（运动人体科学专业论文）核心肌肉与呼吸肌肉性能表现之间的关系研究.pdf

辽宁师范大学硕士学位论文 - t h ei n t e r a c t i o ni np e r f o r m a n c eb e t w e e nc o r em u s c l ea n dr e s p i r a t o r y 。i m u s c l e a b s t r a c t 。1 0i d e n t i f y 、t h ei n t e r a c t i o n 。i np e r f o r m a n c eb e t w e e nc o r em u s c l e ( c m ) a n dr e s p i r a t o r y 。0 m u s c l e ( i 之m ) ，i d e n t i c a lf u n c t i o nt e s t so fb o t hr ma n dc mw e r er e p e a t e d l ye x a m i n e d ， 。w h e n e v e r 。t h ep e r f o r m a n c eo fe i t h e rr m o rc mh a sb e e ni m p r o v e do rd e c r e a s e db yt r a i n i n go r 0 ，s + c h e m e s j + 。二1 。i t w e n t y - f o u ra m a t e u r1 0 n g d i s t a n c e r u n n e r sw e r er e c r u i t e da n ds e p a r a t e di n t ot h r e e 一g r o u p sr a n d o m l y ：t r a i n i n gg r o u p ( t r a ，7m a l e sa n d1f e m a l e ) f i r s tt o o kp a r ti na4 - w e e k i i n s p i r a t o r ym u s c l et r a i n i n g ( i m t ) p r o t o c o la n dt h e nas i x w e e ki n t e r v a lt r a i n i n go nt r e a d m i l l w i t hs p e c i a lc o r et r a i n i n g ( i t c t ) p r o t o c o l ；c o n t r o lg r o u p ( c o n ，6m a l e sa n d1f e m a l e ) w a sn o t g i v e na n ys p e c i a l i z e dt r a i n i n go rs c h e m e s ；s c h e m eg r o u p ( s c h ，9m a l e s ) w a sg i v e nt w o is c h e m e s , o fw h i c h ，c a ne i t h e rm a k er e s p i r a t o r ym u s c l e ( m i m i cr e s p i r a t i o ns c h e m e ) o rc o r e m u s c l e ( f a t i g u ec o r em u s c l ew o r k o u ts c h e m e ) f a t i g u es e p a r a t e l y t h e yp e r f o r m e dm o d i f i e d o p l a n kt e s tf m p t ) a n d ：m i p ( m a x i m u mi n s p i r a t o r yp r e s s ) t e s tb e f o r ea n da f t e re a c h t r a i n i n g s c h e m er e s p e c t i v e l yt om e a s u r et h ec h a n g e si np e r f o r m a n c eo fc m 。a n dr m 。 、b o t hm i pq 0 0 0 1 ) a n dt h ep e r f o r m a n c ei nm p tq 0 0 5 ) 。i n c r e a s e di nt r a a f t e ri m t 。c o m p 矗ew i t hc o n t r o lv a l u ea n dt h ee f f e c tw i t h i na n db e t w e e ng r o u pw e r es i g n i f i c a n tq o 0 5 ) - i nm i p ，a n ds od i dt h ee f f e c tb e t w e e ng r o u pi nm p t ( p o 0 5 ) m i pa n dp m p tr e d u c e da f t e r m i m i cr e s p i r a t i o n ( m r ) s c h e m ei ns c h ( p 0 0 5 ) t h es u b j e c t si nt r ap e r f o r m e db e t t e ri n m p ta f t e ri t c t ( p 0 o s ) m i pa n dp m p ti ns c h r e d u c e ds i g n i f i c a n t l yq 0 0 0 1 ) a f t e rf a t i g u ec o r em u s c l ew o r k o u t ( f c m w ) s c h e m e i n ，。a d d i t i o n ，f o rt h ec h a n g e si nm pa n dp m p t ，n e g a t i v e c o r r e l a t i o nw a sf o u n db e t w e e n t h e m ( r o 0 5 ) h o w e v e r ，t h ee x t e n to fc h a n g e si nm i pa n dp m p t e x i t e dm o d e r a t e i c o r r e l a t i o n ( 1 - = 0 6 6 3 ) ，b u t + n o ts i g n i f i c a n t l y = 0 3 3 7 ) s 讧e l lf i n d i n g ss u g g e s t e dt h a tt h ei n t e r a c t i o ni np e r f o r m a n c eb e t w e e nr m a n dc m m a y e x i s t k e y w o r d s ：c o r em u s c l e ；i n s p i r a t o r ym u s c l e ；p e r f o r m a n c e ；t r a i n i n g ；- l o n g d i s t a n c er u n n e r s i i 辽宁师范大学硕士学位论文 绪论 1 1 选题依据 随着体育运动事业的不断前行，人们对身体不同部位的素质研究也在不断地深入。 在人体完成的大多数运动中，核心区域处于身体运动的平台位置，其稳定性的强弱会直 一接影响整体的运动效果，同时核心区域还对控制全身的平衡以及保持身体姿势的正确起 着重要作用口1 ，并有研究证实：核心训练能够通过增强核心肌肉力量和提高核心稳定性 来提高运动员的竞技成绩心卅，并在预防运动损伤盯1 、改善不良的身体姿势1 以及慢性疾 病阳q 习患者的康复医疗过程中都起着重要的作用。 。但对于核心区域的精确划分，国内外的专家学者们尚未得出一致观点，他们分别从 不同的角度划分，可谓“仁者见仁，智者见智”。本文中所探讨的核心区域是指国内外 大部分专家学者所公认的划分方法，也就是起于肩关节之下，止于髋关节之上的区域范 1 围，其中既包括附着在脊柱、髋骨、骨盆周围的深层次肌肉，又包含背部、腹部以及与 骨盆相连的所有肌群在内，也有人将核心区域比作成一个盒子，腹肌在前，附着在脊椎 上的肌肉和臀部肌肉在后，膈肌是盒盖，而骨盆上和腰部的肌肉是盒底u 3 | 。 核心区域划分中所涉的部分肌肉亦同为呼吸肌肉，例如归属于固有呼吸肌的膈肌、 归属于助吸气肌的胸锁乳突肌以及归属于助呼气肌的腹直肌、腰方肌等等，并且膈肌是 。最为重要的呼吸肌。此外，有研究证实：呼吸肌训练作为核心稳定和控制系统的重要组 成部分，能够有效的提高运动成绩n4 1 ，目前有关呼吸肌肉的研究主要贯穿于肺功能的康 复与保健和运动生理两个学科领域。 核, 已, i j i l 练和呼吸肌训练现已成为竞技体育中的两个热点训练方法，它们吸引了越来 越多体育界研究人员和教练员的关注。目前，就其在生理构造方面所存在的共有性，而 对核心肌肉与呼吸肌肉之间的关系研究极为有限。有研究指出：核心肌肉( 包括胸腹部) 参与的运动中，膈肌会加大收缩对抗阻力以完成吸气n5 | ，并且核心训练( 仰卧起坐) 可 使吸气肌肉力量增强n6 1 ，这可能是因为核心肌肉收缩施加于膈肌一定压强，并其中部分 压强作用于吸气肌而使其耐力增强，此作用过程亦属于生理适应性n 7 1 。此外也有研究认 为：当呼吸增强时，所有有位移并保持一定姿势的运动都需要核心的稳定，包括核心肌 肉的扭转和或收缩n8 1 。由于核心肌肉与呼吸肌肉在解剖结构上的重叠，其功能上也可 能存在一定的联系，但是目前尚未有核心肌肉与呼吸肌肉性能表现之间的关系研究，因 此，本文试图以长跑爱好者为例、通过具体的实验操作来证实这一假说：核心肌肉与呼 辽宁师范大学硕士学位论文 吸肌肉性能表现之间存在着一定的联系并相互影响，以期本研究为日后运动员核心训练 与呼吸肌训练计划的定制以及相关研究提供建议和一定的理论支持。 1 - 2 文献综述 1 2 1 核心肌肉研究现状 1 2 1 1 核心区域的划分 二 迄今为止，核心区域划分仍未达成一致，国内外学者们的观点主要有四类n 9 ：( 1 ) i a nh a s e g a w a 等弛0 。2 2 1 认为核心区域包括从胸的中部到大腿中部之间( 正面、两侧和后面) 的所有起到调节控制人体重心以实现躯体平衡稳定的肌群；( 2 ) m a r j o r i e 等瞳3 2 6 1 认为核 心区域是指腰椎一骨盆一髋关节部位，k a t h l e e nrl u s t 乜7 坝0 认为核心区域就是人体的整 个躯干；( 3 ) 王卫星等心8 吨印认为膈肌以下到盆底肌之间是核心区域的划分范围；( 4 ) j h p i l a t e s 们认为核心区域起于肋骨下方，止于骨盆。此外，f r e d e r i c s o n 等提出核心区 域共有2 9 对肌肉，其优劣性对于中长跑运动员的影响较为重要，但他们也没有具体指出 核心区域的范围所在。 ! 而目前对核心区域划分较为一致的观点已于上文中提到的：核心区域起于肩关节之 下，止于髋关节之上，其中既包括附着在脊柱、髋骨、骨盆周围的深层次肌肉，又包含 背部、腹部以及与骨盆相连的所有肌群在内，此划分为学术界所普遍接受，在研究上所 提到的“核心肌肉”和或“核心区域”一如未加特殊定义，就为此划分方法。 1 2 1 2 核心区域的作用原理i 核心区域的作用原理可以从解剖学、生理学、神经学及生物力学四个角度进行分析 【1 9 】 从解剖学角度看，人体的核心区域包含腰一骨盆一髋关节及附着在其上面的肌肉，这 些肌肉在人体运动过程中起核心稳定、力量传导等作用口2 l 。例如，竖脊肌是包含在此关 节当中，其作为脊柱的强大伸肌，对保持脊柱和骨盆的稳定性都起着重要的作用。 从生理学角度看，根据其功能分类，核心肌肉可分为稳定肌和运动肌。稳定肌是以 深层肌肉为主，有多裂肌、横突间肌、棘突间肌等，这些肌肉的作用原理是通过离心收 缩来控制脊柱的弯曲度并维持脊柱的稳定性。而运动肌是以浅层肌肉为主，有腹外斜肌、 腰大肌和竖脊肌等，这些肌肉的作用原理是通过控制脊柱运动参与调节脊柱的运动和稳 定性口2 1 。而根据其位置关系，又可分为整体肌肉和局部肌肉。整体肌肉主要是负责脊柱 的运动和方向控制，如竖脊肌、臀大肌等。局部肌肉则负责控制脊柱的曲度以及维持腰 椎的稳定性，如多裂肌等。 ，蠢 辽宁师范大学硕士学位论文 从神经学角度看，目前的核心区域作用原理主要有两种学说，一是“三亚系模型” 学说：二是神经控制学说。其中，“三亚系模型 学说是p a n j a b i 于1 9 9 2 年提出的，他 认为核心区域作用原理包括三个体系分别是被动亚系、主动亚系和神经控制亚系。 其主要内容是：被动亚系( 也称为内源性稳定系统) 是由椎骨、椎间盘、脊韧带等构成 的卜主动亚系( 也称为外源性稳定系统) 是由脊柱周围的肌肉、肌腱等构成的；而神经 控制亚系控制被动亚系和主动亚系，协调它们以实现脊柱的稳定，这三个子系之间是相 互依存，互为代偿的关系羽。而神经控制学说认为：人体核心区域的稳定是在神经的支 配下才得以完成的复杂过程，并且达到核心稳定并不是目的，而是为了实现更为复杂的 运动过程的前提和基础。t t o d g e s 等4 3 认为核心区域的提前动员是为了四肢的发力而建立 的支点。 。从生物力学角度看，人体处于正常的站立姿势时，身体重心接近人体正中央的矢状 面，介于稍向右偏的骶骨与耻骨之间；处于卧姿时，身体重心向头部偏移。身体重心是 随着人体姿势的变化而发生改变的，尤其在运动时，重心有时会移出体外5 j 。人体在运 动期间，重心起伏不定，此时人体是依靠核心肌肉力量来调整姿势和维持躯干的平衡的 3 6 。非平衡不稳定支撑练习就是为提高躯干的平衡稳定性而进行的核心训练方法。 1 2 1 3 核心肌群评定 ? 核心肌群评定是用于检验核心肌肉训练效果与成效的方法，目前，核心肌群评定方 法可分为两种：一种是表面肌电图( 也称为动态肌电图) ，是从肌肉表面通过电极引导、 记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。此方法在运动生理实验研究中通过监测 核心肌肉做功以对核心肌群进行性能评定。英国学者h i b b s 等认为改良的峰值肌电图和 均值肌电图可以更好反映核心肌群的性能口7 1 ，但其操作不是很简便易行。另一种是运动 学评价方法，运动学评价方法较为直观实用、简便易行。研究人员针对核心区域不同部 位的肌群设计了相对应的评定方法7 l ，常用的有核心肌肉耐力测试，其中包括躯干伸肌 测试、躯干屈肌测试、侧桥以及俯桥测试；平衡能力测试单腿站立平衡能力测试3 0 s ； 髋部柔韧性测试，包括俯卧举腿、侧卧举腿等。综合而言，核心肌群评定方法不算全面， 也不系统。此外，还有腹内压测量，也是评定核心肌群性能的一种方法，但多用于康复 保健领域8 | ，在运动生理领域应用较少。 1 2 1 4 核心训练( c o r et r a i n i n g ) 上个世纪9 0 年代初，西方国家的学者最先发现躯干在运动中的重要地位，通过各个 角度的深入研究，他们逐渐认识到躯干不仅在生理上处于核心位置，在功能上也具有极 为重要的作用，并提出“核心力量”与“核心稳定性”。核心训练起初在康复保健中应 辽宁师范大学硕士学位论文 用广泛，效果较为显著，随着其应用的广泛开展，其后才逐渐地应用到竞技体育训练中 去。直n 2 1 世纪初期，核心训练才得到我国体育界的接纳与认同。 国内传统的核心训练是以动力性力量练习为主；国外则常常采用在不稳定的支撑物 ( 如瑞士球等) 上进行力量练习和静力姿势练习。主要的核心肌肉训练器械有瑞士球、 平衡盘、平衡板、振动杆、半球型滚筒、悬吊练习器、泡沫筒、弹力棒，小蹦床、稳定 球、滑板和充气垫等。 目前，核心肌肉训练已经成为国内外竞技体育和医学康复领域中的专家学者以及 教练员们所关注的焦点，其训练作用也极为有效，主要表现在以下几个方面： 首先，核心训练于不同专项的运动员其作用原理亦有所分别，但核心训练主要是通 过增强核心力量和提高身体平衡稳定性使运动员的竞技水平得以提高。目前，对于田径 运动员的核4 , t 7 1 1 练研究较多。李春雷等呤弘4 3 1 认为，核心训练对于田径运动员来讲，其效 果是极为显著的，研究结果显示：核心训练能够增强技术动作的稳定性、促进机体协调 发展、加强神经一肌肉控制、达到能量节省化并具有预防运动损伤的作用。也有研究显 示：核心训练在提高其他项目运动员专业运动水平也起到不容忽视的作用，其中包括足 球口5 1 、自行车h 5 叫6 1 、击剑瞄1 、游泳h 8 1 等。但是，有一些研究结果显示：核心肌肉功能的 增强与运动能力的提高并不存在着直接联系h 9 。5 。其次，核心训练能够使核心肌肉力量 增强，不仅能够改善含胸驼背等不良的身体姿势鹋1 ，也能够降低日常活动及运动中受伤 的风险喵3 。5 4 1 ，是运动员训练计划中提高运动能力和预防运动损伤应必备的内容。在临床 上，患者的康复计划中也都强调核心训练的重要性畸5 。5 6 3 。此外，h o d g e s 等以针刺式电极 法发现：核心肌群在躯体自我保护机制中也起着重要作用晦剐。第三，大众健身运动也逐 渐开始采用核心训练。许多对普通人进行核心训练的研究也都证实核4 , i 7 1 1 练能够使其运 动能力显著性提高瞄7 。5 引。第四，核心肌肉训练在康复医疗方面也起着重要作用，尤其对 于那些患有慢性腰痛的患者旧。别。此外，有研究表明，核心训练方法还能够显著减轻产 后骨盆疼痛0 j 。 1 2 2 呼吸肌肉研究现状 1 2 2 1 呼吸肌肉及其功能测定 呼吸肌肉是指与呼吸运动有关的肌肉，通常呼吸肌的划分可分为两种，一是按其功 能划分，可分为吸气肌和呼气肌，吸气肌主要是膈肌、肋间外肌和胸锁乳突肌，呼气肌 主要有肋间内肌和腹肌；二是从其主次地位划分，呼吸肌可分为固有呼吸肌和辅助呼吸 肌两种。固有呼吸肌包括：膈肌、肋间外肌、肋间内肌、胸横肌等。辅助呼吸肌又分为 助吸气肌和助呼气肌，助吸气肌包括背阔肌、胸大肌、胸小肌、前锯肌、胸锁乳突肌等； 辽宁师范大学硕士学位论文 助呼气肌包括竖脊肌、腹直肌、腹外斜肌、腰方肌、髂肋肌等。其中膈肌是最主要的呼 吸肌，也是维持腹内压的重要肌肉。 呼吸肌功能测定包括对呼吸肌力量( r m s ) 和耐力( r m e ) 的评估。r m s 是指呼吸肌的最 大收缩能力。目前较为常见的r m s 测定指标主要包括m i p 、最大呼气压( m e p ) 、跨膈压( p 。；) 和最大跨膈压( p 。；) 。而r m e 则是指呼吸肌维持一定水平通气的能力，主要测定指标有： _ m v v 、最大维持通气量( m s v c ) 、1 2 m i n 行走距离、膈肌张力一时间指数( t ) 、膈肌肌电图、 膈神经电刺激法和呼吸形态的监测等。 ：、由于膈肌是最为重要的呼吸肌，因此呼吸肌的功能测定与疲劳测定也分为针对膈肌 、一和针对所有呼吸肌两类，使用比较多的是膈肌功能测定，最常用的是p i 一的测量，p i 是 指在功能残气位及气道阻断状态下最大努力吸气时产生的膈肌两侧压力差。膈肌疲劳 时，p i 。显著降低；当p i 。下降至1 j 4 0 时，可判断为膈肌疲劳h 引。目前针对所有呼吸肌的 测量方法之一m i p 测定，应用也较为普遍。m i p 是指在功能残气位和气道阻断时用最 大努力吸气所产生的最大吸气口腔压。全部呼吸肌的疲劳可以通过三种指标进行评定 3 1 ：1 ) 在对抗恒定阻力的呼吸至不能克服阻力负荷；2 ) 或达到目标口腔压；3 ) 或每 分钟通气量下降1 0 所持续的时间。就两个常用呼吸肌功能测定方法来说，它们的优点 是简便易行、无创伤性：缺点是易受主观因素的影响。 1 2 2 2 呼吸肌疲劳与运动 肌肉疲劳是指运动引起肌肉产生的最大收缩力量或者最大输出功率暂时性下降的 生理现象。呼吸肌活动是呼吸运动的动力所在，一定条件下，可出现呼吸肌疲劳现象， 而呼吸肌疲劳是指呼吸肌在超能力负荷的作用下所出现的收缩力或者收缩速度下降，而 这种下降是可以经休息而恢复的。呼吸肌疲劳可分为中枢疲劳和外周疲劳，中枢疲劳是 指中枢驱力不足或驱力下调，是一种保护性机制；外周疲劳可以是神经肌肉兴奋传导障 碍或由于肌肉本身的兴奋收缩偶联障碍所致。另外，疲劳的出现也可能是因为代谢因素 及能量供应不足导致的4 | 。由于膈肌是最主要的吸气肌，因此功能评定以及呼吸肌训练 多数都是针对膈肌进行。膈肌是由肌肉和膜组成的穹隆形结构横隔，其具有高氧化的 能力嵋6 。 一般对于健康人来讲，通气功能并不是最大运动能力限制因素之一哺7 。6 8 1 。但多数资 料表明，当运动强度大于8 5 v 0 抽。时，膈膜容易出现疲劳弘7 1 1 ，并直接影响运动能力盯2 i 。 j o h n s o n 等研究表明，在8 0 - 9 5 v 0 。的运动中，呼吸肌疲劳明显地削弱了运动员最大有 氧做功能力m 1 ，并有研究认为运动时呼吸肌的疲劳可能影响耐力性运动项目的运动成绩 n 3 7 4 1 。呼吸肌疲劳所致的呼吸困难感觉或机械负荷可能是其重要原因，同时呼吸肌疲劳 辽宁师范大学硕士学位论文 后交感神经控制参与使呼吸肌肉代谢的血管输出量增加，从而降低或1 1 1 1 1 1 烈运动中骨 骼肌的血流量口引，这也可能是造成运动能力降低的因素。 一直以来，人们都认为呼吸肌疲劳只出现于运动员最大有氧做功过程之中并影响较 为显著，而对普通人运动能力不会有太大的影响。而研究发现，在普通人的大强度运动 过程中，呼吸肌疲劳也起着重要的影响作用。在超过8 5 最大耗氧量( m v v ) h u 或8 0 最大 做功n 2 3 的力竭定量负荷跑或踏车运动中以及更高强度的短时间运动中，普通人的呼吸肌 出现疲劳。 b y e 等口7 3 发现，在极限强度运动超过4 分钟，最大跨膈压出现降低；持续5 1 0 分钟， 膈肌出现疲劳。当达到最大做功的7 0 一7 5 时，1 4 名受试者中有9 名出现膈肌疲劳口8 | 。 j o h n s o n 等订u 研究结果发现，自行车力竭运动后，呼吸肌功能和膈肌p i 分别下降了4 3 、 8 一3 2 。从以上研究结果可以看出，呼吸肌疲劳与运动强度有关，运动强度越大，疲劳 程度就越严重。并且人们发现：在高强度、力竭运动中，耗氧量超过8 5 日或达到最大做 功的8 0 n 踟时，或以8 0 - 9 5 v 0 。的强度运动1 0 - 3 0 分钟后都有隔肌疲劳现象的出现，这种 实验结果被多次证实口1 7 卜7 9 1 。 前人对呼吸肌疲劳影响运动能力的作用机制进行了分析总结盯6 1 ，其结果如下：在高 强度耐力运动过程中，1 ) 由于气道的狭窄和过度反应，在运动期间发生胸内气道的气 流限制；2 ) 由于肺泡一动脉氧分压差的过度扩大而导致运动性动脉低氧血症。这种低效 率的气体交换部分是由于运动期间心脏内或肺内发生了混合静脉血的分流；3 ) 由于持 续高强度运动而产生的呼吸肌疲劳以及由此而引起的对四肢肌肉内血管的缩血管效应。 综上所述，在大强度运动耐力运动过程中，呼吸肌疲劳的出现都是较为常见的现 象。呼吸肌疲劳的产生会制约运动水平的发挥，甚至使运动不能继续进行，这成为限制 某些运动能力的因素之一哺。一些研究也已经证实呼吸肌肉在长距离比赛过程中可能会 出现疲劳，如马拉松比赛、超长距离比赛等，比赛后呼吸肌肉功能受损，并且这种损伤 可能会一直持续到比赛结束或更久。某些研究者发现，通过呼吸肌训练，呼吸功能得到 明显的改善，运动水平提高陋卜8 2 1 。如果呼吸肌力量和耐力能够增强，则呼吸肌疲劳与损 伤就会减弱，运动能力就会得i ! i 市i 应的改善。 i 2 2 3 呼吸肌训练( r e s p i r a t o r yt r a i n i n g ) 呼吸肌疲劳对c o p d 患者的日常生活以及运动员运动能力的限制已得到广泛的认可。 研究证实，呼吸肌和其他骨骼肌一样，可以通过训练来增强其力量与耐力，从而达到提高 运动员和普通人的运动能力、改善c o d p 患者的生活质量等目的。国内有关呼吸肌的研究 多数都是属于康复医疗范畴之内，在竞技体育中有关呼吸肌训练的研究较少。康复医疗 研究表明，呼吸肌训练能明显改善c o p d 患者的呼吸系统功能、运动能力以及生活质量和 辽宁师范大学硕士学位论文 呼吸困难等症状。国内应用于康复医学的呼吸体操主要有腹式呼吸、缩唇呼吸、全身性 呼吸体操等，此外，我国传统的气功也对呼吸肌的训练起到一定作用。这些呼吸操的治 疗效果比较有限，只能作为康复医疗的辅助手段。而应用于体育运动中的呼吸肌训练又 分为两类，一类是非特异性呼吸肌训练，可通过行走、慢跑、游泳、登梯等运动来实现； 另一类是特异性呼吸肌训练，目前国内外常采用特异性呼吸肌训练一般都是通过增加呼 吸负荷的方法来达到训练的目的，如苗勒氏法( h u e l l e rm a n e u v e r s ) 吸气、瓦氏法 ( v a s a l v am a n e u v e r s ) 呼气、小孔吸气或呼气法、吸气流量一阻力负荷( i f r l ) 法、 吸气闭值负荷( i t l ) 法、等二氧化碳过度通气法( i s o c a p n i ch y p e r v e n t i l a t i o n ) 、 经皮膈神经电刺激等。 一般来说，主要针对吸气肌进行的训练是让被试或患者努力吸气对抗在功能残气位 时几乎是完全堵塞的气道阻力，阻力的大小控制在产生7 0 的最大跨膈压，由有重量的 活塞来控制。每两周将负荷加大一次，增加约为原始负荷的5 一1 0 ，8 周后可增多2 5 ， 每次训练时间至少持续1 0 m i n 引。研究显示，采用吸气流量阻力负荷吸气闭值阻力负荷 方法锻炼可使c o d p 和囊性肺纤维化患者吸气耐力提高3 倍；使肌萎缩儿童吸气耐力时间 较训练前提高4 倍，并且此训练方法也适用于急性呼吸衰竭、呼吸肌衰弱以及脊柱后侧 弯患者陷4 1 。等二氧化碳过度通气法是借助重复呼吸环路来保证二氧化碳含量的恒定，受 试者以最高的每分通气量进行长时间的重复呼吸，其主要目的是增强呼吸肌耐力，最终 结果以测定受试者的最大持续通气量来进行评定。从有关康复医疗方面的报道来看，有 呼吸系统疾病的病人都能呼吸肌训练中受益。c a d e r 等人以老年机械通气患者为研究对 象发现，实验组呼吸肌训练后m i p 值显著高于对照组删。n i e l d 碑6 1 对4 例严重c o p d 患者采 用压力阈装置进行吸气肌训练，持续6 周、5 3 0 分钟次、负荷递增2 4 c m u 。o 周，阻力负 荷超过3 0 基础m i p ，结果受试者亚极量运动时呼吸困难指数和主观用力指数均显著改 善i 吸气肌力量增加。宋利也对c o p d 患者进行了呼吸肌训练发现受试者在训练后呼吸功 能和症状评定都有所好转，并且效果明显陋7 1 。此外，吸气肌训练还可以明显改善低氧条 件下运动员的呼吸功能隅8 | 。 呼吸肌训练若想取得较好的效果，就必须坚持一定得时间，一般受试者呼吸肌的训 练强度按照其自身的体能情况控制在6 5 8 5 最大耗氧量，而耐力项目运动员的呼吸肌 训练强度最多可达到9 0 最大耗氧量陋9 1 。其主要原因是大强度的呼吸肌训练才可以同时 锻炼所有的呼吸肌，其中，膈外呼吸肌在日常生活中的使用率较低，只有当呼吸运动强 度足够大并持续性进行时，膈外呼吸肌才能够被调动起来，这样受试者的呼吸肌训练效 果才能达到更优。 辽宁师范大学硕士学位论文 国外涉及呼吸肌群专门训练的项目有田径、白行车等，且结果显示其有助于竞技能 力的提高隅“8 钆9 0 9 “9 2 3 9 驯。其中，m a r k o v 等四妇研究表明，呼吸肌训练后运动员持续踏车时 间延长了3 8 ；此外，呼吸肌训练还可以使7 0 最大耗氧量的呼吸耐力时间延长3 2 9 分钟 9 2 o 呼吸肌是形态学和机能学上的骨骼肌，l e i t h 等阳朝于1 9 7 6 年就已提出，如果应用合 理的生理负荷，它可以与其他的骨骼肌一样，可以对其进行训练，随着对其研究的发 展和深入，目前一般建议，想要获得吸气肌力量增加，训练负荷要达至u 8 0 一9 0 m i p ；想 要获得力量和耐力同时增长，训练负荷要达到6 0 一8 0 m i p ；想要获得耐力提高，训练负 荷则要达到约6 0 m i p 6 1 ；想要m i p 增加最多( 4 5 ) ，吸气肌训练要持续11 周。但是从训练 效果来看，4 周呼吸肌训练的效果为最佳阴”。 此外，一些研究显示，呼吸肌训练对普通人的运动能力也具有明显的提高作用。呼 吸肌训练可以使普通人持续高强度( 7 0 m v v 或7 0 最大做功) 的踏车时间提高5 0 凹。赵敬 国等胡研究得出：4 周吸气肌力量训练可显著性提高健康大学生以主观感觉为主要判定 标准的v o 。p e a k 值以及递增负荷运动试验( g x t ) 的运动能力。此外，研究结果显示：普通 人口1 9 9 1 及运动员阳3 1 呼吸肌耐力训练后血乳酸在运动过程中增高幅度明显降低，但呼吸肌 耐力训练不能改变最大耗氧量和最大做功阳4 ，1 0 扣1 0 2 1 。 关于呼吸肌训练增强或改善运动能力的作用机制研究也存在不同的假说。呼吸肌训 练能使其力量和耐力加强，导致运动时呼吸肌疲劳减轻，从而减低肢体血管的缩血管 效应和呼吸困难的感觉，进而使运动能力得以改善和提高口4 8 8 9 朝。也有研究认为呼吸肌 训练改变了神经系统对呼吸的知觉，比如呼吸吃力感的消失或气喘感的减弱并因而使自 行车力竭运动时间得以延长四k 蚓。而m a r k o v 等呤钔认为是由于呼吸肌训练通过提高相关的 中枢神经系统调节机制使踏车时间延长。也有研究认为：呼吸肌训练是通过增强其自主 呼吸来提高运动成绩的旧9 l 。呼吸肌训练在一定程度上提高了呼吸肌肉对运动的适应性。 呼吸肌训练提高运动水平的作用机制也可能是：呼吸肌训练后，通气的机械效率提高， 因而，呼吸肌的代谢需求减少。 呼吸肌训练根据其训练持续时间可分为长期呼吸肌训练和急性呼吸肌训练。经研究 发现，长期呼吸肌训练和急性呼吸肌训练( 准备活动) 都可不同程度地提高运动员的竞 技能力。黄兴等人n 0 4 1 研究得出：为期6 0 天的呼吸肌训练有效提高优秀女子赛艇运动员乳 酸阂功率，从而提高其有氧耐力水平。v o l i a n i t i s 等阳7 3 研究表明，在赛艇训练中增加呼 吸肌训练比传统的耐力训练更能有效地提高运动成绩。s t e f a n o s 等的研究结果也显示： 赛艇运动员赛前准备活动进行强化呼吸肌训练，可使比赛时呼吸节奏与动作节奏更容易 匹配9 0 1 。 辽宁师范大学硕士学位论文 如上文所述，在极限运动情况下呼吸肌的摄氧量可以达到了总摄氧量的1 5 。在几 个涉及v 0 。的研究中，呼吸肌的作用都似乎是从外周肌肉组织中窃取血流量以满足自 身的代谢需求。因此，降低呼吸肌的代谢需求能够减少其与其他运动肌争夺有限的血流 量。而呼吸肌训练改善耐力运动能力可能是在以6 5 - 8 5 v 0 。为强度的亚极量运动过程中 才有效，因为某些研究测试以更高的运动强度运动时，耐力提高很少没有变化。其中， 训练有素的自行车运动员在呼吸肌训练后在以9 0 最大运动负荷的强度进行运动，运动 时间没有明显变化，只增加了9 8 秒。另据报道，专业自行车运动员在为期3 周的大强度呼 吸肌训练后，在以9 5 v 0 ，的强度运动，耐力时间无明显变化n 0 5 1 。 1 1 2 3 小结 在人体运动过程中，核心肌肉和呼吸肌肉都占有极为重要的地位。核心肌肉处于掌 控全身平衡与稳定的主导地位，呼吸肌肉则与人体的一切活动密不可分。虽然目前核心 区域划分范围仍未达成一致观点，但核心肌肉和呼吸肌肉在解剖结构上存在重叠这一结 论也为大家所普遍接受，但是核心肌肉与呼吸肌肉在功能表现上是否存在联系并相互作 用呢? 这一问题的解决可能会有助于运动员与健身爱好者训练的定制，并提供一定的理 论支持。目前有关核心肌肉和呼吸肌肉的训练与评定方法都已趋于成熟，并在康复医疗 和体育运动中都应用广泛并取得较好的成效。资料显示：核心肌肉i j i i 练和呼吸肌肉训练 应用于田径类运动项目研究中较多，此外也包括自行车、游泳等。核心肌肉训练方法及 测定指标较呼吸肌肉繁杂多样，而呼吸肌肉训练效果的评定主要针对于急性或耐力性力 竭运动。 ， 多数研究结果显示：核心肌肉和呼吸肌肉功能增强可使运动员的竞技水平和普通人 的运动能力有所提高。但也有相悖的研究结果出现，其原因可能与运动项目、训练方法、 受试者运动水平等方面的局限与差异有关，因此，诸多问题需要更多的研究迸一步证实。 辽宁师范大学硕士学位论文 2 研究方法 2 1 研究流程 研究流程为图2 1 所示： 图2 1 研究流程简图 辽宁师范大学硕士学位论文 2 2 研究对象 2 4 名长跑爱好者( 男性2 2 名，女性2 名) 自愿参与本研究项目，他们无任何心血管 及呼吸疾病史或症状并日常进行规律的长跑运动训练。受试者在明确受试过程和可能 存在的风险后签署同意书。本研究符合香港浸会大学伦理委员会有关“研究中人类和动 物受试者的应用”的相应规定。将2 4 名长跑爱好者随机分为三组，分别为训练组( t 组， 7 男1 女) 、对照组( c 组，6 男1 女) 和方案施加组( s 组，9 男) 。 2 3 实验仪器 吸气肌功能测定及吸气肌训练：强度调节器p o w e r b r e a t h e ( c o l l i n s 、m a ) 、呼吸 速率计( m l t i o o o l ) 、强度阈值仪( m l l 4 0 ，a di n s t r u m e n t s ，n s w ) 、鼻夹 心率监控：心率表( p o l a rr 4 0 0 e x ，f i n l a n d ) 间歇训练速度控制：跑台( h p c o s m o sp u i s a ri t3 p4 0 ，c o s m o s n u s s d o r f t r a u n s t e i n ，g e r m a n y ) ) 核心肌肉功能测定( 俯桥修正测试- m o d i f i e dp l a n kt e s t ) ：软垫、桌子、椅子、 卷尺、秒表、标记杆、胶布 肺功能测定：m a x i i 心肺功能仪( v m a x 2 2 9 d ，s e n s o r m e d i c s ，c a ) 最大摄氧量及每分最大通气量测定：便携式心肺功能测量仪( m e t a m a x ，c o r t e x ， l e i p z i g ，g e r m a n y ) 特定核心肌肉训练：瑞士球、瑜伽垫、鼻夹、强度调节器( c o l l i n s 、m a ) 2 4 实验方案 2 4 1 准备实验 实验正式启动前，分别对受试者的年龄、身高、体重、静息状态下的肺功能( f v c 、 f e v 。、f e v 。f v c 幂i i m v v ) 、最大摄氧量( v o 加，) 、最大心率( h r ) 、每分最大通气量( v e ) 水平进行测定以了解受试者的基本身体状况及有氧能力。对三组受试者的基本信息( 包 括年龄、身高、体重、f v c 、f e v 。、f e v 。f v c 、1 2 - sm v v 、v o 抽；、v 陆。；和h r m 。；) 进行一般线 性模式分析得出f 值，并发现p 值均大于0 0 5 ，可认为三样本中受试者的基本状况无差异 ( 见表2 1 ) 。 辽宁师范大学硕士学位论文 表2 1 受试者基本信息一览表 2 4 2 预实验 准备工作完成后，安排受试者到实验室( 温度：2 0 。c ；相对湿度：7 3 ；气压： 7 5 2 9 5 2 2 6 7 ) 熟悉实验仪器以及实验步骤并按照实验步骤进行m i p 钡, u 定：俯桥测试预 实验以熟悉实验过程，方便正式实验的顺利进行。 2 4 3 正式实验 t 组、c 组和s 组在训练以及方案实施前全部进行吸气肌( i m ) 功能测定( p r e m i p ) 和核心肌肉( c m ) 功能测定( p r e p t ) 。t 组在y o y o 钡j j 试后开始为期四周的吸气肌训练 ( i m t ) ，于四周后再次进行吸气肌功能测定( p o s t i m t - m i p ) 和核心肌肉功能测定 ( p o s t i m t - p t ) 。而c 组在不进行任何训练情况下于四周后再次测得m i p 值( p o s t m i p ) 和俯桥测试成绩( p o s t p t ) 。之后，t 组在进行为期六周的间歇训练和特定核心肌肉训 练相结合的训练( i t c t ) 后再次进行吸气肌功能测定( p o s t - i c t c - - m i p ) 和核心肌肉功 能测定( p o s t i c t c p t ) 。s 组首先进行以8 0 v 0 。：强度力竭跑测试并将呼吸方面的数据 ( 包括v e 均值、v t 、f b s n t ；t 。) 记录下来，再分别在模拟呼吸方案和核心肌肉疲劳方案 进行后即刻进行吸气肌功能测定和核心肌肉功能测定，获取m i p 值和俯桥测试成绩 ( m i m i c m i p 、m i m i c - p t 、f a m i p 并h f a p t ，其中m i m i c 代表模拟呼吸方案，f a 代表核心 肌肉疲劳方案) 。所有测试方案进行至少间隔三天，并在每一天的相同时段进行。 2 5 训练方法 辽宁师范大学硕士学位论文 2 5 1 吸气肌训练( im t ) 。本实验中所采用的吸气肌训练参考r o m e r 等n 删采用的训练方案设计，受试者进行四 周的吸气肌训练( 三十次组、二组一天、六天周) 。受试者使用阈值压力装置，用 鼻夹将鼻子夹住以防止用鼻呼吸，并根据指示在吸气前慢慢呼气，尽量将所有肺内的残 余气体都呼出体外，直到不能再呼为止，之后再尽全力吸气对抗在功能残气位时几乎是 完全堵塞的气道阻力，并保证是以最快的速度吸气，直到不能再吸为止。阈值强度根据 其p r e - m i p 设定，由5 0 p r e m i p 值起逐渐增大到约1 0 0 p r e - m i p 值为止，当受试者适应当 前所设定强度( 例如可无间断完成一组工m 训练或和保证气流速度较为平稳) ，便可将 7 强度加大，每次增加1 0 - 1 5 c m h 。0 。 。2 5 2 间歇跑训练( 1t ) 。 。本方案的设定是参考f o x 禾h m a t h e w s n 0 7 3 所推荐的在跑台( h p c o s m o sp u l s a ri t3 p 4 0 ，c o s m o sn u s s d o r f t r a u n s t e i n ，g e r m a n y ) 上进行的间歇跑训练方案，具体内容参 、见表2 2 。间歇跑训练共持续六周，每周3 4 次，每次i - 4 组训练。每组训练方案各不同， 分别从l o o m 、2 0 0 m , 4 0 0 m 、6 0 0 m 、8 0 0 m 币1 2 4 0 0 m 中选取，长度不同且数目不等。在组间 休息时间按不同比例计算，1 0 0 - 4 0 0 m 的休息时间是其运动时间的3 倍，6 0 0 m 贝t j 是其2 倍， 而8 0 0 m 的休息时间与其运动时间相等。训练的初始速度是根据受试者在吸气肌训练前所 进行的y o - y o 跑测试中所达到的最大速度设定：1 0 0 署b 2 0 0 m ：9 5 - 1 0 0 s p e e d 。：4 0 0 - 6 0 0 m ： 9 0 - 9 5 s p e e d ：8 0 0 m ：8 0 - 8 5 s p e e d 。；：2 ，4 0 0 m ：7 5 8 0 s p e e d 。：。速度除初次由实验管 理人员设定外，其余都由受试者本人选择，但须保证在训练末期心率( p o l a rr 4 0 0 c x ， f i n l a n d ) 达至i j h r 一的9 0 或者主观感觉疲劳程度( r p e - r a t i n go fp e r c e i v e d ) 达至u 1 8 - 1 9 。 在间歇训练组间休息时受试者可在实验室自由活动，并且时间的长短可根据受试者的具 体情况决定，组内休息仍需在跑步机上以4 5 k m h 的速度步行，并在步行的同时用吸气 肌训练中所使用的设备以5 0 p r e - m i p 的强度( 也就是吸气肌训练初始强度) 进行吸气肌 训练3 0 下组( 不用鼻夹) 。 辽宁师范大学硕士学位论文 表2 2 间歇跑训练方案表( 单位：m ) 第第一天第一组：4 * 2 0 0第二组：8 1 0 0 第二天第一组：2 * 4 0 0第二组：8 1 0 0 周 第三天第一组：2 * 4 0 0第二组：6 * 2 0 0 第四天第一组：1 8 0 0i第二组：6 * 2 0 0 第第一天第一组：2 * 8 0 0第二组：2 * 4 0 0 第二天第一组：6 * 4 0 0 周 第三天第一组：3 * 8 0 0 第四天第一组：1 2 ，4 0 0 第第一天第一组：2 * 6 0 0第二组：2 * 4 0 0 第二天第一组：4 * 2 0 0 i 第二组：4 * 2 0 0第三组：4 * 2 0 0 周 第三天第一组：1 8 0 0 一第二组：2 * 4 0 0 第第一天第一组：3 * 6 0 0第二组：3 * 4 0 0 四 第二天第一组：4 * 2 0 0第二组：4 * 2 0 0第三组：4 * 2 0 0 第四组