有氧运动对心肺功能影响的初步分析

中图分类号：G808 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2014）07-000-02

摘要连续的学生体质健康检测结果表明，反映肺功能的肺活量持续呈现下降趋势，超重及肥胖学生明显增多，学生的体质状况不容乐观，这已引起了国家和社会的高度关注。有氧运动是一种有效提高人体耐力素质和心肺功能的体育运动，然而目前针对学生的适宜有氧运动负荷研究较少。因此，本文通过对有氧运动与心肺功能关系的论述，寻找可靠的心肺功能评价方法，探讨合理发展学生心肺功能的适宜有氧运动负荷，为学生进行有氧锻炼对提高心肺功能作用的研究提供参考。

关键词心肺功能有氧运动学生负荷

自上世纪以来，随着自动化技术对繁重体力劳动的取代，因体力活动不足而导致的心肺功能下降却已经成为了制约人们健康生活的重要因素，且引起了世界各国政府和学者的广泛关注[1][2]。国务院为提高中华民族整体素质，追求科学、文明、健康的生活方式，于1995年6月20日正式批准和颁布了《全民健身计划纲要》[3]。然而，连续的学生体质健康检测结果表明，学生的体质状况不容乐观，反映肺功能的肺活量指标呈明显下降趋势，超重及肥胖学生明显增多[4][6]。学校体育作为落实全民健身计划的一个重要前沿阵地、辐射中心和科研场所，某种程度上直接影响着全民健身计划实施的进程。因此，如何结合当代运动人体科学的理论，通过研究有氧运动对心肺功能的影响，寻找指导学生进行科学锻炼的方法，已经成为我们现阶段体育工作者的重要任务。

一、有氧运动亦称有氧代谢运动，是指机体从事运动时其摄入氧气的量能够满足运动所需，机体处于氧气供应充足状态的运动方式，也可以指人体由大肌肉群参加的中等强度的体育活动。有氧运动的特点是运动强度低、持续时间长，有一定节奏，方便易行，易于坚持[7]。

有两位德国医学家，曾就心脏、呼吸系统以及身体组织用氧能力的效果方面， 提出一些最适当的运动项目。此项目的判断是以给分的高低作为依据，最高分给十分，得满分十分的是跑步和滑雪；九分的是游泳；八分的是骑单车和划船；溜冰和足球得七分；六分的是网球。目前，在国内推广滑雪项目还很难，因此，最适宜的有氧运动项目应该是跑步、游泳、骑单车等项目[8]。

二、有氧运动的负荷研究

（一）有氧运动强度

运动强度是有氧锻炼的一个重要因素，因为它与能量来源、能量需求、氧消耗量、运动伤害等因素皆有相关。人体运动时，随着运动强度的增加，体内代谢方式由有氧代谢开始向无氧代谢过渡的临界点，称为无氧阈。有氧代谢和无氧代谢与心率的研究结果表明，最高心率的70%时所有受试者的运动强度都在无氧阈以下，转折点在最高心率的80%-85%之间，最高心率在90%以上时，绝大部分人的运动强度达无氧阈以上。运动生理学和运动医学一般规定：锻炼的大强度相当于最大吸氧量的70%-80%，即相当于最高心率的80%-90%；中等强度相当于最大吸氧量的50-60%，即相当于最高心率的65%-75%；小强度相当于最大吸氧量的40%左右，即相当于最高心率的60%左右[9]。

归纳专家的意见，将有氧运动的强度归纳如下：

表1有氧运动的强度分类表

运动强度摄氧量心率代谢方式呼吸情况

大70%-80%VO2max>150(次/min)有氧/无氧困难

最高心率的80%-90%

中50%-60%VO2max120-150(次/min)有氧轻松交谈

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）有氧运动时间

运动持续时间与运动强度相互影响，增加强度则运动时间会减短， 反之， 负荷减轻时则可以持续运动更久[11]。

三、有氧运动与心肺功能的关系

有氧运动是在有氧代谢状态下，长时间进行运动，使得心（血液循环系统）、肺（呼吸系统）得到充分的有效刺激，提高心肺功能，从而让全身各组织、器官得到良好的氧气和营养供应，维持最佳的功能状况。人体的大部分器官都有较大的储备能力，储备能力的降低在静息状态下不易表现出来。我们在进行有氧运动时，呼吸机制提供的氧气保障了身体能量的补给。氧气经由肺部到达心脏，而后随血液流动到全身各个部位。这一过程能够使心肌力量在一次次的收缩和扩张中得到加强，心脏的功能也随之加强；同时，运动中呼吸频率的增加以及呼吸深度的提高，使肺部吸氧功能得到加强，肺循环水平得到提高，则人体的心肺功能也就得到相应提高[11]。因此，有氧运动被认为是一种以提高人体耐力素质，增强心肺功能为目的体育运动，很多时候也被用作减轻体重。

四、有氧运动对心肺功能的影响研究进展

上世纪80年代，对于普通人群的锻炼负荷强度的研究也提出了一些结论，国内外提出了运动负荷有效价值理论，认为脉搏在120-140次/分之内称为有效价值范围理论，在这个范围内，心搏量和心输出量是最大的[10]。齐玉刚等通过超声心动图对功率自行车运动模型中最大每搏输出量、每分输出量的研究，提出普通男子大学生适宜的运动负荷强度为最大心率的51％-88％之间，此范围是在最大摄氧量的34％-70％[24]。芬兰科学家J.Karvonen提出了用心率储备的百分数来表示运动强度，即心率储备=最大心率-最低心率（晨脉），靶心率=最低心率+（目标百分比*心率储备）[11][12]。美国运动医学会建议成人使用下列运动强度的运动能提高心肺功能：60-90％的年龄预计最大心率，50 - 85％的最大摄氧量，或50-85％的心率储备[9][27]。

目前，针对运动员训练的负荷强度研究较多，主要有以下几种结论：Laursen等[13]建议耐力运动员在次强度下进行训练，其心肺功能即可获得最大的生理适应。而Billat等[14]认为优秀的耐力运动员进行短期大强度训练最大摄氧量显著增加。还有结果显示耐力训练初期训练强度在40%-50%最大摄氧量即可导致个人最大摄氧量迅速增加[15]。但Swain等[20]认为低强度训练能提高最大摄氧量，主要取决于个人起始最大摄氧量。Mac Dougall等[16]认为训练强度70%最大摄氧量能够最佳提高最大摄氧量，其原因是在这个强度下能够对心肌产生最适宜的刺激。但是对于接近或达到最大摄氧量强度是否是一个最佳的训练方案仍需要进一步证实[17]。

所以，健康又科学的有氧健身锻炼对提高人体心肺功能是极其有益的。目前，国内外利用科学的运动生理学方法和手段，对学生健身运动进行实时监测和评测的研究还比较少。因而，利用心肺功能运动试验，通过对学生有氧运动时生理生化指标的动态监测，寻找学生有氧健身运动的适宜负荷，使研究结果更具有实用价值。

参考文献：

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[3] 北京市体育局.实施《全民健身计划纲要》推动群众体育全面、协调、可持续发展[A].第二届全民健身科学大会论文摘要集[C].2010.5.

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[5] 教育部2004年学生体质健康监测结果公告.中华人民共和国教育部.2006.9.

[6] 2006年第二次国民体质监测报告.中华人民共和国教育部国家体育总局.2006.9.

[7] 王一鹏.科学健身首选有氧运动[N].人民日报/体育新闻/2006年//4月//l5日/第007版.

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[10] 阮立本.对体育课运动负荷有效价值阈的几点看法[J].1981.

[11] 齐玉刚,高飞等.大学生适宜运动负荷强度的实验研究[J].天津科技大学学报.2004.19(4):47-50.

[12] 冯连世,冯美云,冯炜权.运动训练的生理生化监控方法[M].北京:人民体育出版社.2006.

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[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.

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[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.