高原训练是一种在低压、缺氧条件下的强化训练。这种训练对人体有两种负荷，一种是运动本身所引起的缺氧负荷，即运动性缺氧负荷；另一种是高原性缺氧负荷。这两种负荷相加，造成比平原更为深刻的缺氧刺激，以调动身体的机能潜力。高原训练的生理学适应主要表现在呼吸系统、血液系统、心血管系统、骨骼肌、免疫系统和内分泌系统等的适应。
（一）呼吸系统
平原运动员到高原后，最初反应是呼吸频率加快、肺通气量加大。运动时肺通气量可较在平原做同样负荷时增加23%或更多。经高原训练后，运动员的最大通气量有所提高，肺通气量、呼吸频率比初上高原时有所降低，肺活量显著增大。
（二）血液系统
1.血红蛋白和红细胞
运动员到高原后血红蛋白（Hb）和红细胞（RBC）增加。上高原的头几天，由于体液从血管内进入组织间和细胞内，血浆量减少使红细胞浓度增加。例如，在2300 m高度停留一周后，血浆量下降约8%，而红细胞浓度增加4%，血红蛋白增加8%；在4300 m停留一周后，血浆量下降16%～25%，红细胞增加6%，血红蛋白增加20%。血浆量迅速下降伴随着血红蛋白浓度增加，使动脉血氧含量明显高于刚到高原时所测得值。
高原氧分压下降也刺激红细胞总数增加，即红细胞增多症（polycythemia）。这是由于高原缺氧引起促红细胞生成素（EPO）的释放，促进红细胞的生成。在高原期间红细胞仍然保持上升。例如，一些世居高原的人，红细胞数为每立方米800万个，比一般人多50%。一定数量红细胞和血红蛋白增多，能增加血液运输氧气的能力，对提高血氧含量和血氧容量有代偿意义。例如，秘鲁的高原居民血液携氧能力比平原者平均高28%。每100 mL血液中氧容量为25～30 mL，而平原居民为19.7 mL。因而即使在高原血氧饱和度下降时，动脉血中氧含量还能接近或等于平原时的水平。但是，红细胞过分增多会增加血液的黏滞性，有可能阻碍血液流动。
2.促红细胞生成素
研究发现，高原缺氧有促使体内促红细胞生成素增加的作用。当人处于3000 m高度3h后，促红细胞生成素浓度升高约50%。也有研究表明，在高原促红细胞生成素的通常反应是初期增高，一周后下降。而红细胞、血红蛋白和网织红细胞（RC）数量却增加。因此认为高水平促红细胞生成素的维持，并不是在高原期间红细胞和血红蛋白持续增加所必需的。
促红细胞生成素的释放可能也受海拔高度的影响。由促红细胞生成素升高使红细胞数量增加可能存在“阈”高度，这个适宜的“阈”高度为海拔1600～2500m。高度较低时，促红细胞生成素增加不明显。同时，研究发现高原训练运动员似乎比单纯久居高原的人更能促进红细胞的生成。
3.血液流变学指标
对久居高原人群的研究发现，随海拔高度的不断增加，血液具有“浓”（红细胞压积增高）、“黏”（全血黏度增高）和“聚”（红细胞电泳时间延长）的典型特点。高原训练中高原缺氧和运动训练的双重刺激对血液流变特征产生复杂和深刻的影响。经过长期训练的运动员，安静时红细胞渗透脆性、血液黏度、红细胞电泳时间和血沉比一般人明显下降，红细胞滤过率和红细胞变形能力比一般人明显增加。
红细胞压积最适值是50%左右。当红细胞压积大于等于60%时，血液黏滞性则呈指数增加。红细胞压积加大是对高原环境的适应，但若过分增大反而对机体不利。适宜的高原训练控制红细胞压积在最适值范围内，使红细胞携氧能力达到较佳状态，且对血液黏度也无不利影响。
因此，高原训练期间机体血液流变性可能会得到改善，从而提高机体对低氧环境的耐受力。
4.红细胞变形能力
红细胞的变形能力在很大程度上影响着组织的供氧能力。研究发现，高原训练一周后红细胞内的2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）开始提高，而血中2，3-二磷酸甘油酸能通过改善红细胞膜的机能状态使红细胞变形性增强，有利于氧的释放。
5.血乳酸变化
高原训练初期，由于高原缺氧使组织中线粒体氧化酶的活性下降，肌肉利用氧的能力降低。因此，运动中有氧代谢不能满足机体的能量需要，较多地动用了无氧代谢，产生大量乳酸，同时由于大强度运动使乳酸消除的速率也减慢，因而乳酸浓度会升高。
研究发现，机体在对高原服习的过程中，运动后血乳酸和肌乳酸存在下降的趋势，这是机体对缺氧环境的适应，也是机体代谢能力提高的反映。这种高原服习后大肌肉群训练时最大血乳酸浓度减少的现象称为“乳酸矛盾现象”（lactate paradox）。因为高原低氧环境应该促进血乳酸的积累。另外，长期在高海拔高原低氧训练时，血乳酸水平降低并没有提高适应后的最大摄氧量水平或提高氧运输能力。换句话说，血乳酸水平减少并没有伴随有氧代谢能力的提高。乳酸下降原因，是由于高原训练时动员葡萄糖的儿茶酚胺含量减少，活动肌乳酸释放减少，同时提高了肌肉清除乳酸的能力，这是机体对低氧环境的适应。高原训练乳酸积累减少与高原适应后的缓冲能力下降无关。
总之，在海拔2000 m的高度，当运动强度与平原相同时，缺氧的程度明显加大，血乳酸变化有以下特点：①以相同强度做大强度运动时，高原的血乳酸值明显高于平原；②高原训练适应以后，以相同强度运动时，与初到高原相比，血乳酸浓度下降；③高原训练能明显提高乳酸阈强度；④极限运动时，由于强度偏低，最大血乳酸值比平原低。
（三）心血管系统
在高原做定量负荷运动时，最初反应是心率和心输出量比平原增加，而每搏输出量没有变化。极限强度运动时，最大每搏输出量和心输出量多下降。但数天或数周后，随着血液携带氧气的能力提高，做同样的定量负荷运动时，心率和心输出量均有所下降，逐渐接近平原水平。研究发现，高原训练可提高心脏泵血功能，即左心室收缩力增强，每搏输出量、射血分数增大，心输出量增加。
在高原居住的居民的血压略高于平原居民，而且是肺循环的血压较高。居住在4330 m高度的秘鲁居民的肺动脉血压，比平原居民要高一倍。这种肺动脉高血压有助于改善肺组织的血液灌流和扩大肺泡的有效气体交换面积。同时由于肺血管阻力较大，导致右心室发生适应性变化，发生肥大。
（四）骨骼肌(www.xing528.com)
高原训练对骨骼肌有较深刻的影响，主要表现在以下几个方面。
1.骨骼肌的毛细血管和酶活性
对在2300 m高度训练的运动员进行测定，发现其骨骼肌毛细血管密度增高，糖酵解酶活性降低，氧化酶活性升高。
2.肌红蛋白浓度
肌红蛋白是肌细胞内含铁的蛋白质，对氧的亲和力比血红蛋白大，其主要功能是贮存氧气。高原适应和训练的综合因素能引起人体骨骼肌中的肌红蛋白的浓度增加，这种增加在相当程度上与高原训练时强度以及缺氧程度有关，即训练强度较高、缺氧严重时肌红蛋白增加明显。
3.肌肉缓冲能力
高原训练后，肌肉缓冲能力有所改善。研究显示，越野滑雪运动员高原训练后腓肠肌和肱三头肌的缓冲容量均增加6%，并且腓肠肌缓冲容量的相应变化与短跑成绩（时间）呈负相关（r=-0.83）。因此认为低氧对于缓冲容量的提高可能是一个关键的因素，而耐力训练不能增加肌肉缓冲容量。
4.体重和体成分
长期经受高原应激，瘦体重和脂肪明显下降，下降的大小与海拔高度密切相关。研究表明，在4300 m高原8天后，体重下降3%，而在5300～8000m停留三个月后，体重则下降15%。在高原上体重的丢失，首先是脱水，其次是脂肪的丢失和骨骼肌质量的下降。但也有人发现登山者体重的下降，其中的1/3是体脂，2/3是肌肉组织丢失。还发现在骨骼肌质量下降同时存在肌纤维变小的现象，这是对高原环境的有利适应，它可缩短氧气从毛细血管扩散到线粒体的距离。
此外，高原应激使能量摄入下降，小肠吸收率下降，基础代谢率明显升高，因而体重下降。
（五）免疫系统
高原训练对长跑运动员免疫功能会产生影响。经过4周海拔2700 m高原训练后，长跑运动员血中白细胞介素-2（1L-2）水平下降，但经过4周海拔1300 m高原训练后，细胞免疫水平则提高。提示高原训练的高度也是影响耐力运动员细胞免疫功能的因素之一。
（六）内分泌系统
1.儿茶酚胺
儿茶酚胺是肾上腺髓质释放的一类激素，具有在应激状态下增强机体适应能力的作用。
缺氧结合运动训练，可使运动员尿内儿茶酚胺排出量明显增高。在较高海拔高度进行同等负荷运动后，运动员尿中去甲肾上腺素的排出量明显增加，肾上腺素的排出量明显减少。因此认为对运动员尿中去甲肾上腺素排出量的测定，可了解运动员对高原训练的适应情况。
2.血清睾酮和皮质醇
研究发现，高原训练会使运动员血清睾酮降低，可能是长时间大运动强度训练使睾丸中产生的睾酮的量下降所致。
高原训练后皮质醇大多呈上升变化，但也有下降的报道。这可能是由于实验的时间、强度及环境不同所致。
（七）代谢能力
关于高原训练对无氧代谢影响的报道，结果不一。高原训练是否确能提高无氧代谢能力，尚需做进一步研究。
高原训练可提高机体的有氧代谢能力。高原训练可改善心脏功能，提高红细胞和血红蛋白水平，从而增强氧的运输能力；骨骼肌毛细血管密度增加，增加了肌肉的氧供应；肌纤维线粒体中氧化酶活动升高，这些因素可提高机体运输氧和利用氧的能力，提高机体有氧代谢的能力。最大摄氧量是反映运动员有氧耐力的重要生理指标。研究发现，在高原训练初期最大摄氧量下降，中后期回升，返回平原后多能超过高原训练前水平。
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