一次性中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對人體體成分的影響

黃興裕，吳秀華，蘇德蘋，黎 斌

體成分(Body composition)是指在人體總重量中，不同身體成分如脂肪、蛋白質(zhì)、肌肉、水與無機(jī)鹽等各自所占的百分比［1］。合理的身體成分對競技運(yùn)動(dòng)員的體重控制、訓(xùn)練安排與運(yùn)動(dòng)能力均有極其重要的作用［2］。此外，普通人群的身體健康也需要合理的體成分比例，否則將對健康造成危害，如肥胖癥等慢性疾?。?］。因此，體成分已成為評價(jià)人體健康與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的重要指標(biāo)［4，5］。然而，體成分除了與營養(yǎng)攝入關(guān)系密切之外，運(yùn)動(dòng)本身對人體成分也有重要影響［3，4］。目前，有關(guān)運(yùn)動(dòng)對人體成分影響的研究主要集中在長期運(yùn)動(dòng)對體成分的影響方面［5—8］。多數(shù)報(bào)道均指出長期有規(guī)律地體育鍛煉對改善人體體成分具有良好的作用［1，5—8］。筆者在此對運(yùn)動(dòng)員一次性運(yùn)動(dòng)后體成分變化進(jìn)行測試，旨在為運(yùn)動(dòng)負(fù)減重和肥胖者減肥提供參考。

1 研究對象與方法

1．1 研究對象

贛南師范學(xué)院體育專業(yè)健美操專選學(xué)生男10人，女10人，專業(yè)訓(xùn)練年限為2—6年，其中7名男生、8名女生均為國家二級運(yùn)動(dòng)員。測試前所有學(xué)生身體狀況良好，無運(yùn)動(dòng)損傷、感冒等病癥。受試者基本情況見表1。

表1 受試者一般情況

1．2 研究方法

1．2．1 文獻(xiàn)資料法 通過中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等網(wǎng)絡(luò)資源，查閱與本研究相關(guān)的中英文文獻(xiàn)資料，歸類整理后作為本研究的理論依據(jù)。

1．2．2 實(shí)驗(yàn)測試法 實(shí)驗(yàn)時(shí)，對所有研究對象進(jìn)行訓(xùn)練前和訓(xùn)練后的體成分測試。其中前測時(shí)間在訓(xùn)練前15分鐘內(nèi)完成，后測在訓(xùn)練結(jié)束即刻至15分鐘內(nèi)完成。整堂訓(xùn)練課在贛南師范學(xué)院健美操房完成，環(huán)境溫度為27．2—27．5℃，訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間為100分鐘，訓(xùn)練主要內(nèi)容為:準(zhǔn)備活動(dòng)25分鐘(慢跑+矮子步+推小車);力量性練習(xí)25分鐘(俯臥撐+直角支撐+分腿支撐);健美操大眾五級成套練習(xí)10遍及競技健美操二級規(guī)定套路練習(xí)兩遍共45分鐘;放松5分鐘。整個(gè)訓(xùn)練過程中各運(yùn)動(dòng)員均無補(bǔ)充飲用水或其他各類飲料等情況。運(yùn)動(dòng)員體成分?jǐn)?shù)據(jù)運(yùn)用國產(chǎn)中體同方體成分測試儀(BCA-2A)采集，采用多頻生物電阻抗(DSMBIA)的測量法，測試快捷，穩(wěn)定性好。測試輸出參數(shù)主要包括:細(xì)胞內(nèi)液、細(xì)胞外液、總水分、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、肌肉重量、脂肪重量、去脂體重及總體重等。此外，實(shí)驗(yàn)過程中利用芬蘭產(chǎn)的Polar表對實(shí)驗(yàn)對象的心率進(jìn)行監(jiān)控(每五分鐘記錄一次)，并以此來評定該堂訓(xùn)練課的強(qiáng)度。

1．2．3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示。運(yùn)用SPSS17．0統(tǒng)計(jì)軟件包的配對樣本t檢驗(yàn)(Paired T-test)對各指標(biāo)訓(xùn)練前后進(jìn)行雙側(cè)的差異性檢驗(yàn);同時(shí)，運(yùn)用卡方檢驗(yàn)對訓(xùn)練前后不同身體部位脂肪含量的構(gòu)成比進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，其中P＜0．05，定義為差異顯著標(biāo)準(zhǔn)。

2 研究結(jié)果

2．1 運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中心率變化趨勢

圖1為本實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練課中所有運(yùn)動(dòng)員平均心率隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線圖。從圖中可看出20名運(yùn)動(dòng)員平均心率在訓(xùn)練的65～85分鐘這一時(shí)間段里心率達(dá)到最高值(大于180次/分鐘)，而在整理活動(dòng)后的5分鐘內(nèi)基本恢復(fù)到安靜水平。運(yùn)用面積計(jì)算法［9］計(jì)算實(shí)驗(yàn)獲得的心率數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練過程中總的平均心率為 148．28次/分鐘，約74% ～75%HRmax。表明該訓(xùn)練課的生理負(fù)荷強(qiáng)度為中等強(qiáng)度的訓(xùn)練。

圖1 健美操運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中心率變化曲線

2．2 訓(xùn)練前后體成分變化

實(shí)驗(yàn)中20名健美操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行一次性中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，身體成分各指標(biāo)值均出現(xiàn)了減少的趨勢(見表2)。

表2 一次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后健美操運(yùn)動(dòng)員體成分變化(kg)

其中，蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、細(xì)胞外液、肌肉重量及去脂體重等在訓(xùn)練后雖呈現(xiàn)了下降的趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0．05)。與此同時(shí)，總水分和細(xì)胞內(nèi)液在運(yùn)動(dòng)后即刻則顯著下降(P＜0．05)，分別從訓(xùn)練前的35．47 ±6．35kg和 24．00 ±4．40kg減少至訓(xùn)練后即刻的 35．30 ±6．18kg和 23．85 ±4．33kg。而體重與脂肪重量在訓(xùn)練后則表現(xiàn)了非常明顯的減少(P＜0．01)。體重與脂肪分別從訓(xùn)練前的56．86±7．61kg和 8．21±1．98kg減少到了訓(xùn)練后的55．48 ±7．39kg和 7．05 ±1．63kg，分別減少了 1．38kg 和1．16kg(見表2)。

2．3 訓(xùn)練前后體脂分布特征

健美操運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過100分鐘的中等強(qiáng)度訓(xùn)練后脂肪總量顯著減少(P＜0．01)。同時(shí)，表3結(jié)果還表明，不同部位(上肢、軀干及下肢)脂肪含量與總脂肪量的變化趨勢相同，均非常顯著地減少。運(yùn)用卡方檢驗(yàn)對人體不同部位脂肪的構(gòu)成比檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，P 值為0．667，大于0．05，說明訓(xùn)練前后身體上肢、軀干與下肢脂肪的構(gòu)成比無顯著性差異。提示:一次性中等強(qiáng)度健美操運(yùn)動(dòng)后，人體脂肪的減少未體現(xiàn)出身體部位的特異性，這可能與健美操運(yùn)動(dòng)屬于一項(xiàng)全身肢體均衡參與的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有關(guān)。

表3 一次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后健美操運(yùn)動(dòng)員不同身體部位脂肪變化(kg)

4 分析與討論

“一定強(qiáng)度的急性運(yùn)動(dòng)將引起人體的體重下降”已是普遍讓人接受的觀點(diǎn)。然而，現(xiàn)有文獻(xiàn)并未見與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物電阻抗(bioelectric impedance analysis)法已成了一個(gè)方便、快捷、無創(chuàng)傷的體成分測試方法。它是利用人體各成分具有不同的電阻率(肌肉、體液低電阻率;脂肪、骨骼高電阻率)，在導(dǎo)入一定頻率的恒電流后，根據(jù)導(dǎo)體的電阻、電阻率、長度及橫切面積而獲得相關(guān)參數(shù)［2］。本研究所用的中體同方BCA-2A型體成分儀使用5HKz、50HKz、100HKz、250HKz及500HKz五個(gè)頻率，屬于多頻生物電阻抗方法，具有很高的測量準(zhǔn)確性［10］。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，20名高校健美操運(yùn)動(dòng)員在經(jīng)過100分鐘的中等強(qiáng)度訓(xùn)練后，體重由訓(xùn)練前的56．86kg下降到了訓(xùn)練后的 55．48kg，減少了 1．38kg，具有非常顯著地統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．01)。這說明，一定時(shí)間的中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)即可引起人體體重的顯著減少。該結(jié)果為人們傳統(tǒng)的上述觀點(diǎn)提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

由于運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體須通過出汗蒸發(fā)散熱，同時(shí)呼吸的加快也將導(dǎo)致較安靜更多的水分蒸發(fā)，因此，水分的丟失被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)后體重下降的主要機(jī)理。如Montain等人在研究中指出，運(yùn)動(dòng)時(shí)心率的增加以及每搏輸出量、中心靜脈壓的下降都直接與體重的下降，也就是脫水有關(guān)［11］;Nose 等［12］也指出:出汗使機(jī)體丟失了大量的水分(可以是細(xì)胞內(nèi)液或細(xì)胞外液)和少量的鈉。本研究結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)后20名健美操運(yùn)動(dòng)員總水分下降了0．17kg(P＜0．05)，表明:運(yùn)動(dòng)中水分的丟失確是運(yùn)動(dòng)中體重下降的原因之一。另外，從運(yùn)動(dòng)中水代謝的視角分析，長時(shí)間運(yùn)動(dòng)中由于氧耗量的顯著增加，大量能源物質(zhì)如糖、脂肪等將在提供能量的同時(shí)生成大量的水和二氧化碳，使代謝水明顯增加［13］。Achten等(2001)［14］研究表明，糖的氧化速率最大為60%VO2max時(shí)的4g/min。如果按此速率計(jì)算的話，本研究中實(shí)驗(yàn)對象消耗的糖約400g，同時(shí)生成的代謝水約240g;此外，脂肪在氧化過程中也將生成少量的代謝水。然而，本研究所得數(shù)據(jù)表明(見表2)，20名健美操運(yùn)動(dòng)員在經(jīng)過100分鐘的中等強(qiáng)度訓(xùn)練后，身體總水分仍然減少了0．17kg。提示:中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)代謝水無法補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)時(shí)水分的丟失，這與劉洪珍的報(bào)道相一致［15］。最后，本研究結(jié)果還顯示，細(xì)胞內(nèi)液從24．00kg下降到了23．85kg(P ＜0．05)，減少了 0．15kg，而細(xì)胞外液僅減少了0．02kg，說明運(yùn)動(dòng)中水分的丟失以細(xì)胞內(nèi)液為主，即細(xì)胞內(nèi)脫水。這可能與運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體內(nèi)環(huán)境變化而導(dǎo)致滲透壓提高有關(guān)，進(jìn)而影響血容量［15］。同時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)中伴有部分電解質(zhì)的丟失，因此，在較長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中適宜補(bǔ)液對人體健康和運(yùn)動(dòng)能力的維持是非常有必要的［16］。

另外，從人體四成分模型(脂肪、蛋白質(zhì)、水分及無機(jī)鹽)［2］來看，本研究顯示，脂肪減少是運(yùn)動(dòng)后體重下降的另一重要原因。眾所周知，數(shù)秒的運(yùn)動(dòng)是通過ATP-CP系統(tǒng)提供能量以供機(jī)體所需，而數(shù)十秒運(yùn)動(dòng)的能量來源主要是由血糖和糖原通過酵解的方式提供能量，而隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間的不斷延長，脂肪參與供能的比例將逐步增加［3，4］。根據(jù)Coyle等提出的理論［17］，本研究實(shí)驗(yàn)對象在100分鐘的中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中其能量來源中約45%來自脂肪的氧化分解代謝。同時(shí)，依據(jù)Achten等(2001)的研究結(jié)果，脂肪氧化的最大速率為60%VO2max時(shí)的0．5g/min［14］。本實(shí)驗(yàn)雖未對實(shí)驗(yàn)參與者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度用最大攝氧量來衡量(實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該訓(xùn)練課的強(qiáng)度為74～75%HRmax)，然而，即使按脂肪的最大氧化速率來計(jì)算，100分鐘訓(xùn)練后脂肪氧化的量也僅為50g，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的脂肪減少1．16kg相差甚遠(yuǎn)。其原因可能存在以下兩方面:一是由于運(yùn)動(dòng)時(shí)體溫的升高而使機(jī)體部分脂肪組織的電阻率發(fā)生了改變。由于本研究是運(yùn)用生物電抗阻法來測定人體的成分，其原理是根據(jù)身體脂肪與非脂肪組織不同的電阻率來測定人體脂肪含量的［12］。據(jù)此可推測，如果某些脂肪的電阻率因?yàn)槟撤N或某幾種原因而使其電阻率發(fā)生改變，比如部分脂肪的電阻率改變后與一些非脂肪相近，那么，此時(shí)運(yùn)用生物電阻抗的方法來測定人體成分將產(chǎn)生較大的誤差。若該推測為真，或許生物電阻抗法將不再適合運(yùn)動(dòng)中、運(yùn)動(dòng)后即刻或高溫環(huán)境中用于人體成分的測試。對此，我們將在今后設(shè)計(jì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尼槍π詫?shí)驗(yàn)來加以研究證實(shí)其真?zhèn)?二是運(yùn)動(dòng)中人體部分脂肪發(fā)生了其他物理特性的變化。譬如，運(yùn)動(dòng)中是否存在部分脂肪組織發(fā)生了液化的現(xiàn)象，即由固態(tài)的脂肪變成了液態(tài)的脂肪。由于不同脂肪類型具有不同的熔點(diǎn)，通常情況下，脂肪或脂肪酸分子量越大，其熔點(diǎn)就越高，因此幾乎所有飽和脂肪酸的熔點(diǎn)均高于正常人體體溫［18］。然而，Knut在較早的研究中指出，人體脂肪的熔點(diǎn)在0．5℃至41℃之間，而同一個(gè)體內(nèi)脂肪熔點(diǎn)變化范圍最大可達(dá)30攝氏度［19］。因此，運(yùn)動(dòng)時(shí)人體溫度的升高而導(dǎo)致部分脂肪液化或許是其機(jī)制之一。因此，后續(xù)研究應(yīng)對運(yùn)動(dòng)過程中及恢復(fù)期內(nèi)人體體溫的變化給予監(jiān)控。

5 結(jié)論

(1)運(yùn)用生物電阻抗法測試人體一次性中等強(qiáng)度的訓(xùn)練后人體體重明顯下降，這種下降是由脂肪減少和水分丟失共同引起的;(2)機(jī)體產(chǎn)生的代謝水并不能全部補(bǔ)償機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過程中水分的丟失;(3)人體在運(yùn)動(dòng)過程中水分的丟失主要表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)液的丟失。

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