手球運動員體成分與生理機能特征分析

張 晶，柏友萍，戴園園，許曉東

College of Physical Education，Anhui Normal University，Wuhu Anhui，241000

隨著現代競技體育水平的迅速發展，人們已充分認識到運動員的身體成分、生理機能與運動能力密切相關。身體成分（Body Composition，BC）是指人體體內各種構成成分的含量，其重量即指體重，包括脂肪成分和非脂肪（包括水、無機鹽、蛋白質）成分兩大類［1］。心肺機能和肌肉力量是檢測和評價運動員身體素質和運動訓練產生良好適應的重要指標［2］。身體的結構和成分比例是否合理、生理機能強弱等，對有效控制體質量、科學合理安排訓練、保持最佳競技能力十分重要［3］。

手球運動的技術動作多樣，由奔跑、跳躍、投擲、魚躍、倒地、滾翻、劈跨撲擋等多種基本技術動作組合而成。比賽要求參加者能跑得快、跳得高、跳得遠、反應迅速、射門有力、傳球準確、腳步靈活［4］。手球運動是同場對抗的集體球類項目，具有變化性、娛樂性、團隊性以及競技性的特點，要取得比賽的勝利，需要隊員、隊伍的技戰術、體能、意志、團隊意識有機融合優化［5］。

近年來，對中國某些運動項目運動員身體成分及生理機能的研究已有許多報道［6－8］，但對手球運動員身體成分及生理機能的綜合特征進行研究并不多見。通過對手球運動員與普通大學生在心血管系統、呼吸系統的功能、體成分、肌肉力量等多方面的比較分析，探討手球運動員體成分與生理機能的特征，為手球運動員科學選材和運動訓練提供理論參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

在安徽師范大學體育學院運動訓練手球專業選取37名男、女運動員為運動組，非體育專業、未經系統體育訓練的33名大學生為對照組，均為身體健康、無家族遺傳病史，年齡、性別無明顯差異。在試驗測試中，因種種原因沒有完整測試下去，或測試中數據有誤，最終獲得有效數據的人數為運動組31人（男子20人，女子11人），對照組31人（男子20人，女子11人）。運動組與對照組的一般情況見表1。

表1 研究對象分組一般情況（X±SD）

1.2 研究方法

1.2.1 確定指標

盡可能全面地收集手球運動員的身體成分和機能的測試指標與方法，結合本體育學院現有的儀器設備對運動組和對照組進行可行性指標測試。為保證數據的準確性，測試前對檢測人員進行培訓，對每臺儀器進行預試驗校正，由同一檢測員、同一儀器、同一時間點對受試者進行測試，減少系統誤差。測試時的室內溫度為26℃左右，測量身高、體重、體成分均禁食12h，禁水6h。

1.2.2 測試指標

1）常規指標及體成分測定

進行身高、體重、安靜心率和安靜血壓、肌肉重量、原地縱跳、俯臥撐（男）和1min仰臥起坐（女）、體成分測定。

采用身高體重測量儀測量身高與體重；使用韓國生產的Biospace In Body 3.0測定儀測定體成分；令受試者靜坐15 min以上，用北京四通松下有限公司生產的（型號為EW277）電子血壓測定儀測定靜息心率（RHR）、血壓即收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP），脈壓差＝收縮壓－舒張壓。

2）心功能測定

進行心搏出量、每分心輸出量、心搏指數、心臟指數、左心室心搏做功指數、左心室做功指數、左心室有效泵力、心肌耗氧量、左心室心肌能量有效利用力等測定。令受試者靜坐15 min以上，用安徽中科生產的VERSION 3.0E，AZN－E30型心血管功能檢測儀測定。

3）肺功能測定

進行肺活量、最大肺通氣量、每分通氣量等測定。測試前對受試者進行簡單培訓，讓其學會完全用嘴呼吸，并領會測試要點。測試時，令受試者站立夾上鼻夾，用日本生產的MINATO，AS－505型肺功能儀測定。

4）肌力測定

原地縱跳：受試者在原地盡量垂直向上跳起，測試三次，取最大值。

俯臥撐：受試者雙手撐地，手指向前，雙手間距與肩同寬，身體挺直，屈臂使身體平直下降至肩與肘處于同一水平面，然后將身體平直撐起，記錄一次完成的個數。

1min仰臥起坐：受試者仰臥于墊上，兩腿稍分開，屈膝成90°左右，兩手手指交叉抱于腦后，記錄1min內能完成的個數。

1.2.3 數據處理

所有測試數據均由Spss13.0統計軟件完成。數據采用均數±標準差（X±SD）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為有顯著性差異，P＜0.01為有非常顯著性差異。

2 研究結果

2.1 體成分的特征

表2可知：手球專業的學生與普通大學生在身體細胞量、細胞內液、蛋白質、無機鹽存在非常顯著性差異（P＜0.01），細胞外液存在顯著性差異（P＜0.05），身體密度、上肢皮下脂肪、胸皮下脂肪、下肢皮下脂肪無顯著性差異（P＞0.05）。

2.2 靜息心率和血壓的特征

表3可知：手球專業的男生與普通大學男生在安靜時舒張壓有明顯差異（P＜0.05），靜息心率有顯著性差異（P＜0.01），收縮壓和脈壓差無明顯差異（P＞0.05）；手球專業的女生與普通大學女生在靜息心率方面有顯著性差異（P＜0.01），但安靜時的收縮壓、舒張壓和脈壓差無明顯差異（P＞0.05）。

表2 對照組與運動組男女人體組成成分比較（X±SD）

表3 對照組與運動組男女心率與血壓的比較（X±SD）

2.3 心臟動力學參數的特征

表4得知：手球專業的男生與普通男大學生在心搏出量、每分心輸出量、左心室有效泵力、左心室噴血阻抗、心肌耗氧量和心肌耗氧指數等存在明顯差異（P＜0.05），其中心搏出量和心肌耗氧量存在顯著差異（P＜0.01），但心搏指數、心臟指數、左心室心肌能量有效利用率無明顯差異（P＞0.05）；手球專業的女生與普通女大學生在心搏出量、每分心輸出量、左心室有效泵力、心肌耗氧量等存在明顯差異（P＜0.05），但心搏指數、心臟指數、左心室噴血阻抗、左心室心肌能量有效利用率、心肌耗氧指數等無明顯差異（P＞0.05）。

2.4 肺通氣能力的特征

從表5得知，手球專業的男生與普通男大學生在靜息肺活量、用力肺活量、每分最大通氣量存在顯著差異（P＜0.01），每分靜息通氣量存在明顯差異（P＜0.05）；手球專業的女生與普通女大學生在靜息肺活量、用力肺活量存在顯著差異（P＜0.01），每分最大通氣量存在明顯差異（P＜0.05），每分靜息通氣量無明顯差異（P＞0.05）。

2.5 肌肉力量和肌肉重量的特征

從表6可知：手球專業的學生與普通大學男、女生原地縱跳存在顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01），男生俯臥撐、女生1 min仰臥起坐存在非常顯著性差異（P＜0.01）。

2.6 BMI、肥胖度、體脂百分比的特征

從表7中可知：手球專業的學生與普通大學男、女生在身高、體重存在顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）；男生體脂肪、體脂百分比存在非常顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）；女生在BMI、體脂肪、體脂百分比無顯著性差異（P＞0.05）。

3 討論

3.1 體成分特征分析

身體成分的結構和比例是否合理，對有效控制體重、科學合理安排訓練、保持最佳運動能力十分重要。不同的運動項目和運動形式對運動員身體成分的要求也各不相同［9］。手球項目運動員的體成分不僅有自己本身的特點，而且與訓練水平有關，不同訓練水平的運動員其體成分各異［10］。張虎等人的研究表明有氧健身運動能夠改善身體成分［11］。本研究發現：手球運動員與普通大學生在身體細胞量、肌肉重量、細胞內液、細胞外液、蛋白質、無機鹽存在顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）。比較大學生體質測量男子身高體重標準［12］，本研究中手球運動員體重值略超出正常范圍，大部分為正常或超重，這一特點體現了手球運動對運動員身體對抗性的強烈要求。體內的脂肪和去脂體質量從力學上和能量代謝上對機體產生不同的作用［13－14］。研究證實，運動員的絕對和相對去脂體質量與運動成績呈正相關。去脂體質量大，說明肌肉重量大，肌肉力量的潛力也大［15］。總之，保持適宜的體制百分比，對發展肌肉力量，提高運動成績有積極作用。

表4 對照組與運動組男女心臟功能比較（X±SD）

表5 對照組與運動組男女肺功能的比較（X±SD）

表6 對照組與運動組男生肌肉力量的比較（X±SD）

表7 對照組與運動組男女BMI、肥胖度比較（X±SD）

3.2 靜息心率和血壓特征分析

手球運動項目特點要求運動員有良好的速度、耐力水平。常云等對中國不同項目優秀運動員安靜心率的研究顯示：男運動員安靜心率平均值為58.95次／min，女運動員為59.02次／min，男比女均數低0.07。Frike等認為，優秀運動員安靜時心縮力增強導致的心搏量增大是產生心動徐緩的主要原因，運動性心動徐緩多由于交感神經張力降低或敏感性減小，而迷走神經張力升高或敏感性增強所致。斯蒂格曼（Stegemen）等則強調心率是受外周機制所控制的，按照這個觀點，高心搏量是心率緩慢的結果。蒂波頓（Tipton）的動物實驗說明迷走神經沖動的敏感性增加才使心率減慢［16］。從表3可看出：手球運動員與普通大學生安靜心率相比明顯偏低（P＜0.01）。有資料報道，心率的變化是由于神經系統激活水平上升，引起植物性神經活動變化而造成的。運動員安靜時出現的心率減慢是交感神經和迷走神經對心臟竇房結的控制關系發生了變化。一般情況下，交感神經與迷走神經對竇房結作用的比例為25∶50，而經過訓練可使這種比例關系改變為15∶50，也就是說：訓練使交感神經和迷走神經的張力都有所下降，而以交感神經張力下降更為明顯，從而使心率降低［16］。收縮壓的高低反映心臟每搏輸出量的多少，舒張壓的高低反映外周阻力的大小。

3.3 心動力學參數特征分析

安靜時心臟每分鐘可射出4－6L血，但在重體力活動時，射血量可達此值的5倍。英國生理學家斯塔林（Starling）指出，心舒期容積增大，可增強心收縮力量，使搏出量增加［16］。本研究結果表明，手球運動員與普通大學生在心搏出量、每分心輸出量、左心室有效泵力、心肌耗氧量等存在明顯差異（P＜0.05），其中心搏出量和心肌耗氧量存在顯著差異（P＜0.01）。

在運動中心輸出量可以增加如此之多，是由于代謝活動增強對每分鐘博出量和心率的刺激作用，甚至在運動開始之前，支配血管和心臟的交感神經興奮就已使進入體循環的血液增加，并同時使心率增加。

3.4 肺通氣能力的特征分析

肺通氣功能是反映呼吸系統功能的重要指標，由呼吸肌收縮產生的動力克服肺和胸廓的彈性阻力和非彈性阻力而完成的。最大吸氧量是反映人體在極量運動負荷時心肺功能水平高低的一個主要指標，是評價運動員或一般人群身體工作能力的重要依據［17－18］。Nikolic和Baltaci等研究表明通過運動訓練可以提高機體的攝氧量；Mercier研究表明有氧訓練促進每搏量的增加，提高心輸出量，有氧能力也得到提高［19］。本研究結果表明，手球運動員與普通男大學生在靜息肺活量、用力肺活量等存在顯著差異（P＜0.01）。

長期運動訓練可使肺通氣量成倍增長，肺泡張開率提高，增大肺部的容積和吸氧量，使呼吸肌變得有力，安靜時呼吸加深，次數減少，運動時吸氧量增大，從而提高機體有氧代謝能力［20］。運動訓練有利于肺部氣體的交換，增加肺部毛細血管開放數量和開放程度，增大氣體擴散面積，幫助氧的運輸和肺部功能的改善，提高大腦皮質神經過程的均衡性和機能穩定性，提高呼吸和循環系統的機能以及最大攝氧量。

3.5 肌肉力量的特征分析

肌肉力量及肌肉力量耐力是身體素質的重要組成部分，也是體適能的重要內容之一［21－22］。對運動員來說在訓練中使肌肉體積得到適當增加，并保持有較大的肌肉力量則更為重要［23］。所以，肌肉力量是手球運動員運動機能的重要指標。手球運動員與普通大學生存在顯著性差異（P＜0.01），表明手球專業學生在肌肉力量及肌肉力量耐力均明顯高于對照組。手球運動的特點是一項對抗性強、拼搶激烈的間隙性運動項目。它要求運動員在20m×40m的場地上、60min的時間內完成，突破與堵截、射門與封球、傳接與搶斷等高強度的攻防任務，同時要求運動員快速移動、反復沖刺，在有身體接觸的激烈對抗中，完成各種難度和強度較大的射門和傳接球、封堵等技術動作和戰術配合，運動員必須擁有較大的肌肉力量以增強對抗能力［24］。肌肉力量越大在射門或投球的時候就能產生更大的力量和速度，肌肉力量越大可以更好的支持住手球隊員在比賽中的肌肉強有力的收縮［25］。因此，手球運動對提高大學生的肌肉力量有重要的意義。

3.6 體脂百分比的特征分析

體重是手球中備受關注的生理指標，是非常受到重視手球選材指標之一。體脂百分比是指體內脂肪含量占總體重的百分比，其公式為體脂%＝體脂重／體重×100%，是測試身體成分的一項重要指標。鄧沛玲等采用希思－卡特體型測定法，對195名（男86名）男女優秀手球運動員的體型特點進行了研究，發現女子手球運動員體型平均分值是5.06－3.47－2.88，并認為理想的體型應該是體脂適當，體重較輕，身材較高為佳［26］。Schuit等人發現六個月的有氧運動后，體重和體脂百分比并無明顯改變［27］。Snyder等人的研究發現運動后體脂含量降低與血脂改變的無顯著性相關［28］。國際上通常把體質指數（boby mass index，BMI）和體脂肪率作為衡量人體機能和素質的一項重要評判標準，其中體質指數是指體重與身高的關系，它能夠反映人體的胖瘦程度［29］。而本文研究發現，手球運動員與普通大學生在身高、體重存在顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01），男生體脂肪、體脂百分比存在非常顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）。因此，合理有效地控制體重、體脂百分比對科學合理地安排訓練、保持最佳運動能力十分重要。

4 小結

手球運動員與普通大學生的體成分之間存有差異。手球運動員在BMI、肥胖度、細胞量、蛋白質、細胞液方面占據優勢；在靜息心率、心博出量、心肌耗氧量、靜息肺活量、用力肺活量、每分最大通氣量、身體細胞量、蛋白質、無機鹽、肌肉重量、肌肉力量等指標明顯優于普通大學生。

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