莫偉彬,李國峰,李明亮
心肺耐力是評定人體體質(zhì)健康的重要核心要素之一,是機(jī)體內(nèi)通過心臟泵血和肺呼吸推動血液循環(huán)向機(jī)體輸送營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的能力,從而滿足各種人體生命活動物質(zhì)和能量代謝的需要[1-2]。是與呼吸、體溫、脈搏、血壓并列為第5大生命體征[3]。大學(xué)生正處在青少年與成年人之間的生理期及走向社會發(fā)展的過渡期,大學(xué)生體質(zhì)健康是國家和民族健康的未來保障。近年來青少年學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測研究顯示,青少年群體的身體素質(zhì)整體呈下降趨勢,其中心肺耐力素質(zhì)的下降尤為明顯[4]。因此,為進(jìn)一步完善大學(xué)生體質(zhì)健康水平,本研究通過測定大學(xué)生心肺耐力(CRE)指標(biāo),提供有效的數(shù)據(jù)和分析,了解大學(xué)生體質(zhì)水平特征,提升青少年學(xué)生體質(zhì)健康和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。
按照自愿參加的原則,選取廣西師范大學(xué)體育專業(yè)男生20名,普通專業(yè)20名為受試對象,經(jīng)PAR-Q《體力活動準(zhǔn)備問卷》進(jìn)行篩查,受試者要求無嚴(yán)重的心血管病、慢性病或代謝性疾病等癥狀。通過測量運(yùn)動前血壓的結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)者在運(yùn)動前血壓均在正常范圍之內(nèi)?;厩闆r如表1所示。
測試場地:廣西師范大學(xué)體育與健康學(xué)院,體質(zhì)測量與評價(jià)實(shí)驗(yàn)室。測試方案:本實(shí)驗(yàn)結(jié)合Balke方案和Bruce運(yùn)動負(fù)荷試驗(yàn)設(shè)計(jì),運(yùn)用德國Cortex MetaMax 3B-R2便攜式氣體代謝分析儀、德國h/P/cosmos Pulsar跑臺、Polar心率帶等儀器監(jiān)控心率和測定心肺耐力(CRE)指標(biāo)(肺活量、最大攝氧量絕對值、潮氣量和每分通氣量等指標(biāo)),同時采用美國ActiGraph生產(chǎn)的三軸體力活動監(jiān)控儀測試運(yùn)動及訓(xùn)練過程中的能量代謝情況。和Polar心率表觀察心率的變化。運(yùn)動終止標(biāo)準(zhǔn):①心率達(dá)到最大心率(220-年齡);②呼吸困難、頭暈、極度疲勞和臉色蒼白等。③受試者達(dá)到最大能力,提出停止測試;④攝氧量出現(xiàn)平臺,具體運(yùn)動方案見表1。
表1 受試者基本信息
表2 跑臺運(yùn)動方案
由表3可知,在遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)中,普通專業(yè)測試者在第4等級心率達(dá)到189.8±4.9次/分鐘終止了運(yùn)動,從各等級來看,體育專業(yè)與普通專業(yè)測試者在遞增負(fù)荷運(yùn)動中心率的變化顯上升的趨勢;普通專業(yè)運(yùn)動員各等級心率與體育專業(yè)測試者相比具有差異性(P<0.05或P<0.01)。
表3 各等級運(yùn)動員心率變化情況(單位:次/分鐘)
從表4中可以看出,在遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)中,不同強(qiáng)度測試者的VO2max是不同的。隨著運(yùn)動強(qiáng)度的遞增運(yùn)動員的VO2max也隨之增加;從各等級來看,普通專業(yè)試驗(yàn)者運(yùn)動強(qiáng)度達(dá)到13 km/h時VO2max最大。體育專業(yè)試驗(yàn)者在15 km/h時VO2max最大。體育專業(yè)測試者的VO2max均比普通專業(yè)者要高,體育專業(yè)、普通專業(yè)測試者VO2max絕對值均值之間具有差異性(P<0.05)
表4 各等級運(yùn)動員VO2max絕對值變化情況(L/min)
從表5中可以看出,各專業(yè)測試者在不同等級中其VT值都有所不同,隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增加,不同等級的VT值出現(xiàn)上升的趨勢,對于體育專業(yè)而言,2和3等級階段VT值上升較明顯,普通專業(yè)測試者在3等級階段VT值上升較明顯。從不同專業(yè)測試者比較來看,普通專業(yè)測試者每等級VT值均比體育專業(yè)測試者要低(P<0.05)。
表5 各等級運(yùn)動員VT變化情況(L)
由表6可知,隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增加,不同等級的VE值出現(xiàn)上升的趨勢;對于體育專業(yè)而言,等級4和5階段VE值上升較明顯,普通專業(yè)測試者在4等級階段VE值上升較明顯。從不同專業(yè)測試者比較來看,普通專業(yè)測試者每等級VE值均比體育專業(yè)測試者要低(P<0.05或P<0.01)。
表6 各等級運(yùn)動員VE變化情況(L/min)
由表7可知,安靜狀態(tài)下普通專業(yè)測試者M(jìn)ET值高于體育專業(yè)測試者(P<0.05),隨著運(yùn)動負(fù)荷強(qiáng)度的增加體育專業(yè)與普通專業(yè)MET值也隨之上升。體育專業(yè)和普通專業(yè)在等級4 MET值上升較明顯;從不同等級測試者比較來看,普通專業(yè)MET值均比體育專業(yè)測試者高,其中在等級2、3和4階段普通專業(yè)測試者與體育專業(yè)測試者比較均有差異性(P<0.05或P<0.01)。
表7 各等級運(yùn)動員MET變化情況
1.遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)對大學(xué)生心率的影響
心率是指人體在安靜時心臟每分鐘跳動的次數(shù),正常范圍為60~100次/分鐘。心率受年齡、性別和其他生理因素的影響。在運(yùn)動中心率的快慢與運(yùn)動負(fù)荷強(qiáng)度密切相關(guān)。唐浩軒[5]研究表明,心率的變化可以反映出人體機(jī)體能量代謝水平、運(yùn)動強(qiáng)度或水平以及機(jī)體恢復(fù)狀況。竇麗等[6]對大學(xué)生進(jìn)行12周高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練后,增加了大學(xué)生最大心率和安靜時心率,結(jié)果表明高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對機(jī)體心臟產(chǎn)生了很好的刺激,促進(jìn)了新陳代謝。肖剛[7]研究發(fā)現(xiàn),心率是運(yùn)動強(qiáng)度的客觀指標(biāo),在步行、慢跑和中速跑中心率都顯著加快,但增加到一定程度后心率增速放緩。本研究發(fā)現(xiàn),普通專業(yè)測試者在遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)中心率增長速度比較快,當(dāng)普通專業(yè)測試者運(yùn)動強(qiáng)度達(dá)到13km/h,心率達(dá)到189.8次/分鐘而終止了運(yùn)動,而體育專業(yè)測試者繼續(xù)運(yùn)動到15km/h,心率達(dá)到190.5次/分鐘。表明心率的增加與運(yùn)動強(qiáng)度密切相關(guān)。
2.遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)對大學(xué)生心肺耐力指標(biāo)的影響
心肺耐力是指機(jī)體在長時間進(jìn)行不同強(qiáng)度活動時利用氧的能力,它是評定人體體質(zhì)健康的重要核心要素之一,是機(jī)體內(nèi)通過心臟泵血和肺呼吸推動血液循環(huán)向機(jī)體輸送營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的能力,從而滿足各種人體生命活動物質(zhì)和能量代謝的需要[8]。而影響心肺耐力指標(biāo)有最大攝氧量、每分通氣量、潮氣量、肺活量、心率和心輸出量等生理指標(biāo)。最大攝氧量(VO2max)是指人體在進(jìn)行有大量肌肉群參加的長時間劇烈運(yùn)動中,當(dāng)心肺功能和肌肉利用氧的能力達(dá)到本人極限水平時,單位時間內(nèi)所能攝取的氧量,是評定人體心肺功能、有氧工作能力和科學(xué)選材的重要指標(biāo)[9]。研究發(fā)現(xiàn),不同的運(yùn)動負(fù)荷機(jī)體內(nèi)VO2max、VT、和VE有著不同的變化。顧婷婷等[10]研究發(fā)現(xiàn),普通大學(xué)生苗鼓運(yùn)動干預(yù)后VO2max顯著增加,提高心肺功能。黃熙瑜[11]研究發(fā)現(xiàn),Cross Fit的高強(qiáng)度力量訓(xùn)練能改善健康成年男子的最大攝氧量。本研究發(fā)現(xiàn),第一等級各組測試者VO2max較低,但隨著運(yùn)動強(qiáng)度的遞增運(yùn)動員的VO2max也隨之增加;到了第四等級普通專業(yè)測試者運(yùn)動強(qiáng)度達(dá)到13 km/h時VO2max最大,體育專業(yè)測試者在第五等級跑臺速度達(dá)到15 km/h時VO2max最大。表明VO2max達(dá)到一定水平后不再提高,這可能與最大攝氧量受遺傳因素影響密切相關(guān)[12];同時也表明長期的運(yùn)動訓(xùn)練增強(qiáng)了心肌收縮力和氧的運(yùn)輸能力,從而提高心肺功能。
每分鐘通氣量(VE)是指機(jī)體每分鐘吸入或呼出的氣體總量,是潮氣量同呼吸頻率的乘積(每分通氣量=潮氣量×呼吸頻率),受運(yùn)動員性別、年齡、運(yùn)動項(xiàng)目以及訓(xùn)練水平等因素影響。潮氣量(VT)指機(jī)體在每一呼吸周期中,吸入或呼出的氣量。山秋麗等[13]研究表明,長期參加體育鍛煉能提高肺通氣機(jī)能,改善心肺功能。汪莉莉等[14]研究發(fā)現(xiàn),間歇跑臺訓(xùn)練對女子籃球運(yùn)動員的潮氣量、呼吸頻率和每分鐘通氣量有顯著提高。本研究發(fā)現(xiàn),隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增加,不同等級的VT和VE值出現(xiàn)上升的趨勢,各測試者在第三等級階段VT值上升較明顯。而VE值在第四等級上升較明顯。普通專業(yè)者跑到第四等級(13 km/h)就停止了運(yùn)動而體育專業(yè)測試者跑到第五等級(15 km/h)。表明體育專業(yè)測試者具有較高的運(yùn)動心肺功能。
3.遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)中不同專業(yè)運(yùn)動員能量代謝(MET)的變化
能量代謝是指各種能源物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)進(jìn)行分解代謝過程中所伴隨著的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用。而代謝當(dāng)量主要反映機(jī)體能量水平和運(yùn)動強(qiáng)度的客觀指標(biāo),它主要受不同的運(yùn)動項(xiàng)目、強(qiáng)度、時間或機(jī)體內(nèi)肌肉活動量、環(huán)境溫度、能量供給方式及途徑等因素有關(guān)。Rosenberger等[15]研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動強(qiáng)度大時總能量消耗也大,其產(chǎn)生的乳酸強(qiáng)大的能量消耗高于乳酸強(qiáng)度低的,其脂肪氧化分解也有所差異。梁華偉等[16]研究發(fā)現(xiàn),間歇性訓(xùn)練能改善大學(xué)生心肺功能和能量代謝當(dāng)量,從而提高運(yùn)動耐量。呂文璇等[17]研究發(fā)現(xiàn),大學(xué)生進(jìn)行苗鼓運(yùn)動與6km/h快步走之間代謝當(dāng)量沒有顯著變化。本研究發(fā)現(xiàn),安靜狀態(tài)下普通專業(yè)測試者代謝當(dāng)量值高于體育專業(yè)測試者(P<0.05),隨著運(yùn)動負(fù)荷強(qiáng)度的增加體育專業(yè)與普通專業(yè)代謝當(dāng)量值也隨之上升。體育專業(yè)和普通專業(yè)在等級4代謝當(dāng)量值上升較明顯,而體育專業(yè)者能跑到5等級。提示大學(xué)生能量代謝當(dāng)量的高低與經(jīng)常參加體育鍛煉及運(yùn)動強(qiáng)度密切相關(guān)。