吸气肌训练在有氧运动中应用的现状

2018-11-27 07:48
体育科技 2018年3期
关键词:呼吸肌吸气有氧

金 哲 王 琼



吸气肌训练在有氧运动中应用的现状

金 哲1王 琼2

(1.广西体育运动创伤专科医院,广西 南宁 530031;2.广西体育高等专科学校,广西 南宁 530012)

吸气肌训练对有氧运动项目的运动能力有积极的作用。在有氧运动项目的吸气肌训练中,建议使用阈值压力负荷训练器(POWERbreathe)进行训练,训练周期可选择4-10周,每周3-5次,采用的训练量负荷可为50%-60%的最大吸气压。

吸气肌;训练;有氧运动

呼吸功能包括吸气和呼气两部分功能。吸气肌的训练相对于呼气肌而言,更具有实际意义,因为吸气肌训练加强了吸气过程在整个气体交换过程中的主动性[1],可增加气体的摄入量和摄入的主动性。在“中国知网”中英文文献中,以“吸气肌训练”或“inspiratory muscle training”为主题词进行检索,共搜索到十年来的相关英文文献447篇和中文文献62篇。其中以吸气肌训练以有氧运动能力为研究对象的具有参考价值的文献19篇,本文对研究成果进行小结。

1 吸气肌训练与有氧运动能力的表现

对比吸气肌训练前后的数据,研究对象的实际运动能力和自我感受都发生显著性积极变化的文献数量为17篇,占参考文献总数的89.5%,其中研究涵盖的项目包括:游泳、篮球、田径、负重长跑、自行车、足球、划船、YO-YO测试等有氧运动项目。

人体呼吸功能与运动能力密切相关,呼吸功能降低则会限制运动能力。吸气肌疲劳时,会刺激交感神经元活性增强,引起肢体下肢骨骼肌血流量下降, 以致减弱肢体的运动能力[2]。同时,为了维持一定运动强度下的肺部通气量, 吸气肌也相应地增加了自身的血流量,导致骨骼肌的血流量进一步减少,即出现血液“窃流现象”,可能引起呼吸困难感增强, 这种不适感也会限制运动能力的发挥[1]。吸气肌训练后,静息时和运动后的吸气肌力和耐力都分别得到了提高[3],高强度运动期间的心血管和神经感知反应耐受力也有所增加,运动适应能力也随之增强[4-7]。

另有2篇文献对吸气肌训练的作用评价为中性,即吸气肌的训练结果在研究对象的运动能力上未发生显著变化,占参考文献总数的10.5%。这两项研究的项目分别是100M-200M短距离游泳和军事体能项目。Thomaidis等认为,100M-200M短距离游泳项目中吸气肌训练对运动能力影响不大的主要原因,是因为研究发现300米以上距离的游泳才会出现呼吸肌疲劳的情况[8,9]。在军事体能项目的吸气肌训练中,参与试验的军人采用吸气肌训练负荷为呼吸抗阻阈值压力为最大吸气压的90%[10],笔者认为,因为吸气肌训练的阈值压力负荷与通常军事体能训练中呼吸肌的实际负荷不相匹配,所以吸气肌训练的效果未能在实际运动中有所表现。

总体来看,吸气肌训练对有氧运动项目的运动能力有正面和积极的作用。

2 吸气肌训练的测试指标

吸气肌测试常用指标有:最大口腔吸气压(maximum inspiratory pressure, MIP)和负荷呼吸时间(the time of loading breathing)[1]。最大口腔吸气压的增大反映了吸气肌肌力功能的增强,负荷呼吸时间的增加则反映出吸气肌耐力功能的增强[11,12],这两个指标的显著性改变直接反映出呼吸肌训练前后呼吸能力的变化。文献的研究结果表明,吸气肌训练后的最大口腔吸气压和负荷呼吸时间都较吸气肌训练前有了显著性改变。

此外,文献还分别报道以下测试指标发生了显著性变化:呼吸每分钟通气量增加、机体无氧阈时间延长[13,14],第一秒用力呼气量(FEV1)增加、用力肺活量(FVC)增大、最大呼气流量(PEF)增大,肌肉脱氧指标变化(muscle deoxygenation changes)[15],自主二氧化碳通气时间加长,血乳酸清除率增加[16],乳酸阈变化[17]、血清睾酮/皮质醇比变化等[18]。

未发生显著性变化的测试指标有:总血红蛋白和肌红蛋白没有显着差异[15],运动技术能力,短距离游泳的速度[8,9],通气无氧阈(VT)[14],最大摄氧量[17,18]。

以上文献中测试指标的显著性变化,反映出吸气肌训练后机体气体交换功能的显著性增强,也为运动能力的整体改善提供了有力依据。

3 吸气肌训练的设备和方式

文献中吸气肌训练设备选择的大都是操作简便、负荷稳定的阈值压力负荷训练器(POWERbreathe)[19]。

目前公认的吸气肌训练设备主要有四种:非线性阻力呼吸器、阈值压力负荷训练器、限速阈压力负荷吸气肌训练仪和靶流量阻力装置[1]。它们主要的区别是:阈值压力负荷训练器与非线性阻力呼吸器相比较,具有压力负荷容易调节,压力负荷稳定的特点[2,20]。阈值压力负荷训练器、限速阈压力负荷吸气肌训练仪和靶流量阻力装置都是以阈值压力作为训练负荷,属于同一性质的训练方式。限速阈压力负荷吸气肌训练仪和靶流量阻力装置是阈值压力负荷训练器的升级,主要以特殊病患为对象。

普通人需要每周至少三次,连续4周以上的吸气肌训练才会在呼吸肌肌力方面带来明显改变,并且连续6周以上的训练才会使发生的改变得以保持[21-23]。而对于有氧运动项目来说,建议根据不同运动项目的特点和需要,采用相适应的呼吸肌训练方式才能够带来最佳的训练效果[24]。

在吸气肌训练后运动能力有整体提高的17篇文献中,训练的阈值压力负荷是40%-80%的最大吸气压力,训练的周期从4周-24周。其中以50%-60%的最大吸气压力作为阈值压力负荷的文献比例占80%,训练周期选择4周-10周的比例占87.65%。

4 小结

人体呼吸功能对有氧运动能力有着重要的影响。呼吸肌力量增强,有助于运动中和运动后气体的交换,有助于保持有氧运动下肢的血流灌注量,有利于运动中能力的发挥和运动后机能的恢复[25]。

吸气肌的训练在有氧项目中具有重要的实际作用,那是因为吸气过程在整个气体交换过程中都是主动进行的,吸气肌肌力的增强,可增加携氧量,提高心脏的输出效率,改善血液分配,改善神经营养。

与国外体育强项相比较,呼吸肌的训练是我国有氧运动项目的一个短板。在有氧运动项目的吸气肌训练中,我们建议使用阈值压力负荷训练器(POWERbreathe)进行训练,训练周期可选择4周-10周,每周3-5次的训练时间,采用的训练量负荷可为50-60%的最大吸气压力。

[1] 郭佳宝,朱毅.吸气肌训练的临床研究进展.中国康复医学杂志,2014,9:888-892.

[2] 黄传业,潘明玲. 呼吸肌训练在体育运动中的研究进展. 科教文汇,2009,11:283-285.

[3] Uemura Hiromi, Lundgren Claes, Ray Andrew D, et al. Effects of different types of respiratory muscle training on exercise performance in runners. Military Medicine,2012,5:559-566.

[4] Faghy Mark A, Brown Peter I. Training the inspiratory muscles improves running performance when carrying a 25 kg thoracic load in a backpack[J]. European Journal of Sport Science,2016,5:585-594.

[5] M. O. Segizbaeva, N. N. Timofeev, Zh. A. Donina, et al. Effects of inspiratory muscle training on resistance to fatigue of respiratory muscles during exhaustive exercise[J]. Springer,2015:35-43.

[6] A. M. Edwards. Respiratory muscle training extends exercise tolerance without concomitant change to peak oxygen uptake: Physiological, performance and perceptual responses derived from the same incremental exercise test. Respirology,2013,18(6):1022-1027.

[7] 王松,韩峰,张爱军,等. 运动性呼吸肌疲劳与耐力性项目的运动能力.体育科技文献通报,2011,19(1):117-119.

[8]Andrew E,Sarah Brown,Alison McConnell. Inspiratory muscle training improves 100 and 200 m swimming performance[J]. European Journal of Applied Physiology,2010,108(3):505-511.

[9] Thomaidis S P, Toubekis A G,Mpousmoukilia S S, et al.Alterations in maximal inspiratory mouth pressure during a 400-m maximum effort front-crawl swimming trial[J].Journal of Sports Medicine and Physical Fitness,2009,2:194-200.

[10] Sperlich Billy,Fricke Hannes, de Marées, et al. Does respiratory muscle training increase physical performance?[J].Military Medicine,2009,9:977-982.

[11] Ren J Shei, Martin Lindley, Ken Chatham, et al. Effect of flow-resistive inspiratory loading on pulmonary and respiratory muscle function in sub-elite swimmers[J].Journal of Sports Medicine and Physical Fitness,2016,3:392-398.

[12] Mustafa Özdal. Influence of an eight-week core strength training program on respiratory muscle fatigue following incremental exercise[J]. Isokinetics and Exercise Science,2016,3:225-230.

[13] 帅贞瑜.呼吸肌抗阻训练对游泳运动员通气无氧阈的影响[C].2015第十届全国体育科学大会论文摘要汇编,2015,3:3525-3526.

[14] 帅贞瑜.北京体育大学男大学生吸气肌抗阻训练对肺功能及通气无氧阈的影响[D].北京体育大学,2016.

[15] L.Turner, S.Tecklenburg-Lund, R.Chapman, et al. The effect of inspiratory muscle training on respir atory and limb locomotor muscle deoxygenation during exercise with resistive inspiratory loading[J]. Int J Sports Med,2016,37(08):598-606.

[16] Peter I.Brown,Graham R. Sharpe,Michael A. Johnson. Loading of trained inspiratory muscles speeds lactate recovery kinetics[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise,2010,6:1103-1112.

[17] 王男.利用呼吸机训练提高优秀竞走运动员呼吸能力的实际应用研究[D].辽宁师范大学,2012.

[18] 黄兴.优秀赛艇运动员2008奥运会前多年度训练周期机能特征的研究[D].首都体育学院,2009.

[19] 施斌,卢永军,顾宇彤等.限制吸气流速对吸气肌训练的临床价值[J].中国康复,2001,16(1):10-11.

[20] 王兴旗,李淑英,于明忠,等.阈值压力吸气肌锻炼装置设计及性能测定[J].中华物理医学杂志,1998,20(3):162-164.

[21] McEntire Serina J, Smith Joshua R, Ferguson Christine S, et al. The effect of exercise training with an additional inspiratory load on inspiratory muscle fatigue and time-trial performance.Respira tory Physiology & Neurobiology,2016,230:54-59.

[22] 周善阳.吸气肌训练对体育专业男生肺功能和有氧耐力的影响[D].南京师范大学, 2015.

[23] 高良光,高見彰淑,皆方伸.A study of the high-intensity inspiratory muscle training in healthy subjects[J].The Journal of the Japan Society for Respiratory Care and Rehabilitation,2010,1:64-68.

[24] Illi SK1, Held U, Frank I, et al. Effect of respiratory muscle training on exercise performance in healthy individuals: a systematic review and meta-analysis[J].Sports Medicine,2012,8:707-724.

[25] S. Forbes,A. Game,D. Syrotuik, et al. The effect of inspiratory and expiratory respiratory muscle training in rowers[J].Research in Sports Medicine,2011,4:217-230.

On the Present Situation of the Application of Inspiratory Muscle Training in the Aerobic Exercise

JIN Zhe, etal.

(Guangxi Sports Trauma Hospital, Nanning 530031, Guangxi, China)

金哲(1971-),研究生,副主任医师,研究方向:康复医学。

王琼。

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