體力活動與初中生心肺功能的關聯性研究

王福杰,楊春華

(隴東學院體育學院，甘肅 慶陽 745000)

《中共中央國務院關于加強青少年體育增強青少年體質的意見》中指出：改革開放以來，我國青少年體育事業蓬勃發展，學校體育工作取得很大成績，青少年營養水平和形態發育水平不斷提高，極大地提升了全民健康素質。但是，必須清醒地看到，一方面由于片面追求升學率的影響，社會和學校存在重智育、輕體育的傾向，學生課業負擔過重，休息和鍛煉時間嚴重不足；另一方面由于體育設施和條件不足，學生體育課和體育活動難以保證。近期體質健康監測表明：青少年耐力、力量、速度等體能指標持續下降，視力不良率居高不下，城市超重和肥胖青少年的比例明顯增加，部分農村青少年營養狀況亟待改善。這些問題如不切實加以解決，將嚴重影響青少年的健康成長，乃至影響國家和民族的未來[1]。我國學生體質健康調研表明,中學生體力活動水平下降是導致其身體機能素質停滯下降的主要原因[2]。

1 研究對象

慶陽市第四中學、第六中學初中在校學生共193人，男生100人，女生90人。測試對象要求能進行正常活動、發育健全、身體健康并無明顯生理缺陷。

2 研究方法

2.1 一般形態指標測量：

身高、體重測量：測試儀器為健民牌GMCS-Ⅱ系列身高體重測試儀(北京鑫東華騰體育器械有限公司生產)，身高精確度為0.1 cm，體重精確到0.1 kg。采用常規體質測量方法測試受試者身高、體重。

2.2 體力活動水平測定

受試者通過培訓、講解，填寫7天體力活動和日常生活習慣問卷調查。

2.3 加速度傳感器測定

使用 Actigraph GT3X傳感器以及ActiLife 5軟件(ActiLife Desktop Client.U.S.A.),設定數據采樣間隔為60秒。佩戴七天后回收儀器，將儀器連接軟件，輸入儀器佩戴者的基本信息，下載儀器記錄的原始數據。記錄每天體力活動能耗(PAEE)、METs、輕強度體力活動時間(LPA)、中等強度體力活動時間(MPA)、高強度體力活動時間(VPA)。

2.4 心肺功能測試

使用指壓法測受試者安靜時心率，使用尤西姆學生體質健康測試儀測試學生的肺活量。采用20米節奏往返跑推算最大攝氧量，公式：Vo2max=31.025+3.238 V max-3.248A+0.1536·A·V max。

2.5 數據處理

所有數據均采用SPSS17.0統計軟件進行處理，進行測試結果分析和測試結果的相關性分析。測試結果均以“平均數±標準差”表示，年級間樣本做顯著性檢驗，以P<0.05具有顯著性的差異，以P<0.01具有非常顯著性的差異。體力活動水平與心肺機能兩樣本間相關性用Pearson相關分析(r值)。以P<0.05作為相關具有顯著性的水平，以P<0.01作為相關具有非常顯著性的水平。

3 實驗結果

3.1 初中學生身體形態測試結果(見表1)

表1 不同年級、性別身體形態測試結果

3.2 初中學生日常體力活動測試結果(見表2)

表2 初中生體力活動測試結果

注：* 表示男女組間顯著性差異(P<0.05),**(P<0.01)

3.3 初中學生心肺機能測試結果(見表3)

表3 初中學生心肺機能指標統計結果

注：* 表示男女組間顯著性差異(P<0.05),** (P<0.01)

表3數據可知，初中學生安靜心率、肺活量、最大攝氧量處在正常范圍之內，男、女生肺活量和最大攝氧量有差異，每公斤體重肺活量有非常明顯的差異。

3.4 初中學生心肺機能與體力活動相關分析(見表4、表5)

表4數據可知，男生各組之間均有顯著性差異，男生肺活量優良組與不及格組的BMI、靜坐時間、中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異。男生肺活量優良組與及格組靜坐時間沒有差異，BMI、中等以上體力活動時間有差異。男生肺活量及格組與不及格組每公斤體重體力活動能耗有顯著差異，BMI、靜坐時間、中等以上體力活動時間有差異。

表4 初中男學生肺活量與體力活動顯著性檢驗

注* 表示及格組與不及格組間顯著性差異(P<0.05),** (P<0.01)，# 表示優良組與不及格者間顯著性差異(P<0.05),## (P<0.01)，& 表示優良組與及格組間顯著性差異(P<0.05),&& (P<0.01)

表5數據可知，女生肺活量優良組與不及格組BMI、靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異，中等以上體力活動時間有差異。女生肺活量優良組與及格組BMI有顯著差異，靜坐時間有差異，其它兩項無差異。女生肺活量及格組與不及格組BMI有非常明顯的差異，靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗有差異，中等以上體力活動時間無差異。

3.5 初中學生靜坐時間與心肺機能指標相關分析(見表6)

表5 初中女學生肺活量與體力活動顯著性檢驗

注* 表示及格組與不及格組間顯著性差異(P<0.05),** (P<0.01)，# 表示優良組與不及格者間顯著性差異(P<0.05),## (P<0.01)，& 表示優良組與及格組間顯著性差異(P<0.05),&& (P<0.01)

表6數據可知，男、女學生靜坐時間與BMI非常顯著的相關，與安靜心率無相關，與肺活量成非常顯著的負相關，與最大攝氧量成顯著負相關。

3.6 初中學生最大攝氧量與體力活動相關分析(見表7)

表6 初中學生靜坐時間與心肺機能指標相關系數

表7數據可知，男、女學生最大攝氧量與BMI成非常顯著的負相關。男、女學生最大攝氧量與中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均成非常顯著的相關，女生最大攝氧量與體力活動能耗成非常顯著相關，男生最大攝氧量與體力活動能耗顯著相關。

表7 初中學生最大攝氧量與體力活動相關系數

4 討論

4.1 體力活動對身體健康的重要性

隨著研究的不斷深入，人們逐漸意識到青少年體質不是成年人體質的簡單縮影，青少年生長發育的過程決定了青少年體質研究的獨特性。體力活動對青少年體質與健康的研究雖然是成年人體質研究的延續，但由于青少年生長發育和青春期的影響，青少年個體差異大、體力活動不規律、各種慢性疾病發病率低，運動干預對健康直接效應不明顯等諸多因素的影響，使青少年體質研究比成年人更加復雜。隨著體力活動量和活動強度的增大，健康收益也將增加，體力活動的項目應該令人愉悅、多樣化、適合個體的體質狀況[3]。青少年每天至少參加1小時中等強度的體力活動是各國基本認可的作為推薦青少年體力活動的基礎值。美國衛生與公共服務部正式向美國國民發布《2008 美國體力活動指南》，這是美國聯邦政府迄今發布的第一部有關體力活動的全方位指導手冊，與以前指南不同在于，建議青少年每周至少3天參與大強度的體力活動[4]。體力活動指南中多元化健康體適能目標的促進方案已日漸清晰，但相關的量化研究卻剛剛起步。隨著研究的進一步深人，針對青少年成年后可能的“健康問題”的體力活動方案和健康收益的大小等量化關系的研究，將成為今后關注的焦點。

本研究結果如表2顯示，初中各年級體力活動水平存在顯著的性別差異，靜坐時間女生要多于男生，中等以上體力活動時間、總體力活動量、體力活動能耗、每公斤體力活動能耗男生都大于女生。在三個年級之間各組體力活動水平不同，其中靜坐時間最短、中等以上體力活動時間最長、總體力活動量最大、體力活動能耗和每公斤體力活動能耗最多的都是初中二年級男女生。也就說明初中二年級男女學生的體力活動水平最高。初中三年級體力活動水平最低。各年級組中等以上體力活動時間普遍都低于60分鐘，均未達到國際推薦的水平，以初中三年級最少。性別也是體力活動模式的影響因素,男生的體力活動較女生活躍，在初中三年級時期,中等以上體力活動時間明顯下降,可能與學習壓力增大、放棄體育課、業余體育活動等原因有關。靜態活動是身體移動很少的，消耗的能量接近于靜息代謝率的一類活動。學生的靜態活動包括學習時間和閑暇時間靜態活動，本研究調查結果顯示靜態活動時間長,則體力活動水平相對較差。

4.2 心肺功能對身體健康的影響

心肺機能是健康與體質評價的重要內容。國內外運動醫學的大量研究證明，人體心肺功能水平與健康狀況和運動能力密切相關。所以，心肺功能水平的優劣是反映機體體能水平高低的重要標志，因此檢測和評價人體運動心肺功能是反映人體健康的重要方法。20米往返跑測驗因其操作方法簡便、易于實施與控制,有較高的效度和可靠性,目前已成為歐洲各國、美國、加拿大和日本等許多國家采用的主要心肺機能評價方法之一[5]。評定有氧工作能力最直接而有效的指標為最大攝氧量(VO2mxa),最大攝氧量在評定人體的心肺功能和健康狀況中具有非常重要的意義。因為它是反映和評定人體在極量負荷時心肺功能水平高低的一個主要指標，也是評定人體有氧工作能力的重要指標之一[6]。最大攝氧量是在心肺功能和全身各器官,系統充分動員的條件下,單位時間內機體吸收和利用的氧容量,它的意義在于反映人體最大有氧代謝能力,反映心肺功能的轉運能力和肌肉對氧的吸收和利用能力。雖然最大攝氧量較多受遺傳因素的影響，但是通過運動訓練也可以得到一定的提高[7]。國內外已有許多研究驗證了該方法預測最大吸氧量的有效性和可靠性,包括不同的國家,不同的海拔高度和不同的性別和年齡。本研究如表3、4、5、7所示，初中學生安靜心率、肺活量、最大攝氧量處在正常范圍之內，男生的數值高于女生。男、女生肺活量和最大攝氧量有差異，每公斤體重肺活量有非常明顯的差異，如上表所示，三個年級的男女學生肺活量都是高年級最多，低年級最少，這是受年齡和體重影響的正常現象。三個年級的安靜心率基本在80次/分，初二男生(85.46±13.37次/分)最高，初三男生(77.5±8.6次/分)最少。最大攝氧量男生基本是(40 ml kg min)，女生(38ml kg min)，以初二年級男生(42.88±4.45 ml kg min)最高，初三年級女生(37.01±3.4 ml kg min)最低。

4.3 體力活動水平與心肺功能的關聯性

兒童青少年的體力活動與心肺健康之間確實存在關系，且無論青春期前，還是在青春期中，通過體育鍛煉都能促進其心肺健康，耐力訓練可使最大攝氧量提高5 %～15 %。最常見的方式是有氧運動，如跑步、騎自行車、器械鍛煉、爬樓梯、打籃球和快步走等。但由于研究過程的差異性，對于到底多少量的體力活動能促進心肺健康還沒有公認的數據[8-9]。

本研究如表6所示：體力活動水平高的組別肺活量也處于相對較高的水平；男生各組之間均有顯著性差異，男生肺活量優良組與不及格組BMI、靜坐時間、中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異。男生肺活量優良組與及格組靜坐時間沒有差異，中等以上體力活動時間、BMI有差異。男生肺活量及格組與不及格組各項均有差異。女生肺活量優良組與不及格組BMI、靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗均有非常顯著的差異，中等以上體力活動時間有差異。女生肺活量優良組與及格組只有BMI有顯著差異，其他各項無差異。女生肺活量及格組與不及格組BMI有非常明顯的差異，靜坐時間、每公斤體重體力活動能耗有差異，中等以上體力活動時間無差異。本研究表7顯示，男學生最大攝氧量與BMI指數、中等以上體力活動時間、每公斤體重體力活動能耗均成非常顯著的相關(r=-0.527**;r=0.584**;r=0.718**)，男生最大攝氧量與每天體力活動能耗顯著相關(r=0.230*)。女學生最大攝氧量與BMI指數、中等以上體力活動時間、每天體力活動能耗、每公斤體重體力活動能耗均成非常顯著的相關(r=-.468**;r=.608**;r=.424**;r=.713**)。總體上，本研究通過對初中學生體力活動水平與心肺機能的測試，其結果顯示，體力活動水平高的組別最大攝氧量、肺活量也處于相對較高的水平；靜坐時間與最大攝氧量、肺活量成負相關；中等以上體力活動時間長的組別最大攝氧量和肺活量處于相對較高的水平。各年級組中等以上體力活動時間不足現象普遍均未達到國際推薦的水平，超重、肥胖的檢出率與閑暇靜態活動時間有關。同時表明中等以上體力活動時間和能量消耗與體質健康存在量效關系，增加中等強度及大強度的體力活動能夠提高青少年體質。本研究結果也顯示中等以上體力活動時間和能耗與心肺功能相關。

5 結論與建議

5.1 結論

初中學生靜坐時間過長，中等以上體力活動時間不足，尤其以初中三年級最為嚴重。男生體力活動水平顯著高于女生體力活動水平，提示提高女生體力活動水平對初中女學生更為重要。體力活動能耗水平顯著影響最大攝氧量和肺活量水平，提示提高體力活動水平可以有效改善初中學生的心肺機能。體力活動水平與安靜心率無相關性，提示青少年體力活動水平尚未影響到安靜心率。

5.2 建議

學校的健康教育要重視加強學生對運動重要性的認識,鼓勵中學生養成熱愛體育鍛煉的良好生活習慣,幫助學生選擇適宜的體育鍛煉，并注意保證學生在學校活動期間每天的體育鍛煉時間，盡量減少學生的靜坐時間。對于初中三年級學生，學校的體育課被占用或被擠掉，學生的精力集中在頻繁的考試上，是學生的體質健康水平下降的重要影響因素。為了孩子的健康成長，積極響應中國的發展觀，必須保證孩子足夠的體力活動時間，以保證其正常的生長發育。