少和成业余长跑选手最大摄氧量与左心室形态功能、氧运输能力关系研究.pdf
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1、辽宁师范大学 硕士学位论文 少年和成年业余长跑选手最大摄氧量与左心室形态功能、氧运 输能力关系研究 姓名:潘明玲 申请学位级别:硕士 专业:运动人体科学 指导教师:王耀光 2012-05 辽宁师范大学硕士学位论文 高要 目的:最大摄氧量( m a x i m u mo x y g e nu p t a k e ,沁m a x ) 概念在运动生理学界被提 出,已近八十年。研究表明,最大摄氧量是反映人体心肺功能及肌肉功能水平和评价有 氧运动能力的可靠指标,已经被用于评价运动训练效果,制定运动处方,以及临床上健 康危险评估。影响最大摄氧量的因素仍然是近些年研究学者争议的焦点问题。目前有 关成人最大摄
2、氧量限制因素的研究相对较多。关于少年的相关报道颇少,零星的研究结 果似乎提示,影响少年最大摄氧量的因素可能与成人有所不同,然而尚未得到直接的研 究证据所证实。本文拟观察少年和成年业余长跑选手最大摄氧量与左心室形态功能、血 液氧运输能力的关系,探索少年和成年业余长跑选手最大摄氧量限制因素的异同,旨在 为少年运动选材和科学化运动训练提供理论和实践依据。 方法:本文选取训练年限和周训练量近似的少年( 1 5 o 1 5 岁) 和成年( 2 5 7 4 - 2 9 岁) 男子业余长跑选手各10 名为研究对象。在实验室条件下,让受试者完成一次跑台逐级 递增运动测试,以测试其最大摄氧量( 有氧运动能力)
3、,二维和多普勒超声心动图测算 左心室形态和功能。运用全自动血球分析仪测量血红蛋白和红细胞压积,反映血液氧运 输能力。分析受试者左- t 5 室形态功能、血红蛋白等各参数与最大摄氧量关系。 结果: 1 、少年业余长跑选手最大摄氧量与左心室各形态参数、射血功能( 心输出量、每 搏量) 密切相关( P 1 年) ;( 2 ) 具有长距离跑( 1 0 k m ) 运动经验。为了排除运动训练背景对本研究的可能干扰,随后对初选受试者进行一对一 的详细问卷调查( 包括训练年限、平均每周训练次数和每日平均训练量及每周训练总量 等) ,结合体校教练员和俱乐部召集人提供的信息作为参考,并根据身体运动机能检查 结果
4、,最终选取运动训练年限和每周训练量相近似( P 0 0 5 ) 的少年和成年业余长跑选 手各1 0 为本实验研究对象。受试者的基本特征如表2 。经过医学检查,受试者均无任何 心血管系统和呼吸系统疾病。受试者均在知情情况下并自愿参加本测试。 表2 受试者基本特征( 平均值标准著) T a b 2 B a s i cc h a r a c t e r i s t i co fs u b j e c t s ( M e a n _ S D ) 注: + P 0 0 5 ) ( 表3 ) ,而少年组如,m a x 相 对体重值明显高于成年组( 6 0 3 3 5V S5 3 6 3 0m l m i
5、n k g ,P O 0 5 ) 。另外,没有发现血 液血红蛋白( H b ) 和红细胞压积( H c t ) 值两组间存在差异( 胗O 0 5 ) 。 表4 心脏形态功能指标以及氧运输能力( 平均值标准差) T a b 4 C a r d i a c m o r p h o 1 o g y , f u n c t i o n a n d o x y g e n c a r r i n g c a p a c i t y ( M e a n + S D ) 一 指标少年( n = 1 0 )成年( n = 1 0 ) 总体( n = 2 0 ) 形态指标 I V S T d ( c m ) 0
6、 8 1 0 0 9 0 8 7 0 0 90 8 4 0 0 9 I V S T s ( c m ) 1 1 6 O 1 11 2 8 O 2 1 1 2 2 0 1 8 L V I D d ( c m ) 5 0 1 0 2 7 5 1 5 0 3 65 0 8 0 3 2 L V I D s ( c m ) 2 9 4 O 2 6 2 9 4 0 3 8 2 9 4 0 3 2 P W T d ( c m ) 0 8 0 0 1 0 0 8 0 0 0 80 8 0 0 0 9 P W T sf c m )1 54 - 0 21 7 0 2 木 1 6 0 2 L V E D V ( m
7、 1 ) 1 1 9 2 1 4 7 1 2 7 3 2 0 5 1 2 3 2 1 7 9 L V E S V ( m 1 ) 3 3 6 7 13 4 1 1 0 9 3 3 9 9 0 R W T 0 3 2 0 0 4 0 3 1 0 0 4 0 3 2 0 0 4 S W T ( c m ) 1 6 2 1 41 6 7 0 8 1 6 4 1 1 L V M ( g ) 1 5 9 3 4 - 2 8 51 7 5 6 2 8 6 术 1 6 7 5 2 9 I 收缩功能 E F ( ) S V ( m L b e a t 1 ) C O ( L m i n 一1 ) 舒张功能 E
8、 ( m S 。1 ) A ( m S 1 ) E A 氧运输能力 H b ( g d l 。) H c t ( ) 7 1 9 3 8 8 5 6 1 0 4 7 3 6 5 2 7 2 8 4 5 9 3 2 1 2 6 术8 9 4 1 1 9 5 o o 6 ,5 2 o 8 5 1 l o 6 9 0 8 9 0 0 8 o 4 6 o 0 4 o 8 14 - o 0 8 o 8 5 o 0 9 o 4 5 o 0 7 o 4 5 o 0 6 1 9 4 o 1 61 8 6 o 2 1 1 9 0 o 1 9 1 3 7 1 0 4 1 1 2 8 1 3 6 1 o 1 3 7
9、 1 o 4 0 6 2 64 0 8 2 , 7 I V S T d :舒张末期室间隔厚度;I v S T S :收缩末期室间隔厚度;L V I D d :左心室舒张末期内径;L V I D s :左心室收缩末 期内径;P W T d :舒张末期后室壁厚度;P W T s :收缩末期后室壁厚度;L V E D V :2 生r _ 心室舒张末期容积:L V E S V : 左心室收缩末期容积;R W T :相对室壁厚度;S W T :舒张末期室间隔与后壁厚度之和;L V M :左心室质量:E F : 射血分数:S V :每搏输出量;C O :心输出量;E :左室舒张早期充盈峰值速度;A :左室
10、舒张晚期充盈峰值速度; E A :左室舒张早期和晚期充盈峰值速度比值;H b :血红蛋白;H c t :红细胞压积 注:+ P O 0 5 ;A :严0 0 8 9 ,P 0 0 5 ;E A :严O 2 3 6 ,P 0 0 5 ) 不显著相关。 成年业余长跑选手( n = 1 0 ) ,最大摄氧量绝对值与L V M 、L V I D d 等心脏形态指标、 舒张功能( E :r = 0 3 5 3 ,P 0 0 5 ;A :厂= 。0 1 8 ,P 0 0 5 ;E A :严0 4 8 5 ,P 0 0 5 ) 无相关关系, 而与心脏泵血功能( S V ,C O ) 密切关联( 表5 ) 。
11、 表6 表示的是两组受试者( n = 2 0 ) 最大摄氧量绝对值与心脏形态、收缩功能和身体 - 1 9 - 少年和l 成年业余长跑选手最大摄氧量与左心室形态功能、氧运输能力关系研究 形态指标相关关系分析结果( P 0 0 5 ;A :r = 0 1 2 7 ,P 0 0 5 ;E A :,= O 0 5 8 ,P 0 0 5 ) 无显著相关关系。 2 2 3 最大摄氧量与氧运输能力相关分析 在本研究中,少年( H b :,= 0 6 1 7 ,P 0 0 5 ;H c t :,= 0 5 5 9 ,P 0 0 5 ) 和成年( H b : ,= 0 0 9 8 ,P 0 0 5 ;H c t
12、 :r = 0 0 8 6 ,P 0 0 5 ) 业余长跑选手的H b ,H c t 与最大摄氧量绝对值 无相关关系。同样,综合两组受试者数据( n = 2 0 ) 也未发现明显相关关系( H b :厂2O 3 5 5 , P 0 0 5 ;H c t :厂= O 3 2 1 P 0 。0 5 ) 。 2 2 4 最大摄氧量与身体形态相关分析 如表5 所示,少年( n = 1 0 ) 和成年业余长跑选手( n = 1 0 ) 最大摄氧量绝对值( a b s o l u t e v o ,m a x ) 与身高( H i g h ) 、体重( W e i g h t ) 、体表面积( B S A
13、 ) 和瘦体重( L B M ) 呈F 相关关系( O 7 0 O 0 5 ) 。 表6 所有受试者( n = 2 0 ) 最大摄氧量绝对值与各指标相关关系 指标 ,值 J P 值 H i g h 07 4 9 ( c m ) u u u u W e i g h t ( k g ) O 8 3l 0 0 0 0 B S A ( m 2 ) 0 8 3 4 0 0 0 0 L B M ( k 2 ) 0 8 4 7 0 0 0 0 L V M ( g ) 0 7 2 8 0 0 0 0 L V I D d ( c m 、 0 7 0 1 0 0 0 1 P W T s ( c m l O 6 0
14、 8 O 0 0 4 S W Tr c m ) O 5 0 2 0 0 2 4 L V E D V ( m 1 ) 0 7 01 0 0 01 S V ( m L b e a t 1 ) 0 7 5 6 0 0 0 0 C Of L m i n - 1 ) 0 7 5 0 0 0 0 0 A b s o l u t ev o z m a X :最大摄氧量绝对值:H i g h :身高;W e i g h t :体重;B S A :体表面积;L V M :左心室质量;L V I D d :左心 室舒张末期内径: P w T s :收缩末期后室壁厚度;s w T :舒张末期室间隔与后壁厚度之和;L
15、 V E D V :左心室舒张末期 容积;S V :每搏输出量;C O :,1 1 , 输出量 注:无相关关系指标未列入表中 2 0 辽宁师范大学硕士学位论文 2 2 5 影响最大摄氧量潜在因素分组比较 根据身体发育状况( T a n n e r SS t a g e ) ,将少年业余长跑选手分成两组( T a n l l e r s t a g e = 2 , n = 4V ST a n n e r SS t a g e = 3 ,n = 6 ) ,两组最大摄氧量绝对值差异较大( 2 8 0 9 + 1 4m 1 m i n 。1V S 3 4 7 1 3 4 2m 1 m i n ,P 3
16、 3 0 0 m 1 m i n 一1 ) 和L 组( o芎一oCI 0 0 5 ) , 成年业余长跑选手最大摄氧量受左心室形态大小的影响可能甚微,可能与本研究所观察 的成年业余长跑选手心脏发育相对成熟,训练背景相近有关。但是综合少年与成年运 动员的数据( n = 2 0 ) 分析发现,最大摄氧量与L V M ,L V I D d ,P W T s 等左心室形态学指 标相关( 表6 ) ,回归参数r 2 介于O 2 5 0 7 2 说明心脏形态是影响最大摄氧量( 有氧运动 能力) 的可能因素之一。 本研究发现,最大摄氧量与S V ,C O 等左心室射血功能指标密切关联,说明了心脏 射血能力是限
17、制少年和成年业余长跑选手有氧运动能力( 最大摄氧量) 的重要因素。运 动中心输出量( C O ) 的增高在一定程度上取决于心率和心肌收缩能力。当运动中心脏 射血时问缩短时,交感神经的F 性变力作用以及外周血管阻力降低,这将引起心脏射血 频率和每博量( S V ) 增加,保证了机体氧的运输与利用 1 2 1 。 有关成年人心脏舒张功能与最大摄氧量关系的研究相对较多,而关于少年的实验证 据不多。V a n o v e r s c h e l d e 等曾报道,安静状态下,成年人心脏舒张功能( E 、A 和E A ) 与最大摄氧量密切相关【l 。L e v y 等研究发现,2 4 8 2 岁成年人安
18、静时左心室舒张早期 充盈峰值速度( E ) 越大,最大摄氧量值越高【1 2 2 1 。在S e n i o r 等一项研究中,成年受试者 经过1 0 周有氧运动训练后,最大摄氧量明显增高,同时发现,安静时心脏舒张功能提 高【1 2 3 J 。由此推测,心脏舒张功能可能是成年人最大摄氧量的中枢限制因素。然而该观 点并未得到本研究支持。与早前有关成年人的研究结果【l l ,陀2 J 相悖,本实验发现,成年 业余长跑选手最大摄氧量与心脏舒张功能没有相关关系。少年业余长跑选手的研究结 果与早期O b e r t 等关于少年心脏舒张功能与最大摄氧量关系的研究结果一致,O b e r t 等 发现1 0
19、4 名少年( 1 0 1 1 岁) 最大摄氧量个体间存在较大差异,但是最大摄氧量与E 、A 和E A 无显著性相判1 5 ,M J 。是何原因造成上述研究结果差异呢? 文献报道,心脏充盈( 舒 张功能) 受到血容量、静脉回心血量以及心脏前负荷的影响【9 0 ,1 2 4 1 ,特别是E 峰是负荷 依赖性( 1 0 a d d e p e n d e n t ) 参数【1 2 5 J ,因此,关于心脏舒张功能与最大摄氧量研究分歧, 是否因为不同受试群体血容量不同造成的,有待进一步的验证。此外,以V a n o v e r s c h e l d e 等研究为代表的早前研究,主要采用“自行车”运动
20、模式测试方法,这在一定程度上可 能会“低估( u n d e r e s t i m a t e d ) ”最大摄氧量值,而本研究采用“跑台”运动模式,这也 辽宁师范大学硕士学位论文 可能是造成研究结果差异的另一个原因。关于最大摄氧量与心脏舒张功能关系仍值得深 入探讨。但结合早期的相关证据说明,左心室泵血功能比充盈能力对最大摄氧量的影响 更为明显。 根据最大摄氧量不同,将受试者分组分析( 表7 ) ,发现最大摄氧量绝对值高( H 组) 左心室形态学指标( L V M ,L V I D d ,L V I D s ,L V E D V 等) 和一t l , 脏泵血功能指标( S V , C O 等
21、) 值相对较高于L 组,而两组之间心室舒张功能没有显著性差异,该结果进一步 支持了心脏形态、大小和泵血功能是有氧运动能力( 最大摄氧量) 的限制因素。规律性 耐力运动引起心脏形态适应性变化( 左心室内径与质量增加) 可能是提高有氧运动能力 的重要原因。需要强调的是,从本研究相关分析结果看,少年业余长跑选手有氧运动能 力可能受左心室形态大小影响更显著。但是对成年受试者最大摄氧量与左心室形态关系 的研究结果的理解应谨慎,有待进一步研究。 3 3 2 氧运输能力与最大摄氧量 S a l t i n 等报道,最大氧运输能力与最大摄氧量紧密相关【9 9 】。在S t e v e n s o n 等人体实
22、 验研究中,运动能力杰出的成年运动员最大摄氧量明显高于对照组,可能与血红蛋白量 相对较高有关I lr 2 6 J 。G l e d h i l l 等指出,增加成年人H b 含量,提高氧运输能力,最大摄氧 量明显增高峭。因此,血液循环中红细胞数量和红细胞压积,更确切地说,其中所含血 红蛋白分子是决定最大摄氧量的重要因素【j2 7 J 。然而O b e r t 等人的研究证据并不支持该 观点,他们研究发现,三组最大摄氧量水平不同的少年运动爱好者,其H b 并无显著差 异i l 川。与O b e r t 等研究相同的是,在本研究中,H 组与L 组受试者之间最大摄氧量绝对 值存在明显差异,但是,组间
23、H b 无明显区别( 表7 ,图6 ) :此外,少年和成年业余长 跑选手最大摄氧量与H b 、H c t 并无相关关系。值得关注的是,本研究的受试者为有一定 训练经验( 训练年限:2 9 1 0V S2 6 1 1 年,周训练量:6 7 0 1 1 5k m w e e kV S6 1 4 3 1 7k m w e e k ) 的少年和成年业余长跑选手,少年与成年业余长跑选手运动训练背景 近似( 表2 ) 。对于具有一定运动水平的运动员来说,H b 和H c t 可能不是限制最大摄 氧量主要影响因素【8 8 ,1 2 8 1 ,但H b 总量可能是维持最大摄氧量的最主要因素 9 0 】。结果提
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- 业余 长跑 选手 最大 摄氧量 左心室 形态 功能 运输 能力 关系 研究
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