能量视角下运动员呼吸肌功能训练的价值研究

王 伟 马 策



能量视角下运动员呼吸肌功能训练的价值研究

王 伟 马 策

（沈阳体育学院，辽宁 沈阳 110102）

国内有关呼吸肌功能训练的研究多集中针对相关肺病患者，关于运动员呼吸肌功能训练的研究较少。文章从能量视角对运动员呼吸肌功能训练的价值方面进行论述，以期为运动员训练提供新的思路。

呼吸肌；功能训练；肺功能；核心稳定性

人类通过呼吸肌的收缩与舒张活动来完成呼吸这种基本的生理过程，以维持机体的正常生命活动。与呼吸有关的肌肉被称为呼吸肌，其中最重要的是膈肌约占吸气肌的 60%—80%。有研究表明，对运动员来说当运动强度大于80%VO2max或进行中等强度的运动时间超过120分钟时, 膈肌很容易出现疲劳，当膈肌出现疲劳时会导致呼吸效率下降；心肺耐力降低等一系列的生理变化。而这些变化的发生会直接影响运动员运动过程中的能量供给，从而使其运动能力下降。一般性的训练并不能解决此类问题，因此对运动员来说进行专门的呼吸肌功能训练十分重要。

1 呼吸肌疲劳

1.1 呼吸肌疲劳的定义及其作用机制

呼吸肌疲劳通常被定义为呼吸肌的收缩不能继续产生维持足够肺泡通气所需的驱动压。通常情况下我们所说的呼吸肌疲劳主要是指膈肌发生了疲劳，但除此之外，其他呼吸肌也有发生疲劳的可能。研究显示，运动强度大于80%VO2max或进行中等强度的运动时间超过120分钟时，呼吸肌疲劳很容易发生[1]。

目前认为呼吸肌疲劳的产生主要存在以下两种作用机制。第一种是由于中枢驱力下降或不足所引起的中枢性疲劳。第二种是由于神经肌肉连接部位的冲动传递产生了障碍和（或）肌细胞兴奋－收缩耦联过程出现了问题以及肌细胞能量代谢的失衡等原因所引起的外周性疲劳。

1.2 呼吸肌疲劳对运动员成绩的影响

呼吸肌疲劳会使肢体的血氧供应降低，导致能量供给不足以及乳酸堆积，从而使运动肌肉的功能下降。毫无疑问，这些生理上的变化将会对运动员的运动成绩造成严重的影响。研究显示，在运动过程中人为地降低运动员呼吸肌的部分工作负荷后，运动员的股四头肌力量下降速率有很大程度的降低，运动员自我疲劳感减少。当采用呼吸阻力设备人为地增加运动员呼吸肌的工作负荷时，其股四头肌的疲劳程度比没有使用呼吸阻力设备的运动员高40%，同时自我疲劳感也有所增加。运动肌肉发生疲劳之后，持续高强度的运动会使呼吸在主观感觉上更加的费力，这也使得运动负荷进一步增加。此外，呼吸肌疲劳还会引起不良的通气反应，如浅而急的呼吸方式和渐增性的主观呼吸费力感，通常两者相伴而生，使得运动员的运动成绩下降。Martin[2]等让受试者以60%的最大通气量呼吸，运动150分钟，在如此之大的通气之后，受试者的最大跑速所维持的时间显著减少，减少的时间为6.5分钟至7.6分钟。Verges[3]等在进行12分钟跑测试之前先使实验组受试者的呼吸肌发生疲劳，最后发现实验组受试者12分钟跑的距离明显没有对照组长。以上实验均证明，呼吸肌疲劳会使运动员成绩下降，因此对运动员进行呼吸肌功能训练十分必要。

2 呼吸肌功能训练

2.1 呼吸肌功能训练的原理及方法

经过运动训练后，呼吸肌和其他骨骼肌一样也会发生一系列适应性的反应，主要表现为毛细血管和肌纤维数量的增加，磷酸化酶、乳酸脱氢酶、磷酸果糖激酶和枸椽酸合成酶的活性升高以及糖原形成的速度加快。这些生理生化上的变化增强了肌肉的代谢速率，同时也提高了肌肉的功能和神经适应性。从而使呼吸肌的力量和耐力得到一定程度的提高。值得一提的是，这些变化与训练的强度、类型有关[4]。呼吸肌功能训练的方法可分为强度训练和耐力训练两大类，包括过度呼吸训练、吸气阈值压力负荷训练、抗阻呼吸训练等多种训练方式[5]，其中，吸气阈值压力负荷训练(IPTL)和抗阻呼吸训练(IRL)在运动员呼吸肌功能训练中较为常用。

2.2 呼吸肌功能训练的价值

2.2.1 提高肺功能，有效地产生能量（生化能）

安江红，樊云彩[6]利用Spiro Tiger便携式呼吸肌功能训练仪针对花样游泳运动员进行五周的呼吸肌系统训练后，他们的的平均肺活量由训练前的4.38L提升到4.54L，增加率为3.65%、用力肺活量由训练前的3.80L提升到3.93L，增加率为2.89%、最大通气量由训练前的122.2L/min提升到127.1L/min，增加率为4.0%、吸气肌强度由训练前的110.6cmH2O提升到125.6cmH2O、吸气流量由训练前的6.2L/S提升到6.9L/S。祁耀[7]将18名青年男性手球运动员随机分为 IMT 组（n=9）和对照组（n=9）。IMT 组进行为期4周的吸气肌训练，采用压力—阈值抗阻负荷训练后发现 IMT 组 FVC（用力肺活量）、VT（潮气量）、VE（安静通气量）、MVV（最大通气量）等与肺功能有关的指标均有显著提升。孙凯利等[8]利用Spiro Tiger Smart 型呼吸肌功能训练仪，对辽宁省田径运动管理中心6名优秀女子中长跑运动员进行呼吸肌功能训练后，平均通气量显著性提高（P < 0.05），赵凡等[9]对古典跤运动员进行五周的呼吸肌功能训练后，肺活量、每分最大通气量等均有显著提高。

以上研究均证明呼吸肌功能训练确实可以提高运动员的肺功能，但其具体的作用机制目前尚不明确。有些学者认为，呼吸肌功能训练提高了呼吸肌的力量和耐力水平，使得膈肌的运动幅度增大，进而有效的扩大了胸腔，提高了肺部通气效率以及呼吸肌的代谢水平，从而提高了运动员的肺功能。而肺功能的提高可以使运动员在运动过程中获得更多的氧气，通过有氧供能系统产生更多的能量以供运动所需。

2.2.2 延缓肌肉疲劳，有效地转换能量（生化能→动能）

在进行大强度或者长时间中等强度的运动时，呼吸肌疲劳现象很容易发生，当呼吸肌疲劳现象发生时会直接限制运动员吸氧和呼出二氧化碳的能力，从而导致运动肌肉供氧不足产生疲劳。而经过呼吸肌负荷训练后，呼吸肌的机能增强，再进行某种固定负荷的运动时，其所承受的工作负荷相对降低，呼吸肌自身的需氧量也会有所下降，因此分配到呼吸肌的血流量相对减少，这使得呼吸肌与运动肌之间的血流竞争作用减弱，因而更多的血流带着氧气被分配到运动肌，在运动肌线粒体中参与有氧供能产生更多的能量供给运动肌肉，同时大量的血液可以将运动肌肉产生的乳酸带到肝脏中重新转变成糖原或葡萄糖，这些都延缓了肌肉疲劳现象的发生。没有疲劳现象时，肌肉可以正常做功，能量便可以转换为产生运动所需要的动能。

2.2.3 提高核心稳定性，有效地传递能量（动能）

核心稳定性对运动员来说十分重要，它为运动肌肉的发力建立支点，为上下肢力量在运动链上的传递创造条件[10]。运动员核心稳定性的提高可以增强身体在运动过程中的稳定性和控制力，为身体更好地发力创造有利条件，以减少无谓的能量消耗，提高能量传递的有效性。我们可以用一个简单的技术动作来作分析，例如羽毛球运动员在做挥拍动作时往往会侧身站立向后引拍，而后在击球的一瞬间支撑腿用力蹬地将球击出。这个动作可以使得下肢能量通过核心区域传递到上肢进而增强击球力度。在此过程中核心区域则无可替代的充当了上下肢能量传递的“桥梁”一角，而“桥梁”的稳定与否直接决定了能量传递是否足够有效。

众所周知，要提高运动员的核心稳定性就得对其进行针对性训练，然而却很少有人知道呼吸肌功能训练也能提高运动员的核心稳定性。研究证明，通过呼吸肌功能训练可以增强呼吸肌的力量和耐力。而呼吸肌力量的加强使运动员在运动中呼吸时核心区主要呼吸肌的收缩力度得以增加（如膈肌、腹直肌、腹横肌、腹内斜肌、腹外斜肌、下后锯肌和腰方肌等），进而使得腹内压和胸腰筋膜张力的升高幅度增大，腰椎和躯干的稳定性变强。徐婷[11]在对拉丁舞运动员进行八周呼吸肌功能训练后发现拉丁舞运动员核心区腹部、背部、髋部、在矢状轴上的稳定性均得到了不同程度的提高。

3 小结

运动员在一定负荷下进行运动时会使呼吸肌产生疲劳，导致运动员成绩受到一定的影响。对运动员进行呼吸肌功能训练可以提高运动员的肺功能以及核心稳定性，有效的延缓肌肉疲劳的发生。而这些能力的提高可以使能量的产生、转换和传递更加的有效，从而达到帮助运动员提高运动成绩的目的。因此我们应该将呼吸肌功能训练运用到运动员日常体能训练当中，根据不同运动员的身体机能状态和实际训练效果合理的设计训练方案，使其更好的为竞技体育服务。

[1]田野.运动生理学高缀教程[M].北京:高等教育出版社,2003:122-125.

[2]MARTIN B, HEINTZELMAN M, CHEN H I. Exercise performance after ventilatory work.[J]. Journal of Applied Physiology Respiratory Environmental & Exercise Physiology, 1982, 52(6):1581.

[3]VERGES S, SAGER Y, ERNI C, et al. Expiratory muscle fatigue impairs exercise performance[J]. European Journal of Applied Physiology, 2007,101(2):225-232.

[4]纪树国,高和.呼吸肌强化训练对呼吸肌功能的作用[J].解放军医学杂志,1994(6):475-477.

[5]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：南京师范大学,2015.

[6]安江红,樊云彩,赵之光.利用便携式呼吸肌训练仪提升运动员呼吸肌肌力的应用研究[C].全国竞技体育科学论文报告会， 2013.

[7]祁耀.吸气肌训练对手球运动员肺功能和有氧耐力影响的实验研究[D].苏州:苏州大学,2017.

[8]孙凯利,颜智，曹文渊.优秀女子中长跑运动员冬训期呼吸肌训练效果观察[J].中国运动医学杂志,2013, 32(12):1114-1114.

[9]赵凡.呼吸肌训练对备战全运会优秀古典跤运动员肺功能的影响[A].中国体育科学学会运动生理与生物化学分会.第四届（2016）全国运动生理与生物化学学术会议——运动·体质·健康论文摘要汇编[C].中国体育科学学会运动生理与生物化学分会:中国体育科学学会,2016:2.

[10]韩春远,王卫星,成波锦，等.核心力量训练的基本问题——核心区与核心稳定性[J].天津体育学院学报,2012, 27(2):117-120.

[11]徐婷.八周呼吸肌训练对拉丁舞运动员身体稳定性的影响[D].北京：北京体育大学,2017.

Study on the Value of Athletes' Respiratory Muscle Function Training from the Perspective of Energy

WANG Wei, etal.

（Shenyang Sport University, Shenyang 110102, Liaoning, China）

王伟（1995—），硕士生，研究方向：运动训练理论与实践、体能训练理论与实践。