遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中大學(xué)生乳酸閾及乳酸閾心率的實(shí)驗(yàn)研究

黃濟(jì)明 孟艷

(廣州體育學(xué)院 廣東廣州 510500)

大學(xué)生根據(jù)乳酸閾強(qiáng)度制定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)，能夠參考的有關(guān)負(fù)荷強(qiáng)度的文獻(xiàn)資料較少，目前發(fā)表的文章中，大部分是針對(duì)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，該實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)大學(xué)生乳酸閾進(jìn)行測(cè)試，并分析心率的變化情況，以期為指導(dǎo)大學(xué)生有氧運(yùn)動(dòng)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

隨機(jī)選擇5 名運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專(zhuān)業(yè)男生為受試者（見(jiàn)表1），且每位受試者平均每天運(yùn)動(dòng)2h，受試者當(dāng)天身體狀況全部正常。

表1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)法

受試者配戴polar表記錄實(shí)時(shí)心率。首先在運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)進(jìn)行熱身，測(cè)試初始跑速為6km/h，以2km/h 的幅度遞增，每一級(jí)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)3min，在每級(jí)負(fù)荷最后30s 時(shí)采集指尖血，運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，收集受試者恢復(fù)期第3min、5min、10min的指尖血。

1.2.2 血乳酸測(cè)試及乳酸閾值的判定

采用BIOSEN C-Line 型號(hào)乳酸鹽分析測(cè)試血乳酸。將每個(gè)強(qiáng)度測(cè)定的血乳酸值（mmol/L）作為縱坐標(biāo)（Y 軸），血乳酸值對(duì)應(yīng)跑速（km/h）作為橫坐標(biāo)（X 軸）。繪制乳酸閾曲線圖標(biāo)，通過(guò)兩種方法判斷乳酸閾值。第一，根據(jù)個(gè)體乳酸閾測(cè)試方法（過(guò)最后一級(jí)負(fù)荷數(shù)值做對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，然后做此點(diǎn)的切線，得到的交點(diǎn)是個(gè)體乳酸閾值）（見(jiàn)圖1）。第二，根據(jù)Wasserman 的實(shí)驗(yàn)觀點(diǎn)，當(dāng)血乳酸從平穩(wěn)上升到出現(xiàn)較明顯增加的臨界點(diǎn)（拐點(diǎn)）判定為乳酸閾（見(jiàn)圖2）。

圖1 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中及恢復(fù)期血乳酸變化示意圖（切線取值）

圖2 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中及恢復(fù)期血乳酸變化示意圖（拐點(diǎn)取值）

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

2 結(jié)果與分析

2.1 血乳酸變化情況的結(jié)果與分析

血乳酸隨著負(fù)荷強(qiáng)度的增加而增加，隨著恢復(fù)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。由表2 可看出，受試者的血乳酸值均隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的遞增而增加，到第5級(jí)負(fù)荷時(shí)，血乳酸值平均達(dá)到15.96±0.74mmol/L。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)結(jié)束到恢復(fù)期3min時(shí)，有些血乳酸值是上升的，有些變化不明顯，甚至個(gè)別血乳酸值在恢復(fù)期5min 時(shí)仍居高不下。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，恢復(fù)期3～5min，血乳酸值的消除速率是0.25mmol/L/min，恢復(fù)期5～10min，血乳酸值的消除速率平均達(dá)到0.182mmol/L/min。說(shuō)明遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后，骨骼肌堆積的乳酸，通過(guò)血液循環(huán)轉(zhuǎn)移達(dá)到平衡需要3～5min。

乳酸閾是在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，血乳酸隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷遞增而增加，開(kāi)始時(shí)血乳酸遞增得緩慢，隨肌肉運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度逐漸加大，糖酵解做功比值增加，乳酸的生成速率明顯超過(guò)清除速率，血乳酸開(kāi)始快速積累，隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度加大，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到某個(gè)強(qiáng)度后，血乳酸急劇上升，該拐點(diǎn)通常被認(rèn)為是由以有氧代謝為主過(guò)渡到以無(wú)氧代謝為主的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的血乳酸濃度為乳酸閾值，此拐點(diǎn)名稱(chēng)不一，又叫無(wú)氧閾、血乳酸堆積起點(diǎn)等，對(duì)應(yīng)的負(fù)荷為乳酸閾強(qiáng)度。通常以4mmol/L 作為乳酸閾值，乳酸濃度所對(duì)應(yīng)的攝氧量、強(qiáng)度或功率作為有氧訓(xùn)練與無(wú)氧訓(xùn)練的界定值。實(shí)際上，BLT 存在明顯的個(gè)體差異，每個(gè)人的乳酸閾值受到運(yùn)動(dòng)能力、年齡、性別、環(huán)境等因素的影響有不同的閾值表現(xiàn)。在平時(shí)訓(xùn)練過(guò)程中，采用乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練會(huì)獲得不同的訓(xùn)練效果。因此，從運(yùn)動(dòng)員選材到各年齡階段的訓(xùn)練過(guò)程中，確定運(yùn)動(dòng)員各年齡段的個(gè)體乳酸閾就顯得十分必要。

從圖1 可以看出，李同學(xué)與何同學(xué)五級(jí)負(fù)荷后血乳酸逐漸下降，而袁同學(xué)和黃同學(xué)兩位同學(xué)是恢復(fù)期3min先下降，然后3～5min升高，最后下降，而羅同學(xué)是先升后降，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于運(yùn)動(dòng)員個(gè)體差異，需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究具體原因，但是從圖像可以看出，血乳酸整體變化并不明顯，如何同學(xué)和袁同學(xué)兩個(gè)人恢復(fù)期的血乳酸，一個(gè)是變化最不明顯，一個(gè)是恢復(fù)最明顯，但是兩人整體變化都不大，休息10min 后血乳酸值依然居高不下，如錢(qián)芳研究認(rèn)為，血乳酸恢復(fù)時(shí)間相對(duì)比較久。運(yùn)動(dòng)后1～2min 血乳酸會(huì)出現(xiàn)峰值，血乳酸是反映機(jī)體疲勞程度的指標(biāo)，即平時(shí)訓(xùn)練不需要等血乳酸完全恢復(fù)就可進(jìn)行訓(xùn)練，如馬拉松運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)，一般采用乳酸閾負(fù)荷訓(xùn)練，使無(wú)氧代謝供能比例增大，進(jìn)而創(chuàng)造更好成績(jī)。乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練也是學(xué)界研究的熱門(mén)，如林華針對(duì)13～16歲優(yōu)秀青少年游泳運(yùn)動(dòng)員乳酸閾分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)男女總體平均值為2.77±0.70mmol/L。林文弢在分析氧濃度與乳酸閾之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著氧濃度的降低，個(gè)體乳酸閾值也在下降，常氧環(huán)境個(gè)體乳酸閾值為4.61±1.07mmol/L，此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用第1 種個(gè)體乳酸閾判定方法，平均個(gè)體乳酸閾值為4.60±1.20mmol/L。利用Wasserman的實(shí)驗(yàn)觀點(diǎn)，以血乳酸從平穩(wěn)上升到出現(xiàn)較明顯增加的臨界點(diǎn)（拐點(diǎn)）為判定方法確定個(gè)體乳酸閾時(shí)，個(gè)體乳酸閾值平均值為4.39±0.81mmol/L，從結(jié)果上看，出現(xiàn)偏差，需要進(jìn)一步探討其原因?？傮w來(lái)看，運(yùn)動(dòng)中血乳酸峰值為15.96±0.74mmol/L（表2）。從表3 中可以看出，兩種方法平均個(gè)體乳酸閾均值為4.49mmol/L，乳酸閾的個(gè)體差異較大。由于此次實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)量少，需要進(jìn)一步增加樣本數(shù)量，探討其原因。

表2 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中及恢復(fù)期血乳酸的變化情況（mmol/L）

表3 兩種方法得到的個(gè)體乳酸閾值（mmol/L）

2.2 心率變化情況的結(jié)果與分析

心率是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷最為簡(jiǎn)便的一個(gè)指標(biāo)。從表4 可看出，隨著負(fù)荷的增加，其心率值也增加，且第三、第五級(jí)負(fù)荷時(shí)增加比較明顯，心率處于較高水平，第五級(jí)負(fù)荷心率平均值約為190 次/min，第一、第三級(jí)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)差變化比較大。在恢復(fù)期間，第3min 時(shí)心率下降速度最快，隨著恢復(fù)時(shí)間的推移，心率下降速度減慢。心率在第一級(jí)負(fù)荷時(shí)急劇增加，且隨著負(fù)荷的遞增，心率變化的幅度越來(lái)越小，在第五級(jí)負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)峰值，運(yùn)動(dòng)后第3min基本恢復(fù)到第一級(jí)負(fù)荷時(shí)的心率，但心率的變化存在較大的個(gè)體差異。從平均值可以看出，恢復(fù)期第10min 時(shí)，心率依然不能恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前心率水平，即訓(xùn)練后如果需要恢復(fù)到安靜心率水平要10min 以上，從恢復(fù)期時(shí)間段上分析第3min 之前恢復(fù)速率比后面兩階段快，且第3min 時(shí)心率基本與一級(jí)負(fù)荷心效率相同。從圖4、圖5 可以看出，心率與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是成正比的，即運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控心率可以得到運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的具體情況，進(jìn)而根據(jù)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)，安排更為合理的訓(xùn)練計(jì)劃。李同學(xué)和黃同學(xué)心率已經(jīng)在200次/min以上，說(shuō)明第五級(jí)負(fù)荷對(duì)兩位同學(xué)來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度就有點(diǎn)大，但其他3 位學(xué)生是可以承受的，但是恢復(fù)期李同學(xué)和羅同學(xué)心率下降比較快，即兩位同學(xué)可以在更短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入下一組訓(xùn)練。

表4 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中心率變化情況（b/min）

2.3 運(yùn)動(dòng)中血乳酸與心率變化結(jié)果與分析

用乳酸閾心率作為控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的簡(jiǎn)易指標(biāo)，已被廣泛應(yīng)用于訓(xùn)練中，乳酸閾心率是指在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，機(jī)體出現(xiàn)乳酸閾時(shí)所對(duì)應(yīng)的心率。有研究表明，運(yùn)動(dòng)員的乳酸閾心率是145±10次/min。如圖6、圖7所示，在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，血乳酸的變化與心率的變化是高度相關(guān)的，說(shuō)明用乳酸閾心率作為大學(xué)生運(yùn)動(dòng)中控制訓(xùn)練負(fù)荷的手段是有效、可行的。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可看出，乳酸閾心率是131 次/min，乳酸閾強(qiáng)度是4.394mmol/L，與運(yùn)動(dòng)員的乳酸閾心率相比低一些。王志鋒等人研究得出，大學(xué)生乳酸閾心率是156.48±12.28 次/min，乳酸閾強(qiáng)度是3.59±0.88mmol/L，該實(shí)驗(yàn)與其研究結(jié)果中乳酸閾心率值相差較大，從圖5 心率平均值和圖3 血乳酸平均值可以看出，乳酸閾強(qiáng)度出現(xiàn)在一級(jí)負(fù)荷階段，平時(shí)大學(xué)生參加有氧運(yùn)動(dòng)，可以參考此文的數(shù)據(jù)。從圖6、圖7 可以看出，心率與血乳酸高度相關(guān)，即平時(shí)訓(xùn)練過(guò)程可以通過(guò)監(jiān)控心率來(lái)控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

圖3 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中及恢復(fù)期血乳酸平均變化示意圖

圖4 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中及恢復(fù)期心率變化圖

圖5 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中及恢復(fù)期平均心率變化圖

圖6 遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中心率與血乳酸相關(guān)性分析圖

圖7 恢復(fù)期心率與血乳酸相關(guān)性分析圖

3 結(jié)語(yǔ)

大學(xué)生在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，血乳酸與心率均隨負(fù)荷強(qiáng)度增加而增加，并且高度相關(guān)，其乳酸閾值為4.394mmol/L，對(duì)應(yīng)的乳酸閾心率為131 次/min，為大學(xué)生訓(xùn)練監(jiān)控提供數(shù)據(jù)支撐。但實(shí)驗(yàn)樣本量較小，在確定乳酸閾時(shí)，采用兩種方法導(dǎo)致的數(shù)據(jù)差異需要進(jìn)一步增加樣本量進(jìn)行測(cè)試分析。