林文弢，郑选梅，徐国琴，翁锡全

(1.广州体育学院运动生化省重点实验室，广东广州 510500;2.湛江师范学院体育系，广东湛江 524048)

模拟常压低氧环境并应用于运动训练是当今体育界的新趋势，低氧环境下利用乳酸阈评定运动员的有氧耐力和监控运动强度倍受重视。在常氧下个体乳酸阈的研究已经比较完善，而在低氧下的个体乳酸阈研究目前还处于初级阶段，许多高原训练都是以4mmol/L作为乳酸阈值进行运动监控。但有研究发现，急性低氧环境下个体乳酸阈与常氧环境下相比较存在一定的差异［1，2］，急性低氧环境下个体乳酸阈血乳酸值比常氧环境下低，同时由于测量方法不一样，多数研究采用的是间接推算的方法，导致结果相差也很大［3］。本研究采用直接测试的方法对不同氧浓度环境下的个体乳酸阈血乳酸值进行比较，探讨不同氧浓度环境下个体乳酸阈的变化，为高原训练和低氧健身时运动强度的选择及运动训练监控提供参考，也为进一步完善个体乳酸阈机制提高新的线索和思路。

1 实验对象与方法

1.1 实验对象

广州体育学院本科生，男性，19人，心肺功能正常。所有受试者都经过正规严格的心电图检查并在自愿的条件下签署知情同意书才进入实验测试程序。受试者的一般基本情况见表1。

表1 各组实验对象的基本情况

1.2 实验方法

采用HYP－100人工低氧系统制造常压低氧环境，受试者在低氧房休息30min后开始跑台实验［4］，Max－II心肺功能仪测试受试者的最大摄氧量，并按照最大摄氧量速度设定运动强度分别为45%、55%、65%、75%VO2max四个等级进行5%倾斜度的跑台测试，每等级5min［5］，采集安静时及每个等级后即刻、运动后2、5、8、10min的指尖血，采用 EKF －c－line GP型乳酸盐仪测血乳酸浓度，并计算出个体乳酸阈。在实验过程中利用prince－100H血氧饱分析仪全程监控心率和血氧饱和浓度。

根据冯伟权［5］在他的专著提到的个体乳酸阈有多种画法，其中包括血乳酸—速度曲线，血乳酸－时间曲线，血乳酸－功率曲线。本次实验推算的个体乳酸阈是利用个体乳酸阈分析软件Stegmann方法。拟定血乳酸值—时间曲线，根据个体乳酸阈时间对应的跑步速度，得出个体乳酸阈值速度。

2 数据处理

采用SPSS15.0进行常规数据处理，利用方差分析数理统计方法检验组间差异，P＜0.05为存在显著性差异;P＜0.01为存在非常显著性差异;利用相关分析数理统计方法检验组间的相关性，概率值p＜0.05，有显著性相关。

3 实验结果

3.1 最大摄氧量在常氧环境下的测试

通过测试受试者的最大摄氧量，可以获知受试者的运动能力。从而按照最大摄氧量速度设定运动强度。分45%、55%、65% 、75% 四个等级进行跑台测试，每5min一个等级，测安静值，每个等级后即刻及运动后2，5，8，10min 的血乳酸值。(见表2)。

表2 实验对象的基本情况

3.2 常氧和急性低氧环境下个体乳酸阈值及对应速度的变化

实验中，有2人受伤，没参与16.5%氧浓度环境和14.5%氧浓度环境实验，另外14.5%氧浓度环境下有2人的个体乳酸阈没有出现。经在常氧和不同氧浓度情况下测试递增负荷运动时血乳酸值并计算出在不同氧浓度情况下的个体乳酸阈值后发现，与常氧环境比，14.5%氧浓度环境下进行递增负荷运动时个体乳酸阈值有显著性降低(P＜0.05)，个体乳酸阈时间有显著性提前(P＜0.05)，同时个体乳酸阈速度也有显著性降低;与18.5%氧浓度环境相比也得到类似的结果。

表3 常氧和急性低氧环境下个体乳酸阈值及其对应速度

4 分析与讨论

4.1 急性低氧下个体乳酸阈的测试

在以往的个体乳酸阈测试中，主要是在常氧环境下，也有少部分在高原和亚高原环境下进行了测试研究。由于受实验环境、实验仪器和实验对象的限制，低氧下的个体乳酸阈测试，目前国内外也鲜见报道。本次实验借助于广州体育学院广东省重点实验室低氧房，在常氧和低氧(氧浓度分别为18.5%、16.5%、14.5%)环境下进行了个体乳酸阈值测试并且将这些测试资料与常氧环境下的测试资料进行自身的对比，得出了与时间对应的心率和血氧饱和度，以及与时间对应的乳酸阈、心率、血氧饱和度曲线。并且发现了个体乳酸阈值随着氧浓度的下降，同时与对应的心率和血氧饱和度有显著的相关性，对运动训练的监控和运动健身有重要的指导意义，特别是对之前一直习惯使用4mmol/L的乳酸阈值作为高原低氧强度监控的运动训练提供了理论依据和指导意义。

4.2 急性低氧环境下个体乳酸阈值、出现时间及乳酸阈速度的变化分析

在低氧条件下训练，运动员所承受的是两种相互加强的缺氧机制，即吸入气体中氧不足和肌肉负荷运动后缺氧，其任何一种类型的缺氧都可能导致机体呈现体力、脑力能力降低以及由于运动、呼吸循环系统以及血液等缺氧代偿机制的发展，提高机体功能与结构潜力，从而提高运动能力［6，7］。个体乳酸阈血乳酸是评定运动员有氧耐力水平，训练水平越高，有氧耐力越好，运动员的个体乳酸阈血乳酸值就低［8］。Bruno等人在证实个体乳酸阈和肌肉缺氧的关系的实验中发现在急性低氧条件下个体乳酸阈的功率比在常氧下的低，且有显著性差异，而个体乳酸阈的值在急性低氧和常氧下是否有差异却没有说明［1］。O.ozcelik等人［2］在进行递增负荷运动实验，在常氧下的个体乳酸阈血乳酸是1.91±0.10 L/min，而在低氧(12%氧浓度)环境下是1.67±0.10 L/min，而且有显著性差异，说明个体乳酸阈在急性低氧下是发生改变的。Koistinen等人［9］在急性低氧3000m急性缺氧环境下进行递增负荷实验，实验结果是最大摄氧量和个体乳酸阈都比常氧低，有显著性差异。不过Koistinen所测的个体乳酸阈是相对个体乳酸阈，通过通气阈间接得出。

本实验分别在常氧和急性低氧(18.5%氧浓度、16.5%氧浓度、14.5%氧浓度)环境下进行递增负荷运动测试个体乳酸阈，发现个体乳酸阈血乳酸随着氧浓度的下降而呈下降趋势;在18.5%氧浓度和16.5%氧浓度环境下的个体乳酸阈血乳酸与常氧比较有差异，但没统计学意义，而在14.5%氧浓度与常氧环境下比较有显著性差异(P＜0.05)，说明个体乳酸阈血乳酸一般来说是相对稳定的，但在急性低氧环境下个体乳酸阈血乳酸值就会发生改变，而且是随着氧浓度的下降呈下降趋势。这结果与O.ozcelik等人［2］在氧浓度为12%的急性低氧环境下进行研究的结果相一致。在急性低氧下，个体乳酸阈血乳酸值低，运动员的有氧耐力比在常氧环境好。低氧训练越来越受欢迎，尤其是对于长跑耐力运动员或教练员，其目的是为了提高有氧耐力，因此，这也可能就是解释急性低氧下个体乳酸阈血乳酸值下降的原因之一。

从乳酸动力学生化角度解释在急性低氧环境下个体乳酸阈血乳酸值比常氧低的可能原因:由于乳酸分解的同时存在着乳酸的产生，乳酸的分解与生成是一对相对动态变化的体系，在个体乳酸阈血乳酸值出现之前，乳酸的分解速度大于乳酸的产生速度，故此时未有乳酸的大量堆积，当达到个体乳酸阈血乳酸值出现时，也就是乳酸的分解速度与生成速度保持平衡的临界点，在急性低氧环境下，随着运动负荷的增加，运动到一定的程度，由于机体缺氧，乳酸的消除能力减弱，使糖酵解代谢提前动员，使乳酸的分解速度与生成速度不平衡，导致个体乳酸拐点提前出现［10，11］，另外，乳酸产生的量一般来说在同样的强度与运动时间成正比的，比如马拉松跑步的血乳酸峰值比400m血乳酸峰值高。急性低氧下个体乳酸阈提前出现，说明血乳酸堆积的时间短，那么在出现个人乳酸阈时，血乳酸堆积的时间短，所以产生的血乳酸值相应就低。

从乳酸动力学的乳酸弥漫速度来解释在急性低氧环境下个体乳酸阈血乳酸值比常氧低的可能原因:血乳酸值是对肌乳酸堆积与氧化清除的间接性表示［12］，同时也是乳酸的产生与乳酸消除之间的差值。血中乳酸值发生明显升高的原因是因肌细胞所产出的乳酸弥散速度高出了体内其它部位器官对细胞外液包括血液对乳酸代谢的清除率时才表现出来，这时透出胞膜的乳酸经细胞间液向毛细血管弥散的量才会骤然上升。由此可推导出血乳酸阈会因运动员个体的乳酸代谢清除率不同，以及参与项目肌肉用力的剧烈程度不同，拐点应有所异。机体缺氧后人体恢复过程与肌细胞内环境酸性化恢复状态之间的关联作用是由于乳酸与H+产生于剧烈活动的骨骼肌肌细胞内，并依浓度势位弥散出胞膜，在体液中被稀释后转运到体内其它部位器官代谢。所以，作为体液的一部分，血液中乳酸浓度值不仅取决于肌纤维细胞产出乳酸的速度，还应取决于乳酸的弥散与直接氧化和糖异生转换的速度。在急性低氧环境下递增负荷运动运动，运动时机体缺氧加重，使血乳酸值提前堆积，急速上升，导致个体乳酸阈提前出现。另一方面，由于在运动时乳酸主要是在肌肉里产生，然后逐渐弥漫到血液中，前人研究报道在低氧情况下肌乳酸到血乳酸弥漫的速率比常氧下慢，而且乳酸弥漫的速率与海拔高度是成正比的。因此，按这种推理，在急性低氧低氧环境下，在个体乳酸阈出现时测到的血乳酸比实际产生的乳酸低。这可能也是低氧环境下个体乳酸阈值与氧浓度成正比的原因。但在本次实验设计时，根据这种情况，通过多次的试验，设计了尽量减少这种误差的实验方案，也就是延长每个等级负荷运动时间，这样就有足够的时间使乳酸从肌肉弥漫到血液，达到减少误差的效果。

此外，本次实验得出的个体乳酸阈出现时间，18.5%氧浓度和16.5%氧浓度跟常氧相比没有显著性差异，但整体是氧浓度的下降而呈下降趋势，与张琴等的研究一致［13］，也与之前的研究一致［14－16］。可以看出在常氧、18.5%氧浓度、16.5%氧浓度、14.5%氧浓度环境下的个体乳酸阈时间有随着氧浓度的下降而乳酸阈时间提前的趋势，但只有模拟海拔高度14.5%氧浓度组的乳酸阈时间和常氧乳酸阈时间有显著性差异，其他2组差异不显著。说明低氧下乳酸阈时间提前，其中的原因前面已经给出解释。

研究证明，急性低氧下个体乳酸阈的功率下降［2］。本次实验得出的个体乳酸阈速度结果与前人的研究一致。随着氧浓度的下降，个体乳酸阈值对应的速度是呈下降趋势，在18.5%氧浓度和16.5%氧浓度与常氧环境下比较，虽有差异，但差异没有统计学意义，而在14.5%氧浓度与常氧环境下比较有显著性差异。急性低氧下递增负荷运动，乳酸曲线左移，个体乳酸阈血速度下降。

5 小结

本实验在常氧和急性低氧(18.5%氧浓度，16.5%氧浓度，14.5%氧浓度)的环境下，通过递增负荷运动个体乳酸阈测试，得出了个体乳酸阈值(血乳酸值，速度，时间)都随着氧浓度的下降而减小，呈下降趋势，尤其在14.5%氧浓度下最显著。

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