不同水平中长跑运动员跑步能效的比较
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摘要：目的：观察不同水平中长跑运动员跑步效能是否存在差异。方法：江苏田径队一、二线中长跑运动员，男性，各6名；便携式氧代谢测试仪器测试个人最好成绩平均速度下的跑步能效（RE，ml•kg-1•m-1）。结果：高水平组的跑步能效显著低于普通组的跑步能效（11.2±0.35，11.9±0.6，P=0.043）结论：本研究中高水平组运动员具有更好的运动节省能力。
关键词：中长跑运动员；跑步能效
中图分类号：G804.5文献标识码：A文章编号：1004-4590(2008)06-0072-02
Abstract:Purpose: This study aimed to compare the running economy between runners of different levels in field test. Methods: The running economy (RE) was measured using a breath-by-breath portable gas analyzer (MetaMax 3B, Cortex, German). Two different level runner groups（6 females of high level and 6 females of common level） from Jiangsu running team. Results: Significant difference was found between two groups (p=0.043). Conclusion: High level group runners have better running economy than common level group.
Key words: median and long distance runners；running economy
有文献报道，高水平运动员具有更好的能量节省能力，运动的经济性或能效（running economy，RE）较好[1，2，3，4]，但目前的研究并不全部支持这一观点，甚至研究结果相反的[5，6]。RE是运动员综合能力的表现，影响因素多，个体差异性大。目前关于中国运动员的研究甚少。本研究以不同水平中长跑运动员为研究对象，在田径场利用便携式氧代谢测试仪器，观察运动员以个人最好成绩平均速度运动时的耗氧量，研究高水平中国运动员是否具有更好的能量节省能力。
1 材料与方法
1.1 对象
江苏省田径队中长跑运动员，一线（170.8±2.9cm；56.4±1.9kg；20.2±1.7yr）和二线（167.3±3.1cm；55.9± 1.7kg；18.1±1.1yr）各6人，男性。
1.2 方法
使用德国Cortex公司的MetaMax 3B型便携式肺功能仪，在田径场进行运动中实时测试。仪器严格按照操作要求进行标准气体校正、周围空气校正、流量校正及气压校正。测试前向运动员进行必要注意事项的解释，减少心理因素的影响；称重后佩戴设备，进行适应性热身运动5min；然后以个人最好速度不间断跑完3.2km。第3个800m采用个人最好成绩的平均速度，并重点采集此800m的耗氧量数据。所有测试均在同一田径场进行，温度26-28摄氏度。本文跑步能效（RE）描述为特定速度下每公斤体重每米氧摄氧量，计算公式如下：
RE（ml•kg-1•m-1）=VO2×V-1×M-1 [5]
VO2为平均摄氧量（ml/min），V为平均速度（m/min），M为体重（kg）。
1.3 统计学处理
数据用（平均数±标准差）表示，采用spss 12.0进行t检验，p
2 结 果
身高和体重两组间没有差异，最好万米成绩高水平组好于低水平组，高水平组年龄大于低水平组。
第三个800米测试中，平均心率（HR）两组间没有差异，呼吸频率（R）普通组显著高于高水平组，平均速度（V）和平均摄氧量（VO2）高水平组均显著高于普通组，而RE高水平组显著低于普通组。
3 讨 论
中长跑运动员的运动成绩有赖于良好的有氧代谢能力和生物力学特点。运动的经济性或能效（running economy，RE）被定义为某一特定速度下，运动到稳定状态时的摄氧量，它综合反应有氧代谢和生物力学需求。有氧条件下，可以通过评定摄氧量来反应代谢功率[5，7，8]，研究表明RE受多种因素影响，如性别、年龄、遗传、训练等[5，9] 。有研究认为，高水平运动员具有更好的能量节省能力；经过14周-5年的训练，RE降低 ［1-4.10-12］。但是也有研究并没有发现类似的结果，甚至相反[5，6]。
这些研究绝大多数在实验室内进行，室内研究的优点在于便于控制影响因素，实现研究的标准化。但室内运动与真实的比赛差异较大。不同水平运动员间RE的差异可能非常小，多因素的综合体现。如果关键影响因素被标准化，RE的差异可能无法显现。田径场测试更接近专项的氧代谢和生物力学特点。
科技的不断进步，测试仪器不断小型化，便携式氧代谢测试仪器的出现，使赛场测试得以实现。目前被证明能够实际应用的主要有Cortex MetaMaxI/II/3B和 Cosmed K2/K4 b2[12]。2001年Veronique和JeanCosmed 利用Cosmed K4 b2研究了葡萄牙和法国国家队马拉松运动员，发现男子顶级组RE值(ml•kg-1•km-1)反而高于高水平组，女子组没有显著性差异[5]。2004年他们又研究了法国国家队马拉松运动队高水平训练组、良好训练组和偶尔锻炼组，没有发现显著差异[6]。
为了研究国内运动员的跑步能效，我们以江苏省田径队一线（高水平组）和二线（普通组）各6名男子运动员为对象；利用德国Cortex公司的MetaMax 3B型便携式肺功能仪，在田径场测试运动员的耗氧量。速度是影响RE的重要因素之一，统一速度可能会削弱运动员间RE的差别，因此本研究采用运动员各自最好成绩的平均速度进行测试[6]。
有文献报道随着年龄的增长RE会增加[14,15]，本研究结果之相反。虽然高水平组的年龄显著大于普通水平组，RE值却显著低于普通组。可能的原因在于上述研究在室内进行，且通过跑台同一速度；而我们的研究在田径场，并且采用各自运动员的最好速度，更接近跑步项目特点，且没有消除速度对RE影响的重要作用。需要强调的是本文的研究对象是运动员，不能排除由于高水平组得到更好的训练，降低了运动时的RE值。我们没有发现两组间平均心率的差异，原因可能在于两组运动员都在尽最大努力跑动，而年龄对心率的影响还不足以产生统计学上的差异。高水平组的平均摄氧量（ml•min-1•kg-1）显著高于普通组已经为学界公认。本研究结果与之相同。耗氧较多的主要原因在于高水平组的奔跑速度更快，人体输出功率大，需要消耗更多的能量。本研究发现与高水平组比较，普通水平组的呼吸频率高于高水平组，实时呼吸流量曲线的波幅和波宽明显不规整。在一定范围内提高呼吸频率可以提高每分钟通气量，但每次呼吸的有效通气量会降低，呼吸效率降低；同时呼吸肌自身消耗的能量增加。流量曲线的波幅和波宽不规整，反映该组运动员呼吸节律（每次呼吸的深度和速度）变化较大，呼吸控制能力较高水平组差。原因可能在于没有养成良好的呼吸习惯，也可能是内在的机能欠佳的外在表现，具体原因有待进一步研究。呼吸的不规则也可能影响运动员步伐及全身肌肉的控制，增加能量消耗。总之，两组运动员在呼吸频率和节律上的差异，提示呼吸控制可能是降低运动能耗，提高跑步能效的一种手段。
本研究发现高水平组的RE值显著低于普通水平组（P=0.043），提示高水平运动员具有更好的运动能量节省能力。关于不同水平运动员RE的研究结果差异较大，甚至互相矛盾。作者认为主要与RE的主要决定因素及使用的研究方法有关。Wiliams及其同事认为，RE的内外影响因素越小，要求每个群体受试样本含量越多，这样才能发现数据的显著性差异；而很多研究的样本量仅有数个[13]。部分研究以运动员的成绩作为分组依据，不同组别的平均速度却没有统计学差异[6]，分组是否合理值得讨论。而部分运动员由于某一项功能较为突出，譬如心肺功能，即使运动中能耗较大，也能成为“高水平”运动员。本研究对象无论在年龄、速度和训练水平上都存在显著性差异，且每个研究对象的检测数据都在可接受范围内，显示分组比较合理。在样本量有限的研究中，不合理的分组对结果的影响将更为明显，这时采用同一组运动员不同训练时期的对比研究，可能是一个更好的选择。
本研究提示中国不同水平中长跑运动员场地测试时的RE存在差异，高水平运动员较低水平运动员具有更好的能量节约能力；训练水平可能是主要影响因素。本研究的不足在于没有进行最大摄氧量测试，如果能够在同一次场地测试中同时观察到运动员稳定状态下的RE值和最大摄氧量，将有利于研究不同水平运动员RE和最大摄氧量之间的关系。
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