血液兴奋剂使用的由来
1.从高原训练法到血液兴奋剂
（1）高原环境与人体生理及运动能力的关系
对人体生理功能而言，高山或高原环境一般是指海拔高度在2000m以上的地理环境。海拔愈高，则大气压愈低，缺氧也越明显。
海平面的大气压为760mm汞柱，其中氧分压为159.6mm汞柱。在我们通常的平原和丘陵环境，可以认为大气压近似于海平面，也为760mm汞柱，氧分压也是159.6mm汞柱，并认为，这是人类适宜的正常的大气环境，或者正常的氧环境。
然而，在海拔高度为1000m时，大气压为674mm汞柱，其中氧分压为141.6mm汞柱；到了海拔2000m高度时，大气压已下降至596mm汞柱，而氧分压也降到125.6mm汞柱；到海拔3000m时，大气压和氧分压则更低，分别为526mm和110mm汞柱。珠穆朗玛峰上的大气压仅为海平面的1/3弱。
这种大气压和氧分压的急剧下降，对人体生理功能产生了一系列的影响。人体摄氧能力的一个重要决定性因素是肺泡和血液之间的氧分压差。当大气氧分压下降时，肺泡中的氧分压和血液中的氧分压梯度减小。这样使得从大气扩散到血液中的氧量减少，结果提供给机体各器官，特别是肌肉的氧量也大大减少。这种影响对于适应性较强的人或者循环及呼吸功能较好的人来说，在安静不运动的情况下并不会产生严重的后果，也不影响其生活和工作能力。但是对于适应能力较差的人或者循环呼吸功能不太强的人，则可能产生一系列高原生理反应，诸如口唇紫绀、头痛、眩晕、头昏、胸闷、气短、恶心、呕吐、心悸、智力减退、食欲下降、腹胀、腹泻、疲倦、失眠或嗜睡，严重时出现心率加快，血压升高，手足麻木，肺水肿及充血、小血管内血栓形成，出血，两手抽搐等症状。
而对于处于剧烈运动状态中的人来说，高原缺氧环境更表现出其不利的一面，尤其是当运动员还没有适应或者其本身的适应能力较差时。大量研究资料表明，在高原的低氧环境中人的最大运动能力显著下降，表现为在高原体育竞技比赛中运动成绩普遍降低。
从各种项目的赛事报告中可以看出，运动持续时间超过2分钟的全身性耐力运动项目，在高原环境中比赛时，不适应的运动员或代表队成绩下降。如在1968年墨西哥城（海拔2300m）奥运会中，许多在平原地区成绩优秀的长跑运动员都惨败在生活于高原地区的运动员手下。高原地区的选手囊括了包括5000m、3000m障碍，10000m和马拉松跑等耐力项目的前二名。
南美洲的玻利维亚国家足球队利用其在国内高原环境的主场有利条件击败过世界杯的冠军队，还取得过南美赛事的多场胜利，而其在平原环境中的战绩则平平。中国1996年全国足球甲A联赛中，八一队凭借昆明（海拔2200m）的高原主场战胜了1995年全国亚军队北京国安队，踢平了1995年的全国冠军队上海申花队，后来又连连取得了十几轮主场不败的好战绩。特别是对上海申花队的那场球赛颇有戏剧性。上海申花队的体能测试总成绩居甲A各队之首。但比赛中在上半场2比0领先的情况下，下半场却明显地表现出全队体能下降，起跳争头球不快。以“抢逼围”著称的申花队频频表现出抢断球不力，力不从心。
这些都说明，在尚未完全适应高原环境的情况下，来自平原的运动员运动能力的发挥受到了抑制。
高原的低氧环境不仅成为限制运动员体能和技术发挥的不利因素，在特别严重的情况下，高原缺氧还会导致高强度和高耐力运动中运动员的健康损伤，甚至死亡。中国国家体育运动委员会下属的登山队和医务处就曾报道过高原缺氧致死案例占登山队员死亡事件的11.4%，且大多数致死病例是发生在海拔4000m以上。
（2）高原环境习服及其对运动能力的影响
高原反应症状及其所导致的运动能力下降，是平原人对低氧环境不适应的结果。如果坚持在高原生活和训练一段时间，机体会对低氧环境逐渐产生适应，这在生理学上称为高原习服。
短期性习服是机体刚刚开始的适应阶段。在这一阶段，体内的酸碱平衡得到调整，肺通气和氧的结合能力会得到恢复与加强。由于高原缺氧使动脉氧分压降低，刺激颈动脉体和主动脉体的外周化学感受器，反射性地引起呼吸运动加快加深，使肺通气量增大。更长期的习服可以进一步使氧的运输能力、细胞代谢率、肺和肌肉血管的开放增加，从而有利于人体耐力素质和长时间运动的能力。由于缺氧的刺激引起体内血液红细胞生成素释放量增多，而红细胞生成素又刺激骨髓，使血红蛋白的生成逐渐增加，从而提高了血液的携氧能力，结果使机体供氧能力大大增强，更能适应以有氧代谢为主的耐力运动的需要。表17显示在不同的海拔高度下，与氧的运输能力有关的一系列血液成分指标的差异。(https://www.daowen.com)
表17 不同海拔高度血液成分指标比较
体育运动和训练实践也表明，高原地区的运动员和经过高原训练而获得习服的运动员，在耐力竞技项目中具有一定的优势。前面已经提到1968年墨西哥城奥运会的一些情况。另外，70年代非洲的长跑运动崛起，出现了一批优秀的世界级选手。人们发现，北非特定的高原气候可能是训练的有利条件。于是高原训练应运而生。目前世界著名的长跑选手每年都要花几个星期的时间在2200m的高原地区进行集训。中国著名中长跑教练马俊仁也在1996年4月26日中国中央电视台举办的周末体育沙龙访谈节目中说，高原训练是他采用的主要方法之一。他带的一名女子中长跑选手经过两个阶段的高原训练，其肺活量从3400ml提高到4200ml，而且其他指标如红细胞和血红蛋白含量均有所增加。
（3）用人工的方法直接增加机体的血液红细胞和血红蛋白含量
尽管运动员在高原训练中已有不少成功的实践，但安排运动员去高原环境进行训练尚存在一些复杂的具体困难，比如场地条件，交通、后勤服务和供给，生活和训练设施的基本建设以及经济等方面都有一定的要求，牵涉面较广，因而不能随心所欲地开展这样的训练，而且一段时间的高原训练所获得的习服效果并不能长久地保持，在回到平原之后会逐渐自动消退，也就是说，高原习服过程中所产生的耐力素质的提高是可逆的。有资料表明，在2300m的高原要达到一定程度的习服，至少需要2周的时间，最好是3～4周。但通过习服所产生的耐力素质提高的效果在回到平原后2周即可消退，这更使高原训练法的实用性带来一定的局限，掌握和操作的难度较大。
有些人想到，既然高原训练的实质是通过增加机体的血液红细胞量和血红蛋白含量来提高有氧运动耐力，那就可以设法不依靠高原的自然条件，而利用人工的方法直接增加机体血液红细胞数量和血红蛋白含量，来达到提高耐力素质的目的。于是就出现了血液兴奋剂的方法。
实际上古代的竞技者们早就有使用血液兴奋剂想法的雏形了。古罗马的角斗士们在参赛前常规性地饮用一些动物的鲜血来获得超自身的力量。当然，动物的鲜血饮入后，并不能直接变成人体自身的血液。用现代科学来讲，所饮入的动物鲜血的蛋白质要分解成氨基酸之后，才能被人体的胃肠道吸收入血，重新进入造血组织，然后参于人体血液的再生。以为饮了动物的鲜血就会立即增加自身血液的想法，只不过是一种朴素的愿望而已，如果说有一些实际效果的话，也只是心理作用罢了。
而现代的血液兴奋剂，则是直接把人体的新鲜血液或血液的主要成分通过静脉注射，输入到人的血管中去，与受血者的血液相混融，即刻性地增加血液的总容量、红细胞数量及血红蛋白含量，来提高氧的运输和供应能力，以期立竿见影地达到在比赛中取胜的目的，同时又能避免高原训练的一些麻烦和困难。
2.从异体同型输血到自体血液回输
较早期的血液兴奋剂方法是在本世纪40年代开始的。当时的操作程序是：先寻找一个与需要输入血液的运动员具有同型血的人，从这个人身体内抽取出一定量的新鲜血液，在比赛前较近的一段时间内将供血者的血输入运动员的体内，以达到增加该运动员总血容量、红细胞数量和血红蛋白含量的目的。
这显然是属于异体同型血液的输血。在这种情况下，虽然采取尽可能安全的操作措施来进行，但仍存在着发生肝炎，细菌感染，血液亚型和其他血型不相配而可能引发的过敏反应以及各种血液病的潜在危险，所以这一方法已基本摈弃不用了。
从目前进行研究的和实际使用的情况来看，主要是用运动员自己的血液回输给该运动员自身，即先从实施血液兴奋剂的运动员静脉中抽取一定容量的血液，贮存于4℃的冰箱内或用更低的温度将其冰冻，待需要时再将血解冻回输给该运动员本身。
在这项技术的早期阶段，由于是用4℃的冷藏法，故红细胞的损失较大。因为红细胞在体内的平均寿命为120天，在体内正常的生理状态下，红细胞每天损失量约占其总量的1%，同时又由造血器官再生新的红细胞而补充进来。但当血液被抽出体外后，红细胞的寿命有所缩短，因此在回输血液之前，冷藏血液中的红细胞已损失约15%～20%，加上在回输操作时，还有一部分红细胞残留在容器和注射器械上，故实际输回到血液中的红细胞数量已大大减少了。这样就影响了自体血液回输的实际效果。因此一般以4℃冷藏法保存的血液，其储存时间都不超过3周，最长的也不超过4～5周，否则输入的血液中所剩的红细胞数量就可能少到失去意义的程度。以贮存3周的血液为例，回输时，也只有60%的红细胞是真正有生命力的。
后来又有人研究用高甘油冰冻技术来保存抽出的血液，用这种方法既可以将血液保存更长的时间，而又不致于引起红细胞的过多丧失。用高甘油冰冻法可以将抽取出的血液保存2年，而红细胞仅损失约15%。采用这种方法时，一般将抽取出的血液经离心后放在甘油内贮存，使血细胞压积保持在90%左右。当回输时，解冻后再用生理盐水稀释，使血细胞压积恢复到50%，与正常的血液细胞压积相当。