青少年游泳运动员有氧能力表型指标的测量与评价

宋 闪，赵震威

(1.上海体育科学研究所,上海 200030; 2.上海游泳队，上海 201713)

青少年游泳运动员有氧能力表型指标的测量与评价

宋 闪1，赵震威2

(1.上海体育科学研究所,上海 200030; 2.上海游泳队，上海 201713)

采用文献资料法和实验法,对上海青少年游泳运动员进行最大摄氧量等表型指标的测量,主要采用间接测量法(功率自行车)和直接测量法(水槽中使用气体代谢分析仪),了解目前青少年游泳运动员的有氧能力现状及不同测量方法的利弊,为我国青少年游泳运动员有氧能力表型指标的测量提供依据。

青少年游泳运动员;有氧能力;测量;评价

1 项目特征及游泳运动员有氧能力

进入21世纪以来,国际竞技游泳水平得到前所未有的发展,优秀运动员不断刷新世界纪录,中国游泳队也涌现出一批世界顶级水平的游泳选手。游泳项目选材研究越来越受到国人的重视和关注。

游泳运动是需要克服水的阻力,利用水的浮力,在水的特殊环境中进行的体育项目。速度和耐力是影响成绩的主要因素,是人体重要的能力表型指标。优秀游泳运动员必须具备较全面的速度和耐力素质、出发和冲刺时的爆发力、途中游保持高速的耐力以及精湛的出发转身技术等。耐力的提高需要强大的有氧能力,有氧能力是耐力的基础[1]。

良好的有氧能力能够快速地消除运动员在比赛或者训练时积累的疲劳,运动员能够承受更大的负荷,从而提高训练的效果[3]。随着运动员有氧能力的提高,机体携氧和利用氧气的能力也会增强,从而获得更多的能量补充。竞技游泳对运动员的有氧能力要求更高,有氧能力与遗传关系较大。Hgabegr等许多学者的研究也指出,最大摄氧量与遗传的关系十分密切,遗传度可达80%～90%。但也有学者认为,虽然通过训练,运动员的有氧能力提高的幅度不如无氧阈,但最大摄氧量的绝对值和相对值有一定提高,而且青少年在不同年龄阶段,采用不同的训练方式,提高的幅度也不尽相同[2]。Nikolic和Baltaci等分别用功率自行车和跑台对9～15岁经过良好训练的游泳运动员和不进行锻炼的对照组进行测试,结果发现,青少年期间进行一定的运动训练能提高机体的最大摄氧量[3]。所以,进行有氧能力表型指标的测量,能及时了解运动员的心肺功能,对游泳运动员的选材、耐力水平的评价及科学化训练提供了方向。

在进行最大摄氧量测量时,由于测量方式和测量工具的不同,可能造成数据结果的差异。除了测量工具与手段的不同,运动员的机能状态、运动的方式、主观努力程度等都会对测量数据造成影响[4]。如运动员正处于疲劳状态,或者运动员未尽全力,或者运动员平时下肢锻炼较少等,都会影响这类与运动能力相关的表型指标的测量结果。所以,本文通过实验比较分析直接测量法(水槽)和间接测量法(功率自行车),为青少年游泳运动员有氧能力表型指标的测量提供参考依据。

2 水槽训练系统与功率自行车测量方法比较

游泳运动员最大摄氧量的测量往往采用水槽的直接测量法和功率自行车的间接测量法2种。

2.1 最大摄氧量的直接测量法(水槽)

直接测量法是指受试者在实验室或者在训练场地利用跑步机、功率自行车等进行极限运动,使用气体代谢分析仪直接测定最大摄氧量的一种方法[5]。直接测量法通常采用跑台、功率自行车等。鉴于采样人群均为游泳运动员,一般采用游泳水槽训练系统进行水中递增负荷实验,实验条件贴近项目运动。

测量仪器:水槽运动训练系统、K4B2便携式心肺功能测定仪。

测量方法:青少年自由泳运动员在游泳水槽中进行最大摄氧量测试时,起始负荷一般采用1.20 m/s(男)和1.16 m/s(女),递增负荷采用每分钟递增0.04 m/s(因为0.03 m/s的速度递增,运动员的运动时间过长,极易疲劳;0.05 m/s的速度递增,短时间内速度太快,也不容易测量最大摄氧量)。所有受试运动员均采用自由泳泳姿。受试者在测量前经过至少2次的最大摄氧量测试适应和水槽适应性训练,并且运动员测量前一天未有大强度运动训练,尚未有疲劳状态出现[6]。

最大摄氧量的直接判定标准:1)心率大于180次/min;2)呼吸商大于1.10,青少年大于1.00;3)吸氧量不再增加而出现平台,差值小于150 ml/min或2 ml/kg/min或者下降;4)运动后最高血乳酸大于8.0 mmol/l;5)受试者力竭。以上5项出现4项指标,则判定为达到最大摄氧量测试标准[7]。

2.2 最大摄氧量间接测量方法(功率自行车)

测量仪器:Monark839-E功率自行车,遥测心率表Polar S-610。

测量指标:记录每个阶段的功率、最后15 s稳定的心率等表型指标数值。

测量方法:受试运动员佩带遥测心率表,调节座椅垫高度,在功率自行车上连续蹬骑,以规定的运动负荷进行递增运动。起始功率为100 W,然后每3 min以25 W的功率递增,当运动负荷使运动员心率达到170 次/min左右便停止运动,同时要求测量每个阶段最后15 s的心率变化相差不超过5～6次,如果两平均心率相差超过5～6次,那么必须保持同样的负荷继续运动,直到最后15 s的心率变化相差不超过5～6次。记录指标:记录每个阶段的功率及其对应最后15 s稳定的心率[8]。

2.3 不同测量方法的比较(表1)

表1 2种不同测量方法比较

3 不同测量方法获得的数据比较

3.1 研究对象

上海市游泳队运动员17人,其中男6名,女11名,基本情况见表2。

表2 上海市游泳队运动员基本情况

3.2 测量方法

在方案准备前一周,运动员分别熟悉水槽训练系统和功率自行车进行适应性训练,告知运动员测量的方案，做好身体准备和注意事项。测量开始,受试者逐一完成水槽训练系统测量,间隔2周后再进行功率自行车间接测量,针对测量数据进行统计分析。统计采用 Paired-Samples T Test进行分析评价,Pearson 相关性分析2种测量方法所获取的最大摄氧量相关关系。

3.3 结果与分析

从2种表型指标测量结果可以看出,采用直接测量法(水槽)最大摄氧量表型数值的结果为55.10±6.48 ml/kg/min,间接测量法(功率自行车)表型数值的结果为53.45±4.47 ml/kg/min,显然,直接测量法(水槽)的测试值高于间接测量法(功率自行车)的数值。从测量结果来看,使用直接测量法(水槽)测出的值反映出游泳运动员具有较高的有氧能力。笔者分析认为:第一,使用直接测量法(水槽)运动员在测试中需要手脚配合,动用了身体大量的肌肉群,消耗了更多的氧气,摄氧量会有所增加,并且水槽中的水流速度采用了逐级递增负荷,也符合植物性神经所控制的内脏器官动员的特征[9],所以表型数值结果较高。第二,功率自行车主要动员了运动员的下肢肌肉,全身肌肉群尚未全部参与运动,也许是下肢肌肉首先出现疲劳[6],导致表型数值结果较低。第三,测试样本均为游泳运动员,游泳运动员更多的训练在水中进行,可能存在运动员下肢力量薄弱,或者不习惯使用功率自行车,测量过程中未能竭尽全力,导致表型数值结果偏低。

本文对2种测量方法测量结果进行Pearson相关性分析,相关系数为0.76。从这些研究结果中可以看出,虽然2种测量方法测得的最大摄氧量存在一定的差异,但呈现高度相关。相关研究表明[10-11],游泳运动员的训练水平越高,不仅正常游泳测量的最大摄氧量高,而且使用其他测量方法测量的最大摄氧量也高,测量方法之间具有良好的相关性。虽然使用水槽直接测试法更加贴合游泳项目的特点,但操作过程中需要受试者的高度配合,且在测量过程中不能及时了解运动员的实时状态,并存在呛水的风险,如若发生呛水情况只能重新安排测量,造成重复采样和运动员机体疲劳,也会影响测试结果。所以,在不具备水槽测量条件的情况下,采用功率自行车间接测量法能较好地评价青少年游泳运动员的有氧能力。

4 结论

直接测量法(水槽)最大摄氧量表型数值高于间接测量法(功率自行车)。这表明使用水槽训练系统测得的数值反映游泳运动员具有较高的有氧能力。

从相关性分析可以看出,虽然2种测量方法测得的最大摄氧量存在一定的差异,但呈现高度相关。所以,在不具备水槽测量条件的情况下,采用功率自行车间接测量法也能较好地评价青少年游泳运动员的有氧能力。

鉴于本研究样本量偏少,可能会影响研究结果。今后的研究需要进一步扩大样本量,特别是对优秀运动员的队列研究,使分析讨论更加充分准确。

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上海市科委项目(16JC1400503)