優(yōu)秀手球運動員遞增負荷期間肺通氣和氧通氣當量變化特征研究

賈 宏

(廣東金融學院 體育教學部，廣東 廣州 510520)

優(yōu)秀手球運動員遞增負荷期間肺通氣和氧通氣當量變化特征研究

賈 宏

(廣東金融學院 體育教學部，廣東 廣州 510520)

觀察國家優(yōu)秀手球運動員在遞增負荷運動過程中肺通氣機能變化，結果發(fā)現(xiàn)，運動負荷開始階段，VERF和TV大幅增長；隨著運動負荷的增加，VE、RF和TV出現(xiàn)相對緩慢的增長；大運動負荷期間，VE先發(fā)生上升，然后緩慢增長，RF變化與VE相似；通氣閾出現(xiàn)在第9min左右；在開始階段，VE/VO2隨著運動負荷的增加而降低，然后，隨著運動負荷增加而增加。結論:遞增負荷過程中，優(yōu)秀手球運動員肺通氣變化過程分為快速增長階段、緩慢增長階段和快速增長平臺期。

手球；肺通氣；呼吸深度；呼吸頻率；氧通氣當量

手球是一項對抗性強、拼搶激烈的間歇性運動項目。對手球運動的研究多集中在手球運動技戰(zhàn)術和針對手球運動員身體素質(zhì)專項訓練方面的研究，但對國家優(yōu)秀手球運動員肺通氣機能的研究還不多。肺通氣機能反映呼吸系統(tǒng)機能狀態(tài)，與人體的機能能力及訓練水平有密切關系。本研究通過監(jiān)測優(yōu)秀手球運動員在遞增負荷運動期間肺通氣變化，探討優(yōu)秀手球運動員肺通氣機能變化特征和可能的機理，對合理安排訓練和比賽具有一定的指導意義。

1 研究對象與方法

1.1研究對象

14名國家手球隊優(yōu)秀男運動員,其中4名一級運動員，10名健將級運動員。年齡平均為22±1.8歲；身高為192.8±7.3cm；體重為93.9±7.1kg。受試者健康，均無代謝及心肺系統(tǒng)疾病史，受試運動員志愿參加本實驗。

1.2實驗儀器

Cosmed呼吸代謝分析儀(德國)，ME2CULY跑臺(德國)。

1.3測試指標

肺通氣量(VE)、呼吸深度(TV)、呼吸頻率(RF)、氧通氣當量(VE/VO2)。

1.4實驗方法

受試運動員安靜休息5min后，在德國ME2CULY型運動跑臺上有節(jié)奏地跑動。跑臺坡度為0，起始速度為9km/h，每級負荷運動持續(xù)3min，每次每級負荷遞增3km，連續(xù)遞增負荷，直到運動員達到其最大攝氧量停止運動。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

實驗數(shù)據(jù)用SPSS12.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計學處理，數(shù)據(jù)以均值±標準差(X±SD)表示，采用相關性分析與χ2檢驗，顯著性水平為P<0.05。

2 結果與分析

2.1VE變化特征

如圖1，運動負荷開始階后2min， VE增加4倍；之后，在9min前，VE較前階段增長變緩，增加2倍；在最后兩級負荷(即運動負荷9min后)，VE先快速增加，后保持相對穩(wěn)定，約為安靜時9.3倍。

圖1 遞增負荷運動中VE的變化

2.2RF變化特征

如圖2，運動負荷開始階后2min， RF增加2倍；之后，在9min前，VE較前階段增長變緩，增加1.5倍；在最后兩級負荷(即運動負荷9min后)，RF先快速增加，后保持相對穩(wěn)定增長，約為安靜時3.3倍。

圖2 遞增負荷運動中RF的變化

2.3TV變化特征

如圖3，運動負荷開始階后3min， TV增加2.7倍；之后，在9min前，TV較前階段增長變緩，增加1.25倍；在最后兩級負荷(即運動負荷9min后)，VE保持相對穩(wěn)定，約為安靜時3.3倍。

圖3 遞增負荷運動中TV的變化

圖4 遞增負荷運動中VE/VO2的變化

2.4VE/VO2變化特征

如圖4，VE/VO2在遞增負荷運動中，隨運動強度增加先略微降低，而后逐漸增加。

2.5VE與VE/VO2相關分析

如表1所示，VE 與VE/VO2有非常高的相關性(Ρ<0.001)。

表1 VE與VE/VO2之間的相關性

注：*示Ρ<0.05， **示Ρ<0.01， ***示Ρ<0.001

3 討論

3.1遞增負荷過程中優(yōu)秀手球運動VE及其影響因素的變化

VE指單位時間吸入(或者呼出)的氣量，肺通氣機能變化反映機體對運動負荷的適應情況。VE=RF×VT，RF和VT變化是決定肺通氣的關鍵因素。高新友等[1]研究優(yōu)秀女子400m運動員的呼吸代謝變化，發(fā)現(xiàn)運動過程中VE變化可分為3個時相：運動開始快速增長期，緩慢增長期與快速增長平臺期。其中運動開始后2min增長速率最快，達最大通氣量34%；之后，VE緩慢增加；最后1級負荷運動時VE先快速增加，然后保持相對穩(wěn)定。本實驗中VE的變化也呈現(xiàn)此特征。

在運動負荷開始2-3min階段(即運動負荷第一級階段)，VE約增長4倍，RF增加約2倍，TV增加約2.7倍，肺通氣發(fā)生快速增長，屬于快速增長期?，F(xiàn)已證明，運動開始階段，皮質(zhì)中樞-交感神經(jīng)系統(tǒng)和本體感受反射快速調(diào)節(jié)肺通氣量的變化[2]，說明手球運動員負荷開始階段VE快速上升的內(nèi)在機制是神經(jīng)系統(tǒng)對長期手球運動訓練和比賽適應產(chǎn)生，神經(jīng)系統(tǒng)對肺通氣的調(diào)節(jié)加快。從RF和TV增加情況可知，在運動開始階段，VE變化依賴于TV變化而呈深度變化，這類型肺通氣有利于提高肺泡通氣量[3]。

隨著運動負荷增加，在運動負荷第二至三級階段，VE、RF和TV相對前一階段變化速度發(fā)生相對緩慢增長，肺通氣屬于相對緩慢增長期。VE、RF和VT增長速率約為2，1.5和1.25倍。研究表明，運動過程中，腎上腺素濃度升高，可引起肺小血管及支氣管平滑肌擴張，從而提高肺泡通氣量及肺通氣效率，即運動過程中，肺通氣效率與內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)有關[4]。

故推斷，運動負荷增加階段，由于經(jīng)過手球運動訓練和比賽的適應，運動員VE會發(fā)生適應增長，其機制為與內(nèi)分泌激素有關。

在運動負荷的最后兩級(運動負荷9min后)，VE先發(fā)生上升，然后緩慢增長，屬快速增長平臺期。RF與TV變化與VE相似，但以RF變化特征較接近VE。

研究表明，劇烈運動時，VE和RF的快速增加是由于肌肉無氧酵解代謝能力增強，血液中酸性代謝產(chǎn)物升高，導致呼吸增加，然而以更多依賴于RF的VE增加，可使肺泡通氣量幾通氣量和通氣效率減少[4]，因此提示，VE在運動負荷最后兩級的變化特征的內(nèi)在機制是RF增加導致酸性代謝產(chǎn)物增加，血乳酸濃度增加，生成的乳酸鈉和碳酸，使二氧化碳增加，刺激了呼吸中樞，使呼吸加快，加強，產(chǎn)生過度通氣，但通氣效率降低[3]。

另外，通氣閾指在遞增負荷運動中，肺通氣量、呼出氣體中氧和二氧化碳濃度、呼吸商、通氣當量等的非線性變化的拐點。本實驗中，在出現(xiàn)最大吸氧量前，VE和VE/VO2在運動負荷第9min后發(fā)生非線性變化，且兩者高度相關，說明運動9min左右出現(xiàn)的VE拐點可能是國家優(yōu)秀手球運動的通氣閾。

3.2遞增負荷過程優(yōu)秀手球運動員VE/VO2的變化

通氣的目的為了氧氣和二氧化碳的攝入，尤以氧氣的攝入更為重要，一定氧氣的攝入需要一定的通氣量保證。VE/VO2指每min的通氣量與攝氧量的比值，是評價呼吸效率水平的指標，即氧通氣當量越小，機體攝取氧的效率越高。

高麗等測定了籃球、中長跑、短跑、武術套路運動員的VE/VO2的變化曲線，發(fā)現(xiàn)各組運動員的VE/VO2有相似變化規(guī)律，即運動初期，VE/VO2隨著運動負荷的增加而降低，然后隨著運動負荷增加而增加，與以往對少年速滑運動員[5]和少年中長跑運動員[6]的研究結果一致。而且，本研究與高新友[1]、張伯強[7]等的研究也顯示VE/VO2具有上述變化規(guī)律。分析原因認為，運動開始階段，由于生理無效腔與潮氣量比率(VD/VT)有所降低，因而氧通氣當量也有所降低，隨著負荷的不斷增加，氧通氣當量則開始有規(guī)律地增加，表明機體呼吸效率降低，機體攝取氧下降。

4 結論

1)運動開始階段，優(yōu)秀手球運動員VE快速增加，可能與神經(jīng)系統(tǒng)對于運動訓練比賽適應性變化有關。

2)隨著負荷漸增，優(yōu)秀手球運動員VE相對緩慢增加，可能與內(nèi)分泌運動訓練比賽適應性變化有關。

3)大負荷訓練階段，優(yōu)秀手球運動員VE急劇增長后保持穩(wěn)定，可能與機體酸性物質(zhì)濃度升高有關。

4)9min可能為優(yōu)秀手球運動員肺通氣閾。

5)在遞增負荷中，優(yōu)秀手球運動員氧利用效率隨著運動負荷遞增呈下降趨勢。

6) 遞增負荷過程中，優(yōu)秀手球運動員肺通氣變化過程分為快速增長階段、緩慢增長階段、快速增長平臺期。

[1] 高新友,強大平,郝選明,等. 女子短跑運動員遞增負荷期間呼吸/代謝變化特征[J]. 體育與科學, 2000,21(3).

[2] 郭成吉. 400m跑訓練手段的生理學剖析[J].體育與科學，1996，17(5)：36-38.

[3] 王瑞元，孫學川，熊開宇，等. 運動生理學[M].北京：人民體育出版社，2002:267-268.

[4] 李鐵錄. 對400m訓練的生理學分析[J].體育科研，1995，14(3):21-25.

[5] 何敘,林彥山. 少年速滑運動員遞增負荷踏車運動中氧脈搏和呼吸當量曲線及相關指標的研究[J]. 冰雪運動, 2000,20(1):29-31.

[6] 李偉. 少年中長跑運動員最佳呼吸效率點及對應參數(shù)的研究[J]. 體育科學,2000,20 (5):60-62.

[7] 張伯強,嚴波濤,高新友,等. 不同形式最大負荷運動過程中氣體代謝、能量代謝及機械效率關系的實驗研究[J]. 西安體育學院學報, 2006,23(1).

TheChangingFeatureofVentilationVolumeandOxygenVentilationEquivalentofEliteHandballAthletes

Jia Hong

(Sports Teaching Department,Guangdong University of Finance,Guangzhou,510520,Guangdong,China)

This experiment observed the changing feature of ventilation volume of elite handball athletes . The results show : at the beginning stage of workload, the indexes of VE、RF and TV were in the rapid increase. With the increase of workload , the indexes of VE、RF and TV kept increased，but their growing speed was lower then the beginning stage of workload. In the bigger of workload, the changing feature were similar with the indexes of TV and RF, which it increased rapidly，and than， increased slowly. It was also the appearance of ventilation anaerobic threshold in 9th minute during the exercise. At the beginning stage of workload, VE/VO2 decreased with raising workload, and than , increased with raising workload. Conclusion:in the increased workload，ventilation volume of elite handball athletes can be divided intothree stages,which included the stage of rapid grow,the stage of slow grow,the over-respiratory stage.

elite handball;ventilation volume;respiratory frequency;tidal volume;oxygen ventilation equivalent

G804.2

A

1672-1365(2012)03-0127-04

2012-03-02；

2012-04-15

賈宏(1975-)，男，湖南人，碩士，講師，研究方向：足球運動競賽訓練和運動隊管理。