2025年 第9期

6周亚高原训练对中长距离速度滑冰运动员耐力表现及生理机能的影响

杨中和 苏玉莹 石煜 李卫*

北京体育大学

摘 要

目的探讨亚高原训练对中长距离速度滑冰运动员耐力表现和生理机能的影响。

方法以15名中长距离速度滑冰运动员（男子9名、女子6名）为研究对象。在6周亚高原训练的第1周、第4周、第6周清晨，分别采集运动员血液生理生化指标，并进行自行车功能性阈值功率（functional threshold power，FTP）及冰上专项耐力测试。采用双因素重复测量方差分析比较不同时间点的测试指标差异。

结果1）运动员FTP、FTP测试时的平均心率（average heart rate，AHR）、最大心率（maximum heart rate，HRmax）、专项滑行总时间（total time，TT）、综合速度下降率指标的时间和性别交互作用不显著（P＞0.05）；FTP、TT的性别主效应显著（P＜0.05）；FTP、AHR、HRmax、TT的时间主效应显著（P＜0.05）；2）运动员的红细胞计数（red blood cells，RBC）、红细胞压积（hematocrit，Hct）、血红蛋白计数（hemoglobin，Hb）、睾酮（testosterone，T）、肌酸激酶（creatine kinase， CK）、血尿素（blood urea，BU）的时间和性别交互作用不显著（P＞0.05）；皮质醇（cortisol，C）的时间和性别交互作用显著（P＜0.05）；RBC、Hct、Hb、T、CK、BU的性别主效应显著（P＜0.05）；RBC、Hb、T、CK、BU的时间主效应显著（P＜0.05）。

结论在6周亚高原训练中，中长距离速度滑冰运动员的综合速度下降率未得到改善，FTP和TT在第3周出现峰值，在第6周呈现下降趋势，女子运动员训练后期疲劳积累大于男子运动员，提示3周是亚高原训练的理想适应窗口。建议今后亚高原训练采用3～4周的单板块训练周期，着重发展有氧能力，并考虑运动员的性别和个体差异。

关键词 亚高原训练；速度滑冰；耐力训练周期

亚高原训练是在500～1 800 m海拔高度进行的有组织、有规划的运动训练。教练员利用亚高原低压缺氧的环境特点，让运动员承受环境缺氧和训练负荷的双重刺激，从而提高运动员的耐力运动表现。然而，运动员在较高的海拔中往往难以保持与平原相同的训练强度。此外，对于自行车、赛艇、皮划艇等竞速类项目，较高海拔环境中的强风力作用会对运动员的气动姿态产生额外的风阻负荷并增加能量消耗，且高原低温干燥的环境会刺激运动员的气道，使其产生炎症反应，增加运动诱发性支气管痉挛的发病 风险（曹志 等，2023）。因此，许多耐力项目选择用亚高原训练代替高原训练。

速度滑冰竞赛往往在中等海拔高度的冰场进行，诸如美国盐湖城、加拿大卡尔加里、瑞士圣莫里茨等众多冰雪基地均处于亚高原环境，并且每届冬奥会至少会有一个比赛项目在亚高原海拔高度进行（姚一鸣 等，2018）。因此，亚高原环境在地理气候条件、人体生理适应机制等方面与速度滑冰训练需求高度契合。速度滑冰运动员在亚高原海拔进行自行车耐力训练是当前国内外常见的训练方式，主要因为自行车踏蹬时的肌肉发力模式、供能特点与速度滑冰运动员的专项滑行特点高度相似。然而，当前国内对速度滑冰运动员的高原或亚高原训练研究主要集中在训练前后身体机能变化方面，鲜见对速度滑冰运动员自行车耐力训练及冰上专项运动表现的研究。

鉴于此，本研究通过对中长距离速度滑冰运动员6周亚高原训练进行监测，分析亚高原训练前后运动员的自行车功能性阈值功率（functional threshold power， FTP）、冰上专项耐力表现和血液生理生化指标。

1 研究对象与方法

1.1　研究对象

选取我国优秀中长距离速度滑冰运动员15 名（表1），其中男子运动员9名（国际级运动健将1人，国家级运动健将8人），女子运动员6名（国际级运动健将1人，国家级运动健将5人）。

表1研究对象基本信息Table 1Basic Information of Research Subjects

1.2　亚高原周期训练方案

2023年12月25日—2024年2月4日，15名运动员在新疆冰上运动中心进行为期6周的亚高原训练。该基地海拔高度1 650 m，是当前世界范围内海拔最高的高原冰场。教练组基于以往高原训练经验和备赛周期训练目标，将6周亚高原训练划分为2个中周期板块。每个中周期板块包括3个训练阶段，并在第3个阶段进行减量调整。训练内容由冰上训练、自行车训练和力量训练三部分组成 （表2）。

表2亚高原训练安排Table 2Schedule of Sub-Plateau Training

中周期板块的训练目标和训练内容为：1）有氧耐力积累阶段。该阶段的训练目标为促进亚高原有氧适应和低强度技术优化。冰上训练以有氧滑行（60%～70% HRmax）为主，辅以专项间歇耐力训练；自行车训练主要采用大传动比爬坡强化运动员下肢专项力量。力量训练通过大重量的下肢练习提升运动员基础力量，强度为80%～85% 1RM。2）无氧能力储备阶段。该阶段的训练目标为强化运动员的乳酸生成能力和代谢产物耐受力，训练强度较有氧储备阶段有所提升。专项滑行训练中，侧重于增加有氧滑行的负荷量，并增加长距离间歇滑行训练（85%～90%最大速度）。自行车训练中，采用大阻力间歇骑行（140% FTP）替代大传动比爬坡。力量训练将强度提升到90% 1RM，旨在提升运动员的最大力量和肌肉收缩速度。3）专项速度耐力转化与减量调整阶段。该阶段的训练目标为发展运动员的专项滑行速度并促进机体恢复。冰上训练强度达到95%以上最大速度，强调速度耐力的维持。自行车训练大幅度降低强度（维持60% FTP），以消除运动员专项训练积累的疲劳。力量训练根据专项特点以65% 1RM进行力量耐力练习（高重复次数），在减量的同时进行力量耐力转 化（表3）。

表3板块阶段划分及主要训练内容Table 3Sub-Plateau Training Block Division and Main Training Content

注：第4～6周的训练阶段划分、训练目标及训练内容同第1～3周。

1.3　测试方法与指标

测试内容包括FTP测试、冰上专项耐力测试和血液生理生化测试。测试时间选取高原训练前（第1周T0，2023年12月25—26日）、高原训练中期（第4周T1，2024年1月15—16日）和下高原前（第6周T2，2024年2月3—4日）。测试第一天晨起后空腹进行血液生理生化测试；随后在第一天和第二天上午分别进行FTP测试和冰上专项耐力测试。

1.3.1　FTP测试

FTP测试使用Wattbike功率自行车（trainer，英国）。该功率计测试的信效度与“金标准”的德国SRM功率计高度 一致（Barney et al.，2017； Hopker et al.，2010）。测试方法采用Allen等（2019）制定的标准化流程，该流程已被研究证实具有较好的信效度（Borszcz et al.，2020）。每次测试前对功率计进行校准，并统一每次测试的阻力、座椅高度与把手立管高度。测试指标包括FTP、平均心率（average heart rate，AHR）、最大心率（maximum heart rate，HR max）。

1.3.2　冰上专项耐力测试

男子运动员测试距离为5 200 m，分4组进行；女子测试滑行距离为3 200 m，分3组进行 （图1）。滑行速度节奏均为积加速节奏，组间被动休息1 min，配速为85%～90%最大速度。测试指标包括总时间（total time， TT）、综合速度下降率。综合速度下降率代表运动员的后程降速表现，具体计算公式如下：

式中，v为单圈平均速度，i为测试圈数。

图1冰上专项耐力测试Figure 1Ice-Specific Endurance Tests

1.3.3　血液生理生化测试

血液采集时间分别为2023年12月25日、2024年1月15日和2024年2月3日的早晨，要求运动员保持晨起空腹状态，由专业医师采集运动员血液样本，采集完成后即刻送至乌鲁木齐县人民医院分析。分析指标包括红细胞计数（red blood cells， RBC）、红细胞压积（hematocrit， Hct）、血红蛋白计数（hemoglobin， Hb）睾酮（testosterone， T）、皮质醇（cortisol， C）、肌酸激酶（creatine kinase， CK）、血尿素（blood urea， BU）。

1.4　数据分析方法

使用SPSS 22.0统计软件对数据进行统计学处理，数据均使用平均值±标准差（M±SD）的形式表示。采用Pearson相关性分析分别对3个时间点的FTP和冰上专项耐力测试TT进行分析；采用双因素重复测量方差分析性别×时间交互作用导致的测试指标差异。当球形检验显著时，则采用Greenhouse-Geisser校正。事后检验采用Bonferroni法进行两两比较，显著性水平为P＜0.05。

2 研究结果

2.1　亚高原训练期间运动员耐力表现指标变化

2.1.1　FTP指标的变化

如表4所示，FTP、AHR、HR max的性别和时间交互作用不显著（P＞0.05）；FTP的性别主效应显著（P＜0.05）；FTP、AHR、HRmax的时间主效应显著（P＜0.05）。多重比较结果表明，FTP在T0和T1阶段、T1和T2阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）；AHR和HRmax在T0和T1阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）；HRmax在T0和T2阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）。简单效应分析表明，男子运动员FTP在T0、T1、T2三个阶段均显著高于女子运动员（P＜0.05）。

表4FTP、AHR、HRmax测试结果Table 4Results of FTP、AHR、HRmax

注：*P＜0.05，下同。

2.1.2　冰上专项耐力指标的变化

如表5所示，TT、综合速度下降率的性别和时间交互作用不显著（P＞0.05）；TT的性别主效应显著（P＜0.05）；TT的时间主效应显著（P＜0.05）。多重比较结果表明，TT在T0和T2阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）。简单效应分析表明，男子运动员的TT在T0、T1、T2三个阶段均显著高于女子运动员（P＜0.05）。

表5冰上专项耐力测试结果Table 5Results of Ice-Specific Endurance Tests

2.2　亚高原训练期间运动员生理指标变化

2.2.1　红细胞及相关指标的变化

如表6所示，RBC、Hct、Hb的性别和时间交互作用不显著（P＞0.05）；RBC、Hct、Hb的性别主效应显著（P＜0.05）；RBC、Hb的时间主效应显著（P＜0.05）。多重比较结果表明，RBC在T0和T1、T0和T2、T1和T2阶段差异具有统计学意义（P＜0.05）；Hb在T0和T2、T1和T2阶段差异具有统计学意义（P＜0.05）。简单效应分析表明，男子运动员的RBC在T0和T1阶段均显著高于女子运动员（P＜0.05），男子运动员的Hct和Hb在T0、T1、T2阶段均显著高于女子运动员（P＜0.05）。

表6运动员血液红细胞相关指标变化Table 6Changes of Red Blood Cell Index

2.2.2　血清生化相关指标的变化

如表7所示，血清C的性别和时间交互作用显著（P＜0.05）；血清T、CK、BU的性别和时间交互作用不显著（P＞0.05）；血清T、CK、BU的性别主效应显著（P＜0.05）；血清T、CK、BU的时间主效应显著（P＜0.05）。多重比较结果表明，血清T在T0和T1阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）；CK在T0和T2阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）；BU在T0和T1、T0和T2阶段的差异具有统计学意义（P＜0.05）。简单效应分析表明，男子运动员的血清T在T0、T1、T2三个阶段均显著高于女子运动员（P＜0.05），男子运动员的血清C在T2阶段显著低于女子运动员（P＜0.05），男子运动员的CK、BU在T0、T1阶段显著高于女子运动员（P＜0.05）。

表7运动员血清生化相关指标变化Table 7Changes of Serum Biochemical Cell Index

3 分析与讨论

3.1　亚高原训练对运动员耐力表现的影响

速度滑冰中长距离项目属于体能主导类的竞速项目，运动员在1 500 m全力滑行中的有氧供能比例达到54.36%±3.42%，而在5 000 m全力滑行中该比例则增加到 81.39%±4.52%，说明随着比赛距离的延长，运动员的有氧供能比例显著增加（张马森 等，2023）。若运动员的有氧耐力不足，则会严重制约其在比赛中的后程表现，导致后程降速现象发生。发展运动员的有氧能力需要在训练周期内对训练负荷精准把控。当前，耐力训练中最常用的负荷分布模式是“两极化模式”和“金字塔模式”。然而，无论是“两极化模式”还是“金字塔模式”，较高比例的低强度训练才是提高有氧能力的主要因素（Filipas et al.，2022）。这也解释了为什么“乳酸阈模式”对于高水平运动员的训练效果不佳，因为其更侧重于中等强度的训练，而忽视了低强度训练的重要性（Burnley et al.，2022）。值得注意的是，我国学者已明确了“乳酸阈模式”和“两极化模式”的适用范围和训练效果差异（陈小平 等， 2007， 2014）。然而，“两极化模式”和“金字塔模式”产生有氧适应的生理周期较长，因此实践中往往将高原训练作为提高运动员机体线粒体功能的有效手段。从生理机制来看，有氧耐力的提升与骨骼肌内的线粒体密度和酶活性相关。Ramchandani 等（2024）的研究表明，仅仅2周的高原训练即可增强机体内的线粒体功能，使机体更有效地利用氧气进行能量代谢，增强有氧耐力表现。

在本研究中，运动员的FTP和TT经过板块1的训练均得到了提升，表明运动员的线粒体活性可能随着训练的进行而逐渐增强（张天熙 等，2002），机体的氧运输和氧利用能力得到了有效改善。然而，FTP和TT提高并未有效改善后程降速问题，这可能与本研究测试中采用的配速策略和周期训练安排有关。本研究的专项耐力测试中要求运动员采用积加速节奏（在较快的滑跑启动后维持较大的速度），但忽略了运动员个体对加速节奏的控制能力。研究表明适当控制加速节奏并降低入弯道的速度会对延长高速滑行产生积极作用（黄达武 等，2012）。此外，本研究中较长的亚高原训练周期可能增加了运动员的疲劳积累，导致运动表现下降。研究表明，重复的高强度负荷会导致运动员最大心输出量减少和心脏功能异常，并降低血流运输或线粒体传递链效率以及ATP生成能力（Foster et al.，2022），本研究T2测试中运动员AHR和HRmax下降也证实了上述观点。

高原训练的周期通常仅持续3～4周。在2008年北京奥运会的备战过程中，我国优秀举重运动员赛前在海拔847 m高度下进行了4周的亚高原训练，在第3周时机体才逐渐适应了高原负荷和不利环境的刺激（赵鹏 等，2008）。一项针对越野滑雪项目的亚高原训练研究发现，3周的亚高原训练能够提升运动员对低氧、低压环境的适应能力，显著增强运动员在乳酸阈值下的做功能力（蔡旭旦 等，2022）。若是进行4周的中周期板块训练，需要在第4周及时开始减量以恢复机体的疲劳。此外，尽管在亚高原训练第3周运动员的FTP达到峰值，但是FTP仅和最大乳酸稳态相关（宋泳霖 等，2023），并不能准确反映运动员乳酸阈值功率的变化（Jeffries et al.，2021）。TT能够反映运动员在间歇训练模式下的最大无氧做功能力，而无氧耐力表现会受到运动员磷酸肌酸储备、糖酵解速率等因素的影响（Clark et al.，2013）。结合同期生理生化监测，推断运动员TT在T2阶段的表现下降源于过度训练引发的功能性疲劳。需特别指出的是，尽管FTP和最大摄氧量（Joshua et al.，2020）、个体无氧阈（Klitzke et al.，2018）存在显著相关性，其本质仍是基于功率输出行为的动力学参数，并不直接表征特定生理过程（如乳酸拐点）。因此，FTP可能因无氧代谢贡献增加（如糖酵解功率提升）而高估运动员的真实耐力阈值，尤其在疲劳累积或代谢失衡状态下（Macinnis et al.，2019）。

根据第十四届全国冬季运动会速度滑冰项目的竞赛日程（2024年1月11—14日），本研究在赛前采用6周的亚高原训练。若仅进行3周赛前训练，运动员会缺少足够的训练负荷刺激，根据刺激—恢复—适应模型假说理论，刺激不足便不会产生恢复，之后也难以通过赛前减量达到最佳运动表现窗口。运动员在T2阶段结束后回到平原进行赛前训练，通过2～3周的赛前减量诱导比赛期出现最佳竞技表现。研究表明，高原训练后的竞技状态峰值通常出现在下高原后第3周，与超量恢复的时间窗口高度吻合（高欢 等，2018）。本研究认为，在大赛前的高原或亚高原训练中，海拔高度越高、训练负荷越大，则训练持续周期应越短。此外，若期望运动员在下高原后能立即达到运动表现峰值，那么持续3周的亚高原训练周期，便足以诱导机体产生超量恢复，进而有效提升运动表现。

3.2　亚高原训练对运动员生理机能的影响

在亚高原训练初期，促红细胞生成素会因血氧浓度下降而进行合成表达，最终提升体内RBC和Hb水 平（樊小兵，2008）。与血液携氧能力相关的指标会受训练方法、强度、频率、时长等因素影响，持续3周以上的训练能够提高血液氧输送能力，进而提高有氧能力（Park et al.，2016）。RBC、Hct和Hb指标变化能够综合反映运动员对亚高原训练的适应程度。研究表明，运动员在初上高原时血液携氧能力相关指标会处于升高状态，随后因脱水、疲劳等因素而导致不同程度的下降（卢铁元 等，2001； 马福海，2002）。本研究中，男、女运动员的血液生理生化指标在不同测试时间点呈现不同的适应特点，在3次测试中均表现为先降低后升高的趋势，但是简单效应分析提示男子运动员的RBC、Hct和Hb指标均大于女子，提示亚高原训练应注重运动员性别差异对运动训练效果的影响。低氧训练期间男子和女子运动员Hct的理想值分别为48%和46%，该值下运动员的身体机能处于较好的状态（沈艳梅 等，2010）。本研究中男子运动员能够达到甚至超过这一水平，而女子运动员Hct则低于理想值。该现象产生的原因可能与女子运动员的Hb、Hct基线水平较低有关，亚高原低氧刺激对其血液携氧能力的提升相较于男子运动员会更为迟缓，这导致在相同训练周期时长内女子运动员的有氧耐力提升效果并不显著，但也可能使其在初期训练产生更少的疲劳积累，从而在整个训练周期中保持较为稳定的训练表现。

血清T是反映运动员身体合成代谢状态的重要指标。虽然本研究中男子和女子运动员在亚高原训练期间的血清T变化趋势相似，但是女子运动员的血清T水平较男子运动员更低，肌肉合成代谢能力较弱，导致其在亚高原训练期间对高强度间歇训练的适应速度较慢。有研究指出，低氧训练会促进血清T分泌，进而引起Hb和Hct指标增加（Bachman et al.，2014）。但是本研究中运动员血清T的变化与携氧能力相关指标的变化趋势并不相同，可能与女子运动员持续的疲劳积累有关。观察不同性别运动员血清C水平发现，男子运动员随着亚高原训练的进行持续降低，而女子运动员则不断升高。这种激素差异使得女子运动员在高强度训练后可能需要更长时间修复和适应肌肉微损伤（陈伟 等，2008），从而在训练周期中更容易出现过度疲劳的现象（王金昊 等，2020）。本研究中女子运动员的血清C持续升高，提示其对亚高原训练期间的训练负荷并不适应，这也表现为女子运动员在T2阶段的FTP和TT相较于男子运动员出现更大幅度的下降。

CK是反映肌肉组织损伤的指标，BU是人体蛋白质和氨基酸代谢的最终产物，二者均受负荷强度和负荷量的影响，在高原和运动缺氧的双重刺激下表现为升高趋势（陈伟 等，2008）。本研究中女子运动员CK和BU随着训练的进行持续升高，但变化幅度相对男子运动员较小，提示专项训练强度的增加导致女子运动员部分肌肉群受到较大程度的刺激。此外，女子运动员CK和BU指标的标准差较大，提示不同运动员的肌肉代谢和修复能力存在个体化差异，并且在6周的亚高原训练期间，不同女子运动员会经历月经周期的不同阶段。虽然本研究未对女子运动员月经周期展开进一步研究，但是月经周期的差异会对女子运动员的训练适应和疲劳恢复产生重要影响。研究表明，在卵泡早期，女子运动员激素水平处于月经周期低点，疲劳恢复能力较差；在黄体期，雌激素和孕酮维持较高水平，运动员运动能力会强于卵泡早期（Lee et al.，2020）。因此，教练员在评价训练的适应过程时应参考多种不同指标综合评价运动员的机能状态，并且在设计训练计划时需考虑女子运动员的月经周期，合理安排训练负荷和恢复时间，以优化训练效果。

3.3　中长距离速度滑冰运动员亚高原训练启示

本研究对中长距离速度滑冰运动员的亚高原训练效果进行了探讨，尽管在自行车训练中递减负荷（圈数）的间歇训练方案能提升单次训 练强度（马国强，2014），但本研究发现该训练方法未能提高运动员的后程速度保持能力。此外，在T1测试中，尽管运动员FTP和TT均有所提升，但是综合速度下降率并未得到改善，表明后程速度保持能力并不单纯依靠运动员的有氧和无氧供能能力。运动员的技术和体能训练特点、身体机能状态、比赛距离要求、竞技状态等因素都会对后程降速产生影响（王义智 等，2009）。若运动员在比赛中采用较快的启动策略也容易导致运动机体内代谢废物堆积，使内环境稳态遭受破坏，并最终抑制神经肌肉功能（王月华 等，2021）。解决后程降速问题的根本训练逻辑是强调运动训练的“总功突破”，优化运动员的最大功率，增加比赛后程的能量供应并减少速度降维（李捷 等，2019，2024）。

在训练负荷安排方面，亚高原周期训练中的无氧能力训练可采用阶梯式强度递增方案替代固定负荷的高强度刺激，如每周训练强度递增5%～10%的FTP或最大速度，同时延长组间的恢复时间。在专项训练中，亚高原较低的空气密度会减少滑行时的风阻，引发运动员的速度感知偏差，运动员因高原低风阻而前程超速，导致后程能量分配失衡，对此可设计专门的冰上训练单元模拟比赛后程场景进行训练。例如，在长距离滑行（接近或略短于比赛距离）的最后20%～30%段落，通过跟随策略纠正前程因高原低风阻可能导致的速度感知偏差和过早加速问题，同时重点强化高强度启动后向有氧代谢主导的平稳过渡能力。教练员可设计变节奏滑行训练：前程安排短时间（如1～2圈）、高强度（＞90%最大速度）的训练，紧接着要求运动员立即转入并稳定维持目标比赛配速，提高机体在高乳酸环境下维持有氧功率输出和清除乳酸的能力（Billat et al.，2000）。

此外，亚高原的低氧环境会抑制机体的恢复效率，训练的组间间歇不充分会导致外周疲劳的累积，进而影响运动员的后程表现。此外，亚高原训练周期需与专项训练需求高度一致。一般而言，短距离运动员常采用短周期，如短距离度滑冰运动员采用10天的训练周期，而我国中长距离项目通常参考自行车项目采用4～6周高住高训的训练模式（孟浪 等，2010），但首次到高原或亚高原环境进行训练的运动员往往因生理不适而导致训练质量降低（郭洪海 等，2017）。本研究中，运动员的冰上专项耐力表现与自行车FTP变化趋势一致（T1最佳），提示3周可能是亚高原刺激的适应峰值窗口，需谨慎调控后续负荷以避免疲劳累积。在今后的亚高原训练中，建议参考3～4周的理想适应窗口，采用单板块周期训练模式（3～4周），将训练重点集中在有氧能力积累和向专项的转化上，避免在高原后期进行连续、高强度无氧储备训练。

4 结论

在6周亚高原训练中，中长距离速度滑冰运动员的自行车和冰上专项耐力表现在第3周出现峰值，在第6周呈现下降趋势；运动员综合速度下降率未得到显著改善；女子运动员在亚高原训练3周后的疲劳积累大于男子运动员，且生理机能指标存在性别差异。研究建议亚高原训练采用3～4周的单板块训练周期，训练内容聚焦有氧能力的积累与转化，避免过多高强度无氧训练导致运动员的疲劳积累。教练员在设计训练内容时应考虑运动员的性别和个体差异，以最大化训练效益并规避疲劳风险。