高文靜，薄　海，王大寧，秦永生，彭　朋

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武警士兵無氧運動能力與5 km跑成績的相關(guān)性研究

高文靜1，薄海2，王大寧2，秦永生2，彭朋2

目的探討武警士兵無氧運動能力與5 km跑成績的相關(guān)性，為科學(xué)訓(xùn)練提供理論依據(jù)。方法52名武警士兵在標(biāo)準(zhǔn)400 m跑道進行50、400 m和5 km跑測試，記錄運動成績并換算為速度(分別記作ν50 m、ν400 m和ν5 km)，利用氣體分析儀進行最大攝氧量(VO2max)和通氣閾(VT)測試。以ν50 m、ν400 m作為無氧運動能力的指標(biāo)，以VO2max和VT作為有氧運動能力的指標(biāo)。ν5 km與各變量之間的關(guān)系使用簡單相關(guān)分析并計算Pearson相關(guān)系數(shù)(r)；利用偏相關(guān)分析(校正其他相關(guān)變量)探討ν5 km與有氧、無氧運動能力的關(guān)系并計算偏相關(guān)系數(shù)(R)及決定系數(shù)(R2)。結(jié)果簡單相關(guān)分析顯示，BMI(r=-0.428，P<0.01)與ν5 km顯著負相關(guān)，訓(xùn)練年限(r=0.375，P<0.05)、VO2max(r=0.848，P<0.01)、VT(r=0.316，P<0.01)、ν400 m(r=0.652，P<0.01)均與ν5 km顯著正相關(guān)。偏相關(guān)分析顯示，VO2max、ν400 m和VT解釋了ν5 km總變異(R2)的82.4%，各R2分別為51.1%、24.1%和7.2%。結(jié)論有氧運動能力是5 km跑成績的決定因素，但無氧運動能力同樣不可忽視。在制定5 km訓(xùn)練計劃時，應(yīng)適當(dāng)增加無氧訓(xùn)練的比例。

無氧運動；有氧運動；士兵；訓(xùn)練；運動成績

長期以來，有氧運動能力被認為是長距離運動項目(如長跑、游泳、自行車等)取得優(yōu)異成績的決定因素，其中最大攝氧量(maximal oxygen uptake，VO2max)是評價有氧運動能力的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。理論上，有氧運動過程中消耗的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)通過有氧代謝途徑(糖和脂肪的有氧氧化)再合成，因此VO2max越高，有氧運動成績越好，而與無氧能力關(guān)系不大。但也有研究指出，VO2max并不能完全解釋有氧運動成績的變異[2]，提示無氧運動能力的作用不容忽視。有關(guān)無氧代謝在中長距離跑中的作用研究較少，本研究以武警士兵為受試對象，探討無氧運動能力與5 km跑成績的相關(guān)性，為科學(xué)訓(xùn)練提供理論依據(jù)。

1　對象與方法

1.1對象武警某部戰(zhàn)士52名(均為男性)，年齡(22.4±1.7)歲，身高(1.74±0.04)m，體重(65.7±6.5)kg，身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)為21.7±2.4，訓(xùn)練年限(1.7±0.5)年。所有受試者身體健康，均無急慢性疾病及其他嚴重疾患病史。實驗前24 h無劇烈運動，禁煙酒及營養(yǎng)補劑。

1.2最大有氧運動能力測試在標(biāo)準(zhǔn)400 m跑道上，利用便攜式動態(tài)肺功能氣體代謝遙測分析系統(tǒng)(VO2000，美國麥加菲公司)測定受試者的VO2max。受試者先進行5～10 min準(zhǔn)備活動(慢跑和拉伸)，然后佩戴呼吸面罩、氣體代謝儀，以及遙測心率表(Polar FT4，芬蘭)，第一級負荷要求心率達到90次/min并持續(xù)3 min，以后每3 min心率遞增20次/min，利用遙測系統(tǒng)記錄攝氧量(VO2)、CO2呼出量(VCO2)、呼吸交換律(RER=VCO2/VO2)、每分通氣量(VE)等并囑受試者讀出相應(yīng)的主觀疲勞感覺(rating perceived exertion，RPE，6～20級)。終止實驗的標(biāo)準(zhǔn)是：(1)RER>1.15；(2)負荷(跑速)增加時，心率不再增加；(3)VO2出現(xiàn)平臺，即相鄰兩次負荷VO2的差別在150 ml/min以下；(4)RPE超過17。達到以上任意3條即終止實驗，此時的VO2值即為受試者的VO2max。通氣閾(ventilatory threshold，VT)利用V-slope法由系統(tǒng)軟件自動判別，以VO2max的百分比(%)表示。

1.3最大無氧運動能力測試VO2max測試后第3天測定50 m跑和400 m跑成績與跑速。在標(biāo)準(zhǔn)400 m跑道上用標(biāo)志線標(biāo)記50 m直道，受試者充分熱身后進行3次50 m全力沖刺，每次間歇5～10 min以保證身體完全恢復(fù)。由3名計時員用電子秒表同時記錄成績(s)，取均數(shù)。以3次時間中最快的一次作為50 m跑最終成績，并換算成速度(ν50 m)。50 m測試后休息10～15 min進行一次400 m跑沖刺，同樣記錄成績(s)并換算成速度(ν400 m)。

1.45 km跑測試50 m和400 m測試結(jié)束休息15～20 min后進行5 km跑。受試者以考核或比賽時的速度盡量跑出個人最好成績，每人佩戴秒表通過每圈(400 m)的運動時間來調(diào)整跑速。記錄5 km最終成績(min)并換算成跑速(ν5 km)。

1.5統(tǒng)計學(xué)處理所有數(shù)據(jù)均用SPSS 15.0統(tǒng)計軟件包進行處理。計算各變量的變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)。ν5 km與各變量之間的關(guān)系使用簡單相關(guān)分析并計算Pearson相關(guān)系數(shù)(r)；利用偏相關(guān)分析(校正其他相關(guān)變量)探討ν5 km與有氧(VO2max、VT)無氧(ν50 m、ν400 m)運動能力的關(guān)系并計算偏相關(guān)系數(shù)(R)及決定系數(shù)(R2)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)　　果

2.1運動能力與運動成績有氧、無氧運動能力指標(biāo)與運動成績見表1。CV的范圍為2.6～12.3，因此，受試對象的同質(zhì)性較高，具有較好的群體代表性。

表1　52名武警戰(zhàn)士的運動能力與運動成績　±s)

2.2ν5 km與各變量的相關(guān)分析簡單相關(guān)分析顯示，BMI與ν5 km顯著負相關(guān)，訓(xùn)練年限、VO2max、VT、ν400 m均與ν5 km顯著正相關(guān)，而年齡、身高、體重、ν50 m與ν5 km無相關(guān)性(表2)。在校正各相關(guān)變量后，對ν5 km與有氧、無氧運動能力進行偏相關(guān)分析，結(jié)果顯示，ν5 km與VO2max、VT、ν400 m顯著正相關(guān)，而與ν50 m無相關(guān)性；VO2max、ν400 m和VT解釋了ν5 km總變異(R2)的82.4%，各R2分別為51.1%、24.1%和7.2%(表3)。

表2　52名武警戰(zhàn)士ν5 km與各變量的Pearson相關(guān)分析

表3　52名武警戰(zhàn)士ν5 km與有氧、無氧運動能力的

3　討　　論

Bassett等[3]指出，通過氧化代謝產(chǎn)生ATP的效率是保持高強度有氧運動能力的關(guān)鍵因素，而無氧代謝的作用甚微。無氧運動能力在有氧訓(xùn)練中的作用往往被忽視，Berg等[4]認為，無氧代謝可能是預(yù)測運動員有氧運動成績的限制因素。研究發(fā)現(xiàn)，中長距離跑(1500～5000 m)時的運動強度接近90%VO2max，且高于乳酸閾強度[5]，提示傳統(tǒng)觀點可能低估了無氧運動能力的貢獻。無氧代謝包括磷酸原(ATP-CP)和糖酵解兩個系統(tǒng)，而無氧運動能力的評價方法包括Margaria臺階試驗[6]、Wingate試驗[7]、最大累積氧虧[8]、最大無氧跑步實驗(maximal anaerobic running test，MART)[8]，Margaria臺階試驗較為簡單，但只能反映磷酸原系統(tǒng)的供能能力，其他實驗方法復(fù)雜、實驗條件要求較高(需要功率自行車或跑臺在實驗室內(nèi)完成)，較難在實踐中推廣應(yīng)用。由于50 m和400 m跑均以無氧代謝為主，因此，本研究選取ν50 m和ν400 m作為無氧運動能力的指標(biāo)，選取VO2max和VT作為評價有氧運動能力的指標(biāo)，對武警士兵無氧運動能力與5 km跑成績的相關(guān)性進行初探。

本研究發(fā)現(xiàn)，VO2max和VT與ν5 km均顯著正相關(guān)(r分別為0.848和0.316)，說明有氧運動能力是預(yù)測5 km跑成績的主要因素，這一結(jié)論在諸多研究中均得到了證實。有趣的是，ν5 km與ν50 m并無相關(guān)關(guān)系，但與ν400 m顯著正相關(guān)，其原因可能是50 m跑的時間在8 s以內(nèi)，機體只動員磷酸原系統(tǒng)；而400 m跑的時間大約1 min，同時動用磷酸原系統(tǒng)和糖酵解系統(tǒng)，可較為全面地反映機體的無氧代謝水平。實驗室內(nèi)的運動負荷實驗顯示，MART可反映徑賽運動員最大無氧能力(磷酸原﹢糖酵解)，其無氧代謝比例可占到70%～80%[8]，而Zouhal等[9]則發(fā)現(xiàn)，400 m跑成績與νMART(MART實驗的平均跑速)顯著正相關(guān)，說明400 m跑測試是評價機體無氧運動能力的簡易方法。Nummela等[10]針對田徑運動員的實驗數(shù)據(jù)顯示，νMART與ν5 km的相關(guān)系數(shù)r為0.68，本研究則發(fā)現(xiàn)，ν400 m與ν5 km相關(guān)系數(shù)r為0.652，提示無氧運動能力與5 km成績亦呈正相關(guān)。偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，VO2max、ν400 m和VT三個變量解釋了ν5 km總體變異的82.4%，VO2max占51.1%，ν400 m則占24.1%，這與Paavolainen等[11]在實驗室用測功儀得到的結(jié)果較為一致。上述結(jié)果提示，有氧運動能力是5 km跑成績的決定要素，但并不是唯一因素；有氧運動過程中，通過無氧代謝產(chǎn)生的ATP雖然只占總ATP的一小部分，但對于士兵5 km運動成績的貢獻不可低估。即有氧代謝(氧化磷酸化)大量產(chǎn)生ATP的能力以及無氧代謝迅速合成ATP的能力是5 km跑成績的兩個重要因素，缺一不可。

本研究的結(jié)果對于重新認識無氧代謝能力在有氧運動中的作用及指導(dǎo)武警士兵5 km跑訓(xùn)練具有重要的意義。通過無氧途徑快速合成ATP是運動開始階段處于領(lǐng)先，中途實現(xiàn)超越，以及最后全力沖刺的重要因素，因此，有氧運動項目訓(xùn)練中，在夯實有氧運動能力的基礎(chǔ)上，應(yīng)重視無氧運動能力的發(fā)展。Paavolainen等[12]發(fā)現(xiàn)，爆發(fā)力訓(xùn)練可改善越野運動員的無氧運動能力并提高5 km跑成績；Chtara等[13]發(fā)現(xiàn)，長跑運動員在訓(xùn)練中穿插力量訓(xùn)練可顯著提高有氧運動能力和5 km跑成績。提示在制定5 km訓(xùn)練計劃時，應(yīng)適當(dāng)增加無氧訓(xùn)練的比例(如Paavolainen等的研究中約為32%)。由于存在無氧訓(xùn)練降低運動成績的反例[14]，且已有的研究成果均以競技運動員為受試對象得出的，因而針對武警士兵5 km訓(xùn)練計劃中無氧訓(xùn)練的方式、強度、所占比例，以及訓(xùn)練頻率等問題仍需要深入研究與探索。

總之，由本研究結(jié)果可見，有氧運動能力是5 km跑成績的決定因素，但無氧運動能力同樣不可忽視。在制定5 km訓(xùn)練計劃時，應(yīng)適當(dāng)增加無氧訓(xùn)練的比例。

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(2015-11-15收稿2016-01-20修回)

(責(zé)任編輯梁秋野)

Relationship between anaerobic exercise capacity and 5 km ruuning performance in soldiers of PAP

GAO Wenjing1, BO Hai2, WANG Daning2, QIN Yongsheng2, and PENG Peng2.

1. Department of Basic Teaching of Military Common Subjects, 2.Department of Military Training Medicine, Logistics University of Chinese People’s Armed Police Force, Tianjin 300309, China

ObjectiveTo investigate the relationship between anaerobic exercise capacity and 5 km ruuning performance in soldiers of PAP in order to provide theoretical evidence for scientific training. MethodsFifty-two soldiers of PAP performed 50 m，400 m and 5 km running.Their exercise performance was recorded and expressed as a mean velocity (marked as ν50 m, ν400 mand ν5 km) on an outdoor 400 m track; maximal oxygen uptake (VO2max) and ventilatory threshold (VT) were determined by gas analyser. Anaerobic exercise capacity was marked by ν50 mand ν400 mwhile aerobic exercise capacity by VO2maxand VT. Correlation coefficient (r) of each indicator and ν5 kmwas calculated by Pearson’s correlation analysis and partial correlation coefficient (R) as well as coefficient of determination (R2) by partial correlation analysis model.ResultsSimple correlation analysis showed that BMI (r=-0.428，P<0.01) was negatively related to ν5 kmbut training duration (r=0.375，P<0.05), VO2max(r=0.848，P<0.01), VT (r=0.316，P<0.01), ν400 m(r=0.652，P<0.01) were positively related to ν5 km. Partial correlation analysis displayed that the combination of VO2max, ν400 mand VT explained 82.4% of the variation of ν5 km and they accounted for 51.1%, 24.1% and 7.2%，respectively.ConclusionsAerobic exercise capacity is determinative factor for 5 km running performance, but anaerobic exercise capacity should not be ignored. It is recommended to increase proportion of anaerobic training appropriately when formulating training program of 5 km running.

anaerobic exercise; aerobic exercise; soldiers; training; exercise performance

武警部隊后勤科研項目(WHKL15-3)；武警后勤學(xué)院科研創(chuàng)新團隊項目(WHTD201308)，武警后勤學(xué)院教學(xué)研究項目(WHJY201313)；十二五期間軍隊2110工程建設(shè)項目資助

高文靜，碩士，講師。

300309天津，武警后勤學(xué)院：1.共同科目教研室， 2.軍事訓(xùn)練醫(yī)學(xué)教研室

彭朋，E-mail: doctorpeng2006@126.com

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