有氧运动能力测定方法综述.pdf

第 4期 中州 体 育 少 林 与 太极 z h o n g z h o u t iy u s h a o l i n y u t a ij 2 0 1 0年 4月 有氧运动能力测定方法综述 解远理 ( 郑 州大学体 育学院 河 南郑 州4 5 0 0 4 4 ) 【 摘要】 有氧代谢是人体运动过程中最主要 的供 能系统 ，有氧运动能力也是人体 运动能力的基础 。任何 运动都 离不开有氧运动能力的支撑 ，包括无氧供 能为主的运动其恢复能力也主要取决于有氧能力的强弱 有氧 能力的测定具有 重要 的评价意义。总结 了国 内外的经典有氧能力测试法、专项性测试方法的最新进展 以及有氧 能力的最新评价 指标 。探讨 了有氧 能力测定方法研 究动 向，为运动 员和教 练 员提供 帮助和参 考具有十 分重要的 意 义 。 【 关键词 】 有氧运动能力 ；测定方法 ；评价指标 The o v e r v i e w o f t h e d e t e r m i na t i o n me t ho d s o f a e r o b i c e xe r c i s e c a pa c i t y XI E Yu a n l i ( T i a n j i n U n i v e r s i t y o f S p o a T i a n j i n 3 0 0 3 8 1 ) 【 Ab s t r a c t 】T h e a e r o b i c m e t a b o l i s m i s t h e ma i n p o w e r s u p p l y s y s t e m o f t h e b o d y s m o v e m e n t ，a e r o b i c e x e r c i s e c a p a c i t y i s a l s o t h e b a s i s a b i l i t y o f h u ma n a t h l e t i c An y mo v e me n t s c a n n o t d o w i t h o u t t h e s u p p o o f a e r o b i c e x e r c i s e c a p a c i t y ， e v e n t h e a n a e r o b i c e x e r c i s e wh i c h r e c o v e r y a b i l i t y d e p e n d s l a r g e l y o n t h e s t r e n g t h o f a e r o b i c c a p a c i t y T h e a s s e s s me n t o f d e t e r mi n a t i o n o f a e r o b i c c a p a c i t y h a s a n i mp o a n t s i g n i fi c a n e e T h i s p a p e r s u mma r i z e s t h e c l a s s i c me t h o d f o r t h e a e r o b i c c a p a c i t y t e s t s a t h o me a n d a b r o a d ，t h e s p e c i fi c t e s t i n g me t h o d s o f t h e l a t e s t d e v e l o p me n t s ，a s we l l a s t h e l a t e s t a s s e s s me n t o f a e r o b i c c a p a c i t y i n d i c a t o r Di s c u s s e s t h e r e s e a r c h d i r e c t i o n o n d e t e rm i n a t i o n o f a e r o b i c c a p a c i t y 【 K e y w o r d s 】 t h e a e r o b i c c a p a c i ty ； t e s t m e t h o d s ； a s s e s s m e n t 有氧代谢是人体运动过程中最主要 的供能系统 也是人体运动能力的基础 任何运动都离不开有氧 运 动能力 的支撑 。最 大摄 氧量 ( V O 2 m a x )是 评 价心 肺功能、有氧运动能力的重要指标 。无氧阈是人体 在运动过程 中由有 氧供 能 向无氧供 能转化的转折 点。本文通过V O 2 ma x 、无氧阈两个指标来综述人体 有氧运动能力的测定方法 ，对传统 的测定方法进行 了综合 回顾 并介绍 了近几 年的创新性 的测量 方 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 4 ； 修 回日期 ： 2 0 1 0 - 0 1 1 1 作者简介 ： 解远理 ( 1 9 7 7 一) ，-k - ，河南商丘人 ，助教 ，主要从事体育教育研 究。E - ma i l ： 4 4 1 2 4 0 9 4 5 q q c o n 58 法 。 一 、 最 大 摄 氧 量 最大摄氧量 ( V O z ma x )是普遍认为的最有效的 心肺功能的评定指标 其能有效的反应有 氧运动能 力 。V O ma x 通过实验室的跑台或者功率 自行车等力 竭性实验来直接测定测定 也可以通过次最大强度 的实验来间接推算。 ( 一 ) 直 接 测 量 法 最 大 摄 氧 量 的直 接 测 定 法 主 要 用 于 实 验 室 测 试 这种方法要专门的仪器和较严格的操作程序 准确性较高 在运动过程中至少具备 以下指标一项 才可被评定为达到V O 2 m a x 运动时心率达到或超过 1 8 0 次 分 ：呼 吸商 超 过 1 1 5 ；运 动后 血 乳 酸大 于 8 m m o l e s 但是不 同的实验仪器有不 同的实验方案 其准确性也各有不同 ” 。 ( 二 间 接 测 量 法 最大摄氧量的间接测量法种类极为广泛 其可 以适合不同的人群 ，简单易行 ，准确性上有一些偏 差 。在使用 同样方法测得的结果之间 ，对 比同一测 试机体身体机能的变化上还是有较高的价值 。 1 根据实验室内测试心率估算最大摄氧量 跑台实验方案可以应用 于间接测试法 其与直 接测 试 的 区别 在 于终 止实 验 的 时间不 是 力竭 而 是 达 到最大心率的8 5 1 P 可 另外单 阶段的次最大跑台 实验已经被广泛证实适用于低风险受试者 实验时 跑台设在O 坡度 ，以2 到4 5 mp h 速度递增 ，直到心 率达到最 大心率( 2 2 0 一 年龄 )的5 0 到7 0 ，紧接 着将坡度调至5 继续运动4 分钟 测 出最后一分 钟心率 ，所使用 的速度 ，年龄和性别 ( 女= 0 男= 1 ) 用以下公式推测最大摄氧量 V O 2 m a x = 1 5 1 + 2 1 8( 速 度 ) 0 3 2 7( 心 率 )一 0 2 6 3( 速 度 年龄)+ 0 0 0 5 0 4( 心率 年龄 )+ 5 9 8 f 性别 ) 功率 自行车的测试一般通过加快蹬车节奏或者 增 加 飞轮 的阻力 来 增加 运 动强 度 。在 节 奏不 变 只增 加飞轮阻力 的试验 中，蹬车节奏一定要适合被试者 人群特征 。在功率渐增至1 2 0 0 k g m Mi n 的运动过程 V O 2 可以被合理的推测出来 3 。 2 运动场地测试法 这种方法主要是根据速度 与V O ， 的线性关系来 测定 ，公式为： VO 2( L mi n )= 0 2 ( m1 k g mi n p e r m m i n ) 速度 + 3 5 ml k g mi n 这个 方 程不 适 于儿 童 而且 测量 结 果 大 于步行 者 测量 的实际水平 。因此针对这种这些人群的需求 ： VO 2( L mi n ) ： 0 1 ( m l k g m i n x p e r m m i n ) 速 度 + 3 5 ml k g mi n 。 其次十二分钟跑或者1 5 英里跑 以及针对学校儿 童 的 1 公 里走 或跑 通 过 特 殊 的公 式来 评 价 受 试 者 的 VO2 ma xo 二 、 无 氧 阈 评 价 有 氧 能 力 测 试 方 案 最大摄氧量是决定有氧耐力的生理基础 衡量 有氧代谢过程 中运动能力 的尺度 它反映了个体最 大有氧能力的潜力。但是 。通常耐力运动员并非维 持在最大摄氧量的强度下运动 而是在低于最大摄 氧量 的亚极限度下完成负荷 最大摄氧量并非是决 定耐力运动成绩的唯一条件。因此 ，运动员能否长 时间、有效地利用最大摄氧量 ，也是提高耐力项 目 运动员运动成绩的关键 ( 一 )有 创 测 试 与 评 定 方 法 有 创 的测 试 与评 定方 法 通常 是 指乳 酸 法 乳 酸 无氧阈是根据血乳酸浓度变化与运动强度或做功能 力 变化 的关 系 获得 通 常一 般 是 以血 乳 酸 达 到 4 m mo l L时对 应 的运 动 强度 、功 率 、耗 氧 量或 VO 2 ma x 来表示 。测试 的方法是从5 0 W为起始速度 递增强度为5 0 W， 每级负荷强度的时间为三分钟 一 般负荷不超过6 级。分别采取安静时 、各 级负荷后 即刻及恢复期从第二分钟起每隔三分钟的血样测定 血 乳 酸 在 坐 标 纸 上 画 出乳 酸 动 力 学 乳 酸 变 化 曲 线 。血乳酸从缓慢增加到突然增加的拐点所对应的 运动强度即为无氧阈强度 ，拐点 的血乳酸值为无氧 阈。 ( 二 -)创 伤 法 测 试 评 定 方 法 1 通气 阈 通气 阈确定肺通气阈的方法有R Q 法 即呼吸商 、 V s l o p 法和E Q 法。气体交换率 ( R Q)法是无创确定 无氧 阈最简单 的方法 。R Q 是C O ： 排出量与氧摄人量 的比值 。根据糖供能化学过程的定 比关系 在完全 由脂肪进行供能的情况下 。每1 0 0 0 毫升氧最终产生 7 0 0 0 毫升C O ，此时的气体交换率 ( D E)为0 7 ；由 氨基酸供 能时 ，R Q= 0 8 ；由糖进行 有氧代谢供 能 时，R Q = 1 。随着运动 的强度 的不断增加L 浓度的升 5 9 高，乳酸被缓冲物 中和生成乳酸钠与碳酸 碳酸分 解生成更多的C O ，此时R Q I 。真正 的无氧阈应 该在R Q = 1 左右 具体数值取决于当时参与运动的代 谢底物 v s l o p 法 ：B e a v e r 发现当V C O 2 超过V O 2 时机体开 始 出现代谢性酸中毒 b e a v e r 认 为在递增功率运动 开始的1 2 分钟 内，C O 在组织 内溶解而缺乏线性关 系。同时 ，在大强度水平 以上负荷测试 中，代谢性 酸中毒呼吸代偿 和C O ， 下降造成 的过度通气在 分析 过程 中也未进行分析而加 以v s l o p 法与标准碳 酸氢 根开始降低及动脉血乳酸增值超过 1 mm o 1 L 的点非 常吻合 5 2 积分 肌 电 c h a f i n 、光益宫下发现在进行递增负荷练习时 ， 随着运动强度的增大 活动肌 肉的积肌电值呈直线 增加 达到一定负荷时，I E MG 值的增大出现非线性 偏离。这一偏离称为积分肌电阈 3 心 率无 氧 阈 C o n c o n i 等发现 在逐渐加跑速时受试者的心率 与跑速呈线性增加 当增加到一定速度后 随速度 的增加 心率的增加率下降 呈现平台趋势 。C o n c o n i 将跑速与心率开始非线 性的点称 为心率 阈值 。 此方 法被称 为 “ C o n c o n i 试 ” 。 三 、 最 大 摄 氧 量 测 试 方 法 的 最 新 方 法 随着科学水平的不断提高 ，人们在运动监控与 评价上的测试仪器也不断的改进 传统的测试方法 中不稳定 且不安全的因素不断得到了排除。 ( 一 ) 肌 氧 近年来近红外光谱技术的发展使无损监测肌氧 含量成为可能 氧在人体内的携带与运输主要通过 与血液中的血红蛋 白结合成氧合血红蛋白的形式。 近 红外光谱无损测氧技术就是利用血红蛋 白携 氧量的 不同 对近红外光 f 6 0 0 l O 0 0 n m )呈现出不同的吸收 谱来确定氧代谢状态 。在骨骼肌 中除了血红蛋白吸 收光之外。 肌红蛋白也参与吸收光， 但二者光谱重叠， 且对总的吸收贡献分别为7 5 1 2 5 ， 其它如黑色素 、 皮下组织和脂肪对光的吸收均为恒定量。因此可认 为血红蛋 白在骨骼肌 中与氧结合的程度是促使组织 中氧饱 和度改变 的主要 因素 。乳酸 的变化是测试 L A T 的依据 而肌氧 的变化与乳酸 的变化高度相关。 6 0 虽然有实验发现肌氧下降的拐点。 但更多的实验找不 到拐点且 出现拐点的原因仅用乳酸的影响来解释 理 由不够充分， 是否存在其它机制， 还有待进一步研究。 ( 二 ) 临 界 功 率 临界功率 f 简称c P )理论 的提出为人体机能评 定方法的研究开辟 了新的领域 C P 被定义为功一时间 线性关系的斜率 即肌 肉维持长 时间运动不疲劳 时 。功与 时 间所 能 达到 的最 大 比率 。并 一致认 为 C P 可用来评定人体的有氧能力 四 、 结 论 通过对有氧能力测定方法的综述可以看出 传 统的测定方法 已经相当完备 但是准确测量受到设 备限制 只能在实验室测定 ，而且 由于气体分析仪 本身具有一定重量 所 以在测试的过程 中加重受试 者的负荷 。影响测试的准确性 。国外已有相关报道 研究其对最大摄氧量影响产生的误差 临界功率已 经成 为有 氧 能力 的 又一 个重 要 指标 并 且 对运 动训 练具有重要的指导意义。但是在儿童、青少年等领 域却少有研究 。有氧能力在学校体育评价中的测试 方法仍存在一些实用性 、准确性欠缺 。有待进一步 改善 最后有氧能力测定方法研究越来越与科学技 术 的发展水平紧密联系 并受科学技术发展水平 的 制约。因此在有氧测定方法研究的主要方向应是测 定 仪器 的 精密 性 的研究 以及 测定 方 法 于不 同人 群 身体特点适应性 的研究 参 考 文 献 1 田野 运动生理学高级教程 M 北京： 高等教育出 版 社 2 0 0 3 2 3 S c o t t K P o w e r s ， E d w a r d T H o w l e y e x e r c i s e p h y s i o l - o g y J N e w Y o r k ： Mc G r a w - H i l l c o mp a n y 2