人體功能狀態(tài)在無氧運(yùn)動過程中的變化特點(diǎn)

1、.人體功能狀態(tài)在無氧運(yùn)動過程中的變化特點(diǎn)熊開宇1 戈黎1劉偉2 陳固穩(wěn)1 曹建國2 蔡巍2 1 北京體育大學(xué)教學(xué)科研中心 2 清華大學(xué)國際技術(shù)轉(zhuǎn)移中心【摘要】本實(shí)驗(yàn)使用人體功能狀態(tài)檢測儀，采集Wingate無氧功率實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)動員生理功能指數(shù)，并在“疲勞指數(shù)”的參考下，對無氧代謝運(yùn)動時人體生理狀況在“人體功能狀態(tài)檢測參數(shù)”中的規(guī)律性變化趨勢和個體特殊性變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：高/低疲勞指數(shù)組中的高疲勞指數(shù)組和無氧/混合代謝組中的無氧代謝組較適應(yīng)實(shí)驗(yàn)的運(yùn)動形式，人體功能狀態(tài)的參數(shù)的整體性規(guī)律也反映了這種趨勢，可見“人體功能狀態(tài)檢測系統(tǒng)”可以較準(zhǔn)確得檢測人體在運(yùn)動時的生理狀況變化。特殊案例所表現(xiàn)的

2、生理狀況與臟器以及所對應(yīng)的脊神經(jīng)階段功能狀態(tài)變化同步。【關(guān)鍵詞】疲勞指數(shù) 人體功能狀態(tài)檢測 運(yùn)動適應(yīng)性1 前言俄羅斯人體功能狀態(tài)檢測技術(shù)（體電圖儀）起源于航空航天醫(yī)療領(lǐng)域1，本世紀(jì)初開始應(yīng)用于體育運(yùn)動、營養(yǎng)及心理干預(yù)領(lǐng)域，在俄羅斯國內(nèi)已經(jīng)取得了非常大的成效，目前已經(jīng)廣泛普及于該國國內(nèi)的體育院校、體育科研機(jī)構(gòu)、健身俱樂部及運(yùn)動隊(duì)。清華大學(xué)國際技術(shù)轉(zhuǎn)移中心于2004年引進(jìn)該項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，并與北京體育大學(xué)運(yùn)動生理教研室合作開展了對該技術(shù)的吸收及臨床研究工作，以便在俄羅斯已有研究成果指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，發(fā)掘更多有益的研究成果。該技術(shù)在運(yùn)動適應(yīng)能力評估中所能發(fā)揮的作用尤為突出，本文以“無氧運(yùn)動適應(yīng)能力的評估”實(shí)

3、驗(yàn)為例，利用人體功能狀態(tài)檢測技術(shù)對人體功能狀態(tài)在無氧運(yùn)動過程中的變化進(jìn)行了觀察分析，目的是為揭示人體功能檢測儀的性能提供一些客觀的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。2、研究對象及方法2.1研究對象受試者為286名健康大學(xué)生，足球、籃球、游泳、田徑、散打等項(xiàng)目組學(xué)員，其中男生 216 人，女生 80 人，平均年齡是20.6±2.5歲。2.2研究方法 2.2.1無氧代謝能力實(shí)驗(yàn)方案 利用功率自行車進(jìn)行Wingate無氧功率實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程：（1）熱身運(yùn)動：受試者在自行車上不加負(fù)荷蹬騎3min，使心率達(dá)150160次/min。（2）準(zhǔn)備活動后休息35min。（3）正式測試：開始后受試者克服規(guī)定阻力負(fù)荷，最快速度蹬騎

4、30s，每隔5s記錄蹬踏圈數(shù)。負(fù)荷（N）體重(kg）×0.86(男子)/0.75(女子)。評定結(jié)果選用指標(biāo)：疲勞指數(shù)（即無氧功率遞減率）（最多圈數(shù)-最少圈數(shù)）/最多圈數(shù)2.2.2 人體功能狀態(tài)實(shí)驗(yàn)方案 測試過程中，受試者取站位，頭電極置于前額兩側(cè)，兩手自然握緊手柄電極，雙足脫掉鞋襪后，光足踩在足電極上，全身放松，均勻呼吸，雙眼平視前方。利用“人體功能狀態(tài)檢測儀”檢測受試者在安靜、運(yùn)動后即刻、運(yùn)動后5分鐘、運(yùn)動后10分鐘這四個時間點(diǎn)的人體功能狀態(tài)參數(shù)。采用的方案是自適應(yīng)測試模式，選用指標(biāo)：機(jī)能水平、心肺風(fēng)險。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計全部數(shù)據(jù)統(tǒng)計為“總體組”；將從事200m&

5、;100m短跑運(yùn)動員的數(shù)據(jù)統(tǒng)計為“無氧代謝專項(xiàng)運(yùn)動組”，籃球運(yùn)動員數(shù)據(jù)統(tǒng)計為“混合代謝專項(xiàng)運(yùn)動組”，參與部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析；同時根據(jù)疲勞指數(shù)，疲勞指數(shù)>0.6的受試者數(shù)據(jù)統(tǒng)計為“高疲勞指數(shù)組”，疲勞指數(shù)<0.2的受試者數(shù)據(jù)統(tǒng)計為“低疲勞指數(shù)組”，參與部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表 1。表1 總體及各組無氧代謝和人體功能狀況疲勞指數(shù)機(jī)能水平心肺風(fēng)險總體0.3979.0789.2287.8087.0925.4825.4823.7324.31高疲勞指數(shù)0.6576.3189.6388.7287.4827.6726.2524.8524.67低疲勞指數(shù)0.1670.7385.5485.5185

6、.5427.3726.5424.0724.68無氧代謝組0.4282.6693.0092.8491.0122.8826.1824.1424.01混合代謝組0.3478.2188.3987.1387.4129.2026.0426.4126.19運(yùn)動前狀態(tài) 運(yùn)動后即刻 恢復(fù)5分鐘 恢復(fù)10分鐘3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析3.2.1結(jié)果規(guī)律性分析3.2.1.1機(jī)能水平變化規(guī)律總體機(jī)能水平變化（如圖 1）圖1 受試者總體機(jī)能水平變化情況規(guī)律性反映由圖1可得：總體機(jī)能水平變化與運(yùn)動同步，開始運(yùn)動即被迅速調(diào)動，停止后開始恢復(fù)，但相對安靜時仍舊處于較高的機(jī)能水平。高/低疲勞指數(shù)組與總體機(jī)能水平變化比較（如圖2）圖2

7、高/低疲勞指數(shù)與總體機(jī)能水平比較從生理學(xué)角度定義，無氧功率通常是指人體在最大無氧供能代謝狀態(tài)下的身體做功能力。無氧功率遞減率也稱疲勞指數(shù)(fatigue index)，體現(xiàn)了Wingate無氧功率試驗(yàn)中最大無氧功率的下降幅度，反映機(jī)體的無氧抗疲勞能力，體現(xiàn)了機(jī)體的無氧耐力水平。相對而言，高疲勞指數(shù)反映運(yùn)動員無氧運(yùn)動保持能力較弱但力量爆發(fā)性好，低疲勞指數(shù)反映運(yùn)動員無氧耐力較強(qiáng)。由圖2分析可得，機(jī)能水平參數(shù)變化：1、與運(yùn)動員機(jī)能節(jié)省化特征相一致：具有高、低疲勞指數(shù)特征的運(yùn)動員，安靜時機(jī)能水平皆明顯低于總體平均水平，運(yùn)動時迅速動員，變化幅度大于總體水平。2、與高低疲勞指數(shù)能量釋放狀態(tài)相一致：低疲勞指

8、數(shù)運(yùn)動員在運(yùn)動過程中，機(jī)能水平一直低于總體平均水平，恢復(fù)緩慢，持續(xù)釋放體內(nèi)儲備；高疲勞指數(shù)運(yùn)動員運(yùn)動后機(jī)能水平快速調(diào)動，并很快高于總體平均水平，運(yùn)動后快速下降，體內(nèi)儲備短時間集中釋放。無氧/混合代謝專項(xiàng)運(yùn)動組與總體機(jī)能水平變化比較（如圖3）圖3 有氧/混合代謝專項(xiàng)運(yùn)動組與總體機(jī)能水平比較由圖3可得，無氧代謝組機(jī)能水平明顯高于混合代謝專項(xiàng)組，混合組機(jī)能水平除最后一個階段略高于總體外其余都略低于總體平均值。無氧組機(jī)能水平變化趨勢更適合無氧運(yùn)動的要求，這一特點(diǎn)可能是運(yùn)動員自身的身體狀況的特性決定，也可能是長期進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練的結(jié)果。3.2.1.2 心肺風(fēng)險變化規(guī)律 無氧/混合代謝專項(xiàng)組與總體心肺適應(yīng)性比

9、較 如圖4圖4 有氧/混合代謝專項(xiàng)運(yùn)動組與總體心肺系統(tǒng)適應(yīng)比較在國外有關(guān)人體功能狀態(tài)檢測儀的研究文獻(xiàn)7中曾指出：運(yùn)動員在運(yùn)動過程中的心肺風(fēng)險變化情況可以表征并反映運(yùn)動員對運(yùn)動負(fù)荷的自我適應(yīng)情況。文獻(xiàn)中提到：運(yùn)動員機(jī)體在訓(xùn)練過程處于生理適應(yīng)的規(guī)律反應(yīng)時，應(yīng)當(dāng)有圖5所示特征：圖5 生理適應(yīng)時的“心肺系統(tǒng)風(fēng)險圖”規(guī)律反應(yīng) (1-初始狀態(tài) 2-準(zhǔn)備活動后的狀態(tài) 3-訓(xùn)練過程中的最大負(fù)荷 4-訓(xùn)練末尾的狀態(tài) 5-休息15分鐘后的狀態(tài)6-休息30分鐘后的狀態(tài))比較實(shí)驗(yàn)中有氧/混合代謝專項(xiàng)組運(yùn)動員的心肺功能數(shù)據(jù)圖，無氧組的特征吻合文獻(xiàn)中提出的“適應(yīng)性規(guī)律”，且在統(tǒng)計的其它組數(shù)據(jù)中，僅僅只有無氧運(yùn)動組的分類統(tǒng)

10、計出現(xiàn)了這樣的整體性規(guī)律（在總體、高/低疲勞指數(shù)等分類里都沒出現(xiàn)該整體性規(guī)律）。由此推測，由于實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動形式更接近無氧代謝專項(xiàng)組運(yùn)動員的專項(xiàng)運(yùn)動的特點(diǎn)，所以其心肺風(fēng)險指數(shù)變化情況與文獻(xiàn)中所闡述的“適應(yīng)性規(guī)律”一致。由此我們可以從心肺風(fēng)險變化指數(shù)的變化趨勢來推測運(yùn)動員的適應(yīng)性，從而尋找其適合的訓(xùn)練形式及訓(xùn)練量。在大眾健身中也可利用心肺風(fēng)險指數(shù)來預(yù)防運(yùn)動損傷和尋找適合的健身方式。3.2.2結(jié)果特征性分析高疲勞指數(shù)典型案例：受試者23-003，男性，20歲，400米項(xiàng)目。局部反射區(qū)狀態(tài)變化：（紅色為功能亢進(jìn)、黃色為輕度亢進(jìn)、綠色為生理最佳態(tài)、淺藍(lán)為輕度衰弱、深藍(lán)為中度衰弱） 機(jī)能水平變化：心肺風(fēng)險

11、變化：特征：基礎(chǔ)機(jī)能水平偏低，運(yùn)動后迅速動員到最高水平，然后快速降低；心肺風(fēng)險值較低。低疲勞指數(shù)典型案例：受試者17-008，男性，20歲，足球項(xiàng)目。局部反射區(qū)狀態(tài)變化：（紅色為功能亢進(jìn)）心肺風(fēng)險變化：特征：基礎(chǔ)機(jī)能水平較高者，持續(xù)保持較高的機(jī)能水平，機(jī)體功能亢奮區(qū)域范圍較多，心肺系統(tǒng)呈現(xiàn)高風(fēng)險但波動小。特殊案例：受試者1-003，男性，籃球項(xiàng)目。在測試后身體出現(xiàn)不適反應(yīng)，在運(yùn)動停止約10分鐘后嘔吐。臟器及對應(yīng)脊神經(jīng)節(jié)段反射狀態(tài)：（紅色為功能亢進(jìn)、黃色為輕度亢進(jìn)、綠色為生理最佳態(tài)、淺藍(lán)為輕度衰弱、深藍(lán)為中度衰弱）安靜狀態(tài) 運(yùn)動完即刻 恢復(fù)5分鐘恢復(fù)10分鐘 嘔吐后即刻 嘔吐15min后檢測系統(tǒng)

12、顯示其第狀態(tài)整個消化系統(tǒng)呈現(xiàn)功能抑制狀態(tài)；嘔吐后測量的第狀態(tài)，消化系統(tǒng)癥狀減輕，但胰臟和脾臟呈現(xiàn)明顯抑制狀態(tài)，為內(nèi)分泌調(diào)節(jié)功能暫時性紊亂特征；休息一段時間后再測試，狀態(tài)其功能已經(jīng)基本恢復(fù)，受試者主觀感受亦良好。臟器反射狀況與生理反應(yīng)相一致。4 結(jié)論本試驗(yàn)以Wingate無氧功率測試為基礎(chǔ)，測定人體不同運(yùn)動狀態(tài)下機(jī)能水平和心肺風(fēng)險的變化情況。高/低疲勞指數(shù)組中的高疲勞指數(shù)組和無氧/混合代謝組中的無氧代謝組較適應(yīng)試驗(yàn)的運(yùn)動形式。人體功能狀態(tài)的參數(shù)的整體性規(guī)律也反應(yīng)了這種趨勢，可見“人體功能狀態(tài)檢測系統(tǒng)”可以較準(zhǔn)確得檢測人體在運(yùn)動時的狀況變化。特殊案例所表現(xiàn)生理狀況與臟器以及所對應(yīng)的脊神經(jīng)階段功能狀

13、態(tài)變化同步?！叭梭w功能狀態(tài)檢測儀”檢測結(jié)果與對人體狀況有較好的對應(yīng)性，且攜帶方便，操作簡單，可作為監(jiān)測、評價運(yùn)動的簡易快捷方法。5 建議通過本次實(shí)驗(yàn)，可知人體功能檢測系統(tǒng)可以非常敏感和準(zhǔn)確的反映人體的生理機(jī)能狀態(tài)，為我們在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用提供了很多的可能性。首先可以通過采取不同的運(yùn)動方式，來評定人體對運(yùn)動的適應(yīng)程度，從而為人們進(jìn)行適宜的運(yùn)動提供指導(dǎo)，以減少運(yùn)動不適和運(yùn)動損傷的發(fā)生。這對于現(xiàn)在的全民健身可以提供非?，F(xiàn)實(shí)的手段。其次可以通過測定人體對不同運(yùn)動強(qiáng)度的適應(yīng)程度，為運(yùn)動訓(xùn)練的安排提供更科學(xué)的依據(jù)，使運(yùn)動員能更有效的完成訓(xùn)練計劃，達(dá)到更高的競技成績；同時，也可使普通人更合理地完成健身計劃，并根據(jù)具體情況制定健身計劃。此外，還有更多的應(yīng)用等待大家的共同開發(fā)。參考文獻(xiàn)1 ., .等 借助人體功能狀態(tài)檢測技術(shù)對飛行員進(jìn)行疾病分類診斷效率的評價。太空和飛行安全科學(xué)實(shí)踐代表大會報告提綱 1998.7;229-2302匡衛(wèi)紅，陳佩杰.無氧功測試方法Wingate試驗(yàn)J.中國臨床康復(fù).2002,6(17);2601-26023張輝.