有氧運動對心肺功能影響的初步分析

中圖分類號：G808 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2014）07-000-02

摘要連續的學生體質健康檢測結果表明，反映肺功能的肺活量持續呈現下降趨勢，超重及肥胖學生明顯增多，學生的體質狀況不容樂觀，這已引起了國家和社會的高度關注。有氧運動是一種有效提高人體耐力素質和心肺功能的體育運動，然而目前針對學生的適宜有氧運動負荷研究較少。因此，本文通過對有氧運動與心肺功能關系的論述，尋找可靠的心肺功能評價方法，探討合理發展學生心肺功能的適宜有氧運動負荷，為學生進行有氧鍛煉對提高心肺功能作用的研究提供參考。

關鍵詞心肺功能有氧運動學生負荷

自上世紀以來，隨著自動化技術對繁重體力勞動的取代，因體力活動不足而導致的心肺功能下降卻已經成為了制約人們健康生活的重要因素，且引起了世界各國政府和學者的廣泛關注[1][2]。國務院為提高中華民族整體素質，追求科學、文明、健康的生活方式，于1995年6月20日正式批準和頒布了《全民健身計劃綱要》[3]。然而，連續的學生體質健康檢測結果表明，學生的體質狀況不容樂觀，反映肺功能的肺活量指標呈明顯下降趨勢，超重及肥胖學生明顯增多[4][6]。學校體育作為落實全民健身計劃的一個重要前沿陣地、輻射中心和科研場所，某種程度上直接影響著全民健身計劃實施的進程。因此，如何結合當代運動人體科學的理論，通過研究有氧運動對心肺功能的影響，尋找指導學生進行科學鍛煉的方法，已經成為我們現階段體育工作者的重要任務。

一、有氧運動亦稱有氧代謝運動，是指機體從事運動時其攝入氧氣的量能夠滿足運動所需，機體處于氧氣供應充足狀態的運動方式，也可以指人體由大肌肉群參加的中等強度的體育活動。有氧運動的特點是運動強度低、持續時間長，有一定節奏，方便易行，易于堅持[7]。

有兩位德國醫學家，曾就心臟、呼吸系統以及身體組織用氧能力的效果方面， 提出一些最適當的運動項目。此項目的判斷是以給分的高低作為依據，最高分給十分，得滿分十分的是跑步和滑雪；九分的是游泳；八分的是騎單車和劃船；溜冰和足球得七分；六分的是網球。目前，在國內推廣滑雪項目還很難，因此，最適宜的有氧運動項目應該是跑步、游泳、騎單車等項目[8]。

二、有氧運動的負荷研究

（一）有氧運動強度

運動強度是有氧鍛煉的一個重要因素，因為它與能量來源、能量需求、氧消耗量、運動傷害等因素皆有相關。人體運動時，隨著運動強度的增加，體內代謝方式由有氧代謝開始向無氧代謝過渡的臨界點，稱為無氧閾。有氧代謝和無氧代謝與心率的研究結果表明，最高心率的70%時所有受試者的運動強度都在無氧閾以下，轉折點在最高心率的80%-85%之間，最高心率在90%以上時，絕大部分人的運動強度達無氧閾以上。運動生理學和運動醫學一般規定：鍛煉的大強度相當于最大吸氧量的70%-80%，即相當于最高心率的80%-90%；中等強度相當于最大吸氧量的50-60%，即相當于最高心率的65%-75%；小強度相當于最大吸氧量的40%左右，即相當于最高心率的60%左右[9]。

歸納專家的意見，將有氧運動的強度歸納如下：

表1有氧運動的強度分類表

運動強度攝氧量心率代謝方式呼吸情況

大70%-80%VO2max>150(次/min)有氧/無氧困難

最高心率的80%-90%

中50%-60%VO2max120-150(次/min)有氧輕松交談

最高心率的65%-75%

小40%VO2max左右<120(次/min)有氧容易

最高心率的60%左右

（二）有氧運動時間

運動持續時間與運動強度相互影響，增加強度則運動時間會減短， 反之， 負荷減輕時則可以持續運動更久[11]。

三、有氧運動與心肺功能的關系

有氧運動是在有氧代謝狀態下，長時間進行運動，使得心（血液循環系統）、肺（呼吸系統）得到充分的有效刺激，提高心肺功能，從而讓全身各組織、器官得到良好的氧氣和營養供應，維持最佳的功能狀況。人體的大部分器官都有較大的儲備能力，儲備能力的降低在靜息狀態下不易表現出來。我們在進行有氧運動時，呼吸機制提供的氧氣保障了身體能量的補給。氧氣經由肺部到達心臟，而后隨血液流動到全身各個部位。這一過程能夠使心肌力量在一次次的收縮和擴張中得到加強，心臟的功能也隨之加強；同時，運動中呼吸頻率的增加以及呼吸深度的提高，使肺部吸氧功能得到加強，肺循環水平得到提高，則人體的心肺功能也就得到相應提高[11]。因此，有氧運動被認為是一種以提高人體耐力素質，增強心肺功能為目的體育運動，很多時候也被用作減輕體重。

四、有氧運動對心肺功能的影響研究進展

上世紀80年代，對于普通人群的鍛煉負荷強度的研究也提出了一些結論，國內外提出了運動負荷有效價值理論，認為脈搏在120-140次/分之內稱為有效價值范圍理論，在這個范圍內，心搏量和心輸出量是最大的[10]。齊玉剛等通過超聲心動圖對功率自行車運動模型中最大每搏輸出量、每分輸出量的研究，提出普通男子大學生適宜的運動負荷強度為最大心率的51％-88％之間，此范圍是在最大攝氧量的34％-70％[24]。芬蘭科學家J.Karvonen提出了用心率儲備的百分數來表示運動強度，即心率儲備=最大心率-最低心率（晨脈），靶心率=最低心率+（目標百分比*心率儲備）[11][12]。美國運動醫學會建議成人使用下列運動強度的運動能提高心肺功能：60-90％的年齡預計最大心率，50 - 85％的最大攝氧量，或50-85％的心率儲備[9][27]。

目前，針對運動員訓練的負荷強度研究較多，主要有以下幾種結論：Laursen等[13]建議耐力運動員在次強度下進行訓練，其心肺功能即可獲得最大的生理適應。而Billat等[14]認為優秀的耐力運動員進行短期大強度訓練最大攝氧量顯著增加。還有結果顯示耐力訓練初期訓練強度在40%-50%最大攝氧量即可導致個人最大攝氧量迅速增加[15]。但Swain等[20]認為低強度訓練能提高最大攝氧量，主要取決于個人起始最大攝氧量。Mac Dougall等[16]認為訓練強度70%最大攝氧量能夠最佳提高最大攝氧量，其原因是在這個強度下能夠對心肌產生最適宜的刺激。但是對于接近或達到最大攝氧量強度是否是一個最佳的訓練方案仍需要進一步證實[17]。

所以，健康又科學的有氧健身鍛煉對提高人體心肺功能是極其有益的。目前，國內外利用科學的運動生理學方法和手段，對學生健身運動進行實時監測和評測的研究還比較少。因而，利用心肺功能運動試驗，通過對學生有氧運動時生理生化指標的動態監測，尋找學生有氧健身運動的適宜負荷，使研究結果更具有實用價值。

參考文獻：

[1] 徐堅，劉立清，韓飛.中美兩國學校體質健康研究現狀的比較[J].2005(4):86-88.

[2] 姜志明，吳昊.中日大學生體質與健康測試標準的比較研究[J].上海體育學院學報，2003(5):110-113.

[3] 北京市體育局.實施《全民健身計劃綱要》推動群眾體育全面、協調、可持續發展[A].第二屆全民健身科學大會論文摘要集[C].2010.5.

[4] 教育部2002年學生體質健康監測結果公告.中華人民共和國教育部.2003.11.

[5] 教育部2004年學生體質健康監測結果公告.中華人民共和國教育部.2006.9.

[6] 2006年第二次國民體質監測報告.中華人民共和國教育部國家體育總局.2006.9.

[7] 王一鵬.科學健身首選有氧運動[N].人民日報/體育新聞/2006年//4月//l5日/第007版.

[8] 阿芳.有氧運動的特點與方法[N].福建衛生報/2004年/12月/23日/第003版.

[9] 李秀麗.有氧運動健身的生物學分析[J].北京體育大學學報.2003(06).

[10] 阮立本.對體育課運動負荷有效價值閾的幾點看法[J].1981.

[11] 齊玉剛，高飛等.大學生適宜運動負荷強度的實驗研究[J].天津科技大學學報.2004.19(4):47-50.

[12] 馮連世，馮美云，馮煒權.運動訓練的生理生化監控方法[M].北京:人民體育出版社.2006.

[13] Laursen PB， Jenkins DJ. The scientific basis of high-intensity interval training: optimizing training programmes and maximising performance in highly trained athletes. Sports Med. 2002;32:53-73.

[14] Billat V， Demarle A， Paiva M， et al. Effect of training on the physiological factors of performance in elite marathon runners. Int J Sports Med.2002;23:336-341.

[15] Ingham SA， Carter H， Whyte GP， Doust JH. Comparison of the oxygen uptake kinetics of club and olympic champion rowers. Med Sci Sports Exerc 2007;39(5):865-871.

[16] Swain DP， Franklin BA. VO2 reserve and the minimal intensity for improving cardiorespiratory fitness. Med Sci Sports Exerc 2002;34:152-157.

[17] MacDougall D， Sale D. Continuous vs interval training: a review for the athlete and the coach. Can J Appl Sport Sci 1981;6:93-97.