游泳運動員最大攝氧量測試方法研究進展

中圖分類號：G861 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2013）12-000-03

摘 要 本文介紹了國內外游泳項目最大攝氧量的常用測試方法，包括陸上與水上不同的運動形式。通過對不同測試方法優缺點的比較分析，得出其涉及的大肌肉群以及運動形式越接近專項動作的測試方法，其測得值越準確。并指出正常游泳時如果能解決便攜式氣體代謝分析儀在水中使用的關鍵技術，將有可能成為簡單實用且準確的測試方法之一。

關鍵詞 游 有氧能力測試 最大攝氧量

有氧能力是指單位時間內氧被運輸到活動肌肉而被肌肉所運用的能力。評價運動員有氧能力的指標很多，其中最大攝氧量（VO2max）直接反映個人的最大有氧代謝能力。它綜合反映著運動員吸入O2（肺通氣和肺換氣）的能力、血液運輸O2的能力、組織換氣的效率以及組織利用O2的能力。有氧代謝系統是游泳中、長距離項目的主要供能系統。近年來我國游泳中、長距離項目運動成績的提高與許多教練重視有氧訓練關系密切。本文將對游泳運動員最大攝氧量的測試方法進行歸類總結。

一、游泳運動員的最大攝氧量

最大攝氧量（VO2max）是單位時間內運輸到活動肌肉中能被肌肉利用的最大氧量。最大攝氧量受遺傳因素的影響較大，合理的訓練能夠提高運動員的VO2max值，但幅度較小，一般不超過20%[1]。上世紀六十年代，Miyashite報道游泳運動員的最大攝氧量男子是4.36±0.41L/min，女子是2.92±0.18L/min[2]。Neumann等報道，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）[2]。Fernandes等報道，中距離游泳男子運動員的最大攝氧量為5.09±0.53L/min[3]。李開剛[4]等運用跑臺遞增負荷測試測得男運動員VO2max為3.81±0.3lL/min，女運動員為2.79±0.79L/min。倪東業[5]等在模擬比賽中測得高原女子運動員VO2max為3.46±0.80L/min。可以發現我國男子游泳運動員最大攝氧量平均值低于國外運動員，而女子則較接近。當然測試時的運動方式、運動員在不同的訓練階段和機能狀況以及受試者主觀努力程度都會影響測試結果[1]。因此分析運動員的最大攝氧量必須考慮測試工具或手段造成測試結果的差異。

運動實踐中，盡管關于最大攝氧量與游泳運動成績之間的關系一直存在爭議，但還是有不少報道表明，兩者之間存在密切的關系。Duche研究得出相對于上胸部橫截面（ML/min/AOFM）或者相對于全身面積（ML/min/BA）的最大攝氧量是預測100-400米自由泳成績的最好指標。韓玲[6]等通過水中道格拉斯氣袋法（Douglas-bag）發現最大攝氧量相對值與400米成績相關系數r=?0.63（P<0.05）和1500米成績相關系數r=?0.89（p<0.01），顯示了較密切的依從關系。王道[7]等人通過分析認為，最大攝氧量是否與運動成績有關可能與運動員的訓練水平、測試方法及表達形式有關。非高水平運動員的運動成績與最大攝氧量相關可能性更大；符合專項特點的測試方法所得的最大攝氧量與運動成績的相關可能性更大；不同距離項目的成績與最大攝氧量的相關性比較目前還不能得出準確結論。

二、游泳運動員最大攝氧量測試方法

游泳是一項在水中借助自身力量，采用肢體動作同水作用產生推進力，使身體向前游進的水中活動技能。目前最大攝氧量的經典測試方法主要是在陸上進行，運用于游泳項目時，雖已經盡可能地結合游泳的專項特點，但研究發現陸上與水上測試結果仍存在較大差異。因此本文將從陸上與水上兩個方面探討游泳項目最大攝氧量的測試方法。

（一）陸上形式的最大攝氧量測試方法

采用陸上運動形式測定最大攝氧量時，實驗設計者需考慮游泳運動特殊的肌肉工作形式和能量代謝特點。Obert[8]等采用手搖功率計測試游泳運動員的最大攝氧量，令受試者仰臥在坡度為21%的專用凳上（采用仰泳的姿勢），調整身體位置直到肩超過曲柄軸線前面。先進行準備活動，之后根據受試者情況每隔2.5min增加負荷為12.5-25W不等，至力竭。實時監控心率，每級負荷最后30s用Douglas氣袋收集呼出氣體，運用Morgan 901 MK2氣體分析儀推算出最大攝氧量，最后在運動后3min采指血測定最大血乳酸。

李開剛[4]等用跑臺對12名中國國家游泳隊集訓隊員和北京游泳隊隊員（6男6女）進行測試，先進行準備活動，上跑臺后，靜采氣1min后，以8km/h的起始速度開始遞增運動.第一級負荷跑2min，以后每1min遞增速度1km/h，男運動員跑到15km/h、女運動員跑到14km/h后不再增加跑速，而且每1min增加跑臺坡度1%，直至力竭。在此過程中連續測定氣體代謝各指標，用Jaeger Breath by Breath自動氣體代謝分析儀作氣體分析，運動后1min和l0min分別取指血測定血乳酸。測得男運動員VO2max為3.81±0.3lL/min，女運動員為2.79±0.79L/min。

阮恩茜[9]采用功率自行車遞增負荷的運動方式測定參加第7屆全國大學生運動會的14名高水平大學生游泳運動員（8男6女）的有氧代謝能力。男子運動員開始負荷功率為50W，轉速50～70rpm，每2min增加功率40W，轉速不變，直至力竭；女子運動員開始負荷功率為50 W，轉速50～70rpm，每2min增加功率30W，轉速不變，直至力竭。采用一口氣接一口氣法（Breath by Breath）測試氣體代謝。在整個測試過程中，每10s連續記錄氣體代謝的各項指標。測定安靜時、運動前、運動中的心率，每10s記錄一次，與各項氣體代謝的指標測定同步，運動后連續記錄3min。測得男運動員VO2max為5.54±0.5L/min，女運動員為3.91±0.3L/min。

洪平[10]等人采用IST-II型等動多功能游泳訓練測試系統對12名中國國家游泳隊集訓隊員和北京游泳隊隊員（6男6女）進行測試，其遞增負荷程序如下：以儀器內的節拍器使運動員保持預定劃頻（男40次/min，女45次/min）。通過調節旋鈕遞增阻力，以最大阻力為100%負荷，在0負荷劃臂30s后，每30秒增加負荷4%，至確實無法維持預定劃頻，讓運動員放棄劃頻，全力以赴直至極限運動。測得男運動員VO2max為2.77±0.28L/min，女運動員為2.33±0.24L/min。所得值較小，可能與實驗是局部運動有關。

除此之外，Kimura[11]還對比介紹了Tethered游泳測試和模擬游泳測試，Tethered游泳測試利用有滑輪設備專門與運動員相連接的測功計。首先讓受試者打腿，劃手頻率為44次/min，測試過程中隨時觀察刻度表值來調整速度，保持身體與設備連接的橡皮繩一定的緊張度，直到不能繼續為止。此時獲得的攝氧量的峰值即為最大攝氧量。模擬游泳測試是采用傾斜凳、康復訓練器和專門的橡皮繩，上肢和下肢同時進行模擬游泳運動。手和腿運動的頻率為50轉/min，測試過程中隨時觀察刻度表值來調整速度。首先設置手搖功率計的負荷為25W進行5min準備活動，之后逐漸遞增手臂測功計的負荷25W，直到受試者不能繼續或不能維持運動頻率，此時獲得的攝氧量的峰值即為最大攝氧量。最大攝氧量的其它一些經典測試方法如12分鐘跑，臺階試驗因并不符合游泳運動專項特點而鮮見報道。

（二）水上形式的最大攝氧量測試方法

采用陸上運動形式測定最大攝氧量雖然較方便操作，但是并不能完全模擬游泳運動的特點，且不同測試方法結果也相差較大，因此很多研究者開始探尋采用水上運動形式測定最大攝氧量。Costill（1985）[12]采用的游泳運動員場地測試方法是：“在25m的游泳池中進行最大強度的400m游泳，每次劃手后呼氣一次，利用Douglas氣袋收集受試者游完后恢復期20s的呼出氣體。根據公式：Y=0.916X+0.426（恢復期攝氧量反推運動中的攝氧量）來測定最大攝氧量，其中Y代表游泳時的最大攝氧量，X代表恢復期20s的攝氧量。”

采用水上運動形式測定最大攝氧量通常都是采用Douglas氣袋收集受試者呼出的氣體來進行分析。韓玲[6]等通過要求運動員在水中進行全力游100米自由泳腿運動，用Douglas氣袋收集運動到75米處之后十秒的氣樣，用沈氏分析管測出氣體中O2和CO2濃度，并換算出每分鐘耗氧量，其數值為該運動員的最大攝氧量。值得一提的是，一口接一口氣分析法（Breath by Breath）也越來越多地應用在實踐中。

游泳運動員的最大攝氧量還可以通過在水槽測試獲得，在二十世紀，Barry Wilson等[13][14]就采用游泳水槽測試：采用遞增流速的方法，游泳水槽水流遞增速度0.05m/s，每級強度持續時間1-2min，直到出現運動員不能維持設定的強度。測試進行的整個過程中，通過特殊的面罩對運動員呼出的氣體進行采集，使用呼吸分析儀即刻分析呼出氣的氧氣和二氧化碳的比例，可以得到運動員整個測試過程中的氧氣消耗數據。目前上海建立了國內第一個游泳水槽實驗室，趙德峰[19]等使用游泳水槽遞增測試方法，得出男女運動員的起始速度為1.20m/s和1.16m/s，每分鐘遞增0.04m/s的VO2max測試模式是青少年運動員的適宜模式。但在水槽中，水為流動的水，而游泳池中的水是靜止不動的水，運動員在兩種不同的水流環境中運動，劃水感覺和技術動作都存在一定的差別，所以對于在水槽中測試最大攝氧量的方法還有待研究。對此王道[7]等指出正常游泳時如果能解決便攜式氣體代謝分析儀在水中使用的一些關鍵技術，將成為最簡單實用而且準確的測試方法。

三、不同測試方法的比較

最大攝氧量測試方法很多，測量值受多種因素影響。運動方式接近受試者的運動專項者所測得的值較高并更能反映其實際有氧能力；運動員在不同的訓練階段和機能狀況下，最大攝氧量值有所不同；測試結果受受試者主觀努力程度的影響，未盡全力者測得值較低。長期以來，人們一直在比較不同測試方法或手段所測得的最大攝氧量。研究者發現，游泳時的最大攝氧量比跑臺運動和功率自行車測試時的最大攝氧量低。未訓練者游泳時的最大攝氧量比跑臺運動和功率自行車測試時的最大攝氧量分別低19%和7.5%。Hauber[16]等曾對男游泳運動員400米全力游后的最大攝氧量及遞增跑臺運動后的最大攝氧量進行對比，發現游泳后的VO2max（3.58±0.18L/min）要低于跑臺運動后的值（3.97±0.22L/min）。李開剛[4]等也持同樣觀點。這可能與游泳時活動肌肉減少或者有些運動肌局部產生適應有關。此外需關注的是，盡管受試者和方法有差異，同是采用陸上運動形式測得的最大攝氧量仍有較大差別。這主要是由于普遍采用的測試手段（如自行車、跑步等）與游泳運動的方式有較大的區別，從而造成測試結果的不準確[16]。但是水上測試手段是否比陸上測試手段更符合游泳運動的肌肉工作方式和能量代謝特點，目前還無定論。

四、小結

最大攝氧量是反映機體在極限負荷運動時心肺功能水平的一個重要指標，也是評定運動員有氧代謝能力的重要依據。在實踐中，還應結合最大攝氧量平臺、無氧閾的指標綜合評價運動員的有氧能力。不同的測試手段或工具都會造成測試結果的不同。游泳項目分為陸上與水上兩種形式的多種測試方法，當測試方法涉及的大肌肉群以及運動形式越接近專項動作，就越有可能獲得更準確的測試值。值得關注的是，正常游泳時如果能解決如便攜式氣體代謝分析儀在水中使用等一些關鍵技術，將有可能成為簡單實用且準確的測試方法之一。

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