高原体能训练所面临的最大困难是高海拔缺氧问题。由于部队在这一高寒山地区域遂行作战任务,海拔高度一般都在4500-5500米。因此,如何适应高原特殊地理环境,提高人体在高寒缺氧条件下的生存能力和战斗能力,减少战争行动中的非战斗性减员,是高原体能训练需要解决的主要问题和工作目标。
一、基础高原运动生理
(一)人体氧运输系统
人体正常活动所需要的氧气(O2)供给,是靠心血管循环系统和肺呼吸系统共同完成的。呼吸系统承担了吸入氧,排除二氧化碳的气体交换功能;血液循环系统承担了气体(氧、二氧化碳)的运输任务。其中,血液内的红细胞含有一种特殊的运氧物质——血红蛋白(Hb),它的浓度和机能状态直接影响着人体的运氧能力。
血红蛋白的运氧能力(氧含量)受大气中氧分压的影响。在足够的氧分压(150毫米汞柱)下,血液中的Hb在通过肺泡时,100%的Hb都与结合,成为氧合血红蛋白(即称氧饱和),发挥运输局的功能。当Hb达到组织时,在于氧分压明显减低时,Hb与分离,释出放出,供组织利用,Hb氧饱和度下降。Hb氧饱和度与以分压之间特有的“ S”型曲线关系,称为“氧离曲线”。在平原低海拔环境中,由于大气中的氧含量(氧分压)充足(150毫米汞柱),绝大多数的Hb都能与氧充分结合,形成氧合血红蛋白。在循环血液的推动下,氧合血红蛋白将充足的氧带给身体的各个组织、器官。然而,当人体处于高海拔区域(如海拔在3900米的拉萨)时,由于空气中的氧分压大幅度减少,许多Hb不能与氧充分结合,造成体内氧供不足,导致身体出现一系列缺氧症状——高原反应。在身体整体情况良好,海拔高度在4000米以下的情况下,一般经过5—7天左右的服习(或适应)时间,人体的高原反应症状就会逐渐减轻。因此,人体对高原缺氧环境的适应,突出表现在体内红细胞增多,血红蛋白浓度提高,从而使体内运输氧的能力显著提高。
(二)高原缺氧对人体的影响
高原缺氧对人体生理机能的影响主要表现在以下几方面:
1、对呼吸、循环系统的影响。刚进入高原,人的呼吸频率、心率明显加快;肺通气量和心输出量增加。在高原反应症状中,特别是头疼、头胀(尤其是在后脑部位),使人很难受,这是由于脑组织对缺氧非常敏感,脑血管通过神经自主调节机制,反射性扩张,使进入脑部的血流量增加,以改善脑的氧供量。但因颅脑内空间有限,血管扩张而站位增加,使颅内压有所增加,故每次脉搏时会感到症状加重。高原适应后,心脏的每搏输出量将增多。
2、对血液造血系统的影响。短期效应:通过血液重新分配,循环血量增多,使红细胞数、血红蛋白量暂时性增加。长期效应:在缺氧刺激下,体内红细胞和血红蛋白的生成增加,携氧能力增强。但红细胞生成过多可造成血粘度增高,循环阻力加大,增加了心脏的负担。
3、对中枢神经系统的影响。中枢神经系统对缺氧最为敏感,在轻度缺氧(2000—3000米)时,高级神经活动表现为兴奋性增强;随着海拔高度的增加和低氧程度的加深,则转入抑制过程,表现为:表情淡漠,反应迟钝,注意力分散,记忆力减退,嗜睡;甚至进入超限抑制的昏迷、意识丧失状态。
4、对消化系统的影响。食欲减退;胃、肠运动减弱,出现腹胀、腹痛;消化液分泌(除胰腺分泌)减少;消化系统功能减弱,这是初入高原者体重下降的主要原因。
5、急性高原适应不全症:在急性缺氧时,一方面,肺循环肺动脉压升高,右心室负荷加重,引起右心室肥厚,甚至发生衰竭。另一方面,因排尿量与缺氧程度密切相关。轻度缺氧时表现为多尿;严重缺氧时则表现为少尿(少尿是脑水肿形成的因素之一,在急性高原适应不全症的发病中占重要地位)。
(三)高原体能训练对人体的影响
高原体能训练对机体的刺激比平原时要深刻得多。由于人体在高海拔环境中训练,受到了缺氧等多种因素从正、反两个方面的激励和制约。因而,高原体能训练对人体的影响,也表现出双重作用。
1、增强了军人在高原缺氧、寒冷环境中的适应和生存力。具体表现在:(1)对高原环境本身的适应(含心理适应)能力增强;(2)抗缺氧能力增强(身体输送氧气的能力提高,身体利用氧气的能力增强);(3)抗寒冷能力增强(突出表现在身体防感冒的抵抗力增强)。
2、增强了军人在高寒山地作战的战斗力。具体表现在:(1)攀爬能力提高。这是在高寒山地作战或野外执行任务需要的重要能力,且必须通过训练才能获得。(2)快速运动能力提高。即指人体在高原山地快速奔跑或行军能力的提高。这种能力依赖于机体无氧酵解供能能力和耐受血乳酸能力的增强,它是军人山地快速机动能力的主要生物学基础。(3)非战斗性减员降低。
3、增加了身体的某些负担。由于血粘滞性增高,循环阻力加大,故增加了机体某些器官(如心脏、肾脏)、系统(如循环、呼吸系统)的机能负担。同时,因长期缺氧,也可影响到中枢神经系统的机能状态,如反应力、记忆力下降等。
二、高原体能训练模式与特点
根据部队驻扎和主要训练的地理位置或海拔高度,高原军事体能训练的模式可分为“高驻高训”、“低驻低训”以及“低驻高训”三种模式。
(一)高驻高训
1、训练模式。“高驻高训”模式即指部队驻扎在海拔 1500米以上的高原地域,并在该地长期实施体能训练的模式,如长期驻扎在青藏高原上的部队就属于这类。“高驻高训”本身也存在着不同的海拔梯度,尤其是在海拔4000米以上,随着海拔高度的升高,氧分压变化更加剧烈,对人体活动能力的影响也更大。
2、训练特点。(1)从总体上讲,“高驻高训”更有利于对军人进行高原环境适应能力与生存能力的训练,而体能战斗力的训练则受到一定的局限。前者主要是依托地域优势,人长期生活在这一特定环境里,身体各器官、系统均已发生了一系列的适应性变化。后者则因高原缺氧,训练的强度、密度和运动量都上不去,导致体能素质水平的发展受到制约。(2)训练内容具有显著的地域作战特殊性。突出了适应高寒山地作战需求的体能训练内容,如抗缺氧、抗寒冷、攀爬训练、高原组合练习等。(3)训练周期具有明显的季节性。如夏季的操场和野外训练时间和内容较多;而在冬季,大量的训练内容只能安排在室内进行,且练习的项目受到一定的局限。(4)负荷强度反差大。即施加较低的运动负荷强度,身体将出现较高的生理负荷强度反应,特别是随着海拔高度的增加,这种反差会更明显。
3、训练注意事项。(1)训练的强度、密度和运动量安排,不宜太大,尤其要防止过度训练(疲劳)。一旦发生过度疲劳,不仅恢复的时间明显要比平原地区长,而且容易导致人体免疫抵抗力下降,出现一些继发性疾病,如容易感冒、食欲下降等。(2)充分做好准备活动和整理活动,特别是在寒冷的冬季,动作僵硬,协调性差,加之高寒缺氧,神经反应性低,特别容易受伤。(3)强化对训练负荷强度反应的医务监督,预防过度训练而导致过度疲劳的发生。(4)新兵的入伍体能训练,在初期直以适应为主,训练为辅。可多安排一些慢跑、柔韧性练习。爬山等内容。(5)训练后特别要注意保暖,防止感冒。出现训练损伤后,要特别注意四肢的保暖和采取促进血液循环的措施,防止出现伤病的延缓愈合。
(二)低驻低训
1、训练模式。“低驻低训”模式是指部队驻扎在海拔 1500米以下的地域,并在该地长期实施高原体能训练内容的模式。即低海拔驻扎,低海拔训练,遂行高海拔(高寒山地)作战任务。如长期驻扎在内地的高原应急机动作战部队。
2、训练特点。(1)与“高驻高训”模式特点相反,“低驻低训”更有利于对军人进行体能战斗力方面的训练。因为平原环境氧气充足,训练的强度、密度和运动量都能上去,故可使人体的体能素质,达到一个较高的水平。而对高原缺氧环境的适应能力与生存能力的训练,则因受到地域环境的制约,不能进行有效的训练。(2)训练内容具有显著的地域作战特殊性。突出了适应高寒山地作战的需求,如抗缺氧、抗寒冷、高原组合练习等。但训练缺乏高原外部环境条件,训练效果受到一定的影响。因此,训练的内容应采取与在高原人体内部代谢特点接近的项目,如多进行糖原酵解供能方式的 800—1500米跑训练,提高机体对缺氧和乳酸刺激的耐受能力。另外,还应注意对脑血管扩张调节能力的训练,如进行“扶腿手倒立”或“扶腿手倒立走步”等练习,能有效地增强大脑血管舒缩的调节能力和机体的适应力,有利于克服高原反应。(3)训练安排具有一定的周期性。因内地受气候、季节的影响相对较小,整个训练过程可以根据部队的全年军事训练总体计划,按一定训练周期做出安排。(4)训练负荷反应一致。施加高运动负荷强度,机体可产生高生理负荷强度反应;反之,运动强度降低,生理负荷强度也随之降低。故在训练过程中,通过测试人体生理负荷强度反应,可以较准确地判断训练的运动负荷强度,为科学化训练提供了依据。
3、训练注意事项。(1)根据训练计划。在实施大强度、大运动量训练时,要注意循序渐进,避免过度训练。(2)充分做好准备活动和整理活动,降低训练伤病的发病率。特别是在寒冷的冬季,动作僵硬,协调性差,容易受伤。(3)进行抗缺氧、抗寒冷等专业项目训练时,尽可能创造一些缺氧、寒冷的模拟环境,以提高训练的效率。(4)在条件许可的前提条件下,每年应将部队置于高寒、缺氧(海拔4000米以上)的实际环境中,进行适应性训练。同时也检验部队“低驻低训”的训练效果。
(三)低驻高训
1、训练模式。“低驻高训”模式实质上是“低驻低训”部队在某一段时间内,将部队拉到高海拔区域,进行高原适应性训练(野外驻训)的特殊训练模式。由于突然进入高原缺氧、高寒地区,指战员都会出现不同程度的高原反应。
2、训练特点。 (1)“低驻高训”是对“低驻低训”部队训练效果的一次实地检验,尤其是对指战员高原环境适应能力与生存能力的考验。因此,进入高原初期,宜以适应性训练为主,素质性训练为辅,可多安排一些慢跑、爬山等内容。(2)训练内容具有明显的针对性。由于在高原驻训的时间有限,突出演练适应高寒山地作战需求的专业体能训练内容,如攀爬训练等。(3)训练负荷强度反差大。如同“高驻高训”一样,但主持体能训练的士官或分队军官,不易立即掌握较为合适的运动负荷强度;士兵也难以一下适应低运动强度,高生理负荷反应,特别是在海拔较高的地域训练。(4)驻训具有明显的季节性。选择具有鲜明高原季节特征的时机上高原进行驻训,以提高人体的适应性。(5)训练获得的适应与生存能力,在下高原后不易巩固。
3、训练注意事项。(1)控制训练强度和运动量,避免过度训练。同时,应注意保持有充足的睡眠。(2)充分做好准备活动和整理活动,预防训练伤病,提高肌肉质量。由于在高原训练后,肌肉反应(如酸痛、僵硬)比平原大,血乳酸的清除速度比平原慢,而乳酸在体内的滞留则对机体(包括肌肉)的疲劳消除不利,因此要特别注意做好整理活动。以65%的强度运动10—20分钟,对清除体内的血乳酸最为有效。(3)训练后特别要注意保暖,防止感冒。(4)强化运动医务监督,及时发现情况。
三、高原体能训练医务监督
1、高原服习(altitude acclimation)。也称作高原习服或高原适应,即指人体在高原环境中经过一段时间后,身体对高原低氧环境产生一系列适应性变化的过程。高原服习完成的主要标志是:高原反应症状消失;安静脉搏、呼吸恢复或接近平原水平;红细胞、血红蛋白升高,并稳定在一定水平;体能水平恢复到高原定居者的平均正常水平。但在日常生活和训练中,常以心率和血红蛋白作为评价服习程度的指标。
人类对高原的服习潜力很大。一般可服习的海拔高度为4570—5200米,最高可达5300米。服习时间(程)主要取决于海拔高度。海拔高度越高,所需服习时间越长。如对海拔3000米高度的全适应(服习)时间为24周;4000米为5—6周;5000米为9—10周。体能训练能有效地缩短服习时间。
影响服习的因素主要有进入高原的速度、到达的海拔高度以及个人的体质状况。对于驻高原部队的新兵而言,由于赴高原的速度快(乘飞机),到达的海拔高度高(如拉萨3900米),个体体质条件差异较大,故应加强医务监督(如每天早晨自测脉搏),积极采取适应性体能训练(如做柔韧性练习、慢跑、爬山等),加速高原服习。如果条件和实际情况允许,可先在海拔2000—3000米高度进行2—3周的(阶梯性服习)适应性强化训练,然后再进入4000米以上高原执行任务和训练。
在高原服习期进行体能训练,应注意:(1)中、小运动量,全面锻炼,循序渐进。(2)仔细观察训练反应,如呼吸、脉搏、血压、体温、食欲、睡眠、体重等的改变,及时调整训练强度。(3)保证营养,注意补充维生素。(4)训练后特别要注意保暖,防止感冒。
2、急性高原适应不全综合症。人体从低海拔区域快速进驻高原,或从高原进入更高海拔地区时,因适应能力不全或失调而发生的急性临床征候群,包括急性高原反应、高原昏迷(高原脑水肿)、高原肺水肿等。海拔越高,发病率越多,病情越严重。感冒、过度疲劳、晕车、急慢性疾患等常可诱发该病。急性高原适应不全综合征是部队在高原作战行动中,非战斗性减员的最主要因素。
(1)急性高原反应。发生率为60%--90%,多在进入高原后数小时或1—3天发生。主要表现:头昏、头痛、心慌、气短、眩晕、失眠或嗜睡、食欲减退、倦怠无力、鼻出血;症状重者,皮肤紫绀、表情痛苦、卧床不起、个别有阵发性呼吸困难。一般经过7—10天的适应,症状可逐渐消失,少数需治疗才能恢复正常。
(2)高原昏迷。发病率为1%左右,多发生在海拔4500米以上区域。开始表现为急性高原反应症状,以后病情不断加重,直至进入昏迷状态。及时抢救治疗,多数患者可在数小时或2—3天内恢复意识,重者则需较长时间。并发有肺水肿、消化道出血或脑出血时,治疗难度更大。
(3)高原肺水肿。发病率为1%右,多在进入海拔4000米以上高原l-7天的行军途中、夜间睡眠后或感冒时发生。开始为急性高原反应症状,伴有气促、胸闷、咳嗽,并迅速发展为呼吸困难,皮肤发绀,直至休克、昏迷,呼吸、循环衰竭。如不及时抢救常危及生命。
3、强化高原体能训练医务监督
(1)正确认识高原自然环境特点,消除恐惧心理,积极采取预防、监控措施,常备氧气等抢救治疗物资。
(2)每年开训前,必须进行一次常规体检,凡发现心血管、呼吸系统有器质性疾病或发育畸形者,或正处于感冒、发烧等功能性心血管、呼吸系统发病阶段,均不得进行体能训练。
(3)遵循循序渐进原则,科学调控训练强度和运动量;加强保护和帮助,预防训练伤病。
(4)训练后特别要注意保暖,防止感冒。
(5)注意营养和卫生,提高人体免疫力。