不同專項的青年男子速度滑冰運動員有氧、無氧能力特征研究

李淑媛，楊 明，史繼祖，王一峰，時瑩清，付麗娟

速度滑冰項目設(shè)置短距離500 m、1 000 m，中距離1 500 m和長距離3 000 m、5 000 m、10 000 m（魏惠琳等，2019；Muehlbauer et al.，2010）。短距離速度滑冰比賽中，運動員能量消耗大，以無氧代謝供能為主，要求機體高功率輸出（陳月亮等，2009），獲勝的最好策略是盡可能快地滑冰（Schenau et al.，1990）。中長距離速度滑冰比賽中，運動員有氧供能系統(tǒng)的貢獻相對較大（Gastin，2001），恒定的功率輸出是最好的滑行策略（Schenau et al.，1990）。

關(guān)于速度滑冰項目運動員有氧或無氧能力特征的文獻研究國外相對較多，重視從不同速度滑冰專項的視角出發(fā)，對不同性別、不同運動水平、不同年齡的速度滑冰運動員有氧能力或無氧能力進行測試分析（Noordhof et al.，2016；Orie et al.，2014）。國內(nèi)較為典型的速度滑冰有氧能力研究是針對不同性別的速度滑冰運動員進行最大攝氧量（V˙O2max）與體成分測試，分析二者間關(guān)系，并評估速度滑冰運動員有氧耐力水平（鄭延峰，2008）；有代表性的無氧能力研究主要是以不同性別、不同等級的速度滑冰運動員或大學(xué)生為研究對象，完成無氧功測試并就相關(guān)的功率指標進行初步分析（李秋萍等，2000；張元峰等，2008）。研究旨在探討不同專項的青年男子速度滑冰運動員的有氧、無氧能力特征。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取14位國家青年隊男子速度滑冰運動員（國際級運動健將4位、運動健將10位）為研究對象。按照其速度滑冰專項的不同分為短距離組與中長距離組。所有運動員已知曉本測試的目的、流程、可能存在的風(fēng)險及相關(guān)注意事項。在測試前1周，所有運動員均無傷病及大強度的訓(xùn)練負荷。運動員基本情況見表1。

表1 國家青年隊男子速度滑冰運動員基本情況Table 1 Basic Information of National Youth Male Speed Skaters

1.2 研究方法

1.2.1 測試方法

實驗前，所有測試儀器設(shè)備均按照標準流程校準調(diào)試，以滿足實驗要求。

測試I：體成分測試。受試者穿著統(tǒng)一服裝，利用身高體重秤（蘇宏RGZ-120，中國）赤腳測量身高。采用體成分分析儀（InBody3.0，韓國），獲取體質(zhì)量、去脂體質(zhì)量、體脂重、體脂%等指標。

測試Ⅱ：V˙O2max測試。利用功率自行車（Monark 839E，瑞典）、心肺功能測試系統(tǒng)（Cortex MetaMax 3B，德國）、遙測心率表（Polar RS800cx，芬蘭）進行V˙O2max測試。步驟：運動員穿戴好設(shè)備在功率自行車上熱身騎行10 min，建立起對測試設(shè)備的適應(yīng)性，熱身結(jié)束后原地休息3 min，開始正式測試。測試初始功率自行車負荷為100 W，每3 min遞增50 W（馮連世等，2002），同時監(jiān)測心率等指標有無異常。判斷達到V˙O2max的標準：1）呼吸商（RQ）達到或接近1.15；2）心率（HR）＞180 b/min；3）受試者感到精疲力竭；4）攝氧量隨著強度的增加而出現(xiàn)平臺（王瑞元，2007）。上述任何3種情況同時出現(xiàn)即可終止V˙O2max測試，分析指標包括V˙O2max絕對值、相對值等。

測試Ⅲ：Wingate 30 s無氧功測試。根據(jù)每位運動員的身體條件調(diào)整功率自行車（Monark 894E，瑞典）座高、腳蹬及阻力，阻力設(shè)置（N）=阻力系數(shù)（0.98）×受試者體重（kg）（馮連世 等，2002），采用心率表（Polar RS800cx，芬蘭）監(jiān)測心率。調(diào)試校準完畢，運動員在功率自行車上開始10 min熱身騎行運動，心率達到150 b/min以上，其間要進行2～3次全力蹬騎（每次持續(xù)4～8 s）。熱身準備活動結(jié)束后原地休息3 min，待心率降低至100 b/min即可正式測試。受試者以最快的速度蹬車，自行車功率計自動迅速從零阻力加到預(yù)定阻力，工作人員予以時間提示，鼓勵運動員拼盡全力堅持至測試結(jié)束，全程臀部不能離開鞍座。分析指標包括最大功率、平均功率、每千克體質(zhì)量遞減功率、每秒遞減功率等。

測試Ⅳ：血乳酸（Bla）測試。在Wingate 30 s測試結(jié)束后，采取安靜型恢復(fù)方式，在恢復(fù)期第1 min、3 min、5 min、7 min、9 min、15min采集運動員耳血（楊錫讓 等，2007），利用臺式血乳酸分析儀（YSI-1500，美國）分析血乳酸值、血乳酸峰值（Blamax）、血乳酸清除速率等。

1.2.2 數(shù)理處理與分析

采用SPSS 21.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以平均數(shù)±標準差表示，有氧能力、無氧能力各指標進行獨立樣本t檢驗，組間差異均采用P值表示，P＜0.05表示有顯著差異。

2 結(jié)果

2.1 不同專項的青年男子速度滑冰運動員有氧能力測試結(jié)果

在本研究中，短距離組與中長距離組青年男子速度滑冰運動員的呼吸商（RQ）分別為1.20±0.52、1.17±0.05，均高于1.15標準值；兩組運動員的心率也高于180 b/min；運動員均堅持到力竭后，停止測試。本研究中V˙O2max的測試達到了標準，測得V˙O2max等相關(guān)指標是可信且有效的。

表2顯示，短距離組與中長距離組青年男子速度滑冰運動員的V˙O2max（絕對值與相對值）、V˙O2max/去脂體質(zhì)量、最大心率、最大肺通氣量等指標進行比較，組間差異均不顯著（P＞0.05）。

表2 國家青年隊男子速度滑冰運動員有氧能力測試結(jié)果Table 2 Results of Test of Aerobic Capacity in National Youth Male Speed Skaters

2.2 不同專項的青年男子速度滑冰運動員無氧功測試結(jié)果

表3顯示，短距離組青年男子速度滑冰運動員最大功率相對值、每千克體質(zhì)量遞減功率、每秒遞減功率均高于中長距離組運動員，組間差異顯著（P＜0.05）；但最大功率絕對值、最大功率/去脂體質(zhì)量、平均功率（絕對值、相對值）、平均功率/去脂體質(zhì)量兩組之間比較，組間差異均不顯著（P＞0.05）。

表3 國家青年隊男子速度滑冰運動員Wingate 30 s無氧功測試結(jié)果Table 3 Results of Test of Anaerobic Capacity in National Youth Male Speed Skaters

2.3 不同專項的青年男子速度滑冰運動員Wingate 30 s無氧功后血乳酸測試結(jié)果

表4顯示，Wingate 30 s無氧功測試后，恢復(fù)期第1 min，兩組血乳酸差異并不顯著；但在恢復(fù)期第3 min、5 min、7 min、9 min、15 min，短距離組速度滑冰運動員血乳酸濃度遠高于中長距離組運動員，組間差異顯著或非常顯著（P＜0.05或P＜0.01）。

表4 國家青年隊男子速度滑冰運動員恢復(fù)期不同時刻血乳酸值Table 4 Results of Blood Lactate National Youth Male Speed Skaters in Different Time of Recovery mmol/L

測定運動后乳酸清除速率，不僅能夠反映運動中產(chǎn)生乳酸的能力，還可以反映運動后清除乳酸的能力（郭黎等，2005），乳酸清除能力對運動員具有十分重要的生物學(xué)意義。

本研究計算血乳酸清除速率的公式：

V=（Blamax-Bla15）/（15-t）

其中，Blamax為血乳酸峰值，Bla15為第15 min血乳酸值，t為峰值出現(xiàn)的時間。短距離組與中長距離組速度滑冰運動員的血乳酸峰值及血乳酸清除速率見表5。結(jié)果顯示，短距離組速度滑冰運動員血乳酸峰值高于中長距離組運動員，組間差異非常顯著（P＜0.01）；但兩組血乳酸清除速率的組間差異則并不顯著。

表5 國家青年隊男子速度滑冰運動員血乳酸峰值與血乳酸清除速率Table 5 Results of Peak Value and Clearance Rate of Blood Lactate in National Youth Male Speed Skaters

3 分析與討論

3.1 有氧能力特征分析

3.1.1 速度滑冰各小項的有氧供能百分比

對于競速性項目來說，有氧供能百分比是最為基礎(chǔ)的生物學(xué)特征之一（黎涌明，2013）。了解速度滑冰各小項有氧供能百分比十分必要。根據(jù)不同競技體育項目專項有氧供能計算方法（y=22.404×Lnx+45.176，R2=0.933 4，y為有氧供能百分比/%，x為持續(xù)時間/min）（黎涌明等，2014）及男子速度滑冰世界紀錄（Anonymous，2020）（截止時間2020年9月2日），分析速度滑冰各小項有氧供能百分比。500 m，1 000 m短距離速度滑冰項目的有氧供能百分比分別為32%、49%，而1 500 m、5 000 m、10 000 m中長距離速度滑冰項目的有氧供能百分比逐漸遞增到57%、85%、96%。這表明速度滑冰比賽距離愈長，運動員的速度滑冰成績對有氧供能依賴程度愈高。

3.1.2 不同專項的青年男子速度滑冰運動員V˙O2max等有氧能力特征

V˙O2max主要反映了人體在長時間運動過程中機體呼吸和循環(huán)系統(tǒng)氧的運輸能力，是評定運動員有氧能力的重要指標之一（馮連世 等，2002）。V˙O2max有絕對值（L/min）與相對值（ml/kg/min）兩種表示方法（王瑞元等，2002）。在評價速度滑冰運動員有氧能力水平時，Nemoto等（1985）認為，采用V˙O2max絕對值比其相對值更具有意義，提出V˙O2max絕對值是影響速度滑冰成績高低的主要因素，并建議以提高速度滑冰運動員V˙O2max絕對值為目標，制定并實施訓(xùn)練方案以提高運動成績。HRmax對于評價運動員心臟泵血功能、訓(xùn)練強度和訓(xùn)練負荷等具有重要意義（霍鑫，2010）。

本研究顯示，青年男子中長距離組速度滑冰運動員的V˙O2max絕對值、相對值、最大心率、最大肺通氣量與短距離組速度滑冰運動員接近。這表明當前青年男子中長距離速度滑冰運動員的有氧能力并不突出，基本與短距離速度滑冰運動員的有氧能力相當，需要予以重視。

為進一步了解當前我國青年男子速度滑冰運動員的整體有氧能力水平，將本研究與國外類似研究進行對比分析，發(fā)現(xiàn)本研究青年短距離、中長距離速度滑冰運動員有氧能力水平整體相對較低，與荷蘭等世界一流速度滑冰強隊相比還存在較大差距。我國速度滑冰項目長距離弱于短距離、后程弱于前程等問題（李博等，2019）與有氧能力水平低下密切相關(guān)。因此，加強我國青年男子速度滑冰運動員，特別是中長距離速度滑冰運動員有氧能力訓(xùn)練迫在眉睫。借鑒荷蘭速度滑冰運動員屢創(chuàng)奧運佳績的經(jīng)驗，增加中長距離速度滑冰運動員低強度（≤2 mmol/L血乳酸）訓(xùn)練時間或距離比例（接近80%）、減少中高強度（2～4 mmol/L以及＞4 mmol/L血乳酸）訓(xùn)練比例（Orie et al.，2014）。低強度訓(xùn)練負荷主要提高機體外周的適應(yīng)即氧利用能力，而高強度訓(xùn)練負荷主要提高機體中樞的適應(yīng)即氧運輸能力（Laursen et al.，2002）。與氧利用能力相關(guān)的結(jié)構(gòu)（肌肉）通過訓(xùn)練可適應(yīng)度要遠大于與氧運輸能力相關(guān)的結(jié)構(gòu)（心肺）。大量低強度持續(xù)訓(xùn)練對于周期性運動項目的意義在于完善技術(shù)、提高運動的效率或經(jīng)濟性（黎涌明，2015）。中長距離速度滑冰運動員發(fā)展有氧能力需注意強化正確的技術(shù)和單一動作的用力效果，使有氧訓(xùn)練與力量的發(fā)展和技術(shù)的掌握有機地形成一個整體（陳小平，2004）。有氧能力訓(xùn)練對短距離速度滑冰運動員也同等重要，只有在發(fā)展有氧能力基礎(chǔ)上才能提高無氧能力（潘業(yè)福等，2001）。實證分析也表明，對優(yōu)秀的500 m短距離速度滑冰運動員實施改進的有氧能力訓(xùn)練，可以有效地提高其有氧能力、血乳酸清除效率及競賽成績（嚴力 等，2008）。

3.2 無氧能力特征分析

3.2.1 不同專項的青年男子速度滑冰運動員Wingate 30 s無氧功分析

無氧能力是運動員在短時間內(nèi)輸出最大功率的能力，是運動中人體肌肉的無氧代謝供能系統(tǒng)提供ATP的極限能力，表示肌肉在磷酸原和糖酵解供能條件下的做功能力（馮連世等，2003）。磷酸原系統(tǒng)供能是運動員爆發(fā)力的基礎(chǔ)，速度滑冰比賽中的原地起動、加速、變速、超越和沖刺等都需要該系統(tǒng)的供能；糖酵解供能是運動員速度耐力的基礎(chǔ)之一。通過最大功率評價運動員爆發(fā)力，功率越大則爆發(fā)力越強。平均功率評價運動員的速度耐力，反映機體維持高功率持續(xù)做功能力，其數(shù)值越大，則運動員速度耐力越好（張元鋒等，2008）。有研究顯示，Wingate無氧功與500 m速度滑冰成績高度相關(guān)（Smith et al.，1991）。

依據(jù)馮煒權(quán)制定的運動項目生化分類法，結(jié)合兩組速度滑冰運動員的血乳酸峰值可界定本研究中30 s無氧功測試屬于典型的糖無氧代謝類型（馮煒權(quán)，1989）。本研究顯示，30 s無氧功測試中，短距離組速度滑冰運動員最大功率相對值顯著高于中長距離組速度滑冰運動員，反映出兩組速度滑冰運動員短時間內(nèi)克服阻力快速啟動磷酸原系統(tǒng)供能水平存在差異。短距離組比中長距離組速度滑冰運動員啟動磷酸原供能能力更強、瞬間產(chǎn)生的爆發(fā)力更大。兩組速度滑冰運動員平均功率（絕對值與相對值）以及平均功率/去脂體質(zhì)量等指標基本接近，表明兩組速度滑冰運動員速度耐力基本無差異。30 s無氧功率遞減指標分析顯示，短距離速度滑冰運動員每千克體質(zhì)量遞減功率、每秒遞減功率遠高于中長距離速度滑冰運動員，表明長時間以較高功率完成大強度無氧做功時，與中長距離速度滑冰運動員相比，短距離速度滑冰運動員抗疲勞能力更差。

本研究的青年男子短距離速度滑冰運動員最大功率與平均功率顯著高于國內(nèi)優(yōu)秀大學(xué)生速度滑冰運動員及短距離專項自行車運動員，表明青年男子短距離速度滑冰運動員具備相對較好的爆發(fā)力和速度耐力，同時也反映出磷酸肌酸系統(tǒng)與糖酵解系統(tǒng)供能能力較強；但是其最大功率與平均功率遠低于荷蘭國家青年男子速度滑冰運動員，與世界一流水平運動員無氧能力還存在較大差距。我國青年男子速度滑冰運動員的無氧能力訓(xùn)練亟待加強。Hofman等（2017）對荷蘭優(yōu)秀男子速度滑冰運動員（冬奧會、世界杯賽或世錦賽獎牌獲得者，n=13）進行3年追蹤研究發(fā)現(xiàn)，夏訓(xùn)期無氧功的最大功率、平均功率有1 W/kg的提高，其冬季競賽期1 500 m速度滑冰成績可相應(yīng)提高0.92 s、2.32 s。

3.2.2 不同專項的青年男子速度滑冰運動員無氧功測試后的血乳酸分析

血乳酸是糖酵解供能系統(tǒng)的終產(chǎn)物，也是有氧代謝供能系統(tǒng)的氧化基質(zhì)（吳昊等，1997）。血乳酸變化是骨骼肌等組織中乳酸生成速率、乳酸進入血液的速率和血液中乳酸消除速率之間平衡的表現(xiàn)（郭黎等，2005）。本研究顯示，不同專項青年男子速度滑冰運動員30 s無氧功后血乳酸峰值差異顯著。短距離組比中長距離組速度滑冰運動員的血乳酸生成速度快、上升幅度大且相對持久。短距離組速度滑冰運動員的血乳酸峰值為（17.30±0.72）mmol/L（出現(xiàn)在恢復(fù)期等3～7 min），中長距離組速度滑冰運動員的血乳酸峰值為（13.99±1.31）mmol/L（出現(xiàn)在恢復(fù)期等3～9 min）。這與楊錫讓等（2007）的研究結(jié)果一致，高強度運動中，乳酸積累值較大（10～20 mmol/L之間）且持續(xù)時間長，血乳酸峰值常出現(xiàn)在運動后3～12 min。上述分析表明，短距離組比中長距離組速度滑冰運動員啟動糖酵解系統(tǒng)供能速度更快、供能能力更強。本研究顯示，短距離組、中長距離組速度滑冰運動員的血乳酸清除速率均遠高于年齡相近的常人（男）血乳酸清除速率［（0.17±0.03）mmol/L/min］；而與年齡相近的男子中跑運動員（800 m專項）的血乳酸清除速率［（0.24±0.06）mmol/L/min］相當（郭黎等，2005）。表明兩組速度滑冰運動員血乳酸清除能力均好于常人，同中跑運動員血乳酸清除能力接近。但是由于短距離組速度滑冰運動員糖酵解系統(tǒng)供能更強、乳酸生成更多，相應(yīng)地對乳酸清除能力也要求更高。因此，短距離組速度滑冰運動員應(yīng)有意識地加強耐力訓(xùn)練，以助于肌肉提高消除乳酸的速率，即提高氧化乳酸的能力（馮煒權(quán)等，1990）。有研究指出，當有氧能力這一決定運動員耐力水平的基礎(chǔ)能力沒有得到應(yīng)有的重視和發(fā)展時，其不僅影響有氧能力本身，同時也制約了運動員無氧能力水平的提高（陳小平，2004）。

4 結(jié)論

1）不同專項的青年男子速度滑冰運動員有氧能力基本無差別；2）在啟動磷酸原系統(tǒng)與糖酵解系統(tǒng)方面，不同速度滑冰專項青年男子運動員差別顯著，短距離比中長距離組速度滑冰運動員啟動磷酸原與糖酵解系統(tǒng)速度快、能力強，更易疲勞；3）不同專項的青年男子速度滑冰運動員血乳酸清除能力無差異，并且均顯著高于常人，與中跑運動員的血乳酸清除能力相當；4）我國青年男子速度滑冰運動員與世界一流速度滑冰運動員的有氧能力、無氧能力相比存在較大差距，亟待進一步提高。