吸氣肌熱身對于越野滑雪運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)的影響

朱那

摘 要：通過鑒別跨項(xiàng)運(yùn)動員吸氣肌熱身的效果，為跨項(xiàng)運(yùn)動員的選擇和訓(xùn)練提供方法，及為后續(xù)提高越野滑雪運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支撐。采用實(shí)驗(yàn)法對越野滑雪運(yùn)動員進(jìn)行吸氣肌熱身效果進(jìn)行監(jiān)測，測試其3 000 m跑和3 000 m輪滑成績，從運(yùn)動表現(xiàn)、氧合狀態(tài)等方面研究其生理學(xué)機(jī)制。結(jié)果顯示：吸氣肌熱身可以有效提高3 000 m輪滑運(yùn)動表現(xiàn)，降低血氧飽和度的下降幅度。

關(guān)鍵詞：越野滑雪;吸氣肌;熱身;血氧飽和度

中圖分類號：G863.13? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1002-3488（2022）01-0042-04

Effect of Inspiratory Muscle Warm-up on Sports Performance of Cross-country Skiers

ZHU Na

（Jiangsu Research Institute of Sports Science， Jiangsu 210033， China）

Abstract： By identifying the effect of inspiratory muscle warm-up of cross event athletes， this paper provides methods for the selection and training of cross event athletes， and provides data support for improving the sports performance of cross-country skiers. The control experiment method is used to monitor the warm-up effect of inspiratory muscle of cross-country ski athletes， test their 3000 m running and 3000 m roller skating results， and study their physiological mechanism from the aspects of sports performance and oxygenation state， so as to provide a more effective warm-up method for athletes. The main conclusions are as follows： inspiratory muscle warm-up can effectively improve the performance of 3000 m roller skating and reduce the decrease of blood oxygen saturation.

Key words： cross-country skiing; inspiratory muscle; warm-up; SPO2.

1 引言

近年來，諸多項(xiàng)目在熱身活動中加入了吸氣肌熱身，其提高運(yùn)動表現(xiàn)在賽艇、游泳、曲棍球、速滑、羽毛球、自行車[1-2]等項(xiàng)目上得到證實(shí)，對于運(yùn)動時(shí)間持續(xù)30 s～6 min的運(yùn)動項(xiàng)目效果較佳，但是也存在不少的研究認(rèn)為吸氣肌熱身可能并沒有任何作用[3-4]。越野滑雪屬于四肢運(yùn)動型項(xiàng)目，隨著速度的增加，呼吸和運(yùn)動模式之間可能表現(xiàn)出特殊的耦合關(guān)系[5]。即上肢向后過程中呼氣，向前伸展時(shí)吸氣，特別是使用G4技術(shù)（兩步蹬冰加雙撐，適用于平地或阻力較小時(shí)）時(shí)，這種類似于四肢行進(jìn)的步態(tài)可能會出現(xiàn)耦合現(xiàn)象，通過減少吸氣肌工作從而改善運(yùn)動的經(jīng)濟(jì)性[5]。另外，在兩臂向前、向后擺動過程中，胸廓處于擠壓狀態(tài)，可能對于膈肌會有一定的影響?；诖耍狙芯繖z驗(yàn)吸氣肌熱身和標(biāo)準(zhǔn)熱身相結(jié)合的訓(xùn)練是否能夠改善越野滑雪的計(jì)時(shí)表現(xiàn)，同時(shí)通過氧合指標(biāo)監(jiān)測，探討其生理學(xué)機(jī)制。

2018年之后，冬奧會正式進(jìn)入了“北京時(shí)間”，國家體育總局開展了“跨界跨項(xiàng)”全面選材工作。越野滑雪運(yùn)動員選材來源于諸多的田徑耐力項(xiàng)目，然而兩類項(xiàng)目在訓(xùn)練和競賽上還存在一定的不同[6]，主要表現(xiàn)為呼吸模式上存在一定的差異[7]。通過對這些跨項(xiàng)運(yùn)動員進(jìn)行吸氣肌熱身的測試，探討跨項(xiàng)運(yùn)動員呼吸的特點(diǎn)，為越野滑雪和田徑耐力項(xiàng)目的融合發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

受測對象主要為已跨項(xiàng)2～3年的越野滑雪男子運(yùn)動員，測試前2周正常訓(xùn)練，所有受測運(yùn)動員訓(xùn)練計(jì)劃一致。之后，根據(jù)3 000 m跑成績交叉分組，一組為實(shí)驗(yàn)組，一組為對照組。受試者無傷病，身體機(jī)能良好，測試對象具體情況，見表1。

從表1看，兩個(gè)組別的運(yùn)動員在運(yùn)動成績及訓(xùn)練年限上沒有顯著差異，兩組運(yùn)動員在形態(tài)上也沒有顯著差異，說明在分組過程中兩組運(yùn)動員之間不存在組內(nèi)設(shè)計(jì)誤差。

2.2 研究方法

2.2.1 實(shí)驗(yàn)法

2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

考慮到測試時(shí)間為夏季，在陸上訓(xùn)練，所以本次實(shí)驗(yàn)采用陸上3 000 m計(jì)時(shí)成績作為評價(jià)訓(xùn)練能力的指標(biāo)（測試場地為400 m田徑場）。間隔48 h后采用同樣的方案，測試運(yùn)動員陸地輪滑3 000 m成績，要求采用G4技術(shù)。實(shí)驗(yàn)后，測試即刻主觀疲勞等級（RPE： CR-20）、感知呼吸困難程度（量表RPB：CR-10）、即刻心率和血氧飽和度（SPO2）。測試儀器包括：邁瑞血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀、Polar Team Pro團(tuán)隊(duì)心率遙測系統(tǒng)以及相關(guān)配套分析軟件、精工秒表（成績精確到0.1 s）。

2.2.1.2 熱身方案

實(shí)驗(yàn)組、對照組采用的熱身方式相同：5～10 min低強(qiáng)度活動、5～10 min關(guān)節(jié)靈活性和牽拉、專項(xiàng)熱身。間隔20～25 min后，實(shí)驗(yàn)組采用Power Breathe Plus訓(xùn)練儀，強(qiáng)度為40%最大肌力指數(shù)，做30次×2組的吸氣肌熱身，每組間歇60 s。

2.2.2 統(tǒng)計(jì)方法

用SPSS25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，所有數(shù)據(jù)均表示為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差。先進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，方差齊性進(jìn)行單因素方差分析;多重比較采用LSD法，P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01為有較高的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，效果量（ES）=（實(shí)驗(yàn)組-對照組）/分布平均值。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 吸氣肌熱身對于輪滑成績的影響

實(shí)驗(yàn)組、對照組運(yùn)動員陸地輪滑3 000 m平均成績分別為378.83 s、381 s，其成績數(shù)據(jù)存在顯著差異（P<0.05）;SPO2指標(biāo)實(shí)驗(yàn)組在測試后更高（P<0.05），RPB、RPE以及乳酸值在兩組人員運(yùn)動后沒有顯示出顯著的差異;運(yùn)動后即刻心率方面，實(shí)驗(yàn)組（186.17±2.03次/min）顯著低于對照組（189.50±2.99 次/min），存在顯著的差異（P<0.05），見表2。

效應(yīng)量（effect size：ES）是一種度量效應(yīng)大小的指標(biāo)，其不受測量單位、單調(diào)性、樣本容量等的影響。一般來說，ES可以解決P值無法刻畫的相關(guān)程度大小和差異性問題。因此，從另一個(gè)角度來說（ES>0.6），測試成績存在顯著的差異，且說明采用吸氣肌熱身的方法還是存在較高正向意義的。同時(shí)RPB、HR和SPO2顯示吸氣肌熱身存在較好的效果（EZHR=0.61、EZSPO2=0.73），運(yùn)動后兩個(gè)評價(jià)有氧能力指標(biāo)上的效果量均大于0.6，說明實(shí)驗(yàn)組呼吸更加順暢，運(yùn)動員心肺機(jī)能有所提升，證實(shí)干預(yù)效果較好。

3.1.2 吸氣肌熱身對于陸上跑步成績的影響

田徑場3 000 m跑的測試結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組和對照組成績上沒有顯著差異（P=0.45）;RPB和RPE同樣沒有顯著差異;實(shí)驗(yàn)組在運(yùn)動后的HR、乳酸和SPO2上都存在顯著性差異（P=0.02、P=0.03、P=0.02），見表3。說明采用吸氣肌熱身可以提升運(yùn)動員的有氧能力，但是成績上并未有顯著的差異。

從效應(yīng)量的角度看，采用吸氣肌熱身組的乳酸、即刻HR、SPO2三個(gè)指標(biāo)效果量都>0.6，說明對于機(jī)體的有氧能力進(jìn)行了一定的正向促進(jìn)，加速了峰值HR和乳酸的持續(xù)能力，運(yùn)動員在整體的跑動過程中呼吸順暢（EZRPB=0.39）;跑步成績和RPE的效果量<0.3，說明雖然機(jī)體進(jìn)行了有效的動員，但是在自我感覺和運(yùn)動表現(xiàn)上并未體現(xiàn)出來，這可能和項(xiàng)目之間的差異有關(guān)。

3.2 討論

本研究中探討吸氣肌熱身對于越野滑雪運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)與相關(guān)指標(biāo)的變化。從數(shù)據(jù)上看，似乎吸氣肌熱身對于運(yùn)動表現(xiàn)有很大的急性效應(yīng)，并在相關(guān)生理學(xué)指標(biāo)上有所體現(xiàn)。

3.2.1 越野滑雪項(xiàng)目特征

越野滑雪比賽的特點(diǎn)是路線非固定，原則上來說是5 km環(huán)形路線設(shè)置，其中平地、上坡、下坡各占全長路線的1/3，比賽距離從1.5～50 km不等[8]。項(xiàng)目要求運(yùn)動員有極高的心肺耐力水平，在上坡階段心率可能會達(dá)到190 次/min，以糖原代謝為主，在上坡和沖刺過程中還會動員到無氧能力。從決定成績的角度來說，內(nèi)在的是能量代謝系統(tǒng)的輸出功率和輸出量，外在表現(xiàn)為運(yùn)動員的技術(shù)特征，通過優(yōu)化其項(xiàng)目的競技能力構(gòu)成來提高運(yùn)動員的體能水平，從而實(shí)現(xiàn)其競技能力的提升。

3.2.2 運(yùn)動表現(xiàn)

我們的研究顯示，針對越野滑雪運(yùn)動員進(jìn)行吸氣肌的熱身，顯著提高了運(yùn)動員3 000 m跑的成績，效果較好，并可能有別于其他沒有效果的研究[3-4]。其中有可能存在實(shí)驗(yàn)對象的特點(diǎn)問題，受測運(yùn)動員多是跨項(xiàng)運(yùn)動員，進(jìn)行過專門的跑步訓(xùn)練。此外，使用吸氣肌熱身的準(zhǔn)備活動強(qiáng)度更大，有可能是吸氣肌熱身提高了無氧能力，增加了亞極量運(yùn)動的輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動表現(xiàn)的提升。

3.2.3 相關(guān)機(jī)制

呼吸控制是化學(xué)刺激和神經(jīng)刺激整合的結(jié)果，運(yùn)動是一種獨(dú)特的外在刺激方式，在運(yùn)動過程中，四肢的移動和呼吸模式不再是各自獨(dú)立控制的。過往的研究表明，肢體運(yùn)動和呼吸之間的相關(guān)作用可能使得整個(gè)軀體更加協(xié)調(diào)，但是運(yùn)動節(jié)律和呼吸節(jié)奏之間還存在一定的不確定性。有研究顯示這種協(xié)調(diào)能力可能來源于中樞神經(jīng)，起源于下丘腦或髓質(zhì)結(jié)構(gòu)共同驅(qū)動的呼吸和運(yùn)動模式。肢體的周期性激活感官輸入在運(yùn)動呼吸耦合中也起到一定的支持作用，通過肌肉收縮的前肢傳入刺激引導(dǎo)呼吸節(jié)律。

已有的研究顯示，運(yùn)動表現(xiàn)受到多種因素影響，吸氣肌的疲勞可能會誘導(dǎo)代謝反應(yīng)，交感神經(jīng)介導(dǎo)血管收縮或減少向肌肉輸送氧氣[9]，可能會影響到運(yùn)動表現(xiàn)。當(dāng)然，通過對于吸氣肌的熱身可以改變呼吸系統(tǒng)，限制氣流會增加吸氣肌的功率輸出[10]，來滿足氣流和氣體交換的需求。

有報(bào)道稱，神經(jīng)易化可能有助于吸氣肌的熱身效應(yīng)，以提高肌肉力量輸出能力。其貢獻(xiàn)包括通過消除吸氣肌的反射抑制和降低吸氣肌和呼氣肌之間的共收縮程度來改善肌內(nèi)和肌間的協(xié)調(diào)[11]。吸氣肌熱身后，在最大吸氣時(shí)膈肌和肋間肌肌電活動的增加[12]，說明吸氣肌激活增強(qiáng)。

我們的研究顯示：吸氣肌熱身對于RPB和SPO2均有一定的效果，說明吸氣肌的熱身可以有效提高有氧能力水平，減弱呼吸困難感知程度。

3.2.4 乳酸與呼吸功能

一般認(rèn)為，吸氣肌熱身會減弱由過度通氣而導(dǎo)致的血乳酸增加[13]。如針對足球的研究顯示：通過吸氣肌訓(xùn)練可以改善吸氣肌的疲勞，血乳酸下降[14]。在恒定負(fù)荷的研究中，雖然通過吸氣肌熱身并未改善乳酸閾，但是在亞極量最大乳酸穩(wěn)態(tài)中，乳酸水平顯著降低[15]，說明通過吸氣肌的熱身可以有效提高機(jī)體的有氧能力。

當(dāng)肌肉工作時(shí)，乳酸等代謝副產(chǎn)物會在肌肉中累積，同時(shí)會刺激肌肉中感受器傳導(dǎo)到大腦，誘導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生關(guān)閉反應(yīng)，降低血流供應(yīng)，抑制氧氣運(yùn)輸，而且減少代謝產(chǎn)物的排泄，加速肌肉的疲勞。通過吸氣肌的熱身，可能加速或者延緩吸氣肌肌代謝反應(yīng)開始的時(shí)間，對于其他運(yùn)動系統(tǒng)有一定的幫助，并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)動表現(xiàn)的提升。

我們的研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動員在滑輪測試中，乳酸并未出現(xiàn)顯著的差異，但是在跑步中存在一定的差異，后續(xù)的研究可以考慮對肺、代謝、感知、肌肉、神經(jīng)或其他與運(yùn)動表現(xiàn)相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合評估。

4 結(jié)論與建議

研究通過對照實(shí)驗(yàn)，證明加入特定的吸氣肌熱身后，改善了越野滑雪運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)。生理學(xué)指標(biāo)測試顯示，可能的機(jī)制在于減緩運(yùn)動后的即刻SPO2值，這對于RPB和運(yùn)動后即刻心率有一定的正向效應(yīng)。所以在后期的專項(xiàng)訓(xùn)練中，建議選擇合適的指標(biāo)來反映運(yùn)動員的專項(xiàng)能力，注重從專項(xiàng)的本質(zhì)出發(fā)。對于跨項(xiàng)運(yùn)動員來說，在動作模式和呼吸模式上首先要進(jìn)行一定的改善，才可能在后續(xù)的專項(xiàng)訓(xùn)練中有更大的提升空間。

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收稿日期：2020-11-09

作者簡介：朱 那（1985-），男，江蘇睢寧人，碩士研究生，助理研究員，研究方向?yàn)楦偧寄芰﹂_發(fā)與控制。