优秀手球运动员递增负荷期间肺通气和氧通气当量变化特征研究

贾 宏

(广东金融学院 体育教学部，广东 广州 510520)

优秀手球运动员递增负荷期间肺通气和氧通气当量变化特征研究

贾 宏

(广东金融学院 体育教学部，广东 广州 510520)

观察国家优秀手球运动员在递增负荷运动过程中肺通气机能变化，结果发现，运动负荷开始阶段，VERF和TV大幅增长；随着运动负荷的增加，VE、RF和TV出现相对缓慢的增长；大运动负荷期间，VE先发生上升，然后缓慢增长，RF变化与VE相似；通气阈出现在第9min左右；在开始阶段，VE/VO2随着运动负荷的增加而降低，然后，随着运动负荷增加而增加。结论:递增负荷过程中，优秀手球运动员肺通气变化过程分为快速增长阶段、缓慢增长阶段和快速增长平台期。

手球；肺通气；呼吸深度；呼吸频率；氧通气当量

手球是一项对抗性强、拼抢激烈的间歇性运动项目。对手球运动的研究多集中在手球运动技战术和针对手球运动员身体素质专项训练方面的研究，但对国家优秀手球运动员肺通气机能的研究还不多。肺通气机能反映呼吸系统机能状态，与人体的机能能力及训练水平有密切关系。本研究通过监测优秀手球运动员在递增负荷运动期间肺通气变化，探讨优秀手球运动员肺通气机能变化特征和可能的机理，对合理安排训练和比赛具有一定的指导意义。

1 研究对象与方法

1.1研究对象

14名国家手球队优秀男运动员,其中4名一级运动员，10名健将级运动员。年龄平均为22±1.8岁；身高为192.8±7.3cm；体重为93.9±7.1kg。受试者健康，均无代谢及心肺系统疾病史，受试运动员志愿参加本实验。

1.2实验仪器

Cosmed呼吸代谢分析仪(德国)，ME2CULY跑台(德国)。

1.3测试指标

肺通气量(VE)、呼吸深度(TV)、呼吸频率(RF)、氧通气当量(VE/VO2)。

1.4实验方法

受试运动员安静休息5min后，在德国ME2CULY型运动跑台上有节奏地跑动。跑台坡度为0，起始速度为9km/h，每级负荷运动持续3min，每次每级负荷递增3km，连续递增负荷，直到运动员达到其最大摄氧量停止运动。

1.5数据统计处理

实验数据用SPSS12.0统计软件包进行统计学处理，数据以均值±标准差(X±SD)表示，采用相关性分析与χ2检验，显著性水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1VE变化特征

如图1，运动负荷开始阶后2min， VE增加4倍；之后，在9min前，VE较前阶段增长变缓，增加2倍；在最后两级负荷(即运动负荷9min后)，VE先快速增加，后保持相对稳定，约为安静时9.3倍。

图1 递增负荷运动中VE的变化

2.2RF变化特征

如图2，运动负荷开始阶后2min， RF增加2倍；之后，在9min前，VE较前阶段增长变缓，增加1.5倍；在最后两级负荷(即运动负荷9min后)，RF先快速增加，后保持相对稳定增长，约为安静时3.3倍。

图2 递增负荷运动中RF的变化

2.3TV变化特征

如图3，运动负荷开始阶后3min， TV增加2.7倍；之后，在9min前，TV较前阶段增长变缓，增加1.25倍；在最后两级负荷(即运动负荷9min后)，VE保持相对稳定，约为安静时3.3倍。

图3 递增负荷运动中TV的变化

图4 递增负荷运动中VE/VO2的变化

2.4VE/VO2变化特征

如图4，VE/VO2在递增负荷运动中，随运动强度增加先略微降低，而后逐渐增加。

2.5VE与VE/VO2相关分析

如表1所示，VE 与VE/VO2有非常高的相关性(Ρ<0.001)。

表1 VE与VE/VO2之间的相关性

注：*示Ρ<0.05， **示Ρ<0.01， ***示Ρ<0.001

3 讨论

3.1递增负荷过程中优秀手球运动VE及其影响因素的变化

VE指单位时间吸入(或者呼出)的气量，肺通气机能变化反映机体对运动负荷的适应情况。VE=RF×VT，RF和VT变化是决定肺通气的关键因素。高新友等[1]研究优秀女子400m运动员的呼吸代谢变化，发现运动过程中VE变化可分为3个时相：运动开始快速增长期，缓慢增长期与快速增长平台期。其中运动开始后2min增长速率最快，达最大通气量34%；之后，VE缓慢增加；最后1级负荷运动时VE先快速增加，然后保持相对稳定。本实验中VE的变化也呈现此特征。

在运动负荷开始2-3min阶段(即运动负荷第一级阶段)，VE约增长4倍，RF增加约2倍，TV增加约2.7倍，肺通气发生快速增长，属于快速增长期。现已证明，运动开始阶段，皮质中枢-交感神经系统和本体感受反射快速调节肺通气量的变化[2]，说明手球运动员负荷开始阶段VE快速上升的内在机制是神经系统对长期手球运动训练和比赛适应产生，神经系统对肺通气的调节加快。从RF和TV增加情况可知，在运动开始阶段，VE变化依赖于TV变化而呈深度变化，这类型肺通气有利于提高肺泡通气量[3]。

随着运动负荷增加，在运动负荷第二至三级阶段，VE、RF和TV相对前一阶段变化速度发生相对缓慢增长，肺通气属于相对缓慢增长期。VE、RF和VT增长速率约为2，1.5和1.25倍。研究表明，运动过程中，肾上腺素浓度升高，可引起肺小血管及支气管平滑肌扩张，从而提高肺泡通气量及肺通气效率，即运动过程中，肺通气效率与内分泌系统调节有关[4]。

故推断，运动负荷增加阶段，由于经过手球运动训练和比赛的适应，运动员VE会发生适应增长，其机制为与内分泌激素有关。

在运动负荷的最后两级(运动负荷9min后)，VE先发生上升，然后缓慢增长，属快速增长平台期。RF与TV变化与VE相似，但以RF变化特征较接近VE。

研究表明，剧烈运动时，VE和RF的快速增加是由于肌肉无氧酵解代谢能力增强，血液中酸性代谢产物升高，导致呼吸增加，然而以更多依赖于RF的VE增加，可使肺泡通气量几通气量和通气效率减少[4]，因此提示，VE在运动负荷最后两级的变化特征的内在机制是RF增加导致酸性代谢产物增加，血乳酸浓度增加，生成的乳酸钠和碳酸，使二氧化碳增加，刺激了呼吸中枢，使呼吸加快，加强，产生过度通气，但通气效率降低[3]。

另外，通气阈指在递增负荷运动中，肺通气量、呼出气体中氧和二氧化碳浓度、呼吸商、通气当量等的非线性变化的拐点。本实验中，在出现最大吸氧量前，VE和VE/VO2在运动负荷第9min后发生非线性变化，且两者高度相关，说明运动9min左右出现的VE拐点可能是国家优秀手球运动的通气阈。

3.2递增负荷过程优秀手球运动员VE/VO2的变化

通气的目的为了氧气和二氧化碳的摄入，尤以氧气的摄入更为重要，一定氧气的摄入需要一定的通气量保证。VE/VO2指每min的通气量与摄氧量的比值，是评价呼吸效率水平的指标，即氧通气当量越小，机体摄取氧的效率越高。

高丽等测定了篮球、中长跑、短跑、武术套路运动员的VE/VO2的变化曲线，发现各组运动员的VE/VO2有相似变化规律，即运动初期，VE/VO2随着运动负荷的增加而降低，然后随着运动负荷增加而增加，与以往对少年速滑运动员[5]和少年中长跑运动员[6]的研究结果一致。而且，本研究与高新友[1]、张伯强[7]等的研究也显示VE/VO2具有上述变化规律。分析原因认为，运动开始阶段，由于生理无效腔与潮气量比率(VD/VT)有所降低，因而氧通气当量也有所降低，随着负荷的不断增加，氧通气当量则开始有规律地增加，表明机体呼吸效率降低，机体摄取氧下降。

4 结论

1)运动开始阶段，优秀手球运动员VE快速增加，可能与神经系统对于运动训练比赛适应性变化有关。

2)随着负荷渐增，优秀手球运动员VE相对缓慢增加，可能与内分泌运动训练比赛适应性变化有关。

3)大负荷训练阶段，优秀手球运动员VE急剧增长后保持稳定，可能与机体酸性物质浓度升高有关。

4)9min可能为优秀手球运动员肺通气阈。

5)在递增负荷中，优秀手球运动员氧利用效率随着运动负荷递增呈下降趋势。

6) 递增负荷过程中，优秀手球运动员肺通气变化过程分为快速增长阶段、缓慢增长阶段、快速增长平台期。

[1] 高新友,强大平,郝选明,等. 女子短跑运动员递增负荷期间呼吸/代谢变化特征[J]. 体育与科学, 2000,21(3).

[2] 郭成吉. 400m跑训练手段的生理学剖析[J].体育与科学，1996，17(5)：36-38.

[3] 王瑞元，孙学川，熊开宇，等. 运动生理学[M].北京：人民体育出版社，2002:267-268.

[4] 李铁录. 对400m训练的生理学分析[J].体育科研，1995，14(3):21-25.

[5] 何叙,林彦山. 少年速滑运动员递增负荷踏车运动中氧脉搏和呼吸当量曲线及相关指标的研究[J]. 冰雪运动, 2000,20(1):29-31.

[6] 李伟. 少年中长跑运动员最佳呼吸效率点及对应参数的研究[J]. 体育科学,2000,20 (5):60-62.

[7] 张伯强,严波涛,高新友,等. 不同形式最大负荷运动过程中气体代谢、能量代谢及机械效率关系的实验研究[J]. 西安体育学院学报, 2006,23(1).

TheChangingFeatureofVentilationVolumeandOxygenVentilationEquivalentofEliteHandballAthletes

Jia Hong

(Sports Teaching Department,Guangdong University of Finance,Guangzhou,510520,Guangdong,China)

This experiment observed the changing feature of ventilation volume of elite handball athletes . The results show : at the beginning stage of workload, the indexes of VE、RF and TV were in the rapid increase. With the increase of workload , the indexes of VE、RF and TV kept increased，but their growing speed was lower then the beginning stage of workload. In the bigger of workload, the changing feature were similar with the indexes of TV and RF, which it increased rapidly，and than， increased slowly. It was also the appearance of ventilation anaerobic threshold in 9th minute during the exercise. At the beginning stage of workload, VE/VO2 decreased with raising workload, and than , increased with raising workload. Conclusion:in the increased workload，ventilation volume of elite handball athletes can be divided intothree stages,which included the stage of rapid grow,the stage of slow grow,the over-respiratory stage.

elite handball;ventilation volume;respiratory frequency;tidal volume;oxygen ventilation equivalent

G804.2

A

1672-1365(2012)03-0127-04

2012-03-02；

2012-04-15

贾宏(1975-)，男，湖南人，硕士，讲师，研究方向：足球运动竞赛训练和运动队管理。