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摘 要:探析中学男生台阶指数、1000m跑、12min跑与最大摄氧量(VO2max)的相关性,为学生、教师及家长掌握学生体质健康状况提供更方便、有效的测试方法。方法:采用简单随机抽样法,从长沙地区城市、乡村各两所学校的在校学生中抽取初一、初二、高一、高二男生共240人为研究对象。测量学生台阶指数、1000m、12min跑,直接法测定学生的VO2max;采用均数比较、相关分析等方法对数据进行统计处理。结果:1)台阶指数与VO2max、1000m、12min跑均没有相关性(P>0.05),且不能反映出年龄变化规律。2)1000m与VO2max的相关系数为r=-0.716,呈高度负相关(P<0.01);12min跑与VO2max的相关系数为r=0.731,呈高度正相关(P<0.01);且1000m与12min跑的相关系数为r=-0.77,呈高度负相关(P<0.01)。结论:1)台阶指数不能确切地反映中学男生的耐力素质水平及心血管功能水平;2)1000m与12min跑均可作为间接测定VO2max的指标,且两者有较强的替代性。
关键词:中学男生;VO2max;台阶指数;1000m跑;12min跑
最大摄氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)是指人体在进行有大量肌群参加的长时间激烈运动中,心肺功能和肌肉利用氧的能力充分动员,并达到本人的极限水平时,单位时间内机体摄取和利用的氧量。VO2max值取决于循环、呼吸、运动三大系统的生理功能及偶联活动。它不仅是运动生理学上用以评估运动员在极限运动时心血管功能限度和心肺功能状态的一个重要指标;而且还是临床上评估患者功能状态、康复治疗效果,以及在选择心肺移植病例时评估患者最大运动耐受力的最可靠指标;也常作为评定学生运动能力和运动选材的生理指标。由于直接测定法复杂且需要昂贵的仪器设备,间接测定法很多,有Astrand-Rhyming列线图法、12min跑、PWC170推测法、FOX法、Margaria法、Maritz法、V.Dobeln法、15min跑、陈文堉法、无氧阈推测法、台阶测试法、2400m跑、1600m跑、1600m走等,但适合当前我国中学男生的方法还很难确定,因此,寻找方便、有效的间接测定法成为目前生理学界的一个共同目标。本文对当前运用较多的台阶指数、1000m、12min跑与VO2max进行相关性分析,以期找出最适合测定我国中学男生VO2max的间接方法,为评定中学男生心血管功能水平提供的有效、可靠指标。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
抽取长沙地区城市、乡村各两所学校,再采取简单随机抽样法从八所学校中每个年级抽取30名男生(初三、高三除外);城市组排除外地生源或者三年内曾在乡村学校读书的学生,乡村组排除城市生源或者三年内曾在城市学校读书的学生;共240人。所测学生均身体健康,无任何心、肺疾病史,经体检合格,愿意配合本测试。
1.2 测试指标
将受试者分为8个组别,测试学生的台阶指数、1000m、12min跑、VO2max等。
1.2.1 VO2max直接测定
VO2max的测定是应用德国H/P/COSMOS公司生产的PULSAR型运动跑台进行运动,由德国CORTEX公司产的CORTEX METALYZERⅡ型心肺功能测试仪测试VO2max、VO2max相对值、呼吸频率、最高心率、氧脉搏等指标。
1.2.1.1 仪器的要求与校准
测试前,每月对呼出气体装置进行气压、气体、容量、温度等校准,其用于校准的标准气体由德国CORTEX公司提供,氧传感器校准通过时仪器才能正常工作。每次测试前仪器预热30～45分钟,容量校准后开始进行测试。气体采集系统保证不漏气。实验室温度保持在190C～240C ,相对湿度为40%～60%;室内空气保持新鲜,其氧含量在20.90%。分析仪每10秒钟打印一次分析结果,并根据实验室气温、气压和相对湿度等自动校正到STPD标准状态。
1.2.1.2 运动负荷方案
测试时的起始负荷、递增时间与递增负荷均根据受试者的性别、年龄、运动能力以及预实验的结果来确定的。受试者在跑台上先休息1分钟,跑台速度、坡度均为0。训练期跑台每分钟逐级递增进行,随着时间的延长,速度和坡度均增加。逐级增加负荷,直到受试者力竭为止。各年级所采用的运动负荷方案见表1:
1.2.1.3 VO2max的判断标准
(1)HR≥190 b•min-1;(2)RQ≥1.05;(3) 摄氧量不再随运动负荷增加而上升,或升幅≤2 m1•kg-1•min-1;(4)受试者主观感觉精疲力竭,虽经反复鼓励仍不能坚持。具备上述4项中的3项即可判定为达到VO2max[1,2]。
1.3 统计处理
实验数据采用SPSS12. 0统计软件进行处理,结果以平均数±标准差(±S)表示,均数比较采用t检验;相关分析采用Pearson相关分析法;差异显著水平取α=0.05。
2结果与分析
由表2可见, 12min跑与VO2max的相关系数r=0.731,呈高度相关(P<0.01);1000m与VO2max的相关系数为r=-0.716,呈高度负相关(P<0.01);1000m、12min跑与VO2max/体重的相关系数分别为r=-0.36、r=0.43(P<0.01);台阶指数与VO2max的绝对值和相对值均没有相关性或相关性极低(P>0.05)。
由表3可见,台阶指数与1000m、12min跑成绩的相关性均很低,甚至没有相关性(P>0.05);1000m与12min跑的相关系数r=-0.77,呈高度负相关(P<0.01)。
3 讨论
1000m(男)作为测试学生耐力素质的发展水平,特别是心血管呼吸系统的机能及肌肉耐力,在我国的体质监测及升学考试中已经沿用多年。湖南省2000年的监测结果表明[3]:与1995年相比,城乡男生耐力素质呈明显下降趋势。2004年,国家体育总局、教育部对18余万名7-22岁城乡男女学生进行的体质监测结果显示:与2000年相比,我国学生的耐力素质明显下降。魏国华[4]的研究结果表明:2005年与2000年相比,城乡学生的耐力素质均呈下降趋势,且城市学生的下降幅度比乡村大。
本研究结果与10年前同龄学生比较,所测城乡男生的VO2max、VO2max的相对值均低于10年前水平,(P<0.01)。其原因可能是近10年来网络发展迅速、学生闲暇时间多用于上网或看电视,体育锻炼时间减少,从而导致耐力素质下降、心肺功能水平降低。
关于1000m与VO2max的相关性,我国已有学者对此方面进行过研究。程磊等[5]对某重点中学体训队16名学生进行了测试,结果显示:男生800米与VO2max的相关系数为r=-0.57,与VO2max相对值的相关系数为r=-0.71(P<0.05) 。王翔等通过研究32名大学生的VO2max与1000m跑的相关性,结果表明:VO2max与1000m的相关系数为0.47(R>0.05),两者没有相关性。本研究结果与程磊的结果接近,而与王翔的研究结果相反,其原因可能由受试者年龄、运动水平的不同造成,但具体原因还有待进一步研究。
美国库珀和日本浅见俊雄的研究表明,12min跑测验法与VO2max的相关系数非常高,分别达0.897和0.87[6] 。
国内蔡秋[7,8]等研究表明,12min跑回归方程所推算VO2max与直接测得的真实值基本相关,可用于预测我国大学生的
VO2max,其有较高的预测准确性,且其有年龄校正因子,又不受场地限制,可广泛用于城乡青少年。王翔等研究32名大学生
的VO2max与12min跑的相关性发现:VO2max与12min跑的相关系数达0.76。本研究结果与国内外学者的研究结果接近。
台阶指数与1000m同时作为《国家学生体质健康标准》中检测学生心血管功能的指标,两者的相关程度低,在反映学生心血管功能水平评分时,两者不宜作为相互替换项目。12min跑与1000m高度负相关,这对于耐力素质发展敏感期的高中生,将12min跑作为测试耐力水平的指标可能更有利于增加学生练习积极性和提高学生的耐力水平。
4 结论
4.1台阶指数与VO2max、1000m、12min跑均没有相关性,且不能反映出年龄变化规律,说明台阶指数不能确切地反映中学男生的耐力素质水平及心血管功能水平。
4.21000m与VO2max高度负相关、12min跑与VO2max高度正相关,且1000m与12min跑两者之间高度负相关,说明两者有较强的替代性,均可作为反应当前中学男生心血管功能的有效指标。
[参考文献]
[1]曲绵域,于长隆主编.实用运动医学[M].第四版.北京:北京大学医学出版社,2003,11-119.
[2]穆魁津,林友华主编.肺功能测定原理与临床应用[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1992 :170-186.
[3]湖南省体育局等.2000年湖南省国民体质监测报告[R].湖南科学技术出版社;2002.
[4]魏国华.贵阳市中小学生2005年与2000年生长发育及体质状况比较[J].中国学校卫生,2007,28(12).
[5]程磊, 陈霞.最大吸氧量对青少年100m和800m训练项目的影响[J].山西师大体育学院学报研究生论文专刊,2005,20:122-124.
[6](俄)戈季克,刘饶译.欧洲各国统一使用的评定人体状况的方法[J].国外体育科技, 1995,2:26.
[7]蔡秋,等.12分钟跑与20m往返跑预测最大摄氧量的比较研究[J],体育学刊,1997,(2): 37-40.
[8]蔡秋,等.20m往返跑预测最大摄氧量的可靠性研究[J],广东教育学院学报,1995,(2): 104-7.
[9]中华人民共和国教育部 国家体育总局 《国家学生体质健康标准解读》编委会.国家学生体质健康标准解读[M].北京:人民教育出版社,2007.
课题资助:衡阳师范学院院科学基金支助(项目编号:08B21)
关键词:中学男生;VO2max;台阶指数;1000m跑;12min跑
最大摄氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)是指人体在进行有大量肌群参加的长时间激烈运动中,心肺功能和肌肉利用氧的能力充分动员,并达到本人的极限水平时,单位时间内机体摄取和利用的氧量。VO2max值取决于循环、呼吸、运动三大系统的生理功能及偶联活动。它不仅是运动生理学上用以评估运动员在极限运动时心血管功能限度和心肺功能状态的一个重要指标;而且还是临床上评估患者功能状态、康复治疗效果,以及在选择心肺移植病例时评估患者最大运动耐受力的最可靠指标;也常作为评定学生运动能力和运动选材的生理指标。由于直接测定法复杂且需要昂贵的仪器设备,间接测定法很多,有Astrand-Rhyming列线图法、12min跑、PWC170推测法、FOX法、Margaria法、Maritz法、V.Dobeln法、15min跑、陈文堉法、无氧阈推测法、台阶测试法、2400m跑、1600m跑、1600m走等,但适合当前我国中学男生的方法还很难确定,因此,寻找方便、有效的间接测定法成为目前生理学界的一个共同目标。本文对当前运用较多的台阶指数、1000m、12min跑与VO2max进行相关性分析,以期找出最适合测定我国中学男生VO2max的间接方法,为评定中学男生心血管功能水平提供的有效、可靠指标。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
抽取长沙地区城市、乡村各两所学校,再采取简单随机抽样法从八所学校中每个年级抽取30名男生(初三、高三除外);城市组排除外地生源或者三年内曾在乡村学校读书的学生,乡村组排除城市生源或者三年内曾在城市学校读书的学生;共240人。所测学生均身体健康,无任何心、肺疾病史,经体检合格,愿意配合本测试。
1.2 测试指标
将受试者分为8个组别,测试学生的台阶指数、1000m、12min跑、VO2max等。
1.2.1 VO2max直接测定
VO2max的测定是应用德国H/P/COSMOS公司生产的PULSAR型运动跑台进行运动,由德国CORTEX公司产的CORTEX METALYZERⅡ型心肺功能测试仪测试VO2max、VO2max相对值、呼吸频率、最高心率、氧脉搏等指标。
1.2.1.1 仪器的要求与校准
测试前,每月对呼出气体装置进行气压、气体、容量、温度等校准,其用于校准的标准气体由德国CORTEX公司提供,氧传感器校准通过时仪器才能正常工作。每次测试前仪器预热30～45分钟,容量校准后开始进行测试。气体采集系统保证不漏气。实验室温度保持在190C～240C ,相对湿度为40%～60%;室内空气保持新鲜,其氧含量在20.90%。分析仪每10秒钟打印一次分析结果,并根据实验室气温、气压和相对湿度等自动校正到STPD标准状态。
1.2.1.2 运动负荷方案
测试时的起始负荷、递增时间与递增负荷均根据受试者的性别、年龄、运动能力以及预实验的结果来确定的。受试者在跑台上先休息1分钟,跑台速度、坡度均为0。训练期跑台每分钟逐级递增进行,随着时间的延长,速度和坡度均增加。逐级增加负荷,直到受试者力竭为止。各年级所采用的运动负荷方案见表1:
1.2.1.3 VO2max的判断标准
(1)HR≥190 b•min-1;(2)RQ≥1.05;(3) 摄氧量不再随运动负荷增加而上升,或升幅≤2 m1•kg-1•min-1;(4)受试者主观感觉精疲力竭,虽经反复鼓励仍不能坚持。具备上述4项中的3项即可判定为达到VO2max[1,2]。
1.3 统计处理
实验数据采用SPSS12. 0统计软件进行处理,结果以平均数±标准差(±S)表示,均数比较采用t检验;相关分析采用Pearson相关分析法;差异显著水平取α=0.05。
2结果与分析
由表2可见, 12min跑与VO2max的相关系数r=0.731,呈高度相关(P<0.01);1000m与VO2max的相关系数为r=-0.716,呈高度负相关(P<0.01);1000m、12min跑与VO2max/体重的相关系数分别为r=-0.36、r=0.43(P<0.01);台阶指数与VO2max的绝对值和相对值均没有相关性或相关性极低(P>0.05)。
由表3可见,台阶指数与1000m、12min跑成绩的相关性均很低,甚至没有相关性(P>0.05);1000m与12min跑的相关系数r=-0.77,呈高度负相关(P<0.01)。
3 讨论
1000m(男)作为测试学生耐力素质的发展水平,特别是心血管呼吸系统的机能及肌肉耐力,在我国的体质监测及升学考试中已经沿用多年。湖南省2000年的监测结果表明[3]:与1995年相比,城乡男生耐力素质呈明显下降趋势。2004年,国家体育总局、教育部对18余万名7-22岁城乡男女学生进行的体质监测结果显示:与2000年相比,我国学生的耐力素质明显下降。魏国华[4]的研究结果表明:2005年与2000年相比,城乡学生的耐力素质均呈下降趋势,且城市学生的下降幅度比乡村大。
本研究结果与10年前同龄学生比较,所测城乡男生的VO2max、VO2max的相对值均低于10年前水平,(P<0.01)。其原因可能是近10年来网络发展迅速、学生闲暇时间多用于上网或看电视,体育锻炼时间减少,从而导致耐力素质下降、心肺功能水平降低。
关于1000m与VO2max的相关性,我国已有学者对此方面进行过研究。程磊等[5]对某重点中学体训队16名学生进行了测试,结果显示:男生800米与VO2max的相关系数为r=-0.57,与VO2max相对值的相关系数为r=-0.71(P<0.05) 。王翔等通过研究32名大学生的VO2max与1000m跑的相关性,结果表明:VO2max与1000m的相关系数为0.47(R>0.05),两者没有相关性。本研究结果与程磊的结果接近,而与王翔的研究结果相反,其原因可能由受试者年龄、运动水平的不同造成,但具体原因还有待进一步研究。
美国库珀和日本浅见俊雄的研究表明,12min跑测验法与VO2max的相关系数非常高,分别达0.897和0.87[6] 。
国内蔡秋[7,8]等研究表明,12min跑回归方程所推算VO2max与直接测得的真实值基本相关,可用于预测我国大学生的
VO2max,其有较高的预测准确性,且其有年龄校正因子,又不受场地限制,可广泛用于城乡青少年。王翔等研究32名大学生
的VO2max与12min跑的相关性发现:VO2max与12min跑的相关系数达0.76。本研究结果与国内外学者的研究结果接近。
台阶指数与1000m同时作为《国家学生体质健康标准》中检测学生心血管功能的指标,两者的相关程度低,在反映学生心血管功能水平评分时,两者不宜作为相互替换项目。12min跑与1000m高度负相关,这对于耐力素质发展敏感期的高中生,将12min跑作为测试耐力水平的指标可能更有利于增加学生练习积极性和提高学生的耐力水平。
4 结论
4.1台阶指数与VO2max、1000m、12min跑均没有相关性,且不能反映出年龄变化规律,说明台阶指数不能确切地反映中学男生的耐力素质水平及心血管功能水平。
4.21000m与VO2max高度负相关、12min跑与VO2max高度正相关,且1000m与12min跑两者之间高度负相关,说明两者有较强的替代性,均可作为反应当前中学男生心血管功能的有效指标。
[参考文献]
[1]曲绵域,于长隆主编.实用运动医学[M].第四版.北京:北京大学医学出版社,2003,11-119.
[2]穆魁津,林友华主编.肺功能测定原理与临床应用[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1992 :170-186.
[3]湖南省体育局等.2000年湖南省国民体质监测报告[R].湖南科学技术出版社;2002.
[4]魏国华.贵阳市中小学生2005年与2000年生长发育及体质状况比较[J].中国学校卫生,2007,28(12).
[5]程磊, 陈霞.最大吸氧量对青少年100m和800m训练项目的影响[J].山西师大体育学院学报研究生论文专刊,2005,20:122-124.
[6](俄)戈季克,刘饶译.欧洲各国统一使用的评定人体状况的方法[J].国外体育科技, 1995,2:26.
[7]蔡秋,等.12分钟跑与20m往返跑预测最大摄氧量的比较研究[J],体育学刊,1997,(2): 37-40.
[8]蔡秋,等.20m往返跑预测最大摄氧量的可靠性研究[J],广东教育学院学报,1995,(2): 104-7.
[9]中华人民共和国教育部 国家体育总局 《国家学生体质健康标准解读》编委会.国家学生体质健康标准解读[M].北京:人民教育出版社,2007.
课题资助:衡阳师范学院院科学基金支助(项目编号:08B21)