藺海旗

(華南理工大學(xué)體育學(xué)院 廣東廣州 510641)

在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評(píng)定過(guò)程中,最大攝氧量(VO2max)是評(píng)價(jià)人體有氧工作能力和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。盡管這一指標(biāo)具有科學(xué)性,但是其測(cè)試對(duì)儀器設(shè)備和和操作人員專業(yè)技術(shù)都具有很高的要求,不利于普及開(kāi)展。尋找方便、簡(jiǎn)易的間接測(cè)定VO2max的方法是運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。本文以男子不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)為例,分析最大心率百分比與最大攝氧量百分比間的相關(guān)性,旨在為用最大心率百分比間接代替最大攝氧量百分比用于評(píng)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

廣州體育學(xué)院男生2名,身體健康狀況良好。實(shí)驗(yàn)前受試者填寫(xiě)知情同意書(shū),均自愿參加該研究,基本情況見(jiàn)表1。

1.2 最大攝氧量測(cè)定

采用MAX-II運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試系統(tǒng)和遞增負(fù)荷跑臺(tái)力竭運(yùn)動(dòng)方案直接測(cè)試VO2max。室溫20～25℃,濕度40%～50%。準(zhǔn)備活動(dòng)5min,起跑速度為9.0km/h,2min之后,每1～2min遞增0.8km/h和相應(yīng)坡度,測(cè)試過(guò)程不斷鼓勵(lì)受試者,直至力竭。VO2max判定標(biāo)準(zhǔn):(1)心率≥180bpm;(2)RER＞1.1;(3)隨著負(fù)荷的增加,攝氧量停止增加并達(dá)到一個(gè)平臺(tái),最后兩值的差異小于±150ml/min;(4)受試者已盡最大能力,經(jīng)激勵(lì)無(wú)法保持預(yù)定負(fù)荷。以上滿足3個(gè)或3個(gè)以上即可判斷達(dá)到其VO2max。

1.3 不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)

根據(jù)受試者VO2max強(qiáng)度,確定兩位各自50%VO2max、70%VO2max、90%VO2max、100%VO2max對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,找到各強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的速度,制定出每位受試者相對(duì)應(yīng)強(qiáng)度的跑臺(tái)速度。每個(gè)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)方法為:準(zhǔn)備活動(dòng)5min,然后依制定的相應(yīng)強(qiáng)度跑臺(tái)速度運(yùn)動(dòng),期間速度不變,直至心率或攝氧量停止增加并達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平臺(tái),停止運(yùn)動(dòng)。為了保證VO2max測(cè)試結(jié)果不受其他運(yùn)動(dòng)疲勞的影響,在正式測(cè)試前一天,受試者避免大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),保持正常的飲食和一般日?；顒?dòng)。兩個(gè)強(qiáng)度間至少隔天進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試前,詳細(xì)講述該實(shí)驗(yàn)的目的、注意事項(xiàng)及可能容易出現(xiàn)的問(wèn)題。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 15.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用單因素方差分析和一元線性回歸方程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,顯著性水平為P<0.05,非常顯著性水平為P<0.01。

2 結(jié)果

不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后,受試者最大攝氧量及心率等相關(guān)指標(biāo)測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn),受試者達(dá)最大心率(195.8±1.7)次/min,較安靜心率(59次/min)具有非常顯著性差異(P<0.01);最大攝氧量較安靜時(shí)(VO2rest)具有非常顯著性差異(P<0.01)。呼吸商(RER)達(dá)1.15,最大攝氧量速度(vVO2max)為16.8Km/h左右。

由表3可見(jiàn),不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)50%VO2max、70%VO2max、90%VO2max、100%VO2max與其對(duì)應(yīng)HRmax%呈高度相關(guān)性,且二者相關(guān)性隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的遞增而增加(P<0.01)。

如圖1所示,受試者最大心率百分比與最大攝氧量百分比的散點(diǎn)圖。通過(guò)一元回歸分析,最大心率百分比與最大攝氧量百分比的回歸方程Y=0.461X+0.567,P=0.000＜0.01,系數(shù)具有非常顯著性差異,方程可靠。

3 分析與討論

在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)控中,VO2max是評(píng)價(jià)人體有氧工作能力的重要指標(biāo)。最大攝氧量是指人體在進(jìn)行有大量肌肉群參加的長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)中,當(dāng)心肺功能和肌肉利用氧的能力達(dá)到本人極限水平時(shí),單位時(shí)間內(nèi)所能攝取的氧氣量[1]。它反映了機(jī)體吸入氧、運(yùn)輸氧和利用氧的能力。

采用直接測(cè)定法測(cè)試VO2max其結(jié)果精確可靠,能綜合地評(píng)定心肺功能和有氧工作能力。盡管VO2max在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評(píng)定中具有很高的利用價(jià)值,但它也具有一定的局限性,例如直接測(cè)試其需要精密的儀器設(shè)備,儀器設(shè)備費(fèi)用昂貴,測(cè)試方法比較繁瑣,特別是帶著設(shè)備機(jī)體負(fù)荷大,運(yùn)動(dòng)員比較難以認(rèn)同與接受等,甚至有時(shí)還伴有一定的危險(xiǎn)性,因此采用直接測(cè)試VO2max的方法難以推廣和應(yīng)用。因而,尋找簡(jiǎn)便,受試者容易接受,精效度較高的間接推測(cè)VO2max的方法已成為眾多運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究者努力探索的目標(biāo),大致思路是探索與VO2max高度相關(guān)的一些生理指標(biāo)來(lái)間接確定VO2max強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn),心率這一簡(jiǎn)單、實(shí)用、無(wú)創(chuàng)的生理指標(biāo)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽中不僅能夠反映機(jī)體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和負(fù)荷量,而且也能反映機(jī)體代謝情況,其已在運(yùn)動(dòng)中被廣泛應(yīng)用。有人提出用預(yù)測(cè)最大心率與安靜心率的比值去推測(cè)VO2max,但其測(cè)得的最大心率和安靜心率是在運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中的測(cè)定,其準(zhǔn)確性還有待確定[2]。

研究報(bào)道,87人年輕自行車選手的最大攝氧量與心率之間呈高度相關(guān),但存在一定的標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)誤差(6%～11%)。而另有報(bào)道顯示,跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中VO2max與心率具有相關(guān)性,標(biāo)準(zhǔn)誤差為10%。Swain等[3]報(bào)道,跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)男子(26人)和女子(24人)進(jìn)行最大攝氧量和心率的相關(guān)性測(cè)試,發(fā)現(xiàn)最大攝氧量百分比與最大心率百分比的相關(guān)系數(shù)很高(R=0.990),表明使用心率間接推測(cè)最大攝氧量強(qiáng)度是可行的。本研究結(jié)果顯示,不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)50%VO2max、70%VO2max、90%VO2max、100%VO2max與其所對(duì)應(yīng)HRmax%呈現(xiàn)高度相關(guān)性,且二者相關(guān)系數(shù)隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的遞增而增加(R分別為0.788,0.867,0.907,0.936,P<0.01)。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度越大,相關(guān)性越高。通過(guò)一元回歸分析,最大心率百分比與最大攝氧量百分比的回歸方程Y=0.461X+0.567,P=0.000＜0.01,系數(shù)具有非常顯著性差異,方程可靠,本研究結(jié)果與Swain等人一致。本研究盡管樣本量很小,但最大攝氧量百分比與最大心率百分比兩者之間具有較高的相關(guān)性(R=0.936),在進(jìn)一步研究中,應(yīng)擴(kuò)大樣本量,減少年齡、性別等其他因素影響。

4 結(jié)語(yǔ)

不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)最大心率百分比與最大攝氧量百分比呈高度線性相關(guān)(R=0.936,P＜0.01),且二者的相關(guān)性隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的遞增而增加,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度越大,相關(guān)性越高。同時(shí),因?yàn)樾穆蕦?duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的應(yīng)激反應(yīng)較為敏感,能夠確切地反映機(jī)體運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的變化。用心率監(jiān)控運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度不僅能夠在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,更重要的是能夠在運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定和實(shí)時(shí)測(cè)定,易于對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,并易于應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)實(shí)踐,提高運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評(píng)定的實(shí)效性。所以,用相應(yīng)最大心率百分比間接代替最大攝氧量百分比測(cè)試,用于監(jiān)控機(jī)體運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度是科學(xué)合理的。但本研究受試者數(shù)量有限,同時(shí)需考慮到人群、年齡、性別等因素的影響,有待于進(jìn)一步深入探討。

表1 受試者基本情況

表2 不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)最大攝氧量及心率等相關(guān)指標(biāo)測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表3 不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)VO2max%與HRmax%相關(guān)性

圖1 最大心率百分比與最大攝氧量百分比的散點(diǎn)圖

[1]王瑞元.運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2009.

[2]宋剛,許春艷,嚴(yán)翊,等.應(yīng)用心率表間接測(cè)定的最大攝氧量[J].中國(guó)臨床康復(fù),2006,9(43):25-27.

[3]Swain DP,Leutholtz BC, King ME, et al.Relationship between% heart rate reserve and% VO2reserve in treadmill exercise[J].Medicine and science in sports and exercise,1998,30(2):318-321.