西藏地区平均海拔4000m以上，存在气压低、高寒缺氧、空气干燥、气候多变、环境恶劣等特点，随着海拔的不断增高、气压逐渐降低、空气密度减小，海拔3000m时相当于海平面的73%上下，4000m时约为62%～65%,到5000m时为59%左右。2019年西藏年平均气温为5.2℃,由于环境温度过低，使人体肌肉僵硬，兴奋性降低，影响官兵的作业能力，比如当人员快速到达3350m时，人的最大活动能力可能会降至平原的50%,在3300～4300m高原行军相同距离所用时间是平原的2倍[1]。这些因素均给驻藏部队开展体能训练带来较大困难，少数官兵甚至无法完成基础的军事训练。既往对运动员运动能力与机能状态之间关系的研究，用来指导运动员更好地通过制定科学的训练方式提高体力状况，但目前缺少对高原部队官兵的相关研究，同时机体最大摄氧量速度对运动影响的研究成果未能很好的运用到部队训练中。本研究通过了解官兵体能测试与血液学分析的相关性，可用于调节人体生理和代谢指标，为官兵更快、更好地适应高原训练提供参考。

1、资料与方法

1.1 研究对象

研究对象为驻地海拔4000m的149名男性官兵，从低海拔地区进驻高原时间均在6个月以上，年龄19～31(23.11±2.33)岁，身高1.62～1.97(1.74±0.06)m,体质量50～85(65±7.64)kg,体质量指数(bodymassindex,BMI)平均值为21.52kg/m2,低体质量组(BMI<18.5kg/m2)3人，正常体质量组(BMI为18.5～23.9kg/m2)133人，超重组(BMI≥24kg/m2)13人。所有对象均经病史询问和临床检查，健康状况及心理状态良好。

1.2 研究方法

1.2.1 收集官兵体能测试成绩

按照《中国人民解放军军事体育训练大纲》2020版，驻海拔2001～4000m人员按《高原地区人员训练课题考核标准》执行，3000m跑成绩在海拔3101～3500m每升高100m标准递增10s,海拔3501～4000m每升高100m标准递增12s,(例如：4000m增加100s),体能考核成绩55分及格，其余两项考核标准与内地标准不变。根据每名官兵3000m跑的考核时间、规定时间内仰卧起坐及引体向上的个数所对应的成绩进行计算。

1.2.2 收集官兵的临床资料

年龄、身高、体质量、BMI及实验室检查资料。体能测试后对149名官兵进行清晨空腹状态下采集肘部静脉血5ml,置入抗凝管中，送至检验科，利用血液分析仪(迈瑞BC1800)和生化分析仪(sysmexBX3010)分别进行血常规分析及血清化学成分测定，主要包括两部分，①血常规指标：观测其中白细胞计数(WBC)、淋巴细胞值(lymphocyte,LY)、中性粒细胞百分比(NEUT%)、红细胞计数(redbloodcell,RBC)、血红蛋白含量(hemoglobin,Hb)、红细胞压积(hematocrit,HCT)、红细胞平均体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)、平均血红蛋白浓度(MCHC)、血小板计数(PLT);②血清生化指标：观测其中总胆红素(totalbilirubin,TBIL)、直接胆红素(directbilirubin,DBIL)、间接胆红素(indirectbilirubin,IBIL)、总蛋白(totalprotein,TP)、白蛋白(albumin,ALB)、球蛋白(globulin,GLO)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartateaminotransferase,AST)、血尿素氮(bloodureanitrogen,BUN)、血肌酐(serumcreatinine,Scr)、血尿酸(blooduricacid,BUA)、总胆固醇(totalcholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(highdensitylipoprotaincholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(lowdensitylipoprotaincholesterol,LDL-C)、葡萄糖(glucse,GLU)、胆碱酯酶(cholinesterase,CHE)。

1.3 统计学处理

采用SPSS26.0统计软件对录入的数据进行分析，结果用均数±标准差(x¯±s)表示，对检测指标与高原官兵体能成绩进行Pearson相关分析，P<0.05表示差异有统计学意义。由于选入多元线性回归方程的影响因素，相互之间并不独立，当容差和方差膨胀因子容忍度(tolerance)大于0.1或者方差扩大因子(VIF)小于10,说明变量间不存在严重共线性，由表可知容差和VIF均满足检验标准，进一步说明自变量通过了多重共线性检验，不影响模型结果。以体能测试成绩为自变量进行多元线性回归分析，以逐步回归的方式进入模型，检验标准α=0.05。

2、结果

2.1 高原官兵体能测试与血常规指标变化的关系

3000m跑成绩与BMI呈弱负相关(P<0.05),与Hb、HCT、MCH呈弱正相关(P<0.01)。仰卧起坐、引体向上成绩与血常规指标无相关性(P>0.05),见表1,图1。

2.2 高原官兵体能测试与血清化学成分指标变化的关系

3000m跑成绩与血清化学成分指标差异无统计学意义(P>0.05);仰卧起坐成绩与ALT、AST呈弱负相关(P<0.01),与BUN呈弱正相关(P<0.05);引体向上成绩与AST、TG呈弱负相关(P<0.05),与TBIL、DBIL、Scr呈弱正相关(P<0.05),见表2,图2～3。

2.3 高原官兵3000m跑成绩对血常规指标的多元线性回归分析

表3数据表明，BMI、Hb、HCT值差异有统计学意义(P<0.05),是高原3000m跑成绩的影响因素。最终建立的多元线性回归方程为：Y=36.925+0.545×Hb+2.074×HCT-2.065×BMI。该方程回归效果检验的F=5.833(P<0.01),整个方程有显著性意义。

2.4 高原官兵仰卧起坐成绩对血生化指标的多元线性回归分析

表4结果表明，AST值差异有统计学意义(P<0.05),是高原仰卧起坐成绩的影响因素。最终建立的多元线性回归方程为：Y=75.482-0.432×AST。该方程回归效果检验的F=7.434(P<0.01),整个方程有显著性意义。

2.5 高原官兵引体向上成绩对血生化指标的多元线性回归分析

回归结果表明，TBIL、DBIL、TG、Scr差异有统计学意义(P<0.05),是高原引体向上成绩的影响因素。最终建立的多元线性回归方程为：Y=24.59+4.089×TBIL+2.136×DBIL+0.488×Scr-5.121×TG。

该方程回归效果检验的F=5.880(P<0.01),整个方程有显著性意义，见表5。

3、讨论

3.1 高原官兵体能与血常规指标变化的相关性

红细胞的主要机能是运输氧和二氧化碳，胞质内的Hb由珠蛋白和血红素构成。血红素中含有二价的铁离子，它能与氧可逆性的结合，在氧分压高时(肺内),易与氧结合，生成氧合血红蛋白；在氧分压低时(组织内),与氧容易分离，把氧释放出来，供细胞代谢用。最大摄氧量是指在人体进行最大强度的运动，当机体出现无力继续支撑接下来的运动时所能摄入的氧气含量，而Hb是决定运动员最大摄氧量的主要因素。HCT是指一定量的抗凝全血经离心沉淀后，测得下沉的红细胞占全血的容积比，是一种间接反映红细胞数量大小及体积的方法。当HCT超过50%以上时，血粘度将随压积变化呈指数关系上升，使循环阻力增加和心脏负担加重从而降低运动能力，并且降低清除代谢产物、调节体温和运送营养物质的能力，加速运动性疲劳的发生等[2]。

3000m跑属于人体耐力训练，考核的是部队官兵有氧和无氧代谢能力，3000m跑是军队军事体能训练的重点项目，也是衡量军人体能素质的重要指标[3]。其中，有氧代谢能力是能否完成3000m跑的基础，有氧耐力水平占到该项目约70%。郑良[3]研究表明最大摄氧量速度可以提高3000m跑的整体成绩，所以，最大摄氧量运动中能量的利用和最大稳态时氧的摄取能力是影响最终成绩的因素[4]。王海涛等[5]研究，在海拔上升到4000m以上时，同一训练强度的项目成绩会因海拔的增高而大幅度递减。这是由于高原空气稀薄、氧分压低，缩小了大气压和肺内压的压力差，使得有效气体交换量减少，导致最大摄氧率降低，加之缺氧使人们在跑步过程中容易感到胸闷、气短等症状。有研究表明，低氧运动可刺激机体造血功能，提高Hb和肌红蛋白(myoglobin,Mb)的含量，由于Hb指标相对稳定，又能较敏感的反映身体机能状态，所以，在运动训练中经常利用这一指标评定运动员的机能状态、训练水平，预测运动能力[6]。

由表1可以看出，高原男性官兵Hb平均值在189.19g/L,标准差在19.61g/L,而男性Hb正常值为：120～160g/L,说明人体从平原进入高原低氧环境后Hb水平明显增加。进入海拔高度越高，停留高海拔地区时间越长，红细胞数、Hb含量、全血比黏度、血浆比黏度、HCT等增加越明显[7]。与李宇[8]研究在高原训练前期，3000m障碍跑运动员Hb含量下降，适应性训练后有所上升的结果不同。本研究显示，3000m跑成绩与Hb值呈正相关(P<0.05),一般认为，Hb值的高低与耐力性项目的成绩关系较为密切，当Hb值出现生理性增高，说明血液的携氧能力强，有氧运动能力也在提高，3000m跑成绩就越高，同时官兵们训练强度和能量消耗增多，使机体的氧需求量大于平原，从而加剧了红细胞的生成。随着驻藏时间的延长以及低氧习服水平的提高，机体组织器官代偿机制逐步健全[9,10],当Hb值处于较高水平，说明高原训练期间身体机能状态良好，有氧运动能力也在逐步增强。

刘辉等[10]研究结果示：驻藏1年的武警官兵3000m测试成绩明显优于驻藏1个月者，第一组官兵RBC、Hb明显高于第二组，而肌酸激酶、肌酸激酶MB型同工酶、乳酸脱氢酶、AST则明显低于第一组(P<0.05)。Ahmadizad等[11]研究发现运动后血容量减少10.1%,同时HCT增加6.2%,本研究显示，3000m跑成绩与HCT值呈正相关(P<0.05),可能与3000m跑导致大量的出汗，运动中无法及时补充水分，引起机体内水分大量的流失，主要体现在血液的浓缩，血液总容量减少，RBC不变，HCT增高有关；同时3000m跑成绩与人体BMI呈负相关(P<0.05),随着BMI值降低，3000m跑的成绩随之升高[12]。一项研究表明，体质量每增加5%,全程马拉松的成绩会减少5%。

3.2 高原官兵体能与血清生化指标变化的相关性

通过定量的方法运用生理生化指标可以评价运动员的身体状况，国内外学者对此进行了大量研究，确定了在训练中对优秀运动员身体机能监测与评定的目的和意义[13]。血清胆红素是Hb及其他血红素蛋白中的血红素在巨噬细胞或其他网织内皮细胞及肝细胞中的代谢产物，其中80%～90%来自衰老的红细胞破坏产生的Hb,10%～20%来自Hb以外的Mb、游离血红素等，血红素在限速酶血红素氧合酶1(hemeoxygenase-1,HO-1)的催化下分解为胆绿素、一氧化碳、二价铁离子，胆绿素在胆绿素转化酶作用下还原为胆红素。有研究显示，TBIL、DBIL与Hb值呈正相关，会随着Hb水平的升高而升高[14]。由于高原官兵Hb<160g/L仅占4.70%,Hb存在生理性升高，故TBIL、DBIL可能也会有部分升高情况。

低氧还可引起组织产生氧化应激反应，羧基、烷氧基和过氧化氢等超氧化物自由基生成增加，活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)聚集，氧化和抗氧化作用失衡，细胞和线粒体超微结构改变和功能紊乱[15,16]。多数研究报道有氧运动可以使血清AST、ALT水平得到有效转归，血清AST活性与负荷之间具有线性回归关系[2],但在强度大、运动时间长，机体产生疲劳的运动情况下，可能也会导致肝损伤。Scr作为细胞中肌酸的代谢产物，血液中Scr的浓度与肌肉量或活动量成正比，研究显示单次高强度运动会增加血液中Scr的浓度，高强度运动能够诱发强烈的生理压力，进而导致身体大量细胞受损[17]。

仰卧起坐是一种无负重的有氧运动，主要是增强腹部肌肉的力量训练，是评价肌肉力量和耐力的重要方法。本研究显示，仰卧起坐成绩与AST值呈负相关(P<0.05),高原习服期过后，机体组织缺氧性损伤会减轻，AST水平会降低。李想[18]研究表明，高原低氧环境下的复合健身运动更有利于腰腹力量的提高，另一方面，高原环境下对脂肪消耗增加也利于力量增长。引体向上是力量训练，运动强度相对较大，在进行引体向上练习时，主要是通过人体的无氧代谢途径提供能量进行运动，如果在规定时间内完成数量越多，所得成绩越高，需要人体爆发力和上肢、肩带、躯干主要肌群的绝对力量及耐力，属于无氧运动。高海拔地区受低氧的影响，世居及长期移居的居民外周血中RBC可代偿性比低海拔地区居民明显增高，故红细胞破坏增多，血清胆红素水平增高[19]。

引体向上成绩与TBIL呈显著正相关(P<0.01)、与DBIL呈正相关(P<0.05),有研究发现，无氧及有氧训练后血浆TBIL及DBIL均显著升高，尤其是无氧组训练后TBIL升幅达22.6%[20],同时低氧运动能提高机体Hb含量，可能会导致TBIL、DBIL水平增加。官兵引体向上成绩平均分为66.34分，BMI平均值21.53kg/m2,说明高原官兵BMI基本在正常范围，体质量、BMI与体脂含量正向相关，体脂含量与引体向上反向相关[21,22]。引体向上成绩与TG值呈负相关(P<0.01),TG是由食物脂肪与肝脏合成的，是血液中血脂最重要的一种，是人体内含量最多的脂类，显示随着BMI的增大，血糖、TG、胆固醇平均水平增高[23],引体向上项目运动的速度并不快，但持续时间长，强度大，需要克服自重，本研究表明TG值低，BMI值小，引体向上成绩就越高。Scr是肌肉在人体的代谢产物，其水平的高低直接关系到运动员的爆发力与速度能力，本研究显示，引体向上成绩与Scr呈正相关(P<0.05),Scr与反映无氧代谢能力指标密切相关，可采用Scr来间接评价运动员在力量训练过程中肌肉力量和磷酸原系统供能能力是否得到增强[24]。

高原有着特殊的地理环境和恶劣气候，要求驻地官兵具备抗寒冷、抗缺氧、抗疲劳的能力，高原官兵坚守着祖国4000多千米的边防线，完成着“对外反蚕食、对内反分裂”的双重任务，这就要求部队在高原上要具有良好的体能素质。本文重点研究了血液和血生化在高原环境下的变化，表明高原环境导致的血液和血生化变化可能影响着官兵的运动成绩。在实践中，建议高原可以应用血液和血生化指标来监测和评价官兵的体能素质情况，从而指导科学合理化的训练方式，提高高原官兵运动训练质量。下一步将从不同角度出发，研究与寻找高原低氧适应人群的血液指标值及其它高原低氧适应基因，将对高原低氧环境下改善人体体能的认识具有重要意义。

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文章来源：高菱宜,薛庆亮,冯霞,王瑞娟.高原高寒地区男性官兵体能测试与血液分析的相关性研究[J].华南国防医学杂志,2022,36(04):274-279.