吸气肌热身对于越野滑雪运动员运动表现的影响

朱那

摘 要：通过鉴别跨项运动员吸气肌热身的效果，为跨项运动员的选择和训练提供方法，及为后续提高越野滑雪运动员的运动表现提供数据支撑。采用实验法对越野滑雪运动员进行吸气肌热身效果进行监测，测试其3 000 m跑和3 000 m轮滑成绩，从运动表现、氧合状态等方面研究其生理学机制。结果显示：吸气肌热身可以有效提高3 000 m轮滑运动表现，降低血氧饱和度的下降幅度。

关键词：越野滑雪;吸气肌;热身;血氧饱和度

中图分类号：G863.13                         文献标识码：A                      文章编号：1002-3488（2022）01-0042-04

Effect of Inspiratory Muscle Warm-up on Sports Performance of Cross-country Skiers

ZHU Na

（Jiangsu Research Institute of Sports Science， Jiangsu 210033， China）

Abstract： By identifying the effect of inspiratory muscle warm-up of cross event athletes， this paper provides methods for the selection and training of cross event athletes， and provides data support for improving the sports performance of cross-country skiers. The control experiment method is used to monitor the warm-up effect of inspiratory muscle of cross-country ski athletes， test their 3000 m running and 3000 m roller skating results， and study their physiological mechanism from the aspects of sports performance and oxygenation state， so as to provide a more effective warm-up method for athletes. The main conclusions are as follows： inspiratory muscle warm-up can effectively improve the performance of 3000 m roller skating and reduce the decrease of blood oxygen saturation.

Key words： cross-country skiing; inspiratory muscle; warm-up; SPO2.

1 引言

近年來，诸多项目在热身活动中加入了吸气肌热身，其提高运动表现在赛艇、游泳、曲棍球、速滑、羽毛球、自行车[1-2]等项目上得到证实，对于运动时间持续30 s～6 min的运动项目效果较佳，但是也存在不少的研究认为吸气肌热身可能并没有任何作用[3-4]。越野滑雪属于四肢运动型项目，随着速度的增加，呼吸和运动模式之间可能表现出特殊的耦合关系[5]。即上肢向后过程中呼气，向前伸展时吸气，特别是使用G4技术（两步蹬冰加双撑，适用于平地或阻力较小时）时，这种类似于四肢行进的步态可能会出现耦合现象，通过减少吸气肌工作从而改善运动的经济性[5]。另外，在两臂向前、向后摆动过程中，胸廓处于挤压状态，可能对于膈肌会有一定的影响。基于此，本研究检验吸气肌热身和标准热身相结合的训练是否能够改善越野滑雪的计时表现，同时通过氧合指标监测，探讨其生理学机制。

2018年之后，冬奥会正式进入了“北京时间”，国家体育总局开展了“跨界跨项”全面选材工作。越野滑雪运动员选材来源于诸多的田径耐力项目，然而两类项目在训练和竞赛上还存在一定的不同[6]，主要表现为呼吸模式上存在一定的差异[7]。通过对这些跨项运动员进行吸气肌热身的测试，探讨跨项运动员呼吸的特点，为越野滑雪和田径耐力项目的融合发展提供数据支撑。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

受测对象主要为已跨项2～3年的越野滑雪男子运动员，测试前2周正常训练，所有受测运动员训练计划一致。之后，根据3 000 m跑成绩交叉分组，一组为实验组，一组为对照组。受试者无伤病，身体机能良好，测试对象具体情况，见表1。

从表1看，两个组别的运动员在运动成绩及训练年限上没有显著差异，两组运动员在形态上也没有显著差异，说明在分组过程中两组运动员之间不存在组内设计误差。

2.2 研究方法

2.2.1 实验法

2.2.1.1 实验设计

考虑到测试时间为夏季，在陆上训练，所以本次实验采用陆上3 000 m计时成绩作为评价训练能力的指标（测试场地为400 m田径场）。间隔48 h后采用同样的方案，测试运动员陆地轮滑3 000 m成绩，要求采用G4技术。实验后，测试即刻主观疲劳等级（RPE： CR-20）、感知呼吸困难程度（量表RPB：CR-10）、即刻心率和血氧饱和度（SPO2）。测试仪器包括：迈瑞血氧饱和度监护仪、Polar Team Pro团队心率遥测系统以及相关配套分析软件、精工秒表（成绩精确到0.1 s）。

2.2.1.2 热身方案

实验组、对照组采用的热身方式相同：5～10 min低强度活动、5～10 min关节灵活性和牵拉、专项热身。间隔20～25 min后，实验组采用Power Breathe Plus训练仪，强度为40%最大肌力指数，做30次×2组的吸气肌热身，每组间歇60 s。

2.2.2 统计方法

用SPSS25.0统计软件进行数据统计分析，所有数据均表示为平均数±标准差。先进行方差齐性检验，方差齐性进行单因素方差分析;多重比较采用LSD法，P<0.05为有统计学意义，P<0.01为有较高的统计学意义，效果量（ES）=（实验组-对照组）/分布平均值。

3 结果分析与讨论

3.1 实验结果

3.1.1 吸气肌热身对于轮滑成绩的影响

实验组、对照组运动员陆地轮滑3 000 m平均成绩分别为378.83 s、381 s，其成绩数据存在显著差异（P<0.05）;SPO2指标实验组在测试后更高（P<0.05），RPB、RPE以及乳酸值在两组人员运动后没有显示出显著的差异;运动后即刻心率方面，实验组（186.17±2.03次/min）显著低于对照组（189.50±2.99 次/min），存在显著的差异（P<0.05），见表2。

效应量（effect size：ES）是一种度量效应大小的指标，其不受测量单位、单调性、样本容量等的影响。一般来说，ES可以解决P值无法刻画的相关程度大小和差异性问题。因此，从另一个角度来说（ES>0.6），测试成绩存在显著的差异，且说明采用吸气肌热身的方法还是存在较高正向意义的。同时RPB、HR和SPO2显示吸气肌热身存在较好的效果（EZHR=0.61、EZSPO2=0.73），运动后两个评价有氧能力指标上的效果量均大于0.6，说明实验组呼吸更加顺畅，运动员心肺机能有所提升，证实干预效果较好。

3.1.2 吸气肌热身对于陆上跑步成绩的影响

田径场3 000 m跑的测试结果显示，实验组和对照组成绩上没有显著差异（P=0.45）;RPB和RPE同样没有显著差异;实验组在运动后的HR、乳酸和SPO2上都存在显著性差异（P=0.02、P=0.03、P=0.02），见表3。说明采用吸气肌热身可以提升运动员的有氧能力，但是成绩上并未有显著的差异。

从效应量的角度看，采用吸气肌热身组的乳酸、即刻HR、SPO2三个指标效果量都>0.6，说明对于机体的有氧能力进行了一定的正向促进，加速了峰值HR和乳酸的持续能力，运动员在整体的跑动过程中呼吸顺畅（EZRPB=0.39）;跑步成绩和RPE的效果量<0.3，说明虽然机体进行了有效的动员，但是在自我感觉和运动表现上并未体现出来，这可能和项目之间的差异有关。

3.2 讨论

本研究中探讨吸气肌热身对于越野滑雪运动员运动表现与相关指标的变化。从数据上看，似乎吸气肌热身对于运动表现有很大的急性效应，并在相关生理学指标上有所体现。

3.2.1 越野滑雪项目特征

越野滑雪比赛的特点是路线非固定，原则上来说是5 km环形路线设置，其中平地、上坡、下坡各占全长路线的1/3，比赛距离从1.5～50 km不等[8]。项目要求运动员有极高的心肺耐力水平，在上坡阶段心率可能会达到190 次/min，以糖原代谢为主，在上坡和冲刺过程中还会动员到无氧能力。从决定成绩的角度来说，内在的是能量代谢系统的输出功率和输出量，外在表现为运动员的技术特征，通过优化其项目的竞技能力构成来提高运动员的体能水平，从而实现其竞技能力的提升。

3.2.2 运动表现

我们的研究显示，针对越野滑雪运动员进行吸气肌的热身，显著提高了运动员3 000 m跑的成绩，效果较好，并可能有别于其他没有效果的研究[3-4]。其中有可能存在实验对象的特点问题，受测运动员多是跨项运动员，进行过专门的跑步训练。此外，使用吸气肌热身的准备活动强度更大，有可能是吸气肌热身提高了无氧能力，增加了亚极量运动的输出功率，从而实现了运动表现的提升。

3.2.3 相关机制

呼吸控制是化学刺激和神经刺激整合的结果，运动是一种独特的外在刺激方式，在运动过程中，四肢的移动和呼吸模式不再是各自独立控制的。过往的研究表明，肢体运动和呼吸之间的相关作用可能使得整个躯体更加协调，但是运动节律和呼吸节奏之间还存在一定的不确定性。有研究显示这种协调能力可能来源于中枢神经，起源于下丘脑或髓质结构共同驱动的呼吸和运动模式。肢体的周期性激活感官输入在运动呼吸耦合中也起到一定的支持作用，通过肌肉收缩的前肢传入刺激引导呼吸节律。

已有的研究显示，运动表现受到多种因素影響，吸气肌的疲劳可能会诱导代谢反应，交感神经介导血管收缩或减少向肌肉输送氧气[9]，可能会影响到运动表现。当然，通过对于吸气肌的热身可以改变呼吸系统，限制气流会增加吸气肌的功率输出[10]，来满足气流和气体交换的需求。

有报道称，神经易化可能有助于吸气肌的热身效应，以提高肌肉力量输出能力。其贡献包括通过消除吸气肌的反射抑制和降低吸气肌和呼气肌之间的共收缩程度来改善肌内和肌间的协调[11]。吸气肌热身后，在最大吸气时膈肌和肋间肌肌电活动的增加[12]，说明吸气肌激活增强。

我们的研究显示：吸气肌热身对于RPB和SPO2均有一定的效果，说明吸气肌的热身可以有效提高有氧能力水平，减弱呼吸困难感知程度。

3.2.4 乳酸与呼吸功能

一般认为，吸气肌热身会减弱由过度通气而导致的血乳酸增加[13]。如针对足球的研究显示：通过吸气肌训练可以改善吸气肌的疲劳，血乳酸下降[14]。在恒定负荷的研究中，虽然通过吸气肌热身并未改善乳酸阈，但是在亚极量最大乳酸稳态中，乳酸水平显著降低[15]，说明通过吸气肌的热身可以有效提高机体的有氧能力。

当肌肉工作时，乳酸等代谢副产物会在肌肉中累积，同时会刺激肌肉中感受器传导到大脑，诱导循环系统产生关闭反应，降低血流供应，抑制氧气运输，而且减少代谢产物的排泄，加速肌肉的疲劳。通过吸气肌的热身，可能加速或者延缓吸气肌肌代谢反应开始的时间，对于其他运动系统有一定的帮助，并且实现运动表现的提升。

我们的研究发现，运动员在滑轮测试中，乳酸并未出现显著的差异，但是在跑步中存在一定的差异，后续的研究可以考虑对肺、代谢、感知、肌肉、神经或其他与运动表现相关的指标进行联合评估。

4 结论与建议

研究通过对照实验，证明加入特定的吸气肌热身后，改善了越野滑雪运动员的运动表现。生理学指标测试显示，可能的机制在于减缓运动后的即刻SPO2值，这对于RPB和运动后即刻心率有一定的正向效应。所以在后期的专项训练中，建议选择合适的指标来反映运动员的专项能力，注重从专项的本质出发。对于跨项运动员来说，在动作模式和呼吸模式上首先要进行一定的改善，才可能在后续的专项训练中有更大的提升空间。

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收稿日期：2020-11-09

作者简介：朱 那（1985-），男，江苏睢宁人，硕士研究生，助理研究员，研究方向为竞技能力开发与控制。