王润极 阎守扶 吴昊
摘 要:目的:探討亚高原训练期间坐姿残疾人冬季两项男子运动员机能状态指标的变化特点。方法:以10名坐姿残疾人冬季两项男子运动员为研究对象,分别在亚高原训练期第1至4周的赛前训练阶段,第5至6周的赛中阶段和第7至8周的赛后调整阶段的每周休息日,使用美国Omega wave竞技状态综合诊断系统进行仰卧位状态身体机能测试,测试指标包括自主神经指标(Avag、Asym、TI、LF/HF)、心电变异及脑直流电位指标(ASI、ANSI、RP)和心脏系统状态指标(SI、FI、ARI)。结果:亚高原环境训练期间Avag出现一定程度的下降,Asym出现先下降后上升的趋势,赛中与赛前阶段相比Avag、Asym和TI分别下降0.03%、0.09%和0.23%,LF/HF升高0.53%;赛后调整阶段相较于赛中Avag明显下降0.34%(p<0.05),Asym、TI分别升高0.15%、0.03%;LF/HF升高1.07%,显著高于赛前训练阶段(p<0.05)。ASI出现下降趋势,ANSI 、RP指标呈现上升趋势;与赛前训练阶段相比,赛中阶段ASI下降0.03%,ANSI 、RP分别上升0.02%和2.10%(p<0.01);赛后调整阶段相较于赛前ASI下降0.05%(p<0.05),ANSI、RP 分别上升0.02%、2.33%(p<0.01)。SI、FI均出现先升后降的趋势,ARI在赛后调整阶段有所下降;与赛前训练阶段相比,赛中阶段SI和FI分别上升0.02%和0.15%;赛后调整阶段SI、ARI分别降低0.20%、0.09% ,FI指标与赛中阶段相比下降0.21%(p<0.05)。结论:1)8周亚高原训练坐姿残疾人冬季两项男子运动员自主神经变化特点主要受到低氧环境和训练负荷刺激,低氧环境刺激更倾向于影响初上亚高原时运动员身体机能状态,而中后期主要受训练比赛安排的影响;2)8周亚高原训练对坐姿残疾人冬季两项男子运动员中枢神经系统调节能力提升有促进作用,对增强运动员抗应激能力和适应能力有所帮助。3)8周亚高原训练结合高强度比赛造成运动员赛后调整阶段的迷走神经功能紊乱、有氧能力指数下降、疲劳恢复效率降低。应科学调整亚高原训练的时间和负荷强度,上高原前应强化坐姿残疾人冬季两项男子运动员的有氧代谢能力,注重监控心脏系统状态和保护残肢末端微循环,保证残疾人运动员身体机能状态的适应与疲劳恢复。
关键词:残疾人冬季两项;亚高原训练;坐姿;身体机能
中图分类号:G 808.14 学科代码:040303 文献标识码:A
Abstract:Objective: To explore the change characteristics of the functional status indexes of seated disabled biathlon male athletes during sub-altitude training. Method:10 male seated disabled biathlon male athletes were selected as the research objects, and the pre-match training phase from the first to the fourth week of the sub-altitude training period, the mid-race phase from the fifth to sixth week and the seventh to eighth week on the weekly rest days of the post-match adjustment phase, the U.S.-made Omega wave athlete real-time functional status comprehensive diagnosis system is used to perform physical function tests in the supine position. The test indicators include autonomic nerve indicators (Avag, Asym, TI, LF/HF), ECG variability and brain direct current potential indicators (ASI, ANSI, RP) and cardiac system indicators (SI, FI, ARI). Results: During the sub-altitude environment training, the Avag decreased to a certain extent, and the Asym showed a trend of first decline and then rise. Compared with the pre-competition stage, Avag, Asym and TI decreased by 0.03%, 0.09% and 0.23%, respectively. LF/HF Increased by 0.53%; in the post-match adjustment phase, Avag significantly decreased by 0.34% ( p<0.05), Asym and TI increased by 0.15% and 0.03% respectively; LF/HF increased by 1.07%, significantly higher than before the game Training stage ( p <0.05). ASI showed a downward trend, and ANSI and RP indicators showed an upward trend; compared with the pre-match training phase, the mid-match ASI decreased by 0.03%, ANSI and RP increased by 0.02% and 2.10% respectively (p <0.01); post-match adjustment phase Compared with the pre-match ASI decreased by 0.05% ( p<0.05), ANSI and RP increased by 0.02% and 2.33% respectively ( p<0.01). SI and FI both rose first and then fell. ARI declined during the post-match adjustment phase. Compared with the pre-match training phase, SI and FI during the match phase increased by 0.02% and 0.15% respectively; in the post-match adjustment phase SI, FI increased by 0.02% and 0.15%. ARI decreased by 0.20% and 0.09% respectively. The FI index decreased by 0.21% compared with the mid-game stage ( p<0.05). Conclusion: 1) The characteristics of the autonomic nerve changes of the 8-week sub-altitude training seated disabled biathlon male athletes are mainly affected by the hypoxic environment and the changes in training load. The hypoxic environment stimulation is more likely to affect the athletes’physical function when they first go to the sub-altitude status, and the middle and late stages are mainly affected by the arrangement of training games. 2) The 8-week sub-altitude training promotes the improvement of the central nervous system adjustment ability of the seated disabled biathlon male athletes and helps to enhance the athletes' anti-stress ability and adaptability. 3) The combination of 8-week sub-altitude training and high-intensity competition caused vagus nerve dysfunction, decreased aerobic capacity index, and decreased fatigue recovery efficiency during the post-match adjustment phase of athletes. The time and load intensity of sub-altitude training should be adjusted scientifically. Before going to the sub-plateau, the aerobic metabolic capacity of male biathlon athletes with disabilities should be strengthened, and attention should be paid to monitoring the state of the heart system and protecting the microcirculation of the residual limbs to ensure the adaptation of physical function and fatigue recovery of disabled athletes.
Keywords:para biathlon; sub-altitude training; sitting posture; body function
冬季两项运动属于有氧供能为主的耐力性雪上运动项目,以越野滑雪项目和射击项目交替组合进行为竞赛组织形式、以时间为运动成绩评定标准,对从事冬季两项运动的残疾人运动员提出了更高的身体机能要求[1-2]。残疾人在体育研究领域受关注度较低,尤其是在以运动员为中心的残疾人竞技体育领域,其中机体应激与适应性变化对竞技表现的影响,是残疾人冬季两项运动训练监控的重要内容[3]。残疾人运动员身体机能状态的保持和潜能的挖掘,需要依靠敏感、准确且适配的方法来监控,进而提高竞技表现[4]。然而,由于先天或后天等原因导致的肢体残疾或视障等终身创伤,残疾人运动员可能存在生理或心理障碍[5]。当前,在健全人中常用的一些生理生化指标,对残疾人运动员训练中身体机能状态的监控存在一定的问题,诸如上肢截肢运动员无清晰的肢体末端造成取血困难、截瘫运动员心脏传导阻滞影响心率的分析与评估、下肢截肢运动员局部肌肉疲劳难以测量等实际问题[6-7]。此外,关于残疾人运动员疲劳、恢复等问题的相关研究鲜见。因而,探寻准确度高、适配性强且无创的机能状态监控指标就尤为重要。
在亚高原环境中训练和比赛,对冬季两项运动员提出了特殊要求,但目前学界对亚高原环境条件下残疾人冬季两项的训练缺乏有效的监控,身体机能状态科学化监控问题研究不足,缺乏相关实效性的研究,仅有少量文献报道了亚高原训练对提高冬季两项运动员的运动能力有一定积极效果[8],研究缺乏系统性和连贯性,使亚高原环境运动员训练缺乏可靠的科学支撑。亚高原环境的野外训练与比赛对运动员的生理机能状态是重大考验,也是冬季两项训练监控领域研究的难点[9]。为此,本研究立足于残疾人冬季两项运动员无创机能状态的科学化监测,以亚高原环境训练期间运动员身体机能状态指标变化为切入点,探讨8周亚高原环境条件下坐姿残疾人冬季两项男子运动员的机能状态变化及实际表现,丰富和补充机能监控指标体系,为训练负荷结构调整、生理机能评定、营养及恢复提供参考,助力我国残疾人冬季两项的备战与参赛。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
研究对象为北京队、黑龙江队、河北队及辽宁队10名坐姿残疾人冬季两项男子运动员,均为运动健将,年龄为(23.9±2.4)岁,身高为(176±7.6)cm,体质量为(58.2±8.9)kg。无心血管系统疾病等,无吸烟史,对受试对象的测试均经过运动员本人及教练员的知情同意。
1.2 亚高原训练安排
本次测试安排在冬训期间(2019年1月~3月),训练与比赛地点为黑龙江省牡丹江市八一雪场(海拔880 m)。训练周期分为3个阶段:赛前训练阶段、赛中阶段和赛后调整阶段。每周一至周六的上午为训练时间、周六下午与周日全天运动员进行恢复休息。其中,不同阶段的负荷安排如表1所示。
1.3 测试指标与测试方法
1.3.1 测试指标及仪器
1.3.1.1 自主神经指标
迷走神经调节系统影响因数(Avag),交感神经调节系统影响因数(Asym),紧张度指数(tension index,TI),自主神经平衡性(low frequency/high frequency ,LF/HF)。
1.3.1.2 心电变异及脑直流电位指标
有氧能力指数(aerobic status index,ASI),无氧能力指数(anaerobic status index,ANSI),脑电安静电位(resting potential,RP)。见表2。
1.3.1.3 心脏系统状态指标
压力指数(stress index,SI),疲劳指数(fatigue index,FI),功能储备指数(adaptation reserves,ARI)。
1.3.2 测试方法
在整个亚高原环境训练期间,共进行了5次机能状态测试,分别为M1=高原训练第1周、M2=赛前训练阶段、M3=赛中阶段、M4=赛后调整阶段,M0=亚高原前阶段。M0测试在亚高原前1周进行,M1在高原训练第1周进行,M2测试在前4周训练结束后的恢复期进行,M3测试在第6周比赛结束后进行,M4测试在第8周调整阶段结束后的恢复期进行,即每周周日晚饭前1 h开始测试。使用美国“Omega Wave”竞技状态综合诊断系统对10名运动员进行测试。运动员测试前没有咖啡或茶的摄入,每次测试均在同一个房间进行,温度控制在(24±1)℃。整个测试过程中均要求运动员以仰卧位姿势,并口头提示保持安静且放松状态,同时要求测试环境保持黑暗、静谧,在运动员平躺约5 min之后,用酒精棉球擦拭与皮肤接触位置的电极片,并按照系统要求与运动员身体相应部位导联,连接完成后点击开始,计算机开始进行15 min左右的信号采集,当受试者达到稳定状态且数据采集完成后即手动停止测试。
Parrado等用“Omega Wave”系统和“Polar S810i”心率表收集96名成年人的R-R间期数据和心率变异性(HRV)数据,分析发现2种仪器收集的HRV数据相關系数高于0.96,说明2个系统都可有效地记录R-R间期信号,获得有效的心率变异分析数据,这为应用“Omega Wave”系统提供了理论依据[10]。此外,对有氧能力的评价与传统方法最大摄氧量监测结果近似,相关系数也高达0.78,无氧机能与实验室机能测试结果的相关系数为0.82,也为“Omega Wave”系统评价运动员的能量代谢情况提供了有效依据[11]。
1.3.3 数据统计
采用“SPSS20.0”统计软件包对所采集的数据进行统计学处理,处理结果以平均数±标准差(x±s)表示,使用重复测量方差分析方法,对运动员在亚高原环境训练期间赛前训练、赛中和赛后调整3个时间段测试进行统计分析,设定0.05为显著性水平。
2 结果
2.1 不同训练阶段自主神经指标的变化
表3显示,与亚高原训练前1周相比,亚高原训练第1周Aavg指标出现一定程度的下降,Asym指标出现先下降后上升的趋势,且以迷走神经调节系统能力下降为主,反映中枢神经系统调节能力平衡性的指标LF/HF总体下降0.19(p<0.05);与赛前训练阶段相比,赛中阶段Avag、Asym和TI指标分别下降0.03%、0.09%和0.23%,LF/HF指标升高0.53%;与赛中阶段相比,赛后调整阶段Avag下降0.34%、Asym、TI和LF/HF指标分别升高0.15%、0.03%和1.07%,赛后调整阶段与赛中阶段相比Avag指标存在显著差异(p<0.05),赛后调整阶段与赛前训练阶段LF/HF指标呈显著性差异(p<0.05)。
2.2 不同训练阶段心电变异及脑电安静电位指标的变化
表4显示,亚高原环境训练期间ASI指标出现下降趋势,ANSI 、RP指标呈现上升趋势。与赛前训练阶段相比,赛中阶段ASI下降0.03%,ANSI 、RP指标分别上升0.02%和2.10%;与赛前训练阶段相比,赛后调整阶段ASI下降0.05%,ANSI 、RP指标分别上升0.02%和2.33%。赛后调整阶段与赛前阶段相比ASI指标存在显著差异(p<0.05),赛中、赛后阶段与赛前训练阶段RP指标呈显著性差异(p<0.01)。
2.3 不同训练阶段心脏系统状态指标的变化
表5显示,亚高原环境训练期间SI、FI指标均出现先升后降的趋势,ARI指标在赛后调整阶段有所下降。与赛前训练阶段相比,赛中阶段SI和FI指标分别上升0.02%和0.15%;赛后调整阶段SI、FI和ARI指标分别降低0.20%、0.21%和0.09% 。其中,赛后调整阶段与赛中阶段相比FI指标存在显著性差异(p<0.05)。
3 分析与讨论
身体机能状态是人整体所表现出来的具有系统性特征的生命活动,与训练、比赛、恢复表现密切相关[12-13],不仅关系冬季两项运动员越野滑雪和射击的竞技表现 [14-15],也是心理活动、行为以及神经活动之间交互作用的综合反映[16]。人体供能系统的稳态调节主要由自主神经系统控制,处于稳态失调(交感神经输入)、稳态恢复(副交感神经输入)和稳态(自主平衡)的永久循环当中[17]。基于功能系统理论和生物控制论,HRV已成为评估自主神经系统和运动员机能状态的有效工具,通过HRV对自主神经系统进行分析,是监测运动员机能状态的有效方法[18]。
3.1 亚高原训练自主神经指标变化特点
HRV测试广泛应用于运动员机能状态的评定和运动性疲劳的诊断,是研究运动员如何适应负荷的有效方法之一。该评价方法能够对身體的植物神经调节系统状态进行定量和定性评估[19]。其指标变化反映了交感神经和副交感神经系统之间张力的变化,进而显示运动员的身体机能状态。已有研究表明,LF/HF反映交感神经和迷走神经的均衡性,Asym指标和Avag指标分别反映交感神经和迷走神经的激活水平,相关指标变化与运动成绩有潜在关联[20]。
HRV评价方法对于亚高原环境下的研究至关重要。在亚高原环境当中,需要科学评估运动员的紧张程度与压力水平,预测身体机能状态的潜在障碍。亚高原训练引起交感神经兴奋,其原理与高原训练相类似,低氧环境加速促进机体交感神经系统反射性兴奋,引起新陈代谢加速、心率提高[21]。本研究发现,坐姿残疾人冬季两项男子运动员的Avag指标在亚高原训练赛前训练阶段和赛中阶段变化不明显,在赛后调整阶段显著下降,Asym指标在亚高原训练赛中阶段下降,后期逐步上升,TI指标在赛中阶段下降,在赛后调整阶段上升,LF/HF指标在亚高原训练赛中阶段升高,在赛后调整阶段显著上升。从整体来看,本研究中残疾人冬季两项运动员在亚高原环境训练期间的自主神经系统指标变化均在正常范围之内,表明该阶段的亚高原训练中,运动员自主神经系统稳定性适应良好。
分析原因,牡丹江八一雪场海拔(880 m)属于亚高原环境[8],初到亚高原环境,交感神经和副交感神经兴奋性均会受到抑制[22],导致Avag、Asym指标均下降,研究结果显示,与亚高原训练前1周相比,亚高原训练第1周的交感神经调节系统影响因数、迷走神经调节系统影响因数和衡量二者平衡性的指标均出现一定幅度下降,说明在此阶段中枢神经系统的兴奋性受到抑制。结合训练负荷安排,初上亚高原环境,训练负荷以中低强度负荷为主,运动员有氧、无氧能力指数以及脑电安静电位均保持亚高原前水平,表明机体对训练负荷较为适应,但是由于受到一定程度的缺氧刺激,压力指数和疲劳指数升高。因此,在亚高原训练第1周运动员的身体机能状态更多的是受到亚高原缺氧环境的影响。随着赛前训练阶段的推进,缺氧程度以及低氧暴露时间逐渐延长,自主神经系统平衡性趋于升高,LF/HF指标在亚高原训练赛中阶段升高,表明运动员在经过前期的高原适应后,自主神经系统已逐步适应亚高原低氧环境,且副交感神经系统逐渐占据主导[23]。这一结果反映了机体对缺氧刺激适应后副交感神经调节能力的增强,以及对缺氧刺激过多的防御机制,也印证了以往关于高原训练对副交感神经影响的研究结果[24]。第7~8周为赛后调整阶段,随着训练负荷下调,副交感神经调节能力指标出现上升,LF/HF指标达到整个亚高原训练期的最高水平,低氧暴露时间延长已使运动员产生一定程度的适应,训练负荷量和强度在赛后过渡到调整阶段,导致缺氧和训练负荷刺激的双重叠加效应逐渐减弱[25],这不仅与运动员中枢神经系统对亚高原环境和训练强度适应性增强有关,也与训练安排和疲劳恢复计划有关。赛中阶段的TI指标低于赛前与赛后阶段,究其原因可能是运动员经过赛前训练,对于比赛场地、训练强度及环境的适应,将更多精力专注于比赛过程,反而紧张度有所下降,而赛前训练阶段运动员心理波动较大,会影响到睡眠质量和情绪控制[26-27],进一步造成紧张度积累,赛后调整阶段由于训练安排变化,尽管减少了滑行训练量,但是增加了射击项目训练时间,不论是安静状态下射击还是运动负荷状态下射击,都可能造成运动员紧张度增加[28]。因此,8周亚高原训练自主神经变化特点主要受到低氧环境和训练负荷变化的影响,低氧环境的刺激更倾向于影响初上亚高原时运动员身体机能状态,而中后期主要受训练负荷安排的影响。
3.2 亚高原环境训练期心电变异及脑电安静电位指标变化特点
3.2.1 亚高原环境训练期心电变异指标变化特点
Dushanin在1980年通过研究心脏生物电活动,发现了其与身体能量供应状态具有显著相关性[29]。随后有研究已证实,骨骼肌与心肌具有相似结构和生化反应[30]。如前所述,“Omega Wave”系统通过监测微分心电图来评价运动员的能量代谢系统,能够为及时了解运动员机能储备情况、训练适应程度以及制定与调整训练计划提供依据和参考,有氧能力指数和无氧能力指数与实验室测试结果相关性系数分别为0.78和0.82[11],因此,心电变异相关指标能反映运动员身体在运动中有效提供肌肉能量需求的能力。
本研究中,运动员在亚高原环境训练期间的有氧能力指数和无氧能力指数均在正常范围内,表明该阶段运动员能量代谢系统储备充足。相较于赛前阶段,赛后调整阶段的有氧能力指数明显下降,说明运动员在比赛后疲劳恢复效果较差。分析其原因,疲劳消除与运动员的有氧能力与无氧能力密切相关。乳酸的生成取决于运动强度和运动持续时间,机体对训练的适应通过骨骼肌和心肌单羧酸转运蛋白对乳酸的释放和摄取,随着有氧能力的提高会加快运动后乳酸的清除与摄取[31-33]。因此,保持运动员在亚高原环境中心肌与骨骼肌能量供应能力水平,对准备比赛时机体的能量储备、比赛中的能量释放以及比赛结束后的能量恢复都具有积极意义。
3.2.2 亚高原环境训练期脑电安静电位指标变化特点
生物直流电位能体现大脑的能量代谢情况[34],广泛应用于运动员机能状态、抗应激能力和适应能力的分析与评价,是反映机体功能状态适应的电生理指标。该指标也对人体的记忆、应对压力的即时性和延迟性心理变化高度敏感,一旦出现不良的大脑直流电位表征,运动员继续在此状态下训练将会增加运动损伤风险[17]。因此,定期跟踪测量该指标有助于了解运动员身体适应过程、识别异常生理心理状态、观察疲劳恢复效果以及调整训练负荷。
在本研究中,运动员的RP水平随着亚高原训练期的延长而递增。在赛前训练阶段,运动员出现RP水平低于正常范围的情况,处于-1 mV~-19 mV之间,表明运动员适应性储备下降[34],中枢神经系统处于抑制状态,说明该阶段身体机能状态一般,可能无法承受当前训练负荷而导致运动损伤风险增加。进入赛中阶段,运动员RP水平处于最佳唤醒范围9 mV~40 mV以内,显著高于赛前训练阶段。在亚高原训练期,残疾人冬季两项运动员在前期以中低强度有氧训练为主,在赛前1~2周降低运动负荷量,穿插无氧阈、专项速度及力量训练,赛前减量训练安排有利于运动员在赛中RP水平处于最佳唤醒状态,以及对压力源的稳定反应表现逐渐上升。有研究表明,赛前减量训练使运动员保持或提高训练所获得的身体与训练适应,有助于及时调整运动员高峰竞技状态[21]。本研究结果与上述结论一致,在赛前1~2周明显减少滑行训练时间,提升了专项速度训练比例,运动员在比赛中持续处于最佳唤醒水平,有利于运动员竞技表现的提高。多项研究表明,脑直流电位直观反映中枢神经系统状态[35-36]。中枢神经系统状态对运动员感知外界环境、保持转换环节的注意力具有重要作用[2]。本研究发现,在赛中阶段,残疾人冬季两项运动员的RP水平处于正常范围,仍有一定提升的空间与可能,但本研究没有对此阶段RP水平的提升与运动员竞技表现进行持续跟踪测试,所以无法判断二者之间的相关性,但这也为后继研究提供了新的切入点,利用敏感、客观的脑直流电位水平来监测个体对训练应激、适应情况,及其与竞技表现之间关系的探讨也是未来研究的一个重要方向。
在本研究中的赛前训练阶段,不仅存在运动员RP水平低于正常值的情况,而且有运动员赛前出现脑电紊乱现象,即RP水平超过正常范围上限的情况。已有研究证实,中枢神经系统结构与机能的紊乱和下降,会导致运动员认知加工能力、注意调控能力、感知觉能力的降低[37-38]。在此基础上,冬季两项运动员大脑皮层对内脏[39]和躯体活动的调节,以及在静态和剧烈运动时不同脑区的变化等问题逐渐受到学界关注[40]。Gallicchio等[41]选取9名冬季两项运动员(5年以上射击经验)和8名越野滑雪运动员(2周以上射击经验),比较了高负荷强度下运动员射击过程中前额脑电波以及在不同脑区分布的变化,结果发现,相较于越野滑雪运动员,冬季两项运动员在比赛时额脑电波活动平均高出6%[F(1,15)=4.82,p=0.044],但剧烈运动对2组运动员额脑电波活动未见显著影响[F(1,15)=0.14,p=0.72],结果表明,冬季两项运动员的认知加工能力增强、注意力调控更加集中,神经肌肉联络系统对竞技表现发挥着重要作用。此外,负荷强度增加显著影响脑区变化[F(1,15)=13.73,p=0.003],通过重复测量分析结果显示,负荷状态下,脑前中线θ波明显高于静态条件[F(1,15)=13.73,p=0.003],而颞区和枕区的α能量值显著高于中央区[F(1,15)=46.56,p=0.001],而负荷与脑区之间未发现交互效应[F(1,15)=1.75,p=0.14],值得注意的是,在负荷强度条件下,大脑α能量与冬季两项运动员的射击精度具有显著正相关性(r=0.72,p=0.006)。因此,在负荷强度下,冬季两项运动员脑电波变化以及脑区唤醒水平与运动员身体机能状态和竞技表现之间在一定程度上存在关联。此外,研究发现,个别运动员的脑电波水平受到外界环境压力的影响。有运动员在赛前出现脑直流电位水平为-31.8 mV,明显低于正常值,结合自主神经指标,运动员中枢神经系统机能处于重度疲劳状态;而有运动员在赛前出现脑电紊乱现象,表现出典型的个体高度焦虑和情绪压力过大现象,尽管综合考量其他指标后系统显示运动员身体机能状态良好,但仍有情绪和心理压力過大、训练适应性不足等问题,预示在训练或比赛中可能有发生运动损伤的风险。有研究表明,训练、环境及外界压力等对运动员造成的身体疲劳,均可通过科学有效的营养、心理、康复手段促进其快速恢复,但经济困难、人际关系纠纷或社交媒体压力等形成额外挑战,仍可能影响运动员适应当下训练负荷的疲劳恢复[42]。但是本研究没有对运动员的家庭及社会背景做进一步的调查,仅通过简短的非结构化访谈形式了解到,赛前个别残疾人运动员出现高度焦虑和情绪紊乱的原因可能与比赛奖金、婚姻和伤病的多重压力有关,造成失眠、多梦及精神状态不良等问题,赛前阶段残疾人运动员的家庭、社会关系与RP水平的关系尚缺乏相关研究支撑,有待进一步研究。概言之,在执行同样的训练计划时,残疾人运动员身体机能状态变化存在共性特征和个性问题,说明要更加关注残疾人运动员个性化的训练与监控。
3.2.3 亚高原环境训练期心脏系统状态指标变化特点
冬季两项运动的有氧供能比例超过96.8%,长期大强度耐力训练会造成运动员心脏的左、右心室功能受到一定影响,心脏系统会由于训练负荷压力和功能储备不足导致机体疲劳[43]。有研究证实,中枢神经系统发生疲劳积累产生保护性抑制的同时,肾素-血管紧张素等体液系统产生联动调节机制,使交感神经与副交感神经调节能力降低,从神经中枢发出的疲劳信号导致心血管自主神经活性下降,诱发心脏系统疲劳[44]。“Omega Wave”系统对运动员生理心理疲劳、压力以及能量储备具有快速、有效的鉴别和预防作用,有助于评价在亚高原环境中的运动员心脏系统状态。
在本研究中,运动员在亚高原训练期间心脏系统状态得分均值均在3.5分以上,说明训练适应处于良好水平,但仍有改善空间。在赛后调整阶段,SI、FI和ARI评分较低,其中FI相较于比赛中有显著性差异,说明在赛后调整阶段,运动员机体可能存在一定程度的疲劳积累,这与自主神经系统指标和心电变异指标的研究结果一致。莫盖耶娃等对冬季两项运动员训练大周期中一次比赛负荷后机体的免疫状况分析发现,冬季两项运动员在越野滑雪后,吞噬细胞的吸收能力和消化能力与健康人对照组相比,以及与这些运动员在赛季中同一指标相比都出现了恶化[45]。免疫是人体的一种生理功能,运动后恢复期的功能变化复杂,免疫功能低下和运动疲劳是激烈运动应激下的表现[46],因此,从机体生理功能储备角度而言,本研究的结果与上述研究相类似。
心脏循环系统的适应性变化是提高心输出量以增加血流供应,而心肌疲劳会降低心输出量,进而造成大脑供血不足,削弱注意力集中程度,也会造成末梢神经中静脉血回流不畅,导致肢体末端发凉、麻木和抽筋情况,致使血液与肌肉无法充分获取营养和氧气,新陈代谢废物堆积无法及时排除,进而导致机体疲劳乏力、精神状态欠佳等。有研究表明,肢体残疾人在肢体创伤后,体内血浆浓度升高,断肢殘端血流量会显著下降,部分肢体残疾人残肢末端在运动过程中经常会发生麻痛的现象[47],这一结果得到了俄罗斯生物学博士鲁米扬佐娃等研究的证实。该研究中采用神经肌肉描记法,评定高级肢体残疾游泳运动员的神经肌肉器官状态,研究发现:一方面,在肌肉最大随意收缩时,截肢、先天上肢残缺或发育不足的运动员(138.54±13.65) μV斜方肌生物电活性最大幅度显著低于健全运动员(233.32±55.13) μV,说明与限制关节肌肉活动有关;另一方面,肢残运动员血液循环系统发生了变化,由于植物性神经系统交感部位抑制接触,血管内血液充盈和静脉血压降低,进而激活气压感受区并促进提高血管紧张度,破坏了神经肌肉传导性和肌肉营养过程,由此破坏了肌肉的血液供应[37]。由此可推论,随着亚高原训练的持续,残疾人运动员心血管循环系统疲劳程度会逐渐加剧,除了高原刺激和训练负荷以外,残肢末端微循环不畅可能是造成心脏循环系统疲劳、功能储备降低的重要原因。该推论对未来我国残疾人冬季两项运动员训练期间身体疲劳恢复有一定的实践指导意义,本研究没有对血液循环指标与运动员疲劳恢复效率的相关性进行深入探究,未来需要进一步开展针对残疾人运动员残肢侧和残肢端生理机能的相关研究,为其训练和比赛提供参考。
4 结论
1)在8周亚高原训练过程中,坐姿残疾人冬季两项男子运动员自主神经变化特点受到低氧环境和训练负荷刺激,低氧环境的刺激更倾向于影响初上亚高原时运动员身体机能状态,而中后期主要受训练负荷安排的影响。
2) 8周亚高原训练对坐姿残疾人冬季两项男子运动员中枢神经系统调节能力增强有促进作用,对增强运动员抗应激能力和适应能力有所帮助。在所测得的身体机能状态指标中,自主神经平衡性、脑电安静电位2个指标,对判断残疾人冬季两项男子运动员身体机能状态较为敏感。
3)8周亚高原训练结合高强度比赛造成运动员赛后调整阶段的迷走神经功能紊乱、有氧能力指数下降、疲劳恢复效率降低。应科学调整残疾人运动员亚高原训练的时间和负荷强度,上高原前应强化坐姿残疾人冬季两项男子运动员的有氧代谢能力,注重监控心脏系统状态和保护残肢末端微循环,确保残疾人运动员身体机能状态的适应与疲劳恢复。
参考文献:
[1] 高璨,梁辰,张建红,等. 冬季项目男子残疾运动员心脏超声特点的研究[J]. 中国超声医学杂志,2020,36(10):902.
[2] 王润极,徐亮,阎守扶,等. 分级视角下残疾人冬季两项运动的关键竞技特征分析[J]. 首都体育学院学报,2020,32(2): 178.
[3] 王广虎,冉学东.残疾人体育研究的问题意识与问题导向[J]. 成都体育学院学报,2020,46(6):60.
[4] 章凌凌,吴雪萍,黎涌明.男子轮椅竞速T53/54级1500 m模拟比赛供能特征研究[J]. 中国体育科技,2018,54(3):92.
[5] 王雁,姚萍,王冉冉,等. 残疾人运动员的特点与需求分析[J]. 中国特殊教育,2007,14(9):6.
[6] 杨安禄,姚蕾,王永顺. 动力与障碍:中国残疾人竞技体育发展研究[J]. 体育科学研究,2019,23(6):54.
[7] 舒川,江芸. 我国残疾人运动员运动损伤特征、原因及预防策略研究[J]. 福建师范大学学报(自然科学版),2015,31(6):118.
[8] 张日辉,毛建勋,郭峰,等. 亚高原训练比赛对冬季两项运动员机能状态的影响[C]// 中国生理学会运动生理学专业委员会年会暨“运动与健康”学术研讨会论文摘要汇编. 北京:中国生理学会运动生理学专业委员会,2013.
[9] 隗广清. 高原训练对冬季两项运动员身体机能的影响[J].冰雪运动,2017,39(6):22.
[10] PARRADO E, GARCIA M A, RAMOS J, et al. Comparison of omega wave system and polar s810i to detect r-r intervals at rest[J]. Int J Sports Med, 2010, 31(5): 336.
[11] 崔冬冬,王美. Omega Wave系统评价足球运动员身体机能的实验研究[J]. 山东体育学院学报,2011,27(4):45.
[12] SATTLECKER G, BUCHECKER M, RAMPL J, et al. Biomechanical aspects in biathlon shooting [M]. Jyvskyl: University of Jyvskyl, 2010:35.
[13] SATTLECKER G. Factors discriminating high from low score performance in biathlon shooting[J]. International Journal of Sports Physiology & Performance, 2016, 12(3):1.
[14] ORTEGA E, WANG C J K. Pre-performance physiological state: Heart rate variability as a predictor of shooting performance[J]. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 2018, 43(1):75.
[15] IHALAINEN S , LAAKSONEN M S , KUITUNEN S , et al. Technical determinants of biathlon standing shooting performance before and after race simulation[J]. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 2018, 28(6): 1700.
[16] 李量. 生理心理学:一门探索心理活动、行为活动以及神经活动之间交互作用的科学[J]. 中国科学院院刊, 2012,27(S1):22.
[17] HEISHMAN A D , CURTIS M A , SALIBA E , et al. Non-invasive assessment of internal and external player load: implications for optimizing athletic performance[J]. The Journal of Strength and Conditioning Research, 2018, 32(5): 1280.
[18] DUNCAN FRENCH. Omega wave[EB/OL]. (2020-06-10) [2020-06-26]. https://www.omegawave.com/.
[19] 吴尽,韩晓伟,王骏昇,等. 我国优秀射箭运动员备战国际比赛赛前与赛间竞技状态监控的研究——国家队备战第32届夏季奥运会的启示[J]. 中国体育科技,2020,56(7):64.
[20] PEREIRA L A, ABADCCC, LEIVA D F, et al. Relationship between resting heart rate variability and intermittent endurance performance in novice soccer players[J]. Research Quarterly for Exercise & Sport, 2019, 90 (5): 3.
[21] 王金昊,曹忠榮,邱俊,等. 5周亚高原训练对国家现代五项队运动员身体机能和运动表现的影响[J]. 中国体育科技,2020,56(7):99.
[22] CORNOLO J, MOLLARD P, BRUGNIAUX J V, et al. Autonomic control of the cardiovascular system during acclimatization to high altitude: effects of sildenafil[J]. Journal of Applied Physiology, 2004, 97(3): 935.
[23] KAMILA P, LANGFORT J, CZUBA M. The effects of altitude training on erythropoietic response and hematological variables in adult athletes: a narrative review[J]. Frontiers in Physiology, 2018, 9: 375.
[24] PASSINO C, BERNARDI L, SPADACINI G, et al. Autonomic regulation of heart rate and peripheral circulation: comparison of high altitude and sea level residents[J]. Clin Sci(Lond),1996, 91(S): 81.
[25] 徐建方,张晓欢,冯连世,等. 训练监控方法与手段在花样游泳项目中的应用[J]. 中国体育科技,2012,48(5): 53.
[26] 黎涌明,李啸天. 睡眠对提升精英运动员竞技表现的作用及研究方向[J]. 上海体育学院学报,2020,44(7): 36.
[27] 黎涌明,邱俊强,徐飞,等. 奥运会运动员竞技表现提升的非训练类策略——基于国际创新成果与实践应用[J]. 北京体育大学学报,2020,43(4):51.
[28] LAAKSONEN M S, FINKENZELLER T, HOLMBERG H C, et al. The influence of physiobiomechanical parameters, technical aspects of shooting, and psychophysiological factors on biathlon performance:a review[J]. Journal of Sport and Health Science, 2018, 7(4): 20.
[29] DUSHANIN S A. Accelerated determination of the level of coronary reserve-permissible energy expenditures[J]. VracheBnoe Delo, 1980(4): 50.
[30] SYLVN C, JANSSON E, OLIN C. Human myocardial and skeletal muscle enzyme activities: creatine kinase and its isozyme MB as related to citrate synthase and muscle fibre types[J]. Clinical Physiology, 1983, 3(5): 461.
[31] 陈小平. 有氧与无氧耐力的动态关系及其对当前我国耐力训练的启示[J]. 体育科学,2010,30(4): 63.
[32] 周越,王瑞元. 骨骼肌运动性疲劳乳酸机制研究进展[J].天津体育学院学报,2010,25(6): 518.
[33] 胡扬. 关于高原训练中若干问题的思考[J]. 北京体育大学学报,2006,29(7): 865.
[34] LEHMENKHLER A, RICHTER F, PPPELMANN T. Hypoxia-and hypercapnia-induced DC potential shifts in rat at the scalp and the skull are opposite in polarity to those at the cerebral cortex[J]. Neuroence Letters, 1999, 270(2): 67.
[35] MYZNIKOV I L, SHCHERBINA F A. Characteristics of the formation of compensatory and adaptive responses of sailors to chronic stress[J]. Human Physiology, 2006, 32(3): 328.
[36] SOLODKOV A S. Adaptation in sport; state, problems, prospects[J]. Fiziol Cheloveka, 2000, 26(6): 87.
[37] 魯米扬佐娃,斯特罗金,波尔图科娃,等. 高级肢残游泳运动员的训练问题和前景[J]. 首都体育学院学报,2013,25(5):385.
[38] 林岭,张力为. 可以用生理生化指标检测评价运动性心理疲劳吗?[J]. 中国运动医学杂志,2005,24(6):92.
[39] COOKE A, KAVUSSANU M, GALLICCHIO G, et al. Preparation for action: psychophysiological activity preceding a motor skill as a function of expertise, performance outcome, and psychological pressure[J]. Psychophysiology, 2014, 51(4):374.
[40] FINKENZELLER T, GEROLD S, WUERTH S, et al. Science and nordic skiingⅢ[M]. America: John Wiley & Sons, Ltd, 2016:96.
[41] GALLICCHIO G, FINKENZELLER T, SATTLECKER G, et al. Shooting under cardiovascular load: electroencephalographic activity in preparation for biathlon shooting[J]. International Journal of Psychophysiology, 2016, 109(9): 92.
[42] JACK R A, LINTNER D M, HARRIS J D, et al. Omega wave: an emerging technology and application in professional baseball pitchers[J]. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 2018, 59(10): 1.
[43] 黎涌明,毛承. 竞技体育项目的专项供能比例——亟待纠正的错误[J]. 体育科学,2014,34(10):93.
[44] 李清正,徐新保,李增民. 不同训练周期中运动员疲劳诊断的研究[J]. 体育科学,2013,33(7):29.
[45] 莫盖耶娃,雅科甫列夫. 论高级运动员免疫机能障碍机制的形成:以冬季2项为例[J]. 首都体育学院学报,2014,26(4):289.
[46] 冯炜权. 对运动疲劳机理的再认识[J].北京体育大学学报,2003,26(4):433.
[47] 王涛,顾玉东,谭文秀,等. 肢体创伤对机体释放内皮素Ⅰ及断肢血流量的影响[J]. 中华外科杂志,1998,36(9):49.