一次性身體鍛煉期間不同時段的情緒效益及其心肺活動特征

張韌仁周成林

1四川師范大學(xué)體育學(xué)院（成都610101）2上海體育學(xué)院（上海200438）

一次性身體鍛煉期間不同時段的情緒效益及其心肺活動特征

張韌仁1周成林2

1四川師范大學(xué)體育學(xué)院（成都610101）2上海體育學(xué)院（上海200438）

目的：探究一次性身體鍛煉期間不同時段的情緒效益及其心肺活動特征。方法：60名被試在跑臺上完成30 min中等強(qiáng)度定速（以前期自行調(diào)速實驗中每個被試表現(xiàn)出的適宜跑速為固定跑速）跑或走，并在實施前5 min、期間30 min和之后10 min進(jìn)行情緒狀態(tài)自行測評和生理指標(biāo)同步監(jiān)測；將45 min均分為9個時段并選擇鍛煉期間第1時段（t1）、第2時段（t2）、第3時段（t3）、第4時段（t4）、第5時段（t5）、第6時段（t6）的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析；兼顧訪談核實結(jié)果。結(jié)果：t1，愉悅效益最佳，潮氣量（TV）呈現(xiàn)最大值、呼吸頻率（RF）呈現(xiàn)最低值，呼吸商（RQ）呈現(xiàn)最小值；t2、t3、t4、t5，積極情緒效益最佳，RF與TV呈現(xiàn)適宜值組合；t6，疲勞感受最甚，RF呈現(xiàn)最高值、TV呈現(xiàn)最小值，心率（HR）呈現(xiàn)最高值、氧脈搏（VO2/HR）呈現(xiàn)最小值。結(jié)論：第1時段為一次性身體鍛煉的愉悅效益最佳時段，呼吸方式以深呼吸為主；第2、第3、第4、第5時段為一次性身體鍛煉的積極情緒效益最佳時段，呼吸效率高；第6時段為一次性身體鍛煉的疲勞感受最甚時段，肺呼吸效率低、心泵血效率低。

一次性身體鍛煉；不同時段；情緒狀態(tài)；心肺活動狀態(tài)

有關(guān)鍛煉心理學(xué)的研究表明，身體鍛煉的情緒效益顯著[1-6]；前期的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，一次性身體鍛煉期間的情緒變化具有明顯的時段差異[1]。但一次性身體鍛煉期間，情緒狀態(tài)發(fā)生變化時是否伴隨著相應(yīng)的心肺活動狀態(tài)變化，如心率、耗氧量、相對耗氧量、代謝當(dāng)量、呼吸頻率、潮氣量、氧脈搏、呼吸商是否發(fā)生相應(yīng)的變化、如何變化等，至今還未見報道。另外，前期研究[1]結(jié)果表明，由于鍛煉期間被試自行調(diào)速，往往會人為地縮短情緒狀態(tài)的持續(xù)時間以及提前或推遲情緒狀態(tài)的出現(xiàn)，至于定速期間情緒狀態(tài)變化與否以及如何變化還不得而知。有關(guān)身體鍛煉的心理效益形成機(jī)制的研究主要集中于從生理和心理兩個方面尋找一些生理依據(jù)和提出一些理論假說，而全程探究一次性身體鍛煉期間的情緒狀態(tài)以及與其相伴隨的生理特征也許能為從生理和心理兩個方面探究身體鍛煉的心理效益形成機(jī)制提供一個切入點。鑒于此，本研究依據(jù)身體鍛煉促進(jìn)健康的相關(guān)理論，采用兼具動、靜態(tài)數(shù)據(jù)采集的儀器設(shè)備和測量工具，選擇適宜的心理和生理指標(biāo)，于鍛煉之前、期間和之后進(jìn)行同步監(jiān)測，旨在通過固定運動負(fù)荷（統(tǒng)計和分析前期實驗中每個被試自行提速和減速情況，與其共同確定一個適宜跑速為固定跑速），深入探究一次性身體鍛煉期間不同時段的情緒效益及其心肺活動特征，以期為更好地監(jiān)測身體鍛煉的心理效益以及科學(xué)參與身體鍛煉提供理論支撐和方法指導(dǎo)。

1 研究對象與方法

1.1 實驗對象

60名19～26歲的上海體育學(xué)院學(xué)生自愿參加實驗，被試層級、性別均衡（其中層級由每周至少鍛煉1次以上且超過1年的堅持鍛煉者以及偶爾鍛煉的偶爾鍛煉者組成，兩個層級均有男女生各15名共30名被試組成），被試身體健康，無呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)疾病。

1.2 實驗設(shè)計

采用等組重復(fù)測量準(zhǔn)實驗設(shè)計。自變量為身體鍛煉（共有6個水平：t1、t2、t3、t4、t5、t66個時段的身體鍛煉）；因變量為情緒狀態(tài)和心肺活動狀態(tài)。

1.3 測評指標(biāo)、測量工具和儀器設(shè)備

1.3.1 情緒狀態(tài)測評指標(biāo)及測量工具

全程探究一次性運動期間的情緒狀態(tài)，其測評指標(biāo)不僅要有理論關(guān)聯(lián)性，而且還具備器具可供性、操作可行性。而當(dāng)前沒有現(xiàn)成的測評指標(biāo)可以借用，故遵循理論關(guān)聯(lián)、器具可供、操作可行的準(zhǔn)則選擇焦慮、抑郁、疲勞以及愉悅、活力、流暢分別作為消極、積極情緒狀態(tài)測評指標(biāo)。其中焦慮的核心元素為擔(dān)心、不安和煩躁；抑郁的核心元素為壓抑、低落和郁悶；疲勞的核心元素為疲倦、困乏、肢體沉重甚至酸痛；愉悅的核心元素為開心、快樂和興奮；活力的核心元素為精力充沛，鍛煉之前有鍛煉的欲望、期間有提速的沖動、之后有繼續(xù)的愿望；流暢的核心元素為輕松自如、協(xié)調(diào)從容、呼吸通暢、步伐順暢、省力又享受，如果鍛煉后選擇流暢則表示舒暢、愜意。考慮到研究對象對QQ表情的熟悉和認(rèn)可，故從QQ表情庫（http：//www.553300.com/ qq/）中篩選出6個跳動的QQ表情對應(yīng)1焦慮、2抑郁、3疲勞、4愉悅、5活力、6流暢（其中100名學(xué)生參與篩選，70%通過才予以保留），并以幻燈片放映的形式全程呈現(xiàn)（圖1）。通過兩次預(yù)實驗及實驗?zāi)┑脑L談核實（20個被試參與，時隔一周實施；20個被試均表示其兩次預(yù)實驗中所反映的處于某個情緒狀態(tài)時的感受與其所示意的QQ表情對應(yīng)的情緒狀態(tài)一致），驗證了它們是可信且有效的。并且，預(yù)實驗和正式實驗都沒有出現(xiàn)被試示意的QQ表情與其當(dāng)時情緒狀態(tài)不一致的情況，實驗?zāi)┑脑L談核實時也沒有出現(xiàn)被試反映的處于某個情緒狀態(tài)時的感受與其所示意的QQ表情對應(yīng)的情緒狀態(tài)概念不符合的情況。

圖1 情緒狀態(tài)測評示意圖（幻燈片放映時為跳動狀態(tài)）

1.3.2 心肺活動狀態(tài)測評指標(biāo)

選擇心率（HR，次/min）、耗氧量（VO2，ml/min）、相對耗氧量（VO2/kg，m l/min/kg）、代謝當(dāng)量（MET）、呼吸頻率（RF，次/min）、潮氣量（TV，L）、氧脈搏（VO2/HR，m l/bpm）、呼吸商（RQ）作為生理狀態(tài)測評指標(biāo)。其中心率即心臟每分鐘搏動的次數(shù)，反映心臟活動和鍛煉負(fù)荷；耗氧量即單位時間內(nèi)肌體攝取并被消耗或利用的氧量，相對耗氧量即以每千克體重計算的耗氧量，代謝當(dāng)量即運動時耗氧量與安靜時耗氧量的比值，三者都反映肺活動和呼吸效率；呼吸頻率即每分鐘呼吸的次數(shù)，潮氣量即每一呼吸周期中吸入或呼出的氣量，二者協(xié)同反映肺活動和呼吸效率；氧脈搏即心臟每次搏動射出的血量所攝取的氧量，氧脈搏越高，說明心肺活動效率越高；呼吸商又稱氣體交換率，即機(jī)體在同一時間內(nèi)二氧化碳釋放量與氧攝取量的比值，反映能量代謝和呼吸效率。

1.3.3 儀器設(shè)備

Cosmed K4b2及其數(shù)據(jù)采集軟件1套（Cosmed，Rome，Italy），Polar胸帶表一塊，溫濕度計1個（得力臺式9012），筆記本電腦1臺（Thinkpad），跑臺1臺（H/P/ Cosmos），投影儀1套（Sony，特制了1個可移動可調(diào)高的大屏幕），攝像機(jī)1部（Sony），秒表1塊，記錄本和筆1套。K4b2是一種便攜式氣體代謝分析儀，利用間接測熱原理，通過分析每口氣中的氧和二氧化碳含量，計算單位時間的能量消耗，已證實其可以有效測量各種運動強(qiáng)度下的攝氧量[7]，被稱為測量肺活動的金標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 實驗任務(wù)、時間和地點

被試在跑臺上完成1次30 min中等強(qiáng)度定速跑或走，并于跑或走之前5 min、期間30 min和之后10 min實施情緒狀態(tài)自行測評、生理指標(biāo)同步監(jiān)測。其中固定跑速為主試在統(tǒng)計和分析前期實驗中每個被試自行的提速和減速情況的基礎(chǔ)上與被試共同確定的一個適宜跑速，適宜的標(biāo)準(zhǔn)為期間主觀體力感知評級RPE（rating of perceived exertion）為12～14且處于積極情緒狀態(tài)。被試逐個單獨實驗。實驗由一名主試主持，四名助手分為兩組輪換協(xié)助主試布置場地以及佩戴K4b2和Polar胸帶表。

實驗時間，2月16日至4月14日期間的周四、周五下午（13：30～18：30）、周末上下午（9：30～12：00，13：00～18：30）。每個被試具體實驗時間的安排準(zhǔn)則為當(dāng)日沒有體育課，也沒有參加體育運動，身心狀況適合參與實驗，進(jìn)餐與實驗至少間隔90 min，堅持鍛煉組則兼顧其習(xí)慣的運動時間；每個被試具體實驗順序，主要根據(jù)當(dāng)日幾個被試的身心狀況和生活日程靈活安排，堅持鍛煉組則兼顧其運動習(xí)慣；單個被試所用的時間為60 min：10 min準(zhǔn)備，45 min（5 min/30 min/10 min）實驗，5 min訪談核實。

實驗地點，上海體育學(xué)院科研樓一樓實驗中心。

1.5 實驗流程

讓被試熟悉實驗室環(huán)境，了解實驗的基本內(nèi)容和要求及其可能產(chǎn)生的不適，并簽署知情同意書。

提前向被試解釋情緒狀態(tài)測評指標(biāo)的概念、測評方式及作答要求，并要求每一個被試練習(xí)至熟悉掌握。請被試用手示意幻燈片上與其即刻情緒狀態(tài)對應(yīng)的QQ表情數(shù)值，可單選也可多選。鍛煉之前由主試安排，實驗期間和之后由被試自行掌握，若長時間不反映，主試會給予提醒（例：如果你不反映，就假定你仍處于上次選擇的情緒狀態(tài)）。

創(chuàng)建一個K4b2用戶數(shù)據(jù)庫，先錄入和保存被試的基本信息并將其逐一分組和編號。

佩戴K4b2，期間向被試解釋這只是一個呼吸通道，不會影響呼吸；強(qiáng)調(diào)實驗過程中盡量放松身體尤其是頭面部，并自然呼吸。備注：每個實驗單元的第一個測試前，正確連接K4b2各部件，預(yù)熱儀器至少45 min，然后通過K4b27.0軟件依次進(jìn)行環(huán)境空氣校正（用室內(nèi)環(huán)境空氣校正）、參考?xì)庑Ｕㄓ煤?6.00%O2、5.00%CO2參照氣體校正）、氣體延遲校正、流量計校正（用標(biāo)準(zhǔn)3L注射器校正）。

放置大屏幕于跑臺的左前方并根據(jù)每個被試的視力和身高調(diào)節(jié)其距離和高度。

調(diào)試攝像機(jī)并安放于適宜的位置。

采集5 min生理指標(biāo)，期間同步進(jìn)行情緒狀態(tài)測評。

設(shè)置既定跑速并開秒表計時，被試進(jìn)行30 min跑或走。期間被試自行實施情緒狀態(tài)測評；生理指標(biāo)同步采集。

30 min鍛煉后，請被試?yán)^續(xù)在跑步機(jī)上放松，或下跑步機(jī)就近走動和就坐10 min。期間被試自行實施情緒狀態(tài)測評；生理指標(biāo)同步采集。

主試及時記錄被試鍛煉之前、期間、之后的情緒狀態(tài)及其對應(yīng)的時間點。

將記錄本上的情緒狀態(tài)測評結(jié)果與被試一一核實（如果出現(xiàn)判斷誤差、反應(yīng)延遲等情況，根據(jù)被試的反映并結(jié)合錄像予以修正），并詢問其處于不同情緒狀態(tài)時的感受；存儲于K4b2中的生理指標(biāo)測量參數(shù)下載到計算機(jī)中；攝像機(jī)中的行為表現(xiàn)錄像轉(zhuǎn)錄到計算機(jī)中。

1.6 數(shù)據(jù)采集與處理

情緒狀態(tài)指標(biāo)由手工采集、整理、統(tǒng)計，再導(dǎo)入計算機(jī)用Excel結(jié)合美圖秀秀和畫圖軟件制圖、卡方檢驗。以頻次計數(shù)每分鐘內(nèi)被試的情緒狀態(tài)，如某1 min內(nèi)n個被試出現(xiàn)某種情緒狀態(tài)即計數(shù)該情緒狀態(tài)頻次為n，每分鐘每種情緒狀態(tài)總頻次的上限為60，每分鐘積極（或消極）情緒狀態(tài)總頻次的上限為180；將全程均分為9個時段，鍛煉之前5 min為0時段（t0），鍛煉期間1～5 min為第1時段（t1）、6～10 min為第2時段（t2）、11～15 min為第3時段（t3）、16～20 min為第4時段（t4）、21～25 min為第5時段（t5）、26～30 min為第6時段（t6），鍛煉之后1～5 min為第7時段（t7）、6～10 min為第8時段（t8），然后選取各種情緒狀態(tài)的t1、t2、t3、t4、t5、t66個時段

總頻次進(jìn)行卡方檢驗并制圖。生理狀態(tài)指標(biāo)由K4b2及其配套軟件采集，再導(dǎo)入計算機(jī)用Excel統(tǒng)計并將統(tǒng)計結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差制表、重復(fù)測量方差分析。也如上述將全程均分為9個時段，并每隔5 min將剔除異常值之后的各個生理指標(biāo)參數(shù)整合為9個時段均值，然后選取各個生理指標(biāo)參數(shù)的t1、t2、t3、t4、t5、t66個時段均值進(jìn)行重復(fù)測量方差分析并制表，使用Mauchely，s test的球形檢驗評估方差分析的齊性，對不滿足球形檢驗的統(tǒng)計量采用Greenhouse-geisser法矯正自由度和P值，事后比較采用LSD法。非常顯著性水平定為P＜0.01、顯著性水平定為0.01≤P＜0.05、邊緣顯著性水平定為0.05≤P＜0.1。

2 研究結(jié)果

2.1 情緒狀態(tài)

2.1.1 積極情緒狀態(tài)

對6個時段的積極情緒狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t2與t1、t3與t1、t4與t1、t5與t1、t2與t6、t3與t6、t4與t6、t5與t6、t1與t6，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=3.882，P=0.049；χ2=4.480，P=0.034；χ2=5.337，P= 0.021；χ2=3.882，P=0.049；χ2=10.945，P=0.001；χ2= 15.135，P=0.000；χ2=16.673，P=0.000；χ2=6.371，P= 0.012；χ2=3.974，P=0.046）；t3與t2、t4與t2、t5與t2、t4與t3、t5與t3、t5與t4，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

對6個時段的愉悅狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t1與t2、t2與t3、t2與t4、t2與t5、t2與t6，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=23.023，P=0.000；χ2=4.170，P=0.041；χ2=9.172，P=0.002；χ2=3.882，P=0.049；χ2= 7.283，P=0.007）；t3與t4、t3與t5、t3與t6、t4與t5、t4與t6、t5與t6，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

對6個時段的活力狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t2與t1、t3與t1、t4與t1、t2與t5、t3與t5、t4與t5、t5與t6，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=15.951，P= 0.000；χ2=10.574，P=0.001；χ2=6.222，P=0.013；χ2= 10.675，P=0.001；χ2=6.356，P=0.012；χ2=3.882，P=0.049；χ2=3.882，P=0.049）；t2與t3、t2與t4、t3與t4、t6與t1，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

對6個時段的流暢狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t2與t1、t3與t2、t4與t3、t4與t5、t5與t6、t3與t6、t6與t2，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=33.668，P= 0.000；χ2=19.154，P=0.000；χ2=4.512，P=0.034；χ2= 5.284，P=0.022；χ2=3.882，P=0.049；χ2=4.358，P=0.037；χ2=5.410，P=0.020）；t3與t5，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

上述結(jié)果表明，身體鍛煉對積極情緒的促進(jìn)作用，第2、第3、第4、第5時段（6～10 min、11～15 min、16～20 min、21～25 min）最佳，第1時段（1～5 min）其次，第6時段（26～30 min）最差。其中愉悅效益，第1時段最佳，第2時段其次；活力效益，第2、第3、第4時段最佳，第5時段其次；流暢效益，第4時段最佳，第3、第5時段其次（表1）。

表1 6個時段積極情緒狀態(tài)頻次（次）

2.1.2 消極情緒狀態(tài)

對6個時段的消極情緒狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t4與t3、t5與t4、t6與t5，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=4.179，P=0.041；χ2=3.882，P= 0.049；χ2=5.997，P=0.018）；t1與t2、t1與t3、t2與t3，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

對6個時段的疲勞狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t4與t1、t4與t2、t4與t3、t5與t4、t6與t5，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=4.583，P=0.032；χ2=3.882，P=0.049；χ2=4.583，P=0.032；χ2=3.974，P=0.046；χ2= 11.218，P=0.001）；t2與t1、t3與t1、t3與t2，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

對6個時段的焦慮狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t1與t3、t2與t3，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=7.880，P=0.005；χ2=5.471，P=0.019）；t1與t2、t4與t3、t5與t3、t6與t3、t4與t5、t4與t6、t5與t6，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

對6個時段的抑郁狀態(tài)總頻次進(jìn)行卡方檢驗，結(jié)果顯示：t1與t6、t3與t6，前者的總頻次顯著大于后者的總頻次（χ2=6.508，P=0.011；χ2=4.061，P=0.044）；t1與t2、t1與t3、t1與t4、t1與t5、t2與t3、t2與t4、t2與t5、t2與t6、t3與t4、t3與t5、t4與t5、t4與t6、t5與t6，前者與后者的總頻次無顯著性差異。

上述結(jié)果表明，身體鍛煉對消極情緒的誘發(fā)作用，第6時段（26～30 min）最甚，第5時段（21～25 min）其次。其中對疲勞的誘發(fā)作用，始于第4時段（16～20 min），第6時段最甚，第5時段其次；對焦慮的消除作用于第3時段（11～15 min）最佳（表2）。

表2 6個時段消極情緒狀態(tài)頻次（次）

2.2 心肺活動狀態(tài)

2.2.1 心率（H H R R）

對6個時段的HR時段均值進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，結(jié)果顯示：身體鍛煉期間不同時段的HR呈邊緣顯著性差異[F（1.659，97.893）=2.917，P=0.068，偏η2= 0.047]。事后比較揭示，t6與t5、t6與t4、t6與t3、t6與t2、t6與t1，前者的HR顯著大于后者的HR（P=0.049，P=0.049，P=0.040，P=0.026，P=0.047）；其余任何兩個時段的HR均無顯著性差異。這一結(jié)果說明身體鍛煉期間的HR，第6時段（26～30 min）高于其余5個時段（1～5 min、6～10 min、11～15 min、16～20 min、21～25 min）；另外，6個時段的HR時段均值也說明被試在跑臺上完成的30 min定速跑（或走）為中等強(qiáng)度的運動（表3）。

表3 6個時段HR（次/m in）

2.2.2 耗氧量、相對耗氧量、代謝當(dāng)量（V V O O22、V V O O22//k k g g、M M E E T T）

對6個時段的VO2、VO2/kg和MET時段均值進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，結(jié)果顯示：身體鍛煉期間不同時段的VO2、VO2/kg和MET無顯著性差異[F（1.862，109.853）= 0.698，P=0.490，偏η2=0.012；F（1.893，111.671）=0.958，P= 0.382，偏η2=0.016；F（1.893，111.671）=0.958，P=0.382，偏η2=0.016]。這一結(jié)果說明身體鍛煉期間6個時段的VO2、VO2/kg和MET基本恒定；另外，6個時段的VO2、VO2/kg、MET時段均值也說明被試在跑臺上完成的30 min定速跑（或走）為中等強(qiáng)度的運動。

2.2.3 呼吸頻率（R R F F）

對6個時段的RF時段均值進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，結(jié)果顯示：身體鍛煉期間不同時段的RF呈顯著性差異[F（2.464，145.369）=14.853，P=0.000，偏η2= 0.201]。事后比較揭示，t6與t5、t6與t4、t6與t3、t6與t2、t6與t1、t5與t4、t5與t3、t5與t2、t5與t1、t4與t2、t4與t1、t3與t2、t3與t1、t2與t1，前者的RF顯著大于后者的RF（P=0.046，P= 0.005，P=0.002，P=0.000，P=0.000，P=0.049，P=0.017，P=0.001，P=0.000，P=0.000，P=0.000，P=0.004，P= 0.000，P=0.032）；t4與t3，前者與后者的RF無顯著性差異。這一結(jié)果說明身體鍛煉期間6個時段的RF從大到小的順序為：第6時段（26～30 min）、第5時段（21～25 min）、第3～4時段（11～20 min）、第2時段（6～10 min）、第1時段（1～5 min）（表4）。

表4 6個時段RF（次/m in）

2.2.4 潮氣量（T T V V）

對6個時段的TV時段均值進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，結(jié)果顯示：身體鍛煉期間不同時段的TV呈顯著性差異[F（2.121，125.127）=18.149，P=0.000，偏η2= 0.235]。事后比較揭示，t1與t2、t1與t3、t1與t4、t1與t5、t1與t6、t2與t3、t2與t4、t2與t5、t2與t6、t3與t4、t3與t5、t3與t6、t4與t5、t4與t6、t5與t6，前者的TV顯著大于后者的TV（P=0.002，P=0.001，P=0.000，P=0.000，P=0.000，P=0.022，P= 0.000，P=0.000，P=0.000，P=0.002，P=0.005，P=0.001，P=0.046，P=0.008，P=0.037）。這一結(jié)果說明身體鍛煉期間6個時段的TV從大到小的順序為：第1時段（1～5 min）、第2時段（6～10 min）、第3時段（11～15 min）、第4時段（16～20 min）、第5時段（21～25 min）、第6時段（26～30 min）（表5）。

表5 6個時段TV（l）

2.2.5 氧脈搏（V V O O22//H H R R）

對6個時段的VO2/HR時段均值進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，結(jié)果顯示：身體鍛煉期間不同時段的VO2/HR呈顯著性差異[F（1.872，110.475）=3.259，P= 0.045，偏η2=0.052]。事后比較揭示，t1與t6、t2與t6、t3與t6、t4與t6、t5與t6，前者的VO2/HR顯著大于后者（P= 0.036，P=0.030，P=0.046，P=0.048，P=0.049）；其余任何兩個時段的VO2/HR無顯著性差異。這一結(jié)果說明身體鍛煉期間的VO2/HR，第6時段（26～30 min）低于其余5個時段（1～5 min、6～10 min、11～15 min、16～20 min、21～25 min）（表6）。

表6 6個時段VO2/HR（m l/bpm）

2.2.6 呼吸商（R R Q Q）

對6個時段的RQ時段均值進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，結(jié)果顯示：身體鍛煉期間不同時段的RQ呈顯著性差異[F（2.477，146.148）=6.700，P=0.001，偏η2= 0.102]。事后檢驗揭示，t1與t2、t1與t3、t1與t4、t1與t5、t1與t6，前者的RQ顯著小于后者（P=0.000，P=0.000，P= 0.001，P=0.004，P=0.009）；其余任何兩個時段的RQ均無顯著性差異。這一結(jié)果說明身體鍛煉期間的RQ，第1時段（1～5 min）小于其余5個時段（6～10 min、11～15 min、16～20 min、21～25 min、26～30 min）（表7）。

表7 6個時段RQ

3 分析與討論

3.1 一次性身體鍛煉期間不同時段的情緒效益

身體鍛煉第1時段，愉悅效益最佳時段；第2時段，活力效益最佳時段、愉悅效益次優(yōu)時段；第3時段，活力效益最佳時段、消除焦慮最佳時段、流暢效益次優(yōu)時段；第4時段，流暢效益最佳時段、活力效益最佳時段；第5時段，流暢效益次優(yōu)時段、活力效益次優(yōu)時段、疲勞感受其次時段；第6時段，疲勞感受最甚時段。這一方面驗證了前期研究發(fā)現(xiàn)的一次性身體鍛煉的短期情緒效益具有明顯的時段差異的研究結(jié)果；另一方面又與前期研究發(fā)現(xiàn)的一次性身體鍛煉對積極情緒的促進(jìn)作用、對消極情緒的消除和誘發(fā)作用的時段特征的研究結(jié)果[1]不完全一致，究其原因主要為運動負(fù)荷不同：前期研究采用被試自行提速或減速，而本研究采用固定的適宜跑速（根據(jù)前期實驗中每個被試自行的提速和減速情況而確定的適宜跑速）。

3.2 一次性身體鍛煉期間不同時段情緒效益的心肺活動特征

身體鍛煉期間，VO2、VO2/kg、MET 6個時段基本恒定?？梢?，身體鍛煉期間的耗氧量和能量代謝取決于運動負(fù)荷，而本研究運動負(fù)荷恒定，故VO2、VO2/kg、MET沒有出現(xiàn)時段差異。身體鍛煉期間，RF與TV 6個時段變化幅度大、頻率高且前者由低到高、后者由高到低逆向發(fā)展；HR與VO2/HR于第6時段呈反向變化，其余5個時段二者均呈基本恒定狀態(tài)；RQ第1時段小于另5個基本恒定時段。

身體鍛煉第1時段，愉悅效益出現(xiàn)最佳化；TV呈現(xiàn)最大值、RF呈現(xiàn)最低值。原因可能為：內(nèi)臟器官受植物性神經(jīng)支配，肌肉運動受軀體神經(jīng)支配，而植物性神經(jīng)機(jī)能的惰性比軀體神經(jīng)機(jī)能的惰性大，又加上植物性神經(jīng)調(diào)節(jié)的惰性比軀體神經(jīng)調(diào)節(jié)的惰性大得多，故此時段內(nèi)臟器官運動往往難以匹配肌肉運動，而導(dǎo)致“極點”的出現(xiàn)，當(dāng)“極點”出現(xiàn)時，被試一般會條件反射式地用力加深呼氣和吸氣[8-9]，從而導(dǎo)致TV出現(xiàn)最大時段均值，但攝氧量各時段基本恒定，故TV最大時段均值出現(xiàn)時也伴隨著RF最低時段均值的出現(xiàn)；而腹式呼吸（深呼吸）又能產(chǎn)生愉悅等心理效益[10]。這與訪談核實時主訴感覺興奮又愉悅以及用力加深呼吸克服“極點”相契合。

身體鍛煉第2、第3、第4、第5時段，積極情緒效益出現(xiàn)最佳化；RF與TV呈現(xiàn)適宜值組合。原因可能為：“極點”一旦被克服，“第二次呼吸”將接踵而至，即內(nèi)臟器官的惰性逐步被克服，內(nèi)臟器官的運動也逐漸匹配上肌肉的運動，動作變得輕松、呼吸變得自如[8-9]，并且鍛煉能誘發(fā)大腦分泌多巴胺和內(nèi)啡肽等神經(jīng)遞質(zhì)和激素[11-14]，從而令被試產(chǎn)生愉悅、活力和流暢體驗，而愉悅、活力、流暢體驗也會促使被試動作更輕松協(xié)調(diào)、呼吸更順暢自如，從而導(dǎo)致RF與TV不會出現(xiàn)極大值和極小值，而是處于一種動態(tài)的適宜值組合；RF與TV動態(tài)的適宜值組合導(dǎo)致的呼吸效率提高又為積極情緒的出現(xiàn)和消極情緒的消除提供了適宜的生理基礎(chǔ)。這與訪談核實時主訴動作協(xié)調(diào)輕松、步伐順暢、愜意、寧靜以及呼吸通暢自如、有節(jié)奏、很省力相契合。

身體鍛煉第6時段，疲勞感受最甚時段；RF呈現(xiàn)最高值、TV呈現(xiàn)最小值，HR呈現(xiàn)最高值、VO2/HR呈現(xiàn)最小值。原因可能為：隨著鍛煉的持續(xù)，肌糖原大量消耗、血糖濃度下降、體溫升高、水鹽代謝失調(diào)導(dǎo)致肌肉收縮力下降、乳酸伴隨產(chǎn)生[8，9，15]，而骨骼肌收縮力的下降、乳酸的產(chǎn)生直接導(dǎo)致了被試腿酸、身體沉重現(xiàn)象的出現(xiàn)，心肌、膈肌和肋間肌等呼吸肌收縮力的下降、乳酸的產(chǎn)生直接導(dǎo)致了被試每搏射血量隨之下降、呼吸變得表淺短促，但為了維持恒定的運動負(fù)荷還需要恒定的心輸出量和攝氧量，因此RF出現(xiàn)最大時段均值、TV出現(xiàn)最小時段均值，HR出現(xiàn)最大時段均值、VO2/HR出現(xiàn)最小時段均值，疲勞感受強(qiáng)烈。這與訪談核實時主訴腿酸、身體沉重、體力下降、體力不支以及呼吸急促、心跳加快相契合。

本研究結(jié)果與楊慧馨等[16]發(fā)現(xiàn)的同等運動強(qiáng)度不同太極拳動作之間的VO2、VO2/kg無顯著性差異，徐文靜等[17]發(fā)現(xiàn)的以29～31 ml/kg/min相對耗氧量在跑臺上步行50 min過程中的VO2、MET均值保持穩(wěn)定，王巨文[18]發(fā)現(xiàn)的以55%VO2max強(qiáng)度跑步60 min過程中的VO2/kg基本保持不變，以及田仙花[19]發(fā)現(xiàn)的勻速健身快走和慢跑30 min過程中的VO2保持相對平穩(wěn)的研究結(jié)果相一致；但與王巨文[18]發(fā)現(xiàn)的以55%VO2max強(qiáng)度跑步60 min過程中的HR和RF均隨運動時間的延長逐漸增加且在0～5 min和6～10 min兩個時段之間差異極其顯著，以及安建勛等[20]發(fā)現(xiàn)的以6.5 km/h勻速健身快走60 min過程中的VO2和HR于鍛煉5～10 min后達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài)、RQ于鍛煉初始5 min內(nèi)稍有增加后即呈下降趨勢的研究結(jié)果不一致。研究結(jié)果不一致的原因可能為：統(tǒng)計方法不同，他人采用的是配對T檢驗或描述性統(tǒng)計，而本研究采用的是重復(fù)測量方差分析；研究對象不同，他人的研究對象都只有16名且同質(zhì)性強(qiáng)（體育專業(yè)大學(xué)生或每周參加3 h以上中等強(qiáng)度身體鍛煉的普通大學(xué)生，男女各半），而本研究的研究對象有60名且異質(zhì)性強(qiáng)（堅持鍛煉組與偶爾鍛煉組、男生組與女生組均衡）；運動負(fù)荷不同，他人的研究采用55%VO2max強(qiáng)度或6.5 km/h鍛煉60 min，而本研究采用固定的適宜跑速鍛煉30 min；肺活動測量儀器不同，他人采用的是CORT EX MetaMax 3B（Germany），而本研究采用的是Cosmed K4b2（Italy）。

4 總結(jié)

本研究通過探究一次30 min中等強(qiáng)度的定速（以前期自行調(diào)速實驗中每個被試表現(xiàn)出的適宜跑速為固定跑速）跑或走期間不同時段的情緒和心肺活動狀態(tài)，以及對照跑或走之前5 min、之后10 min的情緒和心肺活動狀態(tài)，得出如下結(jié)論：

（1）一次性身體鍛煉第1時段為愉悅時段，第2時段為活力-愉悅時段，第3時段為活力-流暢時段，第4時段為流暢-活力時段，第5時段為流暢-活力-疲勞時段，第6時段為疲勞時段。

（2）一次性身體鍛煉期間的VO2、VO2/kg、MET基本恒定，但RF與TV變化幅度大、頻率高且呈逆向發(fā)展；HR與VO2/HR于第6時段呈反向變化；RQ第1時段小于另5個時段。

（3）一次性身體鍛煉的愉悅效益最佳時段，呼吸方式以深呼吸為主，表現(xiàn)為TV呈現(xiàn)最大值、RF呈現(xiàn)最低值，RQ呈現(xiàn)最小值；積極情緒效益最佳時段，呼吸效率高，表現(xiàn)為RF與TV呈現(xiàn)適宜值組合；疲勞感受最甚時段，肺呼吸效率低、心泵血效率低，表現(xiàn)為RF呈現(xiàn)最高值、TV呈現(xiàn)最小值，HR呈現(xiàn)最高值、VO2/HR呈現(xiàn)最小值。

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EmotionalBenefitsand ItsCardiopulmonary Characteristicsduring a Single Boutof Exercise

Zhang Renren1，Zhou Chenglin2
1 SchoolofPhysicalEducation ofSichuan NormalUniversity，Chengdu 610101，China 2 ShanghaiUniversity ofSport，Shanghai200438，China

Zhou Chenglin，Email：chenglin_600@126.com

ObjectiveTo explore the emotional and cardiorespiratory changes at different stages dur?ing a single bout of exercise.Methods Sixty participants were recruited to complete 30 minutes’moder?ate exercise at a fixed running speed（the speeds were set based on the former self-controled speed test）.Self-rated emotional experience was recorded 5 minutes before the exercise intervention，30 min?utes after the intervention onset and 10 minutes after the intervention.Meanwhile，participants’physio?logical indices were monitored throughout the whole process.The data were grouped every five minutes and the data of six groups（t1，t2，t3，t4，t5and t6）during exercise intervention were analyzed.The reliabili?ty of the results was subsequently checked via interview.Results The results showed that during t1par?ticipants’happiness and tidal volume（TV）reached their maximum，but the respiratory frequency（RF）and respiratory quotient（RQ）reached their minimum.During t2to t5，participants felt the most positive and RF was cooperating with TV appropriately.During t6，the feeling of fatigue hit the highest level；RF and Heart Rate（RT）reached its maximum，but the ratio of VO2/HR reached its minimum.Conclu?sion During a single bout of exercise，people feel the happiest in the first five minutes with mainly deep breathing.In the subsequent twenty minutes，exercisers experience positive emotion with highestbreath efficiency.During the last five minutes，fatigue，as well as low efficient pulmonary respiration and pump function appeared.

a single bout of exercise，different time bucket，emotional state，cardiopulmonary state

2015.11.13

四川省教育廳人文社科重點科研項目資助（16SA0016）；國家體育總局重點研究領(lǐng)域攻關(guān)課題資助（2014B082）；上海市大文科研究生學(xué)術(shù)新人培育計劃資助（xsxr2012013）

周成林，Email：chenglin_600@126.com