羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞對肺通氣功能的影響

劉傳洋，梁成軍

（遼寧師范大學(xué)體育學(xué)院，遼寧 大連 116029）

羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞對肺通氣功能的影響

劉傳洋，梁成軍

（遼寧師范大學(xué)體育學(xué)院，遼寧 大連 116029）

目的：研究運(yùn)動(dòng)致疲勞后對肺通氣功能產(chǎn)生的影響。方法：采用實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)致疲勞方案，對比分析疲勞前后受試者肺通氣功能變化。實(shí)驗(yàn)中首先在保證受試者在無疲勞狀態(tài)的情況下進(jìn)行肺通氣功能測試；然后讓受試者進(jìn)行羽毛球訓(xùn)練課致疲勞之后，立即對其肺通氣功能再次進(jìn)行測試，利用Spss19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。結(jié)果：通過對疲勞前和疲勞后的2次肺通氣功能的測試結(jié)果對比分析，發(fā)現(xiàn)羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞后用力肺活量（FVC）降低，由疲勞前的4.77±1.19L降低為4.31±1.16L；最大通氣量（MVV）降低，由疲勞前的152.04±34.40 L/min降低為137.04±28.64 L/min；用力呼吸時(shí)間（FET）降低，由疲勞前的3.89±2.75s降低為1.99±1.86s；1s鐘肺活量（FEV1）升高，由疲勞前的4.33±0.94L降低為3.92±0.87L；最大呼吸流速（PEF）升高，由疲勞前的7.74±2.13L/s升高為9.41±1.40L/ s。結(jié)論：運(yùn)動(dòng)疲勞對肺通氣功能具有顯著的影響。

羽毛球運(yùn)動(dòng)；疲勞；肺通氣功能

運(yùn)動(dòng)性疲勞對人體機(jī)能產(chǎn)生的影響是世界各國學(xué)者熱衷研究的課題之一。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來，隨著生物科學(xué)的迅猛發(fā)展，實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段的不斷更新，研究人員從不同角度對運(yùn)動(dòng)型疲勞進(jìn)行大量的研究。運(yùn)動(dòng)性疲勞是指由于運(yùn)動(dòng)過度而引發(fā)的身體工作能力下降的現(xiàn)象，是人體運(yùn)動(dòng)到一定階段出現(xiàn)的一種正常生理現(xiàn)象[1]。運(yùn)動(dòng)性疲勞后，可引起骨骼肌、心血管以及呼吸系統(tǒng)的機(jī)能下降，如肌肉酸疼、心輸出量減少、心率恢復(fù)速度減慢。運(yùn)動(dòng)致呼吸系統(tǒng)疲勞是指運(yùn)動(dòng)引起呼吸系統(tǒng)機(jī)能下降而產(chǎn)生的疲勞。疲勞后可使人體呼吸表淺、通氣量減少。但是運(yùn)動(dòng)疲勞后對人體肺通氣功能能夠產(chǎn)生哪些影響，目前相關(guān)報(bào)道還不明晰。現(xiàn)有研究主要是關(guān)于工作環(huán)境[2]、自然環(huán)境[3]、不同地區(qū)[4]等對人體肺通氣功能的影響；也有文獻(xiàn)[5]報(bào)道肺通氣功能的一些指標(biāo)如用力肺活量（FVC）、1s肺活量（FEV1）、最大通氣量（MVV）、最大呼氣流速 (PEF)與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有關(guān)，體現(xiàn)出項(xiàng)目特點(diǎn)。因此，本研究對運(yùn)動(dòng)性疲勞對肺通氣功能影響的問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，以羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞為例，探討運(yùn)動(dòng)疲勞后對人體肺通氣功能的影響。研究通過實(shí)驗(yàn)對比分析，實(shí)現(xiàn)了對羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞對肺通氣功能影響的定量分析，為人們了解羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞和肺通氣功能間有關(guān)的數(shù)據(jù)提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 以運(yùn)動(dòng)性疲勞對人體肺通氣功能的影響為研究對象，以遼寧師范大學(xué)體育學(xué)院2014級社會(huì)體育指導(dǎo)與管理專業(yè)里的17名男性大學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對象，實(shí)驗(yàn)對象基本信息見表1。

表1 17名男性大學(xué)生基礎(chǔ)信息

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法 通過查閱中國知網(wǎng)、萬方、維普中文期刊數(shù)據(jù)庫以及谷歌學(xué)術(shù)英文網(wǎng)站檢索與本研究相關(guān)的文獻(xiàn)資料30余篇，為本研究奠定理論基礎(chǔ)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)法 2017年3月11-12日，在遼寧師范大學(xué)羽毛球館分別對17名男性大學(xué)生進(jìn)行疲勞前和疲勞后的肺通氣功能測試。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備采用意大利MIR公司生產(chǎn)的SpirolabⅢ型號肺功能儀。疲勞的界定采用主觀體力感覺判斷方法來進(jìn)行判定。具體做法是：采用主觀體力感覺等級量表(Rating of Perceived Exertion，RPE)來進(jìn)行判定，學(xué)生練習(xí)完成后，首先接受RPE量表判定，達(dá)到“累”或者“很累”等級，即進(jìn)行肺通氣功能測試。本次實(shí)驗(yàn)中，17名受試者均達(dá)到“累”以上等級標(biāo)準(zhǔn)。研究選取了5項(xiàng)代表性指標(biāo)進(jìn)行分析，這些指標(biāo)分別是：用力肺活量（FVC）、1s鐘肺活量（FEV1）、最大通氣量（MVV）、用力呼氣時(shí)間（FET）、最大呼吸流速（PEF）。

1.2.2.1 疲勞前肺通氣功能測定 2017年3月11日對17名男性大學(xué)生進(jìn)行疲勞前肺功能測定。測量采用SpirolabⅢ型號肺功能儀對受試者的用力肺活量（FVC）、1s鐘肺活量（FEV1）、最大通氣量（MVV）、用力呼氣時(shí)間（FET）、最大呼吸流速（PEF）進(jìn)行測定。測量時(shí)，受試者應(yīng)注意：雙腿自然分開，雙手將儀器拿在胸前，切記手不能堵住吹筒的后方，以免測出的數(shù)據(jù)有誤，呼氣時(shí)用嘴包住呼氣咬口（采用一次性呼氣咬口），當(dāng)受試者聽到開始吸氣的指令后開始逐漸吸氣，直到不能繼續(xù)吸氣，然后將吸入的氣體瞬間用力呼出。

1.2.2.2 疲勞后肺通氣功能測定 在對17名男性大學(xué)生進(jìn)行疲勞前肺通氣功能測定的第2天，確認(rèn)受試者身體狀況正常的情況下，進(jìn)行了疲勞后的肺通氣功能的測定。17名男性大學(xué)生在羽毛球課上接受了大強(qiáng)度的練習(xí)。一節(jié)羽毛球課的時(shí)間為95min，其中準(zhǔn)備活動(dòng)10min，以簡單的繞場慢跑、關(guān)節(jié)韌帶的拉伸為主；基礎(chǔ)性練習(xí)15min，以協(xié)調(diào)性練習(xí)、柔韌性練習(xí)、團(tuán)隊(duì)配合的大運(yùn)動(dòng)量項(xiàng)目為主；充分的熱身之后進(jìn)行25min的發(fā)高遠(yuǎn)球練習(xí)，緊接著進(jìn)行40min的分組練習(xí)，進(jìn)行高遠(yuǎn)球與挑球結(jié)合的組合球練習(xí)。來球的方向不定、距離不定、力度大小不定，增加了來球的突然性和不確定性，在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)量消耗學(xué)生體能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加學(xué)生體能消耗的量與速度，最后是5min的放松練習(xí)，課程結(jié)束后立即對這17名男性大學(xué)生進(jìn)行肺通氣功能的測定。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 本研究中的數(shù)據(jù)均采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理分析，所得數(shù)據(jù)用配對t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性水平以P＜0.05為顯著性差異，P＜0.01為非常顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

將17名男性大學(xué)生疲勞前肺通氣功能的測定結(jié)果與疲勞后肺通氣功能的測定結(jié)果對比分析，疲勞前受試者的用力肺活量（FVC）、1s肺活量（FEV1）、最大通氣量（MVV）、最大呼吸流速（PEF）、用力呼氣時(shí)間（FET）的數(shù)值同疲勞后這5項(xiàng)數(shù)據(jù)的數(shù)值相比變化明顯。研究主要分析疲勞前與疲勞后這5項(xiàng)數(shù)值的差異，進(jìn)而得出羽毛球致疲勞對肺通氣功能的影響程度。

表2 17名男性大學(xué)生運(yùn)動(dòng)疲勞前與疲勞后肺通氣功能數(shù)據(jù)對比分析

2.1 運(yùn)動(dòng)性疲勞對用力肺活量（FVC）的影響 用力肺活量（FVC）指受試者盡自己最大能力吸氣，然后在用最大力氣和最快的速度呼氣，直至呼出肺內(nèi)全部氣體容積[6]。在最大吸氣之后，以最快速度進(jìn)行最大呼氣，記錄在一定時(shí)間內(nèi)所能呼出的氣量，也稱為時(shí)間肺活量。用力肺活量（FVC）是評價(jià)肺通氣功能較好的常用指標(biāo)。用力呼吸的特點(diǎn)是吸氣與呼氣過程都要有呼吸肌參與活動(dòng)。用力吸氣時(shí)除了主要的呼吸肌膈肌和肋間肌參與以外，還有輔助吸氣肌參與收縮[1]。而用力呼氣是除了上述的肌肉外，還有肋間內(nèi)肌和腹壁肌參與活動(dòng)。從表2的數(shù)據(jù)上不難看出疲勞前FVC數(shù)值要明顯低于疲勞后的FVC數(shù)值，這說明疲勞后使得這些參與用力呼吸的肌肉不能像疲勞前那樣正常的工作，不能以正常狀態(tài)進(jìn)行收縮，繼而疲勞后的FVC數(shù)值低于疲勞前的FVC數(shù)值。

2.2 運(yùn)動(dòng)性疲勞對最大通氣量（MVV）的影響 最大通氣量（MVV），以適宜快的呼吸頻率和呼吸深度進(jìn)行呼吸時(shí)所測得的每分鐘通氣量，稱為最大通氣量[7]。MVV可以評價(jià)一個(gè)人的通氣儲(chǔ)備能力。根據(jù)相關(guān)研究表明[8]，身材越高大，瘦體重越多，骨骼肌肉越發(fā)達(dá)，各項(xiàng)肺通氣功能指標(biāo)的發(fā)育程度通暢越好，尤其是用力性呼吸測試體現(xiàn)更明顯；反之身材越瘦小，體脂率越高，對肺功能的影響越不利。人體在大運(yùn)動(dòng)量之后，之所以呼吸會(huì)變得急促，是因?yàn)檫M(jìn)行大運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)過程中，呼吸頻率會(huì)不斷加快，為了供給運(yùn)動(dòng)中所需要的大量氧，氣體交換次數(shù)與頻率也逐漸增多加快，肺的容氣量逐漸減少。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)疲勞導(dǎo)致了參與呼吸的呼吸肌疲勞，不能正常的工作，使得在疲勞后測試的最大通氣量（MVV）的數(shù)值要比疲勞前測試的最大通氣量（MVV）的數(shù)值低。楊海平[9]對拳擊運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的呼吸機(jī)能測試結(jié)果也表明最大通氣量（MVV）顯著下降，并認(rèn)為最大通氣量（MVV）可作為評定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的一個(gè)指標(biāo)。Romer[10]的研究也證實(shí)，高強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)肌肉的外周疲勞部分原因是由于運(yùn)動(dòng)中伴隨的呼吸肌高強(qiáng)度的工作而導(dǎo)致的呼吸肌疲勞所致。因此運(yùn)動(dòng)性疲勞導(dǎo)致呼吸肌出現(xiàn)疲勞是最大通氣量（MVV）下降的一個(gè)主要因素。

2.3 運(yùn)動(dòng)性疲勞對用力呼吸時(shí)間（FET）的影響 用力呼吸時(shí)間（FET）是指用力呼吸過程中在一定推動(dòng)壓作用下，肺排空所需的時(shí)間。肺通氣功能是呼吸運(yùn)動(dòng)，而呼吸肌活動(dòng)又是呼吸運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力，在大運(yùn)動(dòng)量過后，由于呼吸肌為了提供人體所需要的O2而進(jìn)行一系列的氣體交換等活動(dòng)，這使得呼吸肌也同人體一起在不停的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而呼吸肌無論是彈性、收縮、舒張等功能，均不能像疲勞前正常的發(fā)揮作用，從表2的數(shù)據(jù)上可以充分證明這一點(diǎn)，用力呼吸時(shí)間（FET）疲勞前的數(shù)值是3.89±2.75s，而疲勞后的數(shù)值是1.99±1.86s。而參與呼吸活動(dòng)的呼吸肌中，膈肌的作用又是最主要的，所以膈肌的正常收縮一般來說對用力呼吸時(shí)間（FET）起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)相關(guān)研究[1]，正常吸氣時(shí)膈肌所起的作用占全部吸氣肌的60%～80%，因此膈肌是最主要的呼吸肌。而用力呼吸時(shí)間（FET）需要膈肌強(qiáng)有力的收縮，由于膈肌頻繁的參與呼吸活動(dòng)導(dǎo)致疲勞，從而出現(xiàn)疲勞后的數(shù)值要低于疲勞前的數(shù)值。

2.4 運(yùn)動(dòng)性疲勞對1s鐘肺活量（FEV1）的影響 1s肺活量（FEV1）是最大深度呼吸后做最大呼氣，最大呼氣第一秒呼出的氣量[11]。1s鐘肺活量主要反應(yīng)的是呼氣時(shí)肺的彈性回縮力、呼吸肌力和協(xié)調(diào)性以及氣道通暢性。運(yùn)動(dòng)時(shí)隨著運(yùn)動(dòng)量的增大，機(jī)體為了順應(yīng)身體代謝的需求，需要消耗大量的O2和排出大量CO2，保證O2和CO2正常的攝入與排出，同時(shí)又在大運(yùn)動(dòng)量的條件下，這就需要呼吸加深、加快，也就是參與呼吸的所有呼吸肌加大了工作量，這就使得呼吸肌在加倍運(yùn)動(dòng)中變得疲勞。而呼吸肌疲勞是指呼吸肌在承擔(dān)負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的收縮力和收縮速度能力的降低[1]。從表2的數(shù)據(jù)上也能清晰地看出疲勞前與疲勞后肺活量FEV1的變化，疲勞致使FEV1顯著降低。Wüthrich[12]對馬拉松運(yùn)動(dòng)員在馬拉松運(yùn)動(dòng)后的肺通氣功能測定結(jié)果也表明FEV1顯著降低，主要是由于呼吸肌疲勞所致，限制了運(yùn)動(dòng)能力。

2.5 運(yùn)動(dòng)性疲勞對最大呼吸流速（PEF）的影響 最大呼吸流速（PEF）是指用力肺活量測定過程中，呼氣流量最快時(shí)的瞬間流速，主要反應(yīng)呼吸肌的力量及氣道有無阻塞[11]。羽毛球運(yùn)動(dòng)后，身體心肺功能得到充分調(diào)動(dòng)，肺擴(kuò)張明顯，細(xì)支氣管、毛細(xì)支氣管通透性增加，導(dǎo)致小氣道阻力減小，呼氣峰值流速增加。受試的17名男性大學(xué)生均身體健康，無任何疾病，氣道無病態(tài)阻塞。PEF的數(shù)值還受到大氣壓力、空氣密度與溫度的影響[11]。陳國根[13]對潛水員的研究結(jié)果表明：參加過較深潛水訓(xùn)練的人其呼氣流速（PEF）增加，但小氣道阻力與常人并無顯著性差異，提示是深潛水員呼吸肌功能壯大的結(jié)果。而本研究的受試者呼吸肌處于疲勞狀態(tài)，但呼氣流速卻增加，分析認(rèn)為主要原因是羽毛球運(yùn)動(dòng)致疲勞后，肺內(nèi)溫度升高，與外界環(huán)境溫差變大，使得空氣流經(jīng)氣道的阻力減小所致。

3 結(jié) 論

通過對17名男性大學(xué)生運(yùn)動(dòng)性疲勞前與運(yùn)動(dòng)性疲勞后的肺通氣功能測試對比分析結(jié)果，表明運(yùn)動(dòng)性疲勞對人體肺通氣功能具有明顯影響。運(yùn)動(dòng)致疲勞后使受試者用力肺活量（FVC）、最大通氣量（MVV）、1s肺活量（FEV1）、用力呼吸時(shí)間（FET）與疲勞前相比，均呈現(xiàn)下降趨勢，上述指標(biāo)變化主要是由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致呼吸肌疲勞所致；而最大呼吸流速（PEF）則呈現(xiàn)升高趨勢，主要是體溫升高、毛細(xì)支氣管通透性增加、減小了氣道阻力的結(jié)果。

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Research on the Inf uence of Badminton-induced Fatigue on Pulmonary Ventilation

LIU Chuan-yang，LIANG Cheng-jun
(School of Physical Education, Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning China)

Objective: To study the effect of exercise fatigue on pulmonary ventilation function. Method: The experimental method was used to design the exercise-induced fatigue program to compare the changes of pulmonary ventilation function before and after fatigue. In the experiment, the pulmonary ventilation function test was performed in the absence of fatigue in the subjects. Then, the pulmonary ventilation function was tested again after the subjects were subjected to badminton training. Mathematical statistical methods were used, and the spss19.0 statistical analysis software was used to analyze the experimental data analysis. Result: We got results by the test before and after fatigue contrastive analysis. We found that badminton training leading the Forced Vital Capacity(FVC)decrease. Before fatigue, the data of Forced Vital Capacity(FVC) is 4.77±1.19 L, while the data decrease to 4.31±1.16 L after fatigue; the data of Maximal Ventilatory Volume(MVV) also decrease, from 152.04±34.40L/min before fatigue to 137.04±28.64L/min after fatigue; Forced Exhale Time (FET) is 3.89±2.75s before fatigue, while it changes to 1.99±1.86s after fatigue; forced expiratory volume in 1s Vital capacity (FEV1) is 4.33±0.94L, while FEV1 decreases to 3.92±0.87L; peak expiratory fl ow(PEF)is 7.74±2.13 L/s before fatigue, while PEF increase to 9.41±1.40 L/s after fatigue. Conclusion: Exercise fatigue has a signif i cant effect on function of pulmonary ventilation.

badminton; fatigue; pulmonary ventilation

G804.2

A

1004 - 7662(2017)04- 0088-04

2017-03-03

遼寧師范大學(xué)本科生科研訓(xùn)練項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：cx20170259）。通信作者：梁成軍。

劉傳洋，研究方向：運(yùn)動(dòng)對人體機(jī)能的影響。