从运动员下飞机的那一刻起,就可以观察到身体内的变化。这些变化包括:血液中的氧容量、血浆、总血量、每搏输出量和每分输出量下降,而肺通气量、体液损失、安静时脉搏和基础代谢率增加。 这些变化是因为高原的大气压下降而引起的。
在练习时,这种现象加重,此时身体对氧气的需求更大。在这些变化中,值得注意的是,增大了的肺通气量降低了血液中二氧化碳的局部压力,同时提高了PH值浓度。为适应这种呼吸碱中毒,肾脏通过分泌重碳酸盐来降低血液中PH值浓度,使其恢复到正常生理水平,从而得到代偿(称为肾代偿)。不论高度如何,空气中氧分子是恒定的,高度的增加及伴随着的大气压的下降将降低空气中氧量。
高原还降低了肺内氧气的局部压力,从而减小了肺脏和血液之间的压力倾斜度。由于分子是从高压力区域向低压力区域移动的,较小的压力倾斜度降低了进入血液的氧气量。 对运动能力来说,最明显的现象是,心脏和骨骼肌肉的氧供应量减少,从而降低了在较高有氧强度下练习的能力。
1968年墨西哥城人们对高原训练表现出浓厚科学兴趣并相信它对运动成绩能产生影响,首先是受1968年墨西哥城(高度为2286米)夏季奥运会的启发。在高原地区进行的比赛,短跑和力量运动员的成绩好于以往奥运会的比赛成绩,而耐力性项目运动员的成绩则略微下降。跳远运动员比蒙和400米跑运动员埃文斯的优异成绩大部分应归功于高原地区空气阻力的下降,这里的空气要比海平面稀薄和干燥。
高原训练对运动员产生的积极生理效应主要有以下几个方面:
一是心肺系统功能的改善、血液中血红蛋白的增加,使机体携带、运送氧气的能力提高;
二是机体利用氧气的能力增加;
三是组织细胞在缺氧条件下的分解供能能力增强,肌肉具有更高的耐酸能力和氧利用效率;
四是肌肉中糖元等能量物质的含量和储备增加;
五是提高大脑对低氧的适应性和稳定性,提高机体对缺氧的耐受力;
六是可以提高运动员的心理韧性,对运动员的自信心、耐受能力、拼搏精神等方面的培养有积极的作用。
但是,高原训练也存在着一定的弊端,长期的高原缺氧刺激无疑对机体有不利的影响。首先,高原缺氧训练可引起体重下降,骨骼肌组织丢失、肌肉萎缩,其在运动能力上的表现是肌肉力量的丢失。如高原缺氧环境引起红细胞和血红蛋白过度增加,使血液的粘滞性增高,进而引起体循环、肺循环、微循环的改变,导致血流变慢,循环阻力增加,甚至导致血栓的形成,从而对组织的氧供应不利。另外,运动员在高原训练期间,运动强度降低,绝对运动量也比平原训练少,这又使平原训练所获得的肌肉神经应激性减退,甚至消失的可能。高原训练中产生的疲劳不宜完全恢复,易造成过度疲劳和运动损伤。另外由于客观环境和训练的影响,在高原训练中更易发生感冒、肠胃功能紊乱,甚至出现受伤、血尿、心电图紊乱等现象。