姚亞娟溫麗華朱琳

（1.廣州體育學院； 2.廣東省足球運動中心； 3.廣州體育學院運動與健康系 廣東廣州 510050）

關于評定心肺耐力指標的探討研究①

姚亞娟1溫麗華2朱琳3*

（1.廣州體育學院； 2.廣東省足球運動中心； 3.廣州體育學院運動與健康系 廣東廣州 510050）

通過查閱有關心肺耐力指標的文獻資料，對心肺耐力的相關概念進行了闡述。并對反映心肺耐力的幾個重要指標—最大攝氧量（VO2max）、無氧閾（Anaerobic Threshold，AT）、最大攝氧量平臺的持續(xù)時間（VO2max Plateau Duration，VO2maxPD）、最大攝氧量速度（vVO2max）等進行了綜合分析，同時探討了這幾個指標的概念、測定以及應用情況。為青少年心肺耐力的測定以及心肺耐力訓練提供理論指導。

心肺耐力 最大攝氧量 無氧閾 最大攝氧量平臺

心肺耐力又稱有氧耐力，是身體持續(xù)工作的根本，用于評定健康體適能指標中較為重要的因素之一[1]。有氧耐力是指人體長時間進行有氧工作的能力?；蛏眢w在氧供給比較充分的環(huán)境下，長時間進行工作的能力。它是機體利用氧的能力，以及氧的最大攝取和輸送。最大攝氧量（VO2max）、無氧閾（Anaerob ic Threshold，AT）、最大攝氧量平臺的持續(xù)時間（VO2max Plateau Duration，VO2maxPD）、最大攝氧量速度（vVO2max）都是用來評定它的幾個較為重要的指標。其中，最大攝氧量(VO2max)是最為重要的指標，反映的是綜合指標；無氧閾（Anaerobic Threshold，AT）用來評價機體最大有氧運動能力的重要評價標準之一；最大攝氧量平臺的持續(xù)時間（VO2max Plateau Duration，VO2maxPD）是反映最大攝氧能力以及身體利用氧的綜合能力[2]。青少年體質(zhì)下降引起了國內(nèi)各屆人士密切的關注，尤其以耐力素質(zhì)的下降最為突出，國外研究報道也層出不窮[3-5]。因此，從心肺耐力的指標入手，對近年來相關評定心肺耐力指標的研究進展進行綜合分析，為增強青少年心肺耐力提供理論基礎。

1 心肺耐力與最大攝氧量

最大攝氧量（maximal oxygen uptake，VO2max）是指機體每分鐘運動時吸入并被機體利運用的氧氣的最大量，或身體大部分骨骼肌較長時間進行劇烈運動時，心肺功能和肌肉利用氧氣的能力達到身體極限狀態(tài)時，單位時間所能攝取的氧氣量。我國成年男性最大攝氧量絕對值約為3.0～3.5 L/min，相對值約為50～55 mL/kg·min；女性約為2.0～2.5 L/min，相對值約為40～45 mL/kg·min。優(yōu)秀耐力運動員約為4～6 L/min[6]。測定方法有以下兩種。

1.1 直接測定法

該方法是指受試者運用功率自行車等負荷器材在操場或室內(nèi)進行自身的極限訓練，運用氣體代謝儀測出最大攝氧量的數(shù)值。該方法精確、可靠，但花費高而且操作復雜，不適合大規(guī)模的測試。

1.2 間接測定法

它是指受試者在進行亞極限負荷運動時，依據(jù)他的攝氧量、心率和心率所對應的做功數(shù)值等，推算出最大攝氧量的值。目前用的較多的是20 m折返跑、庫博12 min測試、臺階測試和Astrand-Ryhmin列線圖法等。陳嶸[7]等人認為，評定人體心肺功能時，20 m折返跑和庫博12 min跑的訓練方法的有效性要好于臺階測試的方法。

1.2.1 20 m折返跑法

采用由美國有氧研究所Fitness gram提供的CD，是Leger和Lambertmin共同建立的錄音帶[8]。以單程跑20 m一次記下數(shù)值為1 lap，來回跑20 m一次記下數(shù)值為2 laps，按照此方法得到最后成績，訓練結(jié)束時的最大速度為最后跑速（running speed at the final completed stage of the 20-mSRT），計算的公式為[9]：MAS=8.5+0.5×運動終止時達到的最高級別（stage max）。

1.2.2 庫博12 min跑測試

庫博博士[10]在研究115人進行12 min跑時發(fā)現(xiàn)：它的訓練成績與最大攝氧量相對值之間呈高度相關（r=0.897）。進一步表明，12 min跑的運動成績可以間接推算出最大攝氧量的相對值。蔡秋和王步標等人[11]選取30人進行的研究也發(fā)現(xiàn)兩者具有相關性（r=0.741）。相對比得出，最大攝氧量絕對值的相關性12 min跑要優(yōu)于1 000 m跑測試方法。因此，有氧供能消耗的比例12 min跑的消耗高于1 000 m跑。

1.2.3 臺階負荷推測法

是指利用臺階為測試模型，通過測定受試者體重和第五分鐘訓練時的心率來預測最大攝氧量數(shù)值。

最大攝氧量的判斷標準為[12]：(1)隨著負荷的逐漸增長，身體的吸氧量不變或呈下降趨勢；（2）呼吸商≥1.10；（3）最高心率≥180次/min；（4)經(jīng)反復鼓勵仍不能堅持運動。滿足其中三項就可以判斷最大攝氧量。

相關結(jié)果發(fā)現(xiàn)最大攝氧量具有一定的遺傳性[13]，因為血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）由基因決定。當損耗同樣多的能量時，體內(nèi)動用較多ACE-I基因的運動員能做出較多的有用功[14]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，進行長期規(guī)律性的耐力訓練可在某種程度上增強身體的最大攝氧量。最大攝氧量與其訓練成效聯(lián)系密切，在一定程度上可以預測運動成績。但最大攝氧量并非是影響他的獨一因素，此外，最大攝氧量還可以作為評定機體有氧能力、運動員選材以及制定訓練計劃的指標和依據(jù)。因此，準確評定最大攝氧量對提高心肺耐力具有重要的影響。

2 心肺耐力與無氧閾

無氧閾(AT)是指機體隨著訓練量的增加，由有氧供能逐步向無氧供能轉(zhuǎn)變的臨界點。它是用來評價人體最大有氧運動能力的重要指標，通常以血乳酸含量達到4 mmol/L時所對應的心率或強度來測得。由Wasserman[15]首次提出并確定其數(shù)值，引起了同領域?qū)＜覍W者的關注并驗證其研究。其測定方法有以下兩種。

2.1 乳酸閾測定法

它是以乳酸-強度曲線為機理，采用逐步遞增的方式獲得。它的強度越大，說明它的有氧代謝能力加強。經(jīng)過某一階段的訓練后，如果受試者乳酸閾強度提高，有氧代謝也逐步提高，表明訓練效果較好；反之，則訓練效果差，訓練強度過大。

2.2 通氣閾測定法

它是指人體在進行逐級遞增負荷運動時，肺通氣量呈現(xiàn)迅速增加的拐點，即通氣量與運動強度之間失去聯(lián)系的拐點。該法具有客觀、無創(chuàng)、精確的特點，可較為切確的測出受試者的無氧閾，進而評價受試者的有氧能力。

無氧閾的判斷標準[16]：（1）VE、VCO2出現(xiàn)非線性增加的拐點；（2）VE/VO2突然增大，并且VE/VCO2不下降；（3）呼吸商（R）忽然增高的拐點（通常RQ=1）。

無氧閾主要反映肌肉對氧的利用能力，人體在逐級遞增負荷運動中，乳酸從開始直至積累到最大攝氧量時的百分利用率。

李俊勇等[6]研究發(fā)現(xiàn)，無氧閾同最大攝氧量相似，男生12 min跑成績大于1 000 m跑。進一步得出12 min跑不僅可以用來評定人體有氧工作能力，還可以反映學生的有氧耐力。吳衛(wèi)等[17]研究表明，VO2max與AT具有顯著性的正相關（r=0.766，P<0.05），VO2max與AT(%VO2max)無顯著相關（r=0.351，P>0.05），提示：VO2AT可能以VO2max為基礎，受遺傳影響較大，而AT(%VO2max)主要受訓練變化影響較大。運動員有氧能力的提高并不完全是最大吸氧量增長的結(jié)果，而是由于骨骼肌代謝能力的提高導致能量供應效率提高的結(jié)果。研究已經(jīng)證明：A T標志著無氧代謝效率的水平與有氧能力有非常密切的聯(lián)系。

3 心肺耐力與最大攝氧量平臺

最大攝氧量平臺的持續(xù)時間(VO2maxPD)是指在獲取最大攝氧量數(shù)值時，跟著訓練強度的逐步增加，而攝氧量值不變，攝氧量在最高水平維持的時間。這一概念是由陸紹中[18]提出的。它的提出對耐力項目運動員的選材及訓練方法的選取都有一定的研究價值，但對其詳細的解釋還有待進一步研究。與VO2max類似，心肺功能是制約它的主要的生理機制，取決于血液攜帶氧氣的能力、心臟的泵血功能和血流動力學等。

VO2maxPD的判斷：隨著運動強度的增加，VO2在一定程度后不在增長并且逐步落后于VE的增長，呈現(xiàn)平臺狀態(tài)，逐步與VE出現(xiàn)分叉，根據(jù)分叉情況并結(jié)合VO2max的判斷原則來確定VO2maxPD[19-21]。

李俊勇[16]等人在研究男生12 min跑成績同最大攝氧量平臺的相關性時得出，兩者沒有相關性，表明VO2maxPD可能是從另一個方面反映有氧能力的重要評價指標。VO2maxPD反映了機體的速度保持能力或稱速度耐力。在胡國鵬[22]的研究中，VO2maxPD與中長跑成績高度相關(r>0.80)，與VO2max、VT相關系數(shù)介于0.67～0.72之間，是一個有效的反映中長跑運動員有氧耐力的指標，反應了機體保持高強度的能力。與VO2maxPD相比，VO2max和AT更能周全地體現(xiàn)機體的有氧運動能力，所以VO2max和AT都應成為發(fā)展機體有氧運動能力的評價指標。

陸紹中[23]研究兩組不同等級球類運動員的VO2max和VO2maxPD都有統(tǒng)計學意義，而且運動員的VO2max PD與在跑臺上運動的能力具有較強的相關性(r=0.723，P<0.01)。李開剛[24]等人得出游泳運動員，尤其是男性，他們的VO2maxPD與血紅蛋白具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）和相關性，男女運動員VO2maxPD與乳酸清除率之間的關系均具有非常顯著性的相關。王翔[25]也得出普通大學生VO2maxPD與12 min跑成績具有十分顯著性的聯(lián)系。

4 心肺耐力與最大攝氧量速度

1984年，Daniel[26]從理論上通過次最大強度時攝氧量-速度的關系提出了（Velocity associated with VO2max(vVO2max，最大攝氧量速度) 的概念，并認為這是整合了VO2max和跑步效率(RE，running economy) 等參數(shù)的又一心肺耐力評定的有效指標。近些年的研究表明，vVO2max有多種不同的含義。為了方便獲得，vVO2max一般被認定為在逐漸增加負荷的運動實驗中獲得VO2max能力時的跑速[27]，也有用最大有氧速度(maximal aerobic speed，MAS)來表示。伴隨研究的深入，vVO2max的研究有兩種代表性的方法，一是以Daniel[26]為代表，通過間接推算法推算它的數(shù)值；另外一個是以Billat[28]等人為代表，在實驗室通過逐級遞增負荷測試得出的數(shù)值。

在胡國鵬[22]的研究中，雖然很難說明vVO2max是整合了VO2max和RE的有氧耐力指標，但充分說明，vVO2max與有氧耐力有關，它與1 500 m，5 000 m，10 000 m成績高度相關。在研究中他指出，vVO2max與中長跑成績相關系數(shù)介于0.801～0.878之間，與VO2max等其他心肺耐力評價指標等呈中度相關(r>0.6，P<0.01)，反映了機體達到VO2max時的臨界狀態(tài)和耐力水平，是另外一個耐力評定的有效指標。多半研究得出，vVO2max訓練可以縮短機體在VO2max水平下的總體訓練時間。Billat等[29]人發(fā)現(xiàn)間隔30 s進行訓練時，會獲得佳的強度并且與能夠及時得到休息，使運動員的總訓練時間可以提高到10 min(83%Tmax)。

5 結(jié)語

VO2max用來體現(xiàn)機體有氧能力的綜合情況，不但能夠表明心肺功能狀況，而且能與機體多種機能緊密聯(lián)系，同時體現(xiàn)了機體能到達VO2的最大值。

AT能高水平的反應機體利用氧的能力，也是VO2max的外周機制和其組成要素之一。

VO2maxPD用來反映身體機能調(diào)節(jié)系統(tǒng)和氧運輸系統(tǒng)，從而保持較高能力的氧供應和最大攝氧量以及綜合利用氧的能力。

vVO2max通常用來中長跑運動員運動監(jiān)測、運動強度和運動時間的制訂以及比賽成效等方面。

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Research on Cardiopulmonary Endurance Evaluation Index

Yao Yajuan1Wen Lihua2Zhu Lin3*
(1.Guangzhou Sports University; 2.Guangdong Province Football Center;3.Department of Sport and Health,Guangzhou Sports University,Guangzhou Guangdong,510050,China )

By looking up the literature of cardiopulmonary endurance index data, expounds the concept of cardiopulmonary endurance.And reflect cardiorespiratory endurance of several important indicators-Maximal Oxygen Uptake(VO2max), Anaerobic Threshold (AT),Maximal Oxygen Uptake Platform Duration (VO2maxPD), Maximal Oxygen Uptake Speed(vVO2max)conducted a comprehensive analysis, etc.,also discussed the concept of these indicators,measurement and applications. Provide theoretical guidance for young people as well as determination of cardiorespiratory endurance cardio endurance training.

Cardiorespiratory endurance; Maximal oxygen uptake; Threshold; Maximal oxygen uptake platfoum

G80-32

A

2095-2813(2017)07(a)-0010-04

教育部人文社科研究項目（項目編號：13yjc890050）,青少年心肺耐力有效監(jiān)測方法和心肺耐力預警參數(shù)及預警機制構(gòu)建的研究。

姚亞娟（1992—），女，漢，河北唐山人，碩士研究生在讀，研究方向：運動與健康促進。

朱琳（1975—），女，漢，黑龍江人，博士，教授，研究方向：體質(zhì)健康與健康促進，運動員生理機能評定，E-mail：40848567@qq.com。

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.19.010