毕业设计与论文（跑步机运动功耗评价方法）

1、跑步机运动功耗评价方法摘要研究背景：参照bendict(1907)曾报告了心率与产热的关系，用心率作为测定能量 代谢的评价方法。lindhard> murlin及green等也都证明了心率与耗氧量之间的 关系，即证明心率与耗氧量和能量代谢率之间具有良好的线性关系。吴克芬和杨 建伟(2006)也发表了 “使用心率代表能量消耗的新方法:总心跳指数”的论文。 目的：通过动物跑台实验寻找运动能量消耗的计算方法。方法：本文通过对大鼠 进行跑台实验，测量运动后的大鼠心率，计算出大鼠心率与耗氧量之间的线性关 系，即y= 1.0128x-103.67 (y表示耗氧量(单位)，x表示心率单位)。而耗氧量

2、与能量也是线性关系，即ee=20.48x (1.0128x-103.67) (ee表示能量消耗单位, x表示心率单位)。结果：本文通过实验数据处理得到其线性关系：ee=20.48x (1.0128x-103.67),利用线性关系快速算出能量消耗。这样可以节省大量时间， 减少浪费。结论:通过线性方程：ee=20.48x( 1.0128x-103.67),可以知道心率 与能量消耗之间的关系，大鼠的能量消耗是一个不能直接测量的量，而大鼠的心 率是可以直接测量的量且易测量、易操作。通过心率与能量消耗的线性关系，可 以直接得出能量消耗，这样可以减少不必要的过程。人体和大鼠具有相识之处， 可以借鉴这种方法

3、求出人体心率与能量消耗z间的线性关系，利用该线性关系可 以确定体力和健康之间的量效关系，评价不同人群的体力活动水平，快速反映运 动功耗。关键词：心率；能量消耗；大鼠；线性关系；跑台treadmill exercise power evaluation methodabstractresearch background according to bendict (1907) had reported the relationship between heart rate and heat production, heart rate as an evaluation method for the

4、 determination of energy metabolism while lindhard, murlin and green have also demonstrated the relationship between heart rate and oxygen consumption, heart rate is proved that between oxygen consumption and energy metabolism rate has a good linear relationship wu kefen and yang jianwei (2006). hth

5、e new method of using heart rate represents the energy consumption also published: total cardiac index11 thesis mothod in this paper, by running experiments on rats, measured after exercise rat heart rate, calculated from the linear relationship between the rat heart rate and oxygen consumption, nam

6、ely y= 1.0128x -103.67 (y represents oxygen consumption (unit), x represents the rate per unit). while the demand of oxygen consumption and energy is linear, i.e. ee=20.48 * (1.0128x - 103.67) (ee energy consumption unit, x unit that heart rate). result in this paper, the linear relationship obtaine

7、d by experimental data processing: ee=20.48 * (1.0128x-103.67), using the linear relationship between the calculated energy consumption. this can save a lot of time, reduce waste. conclusion through linear equation: ee=2048*(1.0128x10367), we can know the relationship between heart rate and energy c

8、onsumption of the rat, the energy consumption is a can not be directly measured, and rat heart rate can be directly measured and easy measurement, easy operation. the linear relationship between heart rate and energy consumption, energy consumption can be obtained direc什y, it can reduce the unnecess

9、ary process. has the similar human and rat, can use this method to calculate the linear relationship between human heart rate and energy consumption, using the linear relationship can determine the dose-effect relationship between physical and health, evaluation of different population levels of phy

10、sical activity, rapid reflection of various activities of the energy consumption level.keyword: heart rate; energy consumption; rat; linear relation; treadmill1绪论11.1课题研究背景11.2国内外研究现状11.3课题研究的内容、目的及意义31.4大鼠的一般特征42实验材料52.1研究对象52.1.1 饲养环境62.1.2饲养容器62.2实验设备与大鼠实验前的训练72.2.1动物跑台72.2.2 bl-420s生物机能实验系统82.2.

11、3大鼠的训练93方法113.1实验方法113.2实验强度的划分以及耗氧量114实验结果与分析135讨论与结论18参考文献20致谢1绪论1.1课题研究背景随着人们生活质量的不断提高，人们不再满足于物质方面，而是注重生活质 量全面的提高。业余时间更注重体育的锻炼，而人们除去日常生活时间外所剩时 间非常有限，不能进行大量的户外锻炼，且跑步是最简单最方便最有效的一种锻 炼方式，所以跑步机(treadmill )应运而生。跑步机随着类型的增多也应用于大 量的科研实验。对于田径运动员，平时需要做大量的训练以增加体能。跑步运动对于田径运 动员而言是平时的必修功课，由于受到地点和天气等诸多因素的彫响，不能按时

12、 训练。运动员平时的训练对运动员的成绩至关重要的，平时大量的训练才能取得 好成绩，所以需要摆脱诸多因素对平吋训练的影响。由于跑步机具有不受气候影 响、使用方便、操作简单、提高运动效率等优点，使其成为fh径运动员的首选。训练要讲究成绩，只有不断的突破，才能取得训练的效果。对于运动员使用 跑步机训练也是，所以需要一种评价方法进行评定运动运的成绩。回顾生物医学的发展历史不难发现，许多具有里程碑式的或划时代的研究成 果，往往与实验动物及动物实验密切相关。生物学家巴甫洛夫曾经指出，“没有 对活动物进行试验或观察，人们就无法认识有机世界的各种规律，这是无可争辩 的"，“整个医学，只有通过实验的火

13、焰，才能成为它所当成为的东西"，“只有通 过实验，医学才能获得最后的胜利”。这些论点，已经并且正在被医学发展的历 程所证实。由于大鼠的基因与人类的基因相似度很高以及大鼠易饲养等生理特点，使其 成为大量科研的实验对象。针对大鼠也设计了动物跑步机，大鼠跑台试验的优点 备受关注。1.2国内外研究现状体力活动(physical activity)是指由骨骼肌收缩产生的身体活动，也是指在 基础代谢(bmr)的水平上，身体能量消耗增加的活动。大量的流行病学研究 己经证实，体力活动不足是健康的重要独立危险因素之一，体力活动不足与心血 管疾病、2型糖尿病、结肠癌和其他一些重要疾病的发生密切相关。因此

14、，增加 体力活动成为提高人们健康水平和预防慢性疾病的重要措施。1995年，美国疾病 预防控制屮心(centers for disease control, cdc)和美国运动医学学院(american college of sports medicine, acsm)建议人们每天或在1周绝大多数天数里参加 30min中等强度的体力活动。1996年，美国共卫牛局在其著名的体力活动与健 康一书中总结了体力活动带来的很多健康收益，并建议人们为了保持健康，每 天要通过中等强度或大强度的活动消耗150kcal热量2000年，美国健康与大众服 务部(united states department of

15、health and human services, hhs)制订了2010 年人类健康计划，列举了促进健康的10大措施，其中增加体力活动位列第一山。体力活动能量消耗量(aee)表示机体做某一活动时所消耗的能量或者是机 体在非安静状态下的能量消耗量。体力活动能量消耗量(aee;kcal/d)=总能 量消耗量(tee; kcal/d)安静时能量消耗量(ree; kcal/d)。aee也可以通过估 计食物产热效应是总能量消耗量的10%,用总能量消耗量乘以90%再减安静时能 量消耗量，即：aee ( (kcal/d) =09 tee (kcal/d) -ree (kcal/d)。体力活动 测量很困难

16、，同时aee还具有个体差异性，它的大小与人的体重和运动能力有关。 它是随运动类型和运动时间变化的不稳定的数值。研究体力活动的首要内容是寻找客观、精确、重复性高的体力活动测量方法, 这些方法具有以下几方面的重要意义：1) 确定体力活动和健康之间的量效关系；2) 评价不同人群的体力活动水平；3) 反映各种活动的能量消耗水平；4) 评价增加人群体力活动的干预措施实施的有效性。测量体力活动的技术 在过去几年中已经取得长足进步。目前，常用的体力活动测量技术包括：1) 双标水法(doubly labeled water )采用双标水法对人们活动时的能量消耗 进行测定最早见于schoeller和van sa

17、nten的研究。该方法是服用经非放射性同位素 2h> ,80双重标记的水，经代谢以水的形式排出体外，”o以水和co2的形 式排岀体外，用怡0的代谢速率减去2 h的代谢速率即可得到co2的生成率，通 过呼吸商计算出氧消耗量，代入公式计算出单位时间的能量消。2) 间接热量测定(indirectcalorimetry)间接热量测定法是让受试者佩带呼 吸面罩，通过气体代谢装置分析受试者v02和co?产生量，从而计算能量消耗。3) 体力活动问卷(physical activity questionnaires)适用于全部人体的一种调 查方法。4) 心率表(heart rate monitors)

18、hr (heart rate)是一个与能量消耗密切相 关的牛理参数。在一定强度范围内，特别是hr在110150次/分的范围内，hr 与耗氧量(vo2)呈现线性关系。利用线性关系而绘成的表格就是心率表(heart rate monitor,这是用hr评价体力活动的理论依据。5) 运动传感器(motion sensors)运动传感器是一种机械或电子装置。把传 感器固定在身体上，它能够感应到到肢体或躯干的运动或加速度状况。下面介绍一种跑步机：乔山(牌)rojo-t5 (乔山健康科技集团生产)乔山牌rojo-t5的基本参数：面板：2个红色led显示窗口； 1组数据窗口面板显示：时间、距离、速度、 卡路

19、里、心率、步伐、完成运动程式：特制模式、减重、心率、4个运动存档； 马达：2.5匹马达升降马达：超静音，最大承重227kg；速度：0.8-20km/h ；坡度:0-12%跑步区域：50* 148cm；跑带：3.1mm草皮式加厚跑带避震系统：vcs缓冲减震系统；最大载重： 160kg；展开尺寸：198*84*134cm ；折叠尺寸：78*84* 187cmo1.3课题研究的内容、目的及意义动物的运动能量消耗是一个重要课题，寻找一种新的能够快速、方便计算能 量消耗的方法是一个永恒的话题。本文的主要研究内容是研究利用心率来计算出 运动能量消耗的方法，心率作为一个生理指标，可以更好地算出能量消耗。对运

20、动员来讲使用跑步机跑步不仅是一种锻炼身体方式，更是运动员的基础 功课，锻炼就需要有成效不能盲目锻炼，不能做多余的无用功。所以需要对跑步 机做功多少进行评价，评价需要评价方法，而木课题就是对其评价方法的一种研 究，通过该课题研究，了解运功员做功的多少，掌握评价方法。通过该课题研究跑步机运动做功判定，了解运动功耗，这样可以使运动员更 加有效地锻炼以取的好成绩，减少时间的浪费。研究结果也可为运动功耗评价方 法提供参考，具有一定的研究意义和应用价值。计算跑步机的运动功耗，对运动员科学合理的制定运动计划，提高运动训练 的效果，增强体能具有积极的意义和应用价值。1.4大鼠的一般特征1）大鼠性哺乳纲，啮齿目

21、，鼠科，大鼠属动物。2）繁殖快。大鼠2月龄时性成熟，性周期4天左右，妊娠期20天（1922） 哺乳期21天，每天产仔平均8只，为全年、多发情性动物。3）喜啃咬、夜间活动、肉食，白天喜欢挤在一起休息，晚上活动大，吃食 多，因此白天除实验必须抓取外，一般不要抓弄它。食性广泛，恵欢各种煮熟的 动物肉。对光照较敏感。4）性情较凶猛、抗病力强。大鼠门齿较长，激怒、袭击抓捕时易咬手，尤 其是哺乳期的母鼠更凶些，常会主动咬工作人员喂饲时伸入鼠笼的手。对外环境 适应性强，成年鼠很少患病。一般情况下侵袭性不强，可在一笼内大批饲养，也 不会咬人。5）无胆囊：大鼠、鸽、鹿、马等动物没有胆囊，它们的总胆肝管括约肌的

22、阻力很少，肝分泌的胆汁通过总胆管进入十二指肠，受十二端括约肌的控制。6）不能呕吐：因此药理实验时应予注意。7）大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感，但对强心的作用较猫敏感性低671 倍。2实验材料2.1研究对象本实验采用200g左右的大鼠为研究对象，如图2所示。图2.1 wista大鼠鼠科多种啮齿动物的宠臣，常指本科多种不相关物种，尤指鼠属（rattus, 约80种）。似小鼠而体积较大。英文rat也指称常鼠科z其他属乃至其他科的动 物。马来西亚的黑鼠（又称家鼠）和中国的褐鼠（又称沟鼠，或挪威鼠）经人类 活动散布到世界各地。可以将疾病传播给人类，如腺鼠疫可由黑家鼠身上的蚤传 播。实验室用的大白鼠是褐

23、家鼠的白化变种。大鼠的实验特征：1）垂体肾上腺系统发达，应激反应灵敏。2）生长发育期长，长骨长期有骨飾线存在，不骨化。3）对营养、维牛素、氨基酸缺乏敏感，可发牛典型的缺乏症状。4）大鼠心电图中没有st段，甚至有的导联也不见t波，如有t波也是与 s波紧挨着，或在r波降支上即开始，以致看不到st段，但心电图其他成分稳 定，重复性好。5）大鼠垂体较脆弱地附着在漏斗下部，易摘除，适宜做去垂体模型。6）肠道分为十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠、直肠。其中小肠最长,约 114cm （102-126）,盲肠较长，约 6-8cmo7）肺脏为海绵状，淡粉色，位于胸腔中部，分为左、右两部分。左肺为一个 大叶，右肺

24、分为4叶（前叶、中叶、副叶、后叶）。8）大鼠的神经系统与人类相似，亦包括中枢神经系统和周围神经系统两部 分。中枢神经包括脑和脊髓，周围神经包括脑神经、脊神经、植物神经。脑分为 大脑、间脑、中脑、小脑和延脑，大鼠的大脑很发达，中脑较小。由脑发岀的 神经叫脑神经，共12对。脊神经和植物神经和其它动物相似。9）肾脏呈暗红色、蚕豆状，位于腹腔背侧脊柱两侧。每侧肾都和一条白色 细长的输尿管相连，输尿管下接膀胱2.1.1饲养环境室温（20±2） °c,湿度（45±10） %,光照12h:12h （光:暗）。噪声85分 贝一下。通风换气812次/小吋的环境中室内温度。湿度、光照

25、、通风全部自动 控制。饲养员进入饲养室必须更衣，肥皂水洗手并用清水冲洗干净，带上消毒过 的口罩、帽子、手套后方可进入。饲养室内必须保持整洁，每周用0.1%新洁尔 灭或其他消毒剂消毒。2.1.2饲养容器采用无毒塑料鼠盒饲养大鼠，具有不锈钢丝笼盖，金属笼架。笼架可以移动, 并且可以经受多种方法消毒灭菌。笼盒既可以保证大鼠有活动的空间，也要阻止 大鼠啃咬磨牙咬破鼠盒逃逸，便于清洁消毒。饮水器使用塑料瓶，瓶塞上装有金 属引水管。图2.2大鼠的饲养大鼠具有随时采食的习惯，应保证其充足的饲料和饮水。饲料按照少量多次第6页共23页的原则添加。一般情况下饲料添加量中掌握在每次添加时上次添加饲料已慕本吃 完为宜

26、。饲料在储存过程屮应严防污染、发霉、变质。2.2实验设备与大鼠实验前的训练2.2.1动物跑台动物跑台主要用于口鼠类小动物跑步运动训练，可取代传统的游泳训练，是 训练强度更加准确。是体能、耐力、运动损伤、营养、药物、生理和病理等实验 的必要试验设备。本实验使用ft-200三跑道动物实验（成都泰盟科技有限公司 生产）。图2.3动物跑台技术特点：1）相互隔离的3条跑道；2）传送带松紧度可以调整，易于清洁；3）跑步带速度及倾角可调；4）分大、小鼠两种模式；5）自动计数，无需人t观察；6）刺激时间与刺激强度精确且可调；7）计时准确，精度高。跑台指标：1）转速范围:560米/分钟;定时范围：16小时;刺激

27、强度：0.3ma-7ma；探测方式：光电2）使用环境温度：040度；输入电压：220v/ 50hz；输入功率：150w3）向上调节倾斜度：011度4）跑步机外围尺寸:长720mm,宽570mm,高400mm5）跑步带中心距：450mm6）最大数据存储量：250组7）具有微型打印机接口8）最大通道数：6道（小鼠跑台）ft-200动物跑步机的实验原理：跑步机配备动物跑道，通过后端一个刺激 装置来强迫动物持续奔跑，仪器自动记录动物所受电极次数和跑道上的奔跑总时 间。可用于疲劳试骑、涌动协调实验、中枢神经抑制试验等，可以用于大小鼠抗 疲劳试验。2.2.2 bl-420s生物机能实验系统（成都泰盟科技有

28、限公司生产）bl-42os图 2.4 bl-420s技术特点：1）采用all_in_onc结构，在一块硬卡上集成全部功能；usb接口连接方式 采用usb2.0全速传输方式，同时兼容usb1.1接口;2）四个通道性能指标完全一致的放大器，每个通道均光电隔离 光电隔离的 放大器更加安全可靠，完全可以进行人体实验；3）采用5阶贝塞尔滤波器，档位包括：1hz、2hz、5hz、10hz、20hz、50hz、 100hz、200hz、500hz、lkhz、2 khz、5 khz、lokhz、20khz、30 khz；4）采用16位采样芯片，可提供更高的信噪比；5）刺激器为光电隔离，并且可按用户要求生成任意

29、刺激波形刺激波形可任 意编辑，适用于科研工作的开展；6）具有内置功能扩展口，可完成标准12导联心电图用户可根据自己要求 进行功能扩展。系统性能指标：1）外置式，采用usb2.0全速传输方式，同时兼容usbl1接口；2）4个通道性能指标完全一致的光电隔离放大器，硬件参数全程控可；3）时间常数包括 dc、3s、is、0.3s、0.1s、0.05s、0.02s、0.01s、0.005s、0.002s> 0.001s；4）采用16位采样芯片，系统最高采样率达1mhz,最低采样率0.01hz；5）可适应的操作系统平台：win98> win2000和winxp；6）预先设置生理、药理、病理生理

30、实验项目，实验项目数为55个；7）4通道扫描速度独立可调；8）具有可任意拖动灵活改变窗口宽度的双视系统，进行实验波形的对比显 示。2.2.3大鼠的训练大鼠需要对实验环境进行适应，即提前适应性训练：实验前一星期，每天对 每只大鼠进行半小时跑台训练，训练期间适量增大投食量，以供大鼠补充体力所 消耗。图2.5大鼠的提前训练大鼠跑台训练时需要对其进行观察：1）能否维持原强度正常工作：大鼠刚进入跑台时，一般都可以进行规定强 度的运动，但一段时间后，需要刺激（声音或电刺激）才能维持原强度的工作。2）刺激频率：刺激频是靠额外刺激率用每分钟刺激大鼠的次数表示。大鼠 由于运动能力下降会触及跑台后挡板，因而需要给

31、予声咅或电刺激（大鼠刚进入 跑台时，有意对对抗运动而触及挡板的情况除外），以便使大鼠继续运动，再刺 激大鼠时，一般先给与声音刺激，后给与电刺激，大鼠疲劳程度越深，刺激频率 越咼。3）刺激时间：是指每次刺激大鼠的持续时间，大鼠的运动能力越低，则每 次刺激的时间就越长。在研究屮将刺激时间分为3个等级，即段时间刺激（is 之内）、较长时间刺激（l-2s）和长吋间刺激（2s以上）。4）短时间休息或降低运动强度后，大鼠是否继续运动。力竭判定标准：1）大鼠不能坚持随炮台运动，尾部拖尾，后肢随转动皮带拖欠达30s,连 续给予电、机械刺激lmin jn无效；2）表现为腹部与跑到面接触，呼吸急促、幅度大，垂头，

32、颤抖明显；3）下跑台后连续喘息，表情冷漠，反应迟钝，暂无逃避反应。3方法3.1实验方法本课题做动物实验，要求的大鼠是8只，3只作对照组，其余5只作实验组。 对两组大鼠做明确的标记如1、2、3、4等以区分各个大鼠，在实验前两组大鼠 在相同的环境下饲养。实验时分别测量未运动前两组大鼠的心率与体重。运动时 测量并记录的数据如下：(1) 大鼠在不同强度运动下的心率；(2) 实验跑台的速度v(m/min)；(3) 大鼠运动至力竭时间为t(min)；(4) 跑台的坡度为o(rad)；(5) 大鼠的体重m(g)o3.2实验强度的划分以及耗氧量动物跑台本身有儿个主要的参数，如速度、坡度等，同时也是动物跑台不同

33、 强度划分的主要参数，速度越大，强度也越大，坡度亦然。而大鼠在跑台上运动 时间越长，运动强度也越大。耗氧量(oxygen consumption)是一个生物生命活动的重要指标，其定义： 水中牛物呼吸和非牛物氧化所消耗溶解氧的数量。1979年，bedford等将科学家将大鼠不同强度跑台运动对大鼠耗氧量的影响 进行了研究，并得出了不同的速度和坡度与耗氧量之间的关系，为运动强度的量 化提供了理论依据。如表3.1：表3.1大鼠在不同方式的递增负荷运动过程屮的摄氧量变化条件conditon#rs(«nl/kg min) oxygen uptake (ml/kg min)摄««

34、;/fi大般敏故(気)oxygen uptake/maximum oxygen uptake( %)i刊8台上sitting on treadmill28.1 ±2.033.3 i3.31 级,0。圾度,8.2 m/min stage 1t 0°grade9 8.2 m/min45.2 ±2.551913.12 级,5*ss,15.2m/min stafe 2. 5°grade9 15.2 m/min54,9 ±3.664.014.53 级,10。坡度,19.3 m/min stage 3, 10cgrade9 19.3 m/min64.7 &

35、#177;1676.012.84 级10°坡度,26.8 m/min stage 4, 10c grade 9 26.8 m/min78.611.692.312.8艮大强度 maximum response85.5113100ft度,15.2 m/min mild exercise, 5% gradet 15.2 m/min49.5±1.658.40 7.7大験度,5%坡度,26.8 m/min heavy exerciset 5% gradef 26.8 m/min63.811.974.3012.9大強度,10%圾度,26,8 m/min heavy exerciw, 1

36、0% grade 9 26.8 m/min68.3±2681.0(h35大强度，加坡度,26.8 m/min heavy exercise, 20% grade, 26.8 m/min75.8 ±2.089.90 12.2力蝎运动,35% «度,26.8 m/min81.3对于未经运动训练的大it来说，非常吃力exhaustive exercise, 35% radc. 26 8 m/mintoo strenuous for untrained rats注:sd大mj/5项的财在7478d之何,后6项的負静在80-90 d之间，平均体电为0.280 ±0

37、.010 kgc一些跑台的设计已经具备测定最大耗氧量的功能，但是在应用不能测量实验 动物代谢状态的跑台时，可以根据，bedford等的研究成果做以粗略的估算：(1) 小于200d的大鼠的vo2niax：雄性，0.19x体重(g) +91.16；雌性，0.20><体重(g) +95.58；(2) 大于200g的大鼠的vo2max： 0.35x体重(g) °矽。4实验结果与分析通过对大鼠不同强度的跑台实验，结果分析得出实验前和实验结束后，空白 对照组大鼠的心率几乎保持不变，而随着强度的增加，大鼠的心率不断增加，但 保持在一定范围。经资料查询大鼠正常心率的范围是216600次/

38、min41o实验前用bl-420s生物机能实验系统对3只照组大鼠的心率进行测量，数据 如表4.1：表4.1心率的测量对照组大鼠心率（次/min）平均心率（次/min）第一只大鼠222272260251.3第二只大鼠275272222256.3第三只大鼠276270231259.0实验前后对每只大鼠进行体重测量，如表4.2：表4.2体重的变化实验组试验前体重m(g)叫(g)试验后体重m(g)m2(g)1198.04201.45200.95200.15187.85192.48193.37191.232187.47188.67190.28188.81179.78182.56180.25180.873

39、208.34205.51202.23205.36196.60195.45194.35195.474191.21193.46190.38191.68179.68180.89180.00180.195200.50202.07201.02201.20190.08191.01190.20190.43注：m“ in?分别是实验前后的平均体重。实验时对五只大鼠分别进行进行六个实验强度的跑台实验：置于跑台上；上 述的14级以及力竭运动如下:舒张压：t48. 74mmhg平均压:-32. sommhg收缩压：199.99mm血 负微分：3109mmhg/ms 舒张压：i9&52m哋平均压：65.69m

40、mhg(2)业 率：375次/分 正徽分：17.60nnhg/ins 收缩压：i99 99伽膽 负徽分：26.85mmh*ms 舒张压：199.29mm胞平均压：-66.20mm胞收缩压：199.99mm比 负锻分：-26. 舒张压：-199.81mmhg平均压：6655mm比(4)收缩压：199.99mmhg 负微分:*33.24mmhg/ms舒张压：199.t9mm隗平均压：66.53mm血(5)心 率：545次/分 正微分：29. ogmmhg/ms 收缩压：199. 99mmhg 负微分：-23.90mmh寸ms 舒张压：t97. 35mmmg平均压：-64.90mmhg(6)以上（1

41、）-（6）六个实验强度的心率数据例图（其中之一），对六个强度的实验数据进行统计，如表4.3：表4.3实验时的心率强度类型心率（次/min）平均心率置跑台上222260272260240250.81级272315333333300310.62级375375375400352375.43级400428461461400430.04级500461461470491476.6力竭运动500517500545500512.4由于实验大鼠体重大约在200g左右，所以为了方便计算大鼠体重取200g 用于计算。对对应强度的跑台实验的心率与耗氧量绘制表格，如表4.4所示：表4.4心率与耗氧量心率（次/min）2

42、50.8310.6375.4430.0476.6512.4耗氧量(ml/ (kgxmin)140.5226.0274.5323.5393.0406.5利用软件得出心率与耗氧量的线性关系如下:(ue*8<s)mw卑00<1耗hs-lj心率的关系y = 1.0128x - 103.6710()200300400500600心率(次/min)图42耗氧量与心率线性关系注：其中x轴代表的是心率，y轴代表的是耗氧量。能量与耗氧量和心率有线性关系，经查资料可以得出线性关系如下：ee=20.48x（1.0128x-103.67）（式 4.1）其中ee代表的是能量，单位为焦耳（j）通过以上各种方法

43、得出能量与心率的直接关系，从而可以看出，利用心率 可以求出能量消耗，这是一个简洁的方式，可以得出结论。5讨论与结论本课题是关于大鼠的能量消耗评价方法的判定，大鼠为了生存必要，必须需 要大量的能量来维持牛命活动。尤其在大鼠运动时，需要更大。所以需要大量的 新陈代谢为其提供能量，动物大量的新陈代谢时时伴随着动物的生理特性的变化 如：心率、体重、体温等诸多生理特性的变化，如：心率的增加、体温的上升、 体重的减少等等。新陈代谢是生命最基本的特征，新陈代谢包括物质代谢和能量代谢。物质代 谢：是指牛物体与外界环境之间物质的交换和牛物体内物质的转变过程。能量代 谢：是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体

44、内能量的转变过程。而新陈 代谢需要物质，即能量需要有来源。人体的能量主要来自糖、脂肪和蛋口质。糖 是主要的供能物质，脂肪是体内能源物质贮存的主要形式。在一般生理条件下， 糖通过有氧氧化提供能量。代谢释放的能量，约要50%以上迅速转化为热能，其 余不足50%转移到三磷酸腺昔(atp)的高能磷酸键中贮存。atp既是机体的重 要贮能物质，又是直接的供能物质。而物质分解释放的能量的最终去路有三条：1) 转变为热能；2) 肌肉收缩完成机械外功；3) 细胞合成代谢中贮备的化学能。木设计主要研究心率与能量消耗的判定关系，心率：用来描述心动周期的专 业术语，是指心脏每分钟跳动的次数，以第一声音为准。心率，现代

45、汉语将心率 解释为“心脏跳动的频率”。频率就是在单位时间内，某件事情发生的次数。两 种解释合起来就是，心脏在一定时间内跳动的次数，也就是在一定时间内，心脏 跳动快慢的意思。在正常生命活动的情况下，心率是一个相对稳定的值，当动物 大量运动时，心率是变化的，但心率保持在一定范围。而木实验主要通过探查心 率与运动耗氧量关系来能量消耗的关系。在一定限度内，体力活动强度越大，心 率越快；劳动强度越大耗氧量也越多，这是大家早以熟知了的，对于他们间的变 化关系以有了大量的研究报告。如booyen(1960)报告屮介绍bendict(1907)曾报告 了心率与产热的关系，并建议用心率作为测定能量代谢的代替方法

46、，lindhard及 murlin, green等也都证明了心率与耗氧量之间的关系，即证明心率与耗氧量和 能量代谢率之间具有良好的线性关系。通过线性方程：ee=20.48x(1.0128x-103.67),可以知道心率与能量消耗z 间的关系，大鼠的能量消耗是一个不能直接测量的量，而大鼠的心率是可以直接 测量的量且易测量、易操作。通过心率与能量消耗的线性关系，可以直接得出能 量消耗，这样可以减少不必要的过程。人体和大鼠具有相识之处，可以借鉴这种 方法求出人体心率与能量消耗之间的线性关系，这样就可以通过人的心率计算出 能量消耗。可以通过计算心率的方法来评价运动功耗。利用该线性关系可以确定 体力和健

47、康之间的量效关系，评价不同人群的体力活动水平，快速反映各种活动 的能量消耗水平。人们做运动时，尤其是运动员可以知道运动能量消耗多少，知 道其极限，更好地补充能量，以便提高成绩。而本实骑的研究方法具有一定的借 鉴价值，通过一些数据处理找到其数学模型，为以后该方而的计算节约时间。参考文献1 戴剑松，孙飙体力活动测量方法综述j.体育科学,2005,25:69752 李展.体力活动能量消耗测量方法及其进展j贵州体育科技,2005, 3(80):53-59.3 姚璐，张缨，张连峰.跑台运动在动物实验研究中的应用j.中国比较医学杂志,2010,20(6):75-81.4 王瑞元.运动生理学m.北京:人们体

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