文心靈 霍志瑜 蘭慧杰

無氧功率測試方法對比

文心靈 霍志瑜 蘭慧杰

目的：本研究通過進(jìn)行30s和45s的Wingate測試，來探究更合適的無氧功率測試方法；方法：實驗法，采用Monark894E功率自行車，對長治學(xué)院體育教育專業(yè)30名學(xué)生生分別進(jìn)行30s和45s的Wingate測試，測試指標(biāo)包括最大功率、平均功率、最小功率、功率下降率、每隔5s的平均年功率，觀察兩種方法測得無氧功率的差異，并分析原因；結(jié)果：30s的最大功率667.5±89.5，平均功率471.5±100.9，最小功率240.76±100.75，功率下降率63.85±14.30；45s的最大功率677.5±100.9，平均功率445.0±66.8，最小功率201.53±79.70，功率下降率70.30±13.71；其中有顯著性差異的有平均功率、最小功率、功率下降率；結(jié)論： 采用30s Wingate測試的實驗?zāi)軌蚍从矨TP-CP的供能能力；采用45s Wingate測試實驗?zāi)芨玫姆从程墙徒庀到y(tǒng)的供能能力。

無氧功率；功率自行車；Wingate測試

10.16730/j.cnki.61-1019/g8.2016.12.133

無氧代謝能力(anaerobic capacity,AC)是指運動中人體肌肉的無氧代謝供能系統(tǒng)提供的極限能力，它表示肌肉在磷酸原和糖酵解供能條件下的做功能力。人體無氧運動能力是指人體肌肉在無氧供能代謝狀態(tài)下的身體工作能力，主要包括無氧能力和無氧功率(anaerobic power)兩個方面，無氧能力也稱無氧容量，是人體肌肉的無氧供能代謝系統(tǒng)能夠提供能量的總量或完成無氧功的總量。從生理學(xué)角度定義，無氧功率通常是指人體在最大無氧供能代謝狀態(tài)下的身體做功能力。從生物力學(xué)角度定義，無氧功率是指在最短時間內(nèi)，無氧條件下發(fā)揮出最大力量和速度的能力。通常以最大功率表示。

1. 研究對象與研究方法方法

1.1 研究對象

本研究選取的測試對象：長治學(xué)院體育系體育教育專業(yè)男子30名，學(xué)生經(jīng)常參加體育運動，運動年限4-5年，受試者基本情況(表1)。

表1 受測對象基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

在研究過程中，根據(jù)研究的目的和內(nèi)容的需要，查閱有關(guān)無氧功率測試方法方面的書籍，并進(jìn)行深入細(xì)致的分析和研究，加以總結(jié)運用，為論文寫作打下基礎(chǔ)。

1.2.2 實驗法

①實驗分析

目前，無氧功率測試方法主要采用無氧功率實驗是20世紀(jì)70年代初期有以色列體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)研究室提出并由等人(1947)進(jìn)一步發(fā)展測定無氧功率和無氧能力的標(biāo)準(zhǔn)實驗方法。被廣泛用于評定機(jī)體無氧功能及分析最大負(fù)荷聯(lián)系后的機(jī)體代謝反應(yīng)。操作要求簡單，不需要專業(yè)技巧，測試費用低，使用設(shè)備是或其它類型的自行車功率計，測試具有客觀性，可靠性，有效性，敏感性，是最經(jīng)典的無氧能力測試方法。

②運動儀器及運動方式

測試方法采用瑞典產(chǎn)894E型功率自行車,受試者著運動裝及運動鞋,根據(jù)受試者身高調(diào)整好功率車座位高度和車把位置,受試者嚴(yán)格按照實驗要求分別進(jìn)行30s和45s的無氧功率測試。

③運動負(fù)荷

自行車功率計阻力設(shè)定:功率車阻力=系數(shù)體重(kg)。Monark894E，使用負(fù)荷系數(shù)為0.75。

④測試程序與方法

測試前，讓受試者在經(jīng)過2-4分鐘的準(zhǔn)備活動以后，休息3-5分鐘，讓受試者正式進(jìn)行試驗。正式試驗開始時，當(dāng)聽到實驗開始口令時，受試者全力以赴地完成規(guī)定負(fù)荷30s 的踏車運動，且運動過程中不斷給予鼓勵和提示，以使受試者發(fā)揮出最大能力，堅持運動到規(guī)定時間結(jié)束。在適當(dāng)休息后，隔天再以同樣的方法進(jìn)行45s的試驗。

1.2.3 測試儀器

瑞典產(chǎn)Monark894E自行車功率計。

1.2.4 測試指標(biāo)

最大功率(Pmax)，相對最大功率(Pmax/kg)，平均功率(Pave)，相對平均功率(Pave/kg)，最小功率(Pmin)，相對最小功率(Pmin/kg)，無氧功率遞減率(Pdrop)。

1.3 數(shù)理統(tǒng)計法

使用SPSS19.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果用平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差表示,統(tǒng)計方法采用Paired一Sample t檢驗并以P<0.05作為差異顯著性水平。

2. 結(jié)果

表2可見，兩種測試方法測試指標(biāo)Pmax(p<0.05)無顯著差異，Pave(p<0.05)、Pmin(p<0.05)均有顯著差異。

“最大功率(Pmax)是肢體肌肉在短時間內(nèi)產(chǎn)生高機(jī)械功率的能力。它的值越大，說明其爆發(fā)力越強。最大功率反映磷酸肌酸系統(tǒng)的供能功率，它的大小取決于ATP的最大分解率和CP的最大合成率，無氧峰值一般出現(xiàn)在3～10 s之間，體現(xiàn)了最大無氧功率的水平，為了保證高能磷酸供能系統(tǒng)的需要，應(yīng)選擇肌肉組織總ATP、CP含量高的運動員。”[1]故30s和45s實驗對最大功率并無影響。

表2 兩種測試方法Pmax、Pave、Pmin

“平均無氧功率(Pave)是在實驗時間中全力運動輸出功率的平均值，體現(xiàn)肢體肌肉維持高功率耐力，它的值越大，說明其速度耐力越強。”[2]平均功率反映無氧供能代謝系統(tǒng)的供能功率，它的高低取決于試驗時間中ATP的最大分解率和CP與糖酵解的最大合成率。糖酵解是速度耐力的能量基礎(chǔ)，體現(xiàn)了無氧運動能力的整體水平，是無氧容量的指標(biāo)，表明肌肉持續(xù)高功率輸出的能力。30s實驗的平均無氧功率大于45s實驗的平均無氧功率表明在30s時間內(nèi)ATP的分解率和CP與糖酵解的合成率已達(dá)到最大。

最小功率是指在實驗時間內(nèi)肌肉在疲勞狀態(tài)下所能產(chǎn)生的工作能力。此值的大小與肌肉工作的時間及肌肉的無氧耐力有關(guān)系。30s實驗的最小功率大于45s實驗的最小功率，表明45s實驗的最小無氧功率出現(xiàn)在30-45s這個時間段內(nèi)。從30-45s的無氧功率整體呈下降的趨勢。

表3 兩種測試方法Pmax/kg、Pave/kg、Pmin/kg、Pdrop

表3可見，兩種測試方法測試指標(biāo)Pmax/kg(p<0.05)無顯著差異，Pave/kg(p<0.05)、Pmin/kg(p<0.05)、 Pdrop(<0.05p)均有顯著差異。

相對最大功率是指每千克體重在短時間內(nèi)所能產(chǎn)生的最大能力。此值的大小不僅與最大功率相關(guān)，還與受試者的體重有密切關(guān)系。因為最大功率出現(xiàn)在3～10 s之間，所以相對最大功率也出現(xiàn)在這個時間段內(nèi)，所以30s和45s實驗對此值的影響不大。

相對平均無氧功率是指每千克體重在在實驗時間中全力運動輸出功率的平均值，30s實驗的相對平均無氧功率大于45s實驗的相對平均無氧功率。表明在前30s內(nèi)，無氧功率也達(dá)到最大值。

相對最小無氧功率是指每千克體重在試驗時間內(nèi)肌肉在疲勞狀態(tài)下所產(chǎn)生的工作能力。45s實驗的相對最小無氧功率小于30s實驗的相對最小功率，表明45s實驗的相對最小功率是在30s到45s這個時間段內(nèi)。

表4 30-45s之間每5秒的平均功率

無氧功率遞減率也稱疲勞指數(shù)(fatigue index)，體現(xiàn)了Wingate無氧功率試驗中最大無氧功率的下降幅度，反映機(jī)體的無氧抗疲勞能力,它的高低取決于最大無氧功率和最小無氧功率，體現(xiàn)了機(jī)體的無氧耐力水平。30s實驗的無氧功率遞減率小于45s實驗的無氧功率遞減率，在30s實驗和45s實驗最大無氧功率沒有顯著差異的情況下，表明45s實驗的最小無氧功率小于30s實驗的最小無氧功率。

表4可見，在45s試驗中，35-40s的平均比功率高于30-35s的平均功率，35-40s的 平均功率也高于40-45s的平均功率。但是30-35s高于35-40s的幅度大于40-45s高于30-35s的幅度，表明糖酵解系統(tǒng)在25-30s已經(jīng)發(fā)揮到其最大的供能，35-40s的 平均功率也高于30-35s的平均功率表明糖酵解系統(tǒng)還在持續(xù)供能，但其供能總量要比30s之前的供能總量小。

3. 分析與討論

3.1 兩種測試方法對糖酵解供能系統(tǒng)的影響

“人體劇烈運動時，骨骼肌消耗不僅量大且速度快，有氧供能不足，而ATP-CP大量消耗，糖的無氧酵解開始參與供能。當(dāng)氧供應(yīng)不足的程度為氧化供能需要量的2倍及ATP-CP被消耗的量約為原儲備的50%時，為了迅速合成ATP以保證持續(xù)運動的能力，骨骼肌中的糖原便大量無氧分解，乳酸開始生成?！盵3]糖酵解系統(tǒng)是在ATP-CP系統(tǒng)供能不足之后開始供能，其最大強度運動時間累積為41s，在運動過程中，糖酵解供能系統(tǒng)在某個時間點達(dá)到了糖酵解供能的最高峰，在45s試驗中，功率從30s之后先下降再回升，回升的幅度沒有超過30s之前無氧功率的值。表明在30s試驗中糖酵解系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到其最大供能能力，在45s實驗的后15之中糖酵解系統(tǒng)仍然在持續(xù)供能，但供能的總量持續(xù)在下降，表明30s就可以反映出糖酵解系統(tǒng)的最大供能能力。

在糖酵解系統(tǒng)供能過程中，代謝產(chǎn)物乳酸會不斷地堆積并且擴(kuò)散進(jìn)入血液。“乳酸是一種強酸，在體內(nèi)聚集過多，超過了機(jī)體緩沖及耐受能力時，會破壞機(jī)體內(nèi)環(huán)境酸堿度(PH)的穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而又會限制糖原的無氧酵解過程，直接影響ATP的再合成，導(dǎo)致機(jī)體疲勞?！盵4]當(dāng)機(jī)體達(dá)到疲勞階段時，無氧功率便開始快速下降，故從10s以后，糖酵解系統(tǒng)開始供能，隨著乳酸的堆積越來越多，對糖原的無氧酵解過程的限制逐漸增大，無氧功率下降的幅度便逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)30s以后，機(jī)體內(nèi)的代謝產(chǎn)物乳酸會有一部分被分解，此時糖酵解系統(tǒng)的供能能力又有一個小幅度上升的過程，但整體上仍然呈下降的趨勢。40-45s無氧功率持續(xù)上升表明此時的糖酵解系統(tǒng)仍然在持續(xù)供能過程中，但是其增加的幅度小于30死之前無氧功率的值，表明此時已經(jīng)過了糖酵解系統(tǒng)供能總量的最大點。

4. 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

在進(jìn)行無氧功率測試時，采用Wingate無氧功率測試30s的實驗?zāi)軌蚋玫姆磻?yīng)無氧功能系統(tǒng)的供能能力，也能反映糖酵解供能系統(tǒng)的最大供能能力。

Wingate無氧功率測試的45s實驗?zāi)軌蚋玫胤从程墙徒庀到y(tǒng)的持續(xù)供能能力。

4.2 建議

若要進(jìn)行糖酵解系統(tǒng)的最大供能能力的測試采用Wingate無氧功率測試30s的實驗，要進(jìn)行糖酵解系統(tǒng)的持續(xù)供能時間的測試，采用Wingate無氧功率測試45s的實驗。

[1] 鄧樹勛,等.運動生理學(xué)[M].高等教育出版社,2005,7:20-22.

[2] 葉衛(wèi)兵,等.體育專業(yè)大學(xué)生Wingate測試研究[J].浙江體育科學(xué),2002,6(8):42-45.

[3] 徐勇靈,等.臺階試驗與功率自行車試驗評價心功指數(shù)的比較研究[J].甘肅醫(yī)藥, 2012,31(11).

[4] 劉元田.青少年運動員無氧能力特征研究[J].山東體育科技,2005,27(3).

[5] 馮連世,等.運動訓(xùn)練的生理生化監(jiān)控方法[M].人民體育出版社,2006,6.

[6] 茍波,等.3種自行車功率計無氧功率測試結(jié)果的比較[J].體育科研,2005,26(5).

[7] 叢湖平.體育統(tǒng)計學(xué)[M].高等教育出版社，1998,7.

[8] 周思紅.對體育教育專業(yè)大學(xué)生無氧功率的特征研究[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報,2008,28(17).

[9] 張輝.Wingate無氧功率試驗的研究分析[J].杭州師范學(xué)院學(xué)報,2004,3(4).

[10] 羅智.無氧功率的測定方法與評價[J].山西師大體育學(xué)院學(xué)報,2003,18(2).

文心靈(1992.2-)，女，漢族，山西省鄉(xiāng)寧人，碩士在讀，研究方向：運動生物力學(xué)，蘇州大學(xué)體育學(xué)院； 霍志瑜(1992.1-)，女，漢族，山西省晉中人，碩士在讀，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)，沈陽體育學(xué)院； 蘭慧杰(1992.7-)，男，漢族，山西省新絳縣人，碩士在讀，研究方向：運動訓(xùn)練，內(nèi)蒙古師范大學(xué)體育學(xué)院。