运动强度和持续时间对运动后过量氧耗的影响，本文主要内容关键词为：持续时间论文,强度论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
运动后过量氧耗（Excess Post-exercise Oxygen Consumption,EPOC ）系指体力运动后恢复期超过安静状态耗氧量水平的额外耗氧量，曾被著名的生理学家Hill最初定义为氧债（Oxygen debt）。 多年来，EPOC曾作为检测与评价人体无氧工作能力的一个重要生理学指标，被应用于工效学研究中的人的工作能力评价以及劳动、运动生理学研究中的无氧运动能力评价，受到研究人员的普遍关注[1,2]。然而， 作为测量的结果，曾有研究发现，低强度（30%～55%VO[,2max] 运动不会对EPOC造成较大的影响[2]，但也有研究指出，运动负荷的持续时间[3,4]和运动荷强度[2,5]均可明显改变EPOC的数量。 似乎是在运动负荷强度、持续时间和EPOC的数量变化之间存在着一种关系，决定着EPOC的量变，对此目前还缺乏明确的认识。本研究采用运动负荷强度（3 ）×运动负荷持续时间（2）的双因子实验设计就以上两因子对EPOC 的作用进行探讨。
2 材料与方法
2.1 被试
8名男性青年志愿者（年龄22.5±1.5岁）参加实验，身高：173.3±5.2cm，体重：65.9±7.3kg，VO[,2max]：58.8±3.0ml·kg[-1]·min[-1]，通气阈时的耗氧量水平为44.4±2.5ml·kg[-1]·min[-1]。 被试身体健康，喜欢参加体育运动，但未经过系统训练，参加实验期间无过度疲劳反应。
2.2 实验设计
本研究采用双因子3×2实验设计，其中，运动强度设通气阈强度（AT）、低于通气阈（低AT）10%的低通气阈强度和高于通气阈强度10%的超通气阈强度（超AT）三个水平；运动负荷时间设短时间（10min ）和长时间（20min）二个水平。每名被试需参加6次运动负荷试验，试验顺序由匹配方法确定，以抵消顺序效应的作用。被试通气阈的检测采用非稳态跑步机运动负荷法，通过气体代谢仪动态分析通气量和耗氧变化，依Wasserman标准确定通气阈强度并以VO[,2]mL·kg[-1]·min[-1]表示；通过负荷强度——VO[,2]关系曲线确定低、超和通气阈负荷强度。被试的血乳酸浓度采用YSI-2300型全自动分析仪进行，分别于运动前、运动后即刻和恢复期10、20、30、40、50和60min时取指尖血进行。
2.3 观察指标
本研究的观察指标包括：VO[,2]、血乳酸浓度（BLa）、EPOC、O[,2]亏和运动净氧耗量（NEOC）。EPOC 指恢复期内机体单位体重超过安静状态的VO[,2]，通过对VO[,2]恢复曲线依恢复时间长短作定积分获得；O[,2]亏为运动负荷的需O[,2]量与NEOC之差，而NEOC则为运动实际耗氧量与相应时间内的静息耗氧量之差，通过对运动负荷初期VO[,2]变化曲线作定积分以及运动达稳态后之稳态耗氧量相加获得。
2.4 数据统计分析
各因子的作用对总变化的解释率以各自平方和占总平方和的百分比确定；恢复期VO[,2]、Bla变化采用ANOVA方差分析； 组间差异采用Dancan标验进行。p＜0.05作为判断显著性差异的标准。 统计分析采用SPSS7.5软件包进行。
3 结果
3.1 运动后恢复期VO[,2]、Bla动态变化
如表1所示：运动后恢复期VO[,2]呈先快后慢的变化模式，低AT、AT和超AT 10min运动组的VO[,2]分别在恢复期的第10，20和20min 已与运动前相比无明显统计学差异，但其绝对值的恢复仍需30～60min； 而在20min运动后的恢复期第20min时，各强度运动组的VO[,2]已与运动前无明显差异，但VO[,2]的绝对值在恢复期第60min时尚未完全恢复。
表1 运动后恢复期VO[,2]（O[,2]mL·kg[-1]·min[-1]）动态变化
组别
安静VO[,2] 运动后即刻
R[,1]R[,5]
低AT×10min
4.340.9
31.7 7.4
AT×10min 4.345.1
35.1 8.7
超AT×10min
4.349.1
37.7 8.9
低AT×20min
4.341.0
33.5 8.7
AT×20min 4.345.1
36.7 8.9
超AT×20min
4.349.4
39.1 10.7
组别 R[10] R[,20] R[,30]
R[,40] R[,50] R[,60]
低AT×10min
5.5 4.44.3 4.2 4.2 4.2
AT×10min 6.6 5.34.9 4.8 4.5 4.4
超AT×10min
6.3 5.65.6 4.7 4.5 4.3
低AT×20min
6.9 5.74.9 4.8 4.7 4.5
AT×20min 7.2 5.75.3 5.1 4.8 4.4
超AT×20min
8.0 6.35.6 5.4 5.2 4.6
注：恢复R[,1]～R[,60]表示恢复期第1～60分钟。
如表2所示，运动后恢复期各组Bla浓度的恢复均呈缓慢态势，统计分析表明，除低AT×10min组在恢复期第50min时Bla 浓度与运动前无明显统计差异外，其余各组的Bla浓度均未在60min的恢复内恢复到运动前水平。
表2 运动后恢复期Bla（mmol·L[-1]）动态变化
组别 安静 运动后即刻R[,5]
低AT×10min
0.48 5.40
4.75
AT×10min 0.48 6.26
6.24
超AT×10min
0.48 7.42
6.53
低AT×20min
0.48 6.82
6.05
AT×20min 0.48 7.84
7.12
超AT×20min
0.48 7.87
7.09
组别
R[10]
R[,20] R[,30] R[,40] R[,50] R[,60]
低AT×10min3.812.37
1.69 1.471.201.00
AT×10min
5.123.37
2.37 1.891.511.31
超AT×10min5.313.26
2.29 1.831.381.22
低AT×20min4.783.25
2.49 1.891.451.31
AT×20min 5.924.13
2.76 2.061.741.29
超AT×20min5.914.06
3.08 2.071.591.39
注：R[,5～60]表示恢复期第5～60分钟。
3.2 运动强度和持续时间对NEOC的影响
运动强度和持续时间对NEOC的影响见图1。ANOVA分析表明，运动强度和持续时间对NEOC均有明显影响，其中，以持续时间的影响较大（解释率为92.45%），运动强度的影响较小（解释率为3.6%），此外，运动强度与持续时间还和NEOC之间存在弱交互作用（交互作用解释率为0.6%）。
3.3 运动强度和持续时间对EPOC的影响
如图2所示，ANOVA分析表明，运动强度和持续时间的变化均可明显影响EPOC的数量，其中，运动强度的改变对EPOC的影响较大（解释率为36%），而持续时间的影响相对较小（解释率为24%）；以上两因素和EPOC间无明显交互作用，证明它对EPOC的数量有独立性作用。
3.4 运动强度和持续时间对O[,2]亏的影响
不同强度和持续时间运动对O[,2]亏的影响见图3，ANOVA 分析表明，不同运动条件下的O[,2]亏值主要受运动强度的影响（F＝40.0，P＝0.000），而与运动持续时间长短无关，从而使不同运动负荷强度的O[,2]亏间表现出以下的数量关系：超AT强度＞AT强度＞低AT强度。
4 讨论
运动性因素，亦即运动强度和持续时间能否对EPOC的数量产生影响以及产生何种方式的影响，目前的研究结果尚存在一定分歧。Chad 、 Bahr的研究曾认为EPOC主要与运动持续时间有关，而较少受运动强度大小的影响[3,4]，而Gore、Sedlock的研究则发现EPOC主要受运动强度的影响，运动持续时间影响EPOC存在着相应的运动强度阈值[2,5]， 甚至还有人认为在中等强度范围内，EPOC既不受运动强度，也不受运动持续时间的影响[6]。 本研究通过采用双因子实验设计的方法对上述运动强度和持续时间对EPOC的影响进行研究发现，运动中NEOC既受运动持续时间，也受运动强度的影响，以运动持续时间的影响为主，而运动后恢复期EPOC的数量，虽也受运动强度和持续时间的影响，但以运动强度的影响较大，其对EPOC总变化的解释率为36%，而运动持续时间的解释率仅为24%。
Bahr等以单因子实验设计考察受试者在以70%VO[,2max] 强度运动20、40和80min后12h内的EPOC变化指出EPOC与运动时间长短有关，实验中并未考察运动强度的作用[3]；Chad 等虽以双因子实验设计考察运动强度和持续时间的作用，但其对EPOC的作用并非在相同的运动强度下比较获得，由此造成作者得到运动持续时间为影响EPOC主要因素的结论[4]，而事实上，很多研究都表明单独改变运动负荷强度确能影响EPOC的数量。故以上两项研究所得结论尚缺乏确切的实验证据。Brehm 等一些研究认为运动后恢复期EPOC的数量随运动强度的变化具有二种不同方式，即在运动强度介于20%～80%VO[,2max]之间时呈线性增加； 运动强度介于80%～100%VO[,2max]时呈指数函数增加[3]；Gore 等以双因子实验设计研究指出，EPOC既受运动强度，也受运动持续时间的影响，而且运动持续时间的作用必须是在当运动强度大于50%VO[,2max] 条件下方可成立[2]。本研究虽未计算EPOC数量与运动强度的确切关系类型， 但实验中受试者各种运动负荷强度基本介于40%～80%VO[,2max]之间。实验所获结果与Brehm等的结论具有相同趋势。 至于运动强度是否要大于50%VO[,2max]，运动持续时间才能对EPOC产生明显影响， 本实验对此未作验证，尚待进一步研究。
Hill、Marharia等早期关于EPOC的产生机制曾提出著名的氧债乳酸学说，即以运动中肌肉所产生的乳酸的1／4被氧化所获取的能量使其余3／4的乳酸再合成肌糖原[7]。然而， 因后来的研究未能证实运动后乳酸的主要代谢消除方式是合成肌糖原，故该学说能否成立受到了质疑。本研究虽发现不同强度运动对氧亏数量具有独立性作用，符合经典氧债乳酸学说的预测。但我们也发现二个与经验氧债乳酸学说不一致的现象，一是恢复期VO[,2]的变化与乳酸的消除相分离，即VO[,2]的恢复明显快于Bla的消除，二是各种运动条件下所获得的EPOC 量均在数量上明显大于氧亏值，故本实验结果并不支持经典氧债乳酸学说。
5 结论
1.不同强度和持续时间运动过程中，机体的NEOC既受运动持续时间，也受运动强度的影响，以运动持续时间的影响为主； 运动后恢复期， EPOC的数量虽也受以上二项因素的影响，但却以运动强度的影响为主。
2.虽然不同强度和持续时间运动中，运动强度对氧亏数量有独立性影响，但运动后恢复期，VO[,2]的恢复明显快于血乳酸的消除；另外，各种运动条件下所获得的EPOC量均明显大于相应条件下的氧亏量，故本研究结果不支持经典氧债乳酸学说对EPOC的解释。