耐力训练对运动时呼吸功能变化的影响

第18卷第1期2005年3月湖南理工学院学报自然科学版JOURNALOFHUNANINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYNATURALSCIENCESVOL18NO1MAR2005耐力训练对运动时呼吸功能变化的影响王鸿翔湖南理工学院体育系,湖南岳阳414006摘要研究耐力训练对在递增负荷运动时通气功能的影响。该研究中采用12名中长跑专项特长的男体育专业大学生为实验对象。在训练前后,分别对他们进行运动试验,同时观察在递增负荷运动中的通气功能变化。结果发现,训练后最大吸氧量明显增加,而且吸氧量在不同负荷水平时也明显增加,训练对心率变化没有影响。相同负荷水平时吸氧量的增加可能与在训练后机体对高强度的运动刺激适应加快和无氧供能成分减少有关。这种表现对在运动训练中进行机能适应性水平评价是有实际意义的。关键词通气无氧阀耐力训练训练效果中图分类号G804121文献标识码A文章编号16722529820050120091204THEVARIATIONOFVENTILATORYRESPONSEFOLLOWINGTHEENDURANCETRAININGWANGHONG2XIANGDEPARTMENTOFPHYSICALEDUCATION,HUNANINSTITUTEOFSCIENCEENDURANCETRAININGTRAININGEFFECT人们在过去的几十年里对运动时呼吸功能变化已进行过广泛的研究1、2。最大吸氧量VO2MAX和通气无氧阀VAT已常被用来作为衡量机体耐力运动能力的关键指标。VAT是根据递增负荷运动试验时不同的通气参数进行确定描述的。它反映了在持续运动练习中能维持血乳酸浓度处于一种稳定状态时的氧耗量VO2。有关耐力训练对运动通气反应影响的研究大多集中在运动训练对VO2MAX和无氧阀AT的效应上2、3。目前普遍认可的是,耐力训练可改善VO2MAX和AT,并且中断训练后这些效应将逐渐消失。在这些实验研究中,人们观察到运动训练对运动通气反应的影响是不一致的,特别是对V02方面38。经过耐力训练后,亚极量运动时的VO2有增高的,也有降低的,还有没出现改变的。尽管这些实验结果相互冲收稿日期2004209228作者简介王鸿翔19552,男,湖南岳阳人,硕士,湖南理工学院体育系副教授。主要研究方向为运动生理学1研究对象与方法111实验对象12名中长跑专项特长的男体育生,平均年龄为2013112岁,身高17611414CM,身体健康无明显疾病,实验期间无服药记录。每个受试者进行2次递增负荷运动试验。第一次在耐力训练前,第二次在耐力训练后。耐力训练以跑步为主,强度为7080VO2MAX,每周进行4次,每次6080MIN,共8周。112试验步骤所有的测试都在同等的环境中进行,测试前24H限制剧烈活动。采用功率自行车MONARK818E,SWE2DEN进行运动试验,整个试验过程进行全程ECG观测监控。受试者经过510MIN的热身准备,然后从初始负荷120W开始,每分钟增加20W,直至最大,速度控制在8085RPM。受试者的通气指标,如通气量VE、VO2和VCO2等,利用呼吸功能分析仪OXYCONPRO,JAEGER,GERMANY进行即时测定。所有记录信号经计算机专用软件SOFTWAREJAEGER处理显示。在180W、220W、260W、340W和最大负荷时,以及对应于VAT负荷时,对其VO2、VCO2、VE和心率HR进行测定。VAT的确定采用VSLOPE方法,即根据VO2和VCO2两条曲线比较,VCO2的增加突然大于VO2的增加。113统计学方法所有实验结果采取均值SD表示,其显著性水平005。利用SPSS810统计软件的配对T检验和相关分析对所有数据的差异和相关性进行分析处理。2实验结果训练前后的体重、VO2MAX、通气阀吸氧量VO2AT、最大输出功率WMAX和通气阀功率WAT见表1。在实验过程中,无论是训练前还是训练后,受试者的VE、VO2表1训练前后机体某些相关指标的变化训练前训练后P体重KGVO2MAXMLMIN1KG1VO2ATMLMIN1,KG1WMAXWWATW697746364873853830038689877275873983632438NS001005005001VCO2和HR都是随着运动负荷的增加而增加。在不同负荷水平和VAT水平时的VO2、VCO2、VE和HR反应在表2中显示,同时训练前后两次测试的显著性水平也在此表中表明。表2运动训练对不同负荷水平时VO2、VE、VCO2和HR的影响WATWMAX180W220W260W300W340WVO21MIN1训练前训练后PVE1MIN123042504001260428050013003330500135053805001390542050014405500600134064005001第1期王鸿翔耐力训练对运动时呼吸功能变化的影响93508558NS608619NS7010719NS90109110NS110911511NS1601216513NS10011115100105训练前训练后PVCO21MIN1训练前训练后PHRBEATSMIN1训练前训练后P20072103NS24082503NS27052905010535043804010540054303010150055505010136044105010112891259NS1401213911NS1551115410NS1651016311NS173917212NS1921019310NS172101739NS训练后,VO2MAX的平均增加为146,而VO2AT平均增加216。VAT水平时VO2增加和不同负荷时220W,260W,300W,340WVO2增加这两者之间存在显著相关,其相关系数R分别为060P005、071P005、072P005和077P0005。而在VO2AX和不同负荷水平时VO2增加这两者之间无显相关。无论是训练前还是训练后,最大心率和VAT水平心率之间存在着显著相关R079,P005另外,在220W、260W和300W负荷水平时的氧通气当量VE/VO,经训练后显著下降P0105。23讨论在实验中,作者对男体育生在递增负荷运动中的急性通气反应进行了研究。有趣的是,在研究中观察到经过8周的耐力训练后,受试者在同样的工作负荷和心率水平时,VO出现增加。这种现象与一般文献2中的报导是相冲突的,而且不容易解释。ASTRAND和RODAHL曾就工作负荷和VO2之间的直线相关进行过描述,但就运动训练对这种关系的影响效果没有进行说明11。有作者报导,经过耐力运动训练后,在某些人群中,VO2在相同运动强度水平时出现提高4,12。然而,BARBEAUETAL在对一组自行车运动员进行实验研究时观察到相反的结果7。另外,GREANETAL在对健康男性人群的研究中则没有发现在耐力训练后,在同样运动负荷时VO2的任何改变8。对于这些相互不一的实验结果,目前还没有比较满意的解释,有一种可能的解释就是在后两组实验研究中,它们的递增运动负荷试验分别是由4MIN和10MIN的阶梯平台所构成,这比一般运动试验和本研究中的平台时间LMIN要长。在他们的研究中,每个阶段第1MIN的通气反应并没有报告。有作者曾经报导,耐力运动训练后在亚极量工作负荷时,VE/VO2和VE/VCO2表现出较低的值3。这主要是通气量减低的结果。在本研究中也观察到耐力训练后VE/VO2的降低和在300W水平时VE/VCO2的下降。然而,这两个通气当量指标的下降在本研究中主要是由于VO2和VCO2显著增加所致。这种差异可能与他们研究中受试者的训练水平较低有关。GISSANEETAL在对一般男性人群的运动通气反应研究中注意到,运动训练后由于工作效率的增加,VO2出现下降的趋势13。另外,一些运动员,尤其是一些耐力运动项目的选手,他们的工作效率是与在同样工作负荷时较低的VCO相关联的9,10。但在本研究中并未观察到这种现象。这可能与这些受试者在以2往的运动训练中其工作效率已得到充分提高有关。另外还注意到,以上提及的一些作者的研究是以未训练组作为对照比较,而该实验的运动训练效应则是以自身作为对照。虽然,人们对运动中的气体交换和通气动力学机理迄今已进行了较为详细的研究,但这些问题还是非常复杂的。因此,比较合理地解释在同等工作负荷时较高的VO2现象也不是那么容易的14。根据FICK原理,VO2的增加是心输出量或/和动静脉氧差O2AV增加的结果15。在本研究中,运动训练后的HR要来得快。与训练者相比,未训练者的氧通气动力学是较低的6。在本研究中呈现的VO2增加是没有伴随通气量的增加。这提示机体已建立起一种更有效的通气,这还可从VE/VO2中反映出来。另一种可能的解释就是在一定运动负荷时,训练水平较低状态时的功率输出含有较高的无氧成分。因此,与训练者相比,未训练者的氧亏较大。譬如,在未训练者的最大工作负荷时假定为260W,有训练者将主要以有氧方式完成工作,这样VO2曲线就不会拉平而未训练者的功率输出这时主要采取无氧供能,所以表现出VO2曲线滞平。因此,在260W的工作负荷时,未训练者的VO2显然是低于训练者的。训练后VAT水平时的VO2增加和某一亚极量工作负荷水平时的VO2增加,这两者之间的显著相关表明利用亚极量运动试验已经可以观察到运动训练的效果。这样,为病人或一般健康人的身体练习管理和身体评估方案提供了有益的参考。有关耐力训练对亚极量运动水平时心率反应的影响,许多作者都有过报导,但结果并不一致4,5,7有的作者观察到在同等工作负荷时,训练后出现HR降低而另一些作者则没有发现这种训练后的HR变化。本研究的观察结果与后者相符。有关VAT水平时的HR变化了解不多。本研究工作中,这个指标在训练前后没有明显改变,正好与某些文献资料是一致的7。实验研究中的比较对照是采用自身对照,这种对照并不表示受试者训练前是处于一种未训练状态,因为这些受试者都是从事过多年训练的业余运动员。经过8周的运动训练,他们的有氧耐力都得到了显著提高。就耐力运动训练对运动通气反应的影响进行了研究,观察发现训练水平较高的受试者在训练后处于同等工作负荷水平时的VO2出现增加,另外在VAT水平时,训练前后的HR没有明显变化。这些观察结果对运动医学实践和耐力运动训练的操作是十分有益的。它提示在耐力项目运动员的训练中,某个亚极量工作负荷水平时的VO2可以是反映耐力训练状态的一个指标这个指标参数越高,其耐力训练能力越大另外,对VAT时HR的评价应从多方面进行考虑,因为这个指标参数在训练前后没有明显变化。总之,有关这些问题的争议还需进一步研究探讨。本工作得到法国奥尔良大学体育学院NANYAN博士和GROTTO博士的热忱帮助和支持,在此一并致谢参考文献1PUENTEMAESTULETALEFFECTSOFTWOTYPESOFTRAININGONPULMONARYANDCARDIACRESPONSESTOMODERATEEXERCISEINPATIENTWITHCOPDJEURRESPIRJ20001510261032LONDEREEBAEFFECTSOFTRAININGONTACTATE/VENTILATORYTHRESHOLDSAMETAANALYSISJMEDSCISPORTSEXERC199729837843AMANNMETALINFLUENCEOFTESTINGPROTOCOLONVENTILATORYTHRESHOLDSANDCYCLINGPERFORMANCEMEDJSCISPORTSEXERE200436613622NORRISSRPETERSENSREFFECTSOFENDURANCETRAININGONTRANSIENTOXYGENUPTAKERESPONSESINCYCLISTSJJSPORTSSCI1998,16733738BABCOCKMAETALEFFECTSOFAEROBICTRAININGONGASEXCHANGEKINETICSOFOLDERMENJ,M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