女子足球運動員在比賽中心率和血乳酸濃度變化研究

鞠 峰

心率作為了解人體心血管系統(tǒng)功能的最簡單易行的指標(biāo)，對于監(jiān)控運動員身體機能水平、能量代謝狀況、訓(xùn)練強度以及訓(xùn)練后身體機能恢復(fù)程度均有一定的參考價值。[1]心率是反映體內(nèi)代謝較靈敏的生理指標(biāo)，它具有實用、簡便等特點，在運動實踐中能充當(dāng)一個非常重要的角色，可以綜合反應(yīng)運動時體內(nèi)的生理狀況，也可以反映訓(xùn)練和比賽時的運動強度，因此如何科學(xué)的利用心率變化情況進行體育教學(xué)是十分重要的，也是十分必要的。[2]隨著女子足球比賽節(jié)奏加快，必然導(dǎo)致乳酸過多積累的現(xiàn)象。當(dāng)血液中的乳酸濃度上升到一定的水平時，會對運動員的比賽實力產(chǎn)生不利的影響，所以有氧能力越好的運動員運動持續(xù)能力就越高。因此，有氧能力優(yōu)秀的運動員在比賽初期所發(fā)揮的體力以及比賽實力可以維持到比賽的后半部分。足球項目的比賽，根據(jù)運動員的位置，運動強度有著很大的差異。隨著女子足球比賽向著全攻全守方向的發(fā)展，進攻隊員尤其是中鋒比起其他位置的運動員，在比賽期間要花更多的時間用在激烈的身體運動上。因此在實際的足球比賽中觀察各個位置所需要的體力，來確認個性化的訓(xùn)練程序的適合性和必要性顯得尤為重要。本研究通過在比賽中測定女子足球運動員的血液乳酸濃度和心率，研究分析在實際比賽情況下不同位置運動員的運動強度，為女足提出科學(xué)合理的訓(xùn)練計劃。

1 研究對象與研究方法

1.1 研究對象

本研究是將江蘇女子足球運動員8人為研究對象。將研究對象根據(jù)各自所負責(zé)的位置進行了分類，前鋒3人、中鋒3人以及后衛(wèi)2人。除了比賽期間的心率以及血液乳酸濃度變化以外，還調(diào)查了被試者的身高、體重、最大氧氣攝入量以及最大心率等。

1.1.1 測試方法

最大氧氣攝入量和最大心率是用跑步機在實驗室內(nèi)測定。運動開始時的跑步機速度是80m/分鐘，傾斜度是5%。運動開始后每隔2分鐘將跑步機的速度增加20m/分鐘，直到被試者表示無法再繼續(xù)進行運動時實驗結(jié)束。跑步機運動期間的呼氣氣體成分以及呼吸量是使用功率血氧監(jiān)測儀(Ergo-Ox screen)來測定，通過與監(jiān)測儀相連接的計算機(AppleⅡ)，每隔30秒鐘進行一次氧氣攝入量、呼吸量、呼吸交換率的分析。跑步機運動期間的心率也是每30秒進行一次測定。

1.1.2 測試過程

為了測定在比賽中的心率和血液乳酸濃度，采集了江蘇女子足球隊2次足球比賽的樣本，每場比賽選擇4個運動員為測定對象，全程測定時間是上·下半場90分鐘。第二次比賽是在第一次比賽進行的3天后進行，且比賽開始時間相同(下午3點)。比賽中的心率測定使用了Polar心率測定儀，將佩戴在運動員手腕上的Polar手表設(shè)定為每15秒計入一次心率值。Polar手表中計入的心率在比賽結(jié)束后轉(zhuǎn)入到研究人員的記錄紙中。

1.1.3 測試手段

乳酸濃度是在上·下半場的比賽開始前，比賽進行中每隔10分鐘，以及前·后半場比賽結(jié)束后測定。比賽期間將被試者運動員1人叫到邊界線之外進行測定(全部測定次數(shù)是每個運動員10次)。采血的位置是手指，為了消除頻繁采血給運動員帶來的不便，將3、4個手指為采血對象輪流采血。

1.1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究所獲得的數(shù)據(jù)中，體重、身高、最大心率、最大氧氣攝入量等是用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，而比賽期間的血液乳酸濃度、心率，還有心率/最大心率的%是用3×2×4(位置，前后半場，測定時間)方差分析(ANOVA)進行統(tǒng)計處理。

2 研究結(jié)果

2.1 身高，體重，身體脂肪比例，最大心率，最大氧氣攝入量

表1表示的是被試者們的身高、體重、最大心率以及最大氧氣攝入量的測定結(jié)果。將這些運動員的身高和體重與文獻中出現(xiàn)的阿根廷女子足球運動員進行了比較，結(jié)果是身高相似(161-174cm)，但是體重較小(59.0-72.0kg)。

表1 8名被試者的體重，最大心率，最大氧氣攝入量一覽表

被試者們的最大心率范圍和平均值與阿根廷女子足球運動員的幾乎相同。被試者們的最大氧氣攝入量與文獻中報告世界級運動員水平相似，但是與世界頂級強隊阿根廷(60ml/kg·分)比較是有著差異的。

2.2 血液乳酸濃度變化

表2所示的是比賽期間的血液乳酸濃度?？梢?，根據(jù)運動員的位置在比賽中的乳酸濃度有著很大的差異。本研究中，中鋒和前鋒在前、后半場的相應(yīng)時間里，在高于乳酸閾值(4mmol)的運動強度進行的比賽。

中鋒運動員中5號被試者在前·后半場相當(dāng)一部分時間里血液乳酸濃度在乳酸閾值之上，在兩次的測定中幾乎接近6mmol，其他兩名中鋒運動員也處于較高的血液乳酸濃度。說明前鋒在比賽中根據(jù)身體活動，乳酸濃度以相當(dāng)大的幅度變化。與此相反，后衛(wèi)運動員在全場比賽中幾乎沒有發(fā)生乳酸積累現(xiàn)象。

表2 比賽期間運動員的血液乳酸濃度對照表

對表2中的數(shù)據(jù)進行3×2×4(位置×前后半場×測定時間；10，20，30，35分)方差分析，運動員的位置之間有著顯著性的差異(p<0.5)，但是前·后半場、比賽時間的變化以及這些因素之間的相互作用中沒有顯著性的差異。

表3是將表2中的測定值根據(jù)運動員的位置分為前·后半場求得平均值的結(jié)果。中鋒在前·后半場有著較高的血液乳酸濃度，并且和后衛(wèi)有著差異。前鋒們在前半場的乳酸濃度有著若干上升的傾向。這表明著在前半場進行了相當(dāng)高強度的身體活動。前鋒在后半場乳酸濃度下降和體力消耗導(dǎo)致的運動強度低下以及比賽的勝敗有關(guān)。[3]這被推測是兩場比賽都在后半場獲得了勝利，因此前鋒的積極性出現(xiàn)了若干減弱導(dǎo)致的。

表3 不同位置的被試者前·后半場

2.3 比賽期間的心率變化

表4所示的是用Polar心率測定器測定整場比賽中運動員的心率。8名運動員中，2名中鋒和1名前鋒比起其他運動員有著明顯不同程度的心率上升現(xiàn)象。與此相反，1名后衛(wèi)的心率維持著相當(dāng)?shù)偷乃健?/p>

表4是比賽期間的心率以5分鐘為單位取得平均的值。ANOVA分析的結(jié)果是，前后半場之間有著顯著性差異(p<0.5)，但是不同位置和比賽時間之間并沒有顯著性的差異(前后半場的心率平均值分別為154次和150.5次)。后半場的心率比前半場的要低。正如乳酸濃度高體力消耗導(dǎo)致的運動強度的低下，以及比賽的勝負已經(jīng)決定，所以運動員在后半場以消極性的情緒進行比賽所導(dǎo)致的。

將各個運動員的平均心率換算成最大心率的百分比之后，進行ANOVA分析的結(jié)果也和平均心率的情況相似，只在上下半場半場之間有著顯著性差異(p<0.05；78.9% vs 77%)(表5)。

表4 比賽期間運動員的平均心率一覽表(5分鐘為單位的平均值；次/分)

表5 比賽期間心率以最大心率的百分比表示出的值(%)

表6 被試者前·后半場平均心率(次/分)和最大心率百分比(%)一覽表

表6是運動員的前·后半場全場的平均心率表示為最大心率的百分比的換算結(jié)果。數(shù)據(jù)中較為特別的是4號被試者，比起其他中鋒其平均心率較低(前半場時有著近乎10%的差異)。這可能是4號被試者比其他兩名運動員有著相當(dāng)高的最大氧氣攝入能力(61.2對50.2和54.9ml/kg·分)。即，進行同樣的運動，對最大氧氣攝入量更高的人來說，這樣的運動量屬于相對較低水平的運動負荷，在進行了活躍的身體運動之后其恢復(fù)也會更加快。

表7 不同位置的被試者們前·后半場最大心率百分比(%)

表7所示的是不同位置的運動員在比賽中的平均/最大心率百分比的換算結(jié)果。與不同位置的血液乳酸濃度水平情況相同，后衛(wèi)在比賽中的平均心率/最大心率水平有著較低的傾向。

3 結(jié)果與分析

在女子足球比賽中，隨著運動強度的增加，運動員除了通過有氧呼吸提供能量，通過無氧呼吸增加能量提供時會有乳酸生成。當(dāng)乳酸生成的速度并不是很快時，所生成的乳酸對肌肉收縮并不會產(chǎn)生什么問題(在低于乳酸閾值時)。但是當(dāng)運動強度使乳酸濃度超過了乳酸閾值時，隨著運動強度和運動的持續(xù)時間，血液乳酸濃度急劇升高，給運動員的比賽實力帶來各種消極性的影響。即血液中的乳酸濃度在6-8mmol以上時，會影響到身體動作的協(xié)調(diào)性，運動員的運動技術(shù)發(fā)揮能力會減弱。并且乳酸的生成使脂肪代謝低下，導(dǎo)致肌糖原和血液中葡萄糖的消耗增加，使得持久力在早期消失。此外，乳酸會延遲磷酸肌酸的再生成，在比賽期間減弱運動員的爆發(fā)力。[4]在足球這種比賽時間較長的球類比賽項目中，在后半場經(jīng)?？梢钥吹竭\動員的失誤、集中力遲鈍等現(xiàn)象和乳酸濃度上升的有著影響。在本研究中，中鋒在比賽中血液乳酸濃度幾乎接近6mmol，而且比賽中的相當(dāng)一段時間里，前鋒和中鋒的血液乳酸濃度維持在高于4mmol的水平上。比賽期間的心率以最大心率的百分比來表示時，中鋒在整場比賽的平均為82-83%，前鋒是在80-82%的水平。在最大心率的80%水平上運動時，被試者們的約55%在自身乳酸閾值或在此以上的水平上運動。因此本研究中的中鋒和前鋒在比賽中的平均心率就算在最大心率的80-83%水平上，也可以推測出比賽中相當(dāng)一段時間內(nèi)他們是在乳酸閾值或高于乳酸閾值的強度上運動的。所以足球運動員具有高水平的有氧能力才能將乳酸積累導(dǎo)致的負面影響降到最低，并且在上、下半場維持不變的比賽實力。

本研究的被試者中只有一位運動員(4)被測定出了60ml/kg.分的最大氧氣攝入量，與全部被試者的平均值和世界級水平有著非常明顯的差異。4號被試者的高有氧能力對運動時的心率和乳酸濃度產(chǎn)生積極性的影響，這一點可以從測定數(shù)據(jù)中得到肯定。與其他兩名中鋒不同，在比賽中的平均心率沒有高于最大心率的77%(其他兩名中鋒分別為86.3%和84.4%)，比賽期間的血液乳酸濃度平均值也有著明顯的差異(2.5mmol vs 4.0mmol和3.6mmol)。

現(xiàn)代足球的戰(zhàn)術(shù)比起過去發(fā)生了很多變化。這些變化之一就是強調(diào)每個運動員的全能性技巧。團隊整體要體現(xiàn)出統(tǒng)一的全攻全守的形式，而且位置之間的轉(zhuǎn)換迅速，所以每個運動員的整體運動量比過去增加了許多，特別是要求中鋒要具有高有氧能力。本研究中，中鋒比起其他位置的運動員運動量要大，這一點在心率和乳酸濃度測定值中可以確認。研究中的前鋒也進行了相當(dāng)大的運動(平均心率為最大心率的80-82%)。所以前鋒也要在提高有氧能力方面科學(xué)訓(xùn)練。后衛(wèi)比起其他位置上的運動員，其有氧能力的重要性沒那么大，但是至少要具備可以支持中鋒程度的體力。本研究中的一名后衛(wèi)8號被試者的平均心率是最大心率的78%水平。這表示后衛(wèi)也隨著比賽的進行持續(xù)移動著身體。本研究中所出現(xiàn)平均心率研究范圍是150-175次/分鐘，達到最大心率的78～87%。這樣的運動強度如果在有氧呼吸產(chǎn)生能量在高水平上實現(xiàn)，那么無氧能力的一部分會添加到肌肉力量的發(fā)揮上。但是運動員的移動不是在一定速度上形成，而是有著走、慢跑、快跑、沖刺等多種，所以身體活動是在略高于心率的平均值所表示的強度上形成的。

4 結(jié)論

根據(jù)足球比賽中測得的血乳酸濃度和心率所示，運動員在比賽中相當(dāng)一段時間里是處于乳酸閾值以上的運動強度上進行的比賽，而且根據(jù)位置在比賽中的運動強度有著相當(dāng)大差異。考慮乳酸生成對比賽實力產(chǎn)生的負面影響，足球運動員要在提升有氧能力中投入更多的訓(xùn)練時間。在實施體力提升訓(xùn)練中，要讓每個運動員的能力得到發(fā)揮而擬定針對性計劃；而為提升足球比賽實力的有氧訓(xùn)練中，在接近于乳酸閾值的運動強度上進行訓(xùn)練是最有效果的。所以，快速無休息進行5-9km長跑或者400-800m的間隔式訓(xùn)練是最好手段。因此，為了提升女子足球的比賽實力，需要探索更加科學(xué)合理的訓(xùn)練方法。