16.02%O2濃度，后3周為13.59%O2濃度），3500m（13.59%O2濃度）的低氧環(huán)境運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠體成份的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各組大鼠體重、脂肪量明顯下降，其中2200+3500米組比目魚肌重量高于同海拔非運(yùn)動(dòng)組，3500米時(shí)趾長(zhǎng)伸肌重量低于非運(yùn)動(dòng)組，并且海拔越高腹部脂肪下降越明顯[43]。這說明2200+3500米混合高度可能具有增加骨骼肌重量的作用，3500米海拔對(duì)軀干減脂有利。與上述研究結(jié)果相似，比較13.3%、16.3%氧濃度低氧訓(xùn)練對(duì)肥胖大鼠的影響發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練組肥胖大鼠攝食量、體重明顯低于對(duì)照組，并且氧濃度越低減重效果越明顯[44]。YAN等也發(fā)現(xiàn)，大學(xué)男生進(jìn)行不同濃度抗阻訓(xùn)練五周后，氧濃度與去脂體重成反比[45]。與上述研究不一致的是，劉金柱研究發(fā)現(xiàn)Wister大鼠模擬2500米、4000米、2500-4000交替運(yùn)動(dòng)4周后并復(fù)氧訓(xùn)練4天后各運(yùn)動(dòng)組體重?zé)o明顯差異，說明三種海拔訓(xùn)練對(duì)大鼠體重?zé)o明顯影響[46]。與前面研究比較，該研究之所以得出不同結(jié)論的原因可能與劉金柱等人的研究沒有設(shè)置安靜組，低氧訓(xùn)練大鼠體重的比較是各低氧運(yùn)動(dòng)間的比較，而且前面幾項(xiàng)研究是與安靜組/非運(yùn)動(dòng)組的比較。低氧訓(xùn)練時(shí)間同樣也可能影響體成分。通過佩戴高海拔呼吸面罩（ETM）模擬914米高原環(huán)境訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，在同樣每周訓(xùn)練兩次，共進(jìn)行九周訓(xùn)練后，每次訓(xùn)練時(shí)間30分鐘大學(xué)生體重、體脂低于每次訓(xùn)練時(shí)間15分鐘組[47]。這說明低氧持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，體成分改善效果越明顯。這些研究說明，低氧訓(xùn)練氧濃度、持續(xù)時(shí)間等都可能對(duì)體成分干預(yù)效果產(chǎn)生影響。

2 低氧訓(xùn)練影響體成分的可能機(jī)制

低氧訓(xùn)練改善體成分可能與低氧抑制食欲有關(guān)。低氧引起食欲下降，可能與低氧引起的一些激素濃度的變化有關(guān)。這些激素主要是胃饑餓素、縮膽囊素（cholecystokinin，CCK）、酪酪肽（peptide YY，PYY）、胰高血糖素樣肽-1（Glucagon-like peptide-1，GLP-1）等。饑餓素是一種食欲促進(jìn)因子，主要分為酰化胃饑餓素和去?；葛囸I素，CCK、GLP-1、PYY都屬于食欲抑制因子。Matu等人設(shè)計(jì)了14天的高原環(huán)境運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)前12天、實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)點(diǎn)（第七天：3619米；第10天：4600米；第12天：5140米）測(cè)試受試者食欲、能量攝入、身體組成和胃饑餓素成分的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)中三個(gè)高度受試者能量攝入均有下降，5140米食欲明顯低于實(shí)驗(yàn)前基線值，?；囸I素濃度在三個(gè)海拔測(cè)試點(diǎn)均低于基線值，去?；囸I素濃度無明顯變化，總饑餓素濃度也有下降，皮脂厚度在實(shí)驗(yàn)中各測(cè)試點(diǎn)均低于基線。這說明血漿?；囸I素和總饑餓素可能引起食欲下降和能量攝入下降[48]。Yang等人報(bào)道高住低練可增加GLP-1，并且這種促進(jìn)作用可能由IL-6介導(dǎo)[13]。也有研究發(fā)現(xiàn)，12.7%氧濃度低氧運(yùn)動(dòng)可以抑制饑餓感和酰基化饑餓激素，增加PYY，從而抑制饑餓和食物攝入[49]。另外，有研究顯示，與低海拔（2150米）和海平面相比，高海拔（4300米）運(yùn)動(dòng)后，12名健康男性?；葛囸I素、胰多肽、綜合食欲評(píng)分明顯降低，平均食物攝取也比兩者明顯減少，并且受試者在運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后對(duì)碳水化合物依賴明顯降低。這說明低氧運(yùn)動(dòng)后誘導(dǎo)的厭食以及隨后的能量攝入減少更易發(fā)生在暴露于較高海拔而非中低海拔，且酰基化饑餓素可能在其中發(fā)揮重要作用，這也可能是低氧濃度改善體成分的原因之一[50]。低氧訓(xùn)練對(duì)體重的降低作用也可能與瘦素（Leptin）、睪酮/皮質(zhì)醇比值改變有關(guān)。研究顯示，6周低氧訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，大鼠血清瘦素濃度明顯增加，睪酮/皮質(zhì)醇比值下降，從而分別導(dǎo)致大鼠攝食和體脂的減少和分解代謝大于合成代謝[51]。此外，四周低氧訓(xùn)練具有降低下丘腦NPY分泌的趨勢(shì)，同時(shí)下丘腦Leptin受體結(jié)合容量增大，從而抑制體重增長(zhǎng)[37]。

低氧環(huán)境運(yùn)動(dòng)受試者食欲的下降可能引起食物攝取的減少，從而引起能量攝入的減少，而運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致能量代謝的增加，二者疊加可能引起體成分的變化。21天的2200米-4300米美國阿拉斯加麥金來山登山探險(xiǎn)活動(dòng)前后發(fā)現(xiàn)，受試者體重、總皮質(zhì)厚度、脂肪密度及肌肉面積均下降（-5.4%、-10.8%、-15%和-9.1%），且能量攝入與體成分指標(biāo)成反比[52]。也有研究發(fā)現(xiàn)，在5000米-6000米海拔，受試者在無明顯高原病癥狀時(shí)，進(jìn)食量沒有明顯下降，但增加到7000米海拔，當(dāng)急性高原病出現(xiàn)時(shí)，饑餓和食欲的解偶聯(lián)限制了滿足能量平衡所需要的食物的攝入[53]。同時(shí)，低氧訓(xùn)練大鼠靜息代謝率明顯增加[5]。這些研究說明低氧訓(xùn)練引起體成分改變可能與能量攝入減少以及能量消耗增加有關(guān)。

3 小結(jié)

低氧訓(xùn)練可通過抑制食欲和促進(jìn)能量消耗改善體成分，對(duì)于肥胖人群來說低氧訓(xùn)練不失為一種新型、有效、快速的減肥手段。但我們也應(yīng)關(guān)注在低氧訓(xùn)練減體重過程中可能出現(xiàn)的負(fù)面效應(yīng)，比如去脂體重/瘦體重的下降以及其與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系，目前的研究還有爭(zhēng)議，應(yīng)加強(qiáng)這方面的研究。同時(shí)，要注意低氧訓(xùn)練對(duì)體成分影響的劑量效應(yīng)（低氧濃度、低氧訓(xùn)練時(shí)間等）。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同年齡階段、性別、身體健康狀況，探索適合不同人群的低氧訓(xùn)練方案，還應(yīng)密切關(guān)注受試者的營養(yǎng)狀況和運(yùn)動(dòng)能力狀況，使得低氧訓(xùn)練作為減肥手段更安全、更有效。

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On the Advances in the Effects of Different Hypoxic Training Models on Body Composition

WANG Xuebing

(Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi, China)

廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目（2019KY0033）。

王雪冰（1982—），博士，講師，研究方向：運(yùn)動(dòng)與脂代謝。