王雪冰

不同低氧訓(xùn)練模式對體成分影響的研究進展

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)練模式對體成分的影響并分析其潛在機理，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)練對體成分的影響主要是通過抑制食欲以及促進能量消耗等途徑。

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]。體成分與運動能力、身體健康等密切相關(guān)，目前低氧訓(xùn)練/運動對體成分的研究很多，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)致對體成分的影響也不盡相同。本文對不同低氧訓(xùn)練模式對體成分的影響進行綜述，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 高住高練對體成分的影響

高住高練是指受試者實驗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。普通飲食動物模型結(jié)果表明，6周3500米低氧跑臺訓(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照組，這說明在該低氧環(huán)境中生活可能會導(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)境游泳運動后體重明顯低于對照組[10]。人體試驗也有相關(guān)研究出現(xiàn)。Thomas等人將20名優(yōu)秀游泳運動員分為兩組，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)進行居住和訓(xùn)練（常氧組），3周后體成分檢測結(jié)果表明，運動員在高住高練訓(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)練運動員，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周運動結(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)對肥胖青少年體成分影響具有性別差異。高住低練對運動員體成分的研究則發(fā)現(xiàn)，4周2500米高住低練前后運動員體重、體脂重量、體脂百分比明顯下降[1]，優(yōu)秀游泳運動員低氧艙模擬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體分解作用增強所致的去脂體重的減少有關(guān)[16-17]。動物實驗也發(fā)現(xiàn)，3500米高住低訓(xùn)4周后，大鼠體重、體重增長幅度、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，然而是否會對運動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)練模式進行體成分干預(yù)時，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)補充[21]。

1.3 低住高練對體成分的影響

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)荷強度進行功率自行車運動干預(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[25]；Nishiwaki等嘗試通過低氧訓(xùn)練使絕經(jīng)后婦女在模擬2000米高度進行8周中低強度（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)練計劃主要包括有氧訓(xùn)練和彈性抗阻訓(xùn)練，12周運動前后體成分結(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%）全身震動訓(xùn)練對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動負(fù)荷方面都有差異，可能對低氧訓(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，但在實際應(yīng)用中可能應(yīng)依據(jù)不同年齡需要設(shè)計差異化的運動方案（運動時間、程度、運動強度、運動項目等）。

1.4 高住高練低訓(xùn)對體成分的影響

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)秀古典摔跤運動員第3、4周體重、去脂體重和脂肪含量均出現(xiàn)明顯下降，散手運動員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)對于對比賽體重有要求的運動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]。動物實驗發(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)練對體成分的影響

低氧訓(xùn)練作為一種應(yīng)對肥胖的新手段，干預(yù)活動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]。動物實驗?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)練的效果也會出現(xiàn)逐漸減退。

1.6 不同低氧訓(xùn)練模式對體成分影響的比較研究

在氧濃度為12.7%（約4000米）低氧環(huán)境中進行四周游泳運動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值顯著高于對照組[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]，這可能與上述兩項實驗測試指標(biāo)比較單一有關(guān)，因此，在同一實驗中不僅僅是測試體重指標(biāo)，應(yīng)對其他體成分指標(biāo)進行檢測，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)荷時間低氧訓(xùn)練對體成分的影響

不同低氧劑量（高度/氧濃度、時間）對體成分的影響也不同。將9周齡SD健康大鼠80只隨機分為不同氧濃度組，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)境運動對大鼠體成份的影響，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動組，3500米時趾長伸肌重量低于非運動組，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交替運動4周后并復(fù)氧訓(xùn)練4天后各運動組體重?zé)o明顯差異，說明三種海拔訓(xùn)練對大鼠體重?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動間的比較，而且前面幾項研究是與安靜組/非運動組的比較。低氧訓(xùn)練時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，共進行九周訓(xùn)練后，每次訓(xùn)練時間30分鐘大學(xué)生體重、體脂低于每次訓(xùn)練時間15分鐘組[47]。這說明低氧持續(xù)時間越長，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)時間等都可能對體成分干預(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因子，主要分為?；葛囸I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)計了14天的高原環(huán)境運動實驗：在實驗前12天、實驗中的三個點（第七天：3619米；第10天：4600米；第12天：5140米）測試受試者食欲、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)，在實驗中三個高度受試者能量攝入均有下降，5140米食欲明顯低于實驗前基線值，?；囸I素濃度在三個海拔測試點均低于基線值，去?；囸I素濃度無明顯變化，總饑餓素濃度也有下降，皮脂厚度在實驗中各測試點均低于基線。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等人報道高住低練可增加GLP-1，并且這種促進作用可能由IL-6介導(dǎo)[13]。也有研究發(fā)現(xiàn)，12.7%氧濃度低氧運動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）運動后，12名健康男性?；葛囸I素、胰多肽、綜合食欲評分明顯降低，平均食物攝取也比兩者明顯減少，并且受試者在運動中和運動后對碳水化合物依賴明顯降低。這說明低氧運動后誘導(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?；囸I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，同時下丘腦Leptin受體結(jié)合容量增大，從而抑制體重增長[37]。

低氧環(huán)境運動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，而運動可導(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活動前后發(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，進食量沒有明顯下降，但增加到7000米海拔，當(dāng)急性高原病出現(xiàn)時，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，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能量消耗改善體成分，對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動能力的關(guān)系，目前的研究還有爭議，應(yīng)加強這方面的研究。同時，要注意低氧訓(xùn)練對體成分影響的劑量效應(yīng)（低氧濃度、低氧訓(xùn)練時間等）。另外，在實際應(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)狀況和運動能力狀況，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)能力提升項目（2019KY0033）。

王雪冰（1982—），博士，講師，研究方向：運動與脂代謝。