優(yōu)秀賽艇運(yùn)動(dòng)員測(cè)功儀2000m模擬比賽供能特征研究

毛　承

(寧波大學(xué) 體育學(xué)院，浙江 寧波 315211)

·運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)·

優(yōu)秀賽艇運(yùn)動(dòng)員測(cè)功儀2000m模擬比賽供能特征研究

毛承

(寧波大學(xué) 體育學(xué)院，浙江 寧波 315211)

摘要：研究的目的在于運(yùn)用測(cè)功儀模擬賽艇2 000m比賽，以探究賽艇項(xiàng)目比賽過(guò)程中的供能特征。10名某省優(yōu)秀賽艇運(yùn)動(dòng)員(男6女4)自愿參加賽艇測(cè)功儀6.5min的全力劃。運(yùn)用便攜式氣體代謝儀(CosMed,K4b2)所測(cè)得的攝氧量數(shù)據(jù)和血乳酸分析儀(Diagnostic C-line, EKF)所測(cè)得的血乳酸數(shù)據(jù)進(jìn)行能量供應(yīng)量的計(jì)算。結(jié)果表明，賽艇項(xiàng)目2 000m三大供能系統(tǒng)的比例分別為6.2%(無(wú)氧無(wú)乳酸)、10.1%(無(wú)氧乳酸)、83.7%(有氧)。研究結(jié)果與前人研究相似，并進(jìn)一步明確了有氧供能對(duì)于賽艇比賽的重要性。三大供能系統(tǒng)比例的確定為教練員安排訓(xùn)練負(fù)荷和評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：賽艇；測(cè)功儀；功能特征；運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

收稿日期：2014-11-22

作者簡(jiǎn)介：毛承(1989-)，男，浙江建德人，在讀碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練.

文章編號(hào)：1004-3624(2015)01-0122-04

中圖分類(lèi)號(hào):G861.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract:The purpose of this research is to simulate match (2000m) with ergometer and make a thorough inquiry into the characteristic of energy supply of rowing during competition.10 excellent rowers (6 male,4 female) all are first grade athletes) who are volunteers take part in all-out rowing (6.5min) with ergometer. Uses Portable gas metabolism instrument (CosMed, K4b2) and blood lactate to analyze instrument to calculate the measurement of energy supply. According to the result, the three energy supply system ratio of rowing special distance (2000m) is phosphoric acid (6.2%), anaerobic lactic (10.1%), aerobic (83.7%). Research finding is similar with previous research and emphasize the importance of aerobic capacity for rowing. So it is very important for us to know the proportional relation between three energy supply systems in order to provide momentous theory evidence which can lead training scientifically.

基金項(xiàng)目：國(guó)家社科基金項(xiàng)目“民族民間體育賽事對(duì)目的地影響的研究”部分成果(12CTY021)

Research on Energy Supply of Excellent Rowers

Simulating Match (2 000m) with Ergometer

MAO Cheng

(Faculty of Education， Ningbo University， Ningbo 315211,China)

Key words:rowing； energy metabolism； energy supply characteristics； exercise training

0前言

賽艇是我國(guó)競(jìng)技體育的潛優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目，我國(guó)在奧運(yùn)比賽當(dāng)中金牌和獎(jiǎng)牌的提升需要依靠這些潛優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目的崛起[1]。德國(guó)學(xué)者M(jìn)ader認(rèn)為賽艇是一項(xiàng)以有氧供能為主的耐力性項(xiàng)目[2]。我國(guó)訓(xùn)練學(xué)專(zhuān)家田麥久也將賽艇歸于體能主導(dǎo)類(lèi)耐力性項(xiàng)群[3]。在導(dǎo)致賽艇項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)谶^(guò)去幾十年內(nèi)不斷提高的多個(gè)原因中，體能水平的提高起了重要作用。賽艇運(yùn)動(dòng)員比賽中的大部分能量供應(yīng)來(lái)源于有氧供能系統(tǒng)，那么有氧供能提供的能量越多，運(yùn)動(dòng)員的基礎(chǔ)體能就越好[4]。

賽艇比賽的供能特征很早就受到了國(guó)外學(xué)者的關(guān)注。1978年，Hagerman等[5]對(duì)310名公開(kāi)級(jí)男子運(yùn)動(dòng)員經(jīng)行研究得出賽艇2 000m比賽有氧和無(wú)氧供能比例分別為70%和30%。4年后Mickelson、Hagerman等[6]又對(duì)賽艇2 000m供能特征進(jìn)行了一次論證有氧比例提高到了72%、無(wú)氧為28%。同年Secher等[7]對(duì)7名公開(kāi)級(jí)男子運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)有氧供能比例為70%~76%，無(wú)氧為14%~30%。之后的20幾年間，對(duì)賽艇2 000m供能特征的研究一直進(jìn)行，其中Messonnier(1997[8])和Russell et al.(1998[9])的研究將有氧供能比例提高達(dá)到86%和84%。《賽艇—?jiǎng)澋酶斓目茖W(xué)》一書(shū)中所給予的賽艇比賽的供能比例是有氧82.1%、無(wú)氧無(wú)乳酸5.9%、無(wú)氧乳酸11.7%[4]。

供能特征的研究一直是國(guó)外賽艇研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，最新的研究成果似乎證明早期研究所給出的有氧供能比例低估了賽艇比賽中有氧供能的重要性。出現(xiàn)這樣的情況可能是供能比例計(jì)算方法不斷地進(jìn)步，也有可能是運(yùn)動(dòng)員的體能和訓(xùn)練手段的科學(xué)化所引起。國(guó)內(nèi)對(duì)賽艇2 000m供能特征的研究相對(duì)較少。我國(guó)訓(xùn)練學(xué)理論中對(duì)項(xiàng)目專(zhuān)項(xiàng)特征的認(rèn)識(shí)在范圍上往往局限于對(duì)項(xiàng)目技術(shù)外在表面的描述，當(dāng)中缺少項(xiàng)目特征內(nèi)在的生理生化特點(diǎn)[10]。鑒于此，本研究將以國(guó)內(nèi)高水平賽艇運(yùn)動(dòng)員作為樣本，探究賽艇項(xiàng)目比賽的供能特征，為我國(guó)的賽艇項(xiàng)目的科學(xué)化訓(xùn)練提供生物學(xué)基礎(chǔ)。

1實(shí)驗(yàn)對(duì)象和方法

某省隊(duì)賽艇隊(duì)10名健康的成人運(yùn)動(dòng)員(男6女4，表1)自愿參加本次測(cè)試。運(yùn)用賽艇測(cè)功儀(Concept II ModeDPM3)6.5min全力劃模擬比賽測(cè)試。

表1　受試者基本信息

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)4Kb2便攜式心肺功能測(cè)試儀進(jìn)行外部空氣校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)氣壓校準(zhǔn)、氣體和氣量的標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度為O2-16.00%和CO2-5.01%，氣筒容積為3L，檢查各個(gè)設(shè)備是否符合測(cè)試要求。運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始自選測(cè)功儀強(qiáng)度熱身10min，休息5min。在熱身運(yùn)動(dòng)結(jié)束后對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行第一次血乳酸采集，休息的第5min采集第二次血乳酸。休息當(dāng)中給運(yùn)動(dòng)員佩戴實(shí)驗(yàn)儀器，打開(kāi)儀器檢測(cè)儀器是否正常工作。休息時(shí)間結(jié)束運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始全力劃測(cè)試，記錄儀器工作但測(cè)試還未開(kāi)始的時(shí)間這些數(shù)據(jù)最后從總數(shù)據(jù)中刪去。測(cè)試過(guò)程當(dāng)中要求教練員從旁監(jiān)督鼓勵(lì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后運(yùn)動(dòng)員原地休息，全力劃測(cè)試結(jié)束后1、3、5、7min采集第三、第四、第五、第六次血乳酸(采集部位耳血，計(jì)量20 μL)。運(yùn)用K4b2便攜式心肺功能測(cè)試儀(K4B2,Ltaly)獲取運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的氣體代謝數(shù)據(jù)，運(yùn)用乳酸分析儀(EKF Diagnostic C‐line)對(duì)血乳酸數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

三大供能系統(tǒng)在模擬比賽中的供能量基于以下公式獲得。有氧供能量(WAER) = 累積凈攝氧量(ml) × 能量當(dāng)量(J·ml-1)。凈累積攝氧量=實(shí)際積累VO2-安靜值(本研究將男子4.0 ml·kg-1·min-1，女子3.5 ml·kg-1·min-1作為固定安靜值[11])；無(wú)氧無(wú)乳酸供能量(WPCR) = VO2PCR(ml) × 能量當(dāng)量(J·ml-1)。VO2PCR[12,13]即攝氧量在運(yùn)動(dòng)前3min(快速恢復(fù)部分)和后3min(慢速恢復(fù)部分)指數(shù)趨勢(shì)線(xiàn)在前3min之差；無(wú)氧乳酸供能量(WBLC) = 凈累積血乳酸(mmol·l-1) × 氧氣-乳酸換算系數(shù)(3.0 ml·kg-1·mmol-1·l[14]) × 體重(kg) × 能量當(dāng)量(J·ml-1)。凈累積血乳酸=測(cè)試后乳酸最大值-測(cè)試開(kāi)始前即刻值。當(dāng)呼吸商>1.0時(shí)，1毫升氧氣所產(chǎn)生的熱量對(duì)應(yīng)為21.131 J[15]。

2結(jié)果

測(cè)功儀6.5min全力劃測(cè)試測(cè)功儀和能量代謝數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，三大供能系統(tǒng)(有氧供能系統(tǒng)、無(wú)氧無(wú)乳酸供能系統(tǒng)、乳酸供能系統(tǒng))的供能比例見(jiàn)圖1。

(WPCR =無(wú)氧無(wú)乳酸供能，WBLC=無(wú)氧乳酸供能，WAER=有氧供能，WTOT=總供能)

圖1　6.5min全力劃供能比例(N=10)

對(duì)測(cè)試結(jié)果中10名運(yùn)動(dòng)員6.5min模擬2 000m距離全力劃測(cè)功儀數(shù)據(jù)槳頻、功率、船速進(jìn)行平均(圖2)，結(jié)合氣體代謝數(shù)據(jù)中VO2、心率平均值(圖3)我們可以得到賽艇6.5min全力劃中各項(xiàng)指標(biāo)的時(shí)序特征。功率在前30s中達(dá)到最大值之后快速下降，到達(dá)90s后下降速率減緩，最低值降到最大值的84%，最后30s進(jìn)入沖刺階段功率快速上升。槳頻30s后快速下降，60s之后槳頻保持在最大值的86%~88%之間進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，最后30s快速攀升達(dá)到最大值。船速在前30s達(dá)到最大值，之后相對(duì)穩(wěn)定始終保證在95%以上。VO2前5~10s出現(xiàn)延遲后迅速增加60s后達(dá)到最大值的90%，之后均保證在高水平的緩慢增長(zhǎng)區(qū)。測(cè)試結(jié)束后VO2先進(jìn)入3min快速恢復(fù)期和3min慢速恢復(fù)期，6min后基本恢復(fù)到測(cè)試前狀態(tài)。心率非常快的從最大值60%增加到95%以上，之后相對(duì)穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)束6min達(dá)到安靜水平。

圖2　6.5min全力劃測(cè)功儀各數(shù)據(jù)時(shí)序特征

3討論

本研究通過(guò)10名優(yōu)秀賽艇運(yùn)動(dòng)員在測(cè)功儀上6.5min全力劃模擬2 000m比賽，探究了賽艇比賽的供能特征。結(jié)果表明，賽艇模擬比賽的三大供能系統(tǒng)的供能比例分別為83.7%(有氧)、6.2%(無(wú)氧無(wú)乳酸)和 10.1%(無(wú)氧乳酸)。本研究得到的有氧供能比例高于Hagerman(70%[5]、72%[6])和Secher(70%~76%[7])的研究結(jié)果，低于Messonnier(86%[8])的研究結(jié)果，與Hartmann和Mader的研究結(jié)果[16]相似。但是早期專(zhuān)家在計(jì)算能量代謝所用的方法是最大積累氧虧法，此方法從Medbo提出就一直飽受爭(zhēng)議[17-19]。本文所采用的能量代謝方法是由Beneke等人在研究了前人[20，21]的基礎(chǔ)上于2002年提出[22，23]，此方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于將無(wú)氧供能部分細(xì)化為無(wú)氧無(wú)乳酸供能和無(wú)氧乳酸供能兩大供能系統(tǒng)。

圖3　6.5min全力劃氣體代謝各數(shù)據(jù)時(shí)序特征

人體運(yùn)動(dòng)時(shí)三大供能系統(tǒng)同時(shí)工作，但是三種供能系統(tǒng)能力的提高需要不同的訓(xùn)練手段，我們要根據(jù)該項(xiàng)目的特點(diǎn)(如三大供能系統(tǒng)的比例關(guān)系)，通過(guò)不同的訓(xùn)練強(qiáng)度的組合，最終形成比賽所需要的能力[24]。賽艇項(xiàng)目是以有氧(83.7%)能力為主的耐力型項(xiàng)目，大部分的能量供應(yīng)來(lái)自于有氧供能系統(tǒng)，肌肉中線(xiàn)粒體的數(shù)量和體積決定了運(yùn)動(dòng)員的有氧能力，然而高強(qiáng)度訓(xùn)練后乳酸的堆積導(dǎo)致機(jī)體的酸化會(huì)破壞細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和線(xiàn)粒體[4]。對(duì)高水平賽艇運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練負(fù)荷研究表明，賽艇年度訓(xùn)練負(fù)荷安排中80%以上屬于是低槳頻，長(zhǎng)時(shí)間，長(zhǎng)距離的有氧長(zhǎng)劃[25]。

賽艇起航需要階段的能量供應(yīng)主要來(lái)自無(wú)氧供能系統(tǒng)，首先消耗的是功率最大的無(wú)氧無(wú)乳酸供能系統(tǒng)，之后無(wú)氧乳酸供能逐漸加入。60s后，有氧供能占主導(dǎo)地位并全程保持。本研究將無(wú)氧供能細(xì)化為無(wú)氧無(wú)乳酸(6.2%)、無(wú)氧乳酸(10.1%)，將原來(lái)的無(wú)氧供能進(jìn)一步細(xì)分為無(wú)氧無(wú)乳酸供能和無(wú)氧乳酸供能。無(wú)氧無(wú)乳酸供能只能維持3~5s，恢復(fù)需要4min，那么加強(qiáng)無(wú)氧無(wú)乳酸供能系統(tǒng)的訓(xùn)練可以安排在7~10槳的訓(xùn)練。無(wú)氧乳酸供能系統(tǒng)的訓(xùn)練可以安排在90s以?xún)?nèi)的不同距離的高強(qiáng)度訓(xùn)練。研究表明，有氧和無(wú)氧是一對(duì)既相互支撐又相互制約的關(guān)系，有氧和無(wú)氧能力的發(fā)展屬于此消彼長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系。本研究探究了模擬賽艇比賽過(guò)程的三大供能比例關(guān)系(有氧供能83.7%、無(wú)氧無(wú)乳酸供能6.2%、無(wú)氧乳酸供能10.1%)，結(jié)合有氧和無(wú)氧能力的特性，我們?cè)跍?zhǔn)備期時(shí)，應(yīng)該將有氧能力的基礎(chǔ)打的高一些。在競(jìng)賽期，隨著訓(xùn)練量和強(qiáng)度的大幅增加，無(wú)氧能力增強(qiáng)同時(shí)抵消有氧能力的儲(chǔ)備，在比賽到來(lái)前達(dá)到最符合賽艇項(xiàng)目的供能比例的體能。

4結(jié)論

賽艇模擬比賽過(guò)程中來(lái)自無(wú)氧無(wú)乳酸供能系統(tǒng)、無(wú)氧乳酸供能系統(tǒng)和有氧供能系統(tǒng)的能量供應(yīng)比例分別為6.2%、10.1%和83.7%。本研究運(yùn)用國(guó)內(nèi)高水平賽艇運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行研究，研究結(jié)果與國(guó)外研究的結(jié)果一致，進(jìn)一步論證了賽艇是一項(xiàng)以有氧供能為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。研究結(jié)果為我國(guó)賽艇訓(xùn)練進(jìn)一步加強(qiáng)有氧訓(xùn)練提供了生物學(xué)基礎(chǔ)。

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