能量視角下運(yùn)動(dòng)員呼吸肌功能訓(xùn)練的價(jià)值研究

王 偉 馬 策

?

能量視角下運(yùn)動(dòng)員呼吸肌功能訓(xùn)練的價(jià)值研究

王 偉 馬 策

（沈陽(yáng)體育學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110102）

國(guó)內(nèi)有關(guān)呼吸肌功能訓(xùn)練的研究多集中針對(duì)相關(guān)肺病患者，關(guān)于運(yùn)動(dòng)員呼吸肌功能訓(xùn)練的研究較少。文章從能量視角對(duì)運(yùn)動(dòng)員呼吸肌功能訓(xùn)練的價(jià)值方面進(jìn)行論述，以期為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練提供新的思路。

呼吸肌；功能訓(xùn)練；肺功能；核心穩(wěn)定性

人類通過(guò)呼吸肌的收縮與舒張活動(dòng)來(lái)完成呼吸這種基本的生理過(guò)程，以維持機(jī)體的正常生命活動(dòng)。與呼吸有關(guān)的肌肉被稱為呼吸肌，其中最重要的是膈肌約占吸氣肌的 60%—80%。有研究表明，對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于80%VO2max或進(jìn)行中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過(guò)120分鐘時(shí), 膈肌很容易出現(xiàn)疲勞，當(dāng)膈肌出現(xiàn)疲勞時(shí)會(huì)導(dǎo)致呼吸效率下降；心肺耐力降低等一系列的生理變化。而這些變化的發(fā)生會(huì)直接影響運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量供給，從而使其運(yùn)動(dòng)能力下降。一般性的訓(xùn)練并不能解決此類問(wèn)題，因此對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)進(jìn)行專門(mén)的呼吸肌功能訓(xùn)練十分重要。

1 呼吸肌疲勞

1.1 呼吸肌疲勞的定義及其作用機(jī)制

呼吸肌疲勞通常被定義為呼吸肌的收縮不能繼續(xù)產(chǎn)生維持足夠肺泡通氣所需的驅(qū)動(dòng)壓。通常情況下我們所說(shuō)的呼吸肌疲勞主要是指膈肌發(fā)生了疲勞，但除此之外，其他呼吸肌也有發(fā)生疲勞的可能。研究顯示，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于80%VO2max或進(jìn)行中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過(guò)120分鐘時(shí)，呼吸肌疲勞很容易發(fā)生[1]。

目前認(rèn)為呼吸肌疲勞的產(chǎn)生主要存在以下兩種作用機(jī)制。第一種是由于中樞驅(qū)力下降或不足所引起的中樞性疲勞。第二種是由于神經(jīng)肌肉連接部位的沖動(dòng)傳遞產(chǎn)生了障礙和（或）肌細(xì)胞興奮－收縮耦聯(lián)過(guò)程出現(xiàn)了問(wèn)題以及肌細(xì)胞能量代謝的失衡等原因所引起的外周性疲勞。

1.2 呼吸肌疲勞對(duì)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的影響

呼吸肌疲勞會(huì)使肢體的血氧供應(yīng)降低，導(dǎo)致能量供給不足以及乳酸堆積，從而使運(yùn)動(dòng)肌肉的功能下降。毫無(wú)疑問(wèn)，這些生理上的變化將會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)斐蓢?yán)重的影響。研究顯示，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人為地降低運(yùn)動(dòng)員呼吸肌的部分工作負(fù)荷后，運(yùn)動(dòng)員的股四頭肌力量下降速率有很大程度的降低，運(yùn)動(dòng)員自我疲勞感減少。當(dāng)采用呼吸阻力設(shè)備人為地增加運(yùn)動(dòng)員呼吸肌的工作負(fù)荷時(shí)，其股四頭肌的疲勞程度比沒(méi)有使用呼吸阻力設(shè)備的運(yùn)動(dòng)員高40%，同時(shí)自我疲勞感也有所增加。運(yùn)動(dòng)肌肉發(fā)生疲勞之后，持續(xù)高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)會(huì)使呼吸在主觀感覺(jué)上更加的費(fèi)力，這也使得運(yùn)動(dòng)負(fù)荷進(jìn)一步增加。此外，呼吸肌疲勞還會(huì)引起不良的通氣反應(yīng)，如淺而急的呼吸方式和漸增性的主觀呼吸費(fèi)力感，通常兩者相伴而生，使得運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)下降。Martin[2]等讓受試者以60%的最大通氣量呼吸，運(yùn)動(dòng)150分鐘，在如此之大的通氣之后，受試者的最大跑速所維持的時(shí)間顯著減少，減少的時(shí)間為6.5分鐘至7.6分鐘。Verges[3]等在進(jìn)行12分鐘跑測(cè)試之前先使實(shí)驗(yàn)組受試者的呼吸肌發(fā)生疲勞，最后發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組受試者12分鐘跑的距離明顯沒(méi)有對(duì)照組長(zhǎng)。以上實(shí)驗(yàn)均證明，呼吸肌疲勞會(huì)使運(yùn)動(dòng)員成績(jī)下降，因此對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行呼吸肌功能訓(xùn)練十分必要。

2 呼吸肌功能訓(xùn)練

2.1 呼吸肌功能訓(xùn)練的原理及方法

經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，呼吸肌和其他骨骼肌一樣也會(huì)發(fā)生一系列適應(yīng)性的反應(yīng)，主要表現(xiàn)為毛細(xì)血管和肌纖維數(shù)量的增加，磷酸化酶、乳酸脫氫酶、磷酸果糖激酶和枸椽酸合成酶的活性升高以及糖原形成的速度加快。這些生理生化上的變化增強(qiáng)了肌肉的代謝速率，同時(shí)也提高了肌肉的功能和神經(jīng)適應(yīng)性。從而使呼吸肌的力量和耐力得到一定程度的提高。值得一提的是，這些變化與訓(xùn)練的強(qiáng)度、類型有關(guān)[4]。呼吸肌功能訓(xùn)練的方法可分為強(qiáng)度訓(xùn)練和耐力訓(xùn)練兩大類，包括過(guò)度呼吸訓(xùn)練、吸氣閾值壓力負(fù)荷訓(xùn)練、抗阻呼吸訓(xùn)練等多種訓(xùn)練方式[5]，其中，吸氣閾值壓力負(fù)荷訓(xùn)練(IPTL)和抗阻呼吸訓(xùn)練(IRL)在運(yùn)動(dòng)員呼吸肌功能訓(xùn)練中較為常用。

2.2 呼吸肌功能訓(xùn)練的價(jià)值

2.2.1 提高肺功能，有效地產(chǎn)生能量（生化能）

安江紅，樊云彩[6]利用Spiro Tiger便攜式呼吸肌功能訓(xùn)練儀針對(duì)花樣游泳運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行五周的呼吸肌系統(tǒng)訓(xùn)練后，他們的的平均肺活量由訓(xùn)練前的4.38L提升到4.54L，增加率為3.65%、用力肺活量由訓(xùn)練前的3.80L提升到3.93L，增加率為2.89%、最大通氣量由訓(xùn)練前的122.2L/min提升到127.1L/min，增加率為4.0%、吸氣肌強(qiáng)度由訓(xùn)練前的110.6cmH2O提升到125.6cmH2O、吸氣流量由訓(xùn)練前的6.2L/S提升到6.9L/S。祁耀[7]將18名青年男性手球運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為 IMT 組（n=9）和對(duì)照組（n=9）。IMT 組進(jìn)行為期4周的吸氣肌訓(xùn)練，采用壓力—閾值抗阻負(fù)荷訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn) IMT 組 FVC（用力肺活量）、VT（潮氣量）、VE（安靜通氣量）、MVV（最大通氣量）等與肺功能有關(guān)的指標(biāo)均有顯著提升。孫凱利等[8]利用Spiro Tiger Smart 型呼吸肌功能訓(xùn)練儀，對(duì)遼寧省田徑運(yùn)動(dòng)管理中心6名優(yōu)秀女子中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行呼吸肌功能訓(xùn)練后，平均通氣量顯著性提高（P < 0.05），趙凡等[9]對(duì)古典跤運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行五周的呼吸肌功能訓(xùn)練后，肺活量、每分最大通氣量等均有顯著提高。

以上研究均證明呼吸肌功能訓(xùn)練確實(shí)可以提高運(yùn)動(dòng)員的肺功能，但其具體的作用機(jī)制目前尚不明確。有些學(xué)者認(rèn)為，呼吸肌功能訓(xùn)練提高了呼吸肌的力量和耐力水平，使得膈肌的運(yùn)動(dòng)幅度增大，進(jìn)而有效的擴(kuò)大了胸腔，提高了肺部通氣效率以及呼吸肌的代謝水平，從而提高了運(yùn)動(dòng)員的肺功能。而肺功能的提高可以使運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得更多的氧氣，通過(guò)有氧供能系統(tǒng)產(chǎn)生更多的能量以供運(yùn)動(dòng)所需。

2.2.2 延緩肌肉疲勞，有效地轉(zhuǎn)換能量（生化能→動(dòng)能）

在進(jìn)行大強(qiáng)度或者長(zhǎng)時(shí)間中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)，呼吸肌疲勞現(xiàn)象很容易發(fā)生，當(dāng)呼吸肌疲勞現(xiàn)象發(fā)生時(shí)會(huì)直接限制運(yùn)動(dòng)員吸氧和呼出二氧化碳的能力，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)肌肉供氧不足產(chǎn)生疲勞。而經(jīng)過(guò)呼吸肌負(fù)荷訓(xùn)練后，呼吸肌的機(jī)能增強(qiáng)，再進(jìn)行某種固定負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所承受的工作負(fù)荷相對(duì)降低，呼吸肌自身的需氧量也會(huì)有所下降，因此分配到呼吸肌的血流量相對(duì)減少，這使得呼吸肌與運(yùn)動(dòng)肌之間的血流競(jìng)爭(zhēng)作用減弱，因而更多的血流帶著氧氣被分配到運(yùn)動(dòng)肌，在運(yùn)動(dòng)肌線粒體中參與有氧供能產(chǎn)生更多的能量供給運(yùn)動(dòng)肌肉，同時(shí)大量的血液可以將運(yùn)動(dòng)肌肉產(chǎn)生的乳酸帶到肝臟中重新轉(zhuǎn)變成糖原或葡萄糖，這些都延緩了肌肉疲勞現(xiàn)象的發(fā)生。沒(méi)有疲勞現(xiàn)象時(shí)，肌肉可以正常做功，能量便可以轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)所需要的動(dòng)能。

2.2.3 提高核心穩(wěn)定性，有效地傳遞能量（動(dòng)能）

核心穩(wěn)定性對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)十分重要，它為運(yùn)動(dòng)肌肉的發(fā)力建立支點(diǎn)，為上下肢力量在運(yùn)動(dòng)鏈上的傳遞創(chuàng)造條件[10]。運(yùn)動(dòng)員核心穩(wěn)定性的提高可以增強(qiáng)身體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和控制力，為身體更好地發(fā)力創(chuàng)造有利條件，以減少無(wú)謂的能量消耗，提高能量傳遞的有效性。我們可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)動(dòng)作來(lái)作分析，例如羽毛球運(yùn)動(dòng)員在做揮拍動(dòng)作時(shí)往往會(huì)側(cè)身站立向后引拍，而后在擊球的一瞬間支撐腿用力蹬地將球擊出。這個(gè)動(dòng)作可以使得下肢能量通過(guò)核心區(qū)域傳遞到上肢進(jìn)而增強(qiáng)擊球力度。在此過(guò)程中核心區(qū)域則無(wú)可替代的充當(dāng)了上下肢能量傳遞的“橋梁”一角，而“橋梁”的穩(wěn)定與否直接決定了能量傳遞是否足夠有效。

眾所周知，要提高運(yùn)動(dòng)員的核心穩(wěn)定性就得對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，然而卻很少有人知道呼吸肌功能訓(xùn)練也能提高運(yùn)動(dòng)員的核心穩(wěn)定性。研究證明，通過(guò)呼吸肌功能訓(xùn)練可以增強(qiáng)呼吸肌的力量和耐力。而呼吸肌力量的加強(qiáng)使運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中呼吸時(shí)核心區(qū)主要呼吸肌的收縮力度得以增加（如膈肌、腹直肌、腹橫肌、腹內(nèi)斜肌、腹外斜肌、下后鋸肌和腰方肌等），進(jìn)而使得腹內(nèi)壓和胸腰筋膜張力的升高幅度增大，腰椎和軀干的穩(wěn)定性變強(qiáng)。徐婷[11]在對(duì)拉丁舞運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行八周呼吸肌功能訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)拉丁舞運(yùn)動(dòng)員核心區(qū)腹部、背部、髖部、在矢狀軸上的穩(wěn)定性均得到了不同程度的提高。

3 小結(jié)

運(yùn)動(dòng)員在一定負(fù)荷下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)使呼吸肌產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員成績(jī)受到一定的影響。對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行呼吸肌功能訓(xùn)練可以提高運(yùn)動(dòng)員的肺功能以及核心穩(wěn)定性，有效的延緩肌肉疲勞的發(fā)生。而這些能力的提高可以使能量的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換和傳遞更加的有效，從而達(dá)到幫助運(yùn)動(dòng)員提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的目的。因此我們應(yīng)該將呼吸肌功能訓(xùn)練運(yùn)用到運(yùn)動(dòng)員日常體能訓(xùn)練當(dāng)中，根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能狀態(tài)和實(shí)際訓(xùn)練效果合理的設(shè)計(jì)訓(xùn)練方案，使其更好的為競(jìng)技體育服務(wù)。

[1]田野.運(yùn)動(dòng)生理學(xué)高綴教程[M].北京:高等教育出版社,2003:122-125.

[2]MARTIN B, HEINTZELMAN M, CHEN H I. Exercise performance after ventilatory work.[J]. Journal of Applied Physiology Respiratory Environmental & Exercise Physiology, 1982, 52(6):1581.

[3]VERGES S, SAGER Y, ERNI C, et al. Expiratory muscle fatigue impairs exercise performance[J]. European Journal of Applied Physiology, 2007,101(2):225-232.

[4]紀(jì)樹(shù)國(guó),高和.呼吸肌強(qiáng)化訓(xùn)練對(duì)呼吸肌功能的作用[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志,1994(6):475-477.

[5]周善陽(yáng).吸氣肌訓(xùn)練對(duì)體育專業(yè)男生肺功能和有氧耐力的影響[D].南京：南京師范大學(xué),2015.

[6]安江紅,樊云彩,趙之光.利用便攜式呼吸肌訓(xùn)練儀提升運(yùn)動(dòng)員呼吸肌肌力的應(yīng)用研究[C].全國(guó)競(jìng)技體育科學(xué)論文報(bào)告會(huì)， 2013.

[7]祁耀.吸氣肌訓(xùn)練對(duì)手球運(yùn)動(dòng)員肺功能和有氧耐力影響的實(shí)驗(yàn)研究[D].蘇州:蘇州大學(xué),2017.

[8]孫凱利,顏智，曹文淵.優(yōu)秀女子中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員冬訓(xùn)期呼吸肌訓(xùn)練效果觀察[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2013, 32(12):1114-1114.

[9]趙凡.呼吸肌訓(xùn)練對(duì)備戰(zhàn)全運(yùn)會(huì)優(yōu)秀古典跤運(yùn)動(dòng)員肺功能的影響[A].中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)生理與生物化學(xué)分會(huì).第四屆（2016）全國(guó)運(yùn)動(dòng)生理與生物化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議——運(yùn)動(dòng)·體質(zhì)·健康論文摘要匯編[C].中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)生理與生物化學(xué)分會(huì):中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì),2016:2.

[10]韓春遠(yuǎn),王衛(wèi)星,成波錦，等.核心力量訓(xùn)練的基本問(wèn)題——核心區(qū)與核心穩(wěn)定性[J].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào),2012, 27(2):117-120.

[11]徐婷.八周呼吸肌訓(xùn)練對(duì)拉丁舞運(yùn)動(dòng)員身體穩(wěn)定性的影響[D].北京：北京體育大學(xué),2017.

Study on the Value of Athletes' Respiratory Muscle Function Training from the Perspective of Energy

WANG Wei, etal.

（Shenyang Sport University, Shenyang 110102, Liaoning, China）

王偉（1995—），碩士生，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論與實(shí)踐、體能訓(xùn)練理論與實(shí)踐。