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吸气肌力量训练对大学生VO2peak的影响
□ 赵敬国 朱同乐 曹丽凤
摘　要:探讨吸气肌力量训练是否会影响以主观感觉为主要判定标准的VO2peak值。观察了为期4周的吸气肌力量训练（训练负荷为80％MIP，30次／30分，天，5天／周，共20个训练周期）过程中VO2peak值及运动能力的动态改变。VO2peak测定采用德国耶格公司生产的MasterScreenCPX运动肺功能仪。随吸气肌训练周期的延长，吸气肌力量、GXT运动持续时间及完成的最大负荷值以及VO2peak的绝对值和相对值均呈显著性意义的增加（P〈0．01），但RPE值则没有显著性意义的改变（P〉0．05）；而对照组则没有显著性意义的改变（P〉0．05）。说明4周吸气肌力量训练可显著性提高以主观感觉为主要判定标准的VO2peak值以及递增负荷运动试验（GXT）的运动能力。
作者单位：(山东师范大学体育学院，济南 250014)【摘要】&
探讨吸气肌力量训练是否会影响以主观感觉为主要判定标准的vo2peak值。观察了为期4周的吸气肌力量训练(训练负荷为80% mip，30次/30分/天，5天/周，共20个训练周期)过程中vo2peak值及运动能力的动态改变。vo2peak测定采用德国耶格公司生产的masterscreen cpx 运动肺功能仪。随吸气肌训练周期的延长，吸气肌力量、gxt运动持续时间及完成的最大负荷值以及vo2peak的绝对值和相对值均呈显著性意义的增加(p0.05);而对照组则没有显著性意义的改变(p>0.05)。说明4周吸气肌力量训练可显著性提高以主观感觉为主要判定标准的vo2peak值以及递增负荷运动试验(gxt)的运动能力。
【关键词】& vo2吸气肌训练;运动能力;递增负荷运动试验(gxt);吸气肌力量
effects of inspiratory muscle strength
　　training on vo2peak in university studentszhao jingguo, zhu tongle,cao lifeng
　　(physical education college, shandong normal university, jinan 250014，china)
　　abstract：to discuss whether the inspiratory muscle strength training may affect the value of vo2peak determined with the subjective feeling criterion.the dynamic changes of vo2peak value and exercise performance were measured and evaluated by master screen cpx ergospirometry testing device during the four weeks of inspiratory muscle strength training (80% mip used as training load, 30 times / 30 min / d, 5 d / week, a total of 20 training periods). results showed that with the accumulation of inspiratory muscle training period, the inspiratory muscle strength (mip), gxt duration and the maximum load value, the absolute and relative vo2peak values were statistically significant increased (p0.05); there was no significant change in the control group (p>0.05).the 4-week inspiratory muscle strength training can significantly increase the value of vo2 peak, as well as increasing exercise performance of gxt.
　　key words：vo2 inspira
graded exercise test(gxt); inspiratory muscle strength
　　1 引 言
　　人体运动时的氧供应是由呼吸系统、血液、心血管系统来实现的，传统理论认为，在健康人群中，呼吸系统的结构和机能有很大的储备，完全能够满足高强度短时间或长时间运动对肺通气和肺换气能力的需求。然而新近的研究显示，在正常人群中，呼吸系统的功能在其耐力成绩中的重要性比以往的假设要重要的多，在高强度耐力运动中会发生由于气道狭窄或需求过高而出现的气流限制、由于心内或肺内分流而导致的动脉低氧血症、由于呼吸肌疲劳而引起肢体血管的缩血管效应，进而导致运动能力的降低[1]。呼吸肌训练能使其力量和耐力加强，导致运动时呼吸肌疲劳减轻，从而减低肢体血管的缩血管效应和呼吸困难的感觉，进而使运动能力得以改善和提高[2-4]。vo2max是反映人体氧运输系统功能能力的综合指标，也是反映人体有氧运动能力的重要指标，已成为耐力运动员选材的重要依据，决定vo2max的生理学机制主要是心脏的泵血功能(中央机制)和肌肉利用氧的能力(外周机制)。但在实际测定时非运动员群体中的大多数人均难以达到vo2max的测试标准，于是研究人员开始逐渐采用vo2peak来表述不符合vo2max测试标准的摄氧量的最高值，vo2peak是近年来国外运动医学文献中出现频度较高的一个专业术语，应用对象多为普通人群和患者，其判定标准主要是参考受试者的主观感觉或部分生理指标，vo2peak具有较高的再测信度，是一项稳定性较好的测试指标[5]。新近的运动性疲劳的&中枢控制器模型&理论认为疲劳是一种运动前馈和各种感受器的反馈信息经意识皮层整合后的一种主观感觉，旨在防止内环境稳定性的过度失衡[6]。呼吸肌训练可降低运动时的呼吸吃力和腿部疲劳的感觉[2]，那么，经过一段时间的呼吸肌训练理应会影响以主观感觉为主要判定标准的vo2peak值，也就是说呼吸系统的功能能力也应是影响vo2peak的主要生理学因素之一，为验证这一理论假设，本研究对为期4周吸气肌训练过程中女大学生vo2peak值及运动能力的改变进行了动态观察。
　　 2 对象与方法
　　2.1 实验对象
　　经询问人口统计学特征及健康状况、填写parq&you问卷及身体活动指数，并进行一次gxt测试，筛选出能胜任且符合健康要求的山东师范大学女大学生14名作为受试对象，随机分为实验组(n=8)和对照组(n=6)，所有受试者均无呼吸系统及心血管系统疾患史，向受试者详细介绍本试验的目的、过程及可能出现的痛苦，所有受试者均书面同意并愿意配合该实验。
　　实验组受试者进行为期四周的吸气肌训练，对照组不进行任何专门性呼吸训练。
　　受试者人口统计学特征见表1，组间比较，p>0.05。
　　2.2 实验方法
　　2.2.1 吸气肌力量训练 吸气肌训练装置：采用本表1 受试者人口统计学特征(x&sd)
　　table 1 demographic characteristics of subjects(x&sd)
　　组别年龄(岁)身高(cm)体重(kg)实验组23.38&1...70对照组23.0&1...49
　　研究室专门设计的吸气肌训练测试装置。该装置是由带有刻度的u形玻璃管组成，高度为150 cm，内径为1 cm。管内装有一定高度的水。
　　最大吸气压(mip)测定：测量时受试者对准口嘴从残气位开始做深吸气，到肺总容量结束，此时u形管中水柱所能达到的最大差值即为最大吸气压(cmh2o)。
　　吸气肌力量训练：以每周测定的最大吸气压的80%作为训练负荷，吸气到预定负荷时再保持5 s为一次，然后将口嘴移开进行平静呼吸等待下一分钟的训练，30次/30分/天，5天/周，共持续4周(20个训练周期)。
　　2.2.2 运动能力及vo2peak的测试 要求所有受试者在测试前24 h内拒绝参加任何剧烈活动，在测试当天，受试者不能喝含咖啡因的饮料，保证7 h以上的睡眠，测试前1～2 h内不要进食，测试时适当着装。
　　递增负荷运动试验(gxt)方案：采用德国产ergoline 150p功率车为负荷工具，从0w开始蹬起，每隔三分钟增加25 w，保持转速在60转/min，到受试者不能再保持60转/min为止。记录增量运动所能达到的最大负荷(w)和持续运动的时间(min)以及增量运动结束时的rpe值。
　　vo2peak测定：采用德国耶格公司生产的masterscreen cpx 运动肺功能仪，测定受试者gxt运动至受试者主观感觉不能再坚持运动时的vo2峰值，即为vo2peak值。实验前及呼吸肌训练期间，每周所有受试者(实验组和对照组)均测定一次常规肺功能及运动肺功能。
　　运动肺功能测定：采用德国耶格masterscreen cpx运动心肺功能系统。调整功率车车座高度，让受试者以适当的高度坐好，静坐5 min以消除恐惧心理。仪器进行零点检查，待&zeroing&变成&ok &时零点检查完毕。让受试者带上呼吸面罩及流量传感器，并将血氧饱和度传感器夹于受试者的中指上，待心率稳定后，开始进行gxt蹬车运动，系统采用&breath by breath&的方式自动进行气体分析。至受试者主观感觉不能再坚持运动时为止。
　　2.3 统计学处理
　　将所得数据经核实无误后，采用spss 15.0 for windows 对数据进行统计学处理，分别进行描述性统计和推断性统计。实验组各参数动态变化的差异显著性检验采用重复测量方差分析;对照组吸气肌力量前后两次测量间的差异显著性检验采用配对样本t检验;对照组和实验组间的差异显著性检验采用独立样本t检验。差异显著性标准采用p<0.05，极显著性标准采用p<0.01，结果均以x&sd表示。
　　3 结果
　　3.1 四周训练期间吸气肌力量的动态变化(见表2)
　　可见，实验组随吸气肌训练周期的延长，吸气肌力量(mip)呈显著性意义的增加(p0.05)。
　　3.2 四周训练期间增量运动至最大负荷的时间、最大负荷及rpe值的动态变化(见表3)
　　可见，实验组随吸气肌训练周期的延长，gxt运动持续时间呈显著性意义的增加(p<0.01)，完成的最大负荷值也呈显著性意义的增加(p0.05)。无论是实验组还是对照组每次运动后的rpe值均无显著性差异(p>0.05)。
　　3.3四周训练期间vo2peak值的动态变化表2 四周训练期间吸气肌力量(mip)的变化(x&sd)(cmh2o)注：** 与训练前相比p<0.01表3 四周训练期间增量运动至最大负荷的时间、最大负荷及rpe值的动态变　注：* 与训练前相比p<0.05;**与训练前相比p<0.01表4 四周训练期间vo2peak绝对值及相对值的动态变化(x&sd)注：*与训练前相比p<0.05;**与训练前相比p<0.01
　　可见，实验组随吸气肌训练周期的延长，vo2peak 的绝对值和相对值均呈显著性意义的增加(p0.05)。
　　4 讨论
　　呼吸肌的疲劳主要是指膈肌的疲劳，膈肌是一种非常特化的肌肉，相对于四肢肌而言，膈肌具有许多独特的抗疲劳特性，如膈肌具有较高的氧化能力，有短的毛细血管至线粒体间的氧气扩散距离，介于快肌和慢肌之间的收缩速度，膈肌中的小动脉对缩血管物质的敏感性较低而对舒血管物质的敏感性则较高。然而无论是未训练的个体还是训练水平较高的个体，无论是在大强度(80%vo2max以上) 还是长时间的运动(大于120 min)中，通过最大运动神经刺激时膈肌力量变化的测量，显示出膈肌的严重疲劳，这种疲劳虽并不能损害肺通气但将反射性地诱发交感神经介导的缩血管活动，进而损害了流到活动肢体肌肉的血流量，使到达工作肌的血流量和运输的氧气量相应减少，加剧了肢体肌肉的疲劳，进而损害了运动成绩[7-8]。呼吸肌是形态学和机能学上的骨骼肌，因此，如果应用合理的生理负荷，它可以与运动肌一样，可用同样的方式来进行训练，且一般建议，获得吸气肌力量增加的训练负荷要达到80%～90% mip，获得力量耐力增长的训练负荷要达到60%～80% mip，获得耐力提高的训练负荷则要达到大约60% mip[9]。研究显示，进行11周的吸气肌训练，mip增加最多(45%)，但是从训练效果而言，4周训练效果最佳，继续训练则变化不大[10]。高强度吸气肌训练法可降低运动时的呼吸吃力和窒息的感觉、可减弱高水平运动员呼吸困难的感觉和增加中等训练人群的最大摄氧量[2,11]。
　　最大吸氧量(vo2max)是反映人体氧运输系统功能能力的综合指标，也是反映人体有氧运动能力的重要指标，已成为耐力运动员选材的重要依据。但在vo2max的实际测定时非运动员群体中的大多数人均难以达到vo2max的测试标准(即受试者的心率达本人最高心率;运动时呼吸商大于1.15;在测试停止后2 min血乳酸浓度大于100mg/运动时参与运动的肌肉占全身肌肉块的50%～60%以上)，于是研究人员开始逐渐采用vo2peak来表述不符合vo2max测试标准的摄氧量的最高值，应用对象多为普通人群和患者，其判定标准主要是参考受试者的主观感觉或部分生理指标[5]。&中枢控制器模型&是近年来提出的解释疲劳的新的理论模型，该理论认为疲劳是一种运动前馈信息和各种感受器的反馈信息经意识皮层整合后的一种主观感觉，旨在防止内环境稳定性的过度失衡[6]。呼吸肌训练可降低运动时的呼吸吃力和腿部疲劳的感觉，那么经过一段时间的呼吸肌训练理应会影响以主观感觉为主要判定标准的vo2peak值，提高受试者的运动能力。
　　本研究通过对为期4周的吸气肌力量训练(训练负荷为80%mip，30次/30分/天，5天/周，共20个训练周期)过程中vo2peak值及运动能力动态改变的观察，评价了吸气肌力量训练对vo2peak值及运动能力的影响。表2数据显示，实验组随吸气肌训练周期的延长，吸气肌力量(mip)呈显著性意义的增加(p0.05)，说明，本研究室设计的吸气肌训练装置实用，采用的训练方法有效。表3数据显示，实验组随吸气肌训练周期的延长，gxt运动持续时间和完成的最大负荷值呈显著性意义的增加(p0.05)，说明测试流程对测试结果并无显著性影响，实验组结果的改变理应归因于吸气肌训练的结果。无论是实验组还是对照组每次测试时的rpe值均没有显著性意义的改变(p>0.05)，说明通过4周的吸气肌力量训练可使受试者在主观疲劳感相同的情况下完成运动的能力显著提高。表4数据显示，随吸气肌训练周期的延长，实验组受试者vo2peak 的绝对值和相对值均呈显著性意义的增加(p0.05)。说明通过4周的吸气肌力量训练可显著性提高以主观感觉为主要判定标准的vo2peak值。究其原因可能是通过吸气肌训练提高了主要吸气肌(膈肌)以及辅助吸气肌的力量，推迟和降低了运动时吸气肌(膈肌)疲劳发生的时间和程度，降低了反射性诱发的交感神经介导的缩血管活动，保持了活动肢体肌的血流量;同时降低了受试者运动时的呼吸吃力和窒息的感觉，减少了外周感受器向运动皮层的信息反馈，推迟了意识皮层的疲劳感，进而延长了gxt运动时间，从而获得了较高的vo2peak值。因为呼吸肌疲劳可经过呼吸肌代谢反射导致神经中枢对工作肌中交感缩血管信息传出的增加，导致肢体血流减少以及运动诱导的运动肌疲劳的加剧。肢体运动肌疲劳的增加在决定运动耐力中将起到极其重要的作用，这种作用既可通过直接影响肌肉的力量输出而实现，也可通过对努力感觉的反馈效应减少中枢神经对工作肢体肌肉的运动驱动而实现[12]。
　　总之，本研究结果显示，呼吸系统的功能能力也是影响vo2peak的主要生理学因素之一，提示在vo2peak测定及评价过程中应充分考虑吸气肌训练的影响，结合文献[13-14]提示，在耐力运动员的运动训练时，吸气肌力量训练也应成为重要的辅助性训练方法，这对缓解运动员运动时的呼吸异常及提高运动成绩都将会起到重要的作用。同时本结果也进一步为&中枢控制器模型&理论提供了实验支持。
　　5 结论
　　4周的吸气肌力量训练(训练负荷为80%mip，30次/30分/天，5天/周，共20个训练期)可显著性提高以主观感觉为主要判定标准的vo2peak值以及递增负荷运动试验(gxt)的运动能力。提示在vo2peak测定及评价过程中应充分考虑吸气肌训练的影响，建议吸气肌力量训练也应成为耐力运动员重要的辅助性训练之一。
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ScvO2/乳酸比值结合SOFA评分对先天性心脏病纠治手术预后状况的预测价值
&&&&&&&&&　　近期，河南省郑州市儿童医院胸心外科研究人员发表论文，旨在探讨中心静脉血氧饱和度（ScvO2）与乳酸比值（ScvO2/乳酸）结合SOFA评分对先天性心脏病纠治手术预后状况的预测价值。研究指出，ScvO2/乳酸比值在先天性心脏病纠治手术治疗患者中降低而SOFA评分得分则升高；ScvO2/乳酸比值和SOFA评分均与患者病死率相关；其联合预测先天性心脏病纠治手术治疗患者病死率价值良好，出现ScvO2
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　　近期，河南省郑州市儿童医院胸心外科研究人员发表论文，旨在探讨中心静脉血氧饱和度（ScvO2）与乳酸比值（ScvO2/乳酸）结合SOFA评分对心脏病状况的预测价值。研究指出，ScvO2/乳酸比值在先天性心脏病纠治手术治疗患者中降低而SOFA评分得分则升高；ScvO2/乳酸比值和SOFA评分均与患者病死率相关；其联合预测先天性心脏病纠治手术治疗患者病死率价值良好，出现ScvO2/乳酸比值明显降低和SOFA评分同时升高的先天性心脏病手术治疗患者需警惕其不良预后的发生。该文发表在2016年第08期《重庆医学》杂志上。
　　选取2013年1月至2014年3月于该院进行纠治手术治疗的先天性心脏病患者122例作为观察组，另选取30例同期健康体检者作为对照。检测两组ScvO2和乳酸水平并计算术前、术后即刻、术后3、6、12、24h的ScvO2/乳酸比值。统计观察组患者病死率和全身性感染相关性器官功能衰竭（SOFA）评分，采用Spearman秩相关分析法分析ScvO2/乳酸比值和SOFA评分与其病死率的关系并采用ROC曲线分析ScvO2/乳酸比值和SOFA评分联合预测先天性心脏病纠治手术患者病死率的准确性。
　　与对照组比较，观察组术前、术后即刻、术后3、6、12、24h的ScvO2/乳酸比值均降低，观察组术后12h和24h的ScvO2/乳酸比值则均高于术前，差异有统计学意义（P&0.05）。观察组病死率为31.15%，术前1d和术后1d的平均SOFA评分分别为（11.78&2.74）分和（8.78&1.79）分，均高于对照组的（0.46&0.27）分和（0.43&0.16）分，差异有统计学意义（P&0.05）。Spearman秩相关分析结果显示，患者ScvO2/乳酸比值与其病死率呈负相关（r=-0.754，P&0.05），SOFA评分与其病死率则呈正相关（r=0.796，P&0.05）。ScvO2/乳酸比值和SOFA评分联合预测先天性心脏病纠治手术患者病死率的ROC曲线下面积、敏感度及准确性均较高，分别为0.794、95.72%、99.79%，预测价值良好。
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