運動訓練中的若干運動生理學常用指標研究

張天虹

運動訓練中的若干運動生理學常用指標研究

張天虹

本文結合運動實踐，通過文獻資料法，對運動訓練中的心率、最大攝氧量、無氧閾、乳酸等運動生理學常用指標進行了系統研究，以希對運動訓練、全民健身運動中的運動生理學指標的選擇有所幫助，對提高科學化訓練水平有一定實踐意義。

運動訓練；運動生理學；指標研究

科學化訓練是現代運動訓練的基礎之一，而科學化訓練中離不開合理、科學應用運動生理學等基礎學科的指標。為此，本文結合運動實踐，通過文獻資料法，對運動訓練中的若干運動生理學常用指標進行了系統研究和分析，以希對運動訓練、全民健身運動中的運動生理學指標的合理選用有所幫助，對提高科學化訓練水平有一定實踐意義。

1 心 率

心率的變化可以反應心臟的功能狀態、身體機能狀況及訓練負荷強度。對運動員心率的測試包括晨起安靜心率、運動中心率、運動后心率。

1.1 晨起安靜心率（晨脈）

晨起安靜心率（晨脈）是早晨運動員剛醒來，起床前測1min的脈搏次數。優秀游泳運動員的晨起安靜心率較慢，通常為40—50次/min，正常范圍是40—80次/min。耐力項目游泳運動員晨起安靜心率可達35次/分。如果晨起安靜心率升高5次/min以上，并持續3天不恢復，提示可能訓練強度過大機體還沒有完全恢復；若升高達10次/min以上，提示有過度疲勞或疾病發生出現。在有上述癥狀出現時要詢問運動員的睡眠狀況，排除睡眠對心率的影響。經過系統的周期訓練后，運動員的晨起安靜心率下降，說明運動員的身體機能增強[1,2]。

1.2 運動中心率的監測

心率是探查運動員身體機能狀態的窗口。運動中心率與運動強度，攝氧量與能量代謝之間存在著顯著的線性關系，尤其當心率變化范圍在110—180bmp/min區間時[3,4]。洪平[2]，在應用心率監控游泳訓練的研究中也提出，隨著運動強度的增加，心率也隨之升高，當以同樣的強度持續運動超過2—10min，心率就停留在一定水平上（穩定狀態）。在達到“穩定狀態”之前，心率與運動強度之間基本是呈線性相關。因此，在心率達到穩定狀態之前，心率可以作為運動強度的指標。當訓練強度繼續增加達到并超過了最大攝氧量（V02max）水平時即開始無氧代謝系統供能，此時的心率也不能反應運強度。利用心率監測運動強度時應注意：（1）在最大攝氧量水平之內心率可以評價訓練強度。（2）運動時的最大心率不一定就是最大運動強度。當運動強度達到最大攝氧量時，心率就己基本達到最高水平。當繼續增加強度，此時心率不能反應運動強度。（3）在短時間大強度運動時，運動后即刻心率卻要比最大心率低。短距離的全力游不能用最大心率次數作為訓練強度指標。（4）每一個人的最大心率是不同的，即使同項目的運動員心率也可相差30次/min左右。在安排訓練強度時，簡單地以心率絕對次數作為訓練強度指標，則可能造成兩種不同的結果。（5）不同距離項目運動員心率的上升速度不同特別是短距離運動員，當以最大心率次數減10—20次/min的強度訓練時，心率的上升速度要比長距離運動員快。（6）訓練的項目不同，應用的肌群不同，用的能量也不同，心率的變化也不同。在游泳運動中下肢肌群比上肢肌群發達，因此在訓練中打腿比劃手訓練引起的運動心率變化要大。（7）海拔高度對心率的影響。心率也是評價訓練效果的常用指標。心率對運動負荷的適應性變化是完成同等負荷時心率水平逐漸降低。在運動實踐中可應用心率對某一運動項目做階段性的評價，評定運動員對訓練的適應情況，合理安排運動員下一周期的訓練。

表1 俄羅斯能量訓練分類和訓練監控方法

表2 女子水球運動員身體形態及某些訓練監控指標變化的研究

1.3 運動后心率

對運動后心率的監控，主要是看運動員的恢復情況。在完成相同運動負荷時，運動員心率恢復加快，提示運動員身體機能狀態良好，對訓練負荷適應。在運動訓練中比較方便的掌握運動員的狀態，調整訓練項目。

2 最大攝氧量

2.1 最大攝氧量的生理意義

最大攝氧量（VO2max）是指人體在進行有大肌肉群參加的力竭性運動過程中，當氧運輸系統的心肺功能和肌肉的氧利用能力達到本人的極限水平時，單位時間內所能攝取的氧量，是反映機體有氧運動能力及體適能。最大攝氧量是反映運動狀態下機體在極限負荷運動時心肺系統的儲備功能，是評定運動員有氧代謝能力的重要指標之一。最大攝氧量可分為絕對值（VO2L/min）和相對值（V02ml/kg/min）兩種表示方式。在體重影響運動成績的項目中相對最大攝氧量的意義較大[5,6]。

最大攝氧量從童年到成年的變化比較穩定，在11-12歲時，VO2max的值與成年人的相關系數最大。VO2max受遺傳因素的影響比較大，1971年kessouras等對25對雙生子（巧對單卵雙生、10對雙卵雙生）研究時，指出VO2max的遺傳度為93.4%。很多學者研究也指出：VO2max的遺傳度可達69%～ 93%，其可訓練性是有限的，一般可以提高5-25%[6-8]。通過對兒童最大攝氧量的測量可以間接的推出成人期的值，因此對運動員選材尤其是耐力性項目的選材是一個重要的指標。

2.2 各項目的最大攝氧量

李泱等應用功率自行車的測試方法，對30名優秀耐力性項目運動員進行V02max的測定，不同項目之問比較發現：測試的V02max男子自行車、女子自行車、男子游泳VO2max、分別是4.593士0.224、3.637士0.43、3.891士0.32（L/min）；VO2max/kg的結果分別是62.83士3.76、53.17士5.57、57.47士5.28（ml/min/kg）。有研究表明：不同負荷方式的適應和增加負荷強度不是影響VO2max的主要因素，更重要的是不同負荷方式所動員的參與工作的骨骼肌的多寡和募集方式不同。李之俊等[35]在1995年對兩年訓練后女子游泳運動員測得的VO2max、、VO2max/kg分別是2.8土0.43、49.2士8.4。在上世紀60年代，Miyashite報道游泳運動員的VO2max、，男子是4.36士0.41L/min，女子是2.92士0.18L/min。Neumann等（1988）報道，游泳運動員的相對最大攝氧量分別是60－70ml/kg/min（男）和55－60ml/kg/min（女）。李開剛等（2003）報道，利用跑臺進行遞增負荷運動測定我國優秀游泳運動員VO2max，男子為3.81士0.31L/min，女子為2.79士0.39L/min[9]。

肖國強等[10]報道了廣東省手球運動員的最大攝氧量，男子：4.01士0.44（L/min），女子：3.24士0.33（L/min）；相對最大攝氧量，男子：50.2士5.2（ml/min/kg），女子：45.2士3.2（ml/min/kg）。蘇全生等[11]，用功率自行車測定了18名中國女子手球運動員的最大攝氧量，其絕對值是3.55士0.27L/min、相對值是52.4士4.lml/min/kg，同時世界冠軍韓國隊的最大攝氧量的絕對值是3.66L/min和55.3ml/min/kg。陳德春等[8]，在對我國優秀女子籃球運動員VO2max與部分有氧能力相關指標的研究中測得，我國優秀女子籃球運動員的絕對最大攝氧量4.04士0.42L/min，相對最大攝氧量53.73士4.55ml/min/kg。

2.3 運動訓練對最大攝氧量的影響

秦宇飛[12]在對女子賽艇運動員亞高原訓練研究時指出，通過18周的亞高原（海拔1500米）訓練，運動員的最大攝氧量、相對攝氧量和肺通氣量這三個指標發生了顯著的變化，最大攝氧量提高了11.2%。劉慶青[13]在研究優秀男子中跑運動員冬訓時，在應用組合訓練方式，在一定有氧訓練的基礎上，通過負荷量和負荷強度的合理搭配，得出在冬訓前后最大攝氧量變化有顯著性差異，其中最大攝氧量增長了9.49%；相對最大攝氧量增長了9.58%。李之俊等[7]通過縱對比研究兩年游泳系統訓練后，男女游泳運動員的最大攝氧量的絕對值和相對值有所提高，但無統計學意義。

從以上研究可以看出，通過對訓練前后運動員的VO2max的測試、對比，運動員的VO2max對訓練反應是不同的，有的通過訓練得到提高，并且有顯著的統計學的變化，有的有提高但是無統計學意義，有的甚至會出現下降情況。這些結果也說明了人體的VO2max受遺傳影響很大，提高比較困難，但通過科學的運動訓練是可以提高的。根據運動員的特點制定合適的訓練計劃和訓練內容是訓練的關鍵。同時可提示了運動選材時測定VO2max是有重要意義的。

3 無氧閾（AT）

3.1 無氧閾的生理意義

無氧閾是指進行漸增強度負荷運動時體內的能量代謝由以有氧代謝為主轉向更多地依賴無氧代謝過渡的拐點，它是Wassermann于1964年提出的。1986年WaSSermann修改了無氧閾概念：人體在長時間亞最大運動負荷過程中，保持血乳酸濃度以及血乳酸/丙酮酸比值不持續增加的最高氧耗值。由于該代謝供能模式的轉變是以缺氧導致乳酸產生，并繼發性的引起肺通氣快速增加為依據進行判別，無氧閡能夠反映骨骼肌對氧的利用能力。目前常用的無氧閾測試評價方法包括有創法和無創法。無創法是通過有通氣變量、心率、積分肌電值確定的無氧閩，有創法是通過測試血乳酸確定的。運動訓練實踐中應用的主要有通氣閾、心率閾、乳酸閾等，其中乳酸閾最常用[1,14-15]。目前國內外對無氧閾的機制有不同的意見，但AT作為評價運動員的有氧能力的重要指標之一，已被國內外的學者認同，并且己經在運動實踐中廣泛應用。

3.2 運動訓練對無氧閾的影響及無氧閾在實際中的應用

已有資料表明：vOZnla、和AT時攝氧量是受不同的生理機制制約的。VO2max主要與心輸出量等中央因素有關，而AT時攝氧量主要受外周機能狀況、肌細胞的耗氧能力、呼吸酶活性等因素影響。VO2max主要受遺傳因素的影響較大，AT與訓練的相關性較大。Davisz（1979）和物shida（1982）通過8周的75一90%VO2max強度的訓練，其結果顯示AT分別顯著提高44%和37%。李之俊（1995）對兩年的游泳訓練的運動員測試VO2max和AT，指出最大攝氧量絕對值和相對值無顯著性變化，無氧閾在訓練后男女運動員分別提高58.2%和33.5%。最大攝氧量是乳酸閾的基礎，許多學者研究得出二者之間有高度相關，其相關系數（r=0.85——0.95）。因此VO2max是基礎，AT是提高運動成績的關鍵[16、17、7]。

乳酸閾、心率閾是目前應用最廣泛、最簡捷的方法，在運動訓練中應用廣泛。大多數的學者都認為血乳酸濃度為4mmol/L時所對應的強度（速度）為乳酸閾強度（速度），在游泳項目中已經廣泛應用乳酸閾速度的訓練來提高運動員的有氧代謝能力[18]。

4 乳 酸

乳酸是評定運動訓練中物質能量代謝程度和運動員代謝能力的主要指標。血乳酸與能量系統供能之間的關系是：血乳酸低于4mmol/L，是磷酸原供能為主；有氧氧化系統供能為主時，血乳酸在4mmol/L左右；以糖酵解供能為主時，血乳酸都在4mmol/L以上，最高可達15mmol/L。對運動項目的能量供給的方式的掌握可以為訓練提供科學的指導。乳酸的主要生成場所是骨骼肌，其中骨骼肌中的快肌纖維是主要的乳酸生成場所。在正常情況下，肌乳酸和血乳酸之間的濃度平衡大約需要4——10分鐘，因此對于各項目的不同特點選取測試的時間是重要的。血乳酸是運動訓練中運動強度的監控指標。目前在國內的各個項目中已廣泛應用，包括賽艇、皮劃艇、自行車、游泳等項目。在游泳項目中陳運鵬將血乳酸、心率結合來監控訓練強度和物質的能量代謝。

表3 陳運鵬推薦的8級強度分類法

血乳酸也是運動員運動能力提高的檢測手段之一。對同一個體大運動量訓練前后的血乳酸的比較，可以評價運動員的訓練效果。對耐力性項目的運動員，完成相同亞極量運動負荷時，水平高的運動員的乳酸水平低。而速度性項目的運動員則相反，水平高的運動員血乳酸濃度水平高。同時運動后血乳酸的恢復速率還可以反映機體的有氧代謝能力。在完成相同的運動后血乳酸的恢復速度快代表機體的有氧代謝能力強。根據乳酸的這些特點，可以用做運動員的選材及評定訓練的效果。

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Research on Several Sports Physiology Index Commonly Used in Sports Training

ZHANG Tian-hong

Combined with sports practice and by using the method of documentation, This thesis systematically studies the exercise physiology index, Such as HR, VO2max, AT, La and so on. Such a study not only can offer helps to choose exercise physiology index in sport training and nationwide fitness programs but also has a profound practical meaning in improving the scientific sport training level.

Sport training；Exercise physiology index；Index research

G804.2

A

1007―6891（2013）06―0037―04

2013-07-21

四川音樂學院, 四川 成都，610041。Sichuan Consrvatory of Music, Sichuan Chengdu, 610041, China.