最大摄氧量
反映有氧运动能力的指标
最大摄氧量,是机体在运动时单位时间内能摄取并利用的最大氧量,用VO2max表示,最大摄氧量有两种表示方法,即绝对值和相对值。绝对值表示为L/min;相对值表示为mL/kg体重/min,即单位体重分得的每分最大摄氧量。一般人最大摄氧量约2~3L/min,运动员可达4~6L/min。最大摄氧量早期亦被称为“氧极限”,意为摄氧量不能逾越的界限。
最大摄氧量常常用来反映运动员的有氧工作能力,以及评定训练效果。最大摄氧量的测定方法分为直接测定法和间接测定法。遗传对最大摄氧量的限制程度达93.4%。
1920年,希尔( Archibald Vivian Hill,1886.9.26-1977.6.3)等人将DL-乳酸代谢和运动后恢复期耗氧量仍高于安静状态联系在一起,认为运动中形成的乳酸约有1/5在运动后被氧化,从而提供能量使剩余的4/5的乳酸用以合成糖原
定义
需氧量的概念
人体维持各种生理活动所需的能量和维持体温所需的热量,都来源于体内能源物质的氧化。为此,机体必须不断从外界摄取氧(O2),排出新陈代谢产生的二氧化碳(CO2)。人体氧化体内能源物质供代谢需要,以维持各种生理活动而需要的氧量,称为需氧量。需氧量与机体的代谢状态有关。静息状态下,正常人的需氧量约为190~290mL/min,而在激烈运动时每分需氧量可增加约200倍。在运动中,需氧量与运动强度和运动的持续时间有关。运动强度越大(代谢率越高)、持续时间越长,则总需氧量越大。
摄氧量的概念
在肺换气的过程中,并不是所有吸人肺的氧气都可以被机体利用。从肺泡扩散人肺毛细血管、并被人体实际消耗和利用的氧量,称为摄氧量。简言之,被人体摄人并实际利用的氧量,称为摄氧量。通常摄氧量以mL/min表示。运动中总需氧量等于运动时的摄氧量与恢复期高于安静态的摄氧量之和,即:
运动中总需氧量=运动时摄氧量十恢复期摄氧量丨安静时每分摄氧量×(运动时间十恢复时间)
安静状态每分摄氧量与每分需氧量处于平衡状态。但是,在剧烈运动中,常出现人体的需氧量高于摄氧量的情况,这是由于人的摄氧能力有一定的局限性(主要取决于循环、呼吸系统的机能能力),而需氧量却随运动强度的增加而上升。
以上参考资料引用。
最大摄氧量
最大摄氧量(VO2max),是机体在运动时单位时间内能摄取并利用的最大氧量。对于同一个体而言,此时若运动强度继续增加,摄氧量不再随运动强度的增加而增加,或增加甚少。
测定方法
人体在进行有大量肌肉参加的长时间激烈运动中,心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时,单位时间(通常以每分钟为计算单位)所能摄取的氧量称为最大吸氧量(maximal oxygen consumption,VO2max)。最大摄氧量的测定方法分为直接测定法和间接测定法。
直接测定法
VO2max的直接测定法一般采用跑台或骑功率自行车进行测定。测定时要求以呼吸循环系统为中心的各器官系统,充分而最大限度地参加运动。运动过程有递增法和间歇法两种。通过气体分析仪器,收集受试者的呼出气,达力竭运动负荷时测出运动中的最大摄氧量。直接测定法所测出的数据较准确,但费时间,实验程序复杂,并且需要较贵重的仪器和一定的技术。同时,测定时所进行的激烈运动,对于体弱和中老年人比较危险。
间接测定法
VO2max 间接测定法的原理是,由于心率、功率和吸氧量在一定范围内呈线性关系,因此可利用人体在进行亚极量运动时,机体处于稳定状态时的功率和心率,推测出受试者的最大摄氧量。
主要的简介测定法有Astrand-Ryhming法、Fox法、YMCA功率自行车次极量测试、Bruce次极量跑台程序测试、PMC170测试法、1英里(1.6km)步行测试、12分钟跑测试、台阶测试等方法。
Astrand-Ryhming列线图推算方法
(1)人员分工:心率测定操作者1人,控制运动负荷强度者1人,安全保护者1人,计时1人,记录1人及总指挥1人。
(2)受试者称体重,然后安装心率遥测带(或电极),测定受试者坐位安静时心率。
(3)达安静时指标后,令受试者上跑台(或功率自行车、台阶)。
(4)进行次极限运动负荷,测定最后2min的平均心率(或脉搏)。
以上参考资料。
台阶实验
这种负荷运动一般进行5min持续运动,以25次/min的速度进行连续上下踏踏台阶运动(台阶高度:男子为40cm,女子为33cm),测定结束后第一个10s的心率,乘以6,作为恢复期第1分钟的心率,用Astrand-Ryhming计算图推测最大摄氧量。
12min跑测定法
受试者在运动场跑道上,以匀速尽力跑完12min的距离为运动成绩,并于表3-6-4中推测最大摄氧量值。运动场地为200米或400米。每50米为一个区域单位,可分4个或8个区域。
(1)受试者做完准备活动后,在起跑线由测试者喊口令“开始”按表计时。记录所跑圈数。
(2)12min 时间到时,测试者立即鸣哨,受试者听到后立即停止跑步。记录成绩(圈数)。
(3)将跑圈数带人下列公式:
200×(圈数)+50×(区域)=12min跑的距离
400×(圈数)+50×(区域)=12min跑的距离
(4)根据12min跑的距离,查表3-6-4中所对应的最大摄氧量值为受试者的最大摄氧量值。
以上参考资料。
参考范围
最大摄氧量的表示方法有绝对值和相对值两种。绝对值是机体在单位时间内所能吸入的最大氧量,通常以L/min为单位;相对值是按每千克体重计算最大摄氧量值,以ml/ (kgmin)为单位。我国正常成年男子约为3.0~3.5L/min,相对值为50~55ml/ (kg.min) ;女子较男子略低,其绝对值为2.0~ 2.5L/min,相对值为40~45ml/ (kgmin)。在达到后,再增加运动强度,氧消耗就不再增加或稍增加。
应用与评价
人体进行有氧耐力运动时,最大摄氧量反映机体呼吸、循环系统氧运输工作的能力。最大摄氧量可用于综合判断人的体质状况和运动能力水平,它是评价有氧工作能力的最佳指标,是心肺功能、肌肉耐力以及意志品质的最佳综合反应。最大吸氧量是有氧耐力的基础,其值越大,有氧耐力水平就越高。目前,最大吸氧量已广泛应用于运动员的VO2max选材及运动训练程度的评定。
生理意义
作为评定心肺功能和有氧能力的客观指标
VO2max是反映心肺功能的综合指标。许多学者对VO2max与有氧能力之间的关系进行了研究,发现耐力性项目的运动成绩与VO2mxx之间具有高度相关的关系。如800m游泳成绩与VO2max的相关系数为一0.75:5000m跑成绩与VO2mx的相关系数为-0.81。因而有学者提出可以根据VO2max预测耐力项目的运动成绩。大量研究结果充分表明,高水平VO2max是耐力性项目取得优异成绩的基础和先决条件之一。因此,如何在先天因素的基础上最大限度地提高一个人的最大摄氧量水平也是耐力性项目取得优异成绩的重要因素之一。
作为选材的生理指标
VO2max有较高的遗传度,故可作为选材的生理指标之一,有学者指出VO2max尤其可作为儿童少年心肺功能最好的选材指标。
作为制定运动强度的依据
将VO2max强度作为100%VO2max强度,然后以VO2max强度,根据训练计划制定不同百分比强度,使运动负荷更客观、实用,为运动训练服务。
虽然VO2max在运动实践中有较在运动实践中有较高的应用价值,但它具有等条件限制,难以普遍推广和应用。其数值有时并非与运动成绩的提高相平行等。因此,VO2max只是诸多影响运动员运动能力的因素之一。
影响因素
影响VO2max的因素主要包括运动项目、训练状态、性别、身体成分和年龄等。
运动项目的特点
目前已经肯定,对同一受试者采用不同运动形式所测得的VO2max有差别,原因是不同的运动形式参与运动的肌群不同。对同一受试者采用跑台测得的VO2max最高,显著高于功率自行车的测定结果;采用手摇练习测定的VO2max数值只有跑台测定的70%。而对于训练的游泳运动员,采用游泳练习测定的VO2max甚至可超过跑台的测定结果。因此,测定VO2max时应采用与运动员的专项相似的运动形式。
训练情况
VO2max测定时应该考虑运动员的训练情况。一般而言,通过训练有氧工作能力可提高约6~20倍,亦有报道提高50%。训练后,采用与专项差别很大或相似的运动形式测定VO2max,有可能得出相互矛盾的结论,因此应该考虑运动员的训练状况。
性别
一般而言,女性的VO2max绝对值低于男性的15%~30%,即使对训练的运动员这一差异也在15%~20%;当采用相对值表示VO2max时,差异变小。如世界级男女越野滑冰运动员的VO2max,绝对值男女相差43%(男6.54L/min,女3.75L/min),而相对值相差15%(男83.8mL/kg/min,女71.2mL/kg/min)。这种VO2max的性别差异在于,男子的血红蛋白浓度较女子高10%~14%,因此男子在运动中血液可运载更多的氧;另外,男子的瘦体重高于女子,体脂含量(fat%)低于女子,因此肌肉的用氧能力强于女子。
身体成分
男女VO2max的差异中69%归于体重、4%归于身高、1%归于瘦体重。
年龄
VO2max随年龄的增长而有所变化,在生长发育期增长最快,随后有下降的趋势。在6岁约为1.0L/min,16岁可达约3.2L/min。女子VO2max峰值平均年龄为14岁,随后趋于下降。14岁左右男女相差约25%,16岁差异增加到50%。6~16岁男子VO2max相对值变化不大,约为53mL/kg/min;而女子一般从52.0mL/kg/min 降至40.5 mL/kg/min。25岁后直至55岁,VO2max逐年下降约1%。各年龄段,经常参加运动的人可较一般人有更高的VO2max。
海拔高度
由于海拔越高,空气越稀薄,导致最大摄氧能力的下降,通常一个人在4000米的高原,最大摄氧量减少26%~30%。根据Buskirk等人的研究,一个人在5000英尺以上的高原,每升高1000英尺,最大摄氧量就会减少3%~3.5%。在25000英尺的高原,工作能力和最大摄氧量将减少60%以上。
遗传因素
人的生理与功能的能力,常受遗传因素的影响,最大摄氧能力也不例外。对此,Klissuras的研究最多。其研究指出,一对双生子,其中一人接受良好的运动训练,另一人保持其坐式生活方式,结果前者的最大摄氧量较后者高出37%。运动训练虽使最大摄氧能力提高,但因受遗传因素的影响,训练后的能力,还是在一般人的正常范围之内。Klissuras又就15对同卵双生子和10对异卵双生子加以研究,此研究显示,遗传对最大摄氧量的限制程度达93.4%。
历史
20世纪20年代希尔(Hill)等人将DL-乳酸代谢和运动后恢复期耗氧量仍高于安静状态联系在一起,认为运动中形成的乳酸约有1/5在运动后被氧化,从而提供能量使剩余的4/5的乳酸用以合成糖原。1933年Magraina对此理论进行修正,把氧债分为乳酸性氧债和非乳酸性氧债。其后Gaesser等对运动后耗氧量仍高于静息水平提出了新的看法。目前已经证实,乳酸在运动中和静息状态都是非常活泼的物质,体内乳酸的生成和清除始终保持着动态平衡。80年代Brooks等提出废除氧债的概念,建立运动后过量氧耗(EPOC)的新概念。
参考资料
目录
概述
定义
需氧量的概念
摄氧量的概念
最大摄氧量
测定方法
直接测定法
间接测定法
Astrand-Ryhming列线图推算方法
台阶实验
12min跑测定法
参考范围
应用与评价
生理意义
作为评定心肺功能和有氧能力的客观指标
作为选材的生理指标
作为制定运动强度的依据
影响因素
运动项目的特点
训练情况
性别
身体成分
年龄
海拔高度
遗传因素
历史
参考资料