積極性和消極性恢復(fù)對青年男子田徑運(yùn)動員不同間歇時間高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練效果的影響

孫 一，裴晶晶，李 丹，樸忠淑

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積極性和消極性恢復(fù)對青年男子田徑運(yùn)動員不同間歇時間高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練效果的影響

孫 一，裴晶晶，李 丹，樸忠淑

吉林大學(xué) 體育學(xué)院, 吉林 長春 130012

高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練；恢復(fù)方式；能量代謝；肌氧含量；近紅外光譜技術(shù)

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

20名青年男子田徑運(yùn)動員（主項為中長跑項目，國家一級運(yùn)動員）自愿參加本研究。年齡（21.2±2.0）歲，身高（1.83±0.04）m，體重（60.0±5.1）kg，體重指數(shù)（body mass index，BMI）為（17.9±1.5）kg/m2，體脂百分比（韓國產(chǎn)Inbody 520型體成分儀）為（13.6±2.1）%，右腿股外側(cè)肌皮下脂肪厚度為（6.35±1.26）mm，專項訓(xùn)練年限（5.7±1.9）年。所有受試者身體健康，無急慢性疾病，近期無運(yùn)動損傷。實(shí)驗前告知其注意事項和運(yùn)動風(fēng)險并簽訂知情同意書。本實(shí)驗在吉林大學(xué)體育學(xué)院運(yùn)動人體科學(xué)實(shí)驗室完成。

1.2 實(shí)驗設(shè)計

1.4 HIT力竭實(shí)驗與指標(biāo)測定

1.5 肌氧含量測定

利用NIRS法連續(xù)監(jiān)測肌氧含量變化，檢測儀器為實(shí)時無創(chuàng)無線近紅外光肌氧監(jiān)測儀（MOXY NIRS SmO2，美國）。選擇人體最大且在該運(yùn)動中作為主要原動肌肉的股四頭肌外側(cè)頭（即股外側(cè)?。┳鳛榧⊙鹾康谋O(jiān)測點(diǎn)，將探頭縱向置于右側(cè)大腿髕骨中點(diǎn)上10～12 cm處，探頭的軸線平行于大腿（用記號筆標(biāo)記探頭在皮膚上的位置以便下次實(shí)驗將探頭置于同一位置）。為防止汗水的影響，在探頭與皮膚之間貼一層超薄透光塑料膜并用一特制遮光裝置固定探頭以防止漏光。以藍(lán)牙方式連接肌氧監(jiān)測儀與電腦，每1 s采集一次數(shù)據(jù)，由軟件根據(jù)比爾-蘭伯特定律（Beer Lambert law, 即光密度定律）取氧合血紅蛋白（oxyhaemoglobin, HbO2）、脫氧血紅蛋白（deoxyhaemoglobin, HHb）、血紅蛋白總量（total haemoglobin，tHb）和組織氧合指數(shù)（tissue oxygenation index，TSI）。TSI單位為%，其余均為μM·cm（micromolar-centimeter units）。將各指標(biāo)力竭運(yùn)動后的吸光度與基礎(chǔ)值（測定實(shí)驗前安靜狀態(tài)下30 s的平均值）之差（運(yùn)動后－基礎(chǔ)值）作為該指標(biāo)的變化值，分別記作△HHb、△HbO2、△tHb（單位：μM·cm）和△TSI（單位：%）；獲得各指標(biāo)每s的變化值即變化率，所有變化率的平均值即為該指標(biāo)的平均變化率，分別記作△HHbrate、△HbO2rate、△tHbrate（單位：μM·cm/s）和△TSIrate（單位：%/s）。

1.6 能量代謝率

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)以“±”表示，使用SPSS 20.0 for Windows統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。AR和PR時ET比較使用配對檢驗；短間歇HIT時AR、PR和PR2以及長間歇HIT時PR、AR和AR2各參數(shù)比較使用協(xié)方差分析，多重比較使用LSD檢驗。＜0.05定義為具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 受試者一般情況與遞增負(fù)荷實(shí)驗測試

所有受試者均完成了全部實(shí)驗，受試者遞增負(fù)荷實(shí)驗測試結(jié)果以及各指標(biāo)變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）見表1。

表1 遞增負(fù)荷實(shí)驗測試結(jié)果

2.2 不同恢復(fù)手段對不同間歇時間HIT訓(xùn)練效果和生理反應(yīng)的影響

表2 短間歇（15 s、30 s）HIT時不同恢復(fù)手段的訓(xùn)練效果與生理反應(yīng)

注：*＜0.05，與PR比較；#＜0.05，與PR2比較。

表3 長間歇（60 s）HIT時不同恢復(fù)手段的訓(xùn)練效果與生理反應(yīng)

注：*＜0.05，與AR比較；#＜0.05，與AR2比較。

2.3 不同恢復(fù)手段時肌氧含量的變化

間歇期為15 s和30 s時（表4），△HHb、△HbO2和△TSI在AR和PR均高于PR2（＜0.05），但在AR和PR間無顯著性差異（＞0.05）；△HHbrate、△HbO2rate和△TSIrate在AR高于PR和PR2（＜0.05），PR2則高于PR。間歇期為60 s時（表5），△HHb、△HbO2和△TSI在AR和PR均高于AR2（＜0.05），但在AR和PR間無顯著性差異（＞0.05）；△HHbrate、△HbO2rate和△TSIrate在PR高于AR和AR2（＜0.05），AR2和AR間無顯著性差異（＞0.05）。

表4 短間歇（15 s、30 s）HIT時不同恢復(fù)手段肌氧含量的變化

注：*＜0.05，與PR比較；#＜0.05，與PR2比較；表中數(shù)據(jù)前“﹣”代表下降，比較時取絕對值，下同。

表5 長間歇（60 s）HIT時不同恢復(fù)手段肌氧含量的變化

注：*＜0.05，與AR比較；#＜0.05，與AR2比較。

3 討論

本研究的目的在于對比AR和PR對不同間歇時間HIT效果的影響。假設(shè)AR的訓(xùn)練效果優(yōu)于PR，但本研究結(jié)果僅部分驗證了這一假設(shè)，即對于短間歇HIT（間歇15 s和30 s）時PR的訓(xùn)練效果（ET）優(yōu)于AR，而長間歇HIT（間歇時間60 s）時采用AR的效果更佳。因此，不同恢復(fù)手段對HIT訓(xùn)練效果的影響與間歇時間有關(guān)。Bogdanis等[5]證實(shí)，反復(fù)30 s Wingate實(shí)驗間歇4 min的HIT中，間歇期進(jìn)行AR較PR能夠顯著提高受試者功率輸出，與本研究長間歇HIT的結(jié)果（ET在AR高于PR）一致。然而，短間歇HIT時不同恢復(fù)方式的效果并不肯定，Signorile等[29]的研究證實(shí)，反復(fù)進(jìn)行6 s全力沖刺、30 s間歇HIT時，AR對于運(yùn)動表現(xiàn)（峰值功率和總做功）的影響優(yōu)于PR，而Dupont等[12]則發(fā)現(xiàn)，2次Wingate實(shí)驗（15 s Wingate→15 s間歇→30 s Wingate）間歇期進(jìn)行PR時的峰值無氧功率顯著高于AR。本研究印證了Dupont等[12]的觀點(diǎn)，研究結(jié)論不一致可能與受試對象的選?。ㄟ\(yùn)動員非運(yùn)動員）、運(yùn)動能力的評價標(biāo)準(zhǔn)（ET功率輸出）等因素有關(guān)。

從供能角度上HIT屬于混氧代謝，運(yùn)動中的能量主要來源于與Hb結(jié)合的氧的利用、CP的分解代謝以及無氧糖酵解，恢復(fù)期能量底物將部分得到再填充（Hb重新氧合以及CP再合成）。運(yùn)動中CP大量消耗，糖酵解激活后La產(chǎn)生增多使pH值下降，而酸性環(huán)境又有利于肌酸激酶催化CP合成三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）[6]，因此，CP含量在劇烈運(yùn)動中處于較低水平，只有在運(yùn)動后的恢復(fù)期才能得到恢復(fù)。有研究報道，運(yùn)動后恢復(fù)期內(nèi)將腿部血流阻斷，肌肉內(nèi)CP含量無明顯改變，血流通暢后，CP迅速升高，說明CP再合成依賴于可利用的氧量[38]。因此，HIT時供給肌肉收縮的直接能源物質(zhì)ATP的再合成由無氧和有氧代謝途徑共同完成。在本研究中，15 s短間歇HIT時，PR2運(yùn)動時間（467.3 s）約為PR（784.3 s）的一半，但血La含量（9.3 mmol/L）只較PR（11.8 mmol/L）時下降2.5 mmol/L（21.2%），提示，短間歇HIT時大部分La產(chǎn)生于運(yùn)動的開始階段，隨后緩慢消除（La消除需要有氧代謝參與），說明運(yùn)動初始階段無氧供能代謝比例較高，隨后有氧代謝參與供能（再合成CP以及清除La）逐漸增加[19]。因此，間歇期能量底物通過有氧途徑再填充的程度是決定訓(xùn)練效果的重要因素，據(jù)此推測，不同恢復(fù)方式的效果與Hb氧合以及脫氧合速率不同有關(guān)。

本研究利用無創(chuàng)NIRS技術(shù)進(jìn)一步探索兩種恢復(fù)方式時肌氧含量的變化。NIRS中的兩個信號尤為重要，其中，HHb或HbO2表征肌組織中氧攝取的變化，TSI反映氧供應(yīng)與氧消耗的動態(tài)平衡[15]。在本研究中，不同恢復(fù)時間HIT時AR和PR間肌氧含量各指標(biāo)均無顯著性差異，說明不同恢復(fù)方式訓(xùn)練至力竭時Hb脫氧合程度達(dá)到基本一致的水平。短間歇HIT（間歇15 s和30 s）中，PR2時△HHb、△HbO2和△TSI低于AR，而△HHbrate、△HbO2rate和△TSIrate則高于PR，這是由運(yùn)動時Hb脫氧合動力學(xué)決定的[7]。運(yùn)動開始階段機(jī)體相對缺氧是HbO2快速下降的主要原因，而穩(wěn)定階段則隨著運(yùn)動與間歇出現(xiàn)氧合和脫氧合周期性波動， △HHbrate、△HbO2rate和△TSIrate在運(yùn)動時間較短的PR2反而高于運(yùn)動時間較長的PR。PR時△HHbrate、△HbO2rate和 △TSIrate低于AR，提示，短間歇HIT間歇期進(jìn)行PR時Hb脫氧合速率減慢，可提供機(jī)體更多的O2用于下一次訓(xùn)練，從而提高運(yùn)動能力。然而，對于間歇期為60 s的長間歇HIT，△HHbrate、△HbO2rate和△TSIrate在AR2和AR間無顯著性差異，可能是由于總運(yùn)動時間以及間歇時間較長，有氧代謝供能已占優(yōu)勢；△HHbrate、△HbO2rate和△TSIrate在AR低于PR，提示，長間歇HIT間歇期進(jìn)行AR可促進(jìn)Hb快速氧合。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是，NIRS信號中除了Hb外還存在肌紅蛋白（myoglobin，Mb）吸收光譜，但其濃度在組織中通常為不變量，且與Hb光譜重疊，對總吸收光譜的貢獻(xiàn)率很小，因此，可認(rèn)為導(dǎo)致組織中肌氧含量改變的主要因素是Hb的氧合程度。此外，脂肪含量、生物節(jié)律等多種因素可干擾NIRS信號。Spencer等[30]證實(shí)，生物節(jié)律對運(yùn)動誘導(dǎo)的HHb變化并未產(chǎn)生顯著性效應(yīng)。反復(fù)高強(qiáng)度運(yùn)動以及蹬車實(shí)驗中TSI的變異系數(shù)為7%～11%，重測信度為0.99[3,25]。有學(xué)者質(zhì)疑脂肪厚度可能對NIRS信號產(chǎn)生干擾[4]。NIRS信號穿透深度約2～3 cm，而本研究受試者體脂百分比只有（13.6±2.1）%，股外側(cè)肌皮下脂肪厚度僅（6.35±1.26）mm，且Quaresima等[27]針對非運(yùn)動員的研究證實(shí)，脂肪厚度并未改變NIRS信號。因此，本研究中NIRS各參數(shù)的變化是由運(yùn)動訓(xùn)練誘導(dǎo)而非測量誤差造成的。

4 結(jié)論與建議

不同恢復(fù)手段對HIT訓(xùn)練效果的影響與間歇時間有關(guān)。對于短間歇HIT（間歇15～30 s），間歇期進(jìn)行PR的訓(xùn)練效果優(yōu)于AR，其機(jī)制與間歇時間過短造成氧供不足的條件下進(jìn)行PR耗氧量較少、能量消耗較低、Hb脫氧合速率減慢有關(guān)；然而，長間歇HIT（間歇時間60 s）間歇期采用AR的效果更佳，其原因在于間歇時間較長、氧供相對充足的情況下進(jìn)行AR其有氧功率輸出增加、Hb快速再氧合所致。本研究結(jié)果為教練員和運(yùn)動員的訓(xùn)練實(shí)踐提供了一定的借鑒，即不同恢復(fù)方式在不同間歇時間HIT訓(xùn)練中的應(yīng)用可能存在差異。建議長間歇HIT（間歇時間≥60 s）間歇期采用AR，短間歇HIT（間歇時間≤30 s）間歇期使用PR以促進(jìn)Hb重新氧合以及CP再合成，從而有利于提高訓(xùn)練效果。

需要注意的是，本研究結(jié)論是基于男子田徑一級運(yùn)動員為受試對象得出的，是否適用于更高級別運(yùn)動員、其他項目以及女子運(yùn)動員尚不得而知，因此應(yīng)用時需謹(jǐn)慎。今后的研究應(yīng)選取不同性別、不同項目、不同等級優(yōu)秀運(yùn)動員，進(jìn)一步探討不同負(fù)荷HIT對運(yùn)動能力的影響以及不同恢復(fù)手段的作用效果，以形成最佳HIT訓(xùn)練方案。此外，本研究只對一次急性HIT進(jìn)行了初探，不同恢復(fù)方式對運(yùn)動能力的長期效應(yīng)尚需進(jìn)一步研究。

[1] 黎涌明. 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對不同訓(xùn)練人群的應(yīng)用效果[J]. 體育科學(xué), 2015, 35(8): 59-75.

[2] 張學(xué)領(lǐng). 一次大強(qiáng)度訓(xùn)練后不同恢復(fù)手段對田徑運(yùn)動員血乳酸清除的影響[J]. 中國體育科技, 2013, 49(4): 8-12.

[3] AUSTIN KG, DAIGLE KA, PATTERSON P,. Reliability of near-infrared spectroscopy for determining muscle oxygen satura-tion during exercise[J]. Res Q Exerc Sport, 2005, 76(4): 440-449.

[4] BOEZEMAN RP, MOLL FL, UNLU C,. Systematic review of clinical applications of monitoring muscle tissue oxygenation with near-infrared spectroscopy in vascular disease[J]. Microvasc Res, 2015, 104: 11-22.

[5] BOGDANIS GC, NEVILL ME, LAKOMY HK,. Effects of active recovery on power output during repeated maximal sprint cycling[J]. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 1996, 74(5): 461-469.

[6] BUCHHEIT M, LAURSEN PB. High-intensity interval training, solutions to the programming puzzle. Part II: anaerobic energy, neuromuscular load and practical applications[J]. Sports Med, 2013, 43(10): 927-954.

[7] CHRISTMASS MA, DAWSON B, PASSERETTO P,. A comparison of skeletal muscle oxygenation and fuel use in sustai-ned continuous and intermittent exercise[J]. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 1999, 80(5): 423-435.

[8] DEVLIN J, PATON B, POOLE L,Blood lactate clearance after maximal exercise depends on active recovery intensity[J]. J Sports Med Phys Fitness, 2014, 54(3): 271-278.

[9] DI PPE, FERRETTI G. The energetics of anaerobic muscle metabolism: a reappraisal of older and recent concepts[J]. Respir Physiol, 1999, 118(2-3): 103-115.

[10]DORADO C, SANCHIS-MOYSI J, CALBET JA. Effects of recovery mode on performance, O2uptake, and O2deficit during high-intensity intermittent exercise[J]. Can J Appl Physiol, 2004, 29(3): 227-244.

[11]DUPONT G, BLONDEL N, LENSEL G,. Critical velocity and time spent at a high level of VO2for short intermittent runs at supramaximal velocities[J]. Can J Appl Physiol, 2002, 27(2): 103-115.

[12]DUPONT G, MOALLA W, MATRAN R,. Effect of short recovery intensities on the performance during two Wingate tests[J]. Med Sci Sports Exerc, 2007, 39(7): 1170-1176.

[13]ETXEBARRIA N, ANSON JM, PYNE DB,. High-intensity cycle interval training improves cycling and running performance in triathletes[J]. Eur J Sport Sci, 2014, 14(6): 521-529.

[14]FISKERSTRAND A, SEILER KS. Training and performance characteristics among Norwegian international rowers 1970-2001[J]. Scand J Med Sci Sports, 2004, 14(5): 303-310.

[15]HAMAOKA T, MCCULLY KK, NIWAYAMA M,. The use of muscle near-infrared spectroscopy in sport, health and medical sciences: recent developments[J]. Philos Trans A Math Phys Eng Sci, 2011, 369(1955): 4591-4604.

[16]HASELER LJ, HOGAN MC, RICHARDSON RS. Skeletal muscle phosphocreatine recovery in exercise-trained humans is dependent on O2availability[J]. J Appl Physiol (1985), 1999, 86(6): 2013-2018.

[18]KORZENIEWSKI B, ZOLADZ JA. Possible mechanisms underl-ying slow component of VO2on-kinetics in skeletal muscle[J]. J Appl Physiol (1985), 2015, 118(10): 1240-1249.

[19]LARSEN RG, MAYNARD L, KENT JA. High-intensity interval training alters ATP pathway flux during maximal muscle contract-ions in humans[J]. Acta Physiol (Oxf), 2014, 211(1): 147-160.

[20]LOPES FA, PANISSA VL, JULIO UF,. The effect of active recovery on power performance during the bench press exercise[J]. J Hum Kinet, 2014, 40(8): 161-169.

[21]MCCULLY KK, IOTTI S, KENDRICK K,. Simultaneous in vivo measurements of HbO2saturation and PCr kinetics after exercise in normal humans[J]. J Appl Physiol (1985), 1994, 77(1): 5-10.

[24]MUKAIMOTO T, SEMBA S, INOUE Y,. Changes in transverse relaxation time of quadriceps femoris muscles after active recovery exercises with different intensities[J]. J Sports Sci, 2014, 32(8): 766-775.

[25]MUTHALIB M, MILLET GY,QUARESIMA V,. Reliability of near-infrared spectroscopy for measuring biceps brachii oxyge-nation during sustained and repeated isometric contractions[J]. J Biomed Opt, 2010, 15(1): 017008.

[26]ORIE J, HOFMAN N, DE KONING JJ,. Thirty-eight years of training distribution in Olympic speed skaters[J]. Int J Sports Physiol Perform, 2014, 9(1): 93-99.

[27]QUARESIMA V, KOMIYAMA T, FERRARI M. Differences in oxygen re-saturation of thigh and calf muscles after two treadmill stress tests[J]. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol, 2002, 132(1): 67-73.

[28]ROBERGS RA. A critical review of the history of low-to moderate-intensity steady-state VO2kinetics[J]. Sports Med, 2014, 44(5): 641-653.

[29]SIGNORILE JF, INGALLS C, TREMBLAY LM. The effects of active and passive recovery on short-term, high intensity power output[J]. Can J Appl Physiol, 1993, 18(1): 31-42.

[30]SPENCER MD, MURIAS JM, LAMB HP,. Are the parameters of VO2, heart rate and muscle deoxygenation kinetics affected by serial moderate-intensity exercise transitions in a single day?[J]. Eur J Appl Physiol, 2011, 111(4): 591-600.

[31]STEPTO NK, HAWLEY JA, DENNIS SC,. Effects of differ-ent interval-training programs on cycling time-trial performance[J]. Med Sci Sports Exerc, 1999, 31(5): 736-741.

[32]TABATA I, IRISAWA K, KOUZAKI M,. Metabolic profile of high intensity intermittent exercises[J]. Med Sci Sports Exerc, 1997, 29(3): 390-395.

[33]TABATA I, NISHIMURA K, KOUZAKI M,. Effects of moderate-intensity endurance and high-intensity intermittent training on anaerobic capacity and VO2max[J]. Med Sci Sports Exerc, 1996, 28(10): 1327-1330.

[34]THEVENET D, TARDIEU-BERGER M, BERTHOIN S,. Influence of recovery mode (passive vs. active) on time spent at maximal oxygen uptake during an intermittent session in young and endurance-trained athletes[J]. Eur J Appl Physiol, 2007,99(2):133-142.

[35]WAHL P, MATHES S, ACHTZEHN S,. Active vs. passive recovery during high-intensity training influences hormonal response[J]. Int J Sports Med, 2014, 35(7): 583-589.

[36]WEST D, CUNNINGHAM D, BEVAN H,. Influence of active recovery on professional rugby union player's ability to harness postactivation potentiation[J]. J Sports Med Phys Fitness, 2013, 53(2): 203-208.

[37]WHITE GE, WELLS GD. The effect of on-hill active recovery performed between runs on blood lactate concentration and fatigue in alpine ski racers[J]. J Strength Cond Res, 2015, 29(3): 800-806.

[38]YOSHIDA T, ABE D, FUKUOKA Y. Phosphocreatine resynth-esis during recovery in different muscles of the exercising leg by31P-MRS[J]. Scand J Med Sci Sports, 2013, 23(5): e313-319.

[39]YOSHIDA T, WATARI H, TAGAWA K. Effects of active and passive recoveries on splitting of the inorganic phosphate peak determined by31P-nuclear magnetic resonance spectroscopy[J]. NMR Biomed, 1996, 9(1): 13-19.

[40]ZAFEIRIDIS A, SARIVASILIOU H, DIPLA K,. The effects of heavy continuous versus long and short intermittent aerobic exercise protocols on oxygen consumption, heart rate, and lactate responses in adolescents[J]. Eur J Appl Physiol, 2010, 110(1): 17-26.

Influence of Active and Passive Recovery on High-intensity Interval Training of Different Interval Duration in Young Male Track and Field Athletes

SUN Yi, PEI Jing-jing, LI Dan, PIAO Zhong-shu

Jilin University, Changchun 130012, China.

G804.2

Ａ

1002-9862(2018)02-0080-07

10.16470/j.csst.201802010

2016-03-25；

2018-01-15

教育部人文社會科學(xué)研究一般項目(14YJC890020);吉林大學(xué)基本科研項目(XN2014TY01)。

孫一,男,副教授,博士,主要研究方向為體能訓(xùn)練原理,E-mail:sunyi@jlu.edu.cn。