警犬運動負(fù)荷強度與運動疲勞程度量化分級研究初探

徐 虎 黎立光 李 杰

一、警犬運動負(fù)荷強度和運動疲勞程度評價方法和評價指標(biāo)

“沒有疲勞的訓(xùn)練是無效訓(xùn)練，沒有恢復(fù)的訓(xùn)練是耗損訓(xùn)練?！币虼耍⒕哂辛炕涂杀刃缘呢?fù)荷強度評價體系、疲勞評價體系，科學(xué)合理安排警犬的體能訓(xùn)練，避免警犬出現(xiàn)過度疲勞和運動損傷，是警犬科學(xué)化體能訓(xùn)練的基礎(chǔ)。長期以來，運動過程中運動負(fù)荷和運動疲勞評估方法以及手段一直在變化。最開始是憑經(jīng)驗觀察進行初步判斷，逐漸發(fā)展成以實驗室采取生化與生理學(xué)指標(biāo)為依據(jù)來進行評估。

（一）主動觀察法

運動負(fù)荷和運動疲勞的評價方法中主觀評定法應(yīng)用較為廣泛，根據(jù)評定是由被試本人做出還是由他人做出，可以分為主觀自評和主觀他評。犬是人類無言的朋友，適宜的方法是主觀他評。

由于運動時犬的體征和運動強度、代謝產(chǎn)物堆積、心肺功能等因素具有密切的聯(lián)系，隨著運動強度和疲勞程度不同，犬體外在的表現(xiàn)癥狀是存在差別的，這為運動強度和疲勞程度的分辨及量化提供了依據(jù)。通過觀察犬外在表征，可大致判斷犬的疲勞程度。因此用該方法判斷機體疲勞程度具有一定的客觀性。該方法簡便、快捷，便于快速對犬的運動強度和疲勞程度做粗略的判斷，但該方法存在較大的缺陷。一是易受觀察者經(jīng)驗的影響，不同的人觀察結(jié)果差異較大。二是不適合運動強度和疲勞程度的定量評價。

（二）客觀測評法

在實驗室條件下，可以通過取血樣和尿樣選取生理生化指標(biāo)進行評價。評價運動量的常用指標(biāo)有血紅蛋白(Hb)、血尿素氮(BUN)、血睪酮(T)、血皮質(zhì)醇(C)等，評價運動強度的常用指標(biāo)有血乳酸(BLa)、血清肌酸激酶(CK)、尿蛋白等。對一次訓(xùn)練課可選擇指標(biāo)血尿素氮評價訓(xùn)練量的大小，血乳酸和尿蛋白評價運動強度的大小。對一周訓(xùn)練運動量的評價可選擇血紅蛋白和血尿素氮，運動強度的評價可選擇血清肌酸激酶，評價機體的免疫、機能狀態(tài)選擇血紅蛋白、血尿素氮和血清肌酸激酶，全血分析尤其是白細(xì)胞數(shù)量及其分類。生理生化指標(biāo)的研究為運動訓(xùn)練負(fù)荷的監(jiān)控提供了一些科學(xué)的方法，但大多指標(biāo)在運用中面臨具體的困難，比如設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜、結(jié)果反饋時間長等，該方法不適用警犬運動的動態(tài)監(jiān)控，實際工作中很少采用。如何在運動訓(xùn)練中用無創(chuàng)傷、高效、快速生理指標(biāo)進行運動負(fù)荷監(jiān)控成為長期的關(guān)注點。

在實踐層面，心率指標(biāo)在運動訓(xùn)練中被廣泛采用。運動中的攝氧量是運動負(fù)荷對機體刺激的綜合反應(yīng)，因此目前在運動生理學(xué)中廣泛使用攝氧量來表示運動強度。研究表明：心率和吸氧量以及最大攝氧量呈線性相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)最大心率百分比和最大攝氧量的百分比也呈線性相關(guān)，這就為心率控制運動強度奠定了理論基礎(chǔ)。但最大攝氧量在訓(xùn)練時的監(jiān)控比較麻煩，尤其對警犬而言，設(shè)備的穿戴和對實驗犬的控制，實際操作中存在較大的難度。而心率指標(biāo)在訓(xùn)練時監(jiān)控的簡易性和及時性使得其成為訓(xùn)練時控制運動強度的常用指標(biāo)。因為許多智能可穿戴設(shè)備和智能手機App都可以進行心率的實時監(jiān)控和采集，設(shè)備價格相對比較便宜且無創(chuàng)傷，方便工作犬進行測量。利用心率指標(biāo)可對運動疲勞進行判定。

1.基礎(chǔ)心率。機體機能正常時基礎(chǔ)心率相對穩(wěn)定，如果大運動負(fù)荷訓(xùn)練后，經(jīng)過一夜的休息，基礎(chǔ)心率較平時增加5～10 次/分以上，則認(rèn)為是疲勞積累現(xiàn)象。連續(xù)幾天基礎(chǔ)心率增加，需及時調(diào)整訓(xùn)練強度和訓(xùn)練量，避免犬出現(xiàn)過度疲勞。

2.運動中心率。按照訓(xùn)練——適應(yīng)理論，隨著訓(xùn)練水平的提高，完成同樣運動負(fù)荷時，心率有逐漸減少的趨勢，如果在一段時期內(nèi)，從事同樣強度的定量負(fù)荷，在運動過程中心率增加，則表示身體機能狀態(tài)不佳。

3.運動后心率恢復(fù)。機體進行一定強度的運動后，經(jīng)過一段時間休息，心率可恢復(fù)到運動前狀態(tài)。身體疲勞時，心血管系統(tǒng)機能下降，可使運動后心率恢復(fù)時間延長。因此，可以將定量負(fù)荷后的心率恢復(fù)時間作為判斷運動強度和運動疲勞的指標(biāo)。

二、適合警犬采用的運動實驗的形式及強度

從查閱文獻來看，動物運動試驗中作為研究對象的主要是大鼠、小鼠，目前應(yīng)用較廣泛的是跑臺運動模型和游泳運動模型，關(guān)于犬的文獻很少。警犬不同于其他實驗動物，體型不同、性情各異，無法嚴(yán)格按照實驗條件進行控制，實驗形式的選擇必須結(jié)合實際情況。適合警犬測試的運動負(fù)荷形式，主要有跑臺運動模型、旋轉(zhuǎn)跑籠運動模型、拋物銜取運動模型等。研究表明，在旋轉(zhuǎn)跑籠運動模型中，犬有相對自由活動的空間，在達(dá)到15km/h以上時，犬感覺吃力，就會有意識地用身體抵觸旋轉(zhuǎn)跑籠。結(jié)果，一是會對犬體造成損傷，二是運動測試無法繼續(xù)進行，只能維持中等強度的運動，無法達(dá)到高強度的運動水平。拋物銜取運動模型適合銜取欲望強烈的犬，對銜取欲望較弱的犬，銜取欲望降低時，就會降低運動頻率甚至停止依照實驗要求運動，無法達(dá)到設(shè)定的運動強度和運動時間。因此，目前適合警犬采用的是跑臺運動模型，這種形式具有以下優(yōu)點。

1.對犬的約束相對較強，犬不易受其他因素干擾，易維持運動強度在較高水準(zhǔn)。

2.運動量可以通過調(diào)整跑步的時間、速度和跑臺坡度來準(zhǔn)確控制。

3.對心臟的影響比較顯著。

4.經(jīng)測試表明，犬經(jīng)過1 周左右的適應(yīng)性訓(xùn)練會比較適應(yīng)跑臺訓(xùn)練，多數(shù)犬不用強制約束即能積極主動地在跑臺上運動，避免了犬受其他刺激而產(chǎn)生防御性應(yīng)激，影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

跑臺運動實驗?zāi)Ｐ陀信芘_恒定負(fù)荷運動模式、跑臺遞增負(fù)荷運動模式。跑臺遞增負(fù)荷運動模式包括跑臺遞增至力竭模式和跑臺定量負(fù)荷模式。跑臺坡度模式有上坡跑臺和平板跑臺。跑臺運動在設(shè)計負(fù)荷量時以調(diào)節(jié)跑臺坡度和運動速度來設(shè)計運動強度。結(jié)合警犬測試的實際需求，在實驗中常采用的是跑臺遞增負(fù)荷運動模式（見表1）。

表1 犬跑臺遞增負(fù)荷跑臺運動模式

三、警犬的力竭實驗

在對運動強度和運動疲勞進行界定時，都要用到一個指標(biāo)就是最大心率，最大心率的檢測必須通過力竭運動。運動性力竭是疲勞的一種特殊形式，是疲勞發(fā)展的最后階段，機體疲勞時并未達(dá)到力竭，力竭是機體完全不能運動，但這種情況在實驗中幾乎不能發(fā)生。因此，力竭帶有主觀性，是一個相對的概念，很多研究中提到的力竭實際上指的是受試者不能堅持預(yù)定的運動強度，這和力竭的本意是不符的。

警犬的力竭實驗，我們通常采用的是遞增負(fù)荷跑臺實驗，最后調(diào)節(jié)到坡度5%，速度達(dá)到18km/h后，跑至犬無法堅持，實際上也是“相對力竭”。遞增負(fù)荷跑臺實驗測試中，犬對跑臺的熟悉適應(yīng)，訓(xùn)導(dǎo)員的陪伴和反復(fù)鼓勵能讓犬堅持更長的時間，測得的數(shù)值會更接近真實值。

表2 警犬運動強度劃分表

表3 警犬疲勞等級劃分表

四、運動強度的劃分和疲勞分級

（一）運動強度的統(tǒng)一劃分

目前應(yīng)用比較廣泛的是以最大心率百分比、最大攝氧量或最大儲備心率百分比劃分運動強度，本文總結(jié)以往文獻，結(jié)合警犬體能訓(xùn)練要求，初步對運動強度進行劃分（見表2）。

（二）運動疲勞的分級

警犬的疲勞分級相對復(fù)雜，本文結(jié)合以往文獻，初步將警犬的疲勞分為輕度、中度和重度3 個級別（見表3）。

由于受實驗條件的限制、指標(biāo)的復(fù)雜多變及不同犬個體間的差異，結(jié)合生理生化指標(biāo)對運動強度的統(tǒng)一劃分和對運動疲勞的等級劃分存在一定的困難，本文進行初步探究，期望對今后的再研究有所幫助。