运动训练中的若干运动生理学常用指标研究

张天虹

运动训练中的若干运动生理学常用指标研究

张天虹

本文结合运动实践，通过文献资料法，对运动训练中的心率、最大摄氧量、无氧阈、乳酸等运动生理学常用指标进行了系统研究，以希对运动训练、全民健身运动中的运动生理学指标的选择有所帮助，对提高科学化训练水平有一定实践意义。

运动训练；运动生理学；指标研究

科学化训练是现代运动训练的基础之一，而科学化训练中离不开合理、科学应用运动生理学等基础学科的指标。为此，本文结合运动实践，通过文献资料法，对运动训练中的若干运动生理学常用指标进行了系统研究和分析，以希对运动训练、全民健身运动中的运动生理学指标的合理选用有所帮助，对提高科学化训练水平有一定实践意义。

1 心 率

心率的变化可以反应心脏的功能状态、身体机能状况及训练负荷强度。对运动员心率的测试包括晨起安静心率、运动中心率、运动后心率。

1.1 晨起安静心率（晨脉）

晨起安静心率（晨脉）是早晨运动员刚醒来，起床前测1min的脉搏次数。优秀游泳运动员的晨起安静心率较慢，通常为40—50次/min，正常范围是40—80次/min。耐力项目游泳运动员晨起安静心率可达35次/分。如果晨起安静心率升高5次/min以上，并持续3天不恢复，提示可能训练强度过大机体还没有完全恢复；若升高达10次/min以上，提示有过度疲劳或疾病发生出现。在有上述症状出现时要询问运动员的睡眠状况，排除睡眠对心率的影响。经过系统的周期训练后，运动员的晨起安静心率下降，说明运动员的身体机能增强[1,2]。

1.2 运动中心率的监测

心率是探查运动员身体机能状态的窗口。运动中心率与运动强度，摄氧量与能量代谢之间存在着显著的线性关系，尤其当心率变化范围在110—180bmp/min区间时[3,4]。洪平[2]，在应用心率监控游泳训练的研究中也提出，随着运动强度的增加，心率也随之升高，当以同样的强度持续运动超过2—10min，心率就停留在一定水平上（稳定状态）。在达到“稳定状态”之前，心率与运动强度之间基本是呈线性相关。因此，在心率达到稳定状态之前，心率可以作为运动强度的指标。当训练强度继续增加达到并超过了最大摄氧量（V02max）水平时即开始无氧代谢系统供能，此时的心率也不能反应运强度。利用心率监测运动强度时应注意：（1）在最大摄氧量水平之内心率可以评价训练强度。（2）运动时的最大心率不一定就是最大运动强度。当运动强度达到最大摄氧量时，心率就己基本达到最高水平。当继续增加强度，此时心率不能反应运动强度。（3）在短时间大强度运动时，运动后即刻心率却要比最大心率低。短距离的全力游不能用最大心率次数作为训练强度指标。（4）每一个人的最大心率是不同的，即使同项目的运动员心率也可相差30次/min左右。在安排训练强度时，简单地以心率绝对次数作为训练强度指标，则可能造成两种不同的结果。（5）不同距离项目运动员心率的上升速度不同特别是短距离运动员，当以最大心率次数减10—20次/min的强度训练时，心率的上升速度要比长距离运动员快。（6）训练的项目不同，应用的肌群不同，用的能量也不同，心率的变化也不同。在游泳运动中下肢肌群比上肢肌群发达，因此在训练中打腿比划手训练引起的运动心率变化要大。（7）海拔高度对心率的影响。心率也是评价训练效果的常用指标。心率对运动负荷的适应性变化是完成同等负荷时心率水平逐渐降低。在运动实践中可应用心率对某一运动项目做阶段性的评价，评定运动员对训练的适应情况，合理安排运动员下一周期的训练。

表1 俄罗斯能量训练分类和训练监控方法

表2 女子水球运动员身体形态及某些训练监控指标变化的研究

1.3 运动后心率

对运动后心率的监控，主要是看运动员的恢复情况。在完成相同运动负荷时，运动员心率恢复加快，提示运动员身体机能状态良好，对训练负荷适应。在运动训练中比较方便的掌握运动员的状态，调整训练项目。

2 最大摄氧量

2.1 最大摄氧量的生理意义

最大摄氧量（VO2max）是指人体在进行有大肌肉群参加的力竭性运动过程中，当氧运输系统的心肺功能和肌肉的氧利用能力达到本人的极限水平时，单位时间内所能摄取的氧量，是反映机体有氧运动能力及体适能。最大摄氧量是反映运动状态下机体在极限负荷运动时心肺系统的储备功能，是评定运动员有氧代谢能力的重要指标之一。最大摄氧量可分为绝对值（VO2L/min）和相对值（V02ml/kg/min）两种表示方式。在体重影响运动成绩的项目中相对最大摄氧量的意义较大[5,6]。

最大摄氧量从童年到成年的变化比较稳定，在11-12岁时，VO2max的值与成年人的相关系数最大。VO2max受遗传因素的影响比较大，1971年kessouras等对25对双生子（巧对单卵双生、10对双卵双生）研究时，指出VO2max的遗传度为93.4%。很多学者研究也指出：VO2max的遗传度可达69%～ 93%，其可训练性是有限的，一般可以提高5-25%[6-8]。通过对儿童最大摄氧量的测量可以间接的推出成人期的值，因此对运动员选材尤其是耐力性项目的选材是一个重要的指标。

2.2 各项目的最大摄氧量

李泱等应用功率自行车的测试方法，对30名优秀耐力性项目运动员进行V02max的测定，不同项目之问比较发现：测试的V02max男子自行车、女子自行车、男子游泳VO2max、分别是4.593士0.224、3.637士0.43、3.891士0.32（L/min）；VO2max/kg的结果分别是62.83士3.76、53.17士5.57、57.47士5.28（ml/min/kg）。有研究表明：不同负荷方式的适应和增加负荷强度不是影响VO2max的主要因素，更重要的是不同负荷方式所动员的参与工作的骨骼肌的多寡和募集方式不同。李之俊等[35]在1995年对两年训练后女子游泳运动员测得的VO2max、、VO2max/kg分别是2.8土0.43、49.2士8.4。在上世纪60年代，Miyashite报道游泳运动员的VO2max、，男子是4.36士0.41L/min，女子是2.92士0.18L/min。Neumann等（1988）报道，游泳运动员的相对最大摄氧量分别是60－70ml/kg/min（男）和55－60ml/kg/min（女）。李开刚等（2003）报道，利用跑台进行递增负荷运动测定我国优秀游泳运动员VO2max，男子为3.81士0.31L/min，女子为2.79士0.39L/min[9]。

肖国强等[10]报道了广东省手球运动员的最大摄氧量，男子：4.01士0.44（L/min），女子：3.24士0.33（L/min）；相对最大摄氧量，男子：50.2士5.2（ml/min/kg），女子：45.2士3.2（ml/min/kg）。苏全生等[11]，用功率自行车测定了18名中国女子手球运动员的最大摄氧量，其绝对值是3.55士0.27L/min、相对值是52.4士4.lml/min/kg，同时世界冠军韩国队的最大摄氧量的绝对值是3.66L/min和55.3ml/min/kg。陈德春等[8]，在对我国优秀女子篮球运动员VO2max与部分有氧能力相关指标的研究中测得，我国优秀女子篮球运动员的绝对最大摄氧量4.04士0.42L/min，相对最大摄氧量53.73士4.55ml/min/kg。

2.3 运动训练对最大摄氧量的影响

秦宇飞[12]在对女子赛艇运动员亚高原训练研究时指出，通过18周的亚高原（海拔1500米）训练，运动员的最大摄氧量、相对摄氧量和肺通气量这三个指标发生了显著的变化，最大摄氧量提高了11.2%。刘庆青[13]在研究优秀男子中跑运动员冬训时，在应用组合训练方式，在一定有氧训练的基础上，通过负荷量和负荷强度的合理搭配，得出在冬训前后最大摄氧量变化有显著性差异，其中最大摄氧量增长了9.49%；相对最大摄氧量增长了9.58%。李之俊等[7]通过纵对比研究两年游泳系统训练后，男女游泳运动员的最大摄氧量的绝对值和相对值有所提高，但无统计学意义。

从以上研究可以看出，通过对训练前后运动员的VO2max的测试、对比，运动员的VO2max对训练反应是不同的，有的通过训练得到提高，并且有显著的统计学的变化，有的有提高但是无统计学意义，有的甚至会出现下降情况。这些结果也说明了人体的VO2max受遗传影响很大，提高比较困难，但通过科学的运动训练是可以提高的。根据运动员的特点制定合适的训练计划和训练内容是训练的关键。同时可提示了运动选材时测定VO2max是有重要意义的。

3 无氧阈（AT）

3.1 无氧阈的生理意义

无氧阈是指进行渐增强度负荷运动时体内的能量代谢由以有氧代谢为主转向更多地依赖无氧代谢过渡的拐点，它是Wassermann于1964年提出的。1986年WaSSermann修改了无氧阈概念：人体在长时间亚最大运动负荷过程中，保持血乳酸浓度以及血乳酸/丙酮酸比值不持续增加的最高氧耗值。由于该代谢供能模式的转变是以缺氧导致乳酸产生，并继发性的引起肺通气快速增加为依据进行判别，无氧阂能够反映骨骼肌对氧的利用能力。目前常用的无氧阈测试评价方法包括有创法和无创法。无创法是通过有通气变量、心率、积分肌电值确定的无氧闽，有创法是通过测试血乳酸确定的。运动训练实践中应用的主要有通气阈、心率阈、乳酸阈等，其中乳酸阈最常用[1,14-15]。目前国内外对无氧阈的机制有不同的意见，但AT作为评价运动员的有氧能力的重要指标之一，已被国内外的学者认同，并且己经在运动实践中广泛应用。

3.2 运动训练对无氧阈的影响及无氧阈在实际中的应用

已有资料表明：vOZnla、和AT时摄氧量是受不同的生理机制制约的。VO2max主要与心输出量等中央因素有关，而AT时摄氧量主要受外周机能状况、肌细胞的耗氧能力、呼吸酶活性等因素影响。VO2max主要受遗传因素的影响较大，AT与训练的相关性较大。Davisz（1979）和物shida（1982）通过8周的75一90%VO2max强度的训练，其结果显示AT分别显著提高44%和37%。李之俊（1995）对两年的游泳训练的运动员测试VO2max和AT，指出最大摄氧量绝对值和相对值无显著性变化，无氧阈在训练后男女运动员分别提高58.2%和33.5%。最大摄氧量是乳酸阈的基础，许多学者研究得出二者之间有高度相关，其相关系数（r=0.85——0.95）。因此VO2max是基础，AT是提高运动成绩的关键[16、17、7]。

乳酸阈、心率阈是目前应用最广泛、最简捷的方法，在运动训练中应用广泛。大多数的学者都认为血乳酸浓度为4mmol/L时所对应的强度（速度）为乳酸阈强度（速度），在游泳项目中已经广泛应用乳酸阈速度的训练来提高运动员的有氧代谢能力[18]。

4 乳 酸

乳酸是评定运动训练中物质能量代谢程度和运动员代谢能力的主要指标。血乳酸与能量系统供能之间的关系是：血乳酸低于4mmol/L，是磷酸原供能为主；有氧氧化系统供能为主时，血乳酸在4mmol/L左右；以糖酵解供能为主时，血乳酸都在4mmol/L以上，最高可达15mmol/L。对运动项目的能量供给的方式的掌握可以为训练提供科学的指导。乳酸的主要生成场所是骨骼肌，其中骨骼肌中的快肌纤维是主要的乳酸生成场所。在正常情况下，肌乳酸和血乳酸之间的浓度平衡大约需要4——10分钟，因此对于各项目的不同特点选取测试的时间是重要的。血乳酸是运动训练中运动强度的监控指标。目前在国内的各个项目中已广泛应用，包括赛艇、皮划艇、自行车、游泳等项目。在游泳项目中陈运鹏将血乳酸、心率结合来监控训练强度和物质的能量代谢。

表3 陈运鹏推荐的8级强度分类法

血乳酸也是运动员运动能力提高的检测手段之一。对同一个体大运动量训练前后的血乳酸的比较，可以评价运动员的训练效果。对耐力性项目的运动员，完成相同亚极量运动负荷时，水平高的运动员的乳酸水平低。而速度性项目的运动员则相反，水平高的运动员血乳酸浓度水平高。同时运动后血乳酸的恢复速率还可以反映机体的有氧代谢能力。在完成相同的运动后血乳酸的恢复速度快代表机体的有氧代谢能力强。根据乳酸的这些特点，可以用做运动员的选材及评定训练的效果。

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Research on Several Sports Physiology Index Commonly Used in Sports Training

ZHANG Tian-hong

Combined with sports practice and by using the method of documentation, This thesis systematically studies the exercise physiology index, Such as HR, VO2max, AT, La and so on. Such a study not only can offer helps to choose exercise physiology index in sport training and nationwide fitness programs but also has a profound practical meaning in improving the scientific sport training level.

Sport training；Exercise physiology index；Index research

G804.2

A

1007―6891（2013）06―0037―04

2013-07-21

四川音乐学院, 四川 成都，610041。Sichuan Consrvatory of Music, Sichuan Chengdu, 610041, China.