有氧健身跑對大學(xué)生心肺功能及運動能力的影響研究

夏俊

摘 要：研究目的：有氧健身跑運動是指吸氧量滿足機體需氧量時，主要以糖和脂肪代謝功能的運動。體育活動的不足成為當前青少年學(xué)生體質(zhì)下降的重要因素。經(jīng)常參加中等運動以上的體育運動是解決大學(xué)生體質(zhì)下降最為有效果的手段之一，而有氧健身跑是體育運動中最為簡單鍛煉方式。科學(xué)進行有氧健身跑運動的關(guān)鍵是如何安排合理的運動方案。本研究針對大學(xué)生體質(zhì)下降等問題，以12周有氧健身跑作為運動干預(yù)，對心肺功能及運動能力進行研究。希望通過實施合理的有氧健身跑運動方案來改善大學(xué)生心肺功能，為提高大學(xué)生體質(zhì)健康提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)論：（1）12周有氧健身跑，可降低男女大學(xué)生安靜心率，提高肺活量及肺活量體重指數(shù)，可有效地改善心肺功能。（2）通過實驗前后定量負荷測試，男女大學(xué)生心肺功能得到改善。

關(guān)鍵詞：有氧健身跑 心肺功能 定量負荷

中圖分類號：G822 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）02（b）-0019-04

通過有效與規(guī)律的有氧健身跑來提高人體心肺功能及運動能力是一種有效途徑。長期的研究已經(jīng)表明每周3～5次，每次30min以上的中等強度運動的有利于促進健康。而有氧健身跑是無需器材，場地要求較低，隨時可以鍛煉，運動量易控制，有益于加強心肺功能，對身體的不良反應(yīng)較少的一種運動方式。本研究對選取的受試人群進行12周有氧健身跑運動前后肺活量、安靜心率、即刻恢復(fù)心率等多項生化指標，進行動態(tài)的觀測和科學(xué)的評價，使得人們更深入地了解有氧健身跑對于青少年心肺功能的影響，也為有氧健身跑提高青少年體質(zhì)和大力推廣有氧健身跑運動尊定了生物學(xué)理論基礎(chǔ)，使得人們都投入有氧健身跑運動的健身行里，為廣大大學(xué)生參加體育鍛煉中全面了解自身身體狀況，尋找更好地增強體質(zhì)健康和提高心肺功能以及運動能力的方案。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本課題以同濟大學(xué)大一、二學(xué)生心肺功能和運動能力較為普通的學(xué)生為研究對象，共同參與12周有氧健身跑運動鍛煉，除每周一次體育課外，日常無運動習(xí)慣，對300名大學(xué)生志愿者進行基本情況調(diào)查，篩選出40名同學(xué)作為研究對象。招募年齡為男生（18.7±1.05）歲，女生（19.5±0.85）歲，最后完成實驗的人數(shù)為男大學(xué)生14人，女大學(xué)生18人，共32人。在實驗前對所有研究對象進行身體成分及諸項指標進行監(jiān)測，并對所獲數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗（P>0.05），可以認為所獲的數(shù)據(jù)服從統(tǒng)計學(xué)的正態(tài)分布，所有數(shù)據(jù)都來自同一總體。為了減少系統(tǒng)誤差，測試前后全部選用同一套測試儀器，同樣的測試方法。

1.2 實驗方法

1.2.1 文獻資料法

通過Internet網(wǎng)、中國知網(wǎng)、萬方、維普及谷歌學(xué)術(shù)等途徑，搜集了大量與本研究相關(guān)的資料和文獻。同時查閱了很多相關(guān)教科書籍，還查閱了體育類、醫(yī)學(xué)類等十多種各類相關(guān)領(lǐng)域的專著及核心期刊，為本課題的研究提供了參考依據(jù)和理論支撐。

1.2.2 問卷調(diào)查法

根據(jù)研究的內(nèi)容和目的制定的問卷，制定的問卷為PAR-Q（Physical Activity Readiness Questionnaires）問卷，問卷主要是為每位受試者提供體力活動適應(yīng)能力調(diào)查，包括7個問題，可以對個體存在的潛在心血管疾病及其他疾病風(fēng)險進行評估，靈敏度接近100%，并對不適宜運動的特異性發(fā)現(xiàn)率達80%。其廣泛運用于進行大強度體力活動之前，用來降低不必要的運動風(fēng)險[1]。

1.2.3 邏輯分析法

運用邏輯分析法結(jié)合所學(xué)的理論知識對所收集的資料進行歸納統(tǒng)計，分析有氧健身跑運動對于青少年大學(xué)生心肺功能及運動能力的影響，并得出相應(yīng)的結(jié)論和相應(yīng)的建議。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

運用SPSS 17.0及Excel等相關(guān)程序?qū)λ袦y試與收集來的數(shù)據(jù)進行分析和歸納處理，數(shù)據(jù)采用平均值數(shù)據(jù)用平均值±標準差（s）表示，兩組間用獨立樣本t檢驗，以P<0.05作為顯著性差異，P<0.01，P<0.001作為高度顯著性差異。

1.3 遞增負荷運動方案確立

跑臺上的跑步是一種全身四肢大肌群都參與的運動形式，與自然狀態(tài)下的跑步運動更為接近，也排除了受試者對于跑臺實驗的不適應(yīng)，也不易造成身體某一部位的肌肉的疲勞；二是跑臺跑步和運動場的跑消耗的能量及跑步習(xí)慣近似，并無顯著差異[2-3]。因此，利用遞增負荷實驗來選擇跑臺來進行本次實驗測試。

在諸多的遞增負荷實驗中，最常被采用的是Bruce跑臺跑步試驗方案[4]或是Balke跑臺跑步試驗方案[5]。本實驗根據(jù)受試者的基本情況來制定了更為適合男女受試者的運動負荷方案，共3級，每一級3min。坡度為0%，男生速度為6km/h、9km/h、12km/h。女生速度為5km/h、8km/h、11km/h。其主要的運動形式為第一階段正常步行或快走，第二階段為跑步，第三階段為快跑。同時按照運動心率范圍在50%～70%HRmax為中等強度運動量，在70%～85%HRmax為大強度運動量（HRmax=220-年齡）。男生組速度在6.0km/h時運動負荷大概在50%～65%HRmax，速度在9km/h時運動負荷在60%～75%HRmax，在12km/h時運動負荷在70%～85%HRmax。女生組速度在5.0km/h時運動負荷大概在50%～65%HRmax，速度在8km/h時運動負荷在55%～75%HRmax，在11km/h時運動負荷在70%～85%HRmax。

預(yù)實驗結(jié)果得出，本研究采用的運動負荷實驗方案形式可行，運動強度也較為適宜，受試者的心率較為平緩。

2 結(jié)果與分析

2.1 12周有氧健身跑實驗后心肺功能的變化

由表1可見，男生的實驗前肺活量（P<0.001）和肺活量體重指數(shù)（P<0.01）測試值與實驗后男生所測試的值相比具有顯著性差異變化，說明12周有氧健身跑運動對于男生肺活量和肺活量體重指數(shù)提高，都具有顯著的效果。

由表2可見，女生的實驗前肺活量（P<0.001）和肺活量體重指數(shù)（P<0.01）測試值與實驗后女生所測試的值相比具有顯著性差異變化，說明12周有氧健身跑運動對于女生肺活量和肺活量體重指數(shù)提高，都具有顯著的效果。

2.2 遞增負荷跑臺實驗運動心率指標的變化

從表3可見速度為5km/h、8km/h、11km/h時女生受試者心率在實驗后與實驗前相比運動心率變化都具有非常顯著性差異（P<0.001）。

從表4可見對男生受試者在實驗前與實驗后測遞增負荷跑臺每級3min（速度為6km/h、9km/h、12km/h）的運動心率進行對比分析，分析結(jié)果顯示實驗前后的每級遞增負荷男生受試者運動心率有較大的變化情況，且運動心率有非常顯著降低趨勢，實驗前后具有顯著性差異（P<0.001）。

2.3 遞增負荷跑臺實驗運動后恢復(fù)心率指標的變化

圖1中對女生受試者跑臺實驗（運動后恢復(fù)心率）實驗前與實驗后恢復(fù)心率測試對比與分析，可以明顯從恢復(fù)心率平均值觀察看出女性受試者實驗后與實驗前相比受試者恢復(fù)心率有所下降，同時實驗前與實驗后相比具有非常顯著性變化（P<0.001）。

圖2中對男生受試者跑臺實驗（運動后恢復(fù)心率）實驗前與實驗后恢復(fù)心率測試對比與分析，可以明顯從運動后恢復(fù)心率平均值觀察看出男生受試者實驗后與實驗前相比受試者即可恢復(fù)心率有所下降。但在統(tǒng)計學(xué)上無顯著性差異變化。

3 分析與討論

3.1 12周有氧健身跑對心血管功能的影響

有氧健身跑運動是能有效的提高青少年心泵功能的儲備，提高心肌功能。通過有氧健身跑運動的鍛煉來降低心率值，心臟的泵血共功能得到了很好的改善。受試者能夠在通過運動使得心室壁肌肉變的肥厚，心搏跳動的更加有力，從而來增加心臟的泵血功能，這樣能使得回血量的大大增加，血液的供給能力可用更加的流暢，盡可能充分地向身體各部位進行輸送血液。且大腦可以得到更為充足的氧氣，來保持體力充沛的狀態(tài)，同時可以有效提高學(xué)習(xí)效率。本研究在對男女生安靜心率實驗前后的測試結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，女生實驗前安靜心率平均為78.3次/min，實驗后安靜心率平均為76.5次/min，實驗后相比實驗前具有顯著差異（P<0.05）。而男生實驗前安靜心率平均為76.1次/min，實驗后安靜心率為73.2次/min，實驗后相比實驗前也具有非常顯著性差異（P<0.05）。從表3、表4可以看出參加有氧健身跑運動后男女生實驗前后心率具有顯著性變化，明顯低于實驗前的測試值。

機體在安靜狀態(tài)下，如何了解心臟功能是否有提高，主要是根據(jù)心搏量增加和心率降低兩個指標來表現(xiàn)的，這兩者是衡量心臟功能是否提高的重要指標。通過本研究發(fā)現(xiàn)，男女生在經(jīng)過系統(tǒng)的12周有氧健身跑運動后安靜心率明顯低于實驗前。對于這種情況可能是，機體安靜狀態(tài)下迷走神經(jīng)通過系統(tǒng)的有氧健身跑運動后，出現(xiàn)了緊張性升高，從而與其相對的交感神經(jīng)則出現(xiàn)了緊張性的降低，造成了安靜心率的降低。這種情況的發(fā)生也是非常符合和有氧訓(xùn)練能增加每搏輸出來代替心率下降的基本原理。長期堅持有氧運動能使得心率保持在較低的水平，原因之一就是控制心臟活動能力的中樞神經(jīng)系統(tǒng)對運動有了一種適應(yīng)性反應(yīng)；其二就是心臟容積增大，收縮能力得到加強，使得每搏輸出量增多。心臟每次收縮后有一個很長的時間的舒張期，能夠讓心臟得到充分的休息，有效的防止心臟過度疲勞，形成了一種自然的防御機制[6]。同時研究認為，長期堅持有氧健身跑運動能使得青少年的心肌纖維增粗，心輸出量增加，進而使得安靜心率下降，促進向腦細胞供氧供能，提高了大腦的思維能力。這也證實了經(jīng)常參加體育運動或體質(zhì)較好的者心率較慢。提示適量的有氧健身跑運動可以促進血液的循環(huán)，并能夠使人體血管長期保持彈性。

3.2 12周有氧健身跑對呼吸系統(tǒng)功能的影響

人體的呼吸功能的強弱直接關(guān)系著全身各器官系統(tǒng)的功能，其對生命活動起著非常關(guān)鍵性的作用?！胺位盍渴呛饬咳梭w健康狀況的重要指標之一，它不僅能夠反映呼吸系統(tǒng)的最大工作能力，同時也可能夠反映肺的容積和肺的擴張能力”[7]。

根據(jù)測試實驗前后的肺活量的數(shù)據(jù)進行分析來看，男生實驗前的肺活量均在（4606.7±818.6）mL，實驗后男生肺活量有了很大的變化，均在（5240.3±802.8）mL，實驗前后男生的肺活量平均值增加了600mL。經(jīng)過前后肺活量指標的數(shù)值對比，具有非常顯著性差異（P<0.01）。同樣女生實驗前肺活量均在（3021.7±513.3）mL，實驗后女生肺活量也有巨大變化，均在（3474.7±558.9）mL，實驗前后女生的肺活量平均增加了450mL。經(jīng)過實驗前后的數(shù)值對比我們可以看出，有氧健身跑運動隊改善大學(xué)生的肺活量具有顯著性效果（P<0.01）。同時對肺活量體重指數(shù)分析來看，男生實驗前肺活量體重指數(shù)為59.6±10.3，實驗后為74.3±10.6，實驗前后數(shù)值相比具有非常顯著性變化（P<0.01）。女生實驗前肺活量體重指數(shù)為51.4±9.29，實驗后為63.7±7.6，實驗前后肺活量體重指數(shù)數(shù)值相比同樣具有非常顯著性變化（P<0.01）。在通過肺活量體重指數(shù)來看男女生在通過12周的有氧健身跑運動后，肺活量體重指數(shù)相比實驗前有非常顯著升高（P<0.001）。有氧健身跑運動是一項全身都參與的激烈運動，這樣能夠使得全是各個部位的靈活性得到提高。在有氧健身跑運動過程中呼吸的頻率會加快，呼吸的深度也會加深。使得呼吸肌得到鍛煉，從而使得呼吸肌的能力得到了增強，變得更加有力，安靜時的呼吸會加深、次數(shù)也會隨著減少，也提高機體的有氧代謝能力。

3.3 12周有氧健身跑對心臟功能的影響

心率是反應(yīng)心臟功能強弱的重要指標，運動的即時心率也能夠反應(yīng)出人體在參與運動時的能力，在相同的運動強度下運動即時心率較低的人群，其運動能力可能會較好于同樣運動強度下運動即時心率較高的人群。本實驗中，參加12周有氧健身跑運動后男女受試者在跑臺運動的3個階段運動心率變化表現(xiàn)來看，相比實驗前的3個階段的運動心率要低，說明通過12周有氧健身跑運動可顯著降低在同一運動強度下的運動心率。但有女生受試者在0～3min跑臺實驗前后運動心率相比有較小的減少，但無顯著變化。造成這種情況原因是，可能受試者對于跑臺上進行跑步運動還是有一些比較緊張的情緒導(dǎo)致心率的整體波動，另外受試者對于剛剛啟動的跑臺還不適應(yīng)，跑臺運動前幾分鐘還在試著找到更加舒服的跑步習(xí)慣，也可能使得心率還處于一個波動的過程。提示經(jīng)過12周有氧健身跑運動干預(yù)后能有效降低同一運動強度下的心率負荷，使得在同一運動強度下人體的運動能力得到有效的增強。

12周的有氧健身跑后，受試者實驗后的運動心率和運動后恢復(fù)心率有著不同程度的改善，相比實驗前有顯著差異。實驗后運動恢復(fù)心率相比實驗前在恢復(fù)到安靜心率的時間也大大縮短，類似的研究表明，經(jīng)過長期的中等耐久性運動鍛煉，可以增強心肌的收縮能力。同時反映了有氧健身跑運動提高了每搏輸出量，有效改善了男女大學(xué)生的心血管機能，同時可能是體脂肪的減輕，從而一定程度地降低了心血管系統(tǒng)的負擔。

由于本實驗中受試者都為大學(xué)生平時除體育課外沒有太多的運動習(xí)慣，受試者在實驗前對運動強度的承受能力較差，而12周系統(tǒng)性有氧健身跑運動后，提高了受試者對運動強度的承受能力，完成每級遞增負荷后的運動即可心率和運動后恢復(fù)心率都有不同程度的降低。這可能是由于大學(xué)生在日常生活中缺少有規(guī)律的運動鍛煉，心臟承受運動負荷的能力較差，而機體在完成定量負荷運動時單純靠每搏輸出量來無法滿足身體各部位供氧能力。有類似研究與本研究結(jié)果一樣，通過4周運動有氧運動進行實驗前后遞增負荷實驗，受試者承受運動負荷的能力得到提高，且安靜心率和定量負荷后即可恢復(fù)心率也有不同程度的提高[8]。提示大學(xué)生應(yīng)當在日常生活中加入一些適量的運動鍛煉，來保障良好的身體健康狀態(tài)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）12周有氧健身跑，可降低男女大學(xué)生安靜心率，提高肺活量及肺活量體重指數(shù)，有效改善心肺功能。

（2）通過實驗前后定量負荷測試，有氧健身跑運動能顯著改善男女大學(xué)生在3個遞增負荷階段時的運動心率、主觀感覺RPE值和運動后恢復(fù)心率，提高了男女大學(xué)生的有氧運動能力。

4.2 建議

（1）為促進大學(xué)生增強體質(zhì)健康的根本目的，可以通過建立適合大學(xué)生群體的個體運動方案。建立運動方案要科學(xué)合理，運動項目要簡單易行，針對性的解決某一方面?zhèn)€體需求，以提高大學(xué)生體育鍛煉積極性，從而來達到大學(xué)生的體質(zhì)健康水平。

（2）有氧健身跑對于大學(xué)生增強體質(zhì)健康有非常好的效果。同時有氧健身跑這項運動項目簡單易行，運動強度較低非常適合大學(xué)生群體。有必要在校園內(nèi)加強有氧健身跑的宣傳及推廣，使得有氧健身跑運動受到更多大學(xué)生群體的青睞。讓有氧健身跑運動成為大學(xué)生群體日常體育鍛煉中一種有效的運動方式。

參考文獻

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