文心靈 霍志瑜 蘭慧杰

無氧功率測試方法對比

文心靈 霍志瑜 蘭慧杰

目的：本研究通過進(jìn)行30s和45s的Wingate測試，來探究更合適的無氧功率測試方法；方法：實(shí)驗(yàn)法，采用Monark894E功率自行車，對長治學(xué)院體育教育專業(yè)30名學(xué)生生分別進(jìn)行30s和45s的Wingate測試，測試指標(biāo)包括最大功率、平均功率、最小功率、功率下降率、每隔5s的平均年功率，觀察兩種方法測得無氧功率的差異，并分析原因；結(jié)果：30s的最大功率667.5±89.5，平均功率471.5±100.9，最小功率240.76±100.75，功率下降率63.85±14.30；45s的最大功率677.5±100.9，平均功率445.0±66.8，最小功率201.53±79.70，功率下降率70.30±13.71；其中有顯著性差異的有平均功率、最小功率、功率下降率；結(jié)論： 采用30s Wingate測試的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍从矨TP-CP的供能能力；采用45s Wingate測試實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫姆从程墙徒庀到y(tǒng)的供能能力。

無氧功率；功率自行車；Wingate測試

10.16730/j.cnki.61-1019/g8.2016.12.133

無氧代謝能力(anaerobic capacity,AC)是指運(yùn)動中人體肌肉的無氧代謝供能系統(tǒng)提供的極限能力，它表示肌肉在磷酸原和糖酵解供能條件下的做功能力。人體無氧運(yùn)動能力是指人體肌肉在無氧供能代謝狀態(tài)下的身體工作能力，主要包括無氧能力和無氧功率(anaerobic power)兩個方面，無氧能力也稱無氧容量，是人體肌肉的無氧供能代謝系統(tǒng)能夠提供能量的總量或完成無氧功的總量。從生理學(xué)角度定義，無氧功率通常是指人體在最大無氧供能代謝狀態(tài)下的身體做功能力。從生物力學(xué)角度定義，無氧功率是指在最短時間內(nèi)，無氧條件下發(fā)揮出最大力量和速度的能力。通常以最大功率表示。

1. 研究對象與研究方法方法

1.1 研究對象

本研究選取的測試對象：長治學(xué)院體育系體育教育專業(yè)男子30名，學(xué)生經(jīng)常參加體育運(yùn)動，運(yùn)動年限4-5年，受試者基本情況(表1)。

表1 受測對象基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

在研究過程中，根據(jù)研究的目的和內(nèi)容的需要，查閱有關(guān)無氧功率測試方法方面的書籍，并進(jìn)行深入細(xì)致的分析和研究，加以總結(jié)運(yùn)用，為論文寫作打下基礎(chǔ)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)法

①實(shí)驗(yàn)分析

目前，無氧功率測試方法主要采用無氧功率實(shí)驗(yàn)是20世紀(jì)70年代初期有以色列體育學(xué)院運(yùn)動醫(yī)學(xué)研究室提出并由等人(1947)進(jìn)一步發(fā)展測定無氧功率和無氧能力的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法。被廣泛用于評定機(jī)體無氧功能及分析最大負(fù)荷聯(lián)系后的機(jī)體代謝反應(yīng)。操作要求簡單，不需要專業(yè)技巧，測試費(fèi)用低，使用設(shè)備是或其它類型的自行車功率計(jì)，測試具有客觀性，可靠性，有效性，敏感性，是最經(jīng)典的無氧能力測試方法。

②運(yùn)動儀器及運(yùn)動方式

測試方法采用瑞典產(chǎn)894E型功率自行車,受試者著運(yùn)動裝及運(yùn)動鞋,根據(jù)受試者身高調(diào)整好功率車座位高度和車把位置,受試者嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求分別進(jìn)行30s和45s的無氧功率測試。

③運(yùn)動負(fù)荷

自行車功率計(jì)阻力設(shè)定:功率車阻力=系數(shù)體重(kg)。Monark894E，使用負(fù)荷系數(shù)為0.75。

④測試程序與方法

測試前，讓受試者在經(jīng)過2-4分鐘的準(zhǔn)備活動以后，休息3-5分鐘，讓受試者正式進(jìn)行試驗(yàn)。正式試驗(yàn)開始時，當(dāng)聽到實(shí)驗(yàn)開始口令時，受試者全力以赴地完成規(guī)定負(fù)荷30s 的踏車運(yùn)動，且運(yùn)動過程中不斷給予鼓勵和提示，以使受試者發(fā)揮出最大能力，堅(jiān)持運(yùn)動到規(guī)定時間結(jié)束。在適當(dāng)休息后，隔天再以同樣的方法進(jìn)行45s的試驗(yàn)。

1.2.3 測試儀器

瑞典產(chǎn)Monark894E自行車功率計(jì)。

1.2.4 測試指標(biāo)

最大功率(Pmax)，相對最大功率(Pmax/kg)，平均功率(Pave)，相對平均功率(Pave/kg)，最小功率(Pmin)，相對最小功率(Pmin/kg)，無氧功率遞減率(Pdrop)。

1.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

使用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果用平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差表示,統(tǒng)計(jì)方法采用Paired一Sample t檢驗(yàn)并以P<0.05作為差異顯著性水平。

2. 結(jié)果

表2可見，兩種測試方法測試指標(biāo)Pmax(p<0.05)無顯著差異，Pave(p<0.05)、Pmin(p<0.05)均有顯著差異。

“最大功率(Pmax)是肢體肌肉在短時間內(nèi)產(chǎn)生高機(jī)械功率的能力。它的值越大，說明其爆發(fā)力越強(qiáng)。最大功率反映磷酸肌酸系統(tǒng)的供能功率，它的大小取決于ATP的最大分解率和CP的最大合成率，無氧峰值一般出現(xiàn)在3～10 s之間，體現(xiàn)了最大無氧功率的水平，為了保證高能磷酸供能系統(tǒng)的需要，應(yīng)選擇肌肉組織總ATP、CP含量高的運(yùn)動員?！盵1]故30s和45s實(shí)驗(yàn)對最大功率并無影響。

表2 兩種測試方法Pmax、Pave、Pmin

“平均無氧功率(Pave)是在實(shí)驗(yàn)時間中全力運(yùn)動輸出功率的平均值，體現(xiàn)肢體肌肉維持高功率耐力，它的值越大，說明其速度耐力越強(qiáng)?！盵2]平均功率反映無氧供能代謝系統(tǒng)的供能功率，它的高低取決于試驗(yàn)時間中ATP的最大分解率和CP與糖酵解的最大合成率。糖酵解是速度耐力的能量基礎(chǔ)，體現(xiàn)了無氧運(yùn)動能力的整體水平，是無氧容量的指標(biāo)，表明肌肉持續(xù)高功率輸出的能力。30s實(shí)驗(yàn)的平均無氧功率大于45s實(shí)驗(yàn)的平均無氧功率表明在30s時間內(nèi)ATP的分解率和CP與糖酵解的合成率已達(dá)到最大。

最小功率是指在實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)肌肉在疲勞狀態(tài)下所能產(chǎn)生的工作能力。此值的大小與肌肉工作的時間及肌肉的無氧耐力有關(guān)系。30s實(shí)驗(yàn)的最小功率大于45s實(shí)驗(yàn)的最小功率，表明45s實(shí)驗(yàn)的最小無氧功率出現(xiàn)在30-45s這個時間段內(nèi)。從30-45s的無氧功率整體呈下降的趨勢。

表3 兩種測試方法Pmax/kg、Pave/kg、Pmin/kg、Pdrop

表3可見，兩種測試方法測試指標(biāo)Pmax/kg(p<0.05)無顯著差異，Pave/kg(p<0.05)、Pmin/kg(p<0.05)、 Pdrop(<0.05p)均有顯著差異。

相對最大功率是指每千克體重在短時間內(nèi)所能產(chǎn)生的最大能力。此值的大小不僅與最大功率相關(guān)，還與受試者的體重有密切關(guān)系。因?yàn)樽畲蠊β食霈F(xiàn)在3～10 s之間，所以相對最大功率也出現(xiàn)在這個時間段內(nèi)，所以30s和45s實(shí)驗(yàn)對此值的影響不大。

相對平均無氧功率是指每千克體重在在實(shí)驗(yàn)時間中全力運(yùn)動輸出功率的平均值，30s實(shí)驗(yàn)的相對平均無氧功率大于45s實(shí)驗(yàn)的相對平均無氧功率。表明在前30s內(nèi)，無氧功率也達(dá)到最大值。

相對最小無氧功率是指每千克體重在試驗(yàn)時間內(nèi)肌肉在疲勞狀態(tài)下所產(chǎn)生的工作能力。45s實(shí)驗(yàn)的相對最小無氧功率小于30s實(shí)驗(yàn)的相對最小功率，表明45s實(shí)驗(yàn)的相對最小功率是在30s到45s這個時間段內(nèi)。

表4 30-45s之間每5秒的平均功率

無氧功率遞減率也稱疲勞指數(shù)(fatigue index)，體現(xiàn)了Wingate無氧功率試驗(yàn)中最大無氧功率的下降幅度，反映機(jī)體的無氧抗疲勞能力,它的高低取決于最大無氧功率和最小無氧功率，體現(xiàn)了機(jī)體的無氧耐力水平。30s實(shí)驗(yàn)的無氧功率遞減率小于45s實(shí)驗(yàn)的無氧功率遞減率，在30s實(shí)驗(yàn)和45s實(shí)驗(yàn)最大無氧功率沒有顯著差異的情況下，表明45s實(shí)驗(yàn)的最小無氧功率小于30s實(shí)驗(yàn)的最小無氧功率。

表4可見，在45s試驗(yàn)中，35-40s的平均比功率高于30-35s的平均功率，35-40s的 平均功率也高于40-45s的平均功率。但是30-35s高于35-40s的幅度大于40-45s高于30-35s的幅度，表明糖酵解系統(tǒng)在25-30s已經(jīng)發(fā)揮到其最大的供能，35-40s的 平均功率也高于30-35s的平均功率表明糖酵解系統(tǒng)還在持續(xù)供能，但其供能總量要比30s之前的供能總量小。

3. 分析與討論

3.1 兩種測試方法對糖酵解供能系統(tǒng)的影響

“人體劇烈運(yùn)動時，骨骼肌消耗不僅量大且速度快，有氧供能不足，而ATP-CP大量消耗，糖的無氧酵解開始參與供能。當(dāng)氧供應(yīng)不足的程度為氧化供能需要量的2倍及ATP-CP被消耗的量約為原儲備的50%時，為了迅速合成ATP以保證持續(xù)運(yùn)動的能力，骨骼肌中的糖原便大量無氧分解，乳酸開始生成。”[3]糖酵解系統(tǒng)是在ATP-CP系統(tǒng)供能不足之后開始供能，其最大強(qiáng)度運(yùn)動時間累積為41s，在運(yùn)動過程中，糖酵解供能系統(tǒng)在某個時間點(diǎn)達(dá)到了糖酵解供能的最高峰，在45s試驗(yàn)中，功率從30s之后先下降再回升，回升的幅度沒有超過30s之前無氧功率的值。表明在30s試驗(yàn)中糖酵解系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到其最大供能能力，在45s實(shí)驗(yàn)的后15之中糖酵解系統(tǒng)仍然在持續(xù)供能，但供能的總量持續(xù)在下降，表明30s就可以反映出糖酵解系統(tǒng)的最大供能能力。

在糖酵解系統(tǒng)供能過程中，代謝產(chǎn)物乳酸會不斷地堆積并且擴(kuò)散進(jìn)入血液。“乳酸是一種強(qiáng)酸，在體內(nèi)聚集過多，超過了機(jī)體緩沖及耐受能力時，會破壞機(jī)體內(nèi)環(huán)境酸堿度(PH)的穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而又會限制糖原的無氧酵解過程，直接影響ATP的再合成，導(dǎo)致機(jī)體疲勞?！盵4]當(dāng)機(jī)體達(dá)到疲勞階段時，無氧功率便開始快速下降，故從10s以后，糖酵解系統(tǒng)開始供能，隨著乳酸的堆積越來越多，對糖原的無氧酵解過程的限制逐漸增大，無氧功率下降的幅度便逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)30s以后，機(jī)體內(nèi)的代謝產(chǎn)物乳酸會有一部分被分解，此時糖酵解系統(tǒng)的供能能力又有一個小幅度上升的過程，但整體上仍然呈下降的趨勢。40-45s無氧功率持續(xù)上升表明此時的糖酵解系統(tǒng)仍然在持續(xù)供能過程中，但是其增加的幅度小于30死之前無氧功率的值，表明此時已經(jīng)過了糖酵解系統(tǒng)供能總量的最大點(diǎn)。

4. 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

在進(jìn)行無氧功率測試時，采用Wingate無氧功率測試30s的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫姆磻?yīng)無氧功能系統(tǒng)的供能能力，也能反映糖酵解供能系統(tǒng)的最大供能能力。

Wingate無氧功率測試的45s實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫胤从程墙徒庀到y(tǒng)的持續(xù)供能能力。

4.2 建議

若要進(jìn)行糖酵解系統(tǒng)的最大供能能力的測試采用Wingate無氧功率測試30s的實(shí)驗(yàn)，要進(jìn)行糖酵解系統(tǒng)的持續(xù)供能時間的測試，采用Wingate無氧功率測試45s的實(shí)驗(yàn)。

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文心靈(1992.2-)，女，漢族，山西省鄉(xiāng)寧人，碩士在讀，研究方向：運(yùn)動生物力學(xué)，蘇州大學(xué)體育學(xué)院； 霍志瑜(1992.1-)，女，漢族，山西省晉中人，碩士在讀，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)，沈陽體育學(xué)院； 蘭慧杰(1992.7-)，男，漢族，山西省新絳縣人，碩士在讀，研究方向：運(yùn)動訓(xùn)練，內(nèi)蒙古師范大學(xué)體育學(xué)院。