12min跑台运动对心率和血乳酸的影响

吕毓虎 蒲西安 程林

(1.四川民族学院体育系 四川甘孜 626000; 2.华南师范大学体育科学学院 广东广州 510006)

血乳酸是体育科学研究中历史最长,应用最广泛的指标之一。随着竞技体育水平的高速发展,运动成绩不断冲击人们所预计的生理界限,除了运动技术的完善,运动器械、场地条件的改进因素外,人体运动能力的提高是造成这个现象的最重要的因素之一[1]。到目前为止,能反映骨骼肌代谢情况并能制定合理的方法、掌握适宜强度、评价训练效果和进行机能评定最适用的指标,最为大家熟识且使用的依然是血乳酸。它既是糖酵解的产物,又是有氧代谢氧化的底物,还可以经糖异生途径转变成糖。血乳酸的生成是丙酮酸生成速率超过氧化速率时的必然结果。大强度运动时,糖原分解加速,丙酮酸生成超过了丙酮酸脱氢酶的催化能力范围,就会导致乳酸生成增加。本实验试图了解8km/h的12min跑台运动对心率和血乳酸影响,进而给出合理的分析。

1 研究对象及方法

1.1 研究对象

本实验选取的是华南师范大学2011级硕士研究生,所有受试者均身体健康,无心肺及其它疾病史,实验前及实验中无患伤病,测试前24小时内无剧烈运动。测试者基本情况见表1。

1.2 实验方法

受试者在实验前分别使用中国产YSI1500型血乳酸分析仪和芬兰s610i型心率检测表测出安静状态下血乳酸值和心率。分别在跑台上以8km/h的速率进行12min跑台运动,运动后测其即刻、3min、6min、9min的心率以及运动后4min、8min、12min的血乳酸值。

1.3 实验仪器及耗材

血乳酸分析仪(型号:YSI1500中国);跑台(型号:Technogym D140意大利);功率自行车(型号:Monark-839E瑞典);心率检测表(型号:s610i芬兰);秒表;75%酒精;采血针、毛细采血管、消毒棉签等。

2 结果

2.1 受试者安静状态下体貌特征及各指标情况

受试者安静时呼吸比较稳定,没有困倦等状态,其各自安静时心率和血乳酸值如表2所示。

2.2 受试者12min跑台运动后心率及血乳酸情况

从表3可知,在跑台上以8km/h速度匀速跑12min后,三名受试者运动后即刻心率达到最大值,分别达到147次/分、182次/分和179次/分,恢复期心率与恢复时间呈负相关,表现为回复时间越长心率越接近安静时心率。从心率可以看出12min跑台运动对范某某来说是强度较小,达到其最大心率的75%,而对赵某和吴某某来说运动强度相对较大,分别达到其最大心率的92.9%、90.4%。

从表4可以看出,范某某12min有氧运动后4min血乳酸虽然是所测最大值,但是相对于安静水平升高不多,且小于4mmol/L的乳酸阈浓度,说明8km/h的跑台运动速度对其来说是完全靠有氧系统供能,强度较小;而赵某和吴某运动后4min血乳酸值分别达到了9.68mmol/L和9.01mmol/L,远远高于4mmol/L的乳酸阈浓度,说明已经已经动用无氧系统供能。随着运动后恢复时间的延长,乳酸开始消除,血乳酸清除的半时反应大约为15～20min,恢复到安静水平约需30min左右,体能高者比体能低者恢复快。

表1 受试者基本情况

表2 安静时心率及血乳酸值

表3 12min跑台运动后心率值(次/分)

表4 12min跑台运动后血乳酸变化

3 讨论与分析

3.1 心率在运动中的应用

心率作为一项重要的生理指标在运动监控中常被用来反映运动强度和生理负荷量,同时也是反映体内代谢情况的灵敏指标。成年人安静时心率在60～80次/分之间,平均75次/分,成年女性的心率要比男性快一些。长年坚持有氧运动能使心率保持在较低水平(安静状态下心率低,而最大心率随年龄的增长而相应地降低,说明同年龄下心率低者心率储备大,心脏功能强),其原因一是控制心脏活动能力的中枢神经系统对运动的一种适应性反应;其二是心脏容积增大,心脏收缩力加强,使每搏输出量增多的结果。正常生理情况下,人体大多数组织依靠有氧代谢途径供能,只有少数组织,如上皮细胞、视网膜、睾丸、肾上腺髓质、成熟的红细胞、白细胞等在有氧时也需要糖酵解供能[2]。安静时肌肉和血液中的乳酸浓度较低,约为2mmol/L左右。本研究显示,安静时受试者血乳酸值均在2mmol/L左右。心率保持在150次/分以内的运动强度一般认为是有氧运动,因为血液可以供给足够的氧气供机体利用。

3.2 12min跑台运动对血乳酸的影响

美国学者库珀博士提出的12min跑,是目前国际上颇为盛行的一种有氧耐力测试方法。它不仅仅作为有氧能力测定的方法被运动员们所采用,也常常用于评定学生的运动能力。本研究显示以8km/h的速度进行12min跑只有范某某是有氧运动,这种运动强度的运动刺激使各种生理功能惰性逐渐被克服,呼吸、循环功能提高,人体需氧量与吸氧量之间达到动态平衡,体内不发生乳酸堆积,心率、心输出量和肺通气量等保持稳定,因此可持续运动时间长、安全性高,可以提升机体最大摄氧量水平和无氧性作业阈值,进而可改善人的有氧工作能力。

3.3 血乳酸在体育科学研究中的应用

血乳酸的变化是骨骼肌等组织中乳酸生成速率、肌乳酸进入血液的速率和血液中乳酸消除速率之间平衡的表现。因此,可以通过测定血乳酸浓度的变化来反映肌肉中乳酸浓度的变化。运动停止后血乳酸值存在较大个体差异。血乳酸浓度高而成绩不佳,往往说明队员状态不佳或者有氧代谢能力太低;成绩好且血乳酸浓度高,说明该队员的耐酸能力较强,无氧酵解供能发挥了较大作用;成绩好而血乳酸低说明该队员还有潜力,通过耐酸训练,有望进一步提高成绩。商勇等的研究显示在400m跑的运动过程中,力量的变化是产生技术结构变化的原因,而其直接原因是血乳酸的不断积累使得力量减小[3]。BenekeR等报道称短时间大强度运动后,最大血乳酸浓度小男孩较青少年和成年人出现更早且表现值更低,且其血管外乳酸浓度也相对较低[4]。在中、低强度运动时,肌肉组织并不缺氧,因此此时乳酸的生成不是因为缺氧而引起,其主要原因是氧的利用率不高所致。因运动刺激肌糖原分解速率迅速提高的过程大约需要30s,进而使得细胞质内的丙酮酸和还原性辅酶I(NADH+)生成速率达最大值,线粒体内丙酮酸和还原型辅酶I氧化速率提高到最大值的激活过程需要1～2min,因此,在线粒体达到最大有氧代谢速率之前,即使有氧气存在,也会由于丙酮酸和还原型辅酶I的生成速与氧化速率之间的暂时不平衡而导致细胞质内丙酮酸和还原型辅酶I堆积,引起乳酸生成增多[2]。运动中和运动后乳酸被不断消除,消除的途径主要有:第一,在骨骼肌和心肌等组织内氧化成二氧化碳和水;第二,在肝脏和骨骼肌内重新合成葡萄糖和糖原;第三,在肝内合成脂肪、丙氨酸等[2]。Charpie JR等的研究认为连续测定某一个病危病人的血乳酸值或许是有效预测死亡的辅助手段,并推测在不远的将来,血乳酸的测量或许有可能会允许适时的修改病人的治疗方案[5]。

4 结语

相同强度的运动中,心率和血乳酸表达出个人的有氧运动能力,运动后血乳酸浓度持续变化,不同运动能力的人血乳酸的恢复速率存在较大差异。

[1]王博,李洁,张晓奕.不同运动强度对运动员血乳酸影响的研究进展[J].河北能源职业技术学院学报,2009(1):76-78.

[2]林文弢.运动生物化学[M].北京:人民体育出版社,2009:51-57.

[3]商勇.男子400m跑不同阶段、不同间歇期血乳酸、力量变化规律及相互关系的研究[J].中国体育科技,2005,41(5):116-118.

[4]R.Beneke.Modeling the blood lactate kinetics at maximal short-term exercise conditions in children,adolescents, and adults[J].Journal of Applied Physiology,2005,99(2):499-504.

[5]Charpie JR.,Dekeon MK, Goldberg CS, et al.Serial blood lactate measurements predict early outcome after neonatal repair or palliation for complex congenital heart disease[J].The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery,2000,120(1):73-80.