多维度监测优秀拳击运动员运动疲劳的应用研究

2019-08-06王金昊王连方

体育科研 2019年4期

王金昊，邱俊 *，陈帅，王连方

竞技体育的训练负荷接近人体生理极限，必然产生运动疲劳，对疲劳诊断不明确或置之不理任其加剧，会导致过度训练，有碍于运动能力提高。运动疲劳是一个复杂的综合过程，目前还没有任何单一方法和手段可以全面评价运动疲劳，体育科技工作者常采用生理生化指标[1-5]、心理问卷[6,7]、心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）[8,9]等方法监测运动疲劳。生理生化指标方法虽精确度高但具有创伤和检测过程复杂等不足。采用心理问卷法测试简单，但以问卷为量具的主观报告法不仅单一，可能存在共同方法偏差现象[6]。HRV可评估交感和副交感神经系统的状况和相互作用，用于评价自主神经系统功能的变化[10,11]。HRV可反映运动员对训练的生理适应[12,13]，HRV指数的变化与疲劳和过度训练有关，运动疲劳与自主神经系统功能紊乱和失调关联[14,15]。由于HRV无创、便捷和易测已成为运动员机能状态、疲劳监控指标体系之一，但单独使用HRV指标监测运动疲劳还有一定的片面性。目前，关于生理生化指标、心理学指标、HRV多维度监测运动疲劳的研究鲜有报道。

赛前训练安排对运动员的竞技状态有决定性影响，通常情况下赛前训练会加大负荷强度、保持或适当减小负荷量。拳击属对抗性项目，具有多次重复用力、强度大、运动时间较长的特点，长时间大负荷训练后较易出现不同类型的疲劳，赛前监测拳击运动员的疲劳状况，有利于更好地调整赛前训练安排。本研究通过观察拳击运动员4周赛前大负荷训练前后生理生化指标、运动心理学指标和HRV指标的变化，多维度探讨这些指标监测运动疲劳的应用。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

优秀拳击运动员6名，均为运动健将级别，健康状况良好，无伤病和疾病。基本信息见表1。

表 1 受试者基本信息（N=6）（±S）Table I The Basic Information of Subjects（N=6）（±S）

年龄/岁身高/cm 体重/kg 训练年限/年23.34±3.12 175.03±11.51 68.39±21.43 8.20±2.33

1.2 实验方法

1.2.1 训练安排

教练员在大赛前6周开始至大赛前2周安排了4周大负荷训练，每周10次训练课。3次以大强度实战为主，以比赛的形式进行3组3×3 min实战，之后12×30 s移动击打沙袋（间歇30 s），实战按比赛强度进行，移动击打沙袋以个人最大力量和最大速度进行，心率控制在95%～100%最大心率；3次专项技术训练，包括专项步伐、行进间对练、二人对抗、个人空击、击打手靶、击打沙袋，训练时间90 min；2次身体素质训练，包括力量、速度、耐力训练，训练时间120 min；2次专项技术和专项身体素质组合训练，训练时间120 min。4周训练共分两个阶段，第一周至第二周为第一阶段，重点强化专项技术和身体素质训练，第三周至第四周为第二阶段，重点加大实战训练强度和难度。第一周至第四周训练量保持不变，训练强度递增。

1.2.2 测试指标与方法

生理指标：4周大负荷阶段训练前、后调整休息后次日晨空腹抽静脉血检测白细胞（White Blood Cells，WBC）、红细胞（Red Blood Cells，RBC）、血红蛋白（Hemoglobin，Hb）、睾酮（Testosterone，T）、皮质醇（Cortisol，C）、睾酮 /皮质醇比值（Testosterone/Cortisol，T/C）等。

晨脉：晨醒后仰卧位佩戴SUUNTO T6D心率表采集5 min数据取平均值。

心理学指标：采用运动员心理疲劳问卷（ABQ）[16]测量运动员心理疲劳，诊断标准参考张连成等[6]的研究结果。

HRV测试：佩戴SUUNTO T6D心率表，采样频率设置成2 s，仰卧位、安静、呼吸平稳后连续采集10 min，截取5 min平稳数据。通过Kubios HRV相应软件处理分析HRV时域和频域各项指标，频域指标采用FFT频谱分析方法（窗口宽度：256 s；窗口重叠：50%）。时域分析指标包括连续正常R-R间期的标准差（Standard Deviation of the NN Interval，SDNN）、相邻R-R间期长度差异平方均值的根（Root Mean Square of Sds between Adjacent NN Intervals，RMSSD）、50 ms间隔以上临近周期的比例（Percentage of Successive Interval Differences Larger than 50 ms，PNN50），频域分析指标包括总功率（Total Power，TP）、极低频功率（Very Low Frequency，VLF）、低频功率（Low Frequency，LF）、高频功率（High Frequency，HF）、低频功率与高频功率比值（LF/HF）等。

1.3 实验仪器

WBC、RBC、Hb由 Beckman三分类血常规测量，T、C由Beckman ACCESS 2全自动免疫分析仪测量。

1.4 数据统计

实验测试数据采用SPSS22.0统计软件，各指标前后比较采用配对样本T检验，P＜0.05、P＜0.01具有统计学意义。

2 结果

2.1 生理生化指标的检测结果

4周赛前大负荷训练后运动员T、T/C较训练前非常显著性降低（P＜0.01），分别降低 38%、52.7%，C、晨脉较训练前显著性升高（P＜0.05），升高幅度达 32.4%、20.4%，WBC、RBC、Hb变化无统计学意义（P＞0.05），见表 2。

表2 拳击运动员生理生化指标变化情况（±S）Table II Changes in Physiological and Biochemical Indexes of Boxers（±S）

注：*表示与大负荷训练前比较具有统计学意义，P＜0.05；**表示与大负荷训练前比较具有非常显著统计学意义，P＜0.01

2.2 运动心理学指标

4周赛前大负荷训练后运动员ABQ指标成就感降低、运动的负评价、心理疲劳Z加权总分较训练前显著升高（P＜0.05，P＜0.05，P＜0.01），运动员运动心理疲劳程度加剧明显，见表3。

表3 拳击运动员ABQ各指标变化情况（±S）TableIIIChangesofABQIndexesinBoxingAthletes（±S）

注：*表示与大负荷训练前比较具有统计学意义，P＜0.05；**表示与大负荷训练前比较具有非常显著统计学意义，P＜0.01

2.3 HRV指标的变化结果

4周赛前大负荷训练后运动员HRV指标lnLF、LF/HF 较训练前显著性升高（P＜0.05），lnTP、lnHF、lnSDNN、lnRMSSD、lnPNN50、lnVLF 与训练前比较无统计学意义（P＞0.05），见图 1、2。

图1 拳击运动员HRV时域指标变化示意图Figure 1 Changes in HRV Time Domain Index of Boxers

图2 拳击运动员HRV频域指标变化示意图Figure 2 Changes in HRV Frequency Index of Boxers

3 讨论

3.1 4周赛前大负荷训练对生理生化指标的影响

生理生化指标监测运动疲劳是体育科技工作者常采用的科研手段[1]，冯炜权根据运动疲劳的机理，从血液、内分泌、代谢等方面归纳了运动疲劳的诊断方法，采用Hb下降10%～15%、T下降15%～20%、C升高20%左右、T/C减少等生化指标变化诊断运动疲劳[2]。本研究显示，拳击运动员4周赛前大负荷训练后T、T/C显著降低，C、晨脉显著性升高。关于运动疲劳状态生理生化指标的变化，大部分研究认为长时间大负荷训练后引起运动疲劳时T下降、C上升、T/C比值下降、晨脉升高，表现为机体合成代谢减弱，分解代谢增强大于合成代谢，心脏承受训练负荷能力下降[1,2,17-19]。本研究与刘艳等[20]的研究结果一致，原因可能是长时间大负荷训练刺激引起下丘脑—垂体—性腺轴功能被抑制、下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴兴奋所致机体内分泌系统合成代谢小于分解代谢，交感神经紧张度提高导致晨脉增加，心脏承受训练负荷的能力降低。

3.2 4周赛前大负荷训练对ABQ的影响

运动员长时间处于大负荷、单调重复的训练会引起运动性心理疲劳。运动性心理疲劳的成因主要包括认知、人格、年龄、社会支持、环境、训练比赛和项目特点等因素[21]。毕晓婷等认为，训练周期的不同阶段运动性心理疲劳的3个成分所占比例有所变化，“情绪和体力耗竭”与“对运动的负评价”均在比赛期增加，而“运动成就感降低”在比赛期降低[22]。自行车运动员在疲劳期运动性心理疲劳的3个成分均达到最高值[23]。排球运动员发生心理疲劳时，“成就感降低”“对运动的负评价”得分中等，“情绪/体力耗竭”得分较高[24]。上述研究中运动性心理疲劳的3个成分呈现不同变化主要与成因、项目特点不同有关。本研究中4周赛前大负荷训练后“成就感降低”“运动的负评价”“心理疲劳Z加权总分”显著升高，运动员心理疲劳程度加剧，原因可能是拳击运动员经过长时间赛前大负荷训练的刺激，教练员加大了运动强度、密度和专项技术动作难度，运动员完成训练任务还要承受来自减控体重产生的压力，使得运动员自我效能感降低，成就感随之降低，引起运动心理疲劳加剧。拳击运动员心理疲劳加剧可能也与心理应激[25]、年龄和训练年限[26]有关。

3.3 4周赛前大负荷训练对HRV的影响

HRV对自主神经系统功能变化敏感，随训练负荷的增加而改变，运动后恢复期测试分析HRV可反映心脏自主神经系统对运动的适应，常用于诊断运动性疲劳、判断训练效果、防止过度训练[27-31]。

据报道，一次性力竭运动所致运动疲劳状态下TP、LF、HF和LF/HF显著降低，副交感神经张力变化降低、交感神经张力变化降低，伴随交感神经和迷走神经失衡[32]。朱坤的研究也证实一次性运动过程中随着运动疲劳程度加深HRV指标RMSSD、LF逐步降低，副交感神经和交感神经活动逐渐受到抑制[33]。Flatt等表明，女子足球运动员连续进行2周大、小不同负荷训练，大负荷训练期间lnRMSSD降低幅度明显，体能较差或感觉疲劳程度高的运动员在整个训练过程中lnRMSSD下降幅度较大，疲劳情况下副交感神经活动受到抑制[34]。Uusitalo等表明，6至9周大负荷训练/过度训练后女性运动员R-R间期的低频功率显著增加，交感神经活动增强[35]。也有研究显示，不同负荷的长周期训练（依次进行2月大强度体能训练、1月超负荷训练和2周恢复性训练）所致自主神经系统变化不同，大强度体能训练期间心率变异性大部分指标（HF、RMSSD、pNN50、SDNNIDX、SDNN）显著升高，自主神经系统向副交感神经优势转移，但在1个月超负荷训练期间LF/HF显著升高，随着训练负荷的递增交感神经活动逐渐增加，自主神经系统状态与训练负荷增加导致身体疲劳累积[36]。

本研究中lnLF、LF/HF显著升高，说明拳击运动员大负荷训练后交感神经系统活动加强、张力增强，交感神经和副交感神经失衡倾向于交感神经活动占优势。其中LF/HF变化与以上研究结果基本相同。lnHF无变化和lnLF升高与以上部分研究结果不尽一致，分析其原因可能与研究对象、项目特点和训练方案不同有关，也与短期训练刺激和长时间大负荷训练刺激所致运动疲劳程度不同有关，有待更深入的研究加以验证。

上述HRV监测运动疲劳的研究大多以问卷判断为前提，结合生理生化指标将能更好地监测运动疲劳。安楠等认为，HRV是辅助诊断女足运动员高原训练身体状态的有效方法，与血生化指标相结合可全面监控身体状态，特别对于提示早期疲劳有一定的应用价值[37]。另有研究采用训练后CK水平增加约4倍、疼痛感增加显著，提示举重运动员达到疲劳状态，训练后HF降低表明副交感神经活动受到抑制，训练后3 h LF显著升高表明交感神经兴奋性增强[38]。这些研究结果存在HRV指标不够全面或生理生化指标单一的问题，本研究采用较为全面的生理生化指标和HRV指标监测运动疲劳，发现HRV部分指标监测运动疲劳与生理生化指标基本保持一致，提示拳击运动员机体疲劳可能和交感神经兴奋性增强有关。

运动心理疲劳发生时，HRV各指标有不同程度的变化，交感与副交感神经对心脏的协同作用在疲劳后发生变化，HRV可以用作评价脑力劳动负荷或运动性心理疲劳[39-41]。朱昭红等表明，心理疲劳对HRV的影响表现为LF水平增高、时域增加，心理疲劳后交感神经激活增加而副交感神经激活减弱[42]。本研究从心率变异性角度分析，与朱昭红的部分研究结果一致，大负荷训练后LF升高，交感神经系统活动加强可能是拳击运动员赛前大负荷训练后运动心理疲劳加剧的原因之一。

4 小结

优秀拳击运动员4周赛前大负荷训练后机体处于运动疲劳状态，以机体合成代谢小于分解代谢、心脏承受训练负荷的能力降低为特点，运动心理疲劳加剧以成就感降低、运动的负评价升高为特征，lnLF、LF/HF升高提示交感神经系统活动加强、张力增强，交感神经和副交感神经失衡倾向于交感神经活动占优势。生理生化指标、运动心理指标与HRV结合可较全面监测拳击项目运动疲劳。