呂坤如 ,羅 正
(1. 武漢體育學(xué)院 教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心, 湖北 武漢 430079;2. 武漢體育學(xué)院 研究生部, 湖北 武漢 430079)
不同專項(xiàng)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員氣體代謝水平比較研究
呂坤如1,羅 正2
(1. 武漢體育學(xué)院 教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心, 湖北 武漢 430079;2. 武漢體育學(xué)院 研究生部, 湖北 武漢 430079)
探討不同專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員的心肺機(jī)能適應(yīng)性特征和能量代謝特征,為不同體育項(xiàng)群的項(xiàng)目特點(diǎn)提供生理學(xué)基礎(chǔ). 通過對(duì)武漢體育學(xué)院男子公開級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員與男子輕重量級(jí)古典式摔跤運(yùn)動(dòng)員在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過程中氣體代謝變化特征進(jìn)行比較研究發(fā)現(xiàn),遞增運(yùn)動(dòng)至力竭時(shí),賽艇組心率(HR)、呼吸頻率(RR)和氧通氣當(dāng)量(VE/VO2)顯著低于摔跤組,最大攝氧量(VO2max)顯著高于摔跤組;運(yùn)動(dòng)中后期呼吸商(RQ)非常顯著低于摔跤組;達(dá)到無氧閾(AT)時(shí),賽艇組潮氣量(Vt)、通氣量(VE)、攝氧量(VO2)和氧脈搏(VO2/HR)非常顯著高于摔跤組.
賽艇;古典式摔跤;優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員;氣體代謝
以往不同專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員在遞增負(fù)荷時(shí)采用同一運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),很難如實(shí)測(cè)出真實(shí)的氣體代謝水平. 本研究通過對(duì)優(yōu)秀男子公開級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員與優(yōu)秀男子輕重量級(jí)古典式摔跤運(yùn)動(dòng)員在適宜運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方式的遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中氣體代謝變化進(jìn)行比較,探討不同體育項(xiàng)群的運(yùn)動(dòng)員心肺機(jī)能和能量代謝特征,為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果評(píng)價(jià)提供相互借鑒的平臺(tái).
1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象
武漢體育學(xué)院男子公開級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員11名,其中國(guó)家健將級(jí)6名,一級(jí)運(yùn)動(dòng)員5名;武漢體育學(xué)院男子輕重量級(jí)古典式摔跤運(yùn)動(dòng)員11名,其中國(guó)家健將級(jí)4名,一級(jí)運(yùn)動(dòng)員7名. 按體能主導(dǎo)因素分類,賽艇運(yùn)動(dòng)屬于耐力性項(xiàng)群的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,古典式摔跤(以下簡(jiǎn)稱摔跤)運(yùn)動(dòng)屬于速度力量性項(xiàng)群的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目. 受試者身體特征見表1.
表1 受試者身體特征(± s)
表1 受試者身體特征(± s)
注:*指兩組間不同水平的指標(biāo)有顯著性差異(P<0.05),以下相同.
組 別 年 齡/歲 身 高/cm 體 重/kg 訓(xùn)練年限/年摔 跤 20.1±1.1 179.0±2.7 85.7±5.4 4.8±0.7賽 艇 19.5±0.8 192.1±1.7* 87.4±4.2 4.5±0.5
表1中兩組的身高指標(biāo)之間有顯著性差異(p<0.05),經(jīng)過相關(guān)分析,身高指標(biāo)與本文其它測(cè)試指標(biāo)(VO2、Vt、VE等)之間零相關(guān).
1.2實(shí)驗(yàn)儀器
MAX-Ⅱ運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試系統(tǒng)、Mercury4.0型運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)、ConleptⅡ賽艇測(cè)功儀.
1.3實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1選擇適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方式
賽艇運(yùn)動(dòng)員多是利用賽艇測(cè)功儀模擬比賽練習(xí)耐力運(yùn)動(dòng),選擇賽艇測(cè)功儀作為運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方式適宜;摔跤運(yùn)動(dòng)員用中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)練習(xí)耐力運(yùn)動(dòng),選擇運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)作為運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方式適宜.
1.3.2實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)步驟:受試者做完準(zhǔn)備活動(dòng)后,配戴呼吸面罩和心率發(fā)射器站立或靜坐于測(cè)試儀上,用MAX-Ⅱ運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)分鐘,待心肺功能指標(biāo)正常時(shí),再按照遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)的方案:初始速度8km/min,每分鐘遞增1km/min,直至力竭;賽艇測(cè)功儀的方案:初始功率75w,每分鐘遞增25w,直至力竭.
1.4測(cè)試指標(biāo)
Gulliver’s anti-colonial consciousness was further expressed in the third part of his travels.He described in details Laputa's repression of its inhabitants'rebellion:
攝氧量(VO2)、最大攝氧量(VO2max)、呼吸商(RQ)、氧脈搏(VO2/HR)、氧通氣當(dāng)量(VE/VO2)、心率(HR)、呼吸頻率(RR)、潮氣量(Vt)、通氣量(VE)、通氣無氧閾(AT)、負(fù)荷(LOAD)
1.5數(shù)據(jù)處理
1.5.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
1.5.2 VO2max的判定標(biāo)準(zhǔn)
1)HR≥180b/min;2)RQ≥1.10;3)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加而VO2不再增加或稍有下降;4)受試者運(yùn)動(dòng)至精疲力竭,再經(jīng)反復(fù)鼓勵(lì)仍不能維持設(shè)定負(fù)荷強(qiáng)度. 具備上述4項(xiàng)中3項(xiàng)即可判定[1].
1.5.3 AT的判定方法
判定AT的無創(chuàng)傷性方法有RQ法,V-Slop法和EQ法[2]. 本實(shí)驗(yàn)采用RQ法中RQ=1為判定AT的基本標(biāo)準(zhǔn),再參考其它方法綜合判定AT.
1.5.4按同一水平的VO2分類數(shù)據(jù)方法
賽艇測(cè)功儀與運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)的強(qiáng)度單位不同,前者以功率計(jì)量,后者以速度計(jì)量,兩個(gè)強(qiáng)度單位之間沒有明確換算公式,按LOAD分類數(shù)據(jù)不確切. 大量研究表明:在非穩(wěn)態(tài)的遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,VO2與LOAD高度正相關(guān),這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致,賽艇組VO2與LOAD相關(guān)系數(shù)r=0.996,摔跤組VO2與LOAD相關(guān)系數(shù)r=0.991,按同一水平的VO2分類數(shù)據(jù)比按LOAD分類數(shù)據(jù)確切(同一水平的VO2以下簡(jiǎn)稱VO2),保持VO2與LOAD相關(guān)性. 按VO2分類數(shù)據(jù)方法:(1)選擇三級(jí)基準(zhǔn)VO2的參考點(diǎn),分別是摔跤組的初始負(fù)荷強(qiáng)度、RQ=1.0、RQ=1.1, 后兩級(jí)基準(zhǔn) VO2的參考點(diǎn)代表 AT、V02max判定標(biāo)準(zhǔn)的臨界值. 以參考點(diǎn)確定的VO2為基準(zhǔn). (2)將兩組受試者分別按VO2max排序,且一一對(duì)應(yīng). (3)以摔跤組的基準(zhǔn)VO2選定賽艇組的相對(duì)應(yīng)VO2,三級(jí)VO2的P值依次為0.96、0.93、0.91. (附表3)
表2中兩組VO2處于同一水平(P=0.94).
兩組運(yùn)動(dòng)員在適宜專項(xiàng)特點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷儀上進(jìn)行遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),測(cè)得指標(biāo)見表2—5.
表2 直立位安靜時(shí)各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)(± s)
表2 直立位安靜時(shí)各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)(± s)
組別 RR/(br/min) Vt/ml VE/(l/min) VO2 /(ml/min) RQ HR /(b/min) VO2/HR /(ml/b) VE/VO2摔跤 16.8±3.5 604±89 10.16±2.33 302±46 0.85±0.08 78.5±8.9 3.6±0.5 33.6±4.2賽艇 15.5±2.7 579±71 8.86±1.74 286±30 0.82±0.09 65.3±7.1* 4.4±0.3 30.9±2.9
表3 VO2 分類的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)(± s)
表3 VO2 分類的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)(± s)
注:**指兩組間不同水平的指標(biāo)有非常顯著性差異(P<0.01),以下相同.
V級(jí)數(shù)02組RR別VO2 /(ml/min)/(br/min) Vt/ml VE /(l/min) RQ HR /(b/min) VO2/HR /(ml/b) VE/VO2 LOAD摔1 賽艇 1503±229 26.6±6.1 1236±246 32.32±7.69 0.75±0.07 107.3±9.3 13.9±1.5 21.4±3.3 87±13/w跤 1479±320 33.1±1.7* 1085±171 36.51±6.61 0.81±0.09 120.6±13.5* 12.2±2.6 24.8±1.6* 8/(km/min) 2 賽艇 3402±550 42.3±8.8 1969±346 81.99±22.12 0.91±0.55 152.0±9.9 22.3±2.2 24.1±2.9 225±35/w摔跤 3380±541 51.3±4.1* 1860±200 95.70±15.52 0.998±0.04** 168.0±10.6* 20.0±3.3 28.3±2.1** 13.0±1.3 /(km/min) 3 賽艇 4065±428 48.3±9.7 2283±356 110.23±24.82 0.988±0.05 170.3±5.4 23.9±1.9 26.9±3.8 283±25/w摔跤 4124±505 58.8±6.5* 2215±225 130.27±18.18 1.098±0.04** 182.1±11.5* 22.6±3.3 31.6±3.0* 16.0±1.3 /(km/min)
表4 AT時(shí)主要測(cè)試指標(biāo)(± s)
表4 AT時(shí)主要測(cè)試指標(biāo)(± s)
組別 Vt/ml VE/ (l/min) VO2 /(ml/min) HR/(b/min) VO2/HR /(ml/b) AT /(%VO2max) LOAD摔跤 1860±200 95.70±15.52 3380±541 168.0±10.6 20.0±3.3 79 13±1.3/(km/min)賽艇 2288±246** 112.74±13.13* 4213±406** 172.5±8.7 24.3±1.8** 85 286±11/w
表5 VO2max時(shí)主要測(cè)試指標(biāo)(± s)
表5 VO2max時(shí)主要測(cè)試指標(biāo)(± s)
組別 Vt/ml VE/(l/min) VO2/(ml/min) RQ HR/(b/min) VO2/HR /(ml/b) LOAD摔跤 2270±186 134.09±19.44 4201±450 1.12±0.03 184.5±12.4 22.8±3.0 16.5±1.2/(km/min)賽艇 2684±264** 160.37±20.35 4974±394** 1.13±0.02 184.8±7.4 26.9±1.7** 350.0±0.0/w
2.1 VO2分類的有關(guān)指標(biāo)分析
VO2是評(píng)價(jià)機(jī)體有氧代謝能力水平的指標(biāo). VO2水平高低與呼吸、循環(huán)、肌肉以及神經(jīng)一內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等機(jī)能能力有密切關(guān)系[3].
2.1.1心率(HR)
如表2和表3所示,賽艇組HR顯著低于摔跤組(P<0.05),說明賽艇運(yùn)動(dòng)員神經(jīng)機(jī)能的調(diào)節(jié)能力強(qiáng),維持心率穩(wěn)態(tài)性水平高. 心率變化是自主神經(jīng)的交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)活動(dòng)共同作用結(jié)果. 有研究表明,有氧耐力訓(xùn)練使迷走神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng),交感神經(jīng)活動(dòng)呈減弱趨勢(shì),自主神經(jīng)平衡表現(xiàn)為迷走神經(jīng)占優(yōu)勢(shì),心率就降低,而無氧耐力訓(xùn)練自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能相對(duì)較穩(wěn)定[4]. 由于賽艇運(yùn)動(dòng)是耐力性運(yùn)動(dòng),摔跤運(yùn)動(dòng)是速度力量性運(yùn)動(dòng),兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定有氧耐力訓(xùn)練和無氧耐力訓(xùn)練所占的比例不同,所以兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員HR存在差異.
2.1.2氧通氣當(dāng)量(VE/VO2)與呼吸頻率(RR)
運(yùn)動(dòng)中氧通氣當(dāng)量的大小能反映人體吸氧的效率,氧通氣當(dāng)量越小,說明人體吸氧效率越高. 當(dāng)VO2一定時(shí),VE/ VO2的大小與呼吸系統(tǒng)機(jī)能能力有關(guān)[5]. 表3所示,賽艇組VE/ VO2始終小于摔跤組(P<0.05或P<0.01),VE在三級(jí)V02中依次小于摔跤組11%、14%、15%,但無顯著性差異(P>0.05),說明賽艇運(yùn)動(dòng)員的肺通氣肌能以最小肺泡通氣量交換單位相同的氧. 賽艇組RR始終小于摔跤組(P<0.05),佐證了最小肺泡通氣量主要依靠降低呼吸頻率來實(shí)現(xiàn). 賽艇運(yùn)動(dòng)員呼吸頻率相對(duì)低,提高呼吸肌的效率. 再者,賽艇運(yùn)動(dòng)員主要訓(xùn)練手段是賽艇測(cè)功儀和賽艇,運(yùn)動(dòng)時(shí)四肢與軀體協(xié)同動(dòng)作,呼吸肌得到充分性、連續(xù)性收縮和舒展,而摔跤運(yùn)動(dòng)員主要訓(xùn)練手段是啞鈴、杠鈴、雙人搶甩,呼吸肌得到間隙性、局部性鍛煉,所以摔跤運(yùn)動(dòng)員呼吸系統(tǒng)功能不如賽艇運(yùn)動(dòng)員.
2.1.3 呼吸商(RQ)
RQ是反映機(jī)體能量代謝特征指標(biāo)[6],在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中它與百分比最大攝氧量強(qiáng)度正相關(guān). 從直立位安靜狀態(tài)到1級(jí)VO2時(shí),賽艇組為30%V02max,摔跤組為35%V02max,兩組RQ均下降0.81以下,表明兩組運(yùn)動(dòng)員機(jī)體內(nèi)主要以脂肪為底物的有氧供能,自由脂肪酸(FFA)的氧化有利于節(jié)約肌糖原消耗,推遲肌肉疲勞. 賽艇組RQ小于摔跤組,表明賽艇運(yùn)動(dòng)員的FFA貯量相對(duì)較多,F(xiàn)FA氧化功能能力相對(duì)較強(qiáng). 自2級(jí)VO2之后,兩組 RQ繼續(xù)增加,賽艇組 RQ顯著小于摔跤組(P<0.01). 到 3級(jí) VO2時(shí),賽艇組為82%V02max,RQ<1,表明賽艇運(yùn)動(dòng)員機(jī)體內(nèi)主要以肌糖原為底物的有氧供能. 而摔跤組為98% V02max,RQ=1.098,表明摔跤運(yùn)動(dòng)員機(jī)體內(nèi)由有氧能系統(tǒng)供能減緩和酵解能系統(tǒng)供能加速的混合供能. 以上特征可以看出,賽艇運(yùn)動(dòng)員處在有氧耐力階段,而摔跤運(yùn)動(dòng)員已進(jìn)入疲勞,說明在VO2下賽艇運(yùn)動(dòng)員潛在有氧能力大,可能與肌肉纖維類型、線粒體數(shù)及酶活性、組織換氣中的彌散能力和能量底物貯量有關(guān).
2.2 AT時(shí)VO2與AT值的分析
許多學(xué)者證實(shí),在VO2max不再增長(zhǎng)時(shí),AT的增長(zhǎng)與耐力運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間相關(guān)程度比VO2max更高,AT是評(píng)價(jià)有氧代謝能力水平又一個(gè)重要指標(biāo)[7].
表4所示賽艇組的AT值高于摔跤組,且AT時(shí)賽艇組VO2比摔跤組增長(zhǎng)24.6%,且有非常顯著性差異(P<0.01),說明賽艇運(yùn)動(dòng)員有氧耐力遠(yuǎn)高于摔跤運(yùn)動(dòng)員. 賽艇組VO2/HR、Vt比摔跤組增長(zhǎng)21%、23%,且有非常顯著性差異(P<0.01),Vt是兩組VE間有顯著性差異(P<0.05)的主要影響因素. 由此可見賽艇運(yùn)動(dòng)員AT時(shí)VO2主要與肺通氣功能的呼吸深度,心臟功能的心膊量,骨骼肌中的慢肌纖維及部分氧化型快肌纖維的氧化能力有密切關(guān)系. 有研究表明,采用無氧閾強(qiáng)度或略低于無氧閾強(qiáng)度訓(xùn)練能有效促進(jìn)機(jī)能適應(yīng)性改變. 男子公開級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員耐力劃訓(xùn)練超過 160km/周,冬訓(xùn)時(shí),有氧訓(xùn)練量占整個(gè)訓(xùn)練量的 86%~94%,夏訓(xùn)時(shí)占70%~79%[8];而優(yōu)秀摔跤運(yùn)動(dòng)員一般耐力訓(xùn)練方法有8 000m越野跑,3 000m、1 000m計(jì)時(shí)跑等,在周訓(xùn)練中主要安排周末或大運(yùn)動(dòng)量課后[9].
2.3 VO2max的分析
表5所示,賽艇組的VO2max比摔跤組增長(zhǎng)18%,且有非常顯著性差異(P<0.01),說明賽艇運(yùn)動(dòng)員最大有氧能力水平明顯高于摔跤運(yùn)動(dòng)員. 影響VO2max的心肺功能因素及肌肉氧化能力與AT相似,但有差異. AT時(shí),賽艇組與摔跤組的VE:VO2/HR分別為4.6:1,4.7:1;VO2max時(shí),卻分別為6:1,5.9:1. 表明從AT到VO2max階段,兩組的VE快速增長(zhǎng),VO2/HR相對(duì)維持在原有水平,反映了人體的心搏量水平和肌肉的氧化能力是制約VO2max水平高低的重要因素. 影響兩組VO2max差異的因素還與項(xiàng)目訓(xùn)練要求有關(guān),賽艇訓(xùn)練要求是長(zhǎng)時(shí)耐力劃緊接沖刺劃,而摔跤訓(xùn)練要求是間隙性短時(shí)抗衡與瞬間抱摔.
本研究探討賽艇和古典式摔跤運(yùn)動(dòng)員心肺功機(jī)能及能量代謝特征進(jìn)行比較研究,遞增運(yùn)動(dòng)至力竭時(shí),賽艇組HR、RR和VE/VO2顯著低于摔跤組,VO2max顯著高于摔跤組;運(yùn)動(dòng)中后期RQ非常顯著低于摔跤組;達(dá)到AT時(shí),賽艇組Vt、VE、VO2和VO2/HR非常顯著高于摔跤組. 由此揭示了不同專項(xiàng)訓(xùn)練特點(diǎn)對(duì)兩組運(yùn)動(dòng)員有氧代謝能力影響,充實(shí)有氧代謝能力水平評(píng)價(jià)系統(tǒng),并且提供一種不同專項(xiàng)負(fù)荷儀參與遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分類方法.
[1] 劉 凱, 劉曉莉. 高校高水平女足運(yùn)動(dòng)員心肺功能的特點(diǎn)研究[J]. 吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2009, 1(25): 53-54.
[2] 陸紹中, 李開剛. 有氧代謝能力與耐力項(xiàng)目訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的選擇[J]. 體育學(xué)刊, 2002, 11(9): 41-44.
[3] 高新友. 男子400m跑運(yùn)動(dòng)員氣體代謝的適應(yīng)性變化特征[J]. 沈陽體育學(xué)院, 2004, 3(23): 368-379.
[4] 黃建華, 王 健. 運(yùn)動(dòng)與心率變異研究進(jìn)展[J]. 浙江體育科學(xué), 2008, 3(30): 118-122.
[5] 高 麗, 朱琳娜. 不同專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中氧通氣當(dāng)量和最佳呼吸效率點(diǎn)的觀察[J]. 山東體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2001, 4(17): 43-44.
[6] 李紅燕, 張 立. 優(yōu)秀賽艇運(yùn)動(dòng)員氣體代謝的適應(yīng)性變化特征[J]. 湖北大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2005, 9(27): 298-300.
[7] 全國(guó)體育院校教材委員會(huì)審定. 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M]. 北京: 人民體育出版社, 2005: 243-246.
[8] 曾凡星, 丁軼建, 彭希記. 優(yōu)秀男子賽艇運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練效果分析[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 3(28): 344-347.
[9] 全 泉. 淺談摔跤運(yùn)動(dòng)員的耐力訓(xùn)練[J]. 山西體育科技, 2007, 8(27): 16-17.
Comparative Study on Gaseous Metabolism in Athletes with Different Sports Items
L□ Kun-ru1,LUO Zheng2
(1.The Experimental Centre of Teaching & Research, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, China; 2. Post-graduates Section, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, China)
Inquiring the features of adaptable change and characteristics of energy metabolism of cardiopulmonary function in different special athletes, this study provide physiological basis for different item-group in sports. Compared the gaseous metabolism of male rowers with male Lucha greco-romanas of Wuhan Sports University during incremental exercise, the results indicated that during overall period of exercise the rowers’ HR, RR, and VE/ V02were significantly lower than Lucha greco-romanas, in contrast, VO2maxwas higher significantly . In the Middle and Later Periods of exercise, the rowers’ RQ was lower than Lucha greco-romanas, significantly. The rowers’ Vt, VE, VO2and VO2/HR at AT were higher than Lucha greco-romanas, significantly.
Rower; Lucha greco-romana; Excellent athletes; Gaseous metabolism
G804.2
A
1009-2854(2010)08-0020-04
2010-06-26
呂坤如(1951— ), 男, 湖北武漢人, 武漢體育學(xué)院教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)師.
徐 杰)