吸氣肌熱身對于越野滑雪運動員運動表現的影響

朱那

摘 要：通過鑒別跨項運動員吸氣肌熱身的效果，為跨項運動員的選擇和訓練提供方法，及為后續提高越野滑雪運動員的運動表現提供數據支撐。采用實驗法對越野滑雪運動員進行吸氣肌熱身效果進行監測，測試其3 000 m跑和3 000 m輪滑成績，從運動表現、氧合狀態等方面研究其生理學機制。結果顯示：吸氣肌熱身可以有效提高3 000 m輪滑運動表現，降低血氧飽和度的下降幅度。

關鍵詞：越野滑雪;吸氣肌;熱身;血氧飽和度

中圖分類號：G863.13? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1002-3488（2022）01-0042-04

Effect of Inspiratory Muscle Warm-up on Sports Performance of Cross-country Skiers

ZHU Na

（Jiangsu Research Institute of Sports Science， Jiangsu 210033， China）

Abstract： By identifying the effect of inspiratory muscle warm-up of cross event athletes， this paper provides methods for the selection and training of cross event athletes， and provides data support for improving the sports performance of cross-country skiers. The control experiment method is used to monitor the warm-up effect of inspiratory muscle of cross-country ski athletes， test their 3000 m running and 3000 m roller skating results， and study their physiological mechanism from the aspects of sports performance and oxygenation state， so as to provide a more effective warm-up method for athletes. The main conclusions are as follows： inspiratory muscle warm-up can effectively improve the performance of 3000 m roller skating and reduce the decrease of blood oxygen saturation.

Key words： cross-country skiing; inspiratory muscle; warm-up; SPO2.

1 引言

近年來，諸多項目在熱身活動中加入了吸氣肌熱身，其提高運動表現在賽艇、游泳、曲棍球、速滑、羽毛球、自行車[1-2]等項目上得到證實，對于運動時間持續30 s～6 min的運動項目效果較佳，但是也存在不少的研究認為吸氣肌熱身可能并沒有任何作用[3-4]。越野滑雪屬于四肢運動型項目，隨著速度的增加，呼吸和運動模式之間可能表現出特殊的耦合關系[5]。即上肢向后過程中呼氣，向前伸展時吸氣，特別是使用G4技術（兩步蹬冰加雙撐，適用于平地或阻力較小時）時，這種類似于四肢行進的步態可能會出現耦合現象，通過減少吸氣肌工作從而改善運動的經濟性[5]。另外，在兩臂向前、向后擺動過程中，胸廓處于擠壓狀態，可能對于膈肌會有一定的影響。基于此，本研究檢驗吸氣肌熱身和標準熱身相結合的訓練是否能夠改善越野滑雪的計時表現，同時通過氧合指標監測，探討其生理學機制。

2018年之后，冬奧會正式進入了“北京時間”，國家體育總局開展了“跨界跨項”全面選材工作。越野滑雪運動員選材來源于諸多的田徑耐力項目，然而兩類項目在訓練和競賽上還存在一定的不同[6]，主要表現為呼吸模式上存在一定的差異[7]。通過對這些跨項運動員進行吸氣肌熱身的測試，探討跨項運動員呼吸的特點，為越野滑雪和田徑耐力項目的融合發展提供數據支撐。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

受測對象主要為已跨項2～3年的越野滑雪男子運動員，測試前2周正常訓練，所有受測運動員訓練計劃一致。之后，根據3 000 m跑成績交叉分組，一組為實驗組，一組為對照組。受試者無傷病，身體機能良好，測試對象具體情況，見表1。

從表1看，兩個組別的運動員在運動成績及訓練年限上沒有顯著差異，兩組運動員在形態上也沒有顯著差異，說明在分組過程中兩組運動員之間不存在組內設計誤差。

2.2 研究方法

2.2.1 實驗法

2.2.1.1 實驗設計

考慮到測試時間為夏季，在陸上訓練，所以本次實驗采用陸上3 000 m計時成績作為評價訓練能力的指標（測試場地為400 m田徑場）。間隔48 h后采用同樣的方案，測試運動員陸地輪滑3 000 m成績，要求采用G4技術。實驗后，測試即刻主觀疲勞等級（RPE： CR-20）、感知呼吸困難程度（量表RPB：CR-10）、即刻心率和血氧飽和度（SPO2）。測試儀器包括：邁瑞血氧飽和度監護儀、Polar Team Pro團隊心率遙測系統以及相關配套分析軟件、精工秒表（成績精確到0.1 s）。

2.2.1.2 熱身方案

實驗組、對照組采用的熱身方式相同：5～10 min低強度活動、5～10 min關節靈活性和牽拉、專項熱身。間隔20～25 min后，實驗組采用Power Breathe Plus訓練儀，強度為40%最大肌力指數，做30次×2組的吸氣肌熱身，每組間歇60 s。

2.2.2 統計方法

用SPSS25.0統計軟件進行數據統計分析，所有數據均表示為平均數±標準差。先進行方差齊性檢驗，方差齊性進行單因素方差分析;多重比較采用LSD法，P<0.05為有統計學意義，P<0.01為有較高的統計學意義，效果量（ES）=（實驗組-對照組）/分布平均值。

3 結果分析與討論

3.1 實驗結果

3.1.1 吸氣肌熱身對于輪滑成績的影響

實驗組、對照組運動員陸地輪滑3 000 m平均成績分別為378.83 s、381 s，其成績數據存在顯著差異（P<0.05）;SPO2指標實驗組在測試后更高（P<0.05），RPB、RPE以及乳酸值在兩組人員運動后沒有顯示出顯著的差異;運動后即刻心率方面，實驗組（186.17±2.03次/min）顯著低于對照組（189.50±2.99 次/min），存在顯著的差異（P<0.05），見表2。

效應量（effect size：ES）是一種度量效應大小的指標，其不受測量單位、單調性、樣本容量等的影響。一般來說，ES可以解決P值無法刻畫的相關程度大小和差異性問題。因此，從另一個角度來說（ES>0.6），測試成績存在顯著的差異，且說明采用吸氣肌熱身的方法還是存在較高正向意義的。同時RPB、HR和SPO2顯示吸氣肌熱身存在較好的效果（EZHR=0.61、EZSPO2=0.73），運動后兩個評價有氧能力指標上的效果量均大于0.6，說明實驗組呼吸更加順暢，運動員心肺機能有所提升，證實干預效果較好。

3.1.2 吸氣肌熱身對于陸上跑步成績的影響

田徑場3 000 m跑的測試結果顯示，實驗組和對照組成績上沒有顯著差異（P=0.45）;RPB和RPE同樣沒有顯著差異;實驗組在運動后的HR、乳酸和SPO2上都存在顯著性差異（P=0.02、P=0.03、P=0.02），見表3。說明采用吸氣肌熱身可以提升運動員的有氧能力，但是成績上并未有顯著的差異。

從效應量的角度看，采用吸氣肌熱身組的乳酸、即刻HR、SPO2三個指標效果量都>0.6，說明對于機體的有氧能力進行了一定的正向促進，加速了峰值HR和乳酸的持續能力，運動員在整體的跑動過程中呼吸順暢（EZRPB=0.39）;跑步成績和RPE的效果量<0.3，說明雖然機體進行了有效的動員，但是在自我感覺和運動表現上并未體現出來，這可能和項目之間的差異有關。

3.2 討論

本研究中探討吸氣肌熱身對于越野滑雪運動員運動表現與相關指標的變化。從數據上看，似乎吸氣肌熱身對于運動表現有很大的急性效應，并在相關生理學指標上有所體現。

3.2.1 越野滑雪項目特征

越野滑雪比賽的特點是路線非固定，原則上來說是5 km環形路線設置，其中平地、上坡、下坡各占全長路線的1/3，比賽距離從1.5～50 km不等[8]。項目要求運動員有極高的心肺耐力水平，在上坡階段心率可能會達到190 次/min，以糖原代謝為主，在上坡和沖刺過程中還會動員到無氧能力。從決定成績的角度來說，內在的是能量代謝系統的輸出功率和輸出量，外在表現為運動員的技術特征，通過優化其項目的競技能力構成來提高運動員的體能水平，從而實現其競技能力的提升。

3.2.2 運動表現

我們的研究顯示，針對越野滑雪運動員進行吸氣肌的熱身，顯著提高了運動員3 000 m跑的成績，效果較好，并可能有別于其他沒有效果的研究[3-4]。其中有可能存在實驗對象的特點問題，受測運動員多是跨項運動員，進行過專門的跑步訓練。此外，使用吸氣肌熱身的準備活動強度更大，有可能是吸氣肌熱身提高了無氧能力，增加了亞極量運動的輸出功率，從而實現了運動表現的提升。

3.2.3 相關機制

呼吸控制是化學刺激和神經刺激整合的結果，運動是一種獨特的外在刺激方式，在運動過程中，四肢的移動和呼吸模式不再是各自獨立控制的。過往的研究表明，肢體運動和呼吸之間的相關作用可能使得整個軀體更加協調，但是運動節律和呼吸節奏之間還存在一定的不確定性。有研究顯示這種協調能力可能來源于中樞神經，起源于下丘腦或髓質結構共同驅動的呼吸和運動模式。肢體的周期性激活感官輸入在運動呼吸耦合中也起到一定的支持作用，通過肌肉收縮的前肢傳入刺激引導呼吸節律。

已有的研究顯示，運動表現受到多種因素影響，吸氣肌的疲勞可能會誘導代謝反應，交感神經介導血管收縮或減少向肌肉輸送氧氣[9]，可能會影響到運動表現。當然，通過對于吸氣肌的熱身可以改變呼吸系統，限制氣流會增加吸氣肌的功率輸出[10]，來滿足氣流和氣體交換的需求。

有報道稱，神經易化可能有助于吸氣肌的熱身效應，以提高肌肉力量輸出能力。其貢獻包括通過消除吸氣肌的反射抑制和降低吸氣肌和呼氣肌之間的共收縮程度來改善肌內和肌間的協調[11]。吸氣肌熱身后，在最大吸氣時膈肌和肋間肌肌電活動的增加[12]，說明吸氣肌激活增強。

我們的研究顯示：吸氣肌熱身對于RPB和SPO2均有一定的效果，說明吸氣肌的熱身可以有效提高有氧能力水平，減弱呼吸困難感知程度。

3.2.4 乳酸與呼吸功能

一般認為，吸氣肌熱身會減弱由過度通氣而導致的血乳酸增加[13]。如針對足球的研究顯示：通過吸氣肌訓練可以改善吸氣肌的疲勞，血乳酸下降[14]。在恒定負荷的研究中，雖然通過吸氣肌熱身并未改善乳酸閾，但是在亞極量最大乳酸穩態中，乳酸水平顯著降低[15]，說明通過吸氣肌的熱身可以有效提高機體的有氧能力。

當肌肉工作時，乳酸等代謝副產物會在肌肉中累積，同時會刺激肌肉中感受器傳導到大腦，誘導循環系統產生關閉反應，降低血流供應，抑制氧氣運輸，而且減少代謝產物的排泄，加速肌肉的疲勞。通過吸氣肌的熱身，可能加速或者延緩吸氣肌肌代謝反應開始的時間，對于其他運動系統有一定的幫助，并且實現運動表現的提升。

我們的研究發現，運動員在滑輪測試中，乳酸并未出現顯著的差異，但是在跑步中存在一定的差異，后續的研究可以考慮對肺、代謝、感知、肌肉、神經或其他與運動表現相關的指標進行聯合評估。

4 結論與建議

研究通過對照實驗，證明加入特定的吸氣肌熱身后，改善了越野滑雪運動員的運動表現。生理學指標測試顯示，可能的機制在于減緩運動后的即刻SPO2值，這對于RPB和運動后即刻心率有一定的正向效應。所以在后期的專項訓練中，建議選擇合適的指標來反映運動員的專項能力，注重從專項的本質出發。對于跨項運動員來說，在動作模式和呼吸模式上首先要進行一定的改善，才可能在后續的專項訓練中有更大的提升空間。

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收稿日期：2020-11-09

作者簡介：朱 那（1985-），男，江蘇睢寧人，碩士研究生，助理研究員，研究方向為競技能力開發與控制。