冬奧會前高原備戰(zhàn)對國家女子短道速滑隊主力運動員有氧運動能力的影響研究

劉俊一，張 強(qiáng)，徐 瑩

我國女子短道速滑隊在2010年冬奧會上包攬全部金牌，特別是在我們以往的弱勢1 500 m和3 000 m接力項目上取得突破，表明我國女子短道速滑隊在長距離項目上和運動員的有氧耐力能力方面取得了關(guān)鍵性突破。這對我國女子短道速滑隊在備戰(zhàn)2010年冬奧會中采用高原訓(xùn)練有密切的關(guān)系，高原訓(xùn)練作為現(xiàn)代運動訓(xùn)練學(xué)中一種重要的訓(xùn)練手段，其對提高體能類項目有氧運動能力的重要輔助訓(xùn)練作用已得到國內(nèi)、外體育工作者的普遍認(rèn)可，田徑、游泳、自行車、速度滑冰等運動項目的實踐證明，在準(zhǔn)備重大比賽前，有計劃、有目的以及整體部署和安排高原訓(xùn)練，將高原訓(xùn)練列為常規(guī)的訓(xùn)練手段和全年訓(xùn)練的重要組成部分，貫穿于全年訓(xùn)練計劃當(dāng)中，在充分了解高原訓(xùn)練的基本規(guī)律的前提下，積極探索和把握專項高原訓(xùn)練規(guī)律，以及運動員個體訓(xùn)練特點，均能取得積極的效果[9]。我國女子短道速滑隊在備戰(zhàn)2010年冬奧會訓(xùn)練計劃中，首次采用高原訓(xùn)練進(jìn)行備戰(zhàn)，并最終取得了優(yōu)異的成績。本研究通過對我國女子短道速滑隊備戰(zhàn)2010年冬奧會6名主力運動員高原訓(xùn)練前后體重、˙VO2max、最大功率、最高心率、血乳酸、無氧閾值、心臟泵血功能等指標(biāo)的測試和比較研究，探討高原備戰(zhàn)對我國女子短道速滑隊運動員有氧運動能力的影響，為未來的高原訓(xùn)練對短道速滑項目備戰(zhàn)大賽提供經(jīng)驗總結(jié)、實踐參考和理論指導(dǎo)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

6名國家女子短道速滑隊備戰(zhàn)2010年冬奧會主力運動員，平均年齡21.8歲，平均身高162.6 cm。

1.2 研究方法

根據(jù)2009年國家女子短道隊備戰(zhàn)2010年冬奧會的訓(xùn)練計劃，2009年5月28日至30日對運動員的體能狀況進(jìn)行了高原訓(xùn)練的前測，經(jīng)過1個多月的昆明高原訓(xùn)練， 2009年7月5日返京調(diào)整1周后，在國家體育總局科研所中心實驗室對運動員進(jìn)行了高原訓(xùn)練后的體能測試。測試項目包括高原訓(xùn)練前后體重、˙VO2max、最大功率、最高心率、血乳酸、無氧閾值、心臟泵血功能等指標(biāo)。

˙VO2max采用直接測試法，高原前、后都采用˙VO22000Breeze Lite氣體分析儀，采用功率自行車遞增負(fù)荷的實驗方式測試，實驗時間控制在15 min之內(nèi)，以90 W為起始負(fù)荷，功率車轉(zhuǎn)速為60 rpm，每2 min遞增30 W，直至力竭運動（exhautive wo rk），˙VO2max的判定標(biāo)準(zhǔn)為被試心率超過180次/min，呼吸商超過1.1，氧耗量不再增加，運動員主觀疲勞達(dá)到力竭。

血乳酸測試采用 H 2L 4550491型號便攜式血乳酸測試儀，采被試運動后的即時耳血0.5μl，采用分光光度法對被試運動后的血乳酸進(jìn)行測試。

測試數(shù)理利用SPSS 15.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析，對高原前、后6名主力運動員的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。

2 結(jié)果

2.1 ˙VO2max等相關(guān)指標(biāo)的測試結(jié)果

表1表明，國家女子短道速滑隊高原訓(xùn)練前平均體重為54.6 kg，高原訓(xùn)練后的平均體重為 55.3 kg； ˙VO2max的絕對值高原訓(xùn)練前變化范圍為2.52～3.02 L/min，平均值為2.67 L/min，高原訓(xùn)練后的變化范圍為2.63～3.25 L/min，平均值為2.88 L/min；˙VO2max的相對值高原訓(xùn)練前變化范圍為 44.51～53.42 m l/kg· min，平均值為48.72 m l/kg·min，高原訓(xùn)練后變化范圍為47.88～55.97 m l/kg·min，平均值為51.23 m l/kg· min；功率自行車最高心率高原訓(xùn)練前的平均值為185 n/ min，高原訓(xùn)練后的平均值為194 n/min。

2.2 乳酸閾等相關(guān)指標(biāo)的測試結(jié)果

表2表明，國家女子短道速滑隊主力運動員高原訓(xùn)練前運動后乳酸平均值為11.32，高原訓(xùn)練后運動后乳酸平均值為9.85，高原訓(xùn)練前運動員極限負(fù)荷功率自行車最大功率平均值為198 W，高原訓(xùn)練后功率自行車的最大功率平均值為235 W；高原訓(xùn)練前運動員功率自行車測試中達(dá)到無氧率的功率平均值為168 W，高原訓(xùn)練后的平均值為193 W，高原訓(xùn)練前運動員的無氧乳酸閾平均值為 70.73％，高原訓(xùn)練后無氧乳酸閾平均值為81.18％。

2.3 數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果

3 討論

3.1 高原備戰(zhàn)對國家女子短道速滑隊主力運動員˙VO2max的影響

國內(nèi)學(xué)者田麥久將短道速度滑冰運動項目歸類為競速類周期性耐力項目，此類運動項目對于高水平運動員的心肺功能要求非常高[2]。˙VO2max最直接地反映運動員在有氧耐力運動時機(jī)體呼吸和循環(huán)系統(tǒng)氧的運輸工作能力，這種能力包括最大攝氧能力、維持最大和次˙VO2max的能力。

本次高原備戰(zhàn)前、后通過功率自行車對運動員的˙VO2max的相對值和絕對值進(jìn)行測試表明（表1），全隊在高原備戰(zhàn)前、后體重變化不明顯，全隊體重平均值相比高原備戰(zhàn)前略有提高，通過配對t檢驗，高原備戰(zhàn)前、后體重指標(biāo)沒有差異性，表明高原備戰(zhàn)對運動員的體重沒有明顯的影響，這和以往的研究結(jié)果不一致，這次高原備戰(zhàn)國家隊配備了專門的營養(yǎng)師和廚師，針對訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練量以及每個人的喜好合理安排膳食，說明運動員的體重主要影響因素還是運動員的飲食結(jié)構(gòu)。高原備戰(zhàn)前、后運動員的最高心率提高明顯，平均提高幅度在5％左右，通過配對t檢驗表明，高原備戰(zhàn)前、后運動員最高心率差異具有顯著性意義，最高心率可以表示運動員所承受的極限運動強(qiáng)度，運動員高原備戰(zhàn)后最高心率提高表明高原訓(xùn)練對于提高運動員承受的極限強(qiáng)度是非常有意義的[10]。測試結(jié)果中，WM和ZY的最高心率最高，達(dá)到了200次左右，這和平時訓(xùn)練中其承受強(qiáng)度的能力保持一致，全隊ZNN的最高心率最低，其在訓(xùn)練中承受運動負(fù)荷強(qiáng)度的能力也越差。因此，說明高原備戰(zhàn)對大賽前提高運動員心臟機(jī)能、提高運動員承受運動強(qiáng)度的能力具有顯著性意義。

表1 國家女子短道速滑隊主力運動員高原備戰(zhàn)前、后˙VO2max等相關(guān)指標(biāo)比較一覽表

表2 國家女子短道速滑隊主力運動員高原備戰(zhàn)前、后乳酸閾等相關(guān)指標(biāo)比較一覽表

表3 國家女子短道速滑隊主力運動員高原備戰(zhàn)前、后有氧耐力能力相關(guān)指標(biāo)配對t檢驗一覽表

˙VO2max的表示方法有2種，即絕對值和相對值。由于運動員身高和體重的差異，因此，有時候用相對值來表示˙VO2max，國家女子短道速滑隊主力運動員 ˙VO2max的相對平均值為48.72 ml/kg.min，˙VO2max的絕對平均值為2.67 L/min，短道速度滑冰運動的特點是對運動員有氧運動能力要求比較高，隨著滑行距離的加長，速度耐力素質(zhì)成為運動員的主導(dǎo)素質(zhì)，距離越長有氧耐力素質(zhì)越重要，短道速度滑冰運動時并不是直接負(fù)荷身體的重量，產(chǎn)生推動力的能源與肌肉量的多少有密切的關(guān)系，因此，短道速滑運動的˙VO2max的絕對值與運動成績密切相關(guān)[7]。另外，在高原備戰(zhàn)運動員單圈滑行成績都有顯著性提高，提示最高心率與運動絕對速度之間是否存在相關(guān)關(guān)系，還需要在以后研究中進(jìn)一步深入。高原備戰(zhàn)后全隊 ˙VO2max絕對值提高顯著，說明高原備戰(zhàn)的效果明顯，運動員˙VO2max的影響因素除了遺傳和年齡種族性別等因素外，心臟的泵血功能是其中央機(jī)制，肌肉利用氧的能力是其外周機(jī)制[11]。心臟泵血功能主要和最高心率和每搏輸出量有關(guān)，高原備戰(zhàn)對于提高運動員的最高心率和心臟泵血功能都具有顯著意義。另外，相關(guān)研究表明，高原備戰(zhàn)能夠有效地增加慢肌纖維的毛細(xì)血管分布，增加線粒體數(shù)目，提高其酶的活性，增加其肌纖維肌紅蛋白的含量，有利于增加肌纖維的攝氧能力，因此，高原備戰(zhàn)對于提高國家短道速滑隊運動員 ˙VO2max具有顯著性意義，進(jìn)而表明，高原備戰(zhàn)能夠有效地提高短道速滑運動員的有氧能力，對于大賽前提高運動員的速度耐力素質(zhì)具有顯著性意義。

3.2 高原備戰(zhàn)對國家女子短道速滑隊主力運動員乳酸閾的影響

乳酸閾是指在有氧供能的漸增負(fù)荷運動中，運動強(qiáng)度較小時，血乳酸濃度與安靜時的值接近，隨著運動強(qiáng)度的增加，乳酸濃度會逐漸增加，當(dāng)運動強(qiáng)度超過某一負(fù)荷時，是乳酸濃度急劇上升的開始點[6]。乳酸閾是反映運動員的代謝供能方式由有氧代謝為主向無氧代謝為主過渡的臨界點，如果說˙VO2max反映人體在運動時所攝取的最大氧量，那么，乳酸閾則反映人體在漸增負(fù)荷運動中，血乳酸濃度沒有急劇堆積時的 ˙VO2max實際利用率，其值愈高，有氧運動能力愈強(qiáng)；反之，有氧運動能力愈低。乳酸閾是反映運動員有氧耐力的一個指標(biāo)，也是有氧代謝能力的組織部分。本研究根據(jù)乳酸閾的相關(guān)影響因素，主要對高原備戰(zhàn)前、后的運動后血乳酸、最大功率、無氧閾功率、無氧乳酸閾等指標(biāo)進(jìn)行了測試（表2）。

大量研究已經(jīng)證實：血乳酸的積累將影響運動能力。長時間、次最大強(qiáng)度運動時，血乳酸的生成主要是在運動開始時氧虧期間和獲得穩(wěn)態(tài)氧耗速率以前[3]。運動后血乳酸含量可以表示運動員極限運動后血乳酸積累的多少，同時，可以反映運動員最大氧代謝的利用率，運動后血乳酸積累越少表明其有氧代謝的時間越晚，最大有氧代謝利用率越高，有氧能力越強(qiáng)，高原備戰(zhàn)前全隊平均血乳酸值為11.32，高原備戰(zhàn)后全隊平均血乳酸值為9.58，下降了15％。運動后血乳酸值下降的生理學(xué)意義是：運動員乳酸開始積累的時間延后，高水平的耐力運動，乳酸可以在最大有氧代謝的80％～90％時開始積累，主要原因是高原備戰(zhàn)會引起毛細(xì)血管密度增加，線粒體數(shù)量和體積增加，有氧代謝中酶活性和轉(zhuǎn)運載體的含量增加，這種適應(yīng)性提高了機(jī)體通過有氧途徑生成ATP的能力，特別是脂肪酸分解能力，從而使血乳酸積累的起點（OBLA）延后[9]。高原備戰(zhàn)前后血乳酸值的配對t檢驗表明，全隊高原備戰(zhàn)對運動后血乳酸值的影響具有顯著意義，表明高原備戰(zhàn)有利于運動員極限運動后血乳酸值的降低，有利于提高運動員的有氧能力。

乳酸閾可以作為衡量運動員有氧能力的一項重要指標(biāo)，表示其并未發(fā)生血乳酸急劇的增加而進(jìn)行最大運動能力，即運動員機(jī)體利用 ˙VO2max的能力，這種運動的主要能源來源于有氧代謝。最大功率、無氧閾功率、無氧乳酸閾備戰(zhàn)前、后的變化都可以說明運動員高原備戰(zhàn)訓(xùn)練對有氧運動能力的效果。最大功率是運動員在功率自行車極限運動所能達(dá)到的功率，反映運動員身體機(jī)能所能達(dá)到的最大負(fù)荷功率，是運動員運動最大能力的一種指標(biāo)體現(xiàn)。高原備戰(zhàn)后運動員最大功率的顯著性變化表明，高原訓(xùn)練能夠提高運動員極限運動能力，能夠達(dá)到平原訓(xùn)練所不能達(dá)到的效果。無氧閾功率是運動員功率自行車測試過程中，機(jī)體機(jī)能達(dá)到無氧閾時所運動的功率值，無氧閾功率高原備戰(zhàn)后的顯著性提高，表明運動員經(jīng)過高原備戰(zhàn)訓(xùn)練后機(jī)體達(dá)到無氧閾的時間延后，無氧閾的承受強(qiáng)度越來越大，進(jìn)而表明運動員的有氧能力越來越強(qiáng)。

3.3 高原備戰(zhàn)對國家女子短道速滑隊主力運動員有氧能力的影響

短道速度滑冰對運動員的有氧運動能力要求極高，這一點已經(jīng)得到世界短道速滑界的公認(rèn)，中國女隊在剛剛結(jié)束的冬奧會上取得驕人的戰(zhàn)績，從運動員的體能方面分析，我國運動員有氧能力的提高是其中重要原因之一，特別在我國傳統(tǒng)的弱勢項目女子1 500 m上取得突破更是表明我國運動員有氧能力提高的效果。中國國家女子短道速滑隊在備戰(zhàn)2010年冬奧會周期中，在保持我國傳統(tǒng)優(yōu)勢項目的基礎(chǔ)上，針對以往的弱勢項目：1 500 m和3 000 m長距離項目作為重點突破項目，在備戰(zhàn)訓(xùn)練過程中，對運動員的有氧能力采用了很多國際先進(jìn)方法，其中，高原訓(xùn)練就是其中之一，本次備戰(zhàn)周期是我國女子短道速滑隊第1次在備戰(zhàn)大賽周期中采用高原訓(xùn)練手段，從比賽結(jié)果和運動員機(jī)能評價方面看，高原備戰(zhàn)訓(xùn)練對于提高運動員有氧能力非常有效。

有氧能力是指人體長時間進(jìn)行有氧工作的能力。人體有氧工作的功能系統(tǒng)成為有氧供能系統(tǒng)，有氧供能系統(tǒng)的原料主要是糖、脂肪和蛋白質(zhì)，其代謝主要場所是細(xì)胞的線粒體，通過生物氧化過程提供能量[1]。本研究發(fā)現(xiàn)：通過1個月的高原備戰(zhàn)訓(xùn)練后，運動員最高心率、˙VO2max都顯著增加，并與訓(xùn)練前比較具有顯著性意義，同時，獲得˙VO2max的最大功率也顯著升高，達(dá)到極限強(qiáng)度的最高心率和做功時間也明顯延長。

影響運動員有氧耐力能力的因素除了 ˙VO2max外，乳酸閾也是重要的影響因素之一。由于乳酸閾是運動員在長距離耐力運動中耐受較快速度的主要因素，所以，在比賽中較高的 ˙VO2max通常伴隨較高的乳酸閾。本研究測量了高原備戰(zhàn)前、后運動員的運動后血乳酸、無氧閾功率和無氧乳酸閾，結(jié)果表明，高原備戰(zhàn)后運動員乳酸閾提高效果顯著，運動員達(dá)到乳酸閾功率也提高顯著，運動員在極限運動后的血乳酸也提高顯著，乳酸閾功率提高表明，其保持相應(yīng)運動強(qiáng)度的時間在延長，極限運動后的血乳酸的提高表明運動員持續(xù)保持一定強(qiáng)度的能力，即短道速滑運動員保持一定高速滑行的能力在提高，進(jìn)而證實，乳酸閾的提高說明運動員在長時間保持相應(yīng)運動強(qiáng)度的有氧運動能力水平在提高，即短道速滑運動員在長時間保持相應(yīng)高速度滑行運動能力水平的提高。

以往的研究表明，影響耐力性運動項目成績的主要因素是：高˙VO2max值，高乳酸閾值或乳酸積累起點（onset of blood lactate）OBLA高，高效能或在同樣強(qiáng)度下運動時吸氧量較低，慢肌纖維比例高。根據(jù)以往的研究結(jié)果分析，高原備戰(zhàn)能夠有效提高短道速滑運動員的有氧耐力能力的原因很多，一方面，可能通過刺激 EPO的釋放，增加紅細(xì)胞數(shù)量以及血紅蛋白含量來提高機(jī)體運輸氧的能力；另一方面，可能通過提高肌細(xì)胞利用氧的能力，增加線粒體的數(shù)量、體積和毛細(xì)血管密度，改善呼吸鏈的功能，促進(jìn)關(guān)鍵氧化酶以及抗氧化酶系活性的提高，進(jìn)而提高運動員骨骼肌的無氧做功能力；還有可能是改變肌纖維能量及酶的活性，進(jìn)而提高乳酸功能系統(tǒng)的能力。Hoppeler研究小組長期的低氧訓(xùn)練研究表明，低氧環(huán)境下進(jìn)行80％˙VO2max的高強(qiáng)度運動，可在很大程度上提高骨骼肌線粒體氧化酶活性和檸檬合成酶的活性，從而提高肌肉的氧化能力，肌肉緩沖能力和機(jī)體利用氧的能力。另外，β-腎上腺素增加促進(jìn)左心室收縮，紅細(xì)胞內(nèi)2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）濃度增加，呼吸機(jī)能改善，動脈血氧飽和度提高等因素，也可能是有氧耐力能力提高的重要因素[4]。

本研究通過高原備戰(zhàn)前、后的測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過高原備戰(zhàn)訓(xùn)練后，運動員在有氧耐力的功率自行車測試過程中，最高心率和最大功率都顯著提高，運動員完成的負(fù)荷也明顯高于高原備戰(zhàn)前，提示高原備戰(zhàn)有利于提高運動員骨骼肌力量和速度耐力，這恰恰是短道速滑運動員所需要的。

4 結(jié)論

1.經(jīng)過1個月高原備戰(zhàn)，國家女子短道速滑隊運動員的體重沒有顯著性變化。

2.經(jīng)過1個月高原備戰(zhàn)，短道速滑運動員的 ˙VO2max得到顯著性增加，獲得 ˙VO2max時的最高心率、最大功率也顯著性升高，表明高原備戰(zhàn)有助于短道速滑運動員有氧耐力的提高。

3.經(jīng)過1個月高原備戰(zhàn)，短道速滑運動員無氧乳酸閾顯著性提高，無氧閾功率和最大功率也顯著性提高，運動后血乳酸顯著性下降，由此表明，高原備戰(zhàn)能夠有效地提高短道速滑運動員的有氧耐力能力。

4.高原備戰(zhàn)能夠有效提高短道速滑運動員的˙VO2max和無氧乳酸閾，因此，高原備能夠有效提高短道速滑運動員的有氧運動能力。另外，高原備戰(zhàn)是否能夠提高短道速滑運動員的骨骼肌力量和速度耐力，還需要在以后的研究中進(jìn)一步深入。

[1]鄧樹勛，王健，喬德才.運動生理學(xué)[M].北京：高等教育出版社， 2005：332-333.

[2]劉俊一，隋力.我國優(yōu)秀速度滑冰女運動員專項身體素質(zhì)結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計分析[J].天津體育學(xué)院學(xué)報，2009，24（2）：177-180.

[3]劉俊一，張強(qiáng).備戰(zhàn)2010年冬奧會中國女子短道速滑隊2007—2008賽季生理、生化指標(biāo)變化規(guī)律與特征的研究[J].中國體育科技，2010，46（4）：76-80.

[4]田野.運動生理學(xué)高級教程[M].北京：高等教育出版社，2003： 194-195.

[5]BLOMSTRAND E，RADEGRAN G.Maximum rate of oxygen uptake human skeletalmuscle in relation to maximal activitiesof enzymes in the Krebs cycle[J].Physiol，1997，501：455-460.

[6]LAUNOUE K F.Role of specific aminotransferases in de novo glutamate synthesis and redox shu-Ttling in the retina[J].Neurosci Res，2001，66（5）：914-922.

[7]MCMAHON S.Factors affecting the rate of phosphocreatine resynthssis follow ing intense exercise.[J].Spo rt Med，2002，32 （12）：761-784.

[8]GREEN H R，HELYAR M.Metablic adaptation to trating p recede changes in muscle mitochondrial capcity[J].Appl Physiol， 1992，（72）：484-491.

[9]MUEHLBAUER，THOMAS，SCH INDLER，etal.Biomechanics-pacing and performance in competitivemiddle-distance speed skating[J].Res Q Exe Sport，2010，81（1）：1-6.

[10]VALEN TINA B，etal.The role of malate in exercise-induced enhancement of mitochondrial respiration[J].A rchiv Biochem Biophysics，1986，245（5）：470-476.

[11]W ILMORE J H.Physiology of sport and exercise[M].New York，1994：150-151.