3 km負(fù)重跑后應(yīng)用 “人體體能快速恢復(fù)裝置”效果的研究

劉濤波 田苗苗 梁靜群

（軍事體育進(jìn)修學(xué)院科研所，廣東廣州510500）

隨著軍事訓(xùn)練轉(zhuǎn)型和軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備的深入進(jìn)行，部隊(duì)各項(xiàng)軍事訓(xùn)練日益向 “實(shí)戰(zhàn)化”發(fā)展，訓(xùn)練強(qiáng)度和密度也逐漸增大。受訓(xùn)人員在訓(xùn)練后的體能恢復(fù)速率，決定著整個(gè)訓(xùn)練計(jì)劃的執(zhí)行，如果訓(xùn)練后恢復(fù)不足，會(huì)出現(xiàn)訓(xùn)練能力的下降與過(guò)度疲勞，直接影響訓(xùn)練效果和部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的提高。因此，采取怎樣的措施快速恢復(fù)體能，消除疲勞，成為了提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，保障軍事訓(xùn)練安全、高效、順利進(jìn)行的重要課題。

“人體體能快速恢復(fù)裝置”1號(hào)機(jī)根據(jù) “熱交互技術(shù) “原理研制而成，主要包括三部分:1）高效率的熱循環(huán)裝置，以手掌心與不銹鋼球來(lái)交換熱量。鋼球內(nèi)用熱管技術(shù)與外面的制冷裝置進(jìn)行高效率及速率可控的熱交換。2）低氣壓發(fā)生器:設(shè)計(jì)為封閉的真空負(fù)壓環(huán)境，使用于肢體遠(yuǎn)端，迅速使人體肢端的微循環(huán)從大強(qiáng)度應(yīng)激狀態(tài)恢復(fù)常態(tài)，促進(jìn)血液循環(huán)和回流，以補(bǔ)足強(qiáng)化訓(xùn)練時(shí)心、腦、腎等器官及肌肉的缺氧狀況，從而達(dá)到快速恢復(fù)體能的作用。3）降溫自控器:采用高分子材料和半導(dǎo)體元件研制，微電腦控制自動(dòng)降溫，能夠迅速使體表溫度和循環(huán)血液溫度恢復(fù)正常狀態(tài)。本研究通過(guò)“人體體能快速恢復(fù)裝置”干預(yù)，觀察學(xué)員在3 km負(fù)重跑后多個(gè)時(shí)相的的心率、血壓、呼吸及主觀體力感覺(jué)等指標(biāo)的變化，探討 “人體體能快速恢復(fù)裝置”對(duì)3 km負(fù)重跑后上述指標(biāo)的影響，從而為“人體體能快速恢復(fù)裝置”的應(yīng)用提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

某軍校學(xué)員40名，均為男性，平均年齡 （20±1.56）歲。身體健康無(wú)任何相關(guān)疾病。隨機(jī)分為兩組，對(duì)照組20名，實(shí)驗(yàn)組20名。

1.2 方法

實(shí)驗(yàn)在某軍校訓(xùn)練場(chǎng)上進(jìn)行，氣溫為23.5℃，濕度66%，負(fù)荷量為4.5 kg，每3 min發(fā)兩名學(xué)員。沿環(huán)形塑膠跑道全速跑完3 km，運(yùn)動(dòng)結(jié)束后實(shí)驗(yàn)組立刻使用 “人體體能快速恢復(fù)裝置”1號(hào)機(jī)。對(duì)照組不使用。

血壓及心率的測(cè)定:采用Panasonic松下腕式血壓計(jì)EW3039測(cè)量學(xué)員右手腕，由專人測(cè)量;分別在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后即刻、5 min、10 min、15 min和30 min各測(cè)量一次。呼吸頻率的測(cè)定:在測(cè)量血壓的同時(shí)，觀察10 s內(nèi)胸廓的起伏次數(shù)。主觀體力感覺(jué)量表的填寫(xiě):運(yùn)動(dòng)后受試者根據(jù)負(fù)荷引起的疲勞程度，按規(guī)定時(shí)間填寫(xiě)主觀體力感覺(jué)量表。所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理后進(jìn)行方差分析和T檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 心率的測(cè)試結(jié)果與分析

見(jiàn)表1，兩組在運(yùn)動(dòng)后即刻心率值最大，隨著休息時(shí)間的延長(zhǎng)，心率逐漸恢復(fù)，實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后15 min、30 min的心率值基本接近運(yùn)動(dòng)前水平;對(duì)照組在運(yùn)動(dòng)后15 min、30 min心率值仍非常顯著的高于運(yùn)動(dòng)前水平 （P＜0.01）。實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后15 min、30 min的的心率值非常顯著的低于對(duì)照組對(duì)應(yīng)時(shí)相 （P＜0.01）。心率作為生理指標(biāo)在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中常用來(lái)反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和生理負(fù)荷量，它也是反映體內(nèi)代謝情況的一個(gè)非常靈敏的生理指標(biāo)。由于其實(shí)用、簡(jiǎn)單、易測(cè)，因此在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中被普遍應(yīng)用。目前世界各國(guó)對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中的心率監(jiān)控極為重視，教練員不僅可以利用心率對(duì)訓(xùn)練過(guò)程進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)還可以利用心率對(duì)體能和傷病的恢復(fù)進(jìn)行全面的監(jiān)控。心臟功能對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的反映是比較直接的，當(dāng)心臟疲勞時(shí)，心臟每搏輸出量會(huì)下降，機(jī)體只有通過(guò)增加心率來(lái)完成一定量的心輸出量，所以疲勞時(shí)心率較高。同時(shí)體溫的升高也是造成心率加快的重要因素，運(yùn)動(dòng)中由于代謝水平提高，人體產(chǎn)熱增加，盡管機(jī)體調(diào)節(jié)加強(qiáng)了散熱過(guò)程，但仍不能保證體熱平衡而使體溫升高。本研究通過(guò)測(cè)試兩組學(xué)員運(yùn)動(dòng)前及運(yùn)動(dòng)后多個(gè)時(shí)相的心率來(lái)觀察學(xué)員心率的恢復(fù)情況，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組在使用了裝置以后，心率的恢復(fù)速度明顯快于對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組心率在運(yùn)動(dòng)后30 min與運(yùn)動(dòng)前比較，無(wú)顯著性差異水平，說(shuō)明被試者在運(yùn)動(dòng)后30 min的心率已恢復(fù)到安靜狀態(tài)水平。當(dāng)實(shí)驗(yàn)組學(xué)員把手臂伸進(jìn)裝置后，由于裝置內(nèi)的低氣壓環(huán)境，使得手掌和手背皮膚的毛細(xì)血管舒張，皮膚血流量增加及血流速度加快，并促使汗腺大量發(fā)汗，增加機(jī)體的散熱量。同時(shí)裝置的自控降溫效果，通過(guò)快速熱交換達(dá)到在較短時(shí)間內(nèi)迅速降低人體內(nèi)環(huán)境溫度，加速血液回流給心肌，增加心肌對(duì)氧的攝入，改善了心臟的疲勞狀態(tài)。

表1 運(yùn)動(dòng)前后心率的變化

2.2 血壓的測(cè)試結(jié)果與分析

表2顯示，兩組的收縮壓均在運(yùn)動(dòng)后即刻達(dá)到峰值，隨著恢復(fù)時(shí)段的延長(zhǎng)而逐漸下降，實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后30 min的收縮壓基本接近運(yùn)動(dòng)前水平;對(duì)照組的運(yùn)動(dòng)后30 min收縮壓仍非常顯著的高于運(yùn)動(dòng)前水平 （P＜0.01）;實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后15 min的收縮壓顯著的低于對(duì)照組對(duì)應(yīng)時(shí)相 （P＜0.05）。收縮壓主要受心搏量及大動(dòng)脈彈性的影響，運(yùn)動(dòng)時(shí)交感神經(jīng)興奮，心肌收縮力增強(qiáng)，心率增快，胸廓運(yùn)動(dòng)幅度增大，回心血量增加，使心排血量增加，收縮壓升高;運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，機(jī)體副交感神經(jīng)活動(dòng)加強(qiáng)，心跳減慢，心輸出量相對(duì)于運(yùn)動(dòng)時(shí)減少，收縮壓相對(duì)降低。實(shí)驗(yàn)組因?yàn)檠b置作用，迅速使人體肢端的微循環(huán)從大強(qiáng)度應(yīng)激狀態(tài)恢復(fù)常態(tài)，促使血液循環(huán)和回流，補(bǔ)足了強(qiáng)化訓(xùn)練時(shí)心臟的缺氧狀況，心輸出量更快的恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前狀態(tài)。所以收縮壓的恢復(fù)速度快于對(duì)照組。

表2 運(yùn)動(dòng)前后收縮壓的變化

表3顯示，兩組在運(yùn)動(dòng)后各時(shí)相的舒張壓均低于運(yùn)動(dòng)前，其中對(duì)照組在運(yùn)動(dòng)后各時(shí)相的舒張壓與運(yùn)動(dòng)前相比，均有非常顯著性差異 （P＜0.01）;實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后30 min的舒張壓基本接近運(yùn)動(dòng)前水平，顯著的高于對(duì)照組的運(yùn)動(dòng)后30 min的舒張壓（P＜0.05）。舒張壓主要受外周小動(dòng)脈阻力的影響，3 km負(fù)重跑是需要?jiǎng)訂T全身肌肉參與的較大強(qiáng)度的訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉血管舒張對(duì)外周阻力的影響大于其他不活動(dòng)器官血管收縮的代償作用，故總的外周阻力仍有降低，表現(xiàn)為舒張壓的下降。在恢復(fù)期，由于外周骨骼肌血管舒張程度下降，外周阻力也逐漸加大，舒張壓升高。實(shí)驗(yàn)組因?yàn)檠b置的快速熱交換和自控降溫系統(tǒng)的作用，使得體表溫度和內(nèi)環(huán)境溫度降低，從而造成血液的粘滯度升高，外周阻力增大，舒張壓恢復(fù)更明顯。

表3 運(yùn)動(dòng)前后舒張壓的變化

2.3 呼吸頻率的測(cè)試結(jié)果與分析

表4顯示，兩組的呼吸頻率均在運(yùn)動(dòng)后即刻達(dá)到峰值，隨著恢復(fù)時(shí)段的延長(zhǎng)而逐漸下降，實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后30 min的收縮壓基本接近運(yùn)動(dòng)前水平;對(duì)照組的運(yùn)動(dòng)后30 min心率值仍顯著的高于運(yùn)動(dòng)前水平 （P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后30 min的收縮壓顯著的低于對(duì)照組對(duì)應(yīng)時(shí)相 （P＜0.05）。運(yùn)動(dòng)時(shí)隨著強(qiáng)度的增大，機(jī)體為適應(yīng)代謝的需求，需要消耗更多的O2和排出更多的CO2。為此，通氣機(jī)能將發(fā)生相應(yīng)的變化。具體表現(xiàn)為呼吸加深加快，肺通氣量增加。在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肺通氣量的增加主要靠呼吸頻率的增多來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)停止后，通氣并不立即恢復(fù)到安靜水平。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)O2供應(yīng)小于O2消耗，欠下了氧債，所以運(yùn)動(dòng)停止后一段時(shí)間內(nèi)，通氣量仍大于運(yùn)動(dòng)前的水平。實(shí)驗(yàn)組利用裝置后，一方面加速了血液的回流，使得氣體在血液中的運(yùn)輸加快，有利于O2的運(yùn)送和CO2的釋放及排出;另一方面裝置的快速降溫作用，減弱了體溫對(duì)呼吸中樞的刺激，所以實(shí)驗(yàn)組的呼吸頻率恢復(fù)速度要快于對(duì)照組。

表4 運(yùn)動(dòng)前后呼吸頻率的變化

2.4 主觀體力感覺(jué)的結(jié)果與分析

Borg首先提出 “主觀體力感覺(jué)”，并在此基礎(chǔ)上研制了主觀體力與工作負(fù)荷等級(jí)表，即RPE表（見(jiàn)表5）。隨后Borg研究發(fā)現(xiàn)RPE與工作負(fù)荷、心率、耗氧量，直至與乳酸和激素都有密切的關(guān)系，進(jìn)一步說(shuō)明了人體對(duì)自己體力的主觀評(píng)價(jià)是有確切的物質(zhì)基礎(chǔ)的。因此，運(yùn)動(dòng)后的自我體力感覺(jué)的變化也能作為判斷運(yùn)動(dòng)性疲勞恢復(fù)的重要依據(jù)。鍛煉者在完成同樣負(fù)荷后的一段時(shí)間內(nèi)，如果RPE等級(jí)要高于其他鍛煉者，則表示機(jī)體疲勞恢復(fù)速度更慢。

表5 主觀感覺(jué)體力等級(jí)表 （RPE）

由表6可以看出，兩組的RPE均在運(yùn)動(dòng)后即刻達(dá)到峰值，隨著恢復(fù)時(shí)段的延長(zhǎng)而逐漸下降。實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動(dòng)后10 min開(kāi)始，RPE恢復(fù)明顯優(yōu)于對(duì)照組，30 min完全恢復(fù)。對(duì)照組 RPE在運(yùn)動(dòng)后30 min與實(shí)驗(yàn)組的變化仍有非常顯著差異 （P＜0.01）。說(shuō)明對(duì)照組運(yùn)動(dòng)恢復(fù)后期心理疲勞恢復(fù)較慢，雖較前有下降，但仍然高于實(shí)驗(yàn)組，還處于疲勞狀態(tài)。

表6 運(yùn)動(dòng)后主觀體力感覺(jué)的變化

3 結(jié)論與建議

本研究結(jié)果表明，在 3 km負(fù)重跑后，經(jīng)過(guò)“人體體能快速恢復(fù)裝置”干預(yù)，學(xué)員的心率、血壓、呼吸、主觀體力感覺(jué)等指標(biāo)，在運(yùn)動(dòng)后30 min內(nèi)均恢復(fù)到常態(tài)。提示 “人體體能快速恢復(fù)裝置”有助于學(xué)員疲勞的消除，促進(jìn)訓(xùn)練后身體的快速恢復(fù)。此裝置對(duì)于軍事訓(xùn)練特別是在濕熱環(huán)境下的大強(qiáng)度的軍事訓(xùn)練后的恢復(fù)有著廣闊的應(yīng)用前景，裝置的設(shè)計(jì)上如果考慮安裝聲音設(shè)備，對(duì)受訓(xùn)人員施加音樂(lè)等心理手段可能會(huì)達(dá)到更好的效果。

[1]田野.運(yùn)動(dòng)生理學(xué)高級(jí)教程[M].高等教育出版社，2003

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[3]李之俊，高炳宏.賽艇運(yùn)動(dòng)員疲勞診斷與體能恢復(fù)的相關(guān)研究進(jìn)展 [J].體育科研，2005，26（6）