长期体育运动对人体气体代谢的影响

长期体育运动对人体气体代谢的影响

长期体育可以显著改善人体各器官和系统的无能，提高身体对运动负荷的适应性。因此,研究运动过程中人体机能的变化是评价人体机能水平和运动效果的重要手段。对于探讨体育运动与人体机能之间的关系、评价价运动效果以及制定运动处方等具有重要的理论和实践意义。本文通过对体育教育专业男子大学生和普通男子大学生递增负荷运动过程中气体代谢变化的比较研究,旨在探讨长期体育运动对人体气体代谢机能的影响及其可能的机理,为评价运动效果、制定运动处方等提供理论依据。1研究对象和方法1.1般身体特征西安体育学院体育教育专业2000级男子大学生(实验组);西安体育学院运动人体科学系2000级普通男子大学生(对照组)。两组受试者身体健康,无既往病史。一般身体特征见表1。表1受试者一般身体特征(±S)1.2气体代谢指标受试者配戴呼吸面罩静坐于功率自行车上休息,待安静后测定安静心率和气体代谢指标;然后完成递增负荷运动,运动负荷从60W开始,转速为60rpm,每级负荷持续3分钟,之后,每增加30W为下一级负荷,直至力竭。气体代谢指标每20秒记录一次,为了降低采样误差,我们取每分钟三次采样点平均值作为每分值;心率每分钟记录一次。1.3呼吸代谢仪器Sensormedics2900型呼吸代谢分析仪(美国产)、Lode功率自行车(美国产)、PE-3000心率表(芬兰产)。1.4氧生物特性v犯罪摄氧量(VO2)、呼吸商(RQ)、氧脉搏(VO2/HR)、二氧化碳排出量(VCO2)、氧通气当量(VEO2)、心率(HR)、代谢当量(METS)。1.5处理数据所有数据利用SPSS9.0软件包进行统计学处理。统计学分析采取双样本等方差单侧T检验,并以P<0.05作为差异显著性水平。2结果表2递增负荷运动过程中呼吸代谢指标变化特征(±S)2.1两组vo安静时,实验组VO2大于对照组,但无显著性差异。运动过程中两组受试者VO2均随负荷增加而增加,实验组VO2绝对值于每级负荷运动时均大于对照组,其中,第一级负荷运动过程中,实验组较安静时增长1.73倍,对照组增长2.38倍,分析表明,此时实验组VO2增长幅度显著小于对照组(P<0.05);之后,两组受试者VO2增长速度均有所减缓,但实验组VO2增长幅度显著大于对照组(P<0.05),至运动结束时,实验组较安静增长5.21倍,对照组5.30倍。2.2两组vc2均值及增长率比较安静时,实验组的VCO2略大于对照组;运动过程中,两组受试者Vco2均随负荷的增加而增加,但两组受试者在不同负荷运动时Vco2绝对值及增长速度不同,第一、二级负荷运动时,实验组VCO2大于对照组,但无显著性差异(P>0.05);之后,对照组VCO2绝对值于每级负荷运动时均大于实验组,但两组间VCO2增长速度及绝对值无显著性差异(P>0.05);最后一级负荷运动过程中,对照组VCO2绝对值小于实验组,但增长幅度大于实验组,此时,对照组增长21.18%,实验组增长6.27%。2.3两组各负负荷运动情况及各增长幅度比较递增负荷运动过程中,两组受试者RQ随负荷的递增而增加,但对照组于每级运动负荷运动时RQ均大于实验组,且增长幅度亦大于实验组(P<0.05)。表2所示,第一级负荷运动过程中,两组受试者RQ基本相同(P>0.05);之后,对照组RQ增长速度明显大于实验组,第三级负荷运动时,对照组RQ为1.04,而实验组RQ仅为0.94;运动结束时,对照组RQ为1.19,而实验组为1.14。2.4不同速度下两组v2/hr、水安静及递增负荷运动过程中,实验组VO2/HR始终大于对照组,但是,不同负荷运动过程中两组受试者VO2/HR增长速度不同,第一级负荷运动时,实验组VO2/HR较安静时增长1.02倍,对照组增长1.35倍,可见实验组VO2/HR增长速度小于对照组;之后,实验组VO2/HR增加速度显著大于对照组,运动结束时,实验组较安静时增加1.84倍,而对照组仅1.47倍,统计分析表明,此时两组受试者VO2/HR有显著性差异(P<0.05)。2.5两组受试者veo增长情况比较VEo2是VE与Vo2的比值,其大小与肺通气效率呈负相关。第一级负荷运动时,两组受试者VEo2较安静时均快速下降,但实验组下降幅度小于对照组(分别下降27.35%、32.25%);之后,两组受试者VEo2均随运动负荷的递增而增加,但实验组VEo2始终小于对照组,且增长速度相对较小,期间对照组增长23.86%,对照住增长36.11%,分析表明,两组受试者VEo2增长速度有显著性差异(P<0.05);最后一级负荷运动过程中,实验组VEo2略有增加(7.50%,P>0.05),而对照组增幅较为明显(19.51%,P<0.05)。3、大负荷运动与veo的关系气体代谢是反映机体能量代谢的重要指标,与呼吸、循环、肌肉以及机能调节等机能能力有密切关系[2,3]。因此,运动过程中气体代谢的变化在一定程度上反映着机体各器官系统的机能水平和代谢特征。第一级负荷运动过程中,两组受试者气体代谢指标发生明显变化,其中Vo2、Vco2及Vo2/HR迅速增加,而VEo2呈下降趋势。表明,该负荷运动过程中,两组受试者代谢水平及通气效率较安静时明显提高。业已证明,小负荷运动过程中,Vo2的大小与机体能量消耗呈正相关,即Vo2越大,耗能量越多。表2所示,第一级负荷运动过程中,实验组Vo2大于对照组,但两组间无显著性差异,但实验组Vo2增长幅度却显著小于对照组(P<0.05),表明实验组对运动负荷的应激反应较小,笔者认为,这与实验组长期从事体育锻炼导致机体适应能力提高有关。随着运动负荷的增加,两组受试者气体代谢指标缓慢增加。运动至第三级负荷时,对照组RQ为1.04,而实验组仅为0.91,表明:对照组已达无氧阈负荷,此时无氧代谢系统参与供能的速度和比例快速增加。之后,实验组Vo2及Vo2/HR于每级负荷运动时始终大于对照组,而RQ和VEo2小于对照组。Vo2/HR是指每搏输出量所摄取的氧气量,是反映心肺功能的综合指标。由于实验组Vo2/HR绝对值及增长速度大于对照组,因此,实验组心脏的每搏输出量相对较大,这与其心脏的良好收缩能力及其效率有密切关系;而实验组相对较小VEo2则是其良好的心、肺功能及其耦联关系在气体代谢中的反映,并与其体液调节能力有关。由此可见,实验组良好的心肺功能是保证其摄氧量持续快速增长的重要原因,也是导致有氧代谢能力高于对照组的关键所在。大负荷运动过程中(最后一级负荷运动)两组受试者气体代谢指标均发生明显变化,但两组受试者的变化特征有所差异,其中,实验组Vo2及Vo2/HR绝对值明显大于对照组,且呈增长趋势,而对照组却有所下降;实验组VEo2保持相对稳定,但对照组快速增加,而且绝对值大于实验组,运动结束时对照组RQ为1.19,而实验组位1.14;实验组METS为9.84,对照组为8.21。可见实验组通气效率、有氧能力以及运动能力均高于对照组。据报道,剧烈运动时,VEo2快速增加是肌肉无氧代谢导致体内酸性产物(尤其乳酸)骤然升高,引起代偿性过度通气的缘故,与机体机能调节能力有密切关系。