相同的心率區間內不同運動方式的能量及底物消耗特點

陳海崎

（北京體育大學，北京 100084）

Me-Mover 立式訓練車是丹麥人研發的一款新型訓練設備，它一改以往自行車及跑步機的工作特點，采用站立式騎行方式，通過下肢抬壓的方式提供動力，豐富了人體運動的形式，為運動訓練增添了新的活力。眾多的研究表明性別不同的Me-Mover 立式訓練車受試者在能量消耗及底物消耗特點上有顯著性差異。在低強度的運動中，女性脂肪氧化供能比例較高，而男性則是糖氧化供能比例較高。在遞進負荷至力竭的運動中，男性表現出了更快轉向糖供能的趨勢。在不同的運動方式下，機體會表現出不同的能量及底物消耗特點。另有研究表明，不同的運動強度和運動方式在糖消耗供能及脂肪消耗供能特點上具有明顯的差異，而心血管系統的指標則未見顯著性差異。例如，對比跑步機和功率自行車兩種不同的運動方式發現，受試者在總能耗、底物消耗特點、最大攝氧量及血乳酸產量上均具有明顯差異。

1 實驗對象與方法

1.1 實驗對象

北京體育大學18 名在校學科生。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗儀器

采用Cosmed 氣體分析儀對實驗中的氣體成分進行采集和分析，使用GARMN 心率表監控受試者在運動過程中的實時心率狀況。

1.2.2 實驗方案

將受試者隨機分為A、B 兩組，每組9 人。測試分兩次：第一次，A 組受試者先進行跑步機測試，B 組受試者進行Me-Mover 立式訓練車測試，兩組分別進行10 分鐘相同心率強度的有氧運動；第二次兩組調換（見表1）。兩次測試需間隔一周，以避免第一次測試對第二次測試的結果造成影響。

表1 測試分組情況

2 結果與分析

2.1 受試者基本信息

18 位受試者身體無訓練障礙，無高血壓或先天性疾病、代謝疾病，未經過系統的抗阻訓練。近期（一周）無大強度運動，能進行中等強度的有氧訓練。

2.2 實驗結果

實現發現，受試者在兩種不同的運動方式下運動10 分鐘所消耗的總能量幾乎一樣，兩種運動方式總耗能的平均值分別是97.17kcal 和100.06kcal。這說明在相同心率區間、相同時間內，只調換兩種運動方式的先后，受試者所消耗的總能量不存在明顯差異。通過對比脂肪消耗量以及糖的消耗量發現，使用Me-Mover 立式訓練車進行運動時，機體會調動更多的糖進行能源的供給，CHO 消耗量均值為13.77mg/min·kg，占整個運動過程供能比例的91%；而脂肪的供能只約占總供能的9%。在使用跑步機進行運動時，脂肪的供能明顯更多，平均脂肪消耗量達約3.04mg/min·kg，明顯高于Me-Mover 立式訓練車的1.29mg/min·kg。在能源供給占比方面，脂肪提供了將近20%的能量輸出。

表2 受試者在相同心率區間內運動10 分鐘各能耗 指標情況

2.3 分析

從實驗結果來看，盡管運動員是在相同的心率區間進行了相同時長的運動，但不同的運動方式導致運動員在底物的消耗上呈現出不一樣的趨勢。在跑步機上進行運動時，全身大部分的肌肉都在參與運動，血液需快速流經全身的肌肉，以及時提供足夠的能源物質并排出代謝廢物，此時單位時間內血流的總需求量較大。即便是進行較低強度的運動，由于全身大量肌肉的同時參與，也會使得單位時間內的回心血量大幅度增加。而在Me-Mover 立式訓練車上進行運動時，上肢僅需握住車把、穩定車身，主要通過下肢循環地抬起-下壓進行運動。整個運動過程以下肢為主導，因此在相同心率區間，僅以下肢為主導的運動方式會達到更高的運動強度。由此可見，使用Me-Mover 立式訓練車運動相比跑步機更傾向于無氧運動。

跑步機是全身主導性的運動，而Me-Mover 立式訓練車是下肢主導的運動，采用站立式的騎行方式，并且在騎行過程中需要使用者通過自身保持車輛平衡，這就加大了人體核心區域在運動過程中的參與，這可能是導致最終的總能耗與跑步機相近的原因。

另有研究發現，在相同的負荷強度下功率自行車所消耗的能量低于跑步機所消耗的能量，這可能是所采用的參考系不一樣的緣故。因為在相同的負荷強度下運動時，運動員的心率區間并不一定在相同的范圍內。

3 結語

不同的運動方式會使機體做出不同的應對策略，在相同的心率區間或是相同的負荷強度下，機體會表現出不同的反應。因此，在體能訓練的實踐中，除負荷和心率以外，也應當考慮運動方式對運動員機體所造成的影響。

本研究僅對比了相同心率區間下跑步機和Me-Mover 立式訓練車的能耗及底物消耗特點，后續研究應當選用更多不同的運動方式，在不同的負荷標準及不同的強度下進行對比實驗，豐富相關的運動訓練理論。