递增负荷运动时RPE、心率和血乳酸的关系＊

孙盛燕，杨 兵

（1．湖州师范学院 体育学院，浙江 湖州313000；2．湖州市体育运动学校，浙江 湖州313000）

血乳酸（Blood Lactate，BLa）是骨骼肌运动时的代谢产物，作为一个十分常用，也比较成熟的指标在评价运动员的有氧［1］和无氧代谢能力［2］、制定训练计划［3～5］，监控和评价训练强度［6～7］、预测耐力性项目运动成绩［8～9］，以及运动员选材［10］等方面都有十分广泛的应用．但是，BLa测试受实验条件限制，仪器昂贵、操作繁杂、难以实时动态显示且有一定损伤．因此，BLa测试在资金和科研条件相对落后的大中小学校运动队，甚至是作为国家后备人才基地的体育运动学校都难以日常化进行．

主观疲劳感觉等级（Rating of Perceived Exertion，RPE）可定义为人体在运动时对用力程度、紧张、不适或疲劳的主观感觉［11］．由瑞典生理心理学家Brog于70年代初创立．RPE是介于心理学和生理学之间的一种指标，它将人体在运动应激状态时的生理机能变化程度通过心理体验对强度感觉的测定反映出来［12］．许多研究［13～15］认为，RPE与心率（Heart Rate，HR）、耗氧量、BLa、激素、肌电图等有着极其密切的关系．目前，RPE被作为一种简单、易测而有效的监控和评价运动强度的手段广泛地应用于各人群［16］．

本研究旨在通过对递增负荷运动过程中RPE、HR和BLa之间关系的研究，探讨在训练中用无创指标来反映有创指标的可能性，为教练员科学监控训练强度提供更简易而有效的方法．

1 研究对象与方法

1．1 研究对象

研究对象为湖州市体育运动学校田径（长跑、短跑）、游泳、羽毛球和全能4个项目共65名男性运动员，见表1．

表1 研究对象基本情况Table 1 Basic information of the examinees

1．2 研究方法

1．2．1 测试程序

测试时间均安排在上午9：00～11：00，要求受试者测试前3天不得进行剧烈运动．测试当天受试者静坐10min以上，测量安静心率与血乳酸值，测试身高、体重后进行运动测试．

受试者先在功率自行车（瑞典产Monark 828E）上以25W的负荷做3min的准备活动，正式测试以50W为起始负荷进行逐级递增负荷运动直至力竭，每3min递增30W，用节拍器控制蹬车节律，要求保持在48～52r／min范围内．

1．2．2 测试指标获取与分析

功率车递增负荷测试全程用Polar表监测运动员心率（HR），每1分钟记录一次．分别采取各级负荷后即刻及恢复期第2、5、8、10、15分钟的血样（指血20μl），用YSI 1500Sport乳酸盐分析仪测定血乳酸（BLa）．每级负荷最后10s询问并记录运动员的主观疲劳感觉（RPE）值，RPE值采用Brog15级主观疲劳感觉量表测定．乳酸阈为出现血乳酸拐点时的BLa水平，同时计算出各运动员乳酸阈时对应的功率、HR和RPE值．

1．2．3 统计学处理

使用SPSS18．0软件进行数据处理，主要统计方法有描述统计、Pearson相关分析和逐步分层多元线性回归分析，定义P＜0．05为显著水平，P＜0．01为非常显著水平．

2 研究结果与分析

2．1 递增负荷运动过程中HR、RPE和BLa的变化

表2反映了运动员在功率车递增负荷运动过程中HR、RPE和BLa的变化情况，了解这一情况有助于教练员掌握运动员的生理变化规律和身体疲劳状态．

表2 递增负荷运动中各级负荷末的HR、RPE与BLa值Table 2 HR，RPE and BLa levels at the end of each stage in incremental cycling exercise

从表2可以看出，随着运动强度的增加，运动员的HR、RPE与BLa三个指标均呈现出逐渐增加的趋势，HR安静时为67．89±6．51次／min，第五级负荷末达到185．50±13．95次／min；RPE安静时为6．40±0．52，第五级负荷末为18．92±0．88，达到“很疲劳－筋疲力竭”这一范围；BLa从安静时的1．69±0．52mmol／L增加到第五级负荷末的8．25±2．15mmol／L．

研究［13，17］指出，RPE是身体多种不同信号的集中表现，从运动的骨骼肌、关节以及心血管系统和呼吸系统的改变，每一个处于高度应激状态下的系统都会出现强烈的应激感觉．HR对运动刺激较为敏感［18］，在递增负荷运动过程中由于生理应激HR逐渐增加，同时伴随着运动强度的不断增加，机体从有氧代谢为主向无氧代谢转变，BLa在体内的堆积速度加快，肌肉酸楚感增强，呼吸加深加快．一系列的生理应激过程通过中枢神经系统传至大脑皮层，并通过感知和体验综合形成了直观感觉的轮廓［19］，进而将强度感觉变为强烈的心理感觉体现出来，表现为RPE增加．表2的结果清晰地显示了递增负荷运动过程中的这一生理心理变化规律．

2．2 递增负荷运动中各级强度HR、RPE和BLa的相关关系

表3 递增负荷运动时各级强度HR、RPE与BLa的相关系数Table 3 The correlation coefficients among HR，RPE and BLa at each stage of incremental cycling exercise

根据Eston［20］和Faulkner［21］的相关研究，他们分别对受试者用功率自行车和跑台进行运动测试后发现，RPE值在小强度、次大强度和大强度运动时都与HR及BLa水平相关，但是在大强度时RPE值与HR及BLa的相关程度更高，由此他们认为，RPE在调节大强度运动时是更为有效的指标．

表3显示了在功率车递增负荷测试过程中各级负荷的HR、RPE与BLa之间的相关关系．从表3看出，在安静状态和一级负荷（50W）时HR、RPE与BLa之间没有显著的相关关系（P＞0．05），RPE值的变化范围相对较大．这一结果与已有报道不同．研究者认为，这可能与研究对象的年龄、性别特点有关．本研究的研究对象均为男性青少年运动员，在这一年龄阶段有明显的争强好胜心理，因此不排除有部分运动员为显示自己身体强健而不愿暴露真实疲劳感觉的可能．

表3显示，从二级负荷（80W）开始，各级强度的RPE、HR与Bla之间均存在很高的相关关系，而且高强度负荷时HR、RPE与BLa的相关程度高于低强度运动负荷，四级负荷末HR与RPE、HR与BLa、RPE与BLa的相关系数最高，分别为0．818、0．623和0．686（P ＜0．01）．说明当运动强度较高时，PRE值对运动强度的预测和感知更准确［22］．

根据上述结果，研究者认为，在小强度运动时用RPE或HR评价BLa的效果不佳，在次大强度或大强度运动时可以用RPE或HR代替BLa作为评定运动员疲劳程度和判断运动强度的简易指标．

2．3 乳酸阈时运动员的各项指标水平

理论与实践［23～25］证明，乳酸阈强度是发展有氧耐力训练的最佳强度．表4显示了在递增负荷测试中出现乳酸阈时各项指标的数值．

表4 乳酸阈时各项指标的数值Table 4 Indexes on BLa，Power，HR and RPE at lactate threshold level

2．3．1 乳酸阈时的BLa和功率

从表4看出，当达到乳酸阈时运动员的BLa平均水平为2．9±0．75mmol／L，变化范围在2．05～6．20mmol／L之间，不同个体之间的乳酸代谢存在着较大的差异［26］．乳酸阈时平均功率为98．6±18．89W，即乳酸阈出现在第二至三级负荷之间．

虽然乳酸阈时BLa浓度个体差异较大，但有研究表明［27］，乳酸阈时的BLa浓度受训练影响并不显著，而乳酸阈下的运动强度却可因训练而得到显著提高．换言之，经过系统训练，在相同的BLa浓度水平下运动员可以达到更高的运动强度．提示教练员可将运动员乳酸阈时的BLa水平作为控制有氧耐力训练强度的参考指标．

2．3．2 乳酸阈时的HR和RPE

表4显示，达到乳酸阈时运动员的平均 HR为130．2±14．59次／min，RPE为11．9±1．5，也就是在“轻松－稍费力”这一范围内，这与梁锡华［28］的报道（RPE在乳酸阈时为11．0±2．0）基本一致．

多位学者［28～30］对有训练者和无训练者在乳酸阈时的RPE等级值进行研究后得出相同的结论：虽然有训练者和无训练者的跑速、最大摄氧量百分比、Bla水平、HR等指标在乳酸阈时均有显著不同，但RPE等级值在乳酸阈时无显著差别（P＞0．05），也就是说在乳酸阈时的主观感觉疲劳程度不受训练因素影响，可以用RPE值有效监测乳酸阈强度．

乳酸阈时RPE、HR和BLa之间的相关关系（见表4）结果显示，在乳酸阈时HR与RPE、HR与BLa，以及RPE与BLa之间均存在非常显著的相关关系，相关系数分别为0．828、0．806和0．714（P＜0．01），说明在乳酸阈时RPE和HR可以很好地反映BLa水平．教练员和运动员可以将RPE值作为判断乳酸阈发生的一个主观感觉指标，在有氧耐力训练中可以用乳酸阈时的HR或RPE代替BLa作为评价运动强度和疲劳程度的简易指标．

2．4 RPE、HR与BLa的回归分析

2．4．1 HR的回归模型

以RPE为第一层自变量，训练年限为第二层自变量，得到HR的回归模型（表5）．

表5 训练年限与RPE回归HR的模型Table 5 The HR model of RPE regression and training years

由表5可见，HR与RPE，HR与RPE、训练年限均呈线性相关，可以用RPE或RPE和训练年限来推测HR．

2．4．2 BLa的回归模型

以训练年限和RPE为第一层自变量，HR为第二层自变量，得到BLa的回归模型（表6）．

表6 训练年限、RPE与HR回归BLa的模型Table 6 The BLa model of RPE＆HR regression and training years

由表6可见，BLa与RPE、训练年限，BLa与RPE、HR和训练年限均呈线性相关，可以用RPE和训练年限或RPE、HR和训练年限来推测BLa．

2．4．3 HR和BLa的回归方程

根据表5和表6的回归模型分别得出HR和BLa的回归方程（表7）．

表7 HR和BLa的回归方程Table 7 The regression equations of HR and BLa

用RPE推测HR的回归方程为HR＝－12．968＋10．683（RPE）．该方程可以解释HR变化的72．0%．当运动员的训练年限确定时，也可以用方程二来推测HR．该方程可以解释HR变化的74．5%．在不能测试运动心率的情况下，可根据这两个方程来推测运动员的运动心率，以便及时反映运动强度．但需要指出的是，初试者对RPE的反映并不一定准确，因此要想使RPE能准确反映身体机能就必须让运动员事先熟悉RPE等级值并据实回答．

用训练年限、HR和RPE预测血乳酸的回归方程为：BLa＝－11．321＋0．123（训练年限）＋1．013（RPE）；BLa＝－11．589－0．025（训练年限）＋0．405（RPE）＋0．068（HR）．这两个方程分别可以解释血乳酸变化的54．8%和63．9%．教练员可根据自己的条件选用不同方式推测BLa，如果无法测定HR，可选用前者，在条件许可的情况下，最好选用训练年限、RPE和HR推测BLa．

3 结论

（1）功率车递增负荷运动过程中，小强度时RPE、HR与Bla之间没有显著的相关关系，次大强度和大强度运动时三个指标之间存在较高的相关关系．因此，RPE或HR在调节大强度运动时是更为有效的指标，可以代替BLa作为评价运动员疲劳程度和运动强度的简易指标，而在小强度运动时用RPE或HR来评价BLa的效果不佳．

（2）乳酸阈是发展有氧耐力的最佳强度．本研究中运动员在RPE为11．9±1．5时出现乳酸阈，且在乳酸阈时RPE、HR与Bla呈高度相关（P＜0．01）．因此，在对运动员进行乳酸阈强度的有氧耐力训练时可以用乳酸阈时的RPE或HR作为控制训练强度的简易指标．

（3）在功率车递增负荷测试过程中，HR与训练年限和RPE呈线性相关，在不能测定心率的情况下可以用训练年限和RPE推测HR；BLa与训练年限、HR和RPE呈线性相关，可以用训练年限、RPE和HR推测BLa（回归方程见表7）．结果显示，利用RPE推测运动强度具有一定的实用价值．

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