長期體育運動對人體氣體代謝的影響

長期體育運動對人體氣體代謝的影響

長期體育可以顯著改善人體各器官和系統(tǒng)的無能，提高身體對運動負荷的適應性。因此,研究運動過程中人體機能的變化是評價人體機能水平和運動效果的重要手段。對于探討體育運動與人體機能之間的關系、評價價運動效果以及制定運動處方等具有重要的理論和實踐意義。本文通過對體育教育專業(yè)男子大學生和普通男子大學生遞增負荷運動過程中氣體代謝變化的比較研究,旨在探討長期體育運動對人體氣體代謝機能的影響及其可能的機理,為評價運動效果、制定運動處方等提供理論依據(jù)。1研究對象和方法1.1般身體特征西安體育學院體育教育專業(yè)2000級男子大學生(實驗組);西安體育學院運動人體科學系2000級普通男子大學生(對照組)。兩組受試者身體健康,無既往病史。一般身體特征見表1。表1受試者一般身體特征(±S)1.2氣體代謝指標受試者配戴呼吸面罩靜坐于功率自行車上休息,待安靜后測定安靜心率和氣體代謝指標;然后完成遞增負荷運動,運動負荷從60W開始,轉速為60rpm,每級負荷持續(xù)3分鐘,之后,每增加30W為下一級負荷,直至力竭。氣體代謝指標每20秒記錄一次,為了降低采樣誤差,我們取每分鐘三次采樣點平均值作為每分值;心率每分鐘記錄一次。1.3呼吸代謝儀器Sensormedics2900型呼吸代謝分析儀(美國產(chǎn))、Lode功率自行車(美國產(chǎn))、PE-3000心率表(芬蘭產(chǎn))。1.4氧生物特性v犯罪攝氧量(VO2)、呼吸商(RQ)、氧脈搏(VO2/HR)、二氧化碳排出量(VCO2)、氧通氣當量(VEO2)、心率(HR)、代謝當量(METS)。1.5處理數(shù)據(jù)所有數(shù)據(jù)利用SPSS9.0軟件包進行統(tǒng)計學處理。統(tǒng)計學分析采取雙樣本等方差單側T檢驗,并以P<0.05作為差異顯著性水平。2結果表2遞增負荷運動過程中呼吸代謝指標變化特征(±S)2.1兩組vo安靜時,實驗組VO2大于對照組,但無顯著性差異。運動過程中兩組受試者VO2均隨負荷增加而增加,實驗組VO2絕對值于每級負荷運動時均大于對照組,其中,第一級負荷運動過程中,實驗組較安靜時增長1.73倍,對照組增長2.38倍,分析表明,此時實驗組VO2增長幅度顯著小于對照組(P<0.05);之后,兩組受試者VO2增長速度均有所減緩,但實驗組VO2增長幅度顯著大于對照組(P<0.05),至運動結束時,實驗組較安靜增長5.21倍,對照組5.30倍。2.2兩組vc2均值及增長率比較安靜時,實驗組的VCO2略大于對照組;運動過程中,兩組受試者Vco2均隨負荷的增加而增加,但兩組受試者在不同負荷運動時Vco2絕對值及增長速度不同,第一、二級負荷運動時,實驗組VCO2大于對照組,但無顯著性差異(P>0.05);之后,對照組VCO2絕對值于每級負荷運動時均大于實驗組,但兩組間VCO2增長速度及絕對值無顯著性差異(P>0.05);最后一級負荷運動過程中,對照組VCO2絕對值小于實驗組,但增長幅度大于實驗組,此時,對照組增長21.18%,實驗組增長6.27%。2.3兩組各負負荷運動情況及各增長幅度比較遞增負荷運動過程中,兩組受試者RQ隨負荷的遞增而增加,但對照組于每級運動負荷運動時RQ均大于實驗組,且增長幅度亦大于實驗組(P<0.05)。表2所示,第一級負荷運動過程中,兩組受試者RQ基本相同(P>0.05);之后,對照組RQ增長速度明顯大于實驗組,第三級負荷運動時,對照組RQ為1.04,而實驗組RQ僅為0.94;運動結束時,對照組RQ為1.19,而實驗組為1.14。2.4不同速度下兩組v2/hr、水安靜及遞增負荷運動過程中,實驗組VO2/HR始終大于對照組,但是,不同負荷運動過程中兩組受試者VO2/HR增長速度不同,第一級負荷運動時,實驗組VO2/HR較安靜時增長1.02倍,對照組增長1.35倍,可見實驗組VO2/HR增長速度小于對照組;之后,實驗組VO2/HR增加速度顯著大于對照組,運動結束時,實驗組較安靜時增加1.84倍,而對照組僅1.47倍,統(tǒng)計分析表明,此時兩組受試者VO2/HR有顯著性差異(P<0.05)。2.5兩組受試者veo增長情況比較VEo2是VE與Vo2的比值,其大小與肺通氣效率呈負相關。第一級負荷運動時,兩組受試者VEo2較安靜時均快速下降,但實驗組下降幅度小于對照組(分別下降27.35%、32.25%);之后,兩組受試者VEo2均隨運動負荷的遞增而增加,但實驗組VEo2始終小于對照組,且增長速度相對較小,期間對照組增長23.86%,對照住增長36.11%,分析表明,兩組受試者VEo2增長速度有顯著性差異(P<0.05);最后一級負荷運動過程中,實驗組VEo2略有增加(7.50%,P>0.05),而對照組增幅較為明顯(19.51%,P<0.05)。3、大負荷運動與veo的關系氣體代謝是反映機體能量代謝的重要指標,與呼吸、循環(huán)、肌肉以及機能調節(jié)等機能能力有密切關系[2,3]。因此,運動過程中氣體代謝的變化在一定程度上反映著機體各器官系統(tǒng)的機能水平和代謝特征。第一級負荷運動過程中,兩組受試者氣體代謝指標發(fā)生明顯變化,其中Vo2、Vco2及Vo2/HR迅速增加,而VEo2呈下降趨勢。表明,該負荷運動過程中,兩組受試者代謝水平及通氣效率較安靜時明顯提高。業(yè)已證明,小負荷運動過程中,Vo2的大小與機體能量消耗呈正相關,即Vo2越大,耗能量越多。表2所示,第一級負荷運動過程中,實驗組Vo2大于對照組,但兩組間無顯著性差異,但實驗組Vo2增長幅度卻顯著小于對照組(P<0.05),表明實驗組對運動負荷的應激反應較小,筆者認為,這與實驗組長期從事體育鍛煉導致機體適應能力提高有關。隨著運動負荷的增加,兩組受試者氣體代謝指標緩慢增加。運動至第三級負荷時,對照組RQ為1.04,而實驗組僅為0.91,表明:對照組已達無氧閾負荷,此時無氧代謝系統(tǒng)參與供能的速度和比例快速增加。之后,實驗組Vo2及Vo2/HR于每級負荷運動時始終大于對照組,而RQ和VEo2小于對照組。Vo2/HR是指每搏輸出量所攝取的氧氣量,是反映心肺功能的綜合指標。由于實驗組Vo2/HR絕對值及增長速度大于對照組,因此,實驗組心臟的每搏輸出量相對較大,這與其心臟的良好收縮能力及其效率有密切關系;而實驗組相對較小VEo2則是其良好的心、肺功能及其耦聯(lián)關系在氣體代謝中的反映,并與其體液調節(jié)能力有關。由此可見,實驗組良好的心肺功能是保證其攝氧量持續(xù)快速增長的重要原因,也是導致有氧代謝能力高于對照組的關鍵所在。大負荷運動過程中(最后一級負荷運動)兩組受試者氣體代謝指標均發(fā)生明顯變化,但兩組受試者的變化特征有所差異,其中,實驗組Vo2及Vo2/HR絕對值明顯大于對照組,且呈增長趨勢,而對照組卻有所下降;實驗組VEo2保持相對穩(wěn)定,但對照組快速增加,而且絕對值大于實驗組,運動結束時對照組RQ為1.19,而實驗組位1.14;實驗組METS為9.84,對照組為8.21?？梢妼嶒灲M通氣效率、有氧能力以及運動能力均高于對照組。據(jù)報道,劇烈運動時,VEo2快速增加是肌肉無氧代謝導致體內酸性產(chǎn)物(尤其乳酸)驟然升高,引起代償性過度通氣的緣故,與機體機能調節(jié)能力有密切關系。