自行車運動員進行功率自行車3種遞增負荷運動實驗比較有氧耐力研究

李鵬飛,馮葆欣,尚文元,張衛英,宗丕芳,宋國強

1 研究目的

功率自行車進行有氧耐力測試常采用遞增負荷運動實驗,即間隔一定的時間增加固定的負荷或功率。經典遞增負荷運動即3 min遞增法,瞬間的功率遞增幅度較大,如每3 min增加40～50 W,如果心肺功能及代謝水平不能在瞬間動員適應外加負荷,則就需要動用無氧糖酵解供能,易造成乳酸堆積,而且,假如運動員不能在本級負荷內適應相應強度,可能在未達到吸氧量最大值時因為肌肉疲勞而過早結束測試。因此,在此基礎上產生改良1 min遞增法,如每1 min增加20～25 W,縮短了遞增間隔,減小了遞增幅度。最新報道又有線性負荷遞增法,增加幅度更小,遞增時間更短,如每10～30 s增加10 W,功率遞增接近線性,運動員在測試過程中負荷變化比較平穩,比較容易適應,所得氣體代謝數據的變化也比較平穩,更易于有氧耐力的評估。

這3種遞增負荷運動實驗測定有氧耐力是否有差異,目前還未見文獻報道。本研究擬對40名男、女自行車運動員用3種方法進行測定比較。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

北京市蘆城體育運動技術學校自行車運動隊。男21人,年齡17±1.20歲,身高176±4.28 cm,體重71±5.10 kg,專項訓練年限3±1.19年；女 19人,年齡18±2.40歲,身高166.5±2.69 cm,體重61.4±4.98 kg,專項訓練年限2.4±1.25年。

2.2 測試方法及指標

1.起始負荷：女子/男子,80 W/100 W；

2.遞增負荷：3 min遞增法(3 min法）：女子/男子分別為3 min遞增40 W/50 W至力竭；1 min遞增法(1 min法）：女子/男子分別為1 min遞增20 W/25 W至力竭；線性遞增法(線性法）：30 s遞增10 W至力竭；

5.測試前檢測身高、體重,并在安靜狀態和力竭后4 min采集末梢血監測Lac；

6.測試前不要大強度、大運動量訓練,1周完成1次測試,每次測試40人,每天10人,上、下午各5人,共4天。間隔1～2周后重復1次,總計測試3次。

2.3 主要測試儀器

日本COMBI功率自行車、德國JAEGER Oxycon Pro心肺功能儀、美國 YSI-1500血乳酸儀。

3 結果

3.1 男子組

2.RQ,1 min法分別與3 min法和線性法有顯著性差異(P＜0.05）,線性法與 3 min法無顯著性差異(P＞ 0.05）；

3.Lac,線性法與3 min法有顯著性差異(P＜0.05）, 1 min法分別與 3 min法和線性法無顯著性差異(P＞ 0.05）。

表1 本研究男子組進行功率自行車3種遞增負荷運動實驗比較有氧耐力一覽表

3.2 女子組

2.RQ,3 min法分別與1 min法和線性法有顯著性差異(P＜0.05）,1 min法與線性法無顯著性差異(P＞ 0.05）；

3.Lac,1 min法與線性法有顯著性差異(P＜0.05）, 3 min法分別與 1 min法和線性法無顯著性差異(P＞ 0.05）。

表2 本研究女子組進行功率自行車3種遞增負荷運動實驗比較有氧耐力一覽表

4 討論

有氧耐力是指人體長時間進行有氧工作的能力。評價人體有氧耐力的最重要指標之一是O2max,其他參考指標還有HRmax、RQ、Lac等。簡言之,O2max是指在人體進行有大量肌肉群參加的長時間劇烈運動中,當心肺功能和肌肉利用氧的能力達到本人極限水平時,單位時間內(通常以每分鐘為計算單位）所能攝取的氧量稱為最大攝氧量,也稱為最大吸氧量或最大耗氧量。它反映人體最大有氧代謝能力,反映心肺功能對氧的轉運能力和肌肉對氧的吸收、利用的能力。不僅可用于評價耐力運動能力,還常作為運動員選材和評定運動員訓練狀態的生理指標之一。HRmax是反映運動強度的常用指標,也是反映心功能的一個常用指標,同時,運動中心率的變化還可用來評定心臟機能狀況、衡量體質強弱。RQ是CO2排出量和O2攝入量的比值,它反映了運動強度漸增過程中體內代謝性質由有氧代謝向無氧代謝的變化。血Lac是糖酵解的終產物,血Lac最高值與肌Lac最高值成正比,而肌乳酸與肌纖維收縮強度大小密切相關。

功率自行車測定有氧耐力即PWC170法,傳統如Sjostrand提出的實驗法,每次負荷的時間為3～5 min,運動員適應每級負荷時間較長,且每級負荷增加幅度較大,運動員容易疲勞。后又有改良1 min測試方法和線性測試方法。

國家體育總局體育科學研究所運動生理實驗室常年承擔國家級運動隊或集訓隊的有氧耐力專項測試或選材工作,出具測試結果供科研人員或教練員進行科研或教學參考。另外,國家隊經常會到各地參加比賽和進行訓練,由于時間和空間的原因,可能也會在地方科研院(所）和訓練基地進行功率自行車的有氧耐力測試。有氧耐力測試從準備到測試再到恢復所需時間較長、而且由于是力竭運動對于運動員來說也較痛苦,另實驗人員在測試過程中也要反復鼓勵、督促、保護運動員,往往一天測試下來雖測試例數不是很大但實驗人員也異常辛苦。因此,這些因素導致該類測試重復性低,實驗結果或數據異常珍貴,來之不易應更加珍惜。但同時,各單位的該類測試傳統和方法不盡相同,也沒有實驗室做過3種測試方法的比較而可以給予咨詢或借鑒,實驗人員在回答相關測試咨詢問題時也十分謹慎。

一面是實驗結果或數據非常珍貴,另一面是由于沒有進行比較而造成資源和數據浪費,上述實際測試工作出現的矛盾促使筆者開展本項比較實驗研究工作,選定一種測試方法。這樣做的好處是可以對各次、各地的測試結果進行橫向和縱向比較,即使不能選定一種測試方法,也對3種測試方法的可比性和測試結果的可參照性有較清楚的認識,在今后工作中遇到類似問題能給科研人員或教練員有較可靠的解釋,而且有利于各實驗室的數據結果等資源充分共享,也有利于其他科研人員對運動員進行長期的有氧耐力評價和診斷。

本實驗結果顯示,自行車運動員進行功率自行車3種遞增負荷運動實驗測定有氧耐力無顯著性統計學差異,3種遞增負荷運動實驗均可作為功率自行車進行有氧耐力測試的方法,但建議此類測試采用線性遞增負荷運動實驗。

5 結論

2.3種遞增負荷運動實驗的RQ、Lac指標的差異無顯著規律性。

3.3 min法、1 min法和線性法均可以作為功率自行車有氧耐力測試方法,不同方法最大耗氧量可以進行橫向和縱向比較。

4.線性遞增負荷運動實驗,可以在運動中根據受試者的實際情況隨時調整功率,增加幅度較小,功率遞增接近線性。運動員在測試過程中負荷變化比較平穩,比較容易適應,且多數運動員感覺此方法相對不太疲勞(缺【疲勞主觀評價量表】,Lac指標在3方法中最低但部分比較無統計學差異）。建議該方法作為功率自行車有氧耐力測試的最佳實驗方法。

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