有氧耐力测试指标研究进展

李淑娟 陈子文

（内蒙古农业大学体育教学部， 内蒙古呼和浩特010018）

摘要：有氧耐力是从事耐力性运动的重要能力，文章对有氧耐力的生理基础和部分测试指标进行回顾和总结，分析指标包括最大摄氧量（VO2max）、无氧阈（AT）、跑节省化（RE）、最大摄氧量速度（VO2max）和最大摄氧量时间（tlim），这几个耐力指标越来越受到研究者的关注，在评定有氧耐力水平、制订有氧耐力训练强度等许多方面具有较强的指导意义。

关键词：有氧耐力 测试指标 研究进展

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：1004—5643（2015）06—0091—02

作者简介：1.李淑娟（1976~），女，实验师。研究方向：学生体质健康。

2.陈子文（1986~），男，教师。研究方向：学生体质健康。

1 有氧耐力的生理基础

有氧代谢是人体运动过程中最主要的供能系统， 也是人体运动能力的基础，任何运动都离不开有氧运动能力的支撑。有氧耐力是人体长时间以有氧供能为基础进行工作的能力， 有氧耐力作为体能的基本成分之一， 对以有氧耐力为主的运动项目的运动成绩起着决定性作用， 心肺功能和骨骼肌的有氧代谢能力是影响有氧耐力的最重要因素， 进行心肺功能和骨骼肌的有氧代谢能力测试也是有氧耐力测试和评价的关键指标。限制有氧代谢能力的生理因素有肺扩散能力、最大心输出量、血液载氧能力以及骨骼肌特征，其中最重要的就是心输出量，现代研究者证实肺扩散能力的限制主要是因为在肺泡毛细血管内血流速度加快，红细胞通过时间极短，血氧结合时间会减少[1]。最大心输出量主要与训练水平有关， 血液载氧能力的限制主要是血红蛋白含量以及血液流变性的改变。骨骼肌外周扩散梯度氧运输和线粒体氧耗的相互作用以及线粒体酶活性的改变是主要的外周限制，Hoolloszy 和Coylle（1984）证实了线粒体酶活性增加引起两个代谢作用是：适应了耐力训练的肌肉会节省肌糖元和血糖，以更高速率氧化脂肪供能；运动过程中乳酸生成减少。所以心肺功能的加强和肌肉的适应是耐力成绩随训练提高的重要原因[2]。

2 有氧耐力测试指标

2.1 最大摄氧量与无氧阈

最大摄氧量是反映有氧耐力的综合指标， 并且VO2max有较高的遗传度，高水平运动员中一般用直接测定法，无氧阈反映了机体高水平利用氧而不产生可致疲劳的代谢产物的能力， 更能代表人体的用氧能力，现在运动员一般用乳酸法，两个指标的生理基础不同， 但VO2max与AT 之间存在高度相关：r=0.85-0.95[3]。自从1923 年提出VO2max以来， 就一直受到研究者的质疑和挑战， 但VO2max被公认为是决定耐力运动员运动成绩的一个重要生理学依据。近二十年来，普遍认为VO2max不是决定优秀耐力运动成绩的唯一决定因素。许多学者证实AT 与耐力系数相关（r=0.89）比VO2max（r=0.69）高，因此AT 更能代表人体有氧能力。彭丽等人得VO2max与AT（%VO2max） 无显著相关（r=0.351，p>0.05），VO2AT 可能以VO2max为基础， 主要受遗传影响而AT（%VO2max）可能受训练变化较大[4]。因此在优秀运动员训练过程中，要注重AT 的训练。

2.2 跑的节省化（RE）

Astrand&1961 年提出了跑节省化（Running&Economy，RE）概念，即RE 是在次最大跑速负荷下，机体所消耗能量的大小。近年研究认为，训练初期的成绩提高与VO2max的改善呈平行关系，而杰出耐力群体的能力改善更多地依赖于RE 水平的变化。研究证实，RE 对运动成绩的贡献率高于VO2max，并且RE 遗传性较低，稳定状态下可以通过测定氧耗量和呼吸商来决定，较VO2max有更大的可塑性， 在评价氧利用能力方面有出色的应用价值。Conley 和KrahenbuhlQ研究发现， 在相同训练下VO2max没有明显改变的，运动成绩仍可提高，并且与RE 的提高呈平行关系，因此RE 与VO2max的改善存在显著的非一致性[5]。跑的节省化在一定程度上反映的是人体运动过程中机械效率，2009 年Fletcher&JR 研究认为单位耗能比最大摄氧量表示RE 更敏感，他用了不同强度下相同耗氧量的方法测试到单位耗能与RE 相关系数更大， 国外研究认为神经—肌肉系统功能的改善以及肌肉做功效率的提高是跑步经济性提高的主要机制。从训练学角度分析在张勇等人认为在评价个体运动效率高低时，采用50%&~80%&VO2max强度运动的机械效率指标将会更为稳定、有效和可靠。冷志勇等人研究认为，RE 在评价普通人群耐力训练效果方面优于AT 指标， 并且在国内对高水平运动员的竞技性特征、影响因素以及提高途径研究较少。Kindermann.W 等研究表明RE 就是稳定状态下的有氧需求。对于训练有素的运动员来说， 以乳酸阈强度进行训练在获得能力上并不是最佳的刺激。影响高水平运动员的生物学和生理学因素很多主要包括肌肉代谢的适应性、肌肉储存和释放弹性能量的能力、机械效率的提高、减少制动过程中的能量消耗[4-5]，目前RE 是评价运动员有氧能力的较好指标之一。近年来力量训练和高原训练常被用作提高RE 的途径。

2.3 VO2max 派生指标

1984 年，Daniels 等提出了最大摄氧量速度（VO2max）的概念，认为这是一个整合VO2max和RE（跑节省化）等参数的有效的有氧耐力指标， 在评价长跑运动员有氧运动能力有较高灵敏性。Billat 将VO2max定义为在递增负荷运动过程中，产生最大摄氧量时的最小速度，代表运动过程利用氧的最高效率，在现有研究中由于对定义理解差异，有不同的测试方法，有代表性的方法，一是以Daniel 为代表通过间接推算法推算VO2max； 另外一方法是以Billat 等为代表在实验室通过递增负荷测试直接得出VO2max，但是实验过程中发现在递增负荷运动中测得达到最大摄氧量的VO2max并不是唯一的， 在大于和小于VO2max都能达到最大摄氧量。tlim 是指运动者保持VO2max时所能运动的最长时间。根据Billat 的研究结果，这个时间平均在6min 左右。Billat 发现，tlim受试者的乳酸阈值越高，其tlim 时间越长。这些指标被广泛用于间歇训练以提高最大摄氧量并取得了良好的效果，研究发现，以达到或接近VO2max的强度训练对提高优秀长跑运动员的VO2max最为有效， 但与时间的恰当的组合才能使训练效果达到最佳。1991 年Gorostiag 等证实采用30s100%VO2max运动，30s 休息的间歇训练比50%vVO2max的持续训练能更好地提高VO2max， 但这两种训练仅能提高70%VO2max。2003 年Smith 等的实验中，60%tmax 组每次VO2max强度下训练时间比70%tmax 组每次VO2max强度下训练VO2max提高了3ml/kg/min， 时间也增长了113s，VO2max提高了1km/h，这表明60%tmax 的VO2max间歇训练更加有效。由于VT 的提高可使运动员在更高的VO2max下运动，因此Smith 等认为，60%tmax 组比70%tmax 组的训练效果更好， 这结果表明大强度的训练导致的RE 提高是3000m 成绩提高的因素之一。Midgley（2006）[6]提出的训练原则是：发展tlimvVO2max，训练强度最好控制在90%Y~105%YvVO2max， 间歇强度为50%YvVO2max或乳酸阈强度， 运动和间歇时间在15~30s， 准备活动应该控制在10~15min，乳酸阈强度以下1~2km/h跑，准备活动与间歇训练之间无间隔。

3 小结

VO2max作为反映有氧能力的综合指标， 与身体多种机能关系密切，代表心肺功能状态和骨骼及系统的代谢能力，是多种机能协调发展的结果， 反映了机体摄氧量能达到的最大值；AT 反映了机体高水平利用氧而不产生可致疲劳的代谢产物的能力，是影响VO2max的外周机制或VO2max的组成成分；RE 反映了机体在运动过程中的机械效率，可作为独立变量预测成绩，但到目前RE 提高机制还未达成共识，还需进一步实证探索。VO2max和tlim一定比例结合的间歇训练和持续训练是否能提高运动员VO2max状态下运动更长时间虽还未取得共识， 但已广泛运用到了训练过程中。有氧耐力测试指标中VO2max和AT 是经典指标，但随着运动员水平的不断提高，要求有更灵敏指标对其进行评价，在进一步研究过程中不同项目应结合相应指标建立专项能力评估方法， 经典运动测试方法与生理生化指标进一步结合也是训练监控研究工作的一个新的特点， 如何结合项目特点开发简单的方法评价专项有氧能力指标，并在训练中应用，也是非常值得进一步研究的内容之一。

参考文献：

[1]孟思进．关于最大摄氧量的限制因素[J]．武汉体育学院学报，2003Y（2）：43-46．

[2]杨锡让，田野．有氧代谢能力的应用及机制[J]．北京体育大学学报，1993（4）：35-41．

[3]吴卫，彭莉．最大摄氧量、无氧阈在评价有氧能力方面的差异分析[J]．西南师范大学学报，2009（5）：215-218．

[4]冷志勇，于林竹，王国军．跑节省化（RE）和最大摄氧量评价耐力训练效果的比较研究[J]． 山东体育学院学报，2008（1）：47-49．

[5]ConleyY D，Krahenbub．RunningY economyY andY distanceY runningYperformanceYofYhighlyYtrainedYathletesY [J]．MedicineYandYscienceYinYSportsYandExercise，1980（5）：357-360．

[6]胡国鹏，刘无逸，向剑锋．最大耗氧量速度运动时的生理负荷分析及意义[J]．体育科学，2005（8）：59-61．