恢复期摄氧量与跑步经济性的相关性研究

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摘要：为了解恢复期摄氧量与跑步经济性之间的关系，先通过实验测量恢复期摄氧量与跑步经济性的结果，然后通过统计分析得出二者之间的关系，试图建立用自变量恢复期摄氧量推测因变量跑步经济性的回归方程。该研究选择12名定向越野和中长跑项目学生运动员作为受试对象，采用MAX-II 运动心肺功能测试系统测量摄氧量，让受试者在10 km/h的速度下跑5分钟，最后2分钟的摄氧量的平均值作为跑步经济性，恢复期摄氧量选择恢复期前10秒的摄氧量。研究发现，自变量恢复期前10秒的摄氧量测量结果为（33.84±3.12）ml·kg-1·min-1，跑步经济性的测量结果为（33.45±3.24）ml·kg-1·min-1，自变量恢复期前10秒的摄氧量与因变量跑步经济性之间差异不具有显著性（P>0.05），二者之间的相关系数为0.92（P

关键词： 跑步经济性；恢复期摄氧量；跑步

中图分类号：G804.2文献标识码：A文章编号：1006-2076（2013）03-0050-05

恢复期摄氧量与跑步经济性的相关性研究No.3 2013虽然借助跑台和自行车，我们均可以通过肺功能仪器测试出运动员在运动过程中的能量消耗，但是，跑台和自行车的运动方式与实际场地运动还是存在一定的差异。为了克服这种测试方式的限制，研究人员探索能否通过测量运动恢复期的VO2来推导运动期VO2峰值。Lemon PW（1980）[1]研究了自行车运动员恢复期VO2与运动过程VO2峰值的关系，作者指出，恢复期VO2与运动期VO2峰值具有较高的相关性；Leger LA （1982）[2]用恢复期VO2来推测舞蹈运动员在运动过程中的VO2peak，类似的方法也被应用在对游泳运动员VO2峰值的推测[3]。跑步经济性（RE，Running Economy，又称“跑节省化”）是指在次极限负荷的特定速度下跑步，VO2达到稳定状态时每单位体重的VO2[4-7]。RE反映了机体外周对氧的利用效率，是与耐力运动成绩紧密相关的指标[8]，并且应用在评价耐力训练的效果方面[9]。RE与恢复期VO2之间的关系研究并不多见，Leger等 （1982）[10-11]指出，跑步和自行车运动期最大摄氧量（VO2max）和次最大摄氧量（VO2峰值）均可通过恢复期VO2回归方程来计算，但限于当时的实验条件，该作者选择的运动恢复期时间主要是恢复期20秒、40秒、60秒和80秒。但是，恢复期VO2与运动中VO2之间的关系仍然存在不确定性，Costill （1985）[12]和Monpeti （1981）[13]对游泳运动员的研究发现，用恢复期20秒的VO2推测VO2peak和次VO2peak比较可靠；但是，Don Morgan（1991）[14]认为，恢复期15秒，20秒和25秒的VO2与RE之间的相关性并不强，用恢复期VO2推测RE并不可靠。另外，随着肺功能测试仪器的改进，科研人员可以通过肺功能仪器（例如MAX-II）测试出受试者在10秒钟的肺功能代谢指标，那么，恢复期前10秒的VO2（VO2F10）能否推测运动过程中的RE呢？迄今为止并未见相关报道。另外，前人用恢复期VO2所推测的运动中VO2主要是指VO2的峰值，而RE指标并不是一个峰值，它是跑步者在稳定状态下一段时间内的VO2的平均值。那么，RE是否可以通过恢复期VO2来推测呢？本研究试图通过实验来构建二者之间的关系。基于此，本研究自变量选择恢复期10秒的VO2（VO2F10），因变量选择跑步经济性（RE），先通过实验测试两个指标的结果，然后通过统计分析得出二者之间的关系，进一步构建基于自变量VO2F10推测因变量RE的回归方程。

1研究对象与方法

1.1研究对象

来自广州体育学院定向越野队和中长跑队的12名受试者志愿参与该课题研究，其中女生5名，男生7名，女生基本情况：年龄（20.50±1.00）岁；身高（163.01±4.27）cm、体重（52.96±3.28）kg；男生基本情况：年龄（20.25±0.71）岁；身高（173.64±4.64）cm、体重（66.57±4.60）kg。为了保证RE测试结果不受训练疲劳的影响，在正式测试前1天，所有受试者停止高强度训练，但保持正常的饮食和一般日常活动。测试前，详细说明该实验的目的、注意事项以及可能出现的问题，受试者填写知情同意书，志愿按照实验要求配合工作人员进行测试。

1.2RE测试方法

RE测试仪器主要采用MAX-II 运动心肺功能测试系统、POLAR心率遥测系统、秒表等。每位受试者RE测试时间固定，室内气温20℃，相对湿度45%。受试者穿着自己最舒服的运动服装，下午测试前进行适当的休息。每名受试者均分两个阶段进行了跑台跑步适应：第1阶段，受试者在跑台以4 km/h的速度行走10分钟，进行3次；第2阶段，受试者在跑台以10 km/h的速度跑10分钟，两个阶段累计30分钟以上。根据RE的定义，RE主要是指在次极限负荷的特定速度下跑步摄氧量达到稳定状态时每单位体重的摄氧量[4-7]，本研究让受试者在10 km/h的速度下跑5分钟，最后2分钟的摄氧量的平均值作为RE值。接着，停止跑台运动，在跑台静止状态下测试恢复期摄氧量，取恢复期前10秒的摄氧量值（VO2F10）作为分析对象。为确保研究数据的可靠性，本研究对每位受试者进行3次测试（共36人次），其中2次因受试者身体不适，未能顺利完成，因此，取其中有效的34人次的VO2F10和RE值作为数据处理对象。图1是对某个案恢复期前10秒摄氧量（VO2F10）与跑步经济性（RE）原始数据经过FFT滤波处理以及拟合后的阶段划分图。

3分析与讨论

在运动后恢复的最初几分钟里，即使肌肉活动停止，其VO2也不会骤然减少，而是暂时维持在高点（图1），其VO2超过了安静时的需氧量，过去一直被称为氧债，现今较普遍采用运动后过量氧耗（EPOC）的概念。多年来，EPOC被划分成两个不同部分来叙述：初期快速恢复部分以及后续慢速恢复部分[15]。本研究选择恢复期前10秒钟的VO2即属于初期快速恢复部分。本研究结果发现，恢复期前10秒VO2（VO2F10）与跑步经济性（RE）之间的相关性高度显著，RE可以通过恢复期前10秒的VO2来推测。该研究结果与Lemon PW（1980）[1]、Leger等 （1980，1983）[11]、Costill （1985）[12]、Monpeti （1981）[13]等人的研究比较吻合，即运动过程中的VO2可以通过恢复期的VO2来推测。Lemon PW（1980）[1]选择了15名受试者（8名高水平运动员受试者和7名未受过训练的受试者），均以25%～70% VO2max强度自行车运动5分钟，恢复5分钟，研究发现，自行车运动期VO2峰值可以通过恢复期VO2推算出来，并且运动负荷不会对运动期VO2峰值和恢复期VO2之间的关系产生影响。作者指出，恢复期VO2与运动期VO2峰值具有较高的相关性（r=0.92～0.95，P

本研究发现恢复期前10秒VO2（VO2F10）与跑步经济性（RE）的测量结果在统计学上差异不显著（P=0.151>0.05），而且VO2F10与RE之间的相关性比较显著（P=0.00

虽然运动强度固定，但是在第3～5分钟的过程中，RE仍然存在缓慢增长的趋势，即使在恢复期前10秒钟的VO2依然保持较高的水平，首先可以归因于人体的体温，体温和运动恢复期VO2的曲线是同步的，即恢复期前10秒钟，人体体温仍然保持较高的温度，因而VO2会持续保持在较高水平。其次，人体持续运动使人体内的儿茶酚胺浓度增加，而运动恢复期儿茶酚胺的浓度仍然保持在较高水平，因而VO2也增加。Minors与Waterhouse认为，儿茶酚胺可能对VO2的节律性具有一定的影响[17]，因为，代谢率的增加与儿茶酚胺的升高同时存在[18]，同时，儿茶酚胺可以促进肝糖原的生成，刺激脂类分解，提高血糖、乳酸、钾离子、以及自由脂肪酸水平，最终提高代谢率[18-20] ，最后，人体恢复期VO2也受人体甲状腺和糖皮质激素的影响，在运动恢复期，其浓度仍然保持在较高水平，因而VO2增加。

4结论

研究发现，通过恢复期前10秒摄氧量可以推测跑步经济性，利用恢复期摄氧量对RE进行推测的一般规律是，在运动结束后越短的恢复期时间内采集VO2，RE的推测效果越好。恢复期前10秒摄氧量与跑步经济性之间的高度相关性归因于人体的内稳态机制，恢复期前10秒摄氧量保持较高水平与人体内的儿茶酚胺、体温和甲状腺和糖皮质激素等有一定的关系。

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