運(yùn)動訓(xùn)練中心率、血乳酸監(jiān)控及方法

李育娟 弓敏敏

中圖分類號：G804.2? ?文獻(xiàn)標(biāo)識：A? ? ?文章編號：1009-9328（2022）03-249-02

摘? 要? 本文運(yùn)用文獻(xiàn)綜述法，對心率和血乳酸屬于運(yùn)動訓(xùn)練的生理生化監(jiān)控指標(biāo)和方法和對運(yùn)動訓(xùn)練中心率和血乳酸進(jìn)行了解和綜述，分別對心率和血乳酸的檢測研究進(jìn)展及其在運(yùn)動訓(xùn)練中的檢測方法進(jìn)行分析，旨在為開展運(yùn)動訓(xùn)練測量監(jiān)控指標(biāo)提供借鑒，以方便分析運(yùn)動訓(xùn)練項目中運(yùn)動員的生理生化指標(biāo)的差異性，指導(dǎo)運(yùn)動訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞? 運(yùn)動訓(xùn)練? 生理生化監(jiān)控? 心率? 血乳酸

一、運(yùn)動訓(xùn)練生理生化監(jiān)控簡述

國外早在19世紀(jì)就對運(yùn)動訓(xùn)練中監(jiān)控身體機(jī)能狀況運(yùn)用了生物化學(xué)和生物學(xué)檢測。隨著時間的不斷推移，對人體各大功能系統(tǒng)的認(rèn)識也不斷清楚。20世紀(jì)50年代，對血乳酸在運(yùn)動過程中的認(rèn)識也逐漸清楚，在遞增負(fù)荷運(yùn)動中血乳酸的變化與無氧閾的關(guān)系及應(yīng)用、不同負(fù)荷強(qiáng)度運(yùn)動下血乳酸變化與運(yùn)動恢復(fù)的特點等研究不斷深入。20世紀(jì)70年代，國外對訓(xùn)練方法的生理生化研究不斷得到發(fā)展。Hermansen（1971）發(fā)現(xiàn)不同的間歇跑強(qiáng)度和時間對恢復(fù)期ATP、CP濃度有不同的影響。到20世紀(jì)80、90年代，有人用肌肉活檢法來測量運(yùn)動過程中肌肉ATP、CP、肌肉乳酸、PH等指標(biāo)的變化。

隨著競技體育的不斷發(fā)展和體育科研的步入，當(dāng)時我國有大量體育科研人員投身于運(yùn)動實踐第一線，開展各項科研和服務(wù)工作。在上世紀(jì)50年代，我國體育科研團(tuán)隊就從事各項相關(guān)試驗，如哈佛臺階實驗（Harvard Step Test）、聯(lián)合機(jī)能實驗（Combined Funtion Test）和血乳酸、尿蛋白、血紅蛋白、尿潛血等生理生化指標(biāo)進(jìn)行評定，為體育科研助力，為運(yùn)動訓(xùn)練生理生化監(jiān)控助力，為運(yùn)動訓(xùn)練提高科學(xué)依據(jù)。在這期間，我國各省、體育科研團(tuán)隊、訓(xùn)練隊和國家隊等都對運(yùn)動員身體機(jī)能評定進(jìn)行了廣泛和深入研究。再到上世紀(jì)80年代，運(yùn)動訓(xùn)練生理生化監(jiān)控到達(dá)一個研究高潮，我國各個科研團(tuán)隊都對運(yùn)動員的身體評價的研究非常重視，直至對該領(lǐng)域的研究成為我國體育科研的一個重點領(lǐng)域。研究科研工作者馮連世、馮煒權(quán)、馮美云等學(xué)者的研究為主。查閱這些學(xué)者的文獻(xiàn)可見這些學(xué)者將運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控的生理生化研究集中于開展運(yùn)動員的身體機(jī)能評定工作，是運(yùn)動訓(xùn)練生理生化監(jiān)控有了一個比較完整的系統(tǒng)。

運(yùn)動訓(xùn)練的生理生化監(jiān)控主要包括訓(xùn)練負(fù)荷的監(jiān)控和對訓(xùn)練方法的監(jiān)控，其中會運(yùn)動訓(xùn)練負(fù)荷的監(jiān)控又可以分為負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量度的監(jiān)控。目前常用的訓(xùn)練監(jiān)控的生理生化指標(biāo)包括心率、血乳酸、血氨、血清CK、血紅蛋白、血清睪酮、尿蛋白、血尿素、尿酮體、無氧功率、最大攝氧量、無氧閾等。這些運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控的生理生化指標(biāo)，在運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控中起著不同的監(jiān)控目的作用和功能，它們主要是來源于人體功能器官和運(yùn)動供能產(chǎn)物。下面將對心率和血乳酸在運(yùn)動訓(xùn)練中的監(jiān)控進(jìn)行簡單簡述，探討心率和血乳酸這兩個生理生化監(jiān)控指標(biāo)在運(yùn)動訓(xùn)練中有何相關(guān)性，方便在運(yùn)動訓(xùn)練中實施監(jiān)控與評測。

二、心率（Heart Rate，HR）

心率是指正常人安靜狀態(tài)下每分鐘心跳的次數(shù)，也叫安靜心率，一般為60～100次/分，可因年齡、性別或其他生理因素產(chǎn)生個體差異。心率監(jiān)測與其他監(jiān)控指標(biāo)相比具有無創(chuàng)、易于監(jiān)測、易于分析等良好特征，且該指標(biāo)一定條件下能夠較好反映運(yùn)動強(qiáng)度、疲勞程度等信息，長期以來一直是教練員或運(yùn)動員簡單評估運(yùn)動強(qiáng)度等信息的重要指標(biāo)。

（一）心率監(jiān)控科學(xué)化的演進(jìn)

再幾個世紀(jì)里，心率監(jiān)測數(shù)據(jù)曾經(jīng)主要依靠將耳朵置于病人胸部來獲取，直到200多年以前法國醫(yī)師雷奈克（Rene Laennec）發(fā)明了聽診器，人們對心率的更加精確測量才得以實現(xiàn)。20世紀(jì)初期，荷蘭生理學(xué)家威廉·艾因特霍芬（Willem Einthoven）發(fā)明了心電描記儀，并利用該設(shè)備發(fā)現(xiàn)了心臟的電特征進(jìn)而被譽(yù)為“心電圖之父”，并于1924年獲得了諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。從此，人們除了能夠準(zhǔn)確獲得心率數(shù)據(jù)之外，對發(fā)生在心臟內(nèi)部電活動變化的精確描述也成為了可能。在心電描記儀發(fā)明后的不久，便攜式霍爾特動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀（Holter-monitor）又被發(fā)明出來，利用該設(shè)備可實現(xiàn)個體心電的24h不間斷記錄。然而，由于霍爾特動態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀的體積相對較大且線路較多，該設(shè)備不適用于對運(yùn)動過程中心率及心電的監(jiān)測。20世紀(jì)80年代，第一臺無線心率監(jiān)測設(shè)備被發(fā)明，它由一個發(fā)射裝置及一個接收裝置構(gòu)成，發(fā)射裝置貼于胸部，接收裝置則像手表一樣佩帶于手腕。該無線設(shè)備發(fā)明之后，將心率監(jiān)測應(yīng)用于運(yùn)動員訓(xùn)練監(jiān)控的實例逐漸增多。

在當(dāng)今高速發(fā)展的社會，各式各樣的日常監(jiān)控心率的運(yùn)動手表出現(xiàn)，方便了人們?nèi)粘Ｉ钪械男穆蕶z測，但心率手環(huán)和心率表安靜情況下是準(zhǔn)確的但在運(yùn)動中就不準(zhǔn)確（產(chǎn)生特別明顯誤差）。相對于目前運(yùn)動中常用的心率檢測設(shè)備心率帶來說，心率帶偵測心臟里的電流活動，和心電圖機(jī)器原理相同。心率高低是由心臟竇房結(jié)細(xì)胞來管理的，我們稱為“竇性心律”。心率帶上的電機(jī)會記錄每一次心跳所產(chǎn)生的電流信號。光電心率感受器發(fā)出綠光，血紅素吸收綠光，綠光穿透皮膚到達(dá)血管被血紅素吸收，沒被吸收的反射回來，被感應(yīng)器發(fā)現(xiàn)，當(dāng)心臟收縮時血液中血紅素密度升高，吸收的綠光較多，偵測較少;當(dāng)放松時，感應(yīng)器就會偵測到更過綠光。通過藍(lán)光的多和少就檢測到了心率。

（二）心率監(jiān)控的方法

在運(yùn)動訓(xùn)練中，對心率的監(jiān)控，常常是對心率的晨脈、安靜心率（運(yùn)動前）、運(yùn)動心率（運(yùn)動后即刻心率）、最大心率、恢復(fù)心率（運(yùn)動后在一定時間內(nèi)心率的恢復(fù)值）及心率儲備等指標(biāo)。目前運(yùn)動訓(xùn)練普遍使用心率帶隊運(yùn)動員進(jìn)行心率檢測，在日常中可以檢測晚不動脈、頸動脈等傳統(tǒng)檢測法，監(jiān)控每一分鐘心率情況，多次取平均值，目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以佩戴運(yùn)動手表檢測，在可以使用運(yùn)動手表的情況下使用。

1.晨脈、安靜心率和最低心率（HRrest）。晨脈（基礎(chǔ)心率）是指醒后未下床前安靜狀態(tài)下的計數(shù)的脈搏數(shù)，安靜心率基礎(chǔ)值一般指起床后未進(jìn)行活動時測定的脈搏數(shù)，兩者之間存在2～5b/min的差別。最低心率（HRrest）是指運(yùn)動員在賽后調(diào)整期的最低心率。

對基礎(chǔ)心率的研究中有對運(yùn)動員基礎(chǔ)心率的應(yīng)用案例，運(yùn)動員早起的基礎(chǔ)心率可以表達(dá)運(yùn)動員的運(yùn)動的負(fù)荷適宜的程度，可以根據(jù)運(yùn)動員的基礎(chǔ)心率來調(diào)整運(yùn)動員的訓(xùn)練負(fù)荷。并且可以通過長時間的連續(xù)測試運(yùn)動員正常起床的基礎(chǔ)心率，可得到一個心率的變量，同時可以依據(jù)這個變量來作為運(yùn)動員訓(xùn)練時的心率參數(shù)。在運(yùn)動后睡眠休息起床時的晨脈升高5bpmin以上而且達(dá)到三天，這可以說明運(yùn)動員疲勞了，且運(yùn)動訓(xùn)練后的恢復(fù)不夠;如果升高10bpmin以上，這可以說明運(yùn)動員不僅非常疲勞且未恢復(fù)還能伴隨疾病。不同的運(yùn)動員的基礎(chǔ)心率不同，應(yīng)該區(qū)別對待每一位運(yùn)動員，根基基礎(chǔ)心率的變化安排訓(xùn)練負(fù)荷和制定訓(xùn)練計劃。

不同的人在安靜時的心率差異很大我國成人每分鐘75次左右生理變動范圍在60～100次/分，美國心臟學(xué)會報告心率范圍在50～100次/分;安靜狀態(tài)的平均心率男子約為78次/分，女子約為84次/分。在一般情況下，女子比男子快5～10次/分。

2.最大心率（HRmax）和心率儲備（HRreserve）。不同的人群最大心率不同，沒有經(jīng)過訓(xùn)練的 運(yùn)動員最大心率在190b/min～210b/min，在經(jīng)過高水平的訓(xùn)練后的運(yùn)動員，高水平訓(xùn)練后可以降低最大心率，這就是在實踐中常見的哪些有過訓(xùn)練經(jīng)驗的運(yùn)動員的最大心率比沒有經(jīng)過訓(xùn)練的運(yùn)動員訓(xùn)練低的原因。最大心率測試最佳時間在全面熱身后大強(qiáng)度運(yùn)動的25s左右出現(xiàn)，此時段可測心率最高值。在平時運(yùn)動中，沒有一定設(shè)備測試運(yùn)動員最大心率，就利用公式（HRmax=220-年齡）來推算最大心率，該公式得到一定認(rèn)可，算出的值只是一個預(yù)估值，并不準(zhǔn)確，卻也有一定作用，在最大心率左右的值，預(yù)判運(yùn)動的程度。

心率儲備（HRresrve）是指最大心率（HRmax）與最低心率（HRrest）之間的差值（HRresrve=HRmax-HRrest）。

3.血乳酸（Blood lactate，Bla）。乳酸是一種羥基酸，是在供養(yǎng)不足時從糖酵解途徑生成的丙酮酸轉(zhuǎn)變而來。人體各組織乳酸生成量由所處環(huán)境和活動的強(qiáng)度來決定的。安靜狀態(tài)下，肌肉代謝率低，以脂肪氧化為主，乳酸生成較少，骨骼肌乳酸濃度約為1mmol/kg，且血乳酸濃度保持在1～2mmol/kg。運(yùn)動時，骨骼肌是產(chǎn)生乳酸的主要場所。血乳酸是訓(xùn)練監(jiān)控中訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度評價指標(biāo)。通過測定訓(xùn)練后血乳酸指標(biāo)的變化能夠很好的區(qū)分有氧訓(xùn)練和無氧訓(xùn)練，并且血乳酸的升高與訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度的增加呈正相關(guān)關(guān)系。

乳酸的測試方法根據(jù)測試目的因人而異，但基本原理是一樣的，即先給受試者一個或者一組運(yùn)動刺激，然后取血觀察血乳酸濃度的變化情況。取血部位一般在耳垂、指尖或者靜脈，同一實驗應(yīng)該取血部位相同，所用藥品和實驗儀器也應(yīng)該相同。采耳血時應(yīng)該先對耳熱敷或者使用血管擴(kuò)張劑，使耳血動脈化。采血時間以能獲得運(yùn)動后的最高值為原則，一般在運(yùn)動后的3～5分鐘取血。但是由于血乳酸峰值出現(xiàn)時間與運(yùn)動強(qiáng)度大小、運(yùn)動時間長短、運(yùn)動方式選擇有密切關(guān)系，因此，采血時間最好在運(yùn)動后的1、3、5、7、9分鐘，通過多級采血選擇峰值。血乳酸的測試因場所不同分為現(xiàn)場測試和實驗室測試兩種方法。

三、運(yùn)動訓(xùn)練生理生化監(jiān)控總結(jié)

（一）運(yùn)動訓(xùn)練生理生化監(jiān)控作用

生理生化測定是運(yùn)動員機(jī)能狀態(tài)監(jiān)控研究的重要方法。對運(yùn)動員的運(yùn)動訓(xùn)練、運(yùn)動技能的提高有著重要的作用。教練員應(yīng)該重視對運(yùn)動員進(jìn)行生理生化監(jiān)控，從監(jiān)控中獲得運(yùn)動員的資料，了解運(yùn)動員的身體狀況和體質(zhì)體能，根據(jù)這些信息制定合適的訓(xùn)練計劃，使運(yùn)動員的訓(xùn)練更加科學(xué)化，促使運(yùn)動員的競技能力快速提升。

（二）心率與血乳酸的相關(guān)性

血乳酸的變化與運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控的多項指標(biāo)都具有一定的相關(guān)性。比如血乳酸的變化與心率成一定的相關(guān)性。不同的項目利用心率與血乳酸濃度變化的相關(guān)性，可以準(zhǔn)確地監(jiān)控運(yùn)動員的訓(xùn)練負(fù)荷。

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