行政院體育委員會


文‧吳慧君、江界山
高地訓練最早是由前蘇聯運動科學家提出，運動員透過在高地訓練適應低氧的環境，可能會得到許多心血管系統的好處和增加有氧耐力的運動表現。然而，研究指出，運動員必須降低絕對工作量，才能表現出和在平地時一樣的運動強度，否則長時間待在高地，其結果會發生像是在平地訓練時的疲勞和「停止訓練」（detraining）的情況。「高住低練」（LHTL）是指住在2500公尺，但回到1250公尺接受接近海平面強度的訓練，這有助於提升心肺能力及跑步成績的表現（Saunders 等，2004）。然而，高住低練的理想組合有三個前提：訓練高度必須夠高使能提高紅血球生成素濃度，增加總血球量和最大攝氧量（McArdle，Katch，& Katch，2001）。模擬高地訓練的方法是藉由創造一個和在高地上類似的低氧環境，被稱作模擬低氧高地訓練。本文回顧相關模擬低氧訓練運用的方法和模式。概述了在低氧的環境下，可能產生的效益和負面影響，大週期低氧訓練模式的理論基礎是根據週期訓練的概念所創造的，以期達到最佳的運動成績表現。 ■ 低氧訓練的方法和型式　　根據Wilber（2001）的理論，當執行低氧訓練時，有許多的方法和模式可以採用： 1.經由氮氣稀釋法的常壓低氧儀：常壓低氧儀是模擬在2000至3000公尺（6560-9840英呎）的高地環境，一般建議暴露（生活和睡）的時間為每天8～18小時，在海平面（760 mmHg）上，透過加入100％氮氣混合，將艙內空氣氧含量控制在15.3 ％實施。其生
理生化效益包括：紅血球生成素增加、網狀血球含量增加、紅血球數量及血紅素的增加等，進而提升耐力運動表現。 2.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，模擬海平面的常氧或高氧含量狀態，以提高運動員在高地運動時的運動強度。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，而訓練時無須移至較低的海拔，讓運動員訓練時有如在海平面上一般。 3.低氧睡眠裝置：低氧睡眠裝置較廣為人知的有科羅拉多高地訓練（CAT HatchTM）與常壓低氧帳棚系統（Hypoxico Tent SystemTM），這些裝置有助於運動員達到高住低練的要求。 4.間歇性低氧暴露：間歇性低氧暴露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，有助於紅血球濃度的增加，運動員在訓練期可分為在休息中使用或在運動中使用。 ■ 低氧訓練的效果　　高住低練經常被競技運動員採用（Fulco，Rock，& Cymerman，2000）。低氧訓練會增加介入葡萄糖磷酸化過程　的活性，然而，高地訓練也可能減少乳酸脫氫㩗的活性。在高地或在平地實施耐力訓練都同樣會增加同工西每1對總乳酸脫氫西每活性的比值（Bigard，Brunet，Guezennec，& Monod，1991）。高住低練顯然會改進在海平面時的耐力表現。因為它結合了高地適應（2500公尺）以及在較低緯度的高品質訓練。其生理上的效益包含： 1. 顯著提升運動員在心肺系統方面的所有表現。 2.改善的機制主要是在紅血球生成素的增加（Wiber，Holm，Morris，Dallam，& Callan，2003），導致增加紅血球量、最大攝氧量，並且增加己糖激㩗的活性，然而，長時間密集的在低氧環境下訓練會抑制免疫作用，減少鈉離子和鉀離子，攝氧量峰值及腺嘌呤核甘三磷酸的濃度，和減少3-O-MFPase（從-2.9±-2.6％）（Aughey 等，2004），降低乳酸脫氫㩗的活性（Bigard，Brunet，Guezennec，& Monod，1991）。 3.在高地∕低氧環境訓練可能會導致的負面影響，包括：速度降低、功率輸出減少、氧氣含量減少（Levine，2002）。高地訓練後，5000公尺跑步成績顯著進步的部分原因是：（1）高住足以使紅血球生成素大幅增量，進而增加紅血球量和最大攝氧量（Roberts，Clark，Townsend，Anderson，Gore，& Hahn，2003）；（2）低練可維持接近於海平面的間歇訓練速度和氧的輸出（Chapman，Stray-Gunderson，& Levine，1998）。高住低練可能會暫時性的刺激紅血球生成，進而改善有氧能力的表現；但若想要長期改善有氧能力，高住低練的模式則並不被推薦（Robach，2005 ；Cornolo 等，2005）。 ■ 神經肌功能　　高地環境並不會影響握力、最大肌力和肌耐力等肌力表現。然而，平均功率頻率卻會受到影響，此外，自高地返回平地610 m時平均功率頻率（MdPF）也並不會回復到出發前的水平（Terasawa 等，1996）。Povea等（2005）發現總作功率、低頻成分以及低∕高頻比均會增加，並指出間歇性的低氧訓練所增加的自主神經系統的反應主要是透過增加交感神經的活動而來的。如此的活化作用是由低壓低氧結合其他壓力源所引起的。在模擬高地（混合性低氧或低壓艙）環境下，低氧會增加肌肉交感神經的活動（Mazzuero，2001）。 ■ 新陳代謝和荷爾蒙影響　　Sutton and Garmendia（1997）的研究顯示，急性暴露在高地期間，身體活動會引起葡萄糖、皮質醇及生長激素的顯著上升，及胰島素濃度的下降。這種葡萄糖和皮質醇顯著的改變在該研究受試者中會有一些試驗性的變化，但在高地上的原住民身上卻較少被發現，顯示出居住於高地的原住民新陳代謝和內分泌對於訓練的反應和那些被發現的優秀運動員在海平面時的反應是相類似的（Sutton & Garmendia，1997）。低住高練說明了糖分解西每、血管生成因子VEGF、肌紅蛋白以及微血管系統、粒腺體含量隨著HIF-1系統平行增加的原因（Vogt，Billeter，& Hoppeler，2003）。Ventura 等（2003）的研究指出，最大攝氧量、最大輸出功率以及低氧工作能力在六週的高強度耐力訓練後並不會增加（Ventura，Hoppeler，Seiler，Binggeli，Mullis，& Vogt，2003）。當急性暴露於高地低氧環境下從事次最大運動訓練時，血乳酸濃度會比在平地時高出許多，隨著適應的現象動脈血含量會增加，腎上腺素和乳酸的生成便會降低，因此，在高地適應後血乳酸濃度會比初到高地時還要低（Stromme & Ingjer，1994）。Hoppeler and Vogt（2001）提出，骨骼肌組織分子水平存在著低氧反應的特殊性。低氧誘導因子1（HIF-1 alpha mRNA）是在六週的低氧下發生的（效果相當於在海拔3850 m的高度）。這種效果雖是取決於訓練的強度，但在常氧環境下從事相同的強度卻不見有相同的功效。由於在低氧環境下的高強度訓練會進一步使血管內皮細胞生長因子（VEGF）mRNA、微血管及肌血球素mRNA增加，因此Hoppeler and Vogt（2001）提出低氧訓練可以改善氧氣在骨骼肌中運送的能力。　　「高住低練（LHTL）」是一個可兼顧有氧訓練及達到低氧刺激效果的訓練法。學者在比較三種訓練模式後建議：高住低練的高度不應超過3000 m，在高地上至少停留18天，每天至少暴露12小時（Brugniaux，2005）。過去研究資料強烈顯示，在高住低練期間低氧環境外加訓練會對免疫球蛋白A（sIgA）產生負面影響（Tiollier，2005）。 ■ 可能的負面影響　　有相當的研究證明，長時間的暴露在高地環境，例如高住低練或低住高練都有可能會增加罹病率，在高地密集的訓練或比賽對運動員的運動能力或健康都會造成不利的影響。研究顯示，激烈和長時間的密集訓練會降低細胞的免疫力，特別是訓練在常氧但睡在低氧（高住低練），或訓練在低氧但睡在常氧（低住高練）。運動科學家相信高住低練或低住高練能夠改善氧的運送及利用，因為低氧引發了肌肉中紅血球數目的增加進而提高了最大攝氧量及最大累積缺氧量（MAOD）（Roberts等，2003）。另一方面，Aughey等（2004）的研究也指出，慢性低氧刺激會降低肌肉中Na+、K+、ATPase含量；以及在高住低練環境運動後3-O-MFPase的活性會立即下降2.6～2.9 ％、血漿K+在運動中不會改變，[（3）H]-配糖體結合力不會改變、攝氧峰值（VO2peak）會降低，以上任何一個因素都有可能造成運動能力的下降（Aughey等，2004）。Aughey等（2004）指出高住低練或低住高練的生理反應評估和運動表現依然是受到爭議的。 ■ 低氧訓練模式　　Fiskerstrand and Seiler（2004）指出，低氧訓練在訓練的特徵上有三個主要變化：（1）在低乳酸強度（小於2.0 mM）下訓練，每月訓練時數漸增（30-50時∕月）；在超最大訓練強度下（大約8～14 mM乳酸）競賽，每月訓練時數漸減（23-7時∕月）；（2）訓練量約增加20％（924-1128時∕年）；（3）高地訓練過去被用來當成是賽前期顛峰訓練的策略，但現在也將2～3週的高地訓練融入冬季準備期中。為了要確保高地訓練的效果，應該應用相對負荷（以％ VO2max）的概念，因為高地會使運動能力受到影響，例如肌肉代謝的降低等（Boning，1996）。事實上，如果訓練的基模是根據「週期訓練」（periodization）的概念，則高地所產生的負面影響將可降低。因為週期訓練是結合短期、長期以及體能訓練計畫，量化訓練強度及訓練量以求達最佳身體功能及最適訓練需求。週期訓練提供個別化課程來確保運動員有效適應、疲勞恢復、最佳運動表現及最低傷害發生（Bampa，1994）。因此，Fiskerstrand and Seiler（2004）導出了一系列的低氧訓練課程：低住低練（LLTL）可應用在一般準備期；高住低練（LHTL）用在特殊準備期；高住高練（LHTH）用在賽前期以及高住低練（LHTL）用在比賽期。（吳慧君為中國文化大學運動教練研究所教授、江界山為中國文化大學運動教練研究所所長）結語

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