高校學(xué)生心肺功能特征及各指標(biāo)間的相關(guān)性研究

朱 威，曹峰銳

（太原理工大學(xué)體育學(xué)院，山西 太原 030024）

實(shí)驗(yàn)與調(diào)查

高校學(xué)生心肺功能特征及各指標(biāo)間的相關(guān)性研究

朱 威，曹峰銳

（太原理工大學(xué)體育學(xué)院，山西 太原 030024）

目的：通過(guò)直接測(cè)試法對(duì)高校學(xué)生心肺功能特征及各指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行研究。方法：以太原理工大學(xué)非體育專(zhuān)業(yè)在讀大二學(xué)生男女各22名為研究對(duì)象。運(yùn)用意大利科時(shí)邁（COSMED）公司生產(chǎn)的quarkb2型運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試系統(tǒng)測(cè)得受試對(duì)象的最大攝氧量（VO2max）、AT時(shí)最大攝氧量、最大攝氧量平臺(tái)（VO2maxPD）、肺通氣量、最大心率、呼吸商、氧脈搏和氧通氣量等指標(biāo)。運(yùn)用SPSS11.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用Pearson相關(guān)性分析法，男女指標(biāo)間性別差異采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。

心肺功能；有氧耐力；特征；相關(guān)性

1 研究對(duì)象

太原理工大學(xué)非體育專(zhuān)業(yè)在讀大二學(xué)生44名，其中男女各22名，具體情況見(jiàn)表1。受試者身體健康，均沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練，經(jīng)本人同意，愿意配合。

2 研究方法

2.1 文獻(xiàn)資料法

筆者在期刊網(wǎng)上和圖書(shū)館查閱了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)資料和書(shū)籍，為本文的研究提供理論依據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法

2.2.1 測(cè)試儀器意大利科時(shí)邁（COSMED）公司生產(chǎn)的quarkb2型運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試儀及與之配套的功率自行車(chē)。

2.2.2 測(cè)試方法首先將儀器預(yù)熱45分鐘，按照操作說(shuō)明書(shū)對(duì)儀器進(jìn)行常規(guī)定標(biāo)。向受試者說(shuō)明測(cè)試的方法、原理和注意事項(xiàng)。開(kāi)始時(shí)，受試對(duì)象在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下以50r/min的速度踏車(chē)2min作為熱身，然后休息5分鐘。起始負(fù)荷男性為50W，速度50r/min，踏車(chē)2 min，以后每隔2min增加15W負(fù)荷至力竭；女性為30W，速度30r/min，踏車(chē)2 min，以后每隔2min增加15W負(fù)荷至力竭，整個(gè)測(cè)試過(guò)程持續(xù)12分鐘左右。恢復(fù)階段在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)2min。

判斷受試者達(dá)到最大攝氧量的標(biāo)準(zhǔn)為：（1）繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后，攝氧量的差小于150ml/min。（2）呼吸商大于1.10，心率大于180次/min。（3）體力達(dá)到力竭，經(jīng)反復(fù)鼓勵(lì)仍不能保持原有的運(yùn)動(dòng)速度。

測(cè)試前24h內(nèi)要求受試者不參加劇烈的體力活動(dòng)，禁止吸煙，測(cè)試在餐后2 ～ 3h后進(jìn)行。測(cè)試時(shí)間均安排在下午，所有測(cè)試內(nèi)容在一周內(nèi)完成。

2.3 測(cè)試指標(biāo)

最大攝氧量、AT、最大攝氧量平臺(tái)（VO2maxPD）、肺通氣量、最大心率、呼吸商、氧脈搏、氧通氣量。

2.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS11.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。測(cè)試數(shù)據(jù)用x±sd來(lái)表示，其中x表示平均數(shù)，sd表示標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)處理采用Pearson相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)用r表示，P＜0.05表示兩變量相關(guān)，P＜0.01表示兩變量高度相關(guān)。男女差異采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，顯著性水平為P＜0.05，非常顯著性水平為P＜0.01。

3 結(jié) 果

從表2和表3中可以看出，男女間最大攝氧量、無(wú)氧閾時(shí)最大攝氧量（絕對(duì)值）、肺通氣量和氧脈搏差異達(dá)到了非常地顯著性（P＜0.01），呼吸商的差異具有顯著性（P＜0.05）。其他指標(biāo)間的差異不具有顯著性（P＞0.05）。

表1 測(cè)試對(duì)象的基本情況

表2 受試者測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

從表4中可以看出各測(cè)試指標(biāo)之間的相關(guān)性具有以下特征：（1）最大攝氧量絕對(duì)值同無(wú)氧閾、肺通氣量和氧脈搏有較高的相關(guān)性（P＜0.01），特別是與氧脈搏達(dá)到了高度的相關(guān)性（r=0.987），與達(dá)最大攝氧量時(shí)心率也有較高的相關(guān)性（P＜0.05）；（2）最大攝氧量相對(duì)值同無(wú)氧閾、肺通氣量和氧脈搏也有較高的相關(guān)性（P＜0.01）；（3）肺通氣量同呼吸商、氧脈搏和氧通氣量有高度的相關(guān)性（P＜0.01），相關(guān)性系數(shù)r分別是0.454、0.793和0.401，與心率有較高的相關(guān)性（P＜0.05），相關(guān)性系數(shù)r為0.330；（4）心率與AT時(shí)最大攝氧量的絕對(duì)值有較高的相關(guān)性（P＜0.05），相關(guān)性系數(shù)r為0.381；（5）呼吸商同氧通氣量有高度的相關(guān)性（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.414；（6）最大攝氧量平臺(tái)同其他指標(biāo)都表現(xiàn)出較高負(fù)相關(guān)（P＜0.05）和負(fù)相關(guān)（P＞0.05）；（7）氧通氣量與最大攝氧量、無(wú)氧閾、最大攝氧量平臺(tái)、氧脈搏成低度負(fù)相關(guān)，且都不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

4 分析與討論

無(wú)氧閾（AT）是指人體在遞增工作強(qiáng)度時(shí)，由有氧代謝供能開(kāi)始轉(zhuǎn)換成無(wú)氧代謝供能的臨界點(diǎn)（轉(zhuǎn)折點(diǎn)）。無(wú)氧閾常以血乳酸含量達(dá)到4mmol/L時(shí)所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度（%O2max）或功率（瓦）、心率、通氣閾、潮末呼出氧和CO2%的峰值來(lái)表示。評(píng)定人體有氧能力的高低不僅取決于最大攝氧量的高低，還與無(wú)氧閾有密切的關(guān)系。最大攝氧量只反映氧的攝入能力，而無(wú)氧閾則更能精確地反映骨骼肌對(duì)氧的利用能力。

以上測(cè)試結(jié)果說(shuō)明，男受試者的有氧能力普遍強(qiáng)于女受試者。

表3 受試者測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表4 相關(guān)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

O2在最高水平維持的時(shí)間。這一概念是由國(guó)內(nèi)學(xué)者陸紹中研究員提出的。隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的遞增，O2不再增加，把低于O2max值150ml/min以?xún)?nèi)的值視為O2max平臺(tái)范圍內(nèi)值，其持續(xù)時(shí)間稱(chēng)為O2maxPD。從本測(cè)試結(jié)果來(lái)看，O2maxPD無(wú)性別差異（P＞0.05）。在遞增負(fù)荷測(cè)試中，男受試者O2maxPD的平均值為48.2，標(biāo)準(zhǔn)差為25.9，女受試者O2maxPD的平均值為58.6，標(biāo)準(zhǔn)差為28.3。O2max維持時(shí)間個(gè)體差異較大，最短時(shí)間僅為13秒，最長(zhǎng)時(shí)間高達(dá)114秒。

肺通氣量（VE）是指單位時(shí)間內(nèi)吸入（或呼出）的氣量稱(chēng)為肺通氣量（ventilation volume，VE）。一般以每分鐘為單位計(jì)量。安靜時(shí)成年人的每分通氣量為6 ～ 8L。當(dāng)人體做劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，每分通氣量可增至80 ～ 200L。從本文測(cè)試結(jié)果來(lái)看，男女受試者肺通氣量值基本在80 ～200L范圍內(nèi)。男生的肺通氣量值要高于女生，說(shuō)明男生的肺通氣機(jī)能比女生好。

氧脈搏（oxygen pulse）是指心臟每次搏動(dòng)輸出的血量所攝取的氧量，可以用每分鐘攝氧量除以每分心率計(jì)算。氧脈搏越高，說(shuō)明心肺功能好、效率高。氧脈搏可作為判斷心肺功能的綜合指標(biāo)。據(jù)研究，氧脈搏在心率為130 ～ 140次/分時(shí)，最高值為11 ～ 17ml，心率過(guò)快時(shí)則有下降趨勢(shì)。氧脈搏可作為判定心肺功能的綜合指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)員比非運(yùn)動(dòng)員高，而在運(yùn)動(dòng)中兩者差別更為明顯。如把運(yùn)動(dòng)員和非運(yùn)動(dòng)員的一般人的測(cè)試結(jié)果相對(duì)比，運(yùn)動(dòng)中他們之間這一指標(biāo)差別很明顯，運(yùn)動(dòng)員的數(shù)值明顯高。有人認(rèn)為，在運(yùn)動(dòng)時(shí)氧脈搏指標(biāo)愈高，說(shuō)明受測(cè)試者對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)能力愈好，而在停止負(fù)荷后此指標(biāo)的恢復(fù)較非運(yùn)動(dòng)員慢，這表明運(yùn)動(dòng)員比非運(yùn)動(dòng)員在活動(dòng)后吸取更多的氧。

本文測(cè)試結(jié)果為，男生氧脈搏值范圍在11 ～ 17ml之間，而女生普遍低于11ml，且男女生之間差異非常地顯著（P＜0.01），說(shuō)明男生的心肺功能和效率比女生好。

氧脈搏和肺通氣量分別同最大攝氧量、無(wú)氧閾都具有高度的相關(guān)性說(shuō)明氧脈搏和肺通氣量也是反映人體有氧能力的重要指標(biāo)。最大攝氧量平臺(tái)同最大攝氧量、無(wú)氧閾具有較高的負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.333。根據(jù)相關(guān)研究，O2maxPD與耐力項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)，耐力跑的成績(jī)與O2maxPD之間的相關(guān)系數(shù)r=0.7，（P＜0.01）。然而，O2max和O2maxPD之間的相關(guān)系數(shù)很?。╮=0.3）。這說(shuō)明了制約O2max和O2maxPD的生理機(jī)制是不同的。

氧通氣當(dāng)量（VE/VO）指機(jī)體每吸收利用100ml的氧需要多大的通氣量支持，獲得的氧氣越多者，氧通氣當(dāng)量越高。氧通氣當(dāng)量還時(shí)常用O/VE來(lái)表示，其意義大致相同。

5 結(jié) 論

5.1 男生的有氧耐力普遍強(qiáng)于女生。

5.2 最大攝氧量平臺(tái)無(wú)性別差異，但個(gè)體之間的差異較大。

5.3 氧脈搏和肺通氣量可以作為評(píng)價(jià)人體有氧·能力的重要·指標(biāo)。

5.4 VO2max和VO2maxPD之·間具有·較高的負(fù)相關(guān)。說(shuō)明制約VO2max和VO2maxPD的生理機(jī)制是不同的。

[1]體育院校通用教材.運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M].北京：人民體育出版社，2000：259.

[2]馮連世，李開(kāi)剛.運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評(píng)定常用生理生化指標(biāo)測(cè)試方法及應(yīng)用[M]. 北京：人民體育出版社，2002：175.

[3]王清.我國(guó)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力狀態(tài)診斷和監(jiān)測(cè)體統(tǒng)的研究與建立[M].北京：人民體育出版社，2004：196.

G80-05

A

1674-151X（2011）11-067-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2011.11.032

2011-06-25

朱威 ，副教授。研究方向：學(xué)生體質(zhì)與健康。