耐力運動處方鍛煉對大學生心肺耐力和身體成分的影響研究

王世香，丁孝民，張崇林，劉紹生

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耐力運動處方鍛煉對大學生心肺耐力和身體成分的影響研究

*王世香，丁孝民，張崇林，劉紹生

(井岡山大學體育學院，江西，吉安 343009）

以大學生為研究對象，采用耐力性運動處方指導其進行運動鍛煉，通過比較鍛煉前后心臟功能能力、最大攝氧量、身體成分、身高、體重、基礎代謝率變化，探討應用耐力運動處方鍛煉對大學生心肺耐力和身體成分的影響，為耐力性運動處方鍛煉提高心肺機能，改善身體成分提供實踐依據(jù)。研究結(jié)果表明：應用耐力性運動處方鍛煉可致大學生心臟功能能力、最大攝氧量、基礎代謝率顯著增強（< 0.01），體脂率下降（< 0.05），可有效增強青年大學生心肺耐力并改善體成分，但體重變化未見統(tǒng)計學意義。

運動處方；耐力性運動；心肺耐力；體成分

耐力是指人體進行長時間肌肉工作（或?qū)蛊冢┑哪芰1]。心肺耐力水平與機體呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)功能密切關聯(lián)，可直接反映心肺功能適應能力高低。其中，較低的心肺耐力與血管疾病的發(fā)病風險呈正相關，而提高心肺耐力則可以提高人們的生活質(zhì)量，提高勞動、運動能力，并降低不良生活習慣導致的心腦血管疾病、代謝疾病的發(fā)病率[2]。運動處方是指根據(jù)個體的身體機能狀況給出的一種科學的、有效的、安全的健身方案，包括運動形式、強度、時間和頻率，以及執(zhí)行運動處方過程中的注意事項。耐力性運動處方則是提高鍛煉者的心臟泵血能力、增強呼吸機能、預防常見慢性疾病的運動方案。

青年大學生對于中國社會發(fā)展以及國家競爭力提升的作用可謂不言而喻。然而，盡管教育部數(shù)次更新《國家學生體質(zhì)健康標準》，并將體質(zhì)測試成績作為大學生評比、升學及畢業(yè)的參考依據(jù)。但近年來公布的全國學生體質(zhì)與健康調(diào)研結(jié)果表明，我國大學生身體素質(zhì)仍呈下滑趨勢[3-5]。其中，耐力性指標下降明顯，肥胖率逐年攀升。基于此，本研究擬以大學生為研究對象，采用耐力性運動處方指導其進行運動鍛煉，通過比較其鍛煉前后心肺機能與身體成分的變化，探明其對大學生耐力與體脂率的影響，為采用針對性耐力運動處方改善大學生體質(zhì)健康提供可參考的實踐依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

對井岡山大學體育學院2013-2015級社會體育專業(yè)學生共計120名進行身高、體重、最大攝氧量、心臟功能能力（Function Capacity ，F(xiàn)C）、身體質(zhì)量指數(shù)、體脂百分比、基礎代謝率基線測試后，最終納入FC值在良好范圍（12.1 ≤ FC男生＜15，10.7 ≤ FC女生＜13.9）內(nèi)的學生120名進入正式研究，其中男性被試者89名，女性被試者31名。

1.2 干預方案

參考美國運動醫(yī)學會（ACSM）推薦的運動強度分級[1]，將運動能力（Exercise Capacity ，EC）設置為60%~80% FC水平，并計算出各被試的靶心率范圍。以慢跑為處方運動形式，根據(jù)EC范圍計算出個人跑速，計算公式為MET=（S*0.2+3.5+G*0.9）/3.5，進而計算出規(guī)定時間內(nèi)跑距（以400 m標準田徑場慢跑圈數(shù)為計量標準）。進行運動干預時，全體被試完成10 min準備活動后開始進行慢跑，要求其在慢跑過程中心率保持在各自靶心率范圍內(nèi)的實際運動時間達到20 min，慢跑結(jié)束后統(tǒng)一進行10 min整理活動。每周運動3次，為期12周。實施運動處方干預過程中，要求被試保持正常飲食習慣，控制飲料和零食攝入量。

1.3 指標測試

一般形態(tài)指標測試：身高體重采用WB-510型（Tanita，日本）身高體重計進行測量；體脂百分比和基礎代謝率采用MC-180體成分分析儀（Tanita，日本）進行測量。測試時要求被試保持空腹，身體表面干爽、無汗液，未佩戴金屬飾物。

FC指標測試：采用二階遞增強度踏車運動進行測試，被試以50轉(zhuǎn)/分的速度在Ergoselect-100型功率自行車（Ergoline，德國）上騎行3 min，女性額定功率為60 W，男性為90 W，測量運動后即刻心率。休息3 min后，重復上述步驟，額定功率女性增至90 W，男性增至120 W。據(jù)兩次運動強度及運動后即刻心率計算FC值。

最大攝氧量測試：同樣采用二階遞增強度踏車運動進行間接測試，令被試以50轉(zhuǎn)/分的速度在828E型功率自行車（Monark，瑞典）上騎行，女性額定功率為300千克米/分，男性為600千克米/分，持續(xù)運動6 min。休息5 min后，重復上述步驟，額定功率分別增至女子600千克米/分和900千克米/分。采用運動中第5 min和第6 min心率的均值推算最大攝氧量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計法

數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件進行統(tǒng)計分析，各指標縱向比較采用配對樣本檢驗，所有數(shù)據(jù)均以± SD形式表示，值小于0.05時認為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 研究結(jié)果

2.1 耐力性運動處方干預對被試身高、體重的影響

參與研究的120名被試進行運動處方鍛煉前后的身高、體重數(shù)據(jù)對比如表1所示，配對樣本檢驗結(jié)果表明：鍛煉前-后身高、體重均未見具有統(tǒng)計學意義的變化，提示所施加運動干預并未顯著影響被試身高與體重。

表1 耐力性運動處方干預前后被試身高、體重比較（男N=89人，女N=31人）

注：*< 0.05顯著性差異，**< 0.01極顯著性差異。

2.2 耐力性運動處方對被試心肺耐力指標的影響

參與研究的120名被試進行耐力性運動處方鍛煉前后的最大攝氧量、心臟功能能力數(shù)據(jù)對比如表2所示，配對樣本檢驗結(jié)果表明：鍛煉前后被試的最大攝氧量、心臟功能能力均有顯著提升（< 0.01）；就心臟功能能力而言，男生增長幅度為6.2%，女生增長幅度為7.8%。男生最大攝氧量增長幅度為9.1%，女生增長幅度則達9.8%。

表2 耐力性運動處方干預前后被試心肺耐力指標比較（男N=89人，女N=31人）

注：*<0.05顯著性差異，**<0.01極顯著性差異。

2.3 耐力性運動處方干預對身體成分指標的影響

參與研究的120名被試進行耐力性運動處方鍛煉前后的身體質(zhì)量指數(shù)、體脂百分比、基礎代謝率對比如表3所示，配對樣本檢驗結(jié)果表明：身體質(zhì)量指數(shù)在鍛煉前后無顯著性變化，但體脂百分比顯著減低（男，< 0.01；女，< 0.05），基礎代謝率則顯著升高（< 0.01）。其中，男生體脂百分比降幅4.3%，女生為6.0%，男生基礎代謝率增幅3.4%，女生為5.2%。

表3 耐力性運動處方干預前后被試身體成分指標比較（男N=89人，女N=31人）

注：*< 0.05顯著性差異，**< 0.01極顯著性差異。

3 分析與討論

心肺耐力作為人體健康水平的重要指標，是體質(zhì)健康各組成部分的核心要素之一。心肺耐力與心血管疾病正相關，心率、最大攝氧量、心臟功能能力值都是心臟能夠承受負荷大小的量化指標，常用來監(jiān)測血管生理指標[6]。最大攝氧量是決定耐力性運動能力的主要因素之一，亦是評價心肺功能和有氧耐力的黃金指標，運動訓練中常用于衡量心肺耐力強弱[7]。體成分亦為體質(zhì)健康的重要要素，與人體健康狀況密切關聯(lián)，可用體重、體脂百分比、身體質(zhì)量指數(shù)等指標進行評價，且與心肺耐力水平具有相關性。提高心肺耐力、改善體成分被認為可有效增強運動能力并降低多種疾病發(fā)病率[8]。

3.1 耐力性運動處方干預前后被試身高與體重的變化

應用耐力性運動處方運動后男生、女生身高變化不大，這排除了生長發(fā)育對于大學生身體機能的影響。男生、女生體重變化不明顯，這與沈艷等[9]在《學生有氧耐力素質(zhì)的運動處方實驗研究》中發(fā)現(xiàn)學生體重得分增加并不完全一致，但與陳喜福[10]《健身運動處方對大學生耐力素質(zhì)的影響》文中結(jié)論一致。結(jié)合脂肪百分比和基礎代謝的變化分析原因：本實驗的運動強度對心肺功能良好的社會體育學生能有效降低脂肪含量增加肌肉的含量，脂肪的減少量和肌肉的增加量基本持平，從而導致體重變化不明顯。

3.2 耐力性運動處方干預前后被試心肺耐力的變化

本研究表明，應用耐力性運動處方制定運動方案，以慢跑作為運動手段進行鍛煉，能有效地增加被試的心肺耐力，與前人報道基本一致。杜曉兵等此前的研究亦發(fā)現(xiàn)耐力類運動處方的干預方法，可有效提高中學生的體能素質(zhì)[11]。本研究所采用運動處方的運動強度能有效導致被試心肺功能的適應性變化，具有現(xiàn)實應用價值。但就鍛煉后FC值與最大攝氧量上升幅度而言，女性被試的變化均大于男性。分析原因，本研究所使用運動干預的刺激強度對青年男性而言可能較小，因此身體適應性變化亦相對欠明顯，導致其變化幅度較女性被試為低?；诖耍覀兎治鋈舨捎肍C百分比確定運動強度（如本研究中采用的60%~80% FC強度），要達到相同鍛煉效果則男性運動強度在合理范圍內(nèi)（EC）應高于女性，即男生可以在EC范圍內(nèi)選擇較大運動強度，而女生運動強度則可以相對較小。此外，最大攝氧量與FC值均用于評價機體的心肺機能，本研究中觀察到最大攝氧量變化幅度低于FC值。由此，我們認為FC值作為心肺耐力評價指標可能相對更為靈敏。

3.3 耐力性運動處方干預前后被試身體成分的變化

就身體成分指標而言，本研究觀察到鍛煉后體脂百分比明顯下降，基礎代謝明顯增高，但身體質(zhì)量指數(shù)則未見顯著改變，提示應用耐力性運動處方鍛煉具有改善被試者體成分的重要潛力。聶環(huán)玲等[12]此前的報道認為，身體質(zhì)量、體脂百分比、肌肉百分比同人體的肺通氣功能具有顯著相關性，本研究所觀察到的結(jié)果亦佐證了這一觀點。提示有氧耐力運動可以降低體脂百分比，提高瘦體重，從而達到改善體成分的目的。此外，通過比較脂肪百分比下降幅度，可見女性被試者鍛煉后脂肪百分比下降的幅度大于男生，進一步說明應用耐力性運動處方進行鍛煉時女性減脂效果優(yōu)于男性，采用60%~80% FC強度進行鍛煉可使女性被試同時提高心肺耐力和減少體脂百分比。而結(jié)合鍛煉前后被試體重變化和基礎代謝率的升高，我們分析女生在EC強度范圍內(nèi)進行鍛煉還可以有效增加肌肉的含量。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)ACSM給出的耐力性運動處方制定原則制定的運動方案進行鍛煉能有效增加社會體育專業(yè)大學生的心肺耐力，但增加的多少與個體的身體條件密切相關，建議在實施耐力運動處方時應根據(jù)實際情況增減運動強度和運動時間。應用耐力運動處方進行鍛煉能有效改善身體成分：降低脂肪百分比，增加基礎代謝，但體重的變化不明顯，建議采用這種運動方案進行鍛煉，要達到減輕體重同時減少體脂百分比的目的需要減小運動強度增加運動時間。

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Research on the Effect of Endurance Exercise Prescription Exercise on Cardiopulmonary Endurance and Body Composition of College Students WANG

*WANG Shi-xiang, DING Xiao-min, ZHANG Chonglin, LIU Shao-sheng

(School of Physical Education, Jinggangshan University, Ji 'an, Jiangxi 343009, China;)

Toexplore the effects of endurance exercise prescription on cardiopulmonary endurance and body composition of college students, andprovide a practical basis for endurance exercise prescription exercise to improve cardiopulmonary function and body composition,120 students of JinggangshanUniversity took part in a three-month prescription exercise program for endurance exercise to measure the changing of Function Capacity, vo2 Max, body composition, height, weight, and basal metabolic rate before and after exercise.Results show that Functioncapacity, VO2max, and basal metabolic rate significantly increases after exercise with endurance exercise prescription when p<0.01,while fat percentage decreases significantly when p< 0.05. At the same time, the weight change is not statistically significant. We can make aconclusion that the application of endurance exercise prescription to exercise can effectively enhance the cardiopulmonary endurance of young college students and improve the body composition.

exercise prescription;endurance exercise; cardiopulmonary endurance;body composition

G804 .49

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2019.02.016

1674-8085(2019)02-0087-04

2018-04-28；

2018-11-30

井岡山大學校級課題項目（JR1211）；江西省高校人文社科項目（TY17211）；江西省教育規(guī)劃項目（15YB066）

*王世香(1981-)，女，山東濰坊人，講師，碩士，主要從事運動與健康促進研究(E-mail:379247588@qq.com);

丁孝民(1981-)，男，山東濟寧人，講師，博士，主要從事運動人體科學研究(E-mail:dingxiaomin@126.com);

張崇林(1976-)，男，湖北孝感人，副教授，博士，主要從事運動人體科學研究(E-mail:ccnuzcl@163.com);

劉紹生(1977-)，男，江西吉安人，講師，博士，主要從事運動人體科學研究(E-mail:liussmail@163.com).