周 進
(1.北京體育大學(xué),北京 100084;2.南昌航空大學(xué)體育學(xué)院,江西 南昌 330063)
有氧能力在冰球運動中的地位和作用綜述
周 進1,2
(1.北京體育大學(xué),北京 100084;2.南昌航空大學(xué)體育學(xué)院,江西 南昌 330063)
運用文獻資料法根據(jù)冰球項目本身高強度間歇運動的特點,分析冰球項目能量代謝特點,分別從冰球訓(xùn)練對隊員心率、最大攝氧量、血液指標等方面的影響進行深入剖析,并探討冰球訓(xùn)練過程中積極的恢復(fù)方式對隊員心血管機能的影響,從而證明有氧能力在冰球運動訓(xùn)練中的基礎(chǔ)地位和重要作用。
有氧能力;冰球;能量代謝
冰球是一項集體運動,隊員要求具有綜合全面的體能。為了能在冰上和對手進行持久的體能對抗,必須發(fā)展高水平的速度、力量和耐力[1-4]。冰球比賽由3局組成,每局比賽20min。由于冰球比賽對抗異常激烈,體能消耗大,運動員很難在較長時間里保證充沛體力,需要1min甚至幾十秒就更換1次隊員。每組隊員在場上比賽時間只有大約72s左右。在冰球運動中,沒有良好的體能基礎(chǔ),任何冰球運動員在高水平的比賽中很難取勝。我國冰球運動水平和世界先進水平的差距巨大[5]。在運動訓(xùn)練過程中,受到多種可變因素影響:如訓(xùn)練因素、運動員情緒、社會交往等心理因素,訓(xùn)練條件、場地及氣候等內(nèi)外因素。但體能是運動訓(xùn)練和比賽中競技能力的重要構(gòu)成部分。有人對冰球運動員在比賽過程中能量的消耗進行了研究,認為國際高水平比賽中平均有氧代謝產(chǎn)能是最大氧耗的70%,血乳酸可達7~9mmol/L,認為冰球運動員的無氧代謝能力很高[6]。也有研究指出隊員在技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練和體能訓(xùn)練中,只有體能訓(xùn)練時間較長,接近比賽每次上場時間,訓(xùn)練后血乳酸達到12mmol/L易傷,接近比賽水平,認為冰球運動是以乳酸系統(tǒng)供能為先,以非乳酸供能系統(tǒng)為主導(dǎo),有氧系統(tǒng)供能為緩沖[7]。冰球運動取勝的前提是體能,體能訓(xùn)練的前提是需要清楚該項目中有氧、無氧的具體供能情況,目前公認的是無氧能力在冰球比賽中占主導(dǎo)地位,本研究綜述有關(guān)中外文獻40余篇,探討冰球運動中有氧能力的地位和作用,只有科學(xué)認識冰球運動項目特點和生理機制,訓(xùn)練時才能做到有的放失。
在人體3個供能系統(tǒng)中,任何一項運動都有參與供能,只是參與程度不同。冰球運動是一項長時間的,高、中、低強度重復(fù)交替進行的非周期性運動項目,其項目特點是間歇性大強度運動,其運動形式和能量供應(yīng)特點與周期性運動項目有較大差別。
根據(jù)隊員的位置和風(fēng)格、比賽技術(shù)和裁判的裁決,每次滑冰通常持續(xù)30~85s,在每次換人間分散有2~5min的恢復(fù)[8]。這種高強度運動的持續(xù)能力來自無氧代謝,在ATP儲備消耗完以后,相應(yīng)地產(chǎn)生無機磷酸鹽增加、氫離子積累、乳酸形成、PH值下降,在休息期間氧化磷酸化反應(yīng)進行以使機體得到充分恢復(fù),從而發(fā)起下一階段運動[9]。所有這些生理機制和疲勞的發(fā)展與做功減少相關(guān)[10]。所以,對教練的挑戰(zhàn)是從生物學(xué)和生理學(xué)的角度,在整個比賽過程中通過短暫的換人來防止疲勞發(fā)生,以及在換人期間提供充足的恢復(fù)時間,以達到維持隊員體能和技術(shù)水平的目的[11]。
最大攝氧量的高低直接影響有氧能力和運動能力。在競技冰球隊,冰上心率通常持續(xù)85%HRmax,也有報道超過90%HRmax[12]。阿特瓦爾等(2002)用動態(tài)心電圖監(jiān)測在娛樂冰球過程中,在85%和100%預(yù)測的最大HR范圍[13]。Jamie F.Burr[14]等實驗室證實了在男子娛樂冰球隊員(65±6歲)的這些結(jié)果,滑行時平均值為97±8%HRmax,峰值達到103±7%。
Hamilton等[15]比較了耐力訓(xùn)練運動員(VO2max60. 8ml·kg-1·min-1)和比賽隊員 (VO2max52.5ml·kg-1·min-1)在重復(fù)6s跑臺沖刺過程中的有氧反應(yīng),發(fā)現(xiàn)都達到了接近峰值功率,但是跑者在重復(fù)間歇過程中消耗了更多氧氣,在沖刺10次后比賽隊員功率有小幅度減小。大量研究[16-20]表明完成重復(fù)高強度沖刺運動的能力,在冰球中最需要的能力和無氧屬性密切相關(guān),如肌肉磷酸肌酸降解和肌肉緩沖能力;和有氧能力也密切相關(guān),如最大攝氧量。
Stanula A.等[21]以24名波蘭高水平冰球國家隊男隊員為研究對象,位置為前鋒或后衛(wèi),研究有氧能力(VO2max)和運動員高強度速滑致疲勞之間的關(guān)系,要求完成冰上反復(fù)沖刺6×89m,期間休息30s;同時用實驗室功率自行車測試VO2max,疲勞指數(shù)FI隨著重復(fù)次數(shù)增加而增加,第5次和第6次之間達最大值,在VO2max和在89m×6沖刺后總的FI之間相關(guān)系數(shù)(r=0.584)顯著(P=0.003)。
VO2max受遺傳影響很大,可訓(xùn)練因素影響較小。Leiter JR等[22]對優(yōu)秀青少年冰球隊員有氧能力、體重、體成分發(fā)展進行研究,發(fā)現(xiàn)從13歲到15歲隊員的體重、絕對最大攝氧量和輸出功率在功率自行車測試最后階段隨年齡逐漸增加。相對最大攝氧量各年齡組之間均沒有變化。說明青少年冰球運動員的有氧體適能隨著隊員年齡增長和身心成熟而增加。優(yōu)秀的冰球運動員一定是以優(yōu)秀的有氧能力為基礎(chǔ),同時具備肌肉力量、柔韌性、體成分、無氧功率等。Agre JC等[23]曾對27名國家職業(yè)冰球隊員進行測試,發(fā)現(xiàn)所有隊員VO2max為53.4±0.8 ml·kg-1·min-1,當隊員按平時訓(xùn)練時位置(守門員4人,前鋒15人,后衛(wèi)8人)組隊時,VO2max、休息時心率和最大心率都沒有明顯差異。不同位置隊員身高和體脂比(9.2±0.9%)均無明顯差異,最大肌肉力量與體重比值類似;但是守門員臀部和腹股溝肌肉柔韌性比前鋒、后衛(wèi)更好。
大負荷量運動需要大量的氧氣來參與供能,而氧運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的核心物質(zhì)是紅細胞。紅細胞的數(shù)量和質(zhì)量直接影響到機體獲得氧的能力和有氧代謝能力[24]。運動訓(xùn)練造成紅細胞膜蛋白含量的變化,導(dǎo)致紅細胞膜結(jié)構(gòu)改變,從而影響紅細胞的變形能力[25]。眾多實驗證明,氧化應(yīng)激與線粒體功能失常是引起細胞凋亡的重要原因[26]。在男子冰球冰上訓(xùn)練中,當負荷量較小時,氧耗相對較小,氧化應(yīng)激與線粒體功能處于正常狀態(tài),還沒有造成紅細胞大量消耗、氧化受損或造成紅細胞大小不均的情況,不足以使血紅蛋白、紅細胞壓積、平均紅細胞血紅蛋白濃度和紅細胞體積分布寬度受到影響而發(fā)生大幅度變化;當負荷量較大時,氧化應(yīng)激與線粒體功能失常,機體自由基增加導(dǎo)致紅細胞破壞加強,蛋白質(zhì)分解消耗增多,鐵被大量排泄和丟失[27]。所以,只有負荷量達到一定程度造成紅細胞消耗、受損或結(jié)構(gòu)變化時,紅細胞壓積和紅細胞體積分布寬度才有顯著性變化。血尿素是反映機體疲勞程度和評價機能狀況的重要指標。大量研究表明,BUN的變化能反映機體對運動負荷的適應(yīng),運動員完成運動量的大小與BUN值有較明顯的對應(yīng)關(guān)系,正常值為4~7mmol/L[28—30]。邢卓的研究發(fā)現(xiàn),男子冰球運動員大負荷量冰上訓(xùn)練后,Hb和MCHC與訓(xùn)練前比較無顯著性差異,HCT較訓(xùn)練前明顯下降,BUN沒有顯著性變化,認為血紅蛋白和平均紅細胞血紅蛋白濃度對男子冰球冰上訓(xùn)練負荷量監(jiān)控不敏感,紅細胞壓積和紅細胞體積分布寬度可作為大負荷量冰上訓(xùn)練監(jiān)控的敏感指標,血尿素可以用來監(jiān)控負荷量[31]。
有研究認為有氧供能系統(tǒng)可能是恢復(fù)過程中最重要的[32-34]。Tesch和Wright[35]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)毛細血管密度和血乳酸濃度之間的明顯相關(guān)關(guān)系,認為乳酸分泌增加是由毛細血管密度增加引起。冰球運動的特點為高強度間歇運動,由無數(shù)重復(fù)地在長凳上休息和急起急停組成。在最高水平的冰上滑行一般持續(xù)30~60s[36],運動和休息的比例為1∶3。這和娛樂冰球不同,運動和休息比例接近1,由于低強度的滑行更長,且每支隊伍隊員更少[37-39]。
不可否認的是,在敏感心肌,運動可能充當心肌梗死或心臟性猝死的扳機[40-41]。尤其是大強度運動后安靜的恢復(fù)方式,會引起心肌血液灌注,缺氧的心肌血流量突然增加,對心肌細胞產(chǎn)生損傷。冰球運動訓(xùn)練以后,采用積極的休息方式進行恢復(fù),心臟輸出量、靜脈回流量增加可能會幫助減少低灌注(缺血)的機率,也能促進運動恢復(fù)。Jamie F.Burr等[14]研究發(fā)現(xiàn),在換人期間站立或者在冰球凳上踱步,可以減少由于在凳上靜坐休息而引起的心輸出量(心率和每搏量)驟減;由此,采用在凳上站立恢復(fù)的方法提供了一種既容易實施又低花費且潛在高效益的方法,可以對抗運動風(fēng)險。
高強度大負荷冰球運動對無氧能力有較高要求,但無氧能力的提高是在有氧能力高水平發(fā)展的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的,高水平有氧能力有助于最快消除無氧過程中的乳酸積累,最大攝氧量值越高,說明運動員有氧代謝能力越強,承受高質(zhì)量訓(xùn)練的潛力越大。
冰球運動是高強度間歇滑冰、速度和持續(xù)時間的快速變化以及頻繁的身體接觸的項目。強度和每次換人的持續(xù)時間決定了有氧與無氧供能系統(tǒng)的貢獻大小。高強度的爆發(fā)要求冰球運動員具備超強肌肉力量、爆發(fā)力和無氧耐力。比賽持續(xù)時間以及每次換人間要求快速恢復(fù),需要隊員具備良好的有氧能力。優(yōu)秀隊員的身體特征顯示防守隊員比前鋒隊員更高、更重,可能是由于位置的需要。速滑過程中的VO2存在很大的個體差異。在冰球比賽中有氧和無氧供能系統(tǒng)都非常重要,血乳酸值高于安靜值確定了比賽的無氧性質(zhì)。優(yōu)秀冰球隊的生理特點顯示了有氧耐力、無氧能力和耐力、肌肉力量和滑冰速度的重要性。傳統(tǒng)的實驗室測試顯示,一個賽季后隊員無氧耐力增加而有氧耐力沒有變化。所以,在今后的冰球訓(xùn)練中,無論冰上、冰下的訓(xùn)練計劃,都應(yīng)該將有氧耐力和無氧功率放到同樣重要的位置上,同時訓(xùn)練肌肉力量和滑冰速度等其他因素。
[1] Burr J.F, Jamnik R.K, Baker J, Macpherson A, Gledhill N, McGuire E.J. Relationship of physical fitness test results and hockey playing potential in elite-level ice hockey players[J]. Strength Cond. Res, 2008(22):1535-1543.
[2] Cox M.H, Miles D.S, Verde T.J, Rhodes E.C. Applied physiology of ice hockey[J].Sports Med,1995,19:184-201.
[3] Ransdell L.B, Murray T. A physical profile of elite female ice hockey players from the USA[J]. Strength Cond. Res,2011(25):2358-2363.
[4] Wilson K, Snydmiller G, Game A, Quinney A, Bell G. The development and reliability of a repeated anaerobic cycling test in female ice hockey players[J]. Strength Cond. Res, 2010,24(2):580-584.
[5] 李村.我國冰球運動發(fā)展對策探討[J]. 冰雪運動,2006(6) :22-23.
[6] 劉剛.關(guān)于冰球運動的生理學(xué)基礎(chǔ)的研究[J].冰雪運動,2004(9):17-18.
[7] 趙永哲.男子冰球運動員訓(xùn)練后主動和被動恢復(fù)血乳酸清除率比較研究[J].冰雪運動,2013(7):42-45.
[8] Montgomery D.L. Physiological profile of professional hockey players – a longitudinal study[J].Appl. Physiol. Nutr. Metab, 2006,31:181-185.
[9] Gaitanos G.C,Williams L.H,Boobis L.H,Brooks S.Human muscle metabolism during intermittent maximal exercise[J]. Appl. Physiol,1993,75:712-9.
[10] Carey D.G, Drake M.M, Pliego G.J, Raymond R.L. Do hockey players need aerobic fitness? Relation between V?O2max and fatigue during high-intensity intermittent ice skating.[J]. Strength Cond. Res,2007,21(3):963-966.
[11] Montgomery D.L. Physiology of ice hockey. In:Garrett W.E, Kirkendall D.T, editors. Exercise and Sport Science[M].Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkens,2000:815-828.
[12] Montgomery DL. Physiology of ice hockey[J]. Sports Med,1988,5(2):99-126.
[13] Atwal S, Porter J, MacDonald P. Cardiovascular effects of strenuous exercise in adult recreational hockey: the Hockey Heart Study[J].CMAJ,2002,166(3):303-7.
[14] Jamie F. Burr, Joshua T. Slysz, Matthew S. Boulter et al.Influence of Active Recovery on Cardiovascular Function During Ice Hockey[J].Sports Medicine,2015 (1):27.
[15] Hamilton A.L, Nevill M.E, Brooks S, Williams C. Physiological responses to maximal intermittent exercise:differences between endurance trained runners and games players[J]. Sports Sci, 1991(9):371-82.
[16] Aziz A.R, Chia M, The K.C. The relationship between maximal oxygen uptake and repeated sprint performanceindices in field hockey and soccer players[J]. Sports Med. Phys. Fitness, 2000(40):195-200.
[17] Carey D.G, Drake M.M, Pliego G.J, Raymond R.L. Do hockey players need aerobic fitness Relation between V?O2max and fatigue during high-intensity intermittent ice skating.[J]. Strength Cond. Res, 2007,21(3):963- 966.
[18] Cooke S.R,Petersen S.R,Quinney H.A.The influence of maximal aerobic power on recovery of skeletal muscle following anaerobic exercise.Eur[J].Appl.Physiol,1997(75):512-519.
[19] Hoffman J.R, Epstein S, Einbinder M, Weinstein Y. The influence of aerobic capacity on anaerobic performance and recovery indices in basketball players[J]. Strength Cond. Res, 1999,13(4):407- 411.
[20] ebrowska A, ?y?a D, Kania D, Langfort J. Anaerobic and aerobic performance of elite female and male snowboarders[J]. Hum. Kinet, 2012(34):81-88.
[21] Stanula A, Roczniok R,Maszczyk A,et al.The Role Of Aerobic Capacity in High-intensity Inermittent Efforts in Ice-hockey[J].Biol. Sport ,2014(31):193-199.
[22] Leiter JR1, Cordingley DM, MacDonald PB.Aerobic Development of Elite Youth Ice Hockey Players[J].Strength Cond Res, 2015, 29(11):3223-8
[23] Agre JC1, Casal DC, Leon AS, McNally C, Baxter TL,Serfass RC.Professional ice hockey players: physiologic,anthropometric, and musculoskeletal characteristics[J].Arch Phys Med Rehabil, 1988,69(3 ):188-92.
[24] 魏煒,燕小妮.對我國優(yōu)秀男子舉重運動員高原訓(xùn)練期運動負荷及機能狀態(tài)的生化評定[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2007(3):45-46.
[25] 馮連世,李開剛,洪平,等.大強度訓(xùn)練及恢復(fù)后大鼠紅細胞變形能力和紅細胞膜蛋白的變化[J].中國應(yīng)用生理學(xué)雜志,2002(3):25-27.
[26] MITCHELLK.Free radicals and Exercise: Effectts of Nutritional. Anti-osidant Supplementation[J].Exercise and Sports Science Reviews,1995(23):375-397.
[27] 胡小昱.右旋糖苷鐵片對自行車運動員血紅蛋白的影響[J].山西體育科技,2007,27(1):14-15.
[28] 林文弢.運動負荷的生化評定[M].廣州:廣州高等教育出版社,1996.
[29] 馮連世,李開剛.運動員機能評定常用生理生化指標測試方法及應(yīng)用[M].北京:人民體育出版社,2002:109-113.
[30] BALLATLV. Interval training for performance:A scientific and empirical practice[J].Sports Med,2001,31(2):75-80.
[31] 邢卓,麻正茂.我國男子冰球運動員冰上訓(xùn)練血象參數(shù)的變化特點[J].冰雪運動,2008(5):56-59.
[32] Czuba M, Zaj c A, Cholewa J, Poprz cki S,Wa kiewicz Z, Miko ajec K. Lactate threshold (D-Max Method) and maximal lactate steady state in cyclists[J]. Hum. Kinet,2009,21:49-56.
[33] Thoden J.S. Testing aerobic power. In: MacDougall J.D,Wenger H.A, Green H.J, editors. Physiological testing of the high-performance athlete[M].Champaign (IL): Human Kinetics, 1991:107-74.
[34] Zaj?c A,Czuba M,Poprzecki S,Wa kiewicz Z,Cholewa J,Pilch J,Chycki J.Effects of Growth Hormone Therapy and Physical Exercise on Anaerobic and Aerobic Power,Body Composition, Lipoprotein Profile in Middle Aged Men[J].Hum.Kine, 2010,25:67-76.
[35] Tesch P, Wright J.E. Recovery from short term intense exercise; its relation to capillary supply and blood lactate concentration[J].Eur. J. Appl. Physiol,1983,52:98-103.
[36] Cox MH,Miles DS,Verde TJ, Rhodes EC.Applied physiology of ice hockey[J].Sports Med,1995,19(3):184-201.
[37] Goodman Z.The cardiovascular effects of recreation hockey in middle-aged men. 2013.
[38] Montgomery DL. Characteristics of “old timer” hockey play[J].Can J Appl Sport Sci,1979,4(1):39-42.
[39] Montgomery DL. Physiology of ice hockey[J].Sports Med,1988,5(2):99-126.
[40] Mittleman MA, Maclure M, Tofler GH, Sherwood JB,Goldberg RJ, Muller JE.Triggering of acute myocardial infarction by heavy physical exertion. Protection against triggering by regular exertion. Determinants of Myocardial Infarction Onset Study Investigators[J].N Engl J Med,1993,329(23):1677-83.
[41] Takahashi T,Hayano J,Okada A,Saitoh T,Kamiya A.Effects of the muscle pump and body posture on cardiovascular responses during recovery from cycle exercise[J].Eur J Appl Physiol,2005,94(5-6):576-83.
Research on the Role of Aerobic Capacity in Ice Hockey
ZHOU Jin1,2
(1. Beijing Sport University, Beijing 100084, China; 2. College of Physical Education, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, Jiangxi China)
On the basis of the characteristics of the high intensity intermittent movement of the ice hockey,this study analyzes the characteristics of energy metabolism in ice hockey from various dimensions such as the effects of ice hockey training on heart rate, maximal oxygen uptake and blood indexes. In addition,this study explores the effect of active recovery methods on cardiovascular function in the ice hockey training, which supports the basic position and significant role of aerobic capacity in ice hockey training.
aerobic capacity; ice hockey; energy metabolism
G804.2
A
1004 - 7662(2015)12- 0049- 04
2015-11-25
周進,講師,博士研究生,研究方向:運動人體科學(xué)。