體力活動與初中生心肺功能的關(guān)聯(lián)性研究

王福杰,楊春華

(隴東學(xué)院體育學(xué)院，甘肅 慶陽 745000)

《中共中央國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)青少年體育增強(qiáng)青少年體質(zhì)的意見》中指出：改革開放以來，我國青少年體育事業(yè)蓬勃發(fā)展，學(xué)校體育工作取得很大成績，青少年?duì)I養(yǎng)水平和形態(tài)發(fā)育水平不斷提高，極大地提升了全民健康素質(zhì)。但是，必須清醒地看到，一方面由于片面追求升學(xué)率的影響，社會和學(xué)校存在重智育、輕體育的傾向，學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)過重，休息和鍛煉時間嚴(yán)重不足；另一方面由于體育設(shè)施和條件不足，學(xué)生體育課和體育活動難以保證。近期體質(zhì)健康監(jiān)測表明：青少年耐力、力量、速度等體能指標(biāo)持續(xù)下降，視力不良率居高不下，城市超重和肥胖青少年的比例明顯增加，部分農(nóng)村青少年?duì)I養(yǎng)狀況亟待改善。這些問題如不切實(shí)加以解決，將嚴(yán)重影響青少年的健康成長，乃至影響國家和民族的未來[1]。我國學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研表明,中學(xué)生體力活動水平下降是導(dǎo)致其身體機(jī)能素質(zhì)停滯下降的主要原因[2]。

1 研究對象

慶陽市第四中學(xué)、第六中學(xué)初中在校學(xué)生共193人，男生100人，女生90人。測試對象要求能進(jìn)行正常活動、發(fā)育健全、身體健康并無明顯生理缺陷。

2 研究方法

2.1 一般形態(tài)指標(biāo)測量：

身高、體重測量：測試儀器為健民牌GMCS-Ⅱ系列身高體重測試儀(北京鑫東華騰體育器械有限公司生產(chǎn))，身高精確度為0.1 cm，體重精確到0.1 kg。采用常規(guī)體質(zhì)測量方法測試受試者身高、體重。

2.2 體力活動水平測定

受試者通過培訓(xùn)、講解，填寫7天體力活動和日常生活習(xí)慣問卷調(diào)查。

2.3 加速度傳感器測定

使用 Actigraph GT3X傳感器以及ActiLife 5軟件(ActiLife Desktop Client.U.S.A.),設(shè)定數(shù)據(jù)采樣間隔為60秒。佩戴七天后回收儀器，將儀器連接軟件，輸入儀器佩戴者的基本信息，下載儀器記錄的原始數(shù)據(jù)。記錄每天體力活動能耗(PAEE)、METs、輕強(qiáng)度體力活動時間(LPA)、中等強(qiáng)度體力活動時間(MPA)、高強(qiáng)度體力活動時間(VPA)。

2.4 心肺功能測試

使用指壓法測受試者安靜時心率，使用尤西姆學(xué)生體質(zhì)健康測試儀測試學(xué)生的肺活量。采用20米節(jié)奏往返跑推算最大攝氧量，公式：Vo2max=31.025+3.238 V max-3.248A+0.1536·A·V max。

2.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行處理，進(jìn)行測試結(jié)果分析和測試結(jié)果的相關(guān)性分析。測試結(jié)果均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，年級間樣本做顯著性檢驗(yàn)，以P<0.05具有顯著性的差異，以P<0.01具有非常顯著性的差異。體力活動水平與心肺機(jī)能兩樣本間相關(guān)性用Pearson相關(guān)分析(r值)。以P<0.05作為相關(guān)具有顯著性的水平，以P<0.01作為相關(guān)具有非常顯著性的水平。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 初中學(xué)生身體形態(tài)測試結(jié)果(見表1)

表1 不同年級、性別身體形態(tài)測試結(jié)果

3.2 初中學(xué)生日常體力活動測試結(jié)果(見表2)

表2 初中生體力活動測試結(jié)果

注：* 表示男女組間顯著性差異(P<0.05),**(P<0.01)

3.3 初中學(xué)生心肺機(jī)能測試結(jié)果(見表3)

表3 初中學(xué)生心肺機(jī)能指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果

注：* 表示男女組間顯著性差異(P<0.05),** (P<0.01)

表3數(shù)據(jù)可知，初中學(xué)生安靜心率、肺活量、最大攝氧量處在正常范圍之內(nèi)，男、女生肺活量和最大攝氧量有差異，每公斤體重肺活量有非常明顯的差異。

3.4 初中學(xué)生心肺機(jī)能與體力活動相關(guān)分析(見表4、表5)

表4數(shù)據(jù)可知，男生各組之間均有顯著性差異，男生肺活量優(yōu)良組與不及格組的BMI、靜坐時間、中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異。男生肺活量優(yōu)良組與及格組靜坐時間沒有差異，BMI、中等以上體力活動時間有差異。男生肺活量及格組與不及格組每公斤體重體力活動能耗有顯著差異，BMI、靜坐時間、中等以上體力活動時間有差異。

表4 初中男學(xué)生肺活量與體力活動顯著性檢驗(yàn)

注* 表示及格組與不及格組間顯著性差異(P<0.05),** (P<0.01)，# 表示優(yōu)良組與不及格者間顯著性差異(P<0.05),## (P<0.01)，& 表示優(yōu)良組與及格組間顯著性差異(P<0.05),&& (P<0.01)

表5數(shù)據(jù)可知，女生肺活量優(yōu)良組與不及格組BMI、靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異，中等以上體力活動時間有差異。女生肺活量優(yōu)良組與及格組BMI有顯著差異，靜坐時間有差異，其它兩項(xiàng)無差異。女生肺活量及格組與不及格組BMI有非常明顯的差異，靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗有差異，中等以上體力活動時間無差異。

3.5 初中學(xué)生靜坐時間與心肺機(jī)能指標(biāo)相關(guān)分析(見表6)

表5 初中女學(xué)生肺活量與體力活動顯著性檢驗(yàn)

注* 表示及格組與不及格組間顯著性差異(P<0.05),** (P<0.01)，# 表示優(yōu)良組與不及格者間顯著性差異(P<0.05),## (P<0.01)，& 表示優(yōu)良組與及格組間顯著性差異(P<0.05),&& (P<0.01)

表6數(shù)據(jù)可知，男、女學(xué)生靜坐時間與BMI非常顯著的相關(guān)，與安靜心率無相關(guān)，與肺活量成非常顯著的負(fù)相關(guān)，與最大攝氧量成顯著負(fù)相關(guān)。

3.6 初中學(xué)生最大攝氧量與體力活動相關(guān)分析(見表7)

表6 初中學(xué)生靜坐時間與心肺機(jī)能指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

表7數(shù)據(jù)可知，男、女學(xué)生最大攝氧量與BMI成非常顯著的負(fù)相關(guān)。男、女學(xué)生最大攝氧量與中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均成非常顯著的相關(guān)，女生最大攝氧量與體力活動能耗成非常顯著相關(guān)，男生最大攝氧量與體力活動能耗顯著相關(guān)。

表7 初中學(xué)生最大攝氧量與體力活動相關(guān)系數(shù)

4 討論

4.1 體力活動對身體健康的重要性

隨著研究的不斷深入，人們逐漸意識到青少年體質(zhì)不是成年人體質(zhì)的簡單縮影，青少年生長發(fā)育的過程決定了青少年體質(zhì)研究的獨(dú)特性。體力活動對青少年體質(zhì)與健康的研究雖然是成年人體質(zhì)研究的延續(xù)，但由于青少年生長發(fā)育和青春期的影響，青少年個體差異大、體力活動不規(guī)律、各種慢性疾病發(fā)病率低，運(yùn)動干預(yù)對健康直接效應(yīng)不明顯等諸多因素的影響，使青少年體質(zhì)研究比成年人更加復(fù)雜。隨著體力活動量和活動強(qiáng)度的增大，健康收益也將增加，體力活動的項(xiàng)目應(yīng)該令人愉悅、多樣化、適合個體的體質(zhì)狀況[3]。青少年每天至少參加1小時中等強(qiáng)度的體力活動是各國基本認(rèn)可的作為推薦青少年體力活動的基礎(chǔ)值。美國衛(wèi)生與公共服務(wù)部正式向美國國民發(fā)布《2008 美國體力活動指南》，這是美國聯(lián)邦政府迄今發(fā)布的第一部有關(guān)體力活動的全方位指導(dǎo)手冊，與以前指南不同在于，建議青少年每周至少3天參與大強(qiáng)度的體力活動[4]。體力活動指南中多元化健康體適能目標(biāo)的促進(jìn)方案已日漸清晰，但相關(guān)的量化研究卻剛剛起步。隨著研究的進(jìn)一步深人，針對青少年成年后可能的“健康問題”的體力活動方案和健康收益的大小等量化關(guān)系的研究，將成為今后關(guān)注的焦點(diǎn)。

本研究結(jié)果如表2顯示，初中各年級體力活動水平存在顯著的性別差異，靜坐時間女生要多于男生，中等以上體力活動時間、總體力活動量、體力活動能耗、每公斤體力活動能耗男生都大于女生。在三個年級之間各組體力活動水平不同，其中靜坐時間最短、中等以上體力活動時間最長、總體力活動量最大、體力活動能耗和每公斤體力活動能耗最多的都是初中二年級男女生。也就說明初中二年級男女學(xué)生的體力活動水平最高。初中三年級體力活動水平最低。各年級組中等以上體力活動時間普遍都低于60分鐘，均未達(dá)到國際推薦的水平，以初中三年級最少。性別也是體力活動模式的影響因素,男生的體力活動較女生活躍，在初中三年級時期,中等以上體力活動時間明顯下降,可能與學(xué)習(xí)壓力增大、放棄體育課、業(yè)余體育活動等原因有關(guān)。靜態(tài)活動是身體移動很少的，消耗的能量接近于靜息代謝率的一類活動。學(xué)生的靜態(tài)活動包括學(xué)習(xí)時間和閑暇時間靜態(tài)活動，本研究調(diào)查結(jié)果顯示靜態(tài)活動時間長,則體力活動水平相對較差。

4.2 心肺功能對身體健康的影響

心肺機(jī)能是健康與體質(zhì)評價的重要內(nèi)容。國內(nèi)外運(yùn)動醫(yī)學(xué)的大量研究證明，人體心肺功能水平與健康狀況和運(yùn)動能力密切相關(guān)。所以，心肺功能水平的優(yōu)劣是反映機(jī)體體能水平高低的重要標(biāo)志，因此檢測和評價人體運(yùn)動心肺功能是反映人體健康的重要方法。20米往返跑測驗(yàn)因其操作方法簡便、易于實(shí)施與控制,有較高的效度和可靠性,目前已成為歐洲各國、美國、加拿大和日本等許多國家采用的主要心肺機(jī)能評價方法之一[5]。評定有氧工作能力最直接而有效的指標(biāo)為最大攝氧量(VO2mxa),最大攝氧量在評定人體的心肺功能和健康狀況中具有非常重要的意義。因?yàn)樗欠从澈驮u定人體在極量負(fù)荷時心肺功能水平高低的一個主要指標(biāo)，也是評定人體有氧工作能力的重要指標(biāo)之一[6]。最大攝氧量是在心肺功能和全身各器官,系統(tǒng)充分動員的條件下,單位時間內(nèi)機(jī)體吸收和利用的氧容量,它的意義在于反映人體最大有氧代謝能力,反映心肺功能的轉(zhuǎn)運(yùn)能力和肌肉對氧的吸收和利用能力。雖然最大攝氧量較多受遺傳因素的影響，但是通過運(yùn)動訓(xùn)練也可以得到一定的提高[7]。國內(nèi)外已有許多研究驗(yàn)證了該方法預(yù)測最大吸氧量的有效性和可靠性,包括不同的國家,不同的海拔高度和不同的性別和年齡。本研究如表3、4、5、7所示，初中學(xué)生安靜心率、肺活量、最大攝氧量處在正常范圍之內(nèi)，男生的數(shù)值高于女生。男、女生肺活量和最大攝氧量有差異，每公斤體重肺活量有非常明顯的差異，如上表所示，三個年級的男女學(xué)生肺活量都是高年級最多，低年級最少，這是受年齡和體重影響的正常現(xiàn)象。三個年級的安靜心率基本在80次/分，初二男生(85.46±13.37次/分)最高，初三男生(77.5±8.6次/分)最少。最大攝氧量男生基本是(40 ml kg min)，女生(38ml kg min)，以初二年級男生(42.88±4.45 ml kg min)最高，初三年級女生(37.01±3.4 ml kg min)最低。

4.3 體力活動水平與心肺功能的關(guān)聯(lián)性

兒童青少年的體力活動與心肺健康之間確實(shí)存在關(guān)系，且無論青春期前，還是在青春期中，通過體育鍛煉都能促進(jìn)其心肺健康，耐力訓(xùn)練可使最大攝氧量提高5 %～15 %。最常見的方式是有氧運(yùn)動，如跑步、騎自行車、器械鍛煉、爬樓梯、打籃球和快步走等。但由于研究過程的差異性，對于到底多少量的體力活動能促進(jìn)心肺健康還沒有公認(rèn)的數(shù)據(jù)[8-9]。

本研究如表6所示：體力活動水平高的組別肺活量也處于相對較高的水平；男生各組之間均有顯著性差異，男生肺活量優(yōu)良組與不及格組BMI、靜坐時間、中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異。男生肺活量優(yōu)良組與及格組靜坐時間沒有差異，中等以上體力活動時間、BMI有差異。男生肺活量及格組與不及格組各項(xiàng)均有差異。女生肺活量優(yōu)良組與不及格組BMI、靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異，中等以上體力活動時間有差異。女生肺活量優(yōu)良組與及格組只有BMI有顯著差異，其他各項(xiàng)無差異。女生肺活量及格組與不及格組BMI有非常明顯的差異，靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗有差異，中等以上體力活動時間無差異。本研究表7顯示，男學(xué)生最大攝氧量與BMI指數(shù)、中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均成非常顯著的相關(guān)(r=-0.527**;r=0.584**;r=0.718**)，男生最大攝氧量與每天體力活動能耗顯著相關(guān)(r=0.230*)。女學(xué)生最大攝氧量與BMI指數(shù)、中等以上體力活動時間、每天體力活動能耗、每公斤體重體力活動能耗均成非常顯著的相關(guān)(r=-.468**;r=.608**;r=.424**;r=.713**)。總體上，本研究通過對初中學(xué)生體力活動水平與心肺機(jī)能的測試，其結(jié)果顯示，體力活動水平高的組別最大攝氧量、肺活量也處于相對較高的水平；靜坐時間與最大攝氧量、肺活量成負(fù)相關(guān)；中等以上體力活動時間長的組別最大攝氧量和肺活量處于相對較高的水平。各年級組中等以上體力活動時間不足現(xiàn)象普遍均未達(dá)到國際推薦的水平，超重、肥胖的檢出率與閑暇靜態(tài)活動時間有關(guān)。同時表明中等以上體力活動時間和能量消耗與體質(zhì)健康存在量效關(guān)系，增加中等強(qiáng)度及大強(qiáng)度的體力活動能夠提高青少年體質(zhì)。本研究結(jié)果也顯示中等以上體力活動時間和能耗與心肺功能相關(guān)。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

初中學(xué)生靜坐時間過長，中等以上體力活動時間不足，尤其以初中三年級最為嚴(yán)重。男生體力活動水平顯著高于女生體力活動水平，提示提高女生體力活動水平對初中女學(xué)生更為重要。體力活動能耗水平顯著影響最大攝氧量和肺活量水平，提示提高體力活動水平可以有效改善初中學(xué)生的心肺機(jī)能。體力活動水平與安靜心率無相關(guān)性，提示青少年體力活動水平尚未影響到安靜心率。

5.2 建議

學(xué)校的健康教育要重視加強(qiáng)學(xué)生對運(yùn)動重要性的認(rèn)識,鼓勵中學(xué)生養(yǎng)成熱愛體育鍛煉的良好生活習(xí)慣,幫助學(xué)生選擇適宜的體育鍛煉，并注意保證學(xué)生在學(xué)校活動期間每天的體育鍛煉時間，盡量減少學(xué)生的靜坐時間。對于初中三年級學(xué)生，學(xué)校的體育課被占用或被擠掉，學(xué)生的精力集中在頻繁的考試上，是學(xué)生的體質(zhì)健康水平下降的重要影響因素。為了孩子的健康成長，積極響應(yīng)中國的發(fā)展觀，必須保證孩子足夠的體力活動時間，以保證其正常的生長發(fā)育。