新兵集训8 周后室内跑3 km 的身体功能状况分析

于晓华，谭晓风，诸兴明，顾培鋆，赵竹英，罗 茜，陈 言，黄丽娜

新兵的身体功能与老兵相比存在较大差异［1，2］，加强对新兵身体功能的监测和研究，对保护其身体健康和顺利完成新兵阶段的集训具有显著的现实意义。3 km 跑是新兵集训阶段的基础体能训练项目，属于中长跑有氧耐力项目［3］，达标考核具有一定难度，也比较能够反映人体的综合功能状况。为此，本研究于2009－03－02 对15 名参加入伍集训满8 周的武警新兵进行3 km 限时匀速跑前后的身体功能测试，为科学组训提供参考依据。

1 对象与方法

1.1 对象 采取随机抽样方法，从武警某部新兵集训队的500 名新兵中抽取15 名作为测试对象。均为男性，年龄18 ～21 岁，平均(18.87 ±0.92)岁;身高163 ～173 cm，平均(166.80 ±2.51)cm;体重54 ～72 kg，平均(61.33 ±5.52)kg。受试者均已参加新兵集训满8 周，集训期间均未发生过各种外伤，近2 周内无上呼吸道感染、腹泻等病史。被告知研究目的和方法后均自愿参加研究，并签署知情同意书。

1.2 仪器设备 (1)Tempo 型跑步机;(2)ZDR－11 温度记录仪;(3)AQ-03138021 心电监护仪;(4)FX-7402 型12 导联自动分析心电图机;(5)CDS-9000 型经颅彩色多普勒超声仪(TCD)。

1.3 测试方法

1.3.1 测试跑步 测试在同一室内进行，环境温度11℃，相对湿度60%。受试者坐位休息15 min后，分别采集安静状态下的肛温、心率、SpO2、心电图和脑血流图，然后逐一在跑步机上完成3 km 跑。跑步机参数设定为匀速跑，限时20 min。受试者统一穿着冬季作训服。全部测试均在同一天内完成。

1.3.2 测试肛温 将温度记录仪探头插入肛门内10 cm 处，分别采集安静状态、跑程中和跑步结束后30 min 内每隔2 min 时的肛温变化数据。

1.3.3 测试心率和SpO2将心电监护仪的脉氧指套安放在受试者的右手食指末端，分别采集安静状态、跑程中和跑步结束后30 min 内每隔2 min 时的心率和SpO2数据。

1.3.4 测试心电图变化 用12 导联自动分析心电图机分别采集安静状态下和跑步结束后30 min时的心电图。

1.3.5 测试脑部血流动力学变化 用经颅彩色多普勒超声仪分别采集安静状态下和跑步结束30 min时的脑血流图。

1.4 统计学处理 采用SPSS13.0 软件包进行统计学处理，对脑血流动力学变化的计数资料采用配对t 检验，以P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肛温变化 安静时肛温36.4 ～37.8 ℃，平均(37.2 ±0.3)℃;跑步过程中肛温呈持续上升趋势，20 min 跑完全程时肛温37.2 ～38.8 ℃，平均(38.1 ±0.4)℃，较安静时平均值升高0.9 ℃;停止运动后肛温呈缓慢下降趋势，结束30 min 时肛温37.1 ～37.9 ℃，平均(37.8 ±0.3)℃，较运动前平均值仍升高0. 6 ℃(图1)。

2.2 心率变化 安静时心率59 ～113 次/min，平均(80 ±15.0)次/min;跑步开始后心率骤然增加，然后维持在相对稳定水平，直至接近终点时心率进一步攀升，20 min 跑完全程时心率82 ～182 次/min，平均(145 ±27.6)次/min;跑步结束后8 min 时心率下降至53 ～155 次/min，平均(88 ±21.9)次/min，基本恢复至运动前状态(图2)。

2.3 SpO2变化 安静时SpO296% ～99%，平均(98.1 ±1.10)%;跑步过程中4、14 min 分别出现一个SpO2低谷;20 min 跑完全程时SpO294% ～99%，平均(97.0 ±1.4)%;跑步结束后SpO2迅速恢复并超过运动前状态，跑步结束30 min 时SpO294% ～100%，平均(98.0 ±1.4)%(图3)。

2.4 心电图变化 安静时窦性心动过缓的发生率为46.7%，窦性心律不齐的发生率为33.3%，跑步后均消失;安静时T 波高耸的发生率为46.7%，跑步后上升至53.3%;安静时P-R 间期缩短的发生率为26.7%，跑步后上升至40.0%(表1)。

2.5 脑部血流动力学变化 跑步后，除双侧大脑后动脉的平均血流速度无明显增快(P =0.751)，其余各受测颅内动脉的平均血流速度均明显增快，差异有统计学意义(P ＜0.05);跑步后，各受测颅内动脉的平均搏动指数均较安静时下降，但仅左侧大脑中动脉和基底动脉的平均搏动指数下降的差异有统计学意义(P ＜0.05，表2)。

表1 15 名武警新兵3 km 限时匀速跑前后的心电图变化 (n;%)

表2 15 名武警新兵3 km 限时匀速跑前后的脑部血流动力学变化 (±s)

表2 15 名武警新兵3 km 限时匀速跑前后的脑部血流动力学变化 (±s)

血管检测部位平均血流速度(m/s)tP左侧大脑中动脉78.47 ±13.19 95.53 ±17.24－6.17 ＜0.0010.72 ±0运动前运动后tP平均搏动指数运动前运动后.080.62 ±0.084.380.001右侧大脑中动脉73.21 ±13.59 86.79 ±17.67－5.28 ＜0.0010.71 ±0.120.67 ±0.051.420.178左侧大脑前动脉59.14 ±10.65 71.21 ±13.82－3.67 0.0030.70 ±0.060.63 ±0.161.860.086右侧大脑前动脉60.27 ±9.6968.91 ±13.23－2.48 0.0330.74 ±0.090.65 ±0.102.080.064左侧大脑后动脉38.31 ±6.3039.15 ±8.97－0.32 0.7510.71 ±0.060.69 ±0.140.470.649右侧大脑后动脉35.77 ±4.0939.23 ±6.20－1.64 0.1260.71 ±0.100.66 ±0.131.130.279左侧椎动脉38.93 ±4.6250.20 ±7.85－5.63 ＜0.0010.74 ±0.090.67 ±0.102.060.058右侧椎动脉42.13 ±3.6049.80 ±8.95－3.94 0.0010.67 ±0.090.66 ±0.160.450.659基底动脉48.53 ±3.8760.47 ±11.80－4.22 0.0010.70 ±0.1 00.64 ±0.072.250.041

3 讨论

身体功能是指人整体及其组成的各系统、器官所表现出的生命活动，对其医学监督的内容主要包括对循环系统、呼吸系统、运动感觉功能、血液和尿液指标等的测定与评价［4－6］。笔者采用限时匀速跑的方式测试15 名受试者的多项身体机能，能够消除跑步过程中由于速度不同而导致的数据差异，使取得的数据更具有可比性。

3.1 运动对中心体温的影响 通过连续监测人体运动过程中的肛温，可实时掌握人体中心体温值和变化规律，为制定合理的训练强度和预防运动性中暑提供依据。肛温分为三级界限［7］:(1)生理安全上限:38.5 ～38.8 ℃;(2)生理耐受上限:38.9 ～39.3 ℃;(3)生理耐受极限:≥39.4 ℃。本组实验对象在环境温度较低的情况下，穿着冬季作训服进行中等强度运动负荷的跑步，平均肛温最高值为(38.1 ±0.4)℃，表明经过8 周集训的新兵参与该项运动，对中心体温的影响较小。但本组实验数据显示个体差异较为明显，提示在温度较低的环境下运动也存在中暑的可能性［8］。本组新兵跑步结束后30 min 时肛温仍下降徐缓，提示部队训练时应注意运动负荷的调节，避免体热过度聚集。

3.2 运动对心率的影响 心率是反映训练负荷强度大小的直接指标。每个人均有一个最大心率，其计算公式为:最大心率(次/min)=220－年龄［9］。按此公式计算，本组受试对象的最大心率为200 次/min。体育界一般认为，低强度运动负荷时，心率为120 ～150 次/min;中等强度运动负荷时，心率为150～170 次/min;大强度运动负荷时，心率为170 ～185次/min;最大强度运动负荷时，心率高于185 次/min［10］。本组新兵3 km 限时匀速跑的平均心率约为145 次/min，其运动量大致属于中等，为适宜的运动心率(适宜的运动心率是指运动时脉率保持在最高心率的50% ～80%［11］)。一般认为，单一较小强度运动时，心率从运动开始即出现迅速上升;当各系统机能水平进入稳定状态后，心率可较长时间维持在同一水平;随着运动时间的持续，心率将出现再次增高甚至达最高水平，表明机体各系统机能平衡被破坏，此时心率的升高可视为运动疲劳点。本组的心率变化曲线符合上述特征，但未出现最大心率，表明经过8 周集训的新兵参与该项运动，其运动负荷强度适宜，跑步结束后8 min 内平均心率已接近运动前，说明心功能储备良好。

3.3 运动对血氧的影响 当机体完成剧烈运动时，由于血流动力学参数变化及体内各器官系统出现相对缺氧、缺血，可引发一系列结构和功能的变化。本组在3 km 限时匀速跑的4 min 和14 min 分别出现SpO2低谷，表明此时为机体缺氧相对较严重的阶段，容易出现“极点”现象。“极点”现象属于人体保护性机制，即当机体各器官系统不能再忍受缺氧刺激时，机体将通过主动或被动降低运动强度或完全停止运动，以减少机体缺血程度，防止因过度缺血、缺氧导致结构功能的不可逆改变［9］。本组跑程中平均SpO2高于97.5%，且在跑步结束后迅速上升并代偿性超过运动前水平，表明经过8 周集训的新兵参与该项运动，其运动负荷强度适宜。

3.4 运动对心电图的影响 心电图在运动训练中的应用主要是监测心脏功能，了解有无心律失常、传导阻滞、心肌缺血等。当心电图出现S-T 段下降、T波倒置等改变时，常表明心肌明显缺血，此时应予以高度重视，调整运动量或停止运动。本组3 km 限时匀速跑后均未出现S-T 段下降、T 波倒置等现象，表明运动时心肌耗氧量虽增大，但冠脉供血尚能满足需要;安静时窦性心动过缓和窦性心律不齐的发生率较高，但运动后均消失，表明安静状态下的表现系由于心迷走神经紧张性相对增高所致，并非病理现象［12］;跑步后P-R 间期缩短的发生率由26.7%上升至40.0%，提示心房-心室的兴奋传导速度加快，亦属于生理现象。

3.5 运动对脑血流动力学的影响 脑的各种功能活动与脑的血液供应之间有着密切关系。通过脑血流动力学检查，可观察运动时脑循环的变化［13］。有研究表明，不同强度训练时脑血流出现不同的变化:低强度训练后脑血流增高，中等和较高强度训练后脑血流增加与降低并存，中等强度训练后增高比例多，而较高强度训练后降低比例多，新兵研究对象的特征性更为明显［2］。本组限时匀速跑后脑血流量明显增加而非减少，表明运动负荷强度适宜;而脑血管床的阻力无明显变化，则表明受试者的脑血管弹性较好。

由于本实验是在室内跑步机上完成的3 km 限时匀速跑，其实验条件与部队3 km 跑时的环境因素、达标时限等均有一定差别，且由于部队参训官兵存在较大的个体差异，在制定训练计划和实施医务监督时，应当充分考虑到这种差异性，做好针对性保障，减少训练伤病的发生［14］。

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