不同水平女子拳击运动员有氧代谢能力及恢复的研究
2010-10-26李文华刘吉林
李文华,马 毅,刘吉林
(1.沈阳体育学院运动训练系,辽宁 沈阳110102;2.沈阳体育学院院长办公室,辽宁 沈阳110102;3.大连广播电视大学 体育教研室,辽宁大连116120)
不同水平女子拳击运动员有氧代谢能力及恢复的研究
李文华1,马 毅2,刘吉林3
(1.沈阳体育学院运动训练系,辽宁 沈阳110102;2.沈阳体育学院院长办公室,辽宁 沈阳110102;3.大连广播电视大学 体育教研室,辽宁大连116120)
目的:探讨不同水平女子拳击运动员的有氧代谢能力及恢复特点。方法:对24名女子拳击运动员在安静、递增负荷和运动后恢复期三种状态下进行测试。结果:运动员运动水平越高,VO2max越大,说明女子拳击项目要求运动员具备较强的有氧代谢能力;递增负荷过程中各指标的变化具有规律性,表明女子拳击运动员随着运动水平的提高和训练时间的延长,中、低水平运动员的有氧代谢能力具有较大提升空间;运动后,中、高水平运动员的BLa恢复速度快于低水平运动员,说明其有氧代谢能力较强。
拳击;有氧代谢;最大摄氧量;血乳酸
2009年8月13日,国际奥委会在德国柏林召开执委会议,确定女子拳击项目将成为2012年伦敦奥运会正式比赛项目,这是首次将女子拳击确定为奥运会项目。我国女子拳击运动起步较晚,尽管运动员的竞技水平有了很大的提高,但有关拳击训练理论的研究较为匮乏。有学者研究认为业余拳击运动在比赛中无氧供能所占的比例为60%[1],而对有氧代谢的研究尚缺乏研究,尤其是女子拳击有氧代谢方面还属于空白。基于此,笔者运用心肺功能测试系统来测试24名不同水平的女子拳击运动员在运动至力竭后以及恢复过程中的多项有氧代谢指标,并评价、分析有氧代谢及恢复特点,为教练员、运动员比赛和训练提供科学的理论依据。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
受试者为沈阳体育学院竞技体校24名女子拳击运动员,按运动成绩分成高、中和低水平组。受试者身体健康,无心血管疾病史,均参加过类似运动实验,对功率自行车运动十分熟悉。受试者的一般情况见表1。
表1 不同水平女子拳击运动员基本情况表
1.2 测试主要方法、内容及步骤
1.2.1 主要测试仪器及方法
1.2.1.1 测试仪器设备 JAEGEROXYGENPRO心肺功能测试仪(德国产)、Monark839功率自行车(瑞典产)、YSI—1500便携式血乳酸自动分析仪(精度为0.01mmol/L,美国YSI公司)
1.2.1.2 运动负荷的选择 根据有关文献资料和前期的预实验结果,确定基础负荷为50W,每3min递增30W,以50~70rpm转速连续蹬车,直至力竭。呼出气由JAEGEROXY GENPRO心肺功能仪自动分析,每15s记录一次,为了降低采样误差,取每级负荷末和相邻两次的平均值作为每级负荷末值。
1.2.2 测试指标及方法
1.2.2.1 气体测试指标 VE(通气量)、O2(摄氧量)、CO2(二氧化碳排出量)、RQ(呼吸商)、VO2/HR(氧脉搏)、VO2max(最大摄氧量)
1.2.2.2 心率(HR)的测定 安静时、运动中每 15s记录一次,与各项气体代谢的指标测定同步;运动后记录第3min、6min、9min、12min和 15min后的10s心率。
1.2.2.3 血乳酸(Bla)测定 采集指尖血 20ul,采血时间点
为安静时和运动后即刻、3min、6min、9min、12min、15min。
1.3 数理统计
实验结果采用SPSS 11.0进行统计处理,结果采用X±SD表示,显著性差异用单因素方差来检验,显著性差异水平a取0.05,P0.05为有显著性差异。
2 结果与分析
2.1 不同水平女子拳击运动员有氧代谢能力测试结果
由表2可见,三组运动员在安静状态下的指标中,只有低水平组运动员的HR显著高于高水平组,其他各指标间并无差异。正常人的安静心率在60~100b/min。研究表明,经系统训练后,运动员安静状态下的心率会明显减缓(如耐力运动员的安静心率可达30b/min),处于极大的能量节省化状态[2]。本实验中,高水平运动员安静时心率低,是长期运动训练使运动员的心脏产生适应性的变化,表明安静时高水平运动员心率减慢、心肌耗氧量减少、心肌出现能量节省化是训练有素的运动员良好的心力储备,在运动时运动员心脏动员快,心率可以达到极限水平,对提高运动竞技水平起到至关重要的作用。最大摄氧量(VO2max)是指人体在进行有大量肌肉参加的长时间激烈运动中,心肺功能和肌肉利用氧的能力充分动员并达到本人的极限水平时,单位时间内机体吸收和利用的氧容量[3]。本研究显示,三组运动员的HR分别为 (184.12±3.75)b/min、(182.40±3.80)b/min和(182.28±4.02)b/min,达到测定 VO2max的要求。安静时,三组运动员之间的VO2、VO2/HR没有显著差异。而在运动负荷下,高水平组运动员的 VO2为(2.79±0.12)L/min、VO2/HR为(14.59±0.47)ml/b和 Load为 200W,显著高于中、低水平组,表明高水平运动员的心脏每次搏动所输送的氧气量显著增多。因此,高水平运动员拥有较高的心力储备,能够承担更大的体力负荷。同时,高水平拳击运动员都是在激烈竞争中脱颖而出的优秀选手,且多年的系统训练,使其心肺功能得到良好的发展,故表现出较好的有氧代谢能力。而中、低水平组拳击运动员从事拳击系统训练的年限短,在训练中偏重于技术的学习,缺乏系统的训练,故有氧工作能力不及高水平运动员。
表2 不同水平女子拳击运动员安静、VO2 max时的各项指标统计一览表(n=24)
2.2 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中有氧代谢能力各指标测试结果
2.2.1 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中 VO2、VO2/kg的比较 由表3可见,在50W和80W时,三组运动员之间的VO2变化基本一致,无显著性差异。从110W开始,中、低水平组运动员的VO2显著高于高水平组,说明高水平运动员的有氧代谢能力强于中、低水平组,主要是因为中、低水平组训练年限短、运动能力差。长期的系统训练使高水平运动员的心肺功能动员能力增加,有氧代谢能力增强并能较长时间耐受高强度运动,这也是高水平组运动员能完成200W负荷的原因之一。
由于拳击分级别进行比赛,因此,在研究递增负荷VO2的变化时用相对耗氧量即每公斤体重的耗氧量(VO2/kg)表示,可消除体重对耗氧量造成的影响,更能准确地反应运动员的有氧能力,提高指标的可比性。本研究显示,运动时能量的消耗随强度的加大而增加,运动员VO2/kg也逐级增加,在强度较小时段,即在80W之前,三组运动员的VO2/kg增长趋势基本相同。从110W开始,直至力竭时,低水平组运动员的VO2/kg增长幅度快于中、高水平组。分析认为:①中、高水平组运动员有氧能力强于低水平组运动员,则心输出量大,氧利用率高,肺弥散功能较好,使其出现“氧亏”的时间较晚,程度相对较轻。②高水平组运动员维持较长时间的无氧供能说明其无氧代谢能力强,耐受乳酸能力强,所以,在极限负荷时段高水平组运动员的运动时间比中、低水平组运动员长[4]。
表3 不同水平女子拳击运动员不同负荷时VO2、VO2/kg变化一览表(n=24)
2.2.2 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中VE的比较 浦均宗研究显示,短时间(2~3个月)的运动训练对大多数运动员的通气量数值无显著影响,而随着系统训练年限的增长通气量可增加[5]。由表4可见,三组运动员在运动负荷初期,VE的变化趋势基本相同,且低水平组大于中、高水平组,从110W负荷起,低水平组运动员的VE开始快速上升,与高水平组产生了差异性。分析认为:1)在运动负荷递增过程中,高水平组运动员VE增加的幅度减少,VE的增长主要依靠呼吸深度增加。2)运动员通过多年的系统性训练,可使高水平运动员在完成定量负荷时比低水平运动员的通气量少。
表4 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中VE变化一览表(n=24)
2.2.3 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中HR、VO2/HR的比较 由表2、表5可见,安静时,高水平组运动员的HR显著低于低水平组,在VO2max时,高水平组运动员的负荷强度高于中、低水平组,三组之间HR并没有差异,但在递增负荷时,三组运动员的心率在50W和80W时无明显差异,从110W开始,低水平组的HR显著低于高水平组,中等水平组只有在110W时显著高于低水平组,表明在同级负荷强度时,高水平组运动员的HR较低,HR出现机能节省化、定量负荷反应低,其承受负荷的能力强。分析认为,随着运动负荷的增加,低水平组运动员主要通过增加HR等代偿性变化来增加血液和氧气供应以适应运动的需要;而高水平组运动员则以增加心肌收缩力,提高每搏输出量为先导,以获得稳定的能量来源,保持运动中的功率输出。
氧脉搏又称每博氧量(VO2/HR),是指心脏收缩一次射出的血液中所含的氧量,即每次搏动输出的血量所摄取的氧量,安静时正常成人为(4.1±1.5)ml/b。研究表明,运动时VO2/HR越高,血氧饱和度较高,运动员对负荷的适应能力越强,而 VO2/HR数值大,血氧饱和度就高[6],运动负荷中动脉血氧饱和度下降显著者,则氧脉搏数值低。氧脉搏的数值随身体训练的程度而变化[2]。从表5可见,从110W开始,中、高水平组运动员的HR随运动强度的提高而缓慢递增,VO2/HR值又高于低水平组运动员,说明中、高水平组运动员心、肺系统机能状况较好,其氧运输、氧利用的能力优于低水平组运动员,这也是同级负荷时中、高水平运动员VO2较低的原因之一。同时,运动员由于对运动训练的适应,使血浆量增加,因而回心血量增加,进而增加心室舒张末期容积,最后导致每搏量增加,当运动员周围组织摄氧能力正常,氧脉搏就主要与心输出量有关。因此,中、高水平组运动员的VO2/HR值均高于低水平组。
2.2.4 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中RQ的比较
RQ是机体二氧化碳排出量与摄氧量的比值(CVO2/VO2),它反映了运动强度渐增过程中体内代谢性质的变化[7]。由表6可见,RQ的变化有以下特征:①递增负荷初期RQ略有下降,然后开始快速增长,从80W起,低水平组RQ开始快速增长,与中、高水平组产生差异性。②三组运动员递增负荷运动时RQ变化的曲线均呈“V”型。③低水平组在整个运动过程中始终高于中、高水平组,表明中、高水平组运动员无氧代谢能力强于低水平组。④当RQ大于1后,高水平组运动员的RQ值的增长速度略快于低水平组。高水平组运动员在RQ大于1时增长较快是因为其无氧代谢能力较强、速度快,提供给机体能量较多的原因。因此,在大强度运动时,高水平组运动员具有良好的无氧代谢和耐受乳酸的能力,运动能力强于低水平组。
表6 不同水平女子拳击运动员递增负荷运动中RQ变化一览表(n=8)
2.3 不同水平女子拳击运动员运动后HR、BLa测试结果
2.3.1 不同水平女子拳击运动员运动后恢复期HR的变化
由表7可见,运动后即刻三组运动员的HR都在180b/min左右,表明运动负荷对机体所造成的刺激反映程度基本相同。在运动后恢复期,中、高水平组运动员组HR恢复速度要快于低水平组,至恢复3min时,中、高水平组运动员的HR已经降至122b/min和115b/min,而低水平组 HR仍在130b/min以上,但三组运动员HR并没有显著性差异(p>0.05)。为了观察不同水平拳击运动员运动后心血管机能的恢复能力,我们将运动后不同时间HR的恢复率进行了比较,即运动后第nminHR恢复率=(运动后HR最高值—运动后第nminHR)/(运动后HR最高值—安静HR)×100%。结果发现中、高水平组运动员在运动后第3min、6minHR恢复率明显快于低水平组,高水平组运动员在运动后第9minHR恢复率明显快于低水平组,具有显著性差异(p<0.05),在运动后的恢复过程中,中、高水平组在恢复率上没有差异性(p>0.05)。在运动后的第15min时,三组运动员恢复率分别达到了98%左右,表明三组运动员的HR都已经恢复到安静时水平。运动后恢复期,低水平组运动员的HR恢复率显著性慢于中、高水平组,是因为低水平组运动员在相等的时间内无法摄入足够的氧,导致乳酸产生的H+浓度持续作用于化学感受器,产生心脏的化学效应,进而延长了心血管机能的恢复时间。
表7 不同水平女子拳击运动员运动后恢复能力变化一览表(n=24)
2.3.2 不同水平女子拳击运动员运动后恢复期BLa的变化
BLa的变化是骨骼肌等组织中乳酸生成速率、乳酸进入血液的速率和血液中乳酸消除速率之间平衡的表现。因此,可以通过测定BLa浓度的变化来反映肌肉中乳酸浓度的变化[8]。由表8可见,进行递增强度运动至力竭时,在运动停止后即刻BLa并未达到峰值,本研究中BLa的最大值出现在恢复期的第3min。有研究表明,不同项目、不同运动强度甚至不同取样部位出现BLa峰值的时间各不相同,但基本上在前6分钟内出现[9]。为了观察不同水平拳击运动员运动后BLa的恢复能力,我们将运动后不同时间BLa的恢复率进行了比较,即运动后第nminBLa恢复率=(运动后BLa最高值—运动后第nminBLa)/(运动后BLa最高值—安静BLa)×100%。由表8可见,高水平组运动员 BLa在第6min、9min、12min和15min的恢复率为(26.81±3.83)%、(44.12±6.20)%、(63.40±611)%和(75.07±6.38)%,高于中、低水平组,具有显著性差异。BLa的恢复率可以反映机体有氧代谢能力,有氧代谢能力强,产生的乳酸能迅速转运到骨骼肌和心肌等组织中被氧化,提供氧化的底物;运动时BLa的消除促进骨骼肌乳酸持续不断地释放入血液,可以改善肌细胞的内环境和维持糖酵解的供能速率,运动后有利于机体机能的迅速恢复。普遍认为运动过程中乳酸的产生和积累容易引发疲劳,从而限制高强度运动时运动肌的收缩,因此乳酸的清除对持续运动显得至关重要。另外,运动后BLa的恢复速率还受休息方式的影响。研究认为低强度运动的活动性休息比静止性休息时血乳酸消除速率快[10],利于运动后的恢复。
表8 不同水平女子拳击运动员运动后恢复期BLa变化一览表(n=24)
由表7、表8可见,发现心率清除的速率与乳酸恢复的速率并不同步,心率恢复的速率显著快于乳酸清除的速率。因此,心率恢复的程度并不能真实反映体内乳酸的清除情况,这可能是由于乳酸通过各种途径进行清除需要更长的时间[11]。
3 结论
1)女子拳击运动员运动水平越高,VO2max的指标值越高,说明拳击运动项目要求运动员具备较强的有氧代谢能力。
2)递增负荷过程中各指标的动态变化具有规律性,表明女子拳击运动员随着运动水平的提高和训练时间的延长,中、低水平运动员的有氧代谢能力具有较大提升空间。
3)运动水平越高的女子拳击运动员,具有更强的耐乳酸能力和更快的乳酸清除率;运动后心率与血乳酸清除率不同步,而是较乳酸清除率更快,表明心率的恢复并不能真实反映机体的恢复情况,血乳酸的恢复较心率的恢复更确切。
4)随着女子拳击运动员训练水平的提高,其机体呼吸、循环及代谢系统都对运动负荷产生了适应性的变化,整体表现出心肺功能动员快、能量使用节省化、有氧能力提高的特点。
[1]伯 杰.实用运动生理学[M].北京:人民体育出版社,1985.
[2]常 芸,张忠秋,陈吉棣.中国运动员生理心理常数和营养状况调查[M].北京:人民体育出版社,2005.
[3]全国体育院校教材委员会审定.运动生理学[M].北京:人民体育出版社,2001.
[4]高炳宏,赵光圣.优秀武术散打运动员有氧代谢能力特征研究[J].体育科学,2005(12):32-36.
[5]曲绵域,高石秋,浦钧宗,等.实用运动医学[M].北京:北京科学技术出版社,1996.
[6]王瑞元.运动生理学[M].北京:人民体育出版社,2002.
[7]Dangsina Moeloek,Pieter Panggabean,Aerobic Capacity of Indone sian Female Badminton layers[M].Absract 22-World Congress of S.M.,1982:6-7.
[8]曲绵域,于长隆.实用运动医学[M].北京:北京大学医学出版社,2003.
[9]Book GA.Lactate production during exercise oxidizable substrate versus fatigue gent[J].Physical training,1988(8):1.657-659.
[10]Green H,Halestrap A,Mockett C,et al.Increase in muscle MCTare associated with reductions in muscle lactate after a single exercise session in humans[J].Am Physiol,2002,282:E154.
[11]Prior BM,Plouta Snyder LL,Cooper TG,et al.Fibre type and me tabolism dependences of T2 increases in stimulated rat muscle[J].J Appl Physiol,2001,90:615.
Aerobic Metabolism Ability and Recovery of Female Boxing Athletes in Different levels
LI Wenhua1,MA Yi2,LIU Jilin3
(1.Department of Sports Training,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China;
2.Dean’s Office,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China;3.P.E.Department,Dalian Radio and TV University,Dalian 116120,Liaoning,China)
Introduction:To discuss the aerobic metabolism ability and recovery characteristics of female boxers in different competitive levels.Methods:24 female boxing athletes were tested by the load quiet、incremental test and recovery after ex ercise.Conclusion:Female boxing demand athletes possess more strongly aerobic metabolism ability.Incremental changes in the course of each index with regularity,indicating that the level of female boxers as the movement of raising and train ing time extension,middle and low level athletes to enhance aerobic capacity with a larger space;Difference of reduction velocity of BLa post exercise reflected better aerobic metabolism ability in high level group.The better anaerobic metabo lism ability was,the higher the levels of female boxing athletes were,suggested it demand athletes develop their glycolysis system mainly.
boxing;aerobic metabolism;VO2max;BLa
G886.1
A
1004-0560(2010)02-0120-05
2010-02-26;
2010-03-15
李文华(1980-),男,助教,硕士,主要研究方向为运动训练理论与实践。
责任编辑:乔艳春