高校学生心肺功能特征及各指标间的相关性研究

2011-10-25曹峰锐

运动 2011年13期

关键词：氧量脉搏心肺

朱威，曹峰锐

（太原理工大学体育学院，山西太原 030024）

实验与调查

高校学生心肺功能特征及各指标间的相关性研究

朱威，曹峰锐

（太原理工大学体育学院，山西太原 030024）

目的：通过直接测试法对高校学生心肺功能特征及各指标间的相关性进行研究。方法：以太原理工大学非体育专业在读大二学生男女各22名为研究对象。运用意大利科时迈（COSMED）公司生产的quarkb2型运动心肺功能测试系统测得受试对象的最大摄氧量（VO2max）、AT时最大摄氧量、最大摄氧量平台（VO2maxPD）、肺通气量、最大心率、呼吸商、氧脉搏和氧通气量等指标。运用SPSS11.0 统计软件进行数据处理，采用Pearson相关性分析法，男女指标间性别差异采用独立样本T检验进行数据对比。

心肺功能；有氧耐力；特征；相关性

1 研究对象

太原理工大学非体育专业在读大二学生44名，其中男女各22名，具体情况见表1。受试者身体健康，均没有经过系统训练，经本人同意，愿意配合。

2 研究方法

2.1 文献资料法

笔者在期刊网上和图书馆查阅了国内外相关的文献资料和书籍，为本文的研究提供理论依据。

2.2 实验室测试法

2.2.1 测试仪器意大利科时迈（COSMED）公司生产的quarkb2型运动心肺功能测试仪及与之配套的功率自行车。

2.2.2 测试方法首先将仪器预热45分钟，按照操作说明书对仪器进行常规定标。向受试者说明测试的方法、原理和注意事项。开始时，受试对象在无负荷状态下以50r/min的速度踏车2min作为热身，然后休息5分钟。起始负荷男性为50W，速度50r/min，踏车2 min，以后每隔2min增加15W负荷至力竭；女性为30W，速度30r/min，踏车2 min，以后每隔2min增加15W负荷至力竭，整个测试过程持续12分钟左右。恢复阶段在无负荷状态下继续运动2min。

判断受试者达到最大摄氧量的标准为：（1）继续运动后，摄氧量的差小于150ml/min。（2）呼吸商大于1.10，心率大于180次/min。（3）体力达到力竭，经反复鼓励仍不能保持原有的运动速度。

测试前24h内要求受试者不参加剧烈的体力活动，禁止吸烟，测试在餐后2 ～ 3h后进行。测试时间均安排在下午，所有测试内容在一周内完成。

2.3 测试指标

最大摄氧量、AT、最大摄氧量平台（VO2maxPD）、肺通气量、最大心率、呼吸商、氧脉搏、氧通气量。

2.4 数据处理

运用SPSS11.0 统计软件进行数据处理。测试数据用x±sd来表示，其中x表示平均数，sd表示标准差。数据处理采用Pearson相关性分析，相关系数用r表示，P＜0.05表示两变量相关，P＜0.01表示两变量高度相关。男女差异采用独立样本T检验进行数据对比，显著性水平为P＜0.05，非常显著性水平为P＜0.01。

3 结果

从表2和表3中可以看出，男女间最大摄氧量、无氧阈时最大摄氧量（绝对值）、肺通气量和氧脉搏差异达到了非常地显著性（P＜0.01），呼吸商的差异具有显著性（P＜0.05）。其他指标间的差异不具有显著性（P＞0.05）。

表1 测试对象的基本情况

表2 受试者测试结果统计表

从表4中可以看出各测试指标之间的相关性具有以下特征：（1）最大摄氧量绝对值同无氧阈、肺通气量和氧脉搏有较高的相关性（P＜0.01），特别是与氧脉搏达到了高度的相关性（r=0.987），与达最大摄氧量时心率也有较高的相关性（P＜0.05）；（2）最大摄氧量相对值同无氧阈、肺通气量和氧脉搏也有较高的相关性（P＜0.01）；（3）肺通气量同呼吸商、氧脉搏和氧通气量有高度的相关性（P＜0.01），相关性系数r分别是0.454、0.793和0.401，与心率有较高的相关性（P＜0.05），相关性系数r为0.330；（4）心率与AT时最大摄氧量的绝对值有较高的相关性（P＜0.05），相关性系数r为0.381；（5）呼吸商同氧通气量有高度的相关性（P＜0.01），相关系数为0.414；（6）最大摄氧量平台同其他指标都表现出较高负相关（P＜0.05）和负相关（P＞0.05）；（7）氧通气量与最大摄氧量、无氧阈、最大摄氧量平台、氧脉搏成低度负相关，且都不具有统计学意义（P＞0.05）。

4 分析与讨论

无氧阈（AT）是指人体在递增工作强度时，由有氧代谢供能开始转换成无氧代谢供能的临界点（转折点）。无氧阈常以血乳酸含量达到4mmol/L时所对应的强度（%O2max）或功率（瓦）、心率、通气阈、潮末呼出氧和CO2%的峰值来表示。评定人体有氧能力的高低不仅取决于最大摄氧量的高低，还与无氧阈有密切的关系。最大摄氧量只反映氧的摄入能力，而无氧阈则更能精确地反映骨骼肌对氧的利用能力。

以上测试结果说明，男受试者的有氧能力普遍强于女受试者。

表3 受试者测试结果统计表

表4 相关性统计结果表

O2在最高水平维持的时间。这一概念是由国内学者陆绍中研究员提出的。随着运动强度的递增，O2不再增加，把低于O2max值150ml/min以内的值视为O2max平台范围内值，其持续时间称为O2maxPD。从本测试结果来看，O2maxPD无性别差异（P＞0.05）。在递增负荷测试中，男受试者O2maxPD的平均值为48.2，标准差为25.9，女受试者O2maxPD的平均值为58.6，标准差为28.3。O2max维持时间个体差异较大，最短时间仅为13秒，最长时间高达114秒。

肺通气量（VE）是指单位时间内吸入（或呼出）的气量称为肺通气量（ventilation volume，VE）。一般以每分钟为单位计量。安静时成年人的每分通气量为6 ～ 8L。当人体做剧烈运动时，每分通气量可增至80 ～ 200L。从本文测试结果来看，男女受试者肺通气量值基本在80 ～200L范围内。男生的肺通气量值要高于女生，说明男生的肺通气机能比女生好。

氧脉搏（oxygen pulse）是指心脏每次搏动输出的血量所摄取的氧量，可以用每分钟摄氧量除以每分心率计算。氧脉搏越高，说明心肺功能好、效率高。氧脉搏可作为判断心肺功能的综合指标。据研究，氧脉搏在心率为130 ～ 140次/分时，最高值为11 ～ 17ml，心率过快时则有下降趋势。氧脉搏可作为判定心肺功能的综合指标。运动员比非运动员高，而在运动中两者差别更为明显。如把运动员和非运动员的一般人的测试结果相对比，运动中他们之间这一指标差别很明显，运动员的数值明显高。有人认为，在运动时氧脉搏指标愈高，说明受测试者对负荷的适应能力愈好，而在停止负荷后此指标的恢复较非运动员慢，这表明运动员比非运动员在活动后吸取更多的氧。

本文测试结果为，男生氧脉搏值范围在11 ～ 17ml之间，而女生普遍低于11ml，且男女生之间差异非常地显著（P＜0.01），说明男生的心肺功能和效率比女生好。

氧脉搏和肺通气量分别同最大摄氧量、无氧阈都具有高度的相关性说明氧脉搏和肺通气量也是反映人体有氧能力的重要指标。最大摄氧量平台同最大摄氧量、无氧阈具有较高的负相关（P＜0.05），相关系数为0.333。根据相关研究，O2maxPD与耐力项目的运动能力密切相关，耐力跑的成绩与O2maxPD之间的相关系数r=0.7，（P＜0.01）。然而，O2max和O2maxPD之间的相关系数很小（r=0.3）。这说明了制约O2max和O2maxPD的生理机制是不同的。

氧通气当量（VE/VO）指机体每吸收利用100ml的氧需要多大的通气量支持，获得的氧气越多者，氧通气当量越高。氧通气当量还时常用O/VE来表示，其意义大致相同。