籃球運動員短期沖刺間歇訓練對肌氧含量和運動能力的影響

　　通過Moxy肌氧監(jiān)測儀可實時顯示肌肉毛細血管中的SmO2(肌肉氧飽和度)，輔助觀察運動員在運動過程中的肌氧含量以及運動能力的分析。Moxy肌氧監(jiān)測儀的作原理是用近紅外光照射皮膚，然后會檢測到一些進入肌肉組織后返回表面皮膚的光線。可見光光譜范圍約從紫色末端的380nm到紅色末端的750nm。Moxy監(jiān)測儀利用四個波長范圍630到850nm的獨立光源。肌肉充氧動力幫助我們理解改變肌肉的新陳代謝，因此，可用于導不同的鍛煉。MOXY對耐力訓練的目的是幫助用戶實現(xiàn)和保持訓練強度。本文是針對籃球運動員短期沖刺間歇訓練對肌氧含量和運動能力的影響的相關文獻。原標題：短期沖刺間歇訓練對青年男子籃球運動員肌氧含量和運動能力的影響。

moxy近紅外光實時無線無創(chuàng)肌氧監(jiān)測儀

　　觀察短期沖刺間歇訓練對運動員運動中肌氧含量以及運動能力的影響，為科學合理制定訓練計劃提供依據(jù)。將30名青年男子籃球運動員隨機分為實驗組（EG，n=15名）和對照組（CG，n=15名）。CG運動員正常訓練，EG在正常訓練基礎上每周進行2次沖刺間歇訓練，實驗周期為4周。分別于實驗前后利用遞增負荷實驗測定有氧運動能力；30sWingate實驗測定無氧運動能力；近紅外光譜測定術（NIRS）監(jiān)測高強度間歇運動實驗中（反復5次30sWingate實驗，間歇期4min）股外側肌氧含量的變化。結果顯示：實驗后，組內與實驗前，EG受試者遞增負荷實驗時的大攝氧量和大有氧率升高（P<0.05），1次Wingate實驗時的峰值率和平均率增加（P<0.05），間歇運動實驗中氧合血紅蛋白和氧合肌紅蛋白、脫氧血紅蛋白和脫氧肌紅蛋白以及組織氧合數(shù)變化量的對值均顯著性升高（P<0.05），血紅蛋白總量無顯著性改變（P>0.05）；CG受試者所有標均無顯著性變化（P>0.05）。結果表明：短期沖刺間歇訓練改善了青年男子籃球運動員有氧、無氧運動能力以及間歇運動時外周骨骼肌的攝氧能力。

　　籃球項目常需要運動員在比賽中做出加速、力沖刺等間歇性動作，其強度往往超出大攝氧量（超大強度）并持續(xù)數(shù)秒。據(jù)統(tǒng)計，籃球運動員在一場比賽中的超大強度運動可占到總移動距離的11.2%～18.8%[1]，因此從總供能比例上看籃球屬于有氧運動，但短時間無氧供能占到近1/4的比例，且無氧能力是決定比賽勝負的關鍵因素。沖刺間歇訓練（sprintintervaltraining，SIT）是高強度間歇訓練的一種模式，可同時發(fā)展運動員有氧和無氧運動能力，其特點是以接近或超過大有氧能力的強度運動與一定間歇交替進行[2]。SIT時運動員需要力沖刺（跑步、蹬車、游泳等）以維持較高甚至高的生理刺激和反應[2]。SIT提高運動能力的機制與骨骼肌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)結構與能改善以及代謝適應有關[3-4]。

　　Moxy采用高度傳感器和超輕量的設計讓教練員和運動員能夠實時反饋和監(jiān)測目標肌群的運動強度，無論是有氧訓練、力量訓練、間歇訓練或是損傷后修復，Moxy都能讓教練員或運動員獲得高度的量化數(shù)據(jù)。

　　研究證實，SIT能夠改善骨骼肌氧化能力，但具體機制尚不清楚。近紅外光譜測定術（nearinfraredspectroscopy，NIRS）可通過近紅外線的氧依賴特征獲取骨骼肌中氧代謝的變化[5]。NIRS在臨床學中已得到廣泛應用，但在運動學與運動訓練中開展的研究較少[6]。便攜式肌氧測定儀的出現(xiàn)為觀察運動中肌肉氧代謝的變化提供了便利。不論是實驗室測試還是運動現(xiàn)場測試，NIRS均具有較高的信度，可提供運動中肌肉氧合水平、脫氧速率以及再氧合速率等信息[6]。即使短時間運動（如持續(xù)數(shù)秒的沖刺訓練），亦可通過NIRS快速獲取運動中的肌肉氧代謝情況。由于通過NIRS可進行無創(chuàng)檢測和無線遙測且結果信度高，因此將其應用于運動員可為個性化訓練方案的制定以及訓練調控提供保障。有關身體機能對SIT的急性反應業(yè)已明確[7-8]，但SIT誘導的慢性生理適應則鮮有關注。本研究旨在探討短期SIT對青年男子籃球運動員運動中肌氧含量和運動能力的影響。

　　1研究對象和方法

　　1.1研究對象

　　選取30名青年男子（年齡18～22歲）籃球運動員，家1級和2級水平。受試者身體健康，無心血管和肺臟疾病、代謝性疾病和運動系統(tǒng)疾病，無煙酒嗜好，近期無急慢性感染、運動損傷以及使用藥物和營養(yǎng)補劑。將受試者隨機分為實驗組（experimentalgroup，EG）和對照組（controlgroup，CG），每組15人。CG運動員正常訓練4周，EG在正常訓練基礎上還需完成每周2次、共4周的SIT干預。

　　1.2實驗總體設計

　　實驗前告知注意事項并簽訂知情同意書。受試者分3次進入運動生理實驗室進行相關測試。第1次：熟悉實驗流程與率自行車的使用并進行預實驗。第2次：間隔48h后，測定身體形態(tài)學、血液動力學參數(shù)，利用遞增負荷實驗測定有氧運動能力，利用1次Wingate實驗測定無氧運動能力，利用便攜式肌氧測定儀測定高強度間歇運動實驗中肌氧含量的變化。次日開始進行4周實驗干預。第3次：末次實驗48h后再次進行上述各項測試，內容同第2次。囑受試者實驗前48h清淡飲食，避免劇烈運動，避免吸煙、飲酒和喝咖啡。

　　1.3身體形態(tài)學、血液動力學測定

　　測定身高（m）、體質量（kg）并計算體質量數(shù)（bodymassindex，BMI）。用身體組成分析儀（Inbody520，韓）以生物電阻抗法測定身體成分，包括脂肪質量（fatmass，F(xiàn)M）、去脂體質量（freefatmass，F(xiàn)FM）和體脂百分比（percentbodyfat，BF（%））。坐位休息5～10min后用標準臺式水銀柱血壓計測量右上臂肱動脈血壓，測量3次取均值（每次間隔5min），獲得收縮壓（systolicbloodpressure，SBP）和舒張壓（diastolicbloodpressure，DBP）。計數(shù)3次（4×15s）脈搏取均值作為安靜心率（heartrate，HR）值。

　　1.4有氧運動能力測定

　　利用遞增負荷率車（Monark839E，瑞典）實驗測定有氧運動能力。測試方案：起始負荷90W，每2min遞增30W，保持60r/min蹬車速度。用德產CortexⅡ型運動心肺代謝系統(tǒng)測定攝氧量（VO2）、CO2呼出量（VCO2）等通氣標，用遙測心率表（PolarS800，芬蘭）記錄HR，根據(jù)主觀疲勞感覺（ratingsofperceivedexertion，RPE）量表（6～20級）記錄疲勞程度。若出現(xiàn)以下4個標準中的3個即終止實驗：（1）呼吸商（RQ=VCO2/VO2）超過1.15；（2）心率超過180b/min；（3）出現(xiàn)攝氧量平臺，即VO2的變化幅度不超過150mL/min；（4）受試者主訴力竭。此時的VO2值即大攝氧量（maximaloxygenuptake，VO2max），記錄大心率（HRmax）、大血壓值（SBPmax和DBPmax）、大有氧率（maximalaerobicpower，MAP）、大RQ（RQmax）和大RPE（RPEmax）。

　　1.5肌氧含量測定

　　使用無氧率自行車（PowermaxVII，日本）進行一次高強度間歇運動實驗（反復5次30sWingate實驗，間歇期4min）。受試者先進行5～10min準備活動，之后開始正式實驗：受試者盡力蹬車，同時阻力增大，在2～3s內達到規(guī)定負荷（阻力負荷為0.075kg/kg），運動中不斷給予受試者口頭鼓勵，30s結束。間歇期受試者坐在率車上安靜休息4min。用便攜式肌氧測定儀（ISAH-100，中）連續(xù)監(jiān)測肌氧含量變化。選擇人體大且在該運動中作為主要原動肌的股四頭肌外側頭即股外側肌作為肌氧含量的監(jiān)測點，將探頭縱向置于右側大腿髕骨中點上10～12cm處，探頭的軸線平行于大腿。為防止汗水的影響在探頭與皮膚之間貼一層超薄透光塑料膜并用一特制遮光裝置固定探頭以防止漏光。以藍牙方式連接肌氧儀與電腦，每0.1s采集一次數(shù)據(jù)并獲取以下標：脫氧血紅蛋白和脫氧肌紅蛋白（deoxyhaemoglobin+deoxymyoglobin，HHb+HMb）、氧合血紅蛋白和氧合肌紅蛋白（oxyhaemoglobin+oxymyoglobin，HbO2+MbO2）、組織氧合數(shù)（tissueoxygenationindex，TSI）和血紅蛋白總量（totalhaemoglobin，tHb）。用實驗中的數(shù)據(jù)與安靜基礎值（測定實驗前安靜狀態(tài)下30s的平均值）的差值作為該標的變化量，分別記作ΔHHb+HMb、ΔHbO2+MbO2、ΔTSI和ΔtHb。TSI單位為一，其余均為μmmol・L-1。1.6無氧運動能力測定。　　術參數(shù)

　　測量：實時顯示肌肉毛細血管中的SmO2（肌氧飽和度）

　　標：血紅蛋白總數(shù)、氧血紅蛋白、還原血紅蛋白、肌氧飽和度等

　　測量深度：透過皮膚和脂肪0.5”（12mm）

　　術原理：采用連續(xù)的近紅外光譜，利用修正的郎伯-比爾定律及開發(fā)的專利數(shù)學模型

　　記錄數(shù)據(jù)方式：無線實時、數(shù)據(jù)線存儲兩種

　　波長：380nm630nm750nm850nm

　　數(shù)據(jù)更新：1秒

　　尺寸：61*44*21mm

　　重量：48g

　　利用1次30sWingate實驗測定無氧運動能力。實際操作中，取反復5次30sWingate實驗中第1次的峰值率（peakpower，PP）、平均率（meanpower，MP）和疲勞數(shù)（fatigueindex，F(xiàn)I）作為無氧能力參數(shù)。具體流程見1.5節(jié)。

　　1.7訓練計劃

　　CG受試者進行常規(guī)訓練（有氧訓練和力量訓練為主），EG在正常訓練基礎上完成2次/周、共4周的SIT。SIT在率自行車（PowermaxVII，日本）上完成，5～10min拉伸后在率車上進行3～5min（50W）準備活動，然后開始正式訓練，方案為：以PP強度（30sWingate實驗測定的峰值率）蹬車60s、間歇75s為1組，間歇期（4min）進行積性恢復（即以50W負荷繼續(xù)蹬車），第1周重復6組，第2周重復8組，第3～4周重復10組。訓練后進行5～10min整理活動（50W繼續(xù)蹬車以及牽伸練習）。

　　1.8統(tǒng)計學處理

　　所有數(shù)據(jù)以“均數(shù)±標準差”（±s）表示。用SPSS20.0forwindows統(tǒng)計軟件包進行數(shù)據(jù)處理，組間使用獨立樣本t檢驗，組內（實驗前后）使用配對t檢驗。統(tǒng)計學差異定為P<0.05。

　　2結果及分析

　　2.1受試者的基線特征

　　所有受試者均按計劃完成了實驗，無失訪者。受試者基線特征見表1，兩組運動員在年齡、訓練年限、身體形態(tài)學（身高、體質量、BMI、FM、FFM、體脂百分比（BF）和血流動力學（HR、SBP和DBP）等變量間均無顯著性差異（P>0.05），組間具有可比性。

　　2.2實驗前后身體形態(tài)學和血液動力學的變化

　　實驗后，兩組受試者身體形態(tài)學和血液動力學各參數(shù)均無顯著性變化（P>0.05）（見表2）。

　　2.3實驗前后有氧運動能力的變化

　　實驗前，兩組有氧運動能力參數(shù)均無顯著性差異（P>0.05）。實驗后，組內與實驗前，EG受試者VO2max和MAP升高（P<0.05），CG各標均無顯著性變化（P>0.05）；組間，EG受試者VO2max和MAP高于CG（P<0.05）（見表3）。

　　2.4實驗前后無氧運動能力的變化

　　實驗前，兩組無氧運動能力參數(shù)均無顯著性差異（P>0.05）。實驗后，組內與實驗前，EG受試者PP和MP升高（P<0.05），F(xiàn)I無顯著性改變（P>0.05），CG各參數(shù)均無顯著性變化（P>0.05）；組間，EG受試者PP和MP高于CG（P<0.05）（見表4）。

　　2.5實驗前后高強度間歇運動實驗中肌氧含量的變化

　　實驗前，兩組高強度間歇運動實驗中肌氧含量均無顯著性差異（P>0.05）。實驗后，組內與實驗前，EG受試者ΔTSI、ΔHHb+HMb和ΔHbO2+MbO2對值升高（P<0.05），ΔtHb無顯著性改變（P>0.05），CG各參數(shù)無顯著性變化（P>0.05）；組間，EG受試者ΔTSI、ΔHHb+HMb和ΔHbO2+MbO2高于CG（P<0.05）（見表5）。

　　3討論

　　本研究發(fā)現(xiàn)4周SIT后受試者運動中骨骼肌攝氧能力增強，表現(xiàn)為實驗后反復Wingate實驗時ΔTSI、ΔHHb+HMb和ΔHbO2+MbO2對值增加；此外，EG運動員有氧、無氧運動能力提高，而CG則無顯著性變化，提示短期SIT可有效改善青年男子籃球運動員的運動能力，其中有氧代謝改善對于降低由于過度訓練引起運動損傷的風險具有重要意義。

　　在本研究中，EG運動員VO2max、MAP、PP和MP升高，說明短期SIT可同時改善有氧和無氧運動能力，其機制在于SIT可同時刺激機體的有氧和無氧代謝系統(tǒng)（即混氧訓練）。本研究采用的運動強度對應1次Wingate實驗中的峰值率，此強度已超過VO2max，因此可成機體的強烈應激。與本研究的訓練方案相似且針對非運動員的研究發(fā)現(xiàn)[9]，2周SIT即可改善受試者Wingate實驗中的MP和PP以及運動表現(xiàn)。有氧運動能力改善的機制包括中樞適應和外周適應兩方面。訓練強度超過80%VO2max即可誘導肌肉外周適應，包括毛細血管增多、線粒體增殖、氧化酶活性增強[10]。Buchheit等[11]近期的一項研究顯示，SIT（6×30s力蹬車，間歇2min）時運動強度超過90%VO2max并同時誘導心肺系統(tǒng)運氧能力和骨骼肌攝氧能力增強。

　　SIT促進外周適應的機制尚不明確，可能與骨骼肌氧代謝能力改善有關。NIRS是監(jiān)測肌肉中氧代謝變化的無創(chuàng)手段，可對訓練過程進行連續(xù)實時監(jiān)控并及時反饋信息。Bailey等[12]對比了2周高強度間歇訓練和持續(xù)有氧訓練對力蹬車時肌氧動力學的影響，結果發(fā)現(xiàn)，高強度間歇訓練后ΔHHb+HMb明顯高于持續(xù)有氧訓練。Neary等[13]研究發(fā)現(xiàn)，自行車運動員3周高強度間歇訓練后VO2max、20km計時賽成績以及ΔHHb+HMb均顯著增加。本研究以青年男子籃球運動員為受試對象并發(fā)現(xiàn)，實驗后EG受試者反復Wingate實驗時ΔTSI、ΔHHb+HMb和ΔHbO2+MbO2對值增加，而ΔtHb則無顯著性改變，由于TSI、（HHb+HMb）和（HbO2+MbO2）不受血容量變化的影響，因此4周SIT改善了運動中骨骼肌的攝氧能力。由于線粒體是肌細胞利用氧的主要場所，并且研究證實肌肉反復收縮時募集的肌纖維中線粒體生物合成增加[14]，而與傳統(tǒng)低強度耐力訓練，高強度SIT可更為顯著的促進I型和II型肌纖維產生結構與能適應[15]，因此推測，線粒體生物合成增加是SIT改善骨骼肌攝氧能力的主要原因[16]。