生理负荷量测定方法-走跑出健康

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：心率测量法是对参与者运动前、运动中、运动后三个阶段分别进行测量，并根据参与者的心率判断运动负荷的方法。通常是分别测量运动终止后第一分钟末、第二分钟末和第三分钟末的心跳。它表现了视觉系统分辨时间能力的极限，通过对人的闪光融合临界频率的测定可以了解人体的疲劳程度，以此可以达到监控运动量大小的目的。

（一）心率测量法

心率作为血液循环机能的重要生理指标在运动中被广泛地应用。简单来说，心率就是一分钟心脏跳动的次数。运动中心率随机体代谢需要而增加，在一定范围内可反映运动的强度、机体的代谢水平。心率很容易受到周围环境的影响，情绪状态、心理变化等都会影响心跳的快慢。虽然心率具有易受影响的性质，但心率的变化又具有相对的稳定性和规律性，是有规律可循的，是可以掌握的。多年来，许多学者对它的变化规律进行了大量的研究和探讨，为心率在运动实践中的应用和临床上的研究积累了丰富的资料。由于心率变化的敏感性和易于监测，在运动生理的分析和运动训练的应用中，普遍采用测定心率控制运动员有氧训练的强度、控制间歇训练的间歇时间、评定运动者的运动量、评定运动员训练程度和机能状态。

心率测量法是对参与者运动前、运动中、运动后三个阶段分别进行测量，并根据参与者的心率判断运动负荷的方法。心率的测量方法包括安静状态下的桡动脉测试、运动中的心率测试、遥测心率和心电图测试等方法。

一般在进行运动之前心率就开始增快了，尤其是在比赛前更是如此。人们通过心率遥测仪记录到100米跑运动员在运动开始前的心率平均是148次／分钟，已达心率增加总数的74%。400米跑运动员在运动前心率平均是130次／分。一般运动项目不同，则比赛的规模不同，运动员在比赛前状态也会有所不同，运动前心率增加也会不同。但是运动前心率增快却是普遍的现象。这是自然条件反射，皮层高级神经活动的表现，运动前心率增快主要是因为受心理因素、情绪影响，伴随着情绪活动而发生的生理变化。大脑皮层边缘系统情绪的植物性神经功能反应表现为交感神经活动相对亢进，发放冲动增加，迷走神经活动受到抑制，紧张性减弱。心率增加的同时，血压相应升高，呼吸频率、肺通气量等也相应增加。但据报道，此时心排血量和吸氧量并没有明显增加。这说明以上所说的各种变化主要是心理因素的影响。运动前心率增加可预先动员循环呼吸系统适应即将来临的肌肉活动，克服植物性机能惰性，使运动中能尽快发挥机能潜力。

运动前心率测量有助于了解运动者当时的心跳情况，大致了解运动者的心血管功能的强弱状况。可以通过简单地把脉测量心率，但是个体测量得到的心率仅仅能了解被测试者当前的心跳速度，无法全面了解被测试者的心血管功能是否健全，能否承受较大的运动量和运动强度。因此，选用心电图测量可以更加精准、更加全面。与此同时，心电图测量也有较大的局限性，它需要到医院才能做，一点也不便利，而且心点图测量费用较高，导致使用频率受限。

开始运动时，心率有一个迅速增快的阶段，这主要是通过神经反射机制实现的。首先是抑制了迷走神经的紧张性，使交感神经紧张性加强，同时运动中大量的来自活动肌肉和关节中本体感受器的向心冲动和机械感受性反射，以及其他外周神经的向心冲动，使心率的反射性变得更快。另外，交感肾上腺系统使心搏加速，血流的重新分配和循环血量的增加又引起回心血量增加，使心房压力感受性反射增强，同时心率也进一步加快。在运动过程中体温的升高使血流速度加快等也会使心率增加。如果是中等强度或次极限强度运动，心率会维持在与运动强度相适应的水平上，如果是极限强度的运动，由于无氧代谢产生较多乳酸和其他代谢产物刺激了颈动脉体和主动脉体的化学感受器，将进一步引起心率增加。据报道，运动开始15秒钟内心率增加已达总增加数的一半，然后逐渐增加达到较高值，然后维持恒定状态，如果强度很大也可以再次增加。在一定时间内，尤其是在达到稳定状态时，心率与工作强度呈正比关系，虽有个体差异，但在一定限度内是成立的。

运动中心率是对运动强度的监测，是国内外运动医学、运动生理学、运动训练学以及运动心理学都十分感兴趣的话题。不管哪个领域都关注受测试者的运动强度如何进行准确监测。表面上看，运动中心率反映了心跳频率，但实质上，运动中心率由于运动强度、最大摄氧量和能量代谢等相关因素呈线性关系，能够较准确地反映出人体心血管机能的状况，通过运动中心率可以较为准确地了解身体技能对运动刺激的即刻反映。

中等强度、大强度运动后，心率迅速下降，然后稳定在一定水平，接着再缓慢地第二次下降，有时可降至安静时心率以下。极限强度运动和静力性运动后，心率增快到最高值，然后再逐渐下降。运动后心率恢复至正常值的时间，依运动强度、机体机能状态的不同而不同。强度大、心率恢复时间长，机体机能状态越好，心率恢复越快。

运动后心率主要用于检测运动后的心率恢复情况。通常是分别测量运动终止后第一分钟末、第二分钟末和第三分钟末的心跳。安静状态下的桡动脉测试测量法是指将被测试者的手平放在桌面上，掌心向上，测试者用食指和中指轻扣在被测试者的桡动脉上，常见的是以每分钟心跳的次数为依据作为运动负荷的评价标准。通常可以连续测试两次10秒钟的心跳次数，如果两次测试无较大误差（一般误差小于等于1次）则可以采用测试30秒乘以2的方式测出被测试者的心率，也可以直接测试一分钟的心率。

遥测心率的测试方法是通过特定的测量设备测试运动者的实时心率。遥测心率可以使测试者能在被测试者运动期间直接测量被测试者的心率，有利于随时监控运动者的心率状况，预防运动过度导致心率过高的情况出现。专业运动队拥有较精密的遥测设备，而普通的运动者则可以选择运动手环或者其他的一些电子产品进行实时测量随时监测自己的心率状况。

（二）神经系统和感觉机能测量法

1.两点辨别阈

皮肤感觉能分辨出的最小距离叫皮肤两点辨别阈。在运动训练过程中，当运动员的身心达到疲劳状态时，可能会引发身体一些机能特别是神经系统机能出现紊乱的现象，从而也会导致人体感觉机能失调。因此，根据疲劳会引起皮肤感觉机能减弱的特点，可以把皮肤两点辨别阈作为监测运动者疲劳和恢复的简单无创性指标。因此，也可以利用这一特点监控运动者运动量的大小。

2.闪光融合频率

闪光融合频率是指引起闪光融合感觉刺激的最小频率，也称为闪光融合临界频率或闪烁临界率。它表现了视觉系统分辨时间能力的极限，通过对人的闪光融合临界频率的测定可以了解人体的疲劳程度，以此可以达到监控运动量大小的目的。

当运动疲劳时，视觉机能下降，闪光融合率阈值下降，当阈值变化为1.0～3.9Hz时为轻度疲劳；4.0～7.9Hz视为中度疲劳；8.0Hz以上则视为深度疲劳。可以通过所测得的疲劳程度判断运动量和运动强度。一般来说，健身走后的疲劳程度应在轻度疲劳以下为宜，健身跑的疲劳程度应在中度疲劳以下为宜。若是不符合这一点则应相应调整运动强度和运动量。即健身走的疲劳程度大于轻度疲劳时，则应降低运动强度或运动量，具体操作根据实际情况而定；健身跑的疲劳程度低于轻度疲劳则应增加运动强度或运动量，若是疲劳程度大于中度疲劳则应降低运动强度或运动量。

定量运动负荷时，运动员的视反应时有明显变化，并突出地表现在运动中和运动后即刻阶段，运动后15分钟，视反应均值在恢复阶段回升；量负荷运动对听简单反应时有着明显的影响，运动中和运动后即刻反应时大大缩短。由此可得出结论：定量负荷对视听简单反应时有着良好的影响。周石图等研究了EMD在疲劳性工作中的动态变化规律，结果表明电机械延迟可随疲劳加深而逐渐延长，其波动范围小于前反应时。股直肌的电机械延迟在疲劳后延长了20ms。这提示，疲劳后会引起反应时的延长。综合以上研究我们可以认为：适宜的运动负荷会对反应时产生良好的影响，而在负荷刺激使机体产生疲劳后运动员的反应时就会延长，其中主要是电机械延迟的延长。从另一方面分析，反应时主要反映大脑神经活动的灵活性。当运动性疲劳产生时，可能会伴随着大脑灵活性的下降而表现为反应时延长。这说明在注重反应速度的训练中保持适宜的负荷是必要的，过早使运动员出现疲劳将对训练效果起到不良的影响。

3.反应时

反应时是指由刺激作用于感受器开始到效应器开始活动为止所需要的时间，包括简单反应时和选择反应时。运动出现疲劳时，大脑皮质分析机能则会先下降，反应时明显延长，尤其是选择反应时延长更为明显。

很早以前，许多专家就对反应速度进行了研究，其中，反应时是人们至今都普遍运用的一个测量反应速度的指标。比如库瑞同利用对视觉信号做出纵跳反应的方法，测定了许多项目运动员的全身反应时间（他认为纵跳时全身各部位的许多肌肉都参加，所以称之为全身运动）。曾昭廉川等对我国乒乓球运动员的视觉—击球反应的反应时进行了研究，发现训练能提高反应速度。但实际上上述实验不仅包括了从刺激开始到发生反应的时间，还包括了一部分运动时间在内。50年代，日本学者猪饲道夫应用肌电图的方法，把反应时分为两部分：从刺激开始到肌肉同步放电的一段时间；从同步放电开始到肌肉机械运动开始的一段时间。1965年AfredWeiss提出将反应时划分成前反应时（PMT）和动作时（MT），前者为从刺激开始到肌肉产生动作电位的这段时间，后者又称电机械延迟（EMD），即肌肉兴奋产生动作电位到开始产生收缩变化的这段时间。以后有些学者又设计出了能够测定前反应时及电机械延迟的专门仪器，并对这方面进行了大量研究，取得了许多成果。(www.chuimin.cn)

4.血压体位反射

血压体位反射是反映植物性神经调节能力的指标。运动训练后，由于植物性神经调节能力的下降，血压体位反射会发生异常变化。因此，血压体位反射可作为评定心血管系统疲劳程度的依据，因此可以通过疲劳程度反映运动强度或运动量的大小。测量方法为：让受试者安静地坐5分钟后测试安静血压，然后让受试者保持仰卧姿势3分钟后再次保持坐姿（不可让受试者主动发力坐起，而是在测试者或是助手帮助下坐起），立即测定血压，并每间隔30秒测定一次，测试时间持续2分钟。如果2分钟内完全恢复即为正常，恢复一半为轻度疲劳，完全不恢复为深度疲劳。此方法是通过疲劳程度反映运动强度和运动量的大小，不足之处是只能评定轻度疲劳和深度疲劳，无法判定健身跑的负荷强度和负荷量，而且该方法操作较烦琐，持续时间长。

（三）生物电测量法

运用生物电测量法测量运动负荷强度和负荷量，主要是运用肌电图、心电图、脑电图等测试出运动后的疲劳程度，从而达到通过疲劳程度来判断运动负荷强度和负荷量的目的。

1.肌电图测量法

肌电图主要是反映肌肉兴奋时电活动变化的特征。在运动过程中，肌电图变化可评定神经系统以及骨骼肌的机能状态。通常评定运动疲劳的肌电图指标有平均功率平率（MPF）、中位平率（MF）、电机械延迟（EMD）和均方根振幅（RMS）等。肌肉疲劳时，肌电图可表现出积分肌电幅值和均方根振幅增大，平均功率频率和中位频率降低以及电机械延迟延长等现象，而且这些现象会随着疲劳程度的加深而更加明显。

2.心电图测量法与脑电图测量法

心电图与脑电图测量法只能判断是否疲劳，从而判断负荷量是否超过个体承受能力，而无法准确判断是否疲劳及疲劳程度，对于健身走和健身跑的负荷判断只能视作最基本判断，可操作性不强，因此不做具体介绍。

3.主观感觉测量法

主观感觉判断主要是依据主观感觉等级表判断疲劳程度，再通过疲劳程度来判断运动负荷是否合适。运动时大脑会接受到来自身体各部器官系统对于运动刺激的反馈，大脑会对这一系列的反馈信息进行综合分析，从而对工作能力进行调整。这一切都是通过运动者本人直接感受到，如果感觉疲劳，运动者就会产生一种停止运动的想法。但是，当运动者想要停止运动时表示疲劳已经产生，而且已经快超出自身的身体承受能力了，因此，疲劳的主观感觉往往是真正疲劳的信号。具体的测量方法是：让受试者在运动过程中找到与主观感觉等级表相对应的自我感觉，按表中的等级数值乘以10，即为受试者当前负荷的心率指数。主观体力感觉等级表如下：

表6－1－1　主观体力感觉等级表

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