賈 宏

(廣東金融學(xué)院 體育教學(xué)部，廣東 廣州 510520)

優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員遞增負(fù)荷期間肺通氣和氧通氣當(dāng)量變化特征研究

賈 宏

(廣東金融學(xué)院 體育教學(xué)部，廣東 廣州 510520)

觀察國家優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過程中肺通氣機(jī)能變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷開始階段，VERF和TV大幅增長；隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加，VE、RF和TV出現(xiàn)相對緩慢的增長；大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷期間，VE先發(fā)生上升，然后緩慢增長，RF變化與VE相似；通氣閾出現(xiàn)在第9min左右；在開始階段，VE/VO2隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加而降低，然后，隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加而增加。結(jié)論:遞增負(fù)荷過程中，優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員肺通氣變化過程分為快速增長階段、緩慢增長階段和快速增長平臺期。

手球；肺通氣；呼吸深度；呼吸頻率；氧通氣當(dāng)量

手球是一項(xiàng)對抗性強(qiáng)、拼搶激烈的間歇性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。對手球運(yùn)動(dòng)的研究多集中在手球運(yùn)動(dòng)技戰(zhàn)術(shù)和針對手球運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)專項(xiàng)訓(xùn)練方面的研究，但對國家優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員肺通氣機(jī)能的研究還不多。肺通氣機(jī)能反映呼吸系統(tǒng)機(jī)能狀態(tài)，與人體的機(jī)能能力及訓(xùn)練水平有密切關(guān)系。本研究通過監(jiān)測優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)期間肺通氣變化，探討優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員肺通氣機(jī)能變化特征和可能的機(jī)理，對合理安排訓(xùn)練和比賽具有一定的指導(dǎo)意義。

1 研究對象與方法

1.1研究對象

14名國家手球隊(duì)優(yōu)秀男運(yùn)動(dòng)員,其中4名一級運(yùn)動(dòng)員，10名健將級運(yùn)動(dòng)員。年齡平均為22±1.8歲；身高為192.8±7.3cm；體重為93.9±7.1kg。受試者健康，均無代謝及心肺系統(tǒng)疾病史，受試運(yùn)動(dòng)員志愿參加本實(shí)驗(yàn)。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

Cosmed呼吸代謝分析儀(德國)，ME2CULY跑臺(德國)。

1.3測試指標(biāo)

肺通氣量(VE)、呼吸深度(TV)、呼吸頻率(RF)、氧通氣當(dāng)量(VE/VO2)。

1.4實(shí)驗(yàn)方法

受試運(yùn)動(dòng)員安靜休息5min后，在德國ME2CULY型運(yùn)動(dòng)跑臺上有節(jié)奏地跑動(dòng)。跑臺坡度為0，起始速度為9km/h，每級負(fù)荷運(yùn)動(dòng)持續(xù)3min，每次每級負(fù)荷遞增3km，連續(xù)遞增負(fù)荷，直到運(yùn)動(dòng)員達(dá)到其最大攝氧量停止運(yùn)動(dòng)。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS12.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示，采用相關(guān)性分析與χ2檢驗(yàn)，顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1VE變化特征

如圖1，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷開始階后2min， VE增加4倍；之后，在9min前，VE較前階段增長變緩，增加2倍；在最后兩級負(fù)荷(即運(yùn)動(dòng)負(fù)荷9min后)，VE先快速增加，后保持相對穩(wěn)定，約為安靜時(shí)9.3倍。

圖1 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中VE的變化

2.2RF變化特征

如圖2，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷開始階后2min， RF增加2倍；之后，在9min前，VE較前階段增長變緩，增加1.5倍；在最后兩級負(fù)荷(即運(yùn)動(dòng)負(fù)荷9min后)，RF先快速增加，后保持相對穩(wěn)定增長，約為安靜時(shí)3.3倍。

圖2 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中RF的變化

2.3TV變化特征

如圖3，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷開始階后3min， TV增加2.7倍；之后，在9min前，TV較前階段增長變緩，增加1.25倍；在最后兩級負(fù)荷(即運(yùn)動(dòng)負(fù)荷9min后)，VE保持相對穩(wěn)定，約為安靜時(shí)3.3倍。

圖3 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中TV的變化

圖4 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中VE/VO2的變化

2.4VE/VO2變化特征

如圖4，VE/VO2在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加先略微降低，而后逐漸增加。

2.5VE與VE/VO2相關(guān)分析

如表1所示，VE 與VE/VO2有非常高的相關(guān)性(Ρ<0.001)。

表1 VE與VE/VO2之間的相關(guān)性

注：*示Ρ<0.05， **示Ρ<0.01， ***示Ρ<0.001

3 討論

3.1遞增負(fù)荷過程中優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)VE及其影響因素的變化

VE指單位時(shí)間吸入(或者呼出)的氣量，肺通氣機(jī)能變化反映機(jī)體對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)情況。VE=RF×VT，RF和VT變化是決定肺通氣的關(guān)鍵因素。高新友等[1]研究優(yōu)秀女子400m運(yùn)動(dòng)員的呼吸代謝變化，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程中VE變化可分為3個(gè)時(shí)相：運(yùn)動(dòng)開始快速增長期，緩慢增長期與快速增長平臺期。其中運(yùn)動(dòng)開始后2min增長速率最快，達(dá)最大通氣量34%；之后，VE緩慢增加；最后1級負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)VE先快速增加，然后保持相對穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)中VE的變化也呈現(xiàn)此特征。

在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷開始2-3min階段(即運(yùn)動(dòng)負(fù)荷第一級階段)，VE約增長4倍，RF增加約2倍，TV增加約2.7倍，肺通氣發(fā)生快速增長，屬于快速增長期?，F(xiàn)已證明，運(yùn)動(dòng)開始階段，皮質(zhì)中樞-交感神經(jīng)系統(tǒng)和本體感受反射快速調(diào)節(jié)肺通氣量的變化[2]，說明手球運(yùn)動(dòng)員負(fù)荷開始階段VE快速上升的內(nèi)在機(jī)制是神經(jīng)系統(tǒng)對長期手球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽適應(yīng)產(chǎn)生，神經(jīng)系統(tǒng)對肺通氣的調(diào)節(jié)加快。從RF和TV增加情況可知，在運(yùn)動(dòng)開始階段，VE變化依賴于TV變化而呈深度變化，這類型肺通氣有利于提高肺泡通氣量[3]。

隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加，在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷第二至三級階段，VE、RF和TV相對前一階段變化速度發(fā)生相對緩慢增長，肺通氣屬于相對緩慢增長期。VE、RF和VT增長速率約為2，1.5和1.25倍。研究表明，運(yùn)動(dòng)過程中，腎上腺素濃度升高，可引起肺小血管及支氣管平滑肌擴(kuò)張，從而提高肺泡通氣量及肺通氣效率，即運(yùn)動(dòng)過程中，肺通氣效率與內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)有關(guān)[4]。

故推斷，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加階段，由于經(jīng)過手球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽的適應(yīng)，運(yùn)動(dòng)員VE會(huì)發(fā)生適應(yīng)增長，其機(jī)制為與內(nèi)分泌激素有關(guān)。

在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的最后兩級(運(yùn)動(dòng)負(fù)荷9min后)，VE先發(fā)生上升，然后緩慢增長，屬快速增長平臺期。RF與TV變化與VE相似，但以RF變化特征較接近VE。

研究表明，劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，VE和RF的快速增加是由于肌肉無氧酵解代謝能力增強(qiáng)，血液中酸性代謝產(chǎn)物升高，導(dǎo)致呼吸增加，然而以更多依賴于RF的VE增加，可使肺泡通氣量幾通氣量和通氣效率減少[4]，因此提示，VE在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷最后兩級的變化特征的內(nèi)在機(jī)制是RF增加導(dǎo)致酸性代謝產(chǎn)物增加，血乳酸濃度增加，生成的乳酸鈉和碳酸，使二氧化碳增加，刺激了呼吸中樞，使呼吸加快，加強(qiáng)，產(chǎn)生過度通氣，但通氣效率降低[3]。

另外，通氣閾指在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，肺通氣量、呼出氣體中氧和二氧化碳濃度、呼吸商、通氣當(dāng)量等的非線性變化的拐點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)中，在出現(xiàn)最大吸氧量前，VE和VE/VO2在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷第9min后發(fā)生非線性變化，且兩者高度相關(guān)，說明運(yùn)動(dòng)9min左右出現(xiàn)的VE拐點(diǎn)可能是國家優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)的通氣閾。

3.2遞增負(fù)荷過程優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員VE/VO2的變化

通氣的目的為了氧氣和二氧化碳的攝入，尤以氧氣的攝入更為重要，一定氧氣的攝入需要一定的通氣量保證。VE/VO2指每min的通氣量與攝氧量的比值，是評價(jià)呼吸效率水平的指標(biāo)，即氧通氣當(dāng)量越小，機(jī)體攝取氧的效率越高。

高麗等測定了籃球、中長跑、短跑、武術(shù)套路運(yùn)動(dòng)員的VE/VO2的變化曲線，發(fā)現(xiàn)各組運(yùn)動(dòng)員的VE/VO2有相似變化規(guī)律，即運(yùn)動(dòng)初期，VE/VO2隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加而降低，然后隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加而增加，與以往對少年速滑運(yùn)動(dòng)員[5]和少年中長跑運(yùn)動(dòng)員[6]的研究結(jié)果一致。而且，本研究與高新友[1]、張伯強(qiáng)[7]等的研究也顯示VE/VO2具有上述變化規(guī)律。分析原因認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)開始階段，由于生理無效腔與潮氣量比率(VD/VT)有所降低，因而氧通氣當(dāng)量也有所降低，隨著負(fù)荷的不斷增加，氧通氣當(dāng)量則開始有規(guī)律地增加，表明機(jī)體呼吸效率降低，機(jī)體攝取氧下降。

4 結(jié)論

1)運(yùn)動(dòng)開始階段，優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員VE快速增加，可能與神經(jīng)系統(tǒng)對于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練比賽適應(yīng)性變化有關(guān)。

2)隨著負(fù)荷漸增，優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員VE相對緩慢增加，可能與內(nèi)分泌運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練比賽適應(yīng)性變化有關(guān)。

3)大負(fù)荷訓(xùn)練階段，優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員VE急劇增長后保持穩(wěn)定，可能與機(jī)體酸性物質(zhì)濃度升高有關(guān)。

4)9min可能為優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員肺通氣閾。

5)在遞增負(fù)荷中，優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員氧利用效率隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷遞增呈下降趨勢。

6) 遞增負(fù)荷過程中，優(yōu)秀手球運(yùn)動(dòng)員肺通氣變化過程分為快速增長階段、緩慢增長階段、快速增長平臺期。

[1] 高新友,強(qiáng)大平,郝選明,等. 女子短跑運(yùn)動(dòng)員遞增負(fù)荷期間呼吸/代謝變化特征[J]. 體育與科學(xué), 2000,21(3).

[2] 郭成吉. 400m跑訓(xùn)練手段的生理學(xué)剖析[J].體育與科學(xué)，1996，17(5)：36-38.

[3] 王瑞元，孫學(xué)川，熊開宇，等. 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M].北京：人民體育出版社，2002:267-268.

[4] 李鐵錄. 對400m訓(xùn)練的生理學(xué)分析[J].體育科研，1995，14(3):21-25.

[5] 何敘,林彥山. 少年速滑運(yùn)動(dòng)員遞增負(fù)荷踏車運(yùn)動(dòng)中氧脈搏和呼吸當(dāng)量曲線及相關(guān)指標(biāo)的研究[J]. 冰雪運(yùn)動(dòng), 2000,20(1):29-31.

[6] 李偉. 少年中長跑運(yùn)動(dòng)員最佳呼吸效率點(diǎn)及對應(yīng)參數(shù)的研究[J]. 體育科學(xué),2000,20 (5):60-62.

[7] 張伯強(qiáng),嚴(yán)波濤,高新友,等. 不同形式最大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過程中氣體代謝、能量代謝及機(jī)械效率關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 西安體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2006,23(1).

TheChangingFeatureofVentilationVolumeandOxygenVentilationEquivalentofEliteHandballAthletes

Jia Hong

(Sports Teaching Department,Guangdong University of Finance,Guangzhou,510520,Guangdong,China)

This experiment observed the changing feature of ventilation volume of elite handball athletes . The results show : at the beginning stage of workload, the indexes of VE、RF and TV were in the rapid increase. With the increase of workload , the indexes of VE、RF and TV kept increased，but their growing speed was lower then the beginning stage of workload. In the bigger of workload, the changing feature were similar with the indexes of TV and RF, which it increased rapidly，and than， increased slowly. It was also the appearance of ventilation anaerobic threshold in 9th minute during the exercise. At the beginning stage of workload, VE/VO2 decreased with raising workload, and than , increased with raising workload. Conclusion:in the increased workload，ventilation volume of elite handball athletes can be divided intothree stages,which included the stage of rapid grow,the stage of slow grow,the over-respiratory stage.

elite handball;ventilation volume;respiratory frequency;tidal volume;oxygen ventilation equivalent

G804.2

A

1672-1365(2012)03-0127-04

2012-03-02；

2012-04-15

賈宏(1975-)，男，湖南人，碩士，講師，研究方向：足球運(yùn)動(dòng)競賽訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)隊(duì)管理。