综述：一项关于低氧环境下重复短跑训练对运动表现影响的多层次元分析

《Frontiers in Sports and Active Living》：A multilevel meta-analysis of the effects of repeated sprint training in hypoxia on athletic performance

重复冲刺训练在缺氧条件下的效果分析：系统综述与元分析表明，RSH较RSN显著提升RSA（g=0.50, 95%CI 0.34-0.67, p<0.001），但对有氧（g=0.23）和厌氧性能（g=0.11）影响有限。训练强度、持续时间及性别存在调节作用。

　　重复性冲刺训练在缺氧环境中的应用（RSH）近年来成为提高运动员重复性冲刺能力（RSA）、有氧能力和无氧性能的一种创新策略。尽管已有大量研究探讨了RSH与常氧重复性冲刺训练（RSN）的效果差异，但关于整体效益和影响因素仍存在一定的不一致。本研究通过系统综述和多层次元分析，旨在量化RSH与RSN对运动员表现的整体影响，并识别影响干预效果的分类和连续性调节因素。

RSH结合了高强度冲刺训练与中度缺氧环境（通常模拟2000–3000米海拔，FiO?浓度在14.5%–16.4%之间），从而创造了一种高强度与低氧环境并存的双重刺激。这种训练模式在生理层面上具有多重优势，包括分子层面的糖酵解基因表达激活、微血管层面的肌肉氧摄取和再灌注动力学改善，以及神经肌肉层面的II型纤维募集阈值和磷酸肌酸缓冲能力的提升。此外，RSH通过强制短恢复时间（<1:6的冲刺与休息比例），维持代谢应激状态，从而避免了传统IHT中因过度恢复而导致的适应性减弱。

本研究共纳入了18项研究，涉及378名参与者，得出55个独立效应量。结果表明，RSH在整体表现提升方面具有显著优势，效应量为Hedges' g=0.50（95% CI: 0.34–0.67，p<0.001）。进一步的子群分析显示，RSH对RSA的影响尤为显著，效应量为g=0.61，而对有氧和无氧表现的影响则相对较小，分别为g=0.42和g=0.39。调节变量分析表明，结果类型、训练模式和FiO?浓度显著影响效应量，其中较低的FiO?（–13%–14%）和较长的训练时长与更大的收益相关。性别差异未被发现，且漏斗图的对称性提示了较低的发表偏倚风险。

本研究采用了多层次元分析框架，以克服传统元分析中将每个研究视为单一效应量的局限性。通过建模嵌套数据结构，该方法能够处理同一研究中的多个结果、时间点或组别之间的统计依赖性，从而增强结果的稳健性和可解释性。此外，研究还纳入了分类和连续性调节变量，如训练模式、氧浓度和干预时长，以构建多元元回归模型，全面分析RSH对运动表现的影响。

研究的系统文献检索覆盖了PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library和Scopus等数据库，搜索策略采用了布尔逻辑，结合关键词“重复冲刺”、“冲刺间歇”、“缺氧”、“低氧”、“海拔”和“表现”等。没有对语言或出版日期施加限制，以确保研究的全面性。所有符合条件的文献均通过EndNote 20进行管理，重复文献通过内置的“查找重复”功能去除。

纳入研究的筛选过程由两位评审员独立进行，分为标题和摘要筛选，以及全文评估两个阶段。研究必须满足以下条件：采用随机对照试验（RCT）设计，参与者为训练有素的个体、运动员或至少具有中等运动水平的成年人，干预组接受RSH，对照组进行RSN，至少报告一个可量化的表现结果，如冲刺时间、峰值功率、RSA、最大摄氧量（VO?max）或Wingate测试结果，且有足够的数据计算Hedges' g，包括干预前后的均值、标准差和样本量。不符合纳入标准的研究包括非随机设计、仅发表摘要、综述或动物研究，以及无法明确区分RSH效果的联合干预研究。

风险偏倚评估使用了Cochrane风险偏倚2.0工具（RoB 2.0），该工具评估了五类潜在偏倚：随机化过程、偏离干预、缺失结果数据、结果测量和报告结果的选择。所有研究的偏倚风险被评估为“低风险”、“一些担忧”或“高风险”。两位评审员独立进行评估，任何分歧均通过第三位评审员讨论解决。

数据提取采用标准化表格，包括作者、年份、国家/地区、研究设计、干预时长和频率、FiO?浓度、训练模式、样本量、参与者特征、结果类型以及干预前后的均值和标准差。数据由两位评审员独立提取，并在完成时进行交叉验证。对于缺乏数值数据的研究，通过GraphDigitizer或直接联系作者获取结果。所有提取的数据被输入到结构化的Excel表格中，并通过R进行一致性验证。

效应量计算采用Hedges' g，代表实验组和对照组在干预前后的均值变化差异的标准化均值差。该指标能够校正小样本偏差，并广泛推荐用于连续结果的元分析。本研究中，Hedges' g和其对应方差（var_g）用于元分析建模。方差估计遵循Borenstein等人的方法，当未报告变化得分的标准差时，假设前测后测相关系数为r=0.5，使用特定公式进行估算。

统计分析采用多层次随机效应模型，以处理同一研究中的多个效应量，如不同结果或时间点带来的统计非独立性。模型构建为两层嵌套结构（研究/结果），将观察到的效应量分解为总体均值效应、研究层随机效应、结果层随机效应和残差抽样误差。模型拟合使用R中metafor包的rma.mv()函数，参数估计采用限制最大似然（REML）方法。多层次异质性指数（I2）通过i2_ml()函数计算，允许分解为研究间和研究内异质性。为了探索异质性的潜在来源，构建了一系列多元元回归模型，包括连续性调节变量（如FiO?浓度、训练时长和频率）和分类调节变量（如训练模式、结果类型）。调节变量根据其测量尺度进行编码，分类变量则采用虚拟变量进行处理。所有模型保留随机效应结构，以考虑效应量在研究中的嵌套。

结果部分显示，RSH在总体表现提升方面具有显著优势，效应量为g=0.35（95% CI: 0.18–0.51，p<0.01），研究间异质性较低（I2=24.83%），表明研究间一致性较好。预测区间（PI）为–0.16–0.85，表明尽管未来研究可能观察到不同效应，但总体趋势仍支持RSH的积极影响。

在RSA方面，RSH表现出中等至较大的效应量（g=0.50，95% CI: 0.12–0.88，p<0.01），且异质性适中（I2=34.28%）。虽然预测区间较宽（–0.75–1.75），但总体趋势仍显示RSH对RSA有积极影响。对于有氧能力，RSH显示出显著的提升（g=0.23，95% CI: 0.02–0.44，p=0.03），异质性非常低（I2=3.52%），表明研究间高度一致。预测区间为–0.04–0.49，提示尽管某些研究可能接近无效应，但总体趋势仍支持RSH对有氧能力的积极影响。

相比之下，RSH对无氧能力的影响并未达到统计显著性（g=0.11，95% CI: –0.23–0.45，p=0.67），且异质性较低（I2=2.61%）。预测区间为–0.23–0.45，表明在某些条件下可能观察到非显著或负效应，但总体趋势仍支持RSH对无氧能力的潜在提升。

调节变量分析表明，结果类型、训练模式和FiO?浓度显著影响效应量。FiO?浓度较低（–13%–14%）和较长的训练时长与更大的收益相关。性别差异未被发现，但多数研究以男性运动员为主，这可能限制了性别相关发现的普遍性。对于RSA，男性参与者显示出显著改善（g=0.69，95% CI: 0.21–1.17，p<0.01），而女性或混合性别组则未达到显著性。这提示RSH对男性群体的效果更为明显，但未来研究应更多关注女性运动员的反应。

在连续性调节变量中，FiO?、冲刺与休息比例（ER）、训练时长（以周为单位）和每周训练频率均被纳入多元元回归模型。结果显示，ER和训练时长显著预测了训练效果，提示更高的冲刺与休息比例和更长的训练周期可能带来更显著的提升。尽管FiO?和每周训练频率未达到统计显著性，但均表现出正向趋势。FiO?的较大回归系数提示，即使微小的氧浓度变化也可能对训练效果产生重要影响，但尚无充分证据支持其作为可靠调节变量。此外，训练频率和时长的非线性趋势表明，更长的训练周期和适度的每周频率可能更有利于促进有氧能力的提升，但对无氧或爆发性表现的影响尚不明确。

研究还发现，基线训练水平可能影响RSH效果。低训练背景的参与者（如久坐女性或休闲活动的青少年）通常在VO?max和有氧能力上表现出更大的适应潜力，而精英运动员可能需要更强的刺激才能进一步适应。尽管性别未显著调节总体效果，但女性在不同月经周期阶段可能表现出微小的性能波动。然而，现有研究支持RSH在不同性别中的安全性和适应性。

从潜在机制来看，RSH通过结合高强度冲刺与不完全恢复，在缺氧环境下激活了多种适应性途径。这包括缺氧诱导的血管扩张、优化的磷酸肌酸（PCr）再合成动力学，以及由HIF-1α驱动的糖酵解和缓冲系统的上调。这些机制共同促进了重复冲刺能力的提升，改善了II型纤维的氧供应和无氧能量再生能力。

基于这些发现，研究提出了针对不同运动项目的RSH应用建议。对于团队运动（如足球、橄榄球），建议每周进行2–3次冲刺训练，每次包含5–10秒的冲刺，配以短恢复时间（1:2–1:4），并保持中等缺氧水平（FiO?=14.0%–14.5%）。对于个人冲刺或力量运动员（如短跑选手、自行车运动员），应侧重于神经肌肉质量的提升，采用较少的冲刺次数，并确保充分恢复。对于耐力运动员（如划船选手、中距离跑者），RSH可作为有氧基础训练的补充，通过接近最大强度的短时冲刺（20–30秒）和不完全恢复，提高缓冲能力。此外，建议在所有运动项目中，通过心率变异性、RPE和血氧饱和度等指标监控训练负荷，避免非功能性过度训练。RSH应在大周期中进行周期化安排，并配合适当的恢复策略（如睡眠和营养）。

尽管本研究提供了全面的分析，但仍存在一些局限性。首先，尽管漏斗图对称性和Egger检验提示了较低的发表偏倚风险，但某些结果领域（如无氧表现或女性样本）仍可能存在选择性报告或小样本效应。其次，大多数干预时长较短（1–6周），难以评估表现提升是否为短暂的生理反应或可持续的适应。长期效果、训练保持性和比赛周期表现仍需进一步研究。第三，缺乏随访评估，无法深入了解RSH引发的适应是否持久。尽管中等缺氧剂量（约14.0% FiO?）和足够长的训练周期（≥4周）可能有益，但目前尚无充分证据说明慢性缺氧暴露的剂量反应关系或潜在不良适应。这些局限性强调了需要进行更大型的纵向研究，涵盖多样化的参与者群体和严格的报告标准，以进一步明确RSH的最优剂量策略、不同表现领域的机制和个体化反应模式。

总体而言，RSH作为一种针对特定生理机制的训练模式，特别适用于需要重复高强度训练的竞技体育项目。然而，其效果受到多种因素的调节，包括氧分压、训练结构、个体体能水平和训练状态。未来研究应进一步优化RSH的剂量策略，阐明不同表现领域的提升机制，并评估其在不同水平运动员中的长期效果和安全性。扩大RSH在女性运动员、青少年群体和不同运动水平中的应用，将有助于提高基于缺氧的训练干预的精确性和效率。