女子5000m速滑優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員滑跑節(jié)奏與心率變化的關(guān)系

摘要：為探索女子5 000 m速度滑冰優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員不同滑跑節(jié)奏與心率變化的關(guān)系，及該項(xiàng)目的最佳滑跑節(jié)奏，在實(shí)驗(yàn)控制條件下測(cè)量10名被試運(yùn)動(dòng)員采用3種不同滑跑節(jié)奏進(jìn)行5 000 m滑跑時(shí)的心率變化，繪制運(yùn)動(dòng)員心率曲線并對(duì)心率均值進(jìn)行單因素方差分析比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：運(yùn)動(dòng)員以最優(yōu)成績(jī)80%強(qiáng)度，采用高彎低直節(jié)奏完成5 000 m滑跑時(shí)，其心率均值明顯低于其他節(jié)奏的心率均值；該節(jié)奏心率曲線呈現(xiàn)規(guī)律性波動(dòng)形態(tài)。結(jié)果提示，高彎低直滑跑節(jié)奏可能有利于速度滑冰長(zhǎng)距離項(xiàng)目中大強(qiáng)度負(fù)荷的機(jī)體長(zhǎng)時(shí)間保持恒定心率，有利于運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造優(yōu)異成績(jī)。

關(guān)鍵詞：競(jìng)賽與訓(xùn)練；運(yùn)動(dòng)生理學(xué)；速度滑冰；滑跑節(jié)奏；心率

中圖分類號(hào)：G804.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7116（2012）06-0113-05

5 000 m速度滑冰是耐力性周期運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能與滑跑技術(shù)是決定其運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要因素。此外，在特定強(qiáng)度下合理分配體力，增加滑跑技術(shù)的力學(xué)輸出功率，減少能量消耗，提高持續(xù)性最大速度，獲得最佳滑跑節(jié)奏是最為關(guān)鍵的。

滑跑節(jié)奏是指滑步中各部分動(dòng)作強(qiáng)弱和時(shí)間間隔的關(guān)系[1]，直觀表現(xiàn)為直、彎道滑跑步頻和步幅的節(jié)奏變化。目前，世界高水平5 000 m速滑競(jìng)技中表現(xiàn)出來的滑跑節(jié)奏可以概括為以下3種：一是高彎低直節(jié)奏，即彎道采用高步頻、小步幅、加速滑跑，直道采用低步頻、大步幅，勻速滑跑節(jié)奏（I）；二是低彎高直節(jié)奏，即彎道采用低步頻、大步幅，勻速滑跑，直道采用高步頻、小步幅、加速滑跑（II）；三是勻速滑跑節(jié)奏，即直道彎道始終保持平均步頻和步幅，勻速滑跑（III）[2]。這3種節(jié)奏在速度滑冰滑跑技術(shù)的發(fā)展歷程中，不同時(shí)代的代表人物采用各自的節(jié)奏和技術(shù)都取得過優(yōu)異的成績(jī)[3]，雖然目前很多教練員和科研人員傾向于高彎低直節(jié)奏滑跑，但尚未有其傾向性選擇的科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐研究證明。究竟哪一種滑跑節(jié)奏更有利于減少能量消耗，提高運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能反應(yīng)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前尚未有定論。

心率是反映運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)的最直接、最即時(shí)、最實(shí)用、最可靠的生理指標(biāo)[4]。本研究在實(shí)驗(yàn)控制條件下測(cè)量10名被試運(yùn)動(dòng)員采用以上3種不同滑跑節(jié)奏進(jìn)行5 000 m定速滑跑過程中心率變化情況。通過分析運(yùn)動(dòng)員心率變化情況，探尋以上3種滑跑節(jié)奏中運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能變化的差異及規(guī)律，進(jìn)而篩選確定5 000 m速度滑冰項(xiàng)目的最佳滑跑節(jié)奏，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與比賽實(shí)踐提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

在吉林省速滑隊(duì)選擇女子大全能速度滑冰一級(jí)以上運(yùn)動(dòng)員10名，該10名運(yùn)動(dòng)員在日常訓(xùn)練和比賽中已初步形成了個(gè)人滑跑節(jié)奏習(xí)慣和特點(diǎn)。被試者基本情況見表1。

1.2 研究方法

1）實(shí)驗(yàn)法。

在吉林省速度滑冰館進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，測(cè)試滑跑距離為5 000 m，共進(jìn)行3次測(cè)試。第1次測(cè)試，被試者采用高彎低直節(jié)奏滑跑（I）；第2次測(cè)試，被試者采用低彎高直節(jié)奏滑跑（II）；第3次測(cè)試，被試者采用勻速節(jié)奏滑跑（III）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求每次測(cè)試都在正常訓(xùn)練調(diào)整之后，測(cè)試時(shí)間間隔為1周，要求被試者每日自測(cè)晨脈。采用芬蘭Polar RS800CX/G3遙測(cè)心率儀全程記錄被試者滑跑過程中的心率，每圈在直道與彎道交界點(diǎn)和直、彎道中點(diǎn)處設(shè)定8個(gè)計(jì)量點(diǎn)，并且分別在計(jì)量點(diǎn)放置標(biāo)志物，被試者每次通過標(biāo)志物時(shí)計(jì)量即時(shí)心率。由專門實(shí)驗(yàn)人員負(fù)責(zé)計(jì)量運(yùn)動(dòng)員直、彎道的步頻，心率與步頻計(jì)量均從滑行開始后200 m處開始。在測(cè)試過程中，由于遙測(cè)心率表要求運(yùn)動(dòng)員在全程滑行中佩戴胸帶，運(yùn)動(dòng)員滑跑過程中可能出現(xiàn)信號(hào)采集失真的現(xiàn)象，因此盡可能保證運(yùn)動(dòng)員胸帶與皮膚接觸緊密，另外在統(tǒng)計(jì)心率數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)所有心率數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)、將與前后兩次心率差值超過10次/min的異常數(shù)據(jù)剔除，以確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)控制過程中，預(yù)先給被試者講解實(shí)驗(yàn)的目的與要求，使被試者對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和控制都有深刻的理解。要求運(yùn)動(dòng)員在3次測(cè)試中按照自身最優(yōu)成績(jī)的80%強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的單圈速度滑跑，為保證被試者能按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)速度滑行，被試者在測(cè)試過程中全程佩戴遙控耳機(jī)，由教練員全程監(jiān)控滑行速度，并給予相應(yīng)的速度提示。

2）數(shù)理統(tǒng)計(jì)。

利用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)采集到有效的8名被試者3種滑跑節(jié)奏的心率數(shù)值進(jìn)行單因素方差分析。以每名被試者采集到心率數(shù)值為觀測(cè)變量，以不同的3種滑跑節(jié)奏為控制變量，采用LSD最小顯著性差異法進(jìn)行3種滑跑節(jié)奏心率數(shù)值之間的兩兩比較檢測(cè)，以分析每個(gè)被試者3種不同滑跑節(jié)奏心率數(shù)值之間是否存在差異性。

2 結(jié)果及分析

2.1 心率數(shù)值、復(fù)步數(shù)及當(dāng)日晨脈

表2表明：被試者在3種滑跑節(jié)奏中復(fù)步總數(shù)差異不大，但是直、彎道復(fù)步數(shù)差異明顯，說明被試者在直、彎道滑行中有明顯的滑行節(jié)奏變化，分析表明該變化符合實(shí)驗(yàn)研究的滑行節(jié)奏控制要求。

表3表明：根據(jù)測(cè)試方案與要求，9名運(yùn)動(dòng)員3次測(cè)試的成績(jī)之間沒有顯著差異，說明有效實(shí)施了實(shí)驗(yàn)的控制；3次測(cè)試當(dāng)日的晨脈數(shù)與平均晨脈數(shù)基本相當(dāng)，說明3次測(cè)試時(shí)被試者機(jī)體機(jī)能狀態(tài)處于相當(dāng)?shù)乃健５墙痢劣捎谏眢w原因在第3次測(cè)試當(dāng)日的晨脈與平均晨脈相差較大，因此姜××的心率數(shù)據(jù)不做統(tǒng)計(jì)分析。

2.2 心率數(shù)值的描述性統(tǒng)計(jì)與單因素方差分析結(jié)果

由于姜××、肖××測(cè)試中采集到的心率數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，故未做統(tǒng)計(jì)分析。表4表明：8名被試運(yùn)動(dòng)員3次測(cè)試心率均值差異明顯，高彎低直節(jié)奏（節(jié)奏I）滑跑的平均心率明顯低于其他兩種滑跑節(jié)奏的心率。

表5表明：有6名被試者的心率數(shù)值中節(jié)奏I與節(jié)奏II、節(jié)奏I與節(jié)奏III之間差異具有顯著性，節(jié)奏I滑跑時(shí)心率明顯低于節(jié)奏II和節(jié)奏III滑跑時(shí)的心率；盧××節(jié)奏I與節(jié)奏III的心率差異具有顯著性，節(jié)奏I與節(jié)奏II的心率之間差異沒有顯著性；吉××節(jié)奏I與節(jié)奏II、節(jié)奏III的心率之間差異沒有顯著性。2.3 心率曲線

根據(jù)獲得的運(yùn)動(dòng)員每一節(jié)奏滑行時(shí)的97次心率數(shù)值，繪制8名被試者的不同滑跑節(jié)奏的心理曲線變化。圖1、圖2、圖3分別代表習(xí)慣滑跑節(jié)奏I趙××、習(xí)慣滑跑節(jié)奏III的李××、習(xí)慣滑跑節(jié)奏II的徐××的典型型心率曲線，其它5名被試者的心率曲線也表現(xiàn)出相類似的變化規(guī)律及特征。

3.1 三種不同滑跑節(jié)奏運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的比較

滑跑節(jié)奏在速度滑冰長(zhǎng)距離比賽中是決定最終成績(jī)重要的影響因素之一，科學(xué)合理的滑跑節(jié)奏可以使運(yùn)動(dòng)員在輸出定量的機(jī)體能量的狀態(tài)下獲得更有效的滑跑速度[5]。速度滑冰的滑跑技術(shù)主要由直道滑跑技術(shù)和彎道滑跑技術(shù)組成，因此長(zhǎng)距離速度滑冰的滑跑節(jié)奏構(gòu)成要素步幅和步頻的變化直觀體現(xiàn)在直、彎道的步頻、步幅和速度的變化比例上。

速度滑冰技術(shù)動(dòng)作的一個(gè)周期稱為一個(gè)復(fù)步，每個(gè)復(fù)步由單腳支撐、雙腳支撐、單腳支撐、雙腳支撐4個(gè)時(shí)期構(gòu)成，每個(gè)復(fù)步都是由一側(cè)腿的自由滑進(jìn)、單腳支撐蹬冰、雙腳支撐蹬冰、收腿、擺腿、下刀6個(gè)動(dòng)作構(gòu)成[6]。那么速度滑冰的滑跑節(jié)奏就是由這4個(gè)時(shí)期和6個(gè)動(dòng)作所決定的。

目前，長(zhǎng)距離速度滑冰的節(jié)奏主要有3種：節(jié)奏I為高彎低直節(jié)奏，特點(diǎn)是彎道采用高步頻、小步幅，利用離心力的作用，彎道加速滑行，盡量加大彎道滑行的距離，在直彎道過渡區(qū)域提前進(jìn)入彎道滑行、出彎道時(shí)延長(zhǎng)出彎道的滑跑距離，直道采用低步頻、大步幅，利用彎道的加速度滑行后的慣性，充分利用體重傾倒力量滑行，采用均速滑行，甚至在途中滑行時(shí)為減速滑行，目的是使機(jī)體得到調(diào)整和恢復(fù)，為下次彎道滑行儲(chǔ)備能量；節(jié)奏II為低彎高直節(jié)奏，低頻彎道、高頻直道，特點(diǎn)與節(jié)奏I正好相反，此節(jié)奏注重直道的加速，提高直道的步頻、縮短步幅以便直道加速滑跑，彎道利用直道速度的慣性，快進(jìn)彎道快出彎道，采用低步頻、大步幅的調(diào)整滑行，使機(jī)體放松調(diào)整，這種節(jié)奏的核心觀點(diǎn)是直道更容易加速、盡量延長(zhǎng)直道滑行的距離；節(jié)奏III是勻速滑跑節(jié)奏，特點(diǎn)是直彎道采用均勻的步幅和步頻，沒有明顯的加速滑行和慣性滑行的階段，這種節(jié)奏的核心觀點(diǎn)是保持速度的平均性，注重運(yùn)動(dòng)員機(jī)能能量的平穩(wěn)輸出。

隨著速度滑冰運(yùn)動(dòng)的不斷發(fā)展、隨著克萊普冰刀的使用、隨著速滑技術(shù)動(dòng)作的不斷改進(jìn)，現(xiàn)代的速度滑冰運(yùn)動(dòng)特征要求更快速化、更精細(xì)化、更科學(xué)化、更實(shí)效化[7]?，F(xiàn)代速度滑冰長(zhǎng)距離滑行技術(shù)的特點(diǎn)是：注意身體的合理姿勢(shì)、注重每次蹬冰的效果，大彎道、小直道、快彎道、平穩(wěn)直道，遞增式提高滑跑速度。這種技術(shù)特點(diǎn)的滑跑節(jié)奏更接近于本研究中的節(jié)奏I。近年來很多研究證實(shí)采用節(jié)奏I進(jìn)行長(zhǎng)距離速度滑跑時(shí)更有利于創(chuàng)造優(yōu)異比賽成績(jī)，但是在長(zhǎng)距離滑跑中滑跑節(jié)奏對(duì)于機(jī)體機(jī)能影響的研究目前還很少見。

3.2 三種不同滑跑節(jié)奏運(yùn)動(dòng)員心率變化特征比較

表3～5和圖1～3均顯示：8名被試者在日常訓(xùn)練和比賽中習(xí)慣于哪種滑跑節(jié)奏，有6名被試者節(jié)奏I滑跑時(shí)心率均值明顯低于節(jié)奏II、節(jié)奏III，差異具有顯著性。另2名被試者節(jié)奏I滑跑時(shí)心率均值與節(jié)奏II、節(jié)奏III差異雖不具有顯著性意義，但其節(jié)奏I滑跑時(shí)心率均值也低于其節(jié)奏II、節(jié)奏III。證明運(yùn)動(dòng)員采用節(jié)奏I滑跑時(shí)機(jī)體機(jī)能以較小的（心率）反映，增加滑跑技術(shù)的力學(xué)輸出功率，減少機(jī)體能量消耗，提高保持持續(xù)性最大速度的能力，有利于創(chuàng)造優(yōu)異成績(jī)。說明高彎低直節(jié)奏，即彎道采用高步頻、小步幅、加速滑跑，直道采用低步頻、大步幅，勻速滑跑節(jié)奏是符合機(jī)體能量代謝規(guī)律的最佳長(zhǎng)距離滑跑節(jié)奏。

從心率曲線的變化規(guī)律和形態(tài)上分析，3種滑跑節(jié)奏心率曲線形態(tài)具有相同變化規(guī)律。當(dāng)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，心率有一個(gè)迅速增快的階段，當(dāng)心率逐漸增高到一定數(shù)值后，將穩(wěn)定在一個(gè)相對(duì)恒定狀態(tài)。這與Al-Nawaiseh，AliM[8]的運(yùn)動(dòng)開始后15 s心率增加已達(dá)總增加數(shù)的一半，然后逐漸增加到較高值并維持恒定狀態(tài)一段時(shí)間，如果強(qiáng)度很大心率還可以再次增加，在一定時(shí)間內(nèi)，尤其是達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，心率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度成正比關(guān)系的研究結(jié)果相一致。但節(jié)奏I滑跑時(shí)心率變化曲線呈現(xiàn)較明顯的規(guī)律性上下波動(dòng)狀態(tài)，這種心率波動(dòng)的幅度在±5次/min左右。這種心率變化規(guī)律是由節(jié)奏I滑跑時(shí)彎道高步頻加速滑跑、直道慣性滑行的加速方式所決定的。這種彎道加速和直道慣性滑跑不同于一般意義上理解的變速滑跑，其直、彎道滑跑速度變化不大，只是從速度滑冰滑跑技術(shù)角度出發(fā)，遵循彎道小步幅、高步頻更有利于產(chǎn)生加速度，而直道大步幅、低步頻更有利于利用慣性保持出彎道時(shí)速度的技術(shù)原理，而調(diào)整直、彎道滑行時(shí)步幅、步頻的變化。這種調(diào)整更有利于運(yùn)動(dòng)員心率在一定數(shù)值范圍內(nèi)保持相對(duì)恒定狀態(tài)，反映在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中則更有利于運(yùn)動(dòng)員保持持續(xù)性最大速度滑行的能力恒定。以往的研究結(jié)論和本研究所繪制的心率曲線都表明了運(yùn)動(dòng)開始后心率的增加與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度呈正比關(guān)系，并且逐漸增加到較高值后維持恒定狀態(tài)一段時(shí)間，但是在維持恒定狀態(tài)這段時(shí)間心率變化的規(guī)律和特征目前還沒有研究涉及[9]。

研究結(jié)果顯示：當(dāng)機(jī)體心率達(dá)到一定數(shù)值后，心率曲線的有規(guī)律上下波動(dòng)有利于使心率曲線在該高度數(shù)值上保持更長(zhǎng)時(shí)間，反之趨于直線的心率曲線不利于在該高度數(shù)值上長(zhǎng)時(shí)間保持。這一規(guī)律反映在運(yùn)動(dòng)學(xué)上，節(jié)奏I的滑跑技術(shù)是產(chǎn)生心率波動(dòng)曲線的主要因素，彎道的高頻率加速、直道的大步幅慣性滑進(jìn)，使機(jī)體的能量輸出有緩沖、使心臟負(fù)荷能夠有規(guī)律調(diào)整，說明節(jié)奏I的滑跑更有利于在相對(duì)低心率值的情況下保持較高的速度滑行；而節(jié)奏III的滑跑技術(shù)強(qiáng)度始終勻速，要求機(jī)體能量輸出和對(duì)心臟的負(fù)荷保持恒定，不利于心臟的調(diào)整，使心臟負(fù)荷的持續(xù)疊加，導(dǎo)致心率的增高[10]；節(jié)奏II雖然也是有規(guī)律的加速滑跑和慣性滑行，但是以往的研究成果已經(jīng)證實(shí)，長(zhǎng)距離速度滑冰滑跑技術(shù)中直道加速相比彎道加速要付出更多的機(jī)體能量，彎道慣性滑行也達(dá)不到使機(jī)體調(diào)整的目的，因此使心率在直道加速時(shí)大幅度提升，彎道慣性滑進(jìn)時(shí)不能下降，最終導(dǎo)致整體心率的不斷提升。但關(guān)于這種有規(guī)律的波動(dòng)心率曲線的生理機(jī)制以及心率有規(guī)律波動(dòng)的最適宜范圍等問題需要進(jìn)一步的研究。

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