冬奥会前高原备战对国家女子短道速滑队主力运动员有氧运动能力的影响研究

刘俊一，张 强，徐 莹

我国女子短道速滑队在2010年冬奥会上包揽全部金牌，特别是在我们以往的弱势1 500 m和3 000 m接力项目上取得突破，表明我国女子短道速滑队在长距离项目上和运动员的有氧耐力能力方面取得了关键性突破。这对我国女子短道速滑队在备战2010年冬奥会中采用高原训练有密切的关系，高原训练作为现代运动训练学中一种重要的训练手段，其对提高体能类项目有氧运动能力的重要辅助训练作用已得到国内、外体育工作者的普遍认可，田径、游泳、自行车、速度滑冰等运动项目的实践证明，在准备重大比赛前，有计划、有目的以及整体部署和安排高原训练，将高原训练列为常规的训练手段和全年训练的重要组成部分，贯穿于全年训练计划当中，在充分了解高原训练的基本规律的前提下，积极探索和把握专项高原训练规律，以及运动员个体训练特点，均能取得积极的效果[9]。我国女子短道速滑队在备战2010年冬奥会训练计划中，首次采用高原训练进行备战，并最终取得了优异的成绩。本研究通过对我国女子短道速滑队备战2010年冬奥会6名主力运动员高原训练前后体重、˙VO2max、最大功率、最高心率、血乳酸、无氧阈值、心脏泵血功能等指标的测试和比较研究，探讨高原备战对我国女子短道速滑队运动员有氧运动能力的影响，为未来的高原训练对短道速滑项目备战大赛提供经验总结、实践参考和理论指导。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

6名国家女子短道速滑队备战2010年冬奥会主力运动员，平均年龄21.8岁，平均身高162.6 cm。

1.2 研究方法

根据2009年国家女子短道队备战2010年冬奥会的训练计划，2009年5月28日至30日对运动员的体能状况进行了高原训练的前测，经过1个多月的昆明高原训练， 2009年7月5日返京调整1周后，在国家体育总局科研所中心实验室对运动员进行了高原训练后的体能测试。测试项目包括高原训练前后体重、˙VO2max、最大功率、最高心率、血乳酸、无氧阈值、心脏泵血功能等指标。

˙VO2max采用直接测试法，高原前、后都采用˙VO22000Breeze Lite气体分析仪，采用功率自行车递增负荷的实验方式测试，实验时间控制在15 min之内，以90 W为起始负荷，功率车转速为60 rpm，每2 min递增30 W，直至力竭运动（exhautive wo rk），˙VO2max的判定标准为被试心率超过180次/min，呼吸商超过1.1，氧耗量不再增加，运动员主观疲劳达到力竭。

血乳酸测试采用 H 2L 4550491型号便携式血乳酸测试仪，采被试运动后的即时耳血0.5μl，采用分光光度法对被试运动后的血乳酸进行测试。

测试数理利用SPSS 15.0统计软件进行数理统计分析，对高原前、后6名主力运动员的数据进行比较分析。

2 结果

2.1 ˙VO2max等相关指标的测试结果

表1表明，国家女子短道速滑队高原训练前平均体重为54.6 kg，高原训练后的平均体重为 55.3 kg； ˙VO2max的绝对值高原训练前变化范围为2.52～3.02 L/min，平均值为2.67 L/min，高原训练后的变化范围为2.63～3.25 L/min，平均值为2.88 L/min；˙VO2max的相对值高原训练前变化范围为 44.51～53.42 m l/kg· min，平均值为48.72 m l/kg·min，高原训练后变化范围为47.88～55.97 m l/kg·min，平均值为51.23 m l/kg· min；功率自行车最高心率高原训练前的平均值为185 n/ min，高原训练后的平均值为194 n/min。

2.2 乳酸阈等相关指标的测试结果

表2表明，国家女子短道速滑队主力运动员高原训练前运动后乳酸平均值为11.32，高原训练后运动后乳酸平均值为9.85，高原训练前运动员极限负荷功率自行车最大功率平均值为198 W，高原训练后功率自行车的最大功率平均值为235 W；高原训练前运动员功率自行车测试中达到无氧率的功率平均值为168 W，高原训练后的平均值为193 W，高原训练前运动员的无氧乳酸阈平均值为 70.73％，高原训练后无氧乳酸阈平均值为81.18％。

2.3 数理统计结果

3 讨论

3.1 高原备战对国家女子短道速滑队主力运动员˙VO2max的影响

国内学者田麦久将短道速度滑冰运动项目归类为竞速类周期性耐力项目，此类运动项目对于高水平运动员的心肺功能要求非常高[2]。˙VO2max最直接地反映运动员在有氧耐力运动时机体呼吸和循环系统氧的运输工作能力，这种能力包括最大摄氧能力、维持最大和次˙VO2max的能力。

本次高原备战前、后通过功率自行车对运动员的˙VO2max的相对值和绝对值进行测试表明（表1），全队在高原备战前、后体重变化不明显，全队体重平均值相比高原备战前略有提高，通过配对t检验，高原备战前、后体重指标没有差异性，表明高原备战对运动员的体重没有明显的影响，这和以往的研究结果不一致，这次高原备战国家队配备了专门的营养师和厨师，针对训练强度、训练量以及每个人的喜好合理安排膳食，说明运动员的体重主要影响因素还是运动员的饮食结构。高原备战前、后运动员的最高心率提高明显，平均提高幅度在5％左右，通过配对t检验表明，高原备战前、后运动员最高心率差异具有显著性意义，最高心率可以表示运动员所承受的极限运动强度，运动员高原备战后最高心率提高表明高原训练对于提高运动员承受的极限强度是非常有意义的[10]。测试结果中，WM和ZY的最高心率最高，达到了200次左右，这和平时训练中其承受强度的能力保持一致，全队ZNN的最高心率最低，其在训练中承受运动负荷强度的能力也越差。因此，说明高原备战对大赛前提高运动员心脏机能、提高运动员承受运动强度的能力具有显著性意义。

表1 国家女子短道速滑队主力运动员高原备战前、后˙VO2max等相关指标比较一览表

表2 国家女子短道速滑队主力运动员高原备战前、后乳酸阈等相关指标比较一览表

表3 国家女子短道速滑队主力运动员高原备战前、后有氧耐力能力相关指标配对t检验一览表

˙VO2max的表示方法有2种，即绝对值和相对值。由于运动员身高和体重的差异，因此，有时候用相对值来表示˙VO2max，国家女子短道速滑队主力运动员 ˙VO2max的相对平均值为48.72 ml/kg.min，˙VO2max的绝对平均值为2.67 L/min，短道速度滑冰运动的特点是对运动员有氧运动能力要求比较高，随着滑行距离的加长，速度耐力素质成为运动员的主导素质，距离越长有氧耐力素质越重要，短道速度滑冰运动时并不是直接负荷身体的重量，产生推动力的能源与肌肉量的多少有密切的关系，因此，短道速滑运动的˙VO2max的绝对值与运动成绩密切相关[7]。另外，在高原备战运动员单圈滑行成绩都有显著性提高，提示最高心率与运动绝对速度之间是否存在相关关系，还需要在以后研究中进一步深入。高原备战后全队 ˙VO2max绝对值提高显著，说明高原备战的效果明显，运动员˙VO2max的影响因素除了遗传和年龄种族性别等因素外，心脏的泵血功能是其中央机制，肌肉利用氧的能力是其外周机制[11]。心脏泵血功能主要和最高心率和每搏输出量有关，高原备战对于提高运动员的最高心率和心脏泵血功能都具有显著意义。另外，相关研究表明，高原备战能够有效地增加慢肌纤维的毛细血管分布，增加线粒体数目，提高其酶的活性，增加其肌纤维肌红蛋白的含量，有利于增加肌纤维的摄氧能力，因此，高原备战对于提高国家短道速滑队运动员 ˙VO2max具有显著性意义，进而表明，高原备战能够有效地提高短道速滑运动员的有氧能力，对于大赛前提高运动员的速度耐力素质具有显著性意义。

3.2 高原备战对国家女子短道速滑队主力运动员乳酸阈的影响

乳酸阈是指在有氧供能的渐增负荷运动中，运动强度较小时，血乳酸浓度与安静时的值接近，随着运动强度的增加，乳酸浓度会逐渐增加，当运动强度超过某一负荷时，是乳酸浓度急剧上升的开始点[6]。乳酸阈是反映运动员的代谢供能方式由有氧代谢为主向无氧代谢为主过渡的临界点，如果说˙VO2max反映人体在运动时所摄取的最大氧量，那么，乳酸阈则反映人体在渐增负荷运动中，血乳酸浓度没有急剧堆积时的 ˙VO2max实际利用率，其值愈高，有氧运动能力愈强；反之，有氧运动能力愈低。乳酸阈是反映运动员有氧耐力的一个指标，也是有氧代谢能力的组织部分。本研究根据乳酸阈的相关影响因素，主要对高原备战前、后的运动后血乳酸、最大功率、无氧阈功率、无氧乳酸阈等指标进行了测试（表2）。

大量研究已经证实：血乳酸的积累将影响运动能力。长时间、次最大强度运动时，血乳酸的生成主要是在运动开始时氧亏期间和获得稳态氧耗速率以前[3]。运动后血乳酸含量可以表示运动员极限运动后血乳酸积累的多少，同时，可以反映运动员最大氧代谢的利用率，运动后血乳酸积累越少表明其有氧代谢的时间越晚，最大有氧代谢利用率越高，有氧能力越强，高原备战前全队平均血乳酸值为11.32，高原备战后全队平均血乳酸值为9.58，下降了15％。运动后血乳酸值下降的生理学意义是：运动员乳酸开始积累的时间延后，高水平的耐力运动，乳酸可以在最大有氧代谢的80％～90％时开始积累，主要原因是高原备战会引起毛细血管密度增加，线粒体数量和体积增加，有氧代谢中酶活性和转运载体的含量增加，这种适应性提高了机体通过有氧途径生成ATP的能力，特别是脂肪酸分解能力，从而使血乳酸积累的起点（OBLA）延后[9]。高原备战前后血乳酸值的配对t检验表明，全队高原备战对运动后血乳酸值的影响具有显著意义，表明高原备战有利于运动员极限运动后血乳酸值的降低，有利于提高运动员的有氧能力。

乳酸阈可以作为衡量运动员有氧能力的一项重要指标，表示其并未发生血乳酸急剧的增加而进行最大运动能力，即运动员机体利用 ˙VO2max的能力，这种运动的主要能源来源于有氧代谢。最大功率、无氧阈功率、无氧乳酸阈备战前、后的变化都可以说明运动员高原备战训练对有氧运动能力的效果。最大功率是运动员在功率自行车极限运动所能达到的功率，反映运动员身体机能所能达到的最大负荷功率，是运动员运动最大能力的一种指标体现。高原备战后运动员最大功率的显著性变化表明，高原训练能够提高运动员极限运动能力，能够达到平原训练所不能达到的效果。无氧阈功率是运动员功率自行车测试过程中，机体机能达到无氧阈时所运动的功率值，无氧阈功率高原备战后的显著性提高，表明运动员经过高原备战训练后机体达到无氧阈的时间延后，无氧阈的承受强度越来越大，进而表明运动员的有氧能力越来越强。

3.3 高原备战对国家女子短道速滑队主力运动员有氧能力的影响

短道速度滑冰对运动员的有氧运动能力要求极高，这一点已经得到世界短道速滑界的公认，中国女队在刚刚结束的冬奥会上取得骄人的战绩，从运动员的体能方面分析，我国运动员有氧能力的提高是其中重要原因之一，特别在我国传统的弱势项目女子1 500 m上取得突破更是表明我国运动员有氧能力提高的效果。中国国家女子短道速滑队在备战2010年冬奥会周期中，在保持我国传统优势项目的基础上，针对以往的弱势项目：1 500 m和3 000 m长距离项目作为重点突破项目，在备战训练过程中，对运动员的有氧能力采用了很多国际先进方法，其中，高原训练就是其中之一，本次备战周期是我国女子短道速滑队第1次在备战大赛周期中采用高原训练手段，从比赛结果和运动员机能评价方面看，高原备战训练对于提高运动员有氧能力非常有效。

有氧能力是指人体长时间进行有氧工作的能力。人体有氧工作的功能系统成为有氧供能系统，有氧供能系统的原料主要是糖、脂肪和蛋白质，其代谢主要场所是细胞的线粒体，通过生物氧化过程提供能量[1]。本研究发现：通过1个月的高原备战训练后，运动员最高心率、˙VO2max都显著增加，并与训练前比较具有显著性意义，同时，获得˙VO2max的最大功率也显著升高，达到极限强度的最高心率和做功时间也明显延长。

影响运动员有氧耐力能力的因素除了 ˙VO2max外，乳酸阈也是重要的影响因素之一。由于乳酸阈是运动员在长距离耐力运动中耐受较快速度的主要因素，所以，在比赛中较高的 ˙VO2max通常伴随较高的乳酸阈。本研究测量了高原备战前、后运动员的运动后血乳酸、无氧阈功率和无氧乳酸阈，结果表明，高原备战后运动员乳酸阈提高效果显著，运动员达到乳酸阈功率也提高显著，运动员在极限运动后的血乳酸也提高显著，乳酸阈功率提高表明，其保持相应运动强度的时间在延长，极限运动后的血乳酸的提高表明运动员持续保持一定强度的能力，即短道速滑运动员保持一定高速滑行的能力在提高，进而证实，乳酸阈的提高说明运动员在长时间保持相应运动强度的有氧运动能力水平在提高，即短道速滑运动员在长时间保持相应高速度滑行运动能力水平的提高。

以往的研究表明，影响耐力性运动项目成绩的主要因素是：高˙VO2max值，高乳酸阈值或乳酸积累起点（onset of blood lactate）OBLA高，高效能或在同样强度下运动时吸氧量较低，慢肌纤维比例高。根据以往的研究结果分析，高原备战能够有效提高短道速滑运动员的有氧耐力能力的原因很多，一方面，可能通过刺激 EPO的释放，增加红细胞数量以及血红蛋白含量来提高机体运输氧的能力；另一方面，可能通过提高肌细胞利用氧的能力，增加线粒体的数量、体积和毛细血管密度，改善呼吸链的功能，促进关键氧化酶以及抗氧化酶系活性的提高，进而提高运动员骨骼肌的无氧做功能力；还有可能是改变肌纤维能量及酶的活性，进而提高乳酸功能系统的能力。Hoppeler研究小组长期的低氧训练研究表明，低氧环境下进行80％˙VO2max的高强度运动，可在很大程度上提高骨骼肌线粒体氧化酶活性和柠檬合成酶的活性，从而提高肌肉的氧化能力，肌肉缓冲能力和机体利用氧的能力。另外，β-肾上腺素增加促进左心室收缩，红细胞内2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）浓度增加，呼吸机能改善，动脉血氧饱和度提高等因素，也可能是有氧耐力能力提高的重要因素[4]。

本研究通过高原备战前、后的测试发现，经过高原备战训练后，运动员在有氧耐力的功率自行车测试过程中，最高心率和最大功率都显著提高，运动员完成的负荷也明显高于高原备战前，提示高原备战有利于提高运动员骨骼肌力量和速度耐力，这恰恰是短道速滑运动员所需要的。

4 结论

1.经过1个月高原备战，国家女子短道速滑队运动员的体重没有显著性变化。

2.经过1个月高原备战，短道速滑运动员的 ˙VO2max得到显著性增加，获得 ˙VO2max时的最高心率、最大功率也显著性升高，表明高原备战有助于短道速滑运动员有氧耐力的提高。

3.经过1个月高原备战，短道速滑运动员无氧乳酸阈显著性提高，无氧阈功率和最大功率也显著性提高，运动后血乳酸显著性下降，由此表明，高原备战能够有效地提高短道速滑运动员的有氧耐力能力。

4.高原备战能够有效提高短道速滑运动员的˙VO2max和无氧乳酸阈，因此，高原备能够有效提高短道速滑运动员的有氧运动能力。另外，高原备战是否能够提高短道速滑运动员的骨骼肌力量和速度耐力，还需要在以后的研究中进一步深入。

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