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運動生理週訊運動生理週訊電子報
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主題:Live-high, train-low?
發言 : scwang 時間 : 01/04/29(15:40:21) From : 140.123.226.99
運動生理週訊(第91期)

"Live-high, train-low"?(April.27.2001)

王順正

  高地(altitude)環境對於人體生理的主要影響在於氧壓低現象(大氣壓下降)產生的低氧(hypoxia)現象。一般來說,人體處於高地環境下,馬上會出現安靜休息時肺換氣量增加、心跳率增加、每跳輸出量降低、心輸出量降低等生理反應。隨著在高地環境停留時間的增加,人體則會出現一些生理上的適應,包括增加肺換氣、增加紅血球數和血紅素濃度、尿中碳酸離子減少、組織肌肉的微血管開放數增加、增加肌紅蛋白量、增加粒線體密度、藉酵素的變化以加強氧化能量等。這些變化的主要功能在於氧氣不足時協助氧輸送至身體組織。通常,一個在高地停留3至4週的人回到平地後,2至4週內將會喪失這些得自於適應的生理變化。

  在高地進行運動測驗時,可以發現運動的時間越長,成績退步越嚴重,也就是以有氧系統為主要能量路徑的運動項目退步較多。事實上,經過高地訓練後回到平地,運動員的耐力表現成績會不會增進仍有爭論。大部分有關高地環境下的訓練效果研究,並無法確定訓練效果的來源是「高地環境的生理適應」或是「運動訓練的效果」(實驗設計上必須有控制組),這也是高地環境訓練一直被廣泛討論的主要原因。但是,也有相當多的研究支持高地訓練的效果。張永政(2001)、Noahkes(2000)、Li與Tian(1999)等的研究即相當支持高地訓練在運動表現與生理反應上的效益。事實上,有關高地訓練效益的討論,其實還方興未艾(Wolski等人,1996)。

  無論如何,「live-high, train-low」是最近幾年來被廣泛討論的高地訓練方式。即「讓運動員住在高地環境、在低海拔進行訓練」。研究者發現,既然在高地環境下無法進行高強度的有氧耐力訓練,讓運動員住在高地的低氧環境,同時在低海拔進行完全相同的高強度有氧運動訓練,應該可以同時獲得高地的生理適應與正常的運動訓練效果。Levine與Stray-Gundersen(1997)的研究也發現,5000公尺選手在"live-high, train-low"的原則下訓練後,5000公尺的成績顯著優於睡眠與訓練皆在高地訓練的相同能力控制組。Gawthom等人(1998)發現睡在2700公尺高地7天的國家級女性耐力運動員,確實會顯著影響(有別於控制組)睡眠時的心跳率與血紅蛋白飽和率(%SaO2)。

  事實上,"live-high, train-low"的實際效益還在持續探究中。也有一些研究否定了這種高地訓練的原則。Ashenden等人(1999)發現在3000公尺高地睡了23天(每天8至10小時在高地睡眠)的13名男性耐力運動員,血液中的血紅蛋白數量並沒有顯著高於另外7名接受相同訓練、卻住在平地的耐力運動員。

  其實,不管"live-high, train-low"的實際效益如何,耐力運動員與教練如果能夠適當維持訓練的內容,不管是否能夠將運動選手送到高地居住,都會有相當程度的訓練效果。當環境與經費允許時,透過"live-high, train-low"的原則來進行訓練計畫與內容的調整,也是相當有幫助的運動訓練設計。


參考資料

張永政(2001):高原訓練對中長跑運動員的有氧能力影響。體育學報,30,311-321。

Ashenden,MJ, Gore,CJ, Dobson,GP & Hahn,AG (1999) "Live high, train low" does not change the total haemoglobin mass of male endurance athletes sleeping at a simulated altitude of 3000m for 23 nights. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology,80(5):479-484.

Gawthom,K, Gore,C, Martin,D, Spence,R, Lee,H, Ryan-Tanner,R, Clark,S, Logan,P & Hahn,A (1998) Sleeping hr and %sao2 in national team female endurance athletes during a 7-day ''live-high, train-low" camp. Australlan Conference of Science and Medicine in Sport 1998. Adelaide, 13-16 October.

Levine,BD & Stray-Gundersen,J (1997) Effect of moderate-altitude acclimatization with low altitude training on performance. Journal of Applied Physiology,83:102-112.

Noahkes,TD (2000) Altitude training for enhanced athletic performance. International sportmed Journal,1(2).

Wolski,LA, McKenzie,DC & Wenger,HA (1996) Altitude training for improvements in sea level performance: is there scientific evidence of benefit? Sports Medicine,22(4):251-263.

回應 : 1 Normalin時間 : 2001/4/29 下午 08:18:18 From : 163.30.38.133

Living high training low (譯成高住低練) 可能成為高地訓練的趨勢,在運動科學協會的網站裡有一篇文章,是討論高住低練的.其特點是取高地訓練之優點,捨高地訓練之缺點(能力受限,訓練強度打折扣).


回應 : 2 scwang時間 : 2002/8/28 下午 04:42:01 From : 140.123.252.136

低氧 (高地) 模擬訓練器材


回應 : 3 scwang時間 : 2002/8/28 下午 04:43:21 From : 140.123.252.136

回應 : 3 Andes Cheng 時間 : 2002/8/28 上午 01:27:56 From : 163.30.58.136

高地訓練法

高地訓練對隨後在海平面時運動表現的影響,目前仍是有所爭論的。許多研究顯示,從高地回到海平面時,並不會促進最大攝氧量或最大作業能力。一些研究則顯示有促進效果,但受試者在回到海平面之初,體能狀況並不好。在高地,可以增進他們的運動能力,但增進的效果並不如在海平面時的訓練。

對於高地的生理適應情形,未必會有益於在海平面時。雖然血紅素的增加可能有幫助,但是血漿量與儲備鹼(重碳酸鹽, HCO3-)的下降,則是一項缺點。在高強度運動中,HCO3-的下降,會減少乳酸從肌肉中移往血液,而導致肌肉中pH值的下降,進而可能會造成疲勞的提早出現。再者,血漿量的減少與血比容的增加,會使血液黏性增加,這對於氧氣運送的能力是一負面影響。最後,在高地換氣反應的增加,對於海平面來說會造成反效果,因為這會增加呼吸的工作量,而導致疲勞。

訓練、強度與持續時間,是促進運動表現最重要的因素,然而,運動員在高地時卻無法進行激烈的訓練。即使是他們能達到相同百分比的最大運動強度,但是,此時的最大能力是較低的。儘管如此,一些世界先進的耐力項目教練與運動員,仍非常相信高地訓練對海平面競賽是有助益的。而且,來自肯亞的高地原住民,也相當成功地在海平面上大放異彩。因此,高地訓練可能會帶來的益處,也不能排除之。

目前世界上針對耐力性項目選手的高地訓練方法包括兩個方向(Wilber,2001),其一為「高住低練,live high-train low」,使用的方法如常壓低氧儀器(normobaric hypoxia via nitrogen dilution)、氧氣補充法(supplemental oxygen)與低氧睡眠裝置(hypoxic sleeping devices);另一方向為「低住高練,live low-train high」,使用的方法為間歇性低氧暴露(IHE, intermittent hypoxic exposure)。

一、 高住低練
所謂的「高住低練」是指讓運動員住在高地上,但是在訓練時,儘可能地移至海平面上。理論上,住在高地的運動員,當運動強度維持與海平面相同時,氧氣的運送以及呼吸的效率會增加。「高住低練」理想的居住高度在2000~2700公尺之間,而訓練的高度需低於1000公尺(Wilber),因為紅血球的數量在這高度時會增加。

「高住低練」的研究報告最早是由Levine等人於1991年所提出的,隨後這一訓練原則便為世人所側目。Levine與Stray-Gundersen(1997)將26位受試者分成高住低練組(住在2500公尺,而在1250公尺訓練)與控制組,分別進行28天相同的訓練內容之後,結果發現在整個訓練計畫後的第3天,高住低練組的紅血球質量(+5%)與血紅素(+9%)均顯著地增加,控制組則無改變;而5公里跑步時間在高住低練組中顯著地降低(-13.4秒)。除此之外,5公里跑步時間在整個訓練後的第7、14、21天時,均與第3天相同,Levine與Stray-Gundersen便認為「高住低練」的訓練效果,可能可以維持至暴露後的3星期。

Liu等人(1998)對於鐵人三項選手所作的研究中發現,「高住低練」可促進左心室的收縮。他們認為,這項適應的情形可能與β-腎上腺素接受器密度(β-adrenergic receptor)的增加或心肌能量使用的增加有關。
近年來,運科人員與教練便利用「高住低練」的原則,開發出幾個方法,常壓低氧儀器(normobaric hypoxia via nitrogen dilution)、氧氣補充法(supplemental oxygen)以及低氧睡眠裝置(hypoxic sleeping devices)。

(一) 常壓低氧儀器
常壓低氧儀器最早是由芬蘭運動科學家在1990年初期所發展出來的儀器,它的目的在於模擬2000至3000公尺的高地環境(Wilber)。常壓低氧儀器是在海平面(760 mmHg)上,透過加入100%氮氣的混合,將環境艙內空氣的氧含量控制在約15.3%,此時的氧分壓約為116 mmHg,亦即如同在約2500公尺高地時的環境;由於這種儀器是利用氮氣進行控制,在芬蘭便被稱為「氮氣屋,nitrogen house」。常壓低氧儀器在使用時,一般建議的暴露時間為每天8~18小時,連續5~28天,會有較明顯的效果,諸如紅血球生成素(EPO, erythropoietin)的增加、網狀血球(reticulocyte)含量的增加、紅血球數量的增加以及血紅素的增加等,進而提升耐力運動表現(Wilber)。

(二) 氧氣補充法
氧氣補充法是利用額外的氧氣供給,讓運動員在高地進行高強度運動時,模擬海平面的正常氧含量狀態或高氧含量狀態,以提高運動員在高地訓練時的運動強度。這種方法屬於「高住低練」的修正模式,可以讓運動員住在高地上,而訓練時則無需移動至較低的海拔,讓運動員訓練時有如在海平面上一般。由於實驗數據的限制,對於這一方法的效益,仍需進一步地探討,而Wilber則認為使用氧氣補充法的適當高度約為1860公尺。

(三) 低氧睡眠裝置
低氧睡眠裝置是最近開始被使用於高地訓練計畫中的裝置。這些裝置包括CAT HatchTM與Hypoxico Tent SystemTM,這些裝置有助於運動員達成高住低練的要求。CAT HatchTM是一個圓筒形的低壓艙,它可以讓運動員在裡面或躺或臥,並能模擬大約4575公尺的高地環境。CAT HatchTM與Gamow hypobaric chamber有點類似,兩者不同之處在於Gamow hypobaric chamber可模擬高壓環境,而CAT HatchTM則在模擬高地環境或低壓環境。Hypoxico Tent SystemTM是另外一種被耐力性運動員所使用的模擬高地裝置,它可以放置一張標準的雙人床或特大號的床在裡面,並能模擬大約4270公尺的高度。Hypoxico Tent SystemTM是利用一個氧氣過濾膜(oxygen filtering membrane),將環境艙外壓送進入艙內的空氣氧含量降低,進而造成一個常壓低氧的環境。然而,截至目前為止,並沒有科學的研究數據支持CAT HatchTM與Hypoxico Tent SystemTM,是否對紅血球、最大攝氧量或運動表現有正面的影響(Wilber)。

二、 低住高練
所謂的「低住高練」,是指居住在海平面上,而訓練時模擬高地環境。一般運用「低住高練」原則的訓練方式,指的是間歇性低氧暴露(IHE, intermittent hypoxic exposure)。IHE是依據短時間暴露於低氧環境時(1.5~2.0小時),可刺激體內紅血球生成素分泌的原理而發展出來的訓練方法。由於紅血球生成素分泌的增加,便有助於紅血球濃度的增加,最終便可能提高最大攝氧量與耐力表現。IHE是透過面罩的使用,控制吸入氣體的氧氣含量,以模擬高地的環境狀況;而依據IHE使用時機的不同,可分為兩種情形,一為休息時使用,另一為運動中使用。雖然有這種訓練方法的使用,但是截至目前為止,研究的文獻並無法支持或證實IHE對紅血球數量、紅血球生成素、血紅素等有促進的效果,因此,仍有待更多的研究報告以證實IHE的確實效果(Wilber)。

主要參考文獻
Wilber, R. L. (2001). Current trends in altitude training. Sports Medicine, 31 (4), 249-265.


以上是個人先前寫的課堂報告部份內容, 提供大家參考參考.....


回應 : 4 學徒時間 : 2007/2/26 下午 11:49:44 From : 125.231.114.83

哈囉!各位老師好,有個問題一直想請教,有關於高地心肺適應的問題。
在文中有提到:
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高地(altitude)環境對於人體生理的主要影響在於氧壓低現象(大氣壓下降)產生的低氧(hypoxia)現象。一般來說,人體處於高地環境下,馬上會出現安靜休息時肺換氣量增加、心跳率增加、每跳輸出量降低、心輸出量降低等生理反應。
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我們知道:心輸出量=心跳率*每跳輸出量
我自己粗淺的觀念是在高地因為身體一開始到缺氧的地方,
所以會增加心跳率以便提高心輸出量去運送氧氣來填補不足,
所以對於提高心跳率這點我能理解,但是為什麼不會提高每跳輸出量呢?
如果身體的出發點是為了運送足夠的氧氣提供給身體使用,
高山空氣稀薄,不是應該提高心跳率、每跳輸出量多運送一些氧氣嗎?
為什麼文中會說每跳輸出量降低、心輸出量也降低呢?
這是我第一個問題。(還是說是因為每次呼吸不到這麼多的氧氣,所以心輸出量也跟著降低?)
第二個問題想請教,
如果適應之後呢?是不是心跳率跟心輸出量就會就會恢復或是上升呢?
(這邊假設在適應期每跳輸出跟心跳率是下降的)
如果是這樣,回到平地作訓練的時候心肺輸出又會再一次出現變化嗎?
這樣不是也需要一段適應期嗎?
還是說高住彽練的意義重點在於血液中的血紅素上升,提高血中的攜氧量,就不是把重點放在心輸出量了呢?
很抱歉,觀念上有些混沌,所以希望請教各位先進!感激不盡! 學徒





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