新疆维汉哈柯族大学生乳酸阈心率的实验研究

王志锋 杨忠

摘要：探讨新疆维、汉、哈、柯族大学生的乳酸阈心率特征，为进一步揭示新疆4个民族大学生生理机能和能量代谢的规律，以及在体育教学和运动健身中选取适宜的运动强度提供实验依据。以160名维、汉、哈、柯族大学生为研究对象，采用5级递增负荷跑的方法，进行递增负荷实验，并对其血乳酸和心率进行测定。结果显示：新疆维、汉、哈、柯族大学生的乳酸阈分别为3.91、 3.59、3.25和3.66 mmol/L，与之相对应的乳酸阈心率，分别为76%～88%、71%～83%、66%～78%和70%～83%HRmax。结果表明：新疆维、汉、哈、柯族大学生有氧代谢能力存在一定差异，在学校体育教学、体育锻炼和运动处方的制定过程中，针对不同民族大学生，采用不同的运动强度，以及制订不同的学校体育考核标准都十分必要。

关键词： 维吾尔族；汉族；哈萨克族；柯尔克孜族；大学生；乳酸阈；乳酸阈心率

中图分类号： G 804.7文章编号：1009783X(2014)03028405文献标志码： A

Abstract：Objective:To investigate the lactate threshold heart rate on college students of Uygur,Han,Kazak,Kirgiz in Xinjiang,in order to further reveal the 4 minority students physiological function and energy metabolism,and provide the experimental basis for the selection of appropriate exercise intensity in physical e2ducation and sports fitness.Methods:160 students of Uygur,Han,Kazak,Kirgiz as the research object,using the method of level 5 incremental load running,and the blood lactic acid and heart rate were measured.Results:the lactate threshold of 4 minority college students is 3.91mmol/L,3.59mmol/L,3.25mmol/L and 3.66mmol/L.Corresponding to the lactate threshold heart rate is 76%～88﹪HRmax,71%～83﹪HRmax,66%～78﹪HRmax and 70%～83﹪HRmax.Conclusion:The college students of Wei,Han,Kazak,Kirgiz have different aerobic metabolism ability，and it is necessary to make different intensity,different school physical examination standardfor different national college students in the process of school physical education,physical exercise and exercise prescription in Xinjiang.

Keywords：Uygour;Han;Kazak;Kirgiz;college student;Lactate threshold;lactate threshold heart rateおお

收稿日期：20130722

作者简介：王志锋（1982—），男，河南洛阳人，硕士，讲师，研究方向为运动人体科学及少数民族传统体育理论；杨忠（1967—) ，男，新疆喀什人，本科，副教授，研究方向为学校体育理论与实践。

作者单位：喀什师范学院体育系，新疆 喀什 844000

Deparptment of Physical Education;Kashi Teachers College，Kashi 844000，China.

新疆现在居住的民族有47个。长久以来，由于受遗传、饮食习惯、生活方式、民族之间经济发展水平等众多因素的影响，其各民族居民的体质无论是在形态发育，还是在身体机能和素质方面都存在着一定的差异性。新疆师范大学武杰等[14]、新疆医科大学马依彤[5]等众多学者都分别从体质测量与评价、流行病学等多个角度对此进行过深入的研究，并获得了一批有價值的研究成果；因此，根据前人的研究成果和在新疆高校的体育教学实践，笔者认为针对新疆不同民族学生的体质状况，选用更具针对性的运动负荷强度和制定针对性的体育考核标准是十分必要的，就像我国居民体质测量评价的标准，不能套用欧、美国家的标准一样[6]。但是，在当前新疆各级各类的学校中，无论是学校体育教学、课外体育锻炼，还是学生体育达标测试，所使用的运动强度和考核标准依然是统一的标准。这很容易使人想到一个问题：在不同民族学生体质状况本身就存在差异的情况下，使用统一的运动强度进行体育教学或统一的体育考核标准进行体质考核，能否收到良好的锻炼效果或真正地反映出不同民族学生的真实体质状况？这是一个很值得探讨的┪侍狻＊

为此，以新疆维吾尔族、汉族、哈萨克族、柯尔克孜族（以下简称4民族）大学生为研究对象，在运动场上，采用5级递增负荷跑的方法，探讨4民族大学生的乳酸阈特征，并确定乳酸阈心率，以期进一步掌握新疆4民族大学生的生理机能、能量代谢规律和有氧耐力水平，并为新疆高校体育教学和运动训练等运动处方的制订中选用更具针对性的强度负荷提供实验依据。

1研究对象与方法

1.1研究对象

选取喀什师范学院2012级非体育专业的4个民族的160名正常大学生为实验对象（“正常”学生是指能从事正常体育活动、生长发育健全、无生理缺陷、身材匀称、经临床医学检查各项生理、机能指标正常）。另外，所有实验对象还要同时满足2个条件：1）实验前除了参加每周两次的体育课之外，都没有参加业余体育锻炼的习惯；2）同性别之间耐力测试成绩（男1 000 m，女800 m）没有显著性差异（玃＞0.05），见表1。

表 1实验对象基本情况

民族性别玭年龄BMI心率/min-11 000 m成绩/s800 m成绩/s

维族男2020.17±1.5719.88±1.8576.24±9.20229.80±36.27

女2020.27±1.6821.64 ±2.6777.57±10.31 259.34±44.34

汉族男2019.67±1.5520.17±2.2777.24±8.97234.80±38.19

女2019.37±1.6822.54±2.1979.50±9.70264.10±48.17

哈族男2020.85±1.1921.88±2.7777.97±10.15237.55±33.99

女2020.20±1.5723.75±3.0179.88±10.38265.35±48.57

柯族男2020.29±1.6920.44±2.6376.89±9.88232.91±35.77

女2020.49±1.8522.58±2.6778.68±10.40261.76±48.92

1.2测试指标与仪器

1）血乳酸：采用德国产Accuspory型便携式血乳酸测试仪进行测定。2）心率：采用芬兰产PE 3000型遥测心率表进行┎舛ā＊

1.3实验步骤

1）适应性练习。实验前1周（每天18:00-20:00），所有受试者在运动场上由专业教练带领，分组进行适应性递增负荷跑练习，使每一位受试者都能够掌握跑的节奏和速度，同时消除学生的恐惧心理。2）实验分组。根据性别不同分别进行分组和测试，每组5人，共分32个测试组，其中，男生16个组，女生16个组，全部测试工作在同一天完成。3）递增负荷实验。根据许豪文等[7]推荐运动场上5级递增负荷跑测定乳酸阈的方案，实验前受试者进行10 min准备活动，休息2 min，再根据性别不同分组进行实验，实验方案见表2。

表 2递增负荷实验方案

性别段落组/m起始速度/(m/s)递增速度/(m/s)最后一级速度/(m/s)间歇/min取血时间

男52 4003.00.55.02每组跑后2 min末

女52 4002.50.54.52每组跑后2 min末

4）血样采集与血乳酸的测定。由校医院的5名医护人员（在1组测试中，1名医护人员仅负责1名受试者的血样采集）在实验规定的时间内迅速取耳血20 μL，取血后，由同一名测试人员用同一部德国产Accuspory型便携式血乳酸测试仪进行血乳酸的测试。

5）心率的测定。在实验规定的时间内，利用芬兰产㏄E 3000型遥测心率表记录心率。

1.4实验控制

根据李俊勇等[8]的研究方法，并结合本实验的实际，采用个人控制和他人协助的方法对实验过程中受试者的跑速进行控制。其中，在跑的过程中，受试者始终保持两步一呼，两步一吸的节奏，因此，通过改变呼吸节律来控制跑速度是个人控制的主要方法。其次，针对个别人无法有效控制跑速或不能保持既定速度的受试者，通过教练领跑和语言激励（比如快些、再快些、坚持、加油……等语言）的方法控制跑速。

1.5乳酸閾的确定方法

根据Wasserman的实验观点，当血乳酸从平稳上升到出现较明显增加的临界点(拐点)判为乳酸阈。利用指数回归法（exponential methof）绘制乳酸—负荷曲线，确定乳酸阈。

2数据统计

所有数据均由SPSS 13.0统计软件包进行统计学处理。其中，血乳酸和心率相关指标以均数±标准差(玐±S)表示，采用独立样本玹检验的方法进行比较和统计处理，玃＜0.05表示有显著性差异。血乳酸变化和运动负荷之间的相关性分析采用指数回归分析法进行。血乳酸变化和心率变化的相关性分析采用线性回归分析法进行。玃＜0.01表示有极显著相关性。

3结果与讨论

3.1新疆4民族大学生血乳酸动态变化及分析

运动时血乳酸的变化是乳酸从骨骼肌等组织进入血液和离开血液平衡的结果，并与运动强度的变化密切相关。在渐增运动负荷时，通常将血乳酸浓度随运动负荷的增大而出现急剧上升的那一点（乳酸拐点）作为乳酸阈，常用4 mmol/L时的血乳酸值作为乳酸阈；但是，随着乳酸生理研究的逐渐深入，发现乳酸阈在个体之间存在一定差异，因此，在运动实践中，常常使用个体乳酸阈的方法来作为评定有氧代谢能力或制订运动处方时运动强度的控制指标。研究结果显示，新疆4民族大学生经过5级递增负荷跑后，血乳酸都随运动负荷的增大而逐渐增加，并且与运动强度之间表现出极显著相关性，如图2～5所示；但是，血乳酸变化在不同民族学生之间表现出一定的差异性，汉族、柯族大学生在第3级负荷后开始出现血乳酸 “拐点”，即乳酸阈，维族大学生在第4级负荷后才出现，而哈族大学生在2级负荷后就开始出现乳酸阈，见表3和图1。结果提示，维族大学生在较高负荷时才出现乳酸阈，这是有氧代谢能力较强的表现。众所周知，有氧耐力的强弱除了与运动训练有关之外，与遗传因素也有很大的相关性。王国元等[9]研究发现，新疆维吾尔族运动员血管紧张素转换酶（ACE）基因I/D多态基因型和等位基因分布与汉族有显著差异，而且维吾尔族有氧耐力运动员有氧能力的高低与ACE II基因型或I等位基因的分布有关。阿力木•卡德尔等[10]将维吾尔族人群细胞色素P450酶同工酶2C19基因多态性与汉族人群进行对比研究后发现，维吾尔族人群强代谢型基因的总频率明显高于汉族(玃＜0.05)，而弱代谢型基因的总频率明显低于汉族(玃＜0.05)。贾冬雨等[11]以新疆哈族和维族人群为研究对象，对参与血管功能调节的转化生长因子β1T869C基因多态性进行对比分析后发现，2个民族之间β1T869C基因多态性分布存在显著差异(玃＜0.05)。可以认为，上述基因在不同民族之间多态性分布的不同，可能是造成新疆4民族大学生有氧代谢能力差异的重要遗传学因素之一；但是，有氧代谢能力的高低，是多种生理、生化因素共同作用的结果，血乳酸稳态的保持更是涉及肌细胞内糖的无氧代谢、肌乳酸的转运、血乳酸的生成、氧化和糖异生等众多方面，尤其是与肌细胞内磷酸果糖激酶和线粒体酶活性，以及细胞内苹果酸转运系统功能的高低极度相关，这些都可能是造成新疆4民族大学生不同乳酸阈的主要原因，但是，其确切机制还有待进一步研究。

表 3新疆4民族大学生血乳酸变化

mmol/L

民族玭安静时负荷1负荷2负荷3负荷4负荷5

维族401.20±0.591.97±0.702.67±0.913.39±0.763.91±0.955.44±0.87

汉族401.31±0.382.17±0.662.95±0.823.59±0.884.92±0.765.85±0.96

哈族401.39±0.702.22±0.823.25±0.924.74±0.905.92±0.896.90±1.05

柯族401.27±0.342.20±0.333.10±0.833.66±0.705.14±0.495.94±0.97

图 1新疆4民族大学生血乳酸变化曲线

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图 2维族大学生血乳酸变化与运动负荷指数回归分析

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3.2新疆4民族大学生心率动态变化及其与血乳酸变化的相关性分析

心率作为控制运动强度简易而有效的指标已经被广泛的应用于运动实践。在递增运动负荷中，机体出现乳酸阈时所对应的心率被称为乳酸阈心率。1987年Craisl报道，血乳酸变化和心率变化之间的相关系数高达0.98，说明用心率转折点判定乳酸阈是可行的[12]。现在，乳酸阈心率作为控制运动强度的简易指标，已被广泛应用于运动训练之中[1314]。研究结果显示：

图 3汉族大学生血乳酸变化与运动负荷指数回归分析

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图 4哈族大学生血乳酸变化与运动负荷指数回归分析

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图 5柯族大学生血乳酸变化与运动负荷指数回归分析

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新疆4民族大学生心率随着运动负荷的递增而逐步升高，见表4和图6，并且与血乳酸变化存在极显著相关性（玃＜0.01，如图7～10所示。众所周知，心率随运动负荷的递增而逐步升高，是机体对运动刺激作出的一种应激生理反应；但是，血乳酸变化和心率变化是受不同机制调节的，二者在递增运动负荷中都出现随运动负荷的递增而逐步增加的现象，并表现出高度的相关性，是因为血乳酸含量升高之后，血液中H+浓度也随之升高，血液中H+浓度升高可以在2个方面促使心率加快：1）H+直接刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，引起化学感受性反射，进而导致心率加快、心输出量增加。2）H+浓度升高使血液中的碱储备（包括NaHCO3、Na2HPO4、KHCO3等）大量消耗，进而产生大量的CO2，CO2在血液中大量生成一方面可以刺激呼吸中枢，使肺通气量增多，造成过度通气，同时，还可以进一步刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，使心率进一步加快；因此，在新疆高校体育教学和训练中，使用乳酸阈心率来表示乳酸无氧阈，进而作为控制4民族大学生有氧运动强度的指标是可行的，也是有效的。

表 4新疆4民族大学生心率变化

min-1

民族玭安静时负荷1负荷2负荷3负荷4负荷5

维族4076.79±8.4894.28±10.11124.24±10.94144.57±11.49164.89±11.54179.15±12.68

汉族4078.25±8.4097.44±11.08130.15±11.57156.48±12.28175.00±13.21185.24±13.24

哈族4078.90±9.17111.65±12.20144.64±12.34163.72±14.11184.54±14.58195.71±14.94

柯族4077.60±8.9098.42±10.18129.81±10.26153.81±12.43171.85±12.34181.88±13.81

图 6新疆4民族大学生心率变化曲线

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图 7维族大学生血乳酸与心率变化线性回归分析

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图 8汉族大学生血乳酸与心率变化线性回归分析

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图 9哈族大学生血乳酸与心率变化线性回归分析

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图 10柯族大学生血乳酸与心率变化线性回归分析

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3.3新疆4民族大学生乳酸阈时相关指标测定及分析

研究对其他相关指标的测定结果显示，维族大学生乳酸阈、乳酸阈心率和乳酸阈强度都较高，哈族大学生各项指标相对较低，汉族和柯族大学生各项指标之间没有显著性差异，见表5。结果提示，新疆4民族大学生具有不同的生理机能和能量代谢规律，这可能是受遗传、生活习惯、饮食习惯等众多因素的影响而造成的。众所周知，除了遗传因素外，新疆不同民族之间饮食结构和生活习惯也有较大差异，维族、哈族和柯尔克孜族具有相似的饮食结构，即都是以高脂肪、高蛋白、低糖膳食为主；但是，新疆的哈族居民多居住在天山以北，冬季寒冷而漫长，居民室外活动或体力活动较少，而维吾尔族多居住在天山以南的南疆4地州，冬季短暂，气候温和，居民体力活动较多。此外，在漫长的夏秋季节里，维吾尔族居民食用无花果、红枣、沙枣、巴旦木、核桃等瓜果较多，这些水果中既含有丰富的纤维素、低聚糖、必须氨基酸，多不饱和脂肪酸，又具有促进机体能量代谢的维生素C、B1、B5、B6和Zn、Cu、Mn等多种维生素和微量元素，这可能是造成维族学生有氧代谢能力相对较强的部分原因；但是，值得注意的是，新疆的汉族以高糖、低脂肪膳食为主，和其他民族不同，可是汉族大学生却表现出了与柯族大学生相似的有氧代谢能力，其原因有待进一步研究。

表 5新疆4民族大学生乳酸阈时相关指标测定

参数维族汉族哈族柯族

血乳酸閾值/(mmol/L)3.91±0.95*▲★3.59±0.88*3.25±0.923.66±0.70*

乳酸阈心率/min-1164.89±11.54*▲★156.48±12.28*144.64±12.34153.81±12.43*

乳酸阈心率范围/min-1153～176144～168132～156141～166

乳酸阈强度/%76～8871～8366～7870～83

注：*与哈族学生相比有显著性差异（玃<0.05）；▲与汉族学生相比有显著性差异（玃<0.05）；★与柯族学生相比有显著性差异（玃<0.05）；乳酸阈强度=[乳酸阈心率÷（220-年龄）]100%。

4结论

1）新疆4民族大学生具有不同的生理机能和能量代谢规律，原因可能与自身遗传、饮食习惯、饮食结构、生活方式，以及细胞和线粒体内的代谢机能等众多因素有关。

2）新疆4民族大学生在同一运动负荷时具有不同的乳酸阈特征和乳酸阈心率，这可能是由自身的有氧代谢能力所决┒ǖ摹＊

3）在新疆高校体育教学、运动健身和运动处方的制定过程中，针对不同民族学生选用不同的运动强度，以及在学校体育达标测试中，针对不同民族学生的体质、体能状况制定不同的考核标准十分必要。

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