孫 勇
(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院體育教學(xué)部,河南鄭州450015)
不同恢復(fù)手段對(duì)青年男子籃球運(yùn)動(dòng)員高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練時(shí)運(yùn)動(dòng)能力和能量代謝的影響
孫 勇
(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院體育教學(xué)部,河南鄭州450015)
目的:探討間歇期不同恢復(fù)手段對(duì)青年男子籃球運(yùn)動(dòng)員高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(HIT)時(shí)運(yùn)動(dòng)能力以及有氧、無(wú)氧代謝供能的影響,為科學(xué)制定訓(xùn)練計(jì)劃提供依據(jù)。方法:20名青年男子籃球運(yùn)動(dòng)員自愿參加本實(shí)驗(yàn)。受試者先利用遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測(cè)定最大攝氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)和最大功率輸出(maximal power output,Wmax),擇日進(jìn)行3次HIT(以110%Wmax強(qiáng)度蹬車(chē)至力竭,間歇5min,重復(fù)4組),間歇期對(duì)應(yīng)3種不同的恢復(fù)方式,即以20%VO2max對(duì)應(yīng)的功率繼續(xù)蹬車(chē)(即積極性恢復(fù),HITA)、下肢牽張運(yùn)動(dòng)(HITS)以及在功率車(chē)上安靜休息(即消極性恢復(fù),HITP)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分別測(cè)定做功量、力竭時(shí)間、VO2、VO2動(dòng)力學(xué)、氧虧積累(AOD),以及血乳酸含量([La])。結(jié)果:與HITS和 HITP比較,HITA做功量、峰值攝氧量(VO2peak)、平均攝氧量(VO2mean)和總攝氧量(VO2total)升高(P<0.05),VO2動(dòng)力學(xué)時(shí)間常數(shù)(TC)降低(P<0.05);力竭時(shí)間、AOD和血[La]在HITA、HITS和HITP間均無(wú)顯著性差異(P>0.05);HITS與HITP比較上述各指標(biāo)均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。結(jié)論:HIT間歇期進(jìn)行積極性恢復(fù)對(duì)于運(yùn)動(dòng)能力的效果優(yōu)于消極性恢復(fù)以及牽伸運(yùn)動(dòng),其機(jī)制可能與積極性恢復(fù)時(shí)有氧代謝能量輸出增加有關(guān),VO2動(dòng)力學(xué)加快和氧利用率提高是有氧供能增加的原因之一。
高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練;恢復(fù);運(yùn)動(dòng)能力;能量代謝;攝氧量;氧虧
諸多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目(如籃球、足球等)的比賽或訓(xùn)練 中,運(yùn)動(dòng)員均需要反復(fù)進(jìn)行短時(shí)最高強(qiáng)度(或接近最高強(qiáng)度)甚至超高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),間歇期進(jìn)行低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)(積極性恢復(fù))或完全休息(消極性恢復(fù)),學(xué)者們將這種訓(xùn)練模式稱(chēng)為高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high-intensity interval training,HIT)[1]。有研究顯示,HIT時(shí)間歇期進(jìn)行積極性恢復(fù)(中低強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)或牽張運(yùn)動(dòng))對(duì)于運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和運(yùn)動(dòng)能力的作用優(yōu)于消極性恢復(fù),但仍缺乏有力的證據(jù)[2-3],有些研究則得出陰性結(jié)果,甚至出現(xiàn)相互矛盾的結(jié)論[4]。若積極性恢復(fù)確實(shí)較消極性恢復(fù)能夠提高運(yùn)動(dòng)能力,則前者可顯著促進(jìn)有氧和/或無(wú)氧代謝供能(即能量釋放)[5-7],但這一假設(shè)未得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,而且HIT間歇期積極性恢復(fù)對(duì)能量釋放以及有氧和無(wú)氧代謝途徑供能比例的影響尚不得而知。
運(yùn)動(dòng)間歇期或運(yùn)動(dòng)后進(jìn)行積極性恢復(fù)包括慢跑、靜態(tài)牽張(static stretching exercise)等方式,乳酸將快速消除。有學(xué)者報(bào)道,以60%~70%最大攝氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)乳酸清除較快[8]。另有研究證實(shí),高強(qiáng)度訓(xùn)練后以接近30%VO2max強(qiáng)度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)可有效促進(jìn)乳酸清除[9]。然而,反復(fù)HIT時(shí)乳酸迅速清除并不意味著體能的快速恢復(fù)(即兩者并無(wú)必然的因果關(guān)系)[10]。由于HIT間歇期繼續(xù)進(jìn)行低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可增加肌肉血流量和氧供并提高肌纖維對(duì)氧的利用率[8-9],因此推測(cè)積極性恢復(fù)能夠促進(jìn)無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力的快速恢復(fù)。HIT時(shí)無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力的變化可用每次運(yùn)動(dòng)的積累氧虧(accumulated O2deficit,AOD)表示[11]。對(duì)此現(xiàn)象有多種假說(shuō),但如何從亞極量運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)獲得的代謝參數(shù)估算超極量運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量需求,是亟待解決的問(wèn)題。此外,牽張運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)HIT時(shí)的疲勞恢復(fù),例如間歇期進(jìn)行被動(dòng)牽張運(yùn)動(dòng)可增加肌肉血流量,其機(jī)制與血管剪切應(yīng)力誘導(dǎo)一氧化氮釋放介導(dǎo)的血管舒張反應(yīng)有關(guān)[12]。牽張運(yùn)動(dòng)以及隨后的肌肉靜力性收縮可誘發(fā)肌肉短暫缺血相,牽張運(yùn)動(dòng)后則出現(xiàn)充血反應(yīng),從而引起肌肉血流量一過(guò)性增加[12]。因此,本研究的目的在于探討HIT時(shí)不同恢復(fù)方式(積極性恢復(fù)、靜態(tài)牽張運(yùn)動(dòng)和消極性恢復(fù))對(duì)運(yùn)動(dòng)能力和能量代謝(有氧、無(wú)氧代謝)的影響,力圖為科學(xué)制定訓(xùn)練計(jì)劃以及提高籃球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和比賽成績(jī)提供依據(jù)。
20名青年男子籃球運(yùn)動(dòng)員,17~22歲,均為國(guó)家一級(jí)運(yùn)動(dòng)員。受試者身體健康,無(wú)急慢性疾病,無(wú)煙酒嗜好,近期無(wú)運(yùn)動(dòng)性損傷。囑受試者實(shí)驗(yàn)前48 h清淡飲食,并避免劇烈運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前向所有受試者告知實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c注意事項(xiàng),并簽訂知情同意書(shū)。受試者一般特征見(jiàn)表1。
表1 受試者一般特征(N=20)
受試者在5周內(nèi)完成7次實(shí)驗(yàn)。前3次實(shí)驗(yàn)在1周內(nèi)完成,內(nèi)容包括熟悉實(shí)驗(yàn)流程、人體形態(tài)學(xué)(身高、體重、身體成分)測(cè)量以及測(cè)定最大攝氧量(maximal oxygen uptake,VO2max)和最大功率輸出(maximal power output,Wmax)。1周后,利用功率自行車(chē)測(cè)定VO2-功率回歸方程以及蹬車(chē)經(jīng)濟(jì)性,以估算高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)的需氧量。隨后3周每周進(jìn)行1次HIT,間歇期進(jìn)行3種不同的恢復(fù)方式,每名受試者的測(cè)試順序(恢復(fù)方式)采取隨機(jī)原則。
采用標(biāo)準(zhǔn)電子身高體重計(jì)測(cè)量受試者身高、體重并計(jì)算身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)。利用身體組成成分儀(Inbody 530,韓國(guó))測(cè)定身體成分,于清晨空腹?fàn)顟B(tài)下并排空大小便后測(cè)定,檢測(cè)指標(biāo)包括脂肪含量、去脂體重和體脂百分比。
包括熟悉實(shí)驗(yàn)流程和功率自行車(chē)的使用,進(jìn)行一次遞增負(fù)荷力竭實(shí)驗(yàn),以及一次超極量運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。受試者先進(jìn)行17 min準(zhǔn)備活動(dòng):5 min慢跑、5 min牽伸練習(xí)、7 min亞極量蹬車(chē)運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)負(fù)荷分別為80、100、120、140、120、100、80 W),每級(jí)負(fù)荷持續(xù) 1 min。隨后進(jìn)行一次遞增負(fù)荷力竭實(shí)驗(yàn),起始負(fù)荷80W,每1 min遞增20 W,直至力竭。超極量運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)擇日進(jìn)行,詳見(jiàn)1.7。
利用電力制動(dòng)功率自行車(chē)(Ergometrics 900,德國(guó))測(cè)定受試者的VO2max和Wmax。通過(guò)運(yùn)動(dòng)心肺代謝系統(tǒng)(Corx II,德國(guó))同步記錄通氣和氣體交換參數(shù)(每20 s記錄一次),其中VO2和VCO2變異系數(shù)均<5%。測(cè)試程序:10 min準(zhǔn)備活動(dòng)后蹬車(chē)3 min(40 W),隨后設(shè)定起始負(fù)荷為80 W,每2 min遞增20W,保持60 rpm轉(zhuǎn)速,直至力竭。VO2最高值持續(xù)20 s即認(rèn)為達(dá)到VO2max,此時(shí)對(duì)應(yīng)的功率為Wmax。
根據(jù)Sinclair等[13]的方法,通過(guò)6~7次強(qiáng)度為60%~90%VO2max強(qiáng)度的亞極量功率車(chē)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定受試者的蹬車(chē)經(jīng)濟(jì)性。每個(gè)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為6 min,中間間歇3~5 min。用每級(jí)負(fù)荷最后2 min的平均VO2代表該級(jí)負(fù)荷的攝氧量水平,描繪VO2和功率的擬合曲線,并得到回歸方程(最小二乘法),即VO2=aW2+bW+c,其中a、b和c為常數(shù),W為蹬車(chē)功率(運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度)。用方程的最小標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)誤差(standard error of estimation,SEE)預(yù)測(cè)超極量運(yùn)動(dòng)(即HIT)時(shí)的需氧量。
蹬車(chē)經(jīng)濟(jì)性測(cè)試后休息約1 h,而后進(jìn)行一次強(qiáng)度為110%Wmax(120%VO2max,即根據(jù) VO2和功率回歸方程計(jì)算所得)超極量運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),其目的在于讓受試者熟悉超極量運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)流程和負(fù)荷強(qiáng)度。選取此強(qiáng)度是由于受試者在2 min左右可達(dá)到力竭,而2 min全力運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體以無(wú)氧代謝為主。隨后3周,受試者每周進(jìn)行一次HIT(間歇期恢復(fù)方式不同)。方案:以110%Wmax[對(duì)應(yīng)的功率為(385±26)W]強(qiáng)度蹬車(chē)1次(保持60 rpm轉(zhuǎn)速)直至力竭為1組,共完成4組,組間間歇為5 min。力竭標(biāo)準(zhǔn):口頭鼓勵(lì)后仍不能維持60 rpm轉(zhuǎn)速達(dá)10 s以上。間歇期的恢復(fù)方式分別為以20%VO2max對(duì)應(yīng)的功率繼續(xù)蹬車(chē)(即積極性恢復(fù),active recovery,HITA)、下肢牽張運(yùn)動(dòng)(stretching recovery,HITS)以及在功率車(chē)上安靜休息(即消極性恢復(fù),passive recovery,HITP)。HITS為下肢主要肌群(臀大肌、股四頭肌、腘繩肌、小腿三頭肌、脛骨前?。┏掷m(xù)20~30 s的靜態(tài)牽伸運(yùn)動(dòng)。
HIT前采集耳垂血測(cè)定血乳酸濃度([La]),儀器為美國(guó)產(chǎn)YSI 1500型血乳酸儀。取血后在功率車(chē)上進(jìn)行7 min準(zhǔn)備活動(dòng)(詳見(jiàn)1.3),休息5 min再次測(cè)定血[La]。隨后進(jìn)行HIT,HIT時(shí)每組運(yùn)動(dòng)后以及間歇期每min測(cè)定血[La]。HIT實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。
1.7.1 VO2動(dòng)力學(xué)測(cè)定 HIT時(shí)受試者佩戴運(yùn)動(dòng)心肺代謝系統(tǒng)(Corx II,德國(guó)),每10 s采集一次數(shù)據(jù)。描計(jì)VO2隨時(shí)間(t)變化的散點(diǎn)圖,利用擬合曲線得到以t為自變量、VO2為因變量的指數(shù)回歸方程。由于前10 s的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定且不能真實(shí)反映氧氣交換以及肌肉的實(shí)際攝氧水平,因此將其排除?;貧w方程中包含振幅項(xiàng)(amplitude term,A)、延時(shí)常數(shù)(delay constant,TD)和時(shí)間常數(shù)(time constant,TC),方程為:VO2(t)=A×(1-e-(t-TD/TC)),其中 e為自然常數(shù)(≈2.718)。
圖1 準(zhǔn)備活動(dòng)、HIT和采血實(shí)驗(yàn)流程
1.7.2 峰值攝氧量(peak VO2,VO2peak)測(cè)定 HIT時(shí)每10 s收集一次VO2,VO2peak定義為HIT過(guò)程中每組運(yùn)動(dòng)時(shí)達(dá)到峰值并持續(xù)10 s的VO2水平。每次HIT獲得4個(gè)VO2peak數(shù)據(jù)。
1.7.3 平均攝氧量(mean VO2,VO2mean)和有氧能量輸出測(cè)定 VO2mean為HIT中每組運(yùn)動(dòng)時(shí)擬合曲線中VO2隨時(shí)間的積分與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比值。將每組運(yùn)動(dòng)時(shí)的總 VO2(total VO2,VO2total)作為有氧能量輸出。
1.7.4 無(wú)氧能量輸出測(cè)定 無(wú)氧能量輸出用HIT中每組運(yùn)動(dòng)時(shí)的AOD表示。相應(yīng)強(qiáng)度(功率)下的需氧量用蹬車(chē)經(jīng)濟(jì)性實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)1.6)時(shí)VO2和功率擬合曲線回歸方程預(yù)測(cè),HIT中每組運(yùn)動(dòng)時(shí)的累積需氧量為預(yù)測(cè)需氧量與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的乘積。AOD則為累積需氧量與攝氧量之差。
所有數(shù)據(jù)用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,數(shù)據(jù)分析軟件為SPSS 20.0 for Windows。3種不同恢復(fù)手段比較采用單因素方差分析,同一恢復(fù)手段不同時(shí)間點(diǎn)比較采用重復(fù)測(cè)量的方法分析,兩兩比較均采用LSD檢驗(yàn)。將P<0.05定為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
完成第1組HIT時(shí),3種不同恢復(fù)方式間做功量和力竭時(shí)間均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。與第1組比較,完成第2、3、4組HIT時(shí)HITA、HITS和HITP的做功量和力竭時(shí)間均顯著下降(P<0.05)。完成后3組(第2~4組)HIT時(shí),HITA做功量較HITS和HITP分別升高10.1%和14.6%(P<0.05),力竭時(shí)間則分別升高3.5%和4.6%(但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P>0.05),HITS與 HITP比較均無(wú)顯著性差異(P>0.05),見(jiàn)圖2和圖3。
圖2 3種不同恢復(fù)手段做功量的比較
圖3 3種不同恢復(fù)手段力竭時(shí)間的比較
完成第1組HIT時(shí),3種不同恢復(fù)方式間VO2動(dòng)力學(xué)(TC)、VO2peak、VO2mean和 VO2total均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。與第1組比較,完成第2、3、4組 HIT時(shí)HITA的TC以及 HITA、HITS和 HITP的VO2mean和VO2total均顯著下降(P<0.05)。完成后3組(第2~4組)HIT時(shí),HITA的 VO2peak、VO2mean和 VO2total高于HITS和 HITP(P<0.05),TC則低于 HITS和HITP(P<0.05),見(jiàn)圖4~圖7。
完成第1組HIT時(shí),3種不同恢復(fù)方式間AOD、血乳酸峰值([La]peak)和運(yùn)動(dòng)前血乳酸水平([La]before)均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。與第1組比較,完成第2、3、4組 HIT時(shí) HITA、HITS和 HITP的AOD下降(P<0.05),而血[La]before和血[La]peak升高(P<0.05)。完成后3組(第2~4組)HIT時(shí),AOD、血[La]before和血[La]peak在 HITA、HITS和HITP間均無(wú)顯著性差異(P>0.05),見(jiàn)圖8~圖10。
圖4 3種不同恢復(fù)手段VO2動(dòng)力學(xué)(TC)的比較
圖5 3種不同恢復(fù)手段VO2peak的比較
圖6 3種不同恢復(fù)手段VO2mean的比較
圖7 3種不同恢復(fù)手段VO2total的比較
圖8 3種不同恢復(fù)手段AOD的比較
圖9 3種不同恢復(fù)手段血[La]peak的比較
本研究的主要發(fā)現(xiàn),是與消極性恢復(fù)(HITP)和牽張運(yùn)動(dòng)(HITS)比較,HIT間歇期進(jìn)行積極性恢復(fù)(HITA)可通過(guò)增加有氧能量輸出進(jìn)而提高運(yùn)動(dòng)能力(即做功量),而無(wú)氧供能比例則無(wú)明顯改變。HITA時(shí)有氧能量產(chǎn)生增加與VO2動(dòng)力學(xué)加快密切相關(guān)。然而,表征運(yùn)動(dòng)能力的參數(shù)——力竭時(shí)間雖然在HITA較HITS和HITP分別升高3.5%和4.6%,但并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
圖10 3種不同恢復(fù)手段血[La]before的比較
在本研究中,HIT時(shí)不管采用何種恢復(fù)方式,無(wú)氧能量釋放(即AOD)在完成第1組HIT后均顯著性降低(40%~50%)。有研究發(fā)現(xiàn),120%~130%VO2max強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)至力竭后無(wú)氧能量供應(yīng)同樣顯著性下降[14]。高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)氧供能比例下降部分原因是由于酸性環(huán)境引起pH值下降間接抑制糖原分解和糖酵解造成的,從而導(dǎo)致乳酸和ATP產(chǎn)生速率降低,最終引發(fā)運(yùn)動(dòng)性疲勞。上述糖酵解供能效率下降現(xiàn)象在反復(fù)30 sWingate實(shí)驗(yàn)中(全力蹬車(chē))亦得到了印證[15]。本研究所有受試者完成第1組HIT后血[La]升高了約13 mmol/L(運(yùn)動(dòng)后5 min間歇期內(nèi)測(cè)得的血[La]最高值與運(yùn)動(dòng)前安靜值之差),而隨后的第2~第4組HIT時(shí)血[La]僅僅繼續(xù)增加了1~2 mmol/L。血[La]在運(yùn)動(dòng)后期(第2~第4組)的輕微上升與上述提及的糖原分解和糖酵解受到抑制密切相關(guān)[15],另一種可能解釋是大部分肌乳酸仍堆積在骨骼肌內(nèi)而導(dǎo)致血[La]緩慢升高。但后者的可能性不大,這是因?yàn)榧∪樗岫逊e抑制了糖酵解而使乳酸產(chǎn)生減少,因此血[La]水平反映了肌乳酸產(chǎn)生與消除的動(dòng)態(tài)平衡。有學(xué)者證實(shí),反復(fù)全力沖刺后期血[La]維持在較高的穩(wěn)定水平,其原因與肌乳酸產(chǎn)生顯著下降有關(guān)[16]。
在進(jìn)行第3組和第4組運(yùn)動(dòng)時(shí),無(wú)氧能量輸出(AOD)維持在第1組HIT時(shí)的50%左右,同時(shí)力竭時(shí)間也顯著下降,提示最后兩組運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)氧勢(shì)能全未消被利用,而在間歇期只有部分恢復(fù)。雖然VO2peak在4組HIT間并無(wú)顯著性差異,但 VO2total在完成第2、3、4組HIT時(shí)較第1組明顯下降,提示有氧能量輸出逐漸減少,這與Meckel等[17]發(fā)現(xiàn)的反復(fù)30 s沖刺跑實(shí)驗(yàn)中有氧供能比例逐漸增加似乎相矛盾,可能與受試對(duì)象的選取以及運(yùn)動(dòng)方案(運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度以及間歇時(shí)間)等因素有關(guān)。我們通過(guò)分析每組運(yùn)動(dòng)30 s的VO2(數(shù)據(jù)未給出)后發(fā)現(xiàn),隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)30 s VO2mean逐漸增加。
本研究發(fā)現(xiàn)3種恢復(fù)方式間AOD和血[La]peak在各時(shí)間點(diǎn)均無(wú)顯著性差異,提示不同恢復(fù)手段對(duì)無(wú)氧能量輸出并無(wú)顯著性影響。此外,每組運(yùn)動(dòng)前的血[La]before水平在不同恢復(fù)方式間亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,提示積極性恢復(fù)手段并未顯著降低間歇期的血乳酸含量,可能與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度過(guò)低(20%VO2max)有關(guān)。盡管如此,積極性恢復(fù)時(shí)的運(yùn)動(dòng)能力(做功量)得到改善。
本研究結(jié)果顯示,積極性恢復(fù)可提高運(yùn)動(dòng)時(shí)總能量供應(yīng)中有氧代謝的比例(VO2total)。與其他兩種恢復(fù)方式比較,HITA做功量、VO2peak和VO2mean增加,提示積極性恢復(fù)時(shí)的氧利用率提高。完成第2、3、4組HIT時(shí)HITA的TC降低,且完成后3組(第2~第4組)HIT時(shí) HITA的TC低于 HITS和HITP,提示VO2動(dòng)力學(xué)加快(即TC降低)是積極性恢復(fù)時(shí)氧利用改善的重要原因。與本研究結(jié)果類(lèi)似,恒定強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行充分準(zhǔn)備活動(dòng)也可加速運(yùn)動(dòng)中的VO2動(dòng)力學(xué)效應(yīng)[18]。值得注意的是,有研究指出VO2動(dòng)力學(xué)加快時(shí)無(wú)氧代謝供能比例減少[19]。VO2動(dòng)力學(xué)加快的另一個(gè)原因是受試者在間歇期進(jìn)行積極性恢復(fù),從而造成運(yùn)動(dòng)前的基礎(chǔ)VO2升高[19]。然而有報(bào)道指出,基礎(chǔ)VO2升高后,恒定強(qiáng)度亞極量持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的VO2動(dòng)力學(xué)反而減慢[18]。研究結(jié)果不一致很可能與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中運(yùn)動(dòng)方式(間歇運(yùn)動(dòng)vs.持續(xù)運(yùn)動(dòng))與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(超高強(qiáng)度 vs.中高強(qiáng)度)不同有關(guān)。因此,積極性恢復(fù)時(shí)不僅每組運(yùn)動(dòng)前的基礎(chǔ)VO2升高,而且血[La]水平同步增加。有研究發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度準(zhǔn)備活動(dòng)對(duì)于VO2動(dòng)力學(xué)的促進(jìn)作用較低強(qiáng)度準(zhǔn)備活動(dòng)更為明顯,可能與乳酸酸中毒有關(guān)[20]。Gurd等[21]發(fā)現(xiàn) VO2動(dòng)力學(xué)加速伴隨運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)下降,這與本研究的結(jié)果基本一致,即一次高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)促使隨后運(yùn)動(dòng)時(shí)VO2動(dòng)力學(xué)加快,但做功量和力竭時(shí)間降低(即運(yùn)動(dòng)能力下調(diào))。而在本研究中,HIT間歇期即使進(jìn)行低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)(積極性恢復(fù))仍可促使VO2動(dòng)力學(xué)加速,從而一定程度上延緩了運(yùn)動(dòng)能力的下降。積極性恢復(fù)促進(jìn)VO2動(dòng)力學(xué)加快的可能機(jī)制包括:第一,間歇期進(jìn)行低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可增加運(yùn)動(dòng)肌的血流量以及氧運(yùn)輸。研究證實(shí),動(dòng)脈血氧含量增加時(shí)VO2動(dòng)力學(xué)加快[22]。第二,積極性恢復(fù)能夠使參與有氧代謝的調(diào)節(jié)酶保持較高的活性,從而縮短運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)酶達(dá)到最佳活性所需的時(shí)間[2]。
有研究發(fā)現(xiàn),間歇期進(jìn)行積極性恢復(fù)較消極性恢復(fù)可明顯改善反復(fù)全力沖刺時(shí)的運(yùn)動(dòng)能力[3]。本研究則證實(shí)進(jìn)行超高強(qiáng)度HIT時(shí)采用積極性恢復(fù)手段同樣可提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。如果受試者全力運(yùn)動(dòng)約5 min至力竭時(shí),積極性恢復(fù)對(duì)于隨后的運(yùn)動(dòng)能力似乎并無(wú)作用。相反全力運(yùn)動(dòng)時(shí)間在6~60 s時(shí),積極性恢復(fù)手段則可顯著提高功率輸出[2]。Edge等[7]的研究發(fā)現(xiàn),間歇期進(jìn)行相對(duì)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或者間歇時(shí)間超過(guò)10 min時(shí),積極性恢復(fù)并未對(duì)運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生積極影響。但張學(xué)領(lǐng)等[23]證實(shí)20 min積極性恢復(fù)可改善運(yùn)動(dòng)能力。另有研究報(bào)道[7],間歇期采用中低強(qiáng)度(35%~50%VO2max)積極性恢復(fù)措施并不能有效提高運(yùn)動(dòng)能力,但在他們的研究中,運(yùn)動(dòng)重復(fù)的次數(shù)以及血乳酸堆積水平均較低。Dupont等[24]報(bào)道,以120%最大有氧速度反復(fù)進(jìn)行15 s沖刺(間歇15 s)運(yùn)動(dòng)中,積極性恢復(fù)時(shí)的運(yùn)動(dòng)能力反而低于消極性恢復(fù),可能與間歇時(shí)間過(guò)短、間歇期運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高(50%最大有氧速度,本研究則為20%VO2max)有關(guān)。
HIT時(shí)采用積極性恢復(fù)手段改善運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)制尚不清楚。根據(jù)已有的研究,我們推測(cè)HIT間歇期繼續(xù)進(jìn)行低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可加快血流、加速骨骼肌內(nèi)乳酸和H+清除以及鉀廓清并促進(jìn)PCr再合成[10]。另一種解釋是積極性恢復(fù)能夠促進(jìn)乳酸在肌纖維內(nèi)的氧化代謝[23]。力竭運(yùn)動(dòng)后進(jìn)行腿屈伸訓(xùn)練或者保持安靜狀態(tài),通過(guò)監(jiān)測(cè)股動(dòng)脈血流量并進(jìn)行肌肉活檢后,發(fā)現(xiàn)積極性恢復(fù)可促進(jìn)乳酸消除。此外,利用核磁共振成像技術(shù)顯示運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)體液酸中毒后采用積極性恢復(fù)手段能夠加速肌肉內(nèi)pH值恢復(fù)。積極性恢復(fù)還可通過(guò)維持疲勞的肌纖維中離子平衡穩(wěn)態(tài)而改善運(yùn)動(dòng)能力。肌肉進(jìn)行高強(qiáng)度反復(fù)收縮時(shí),K+和Na+分別在肌漿網(wǎng)內(nèi)外逐漸堆積,從而降低肌肉興奮性并改變動(dòng)作電位擴(kuò)布。間歇期進(jìn)行中低強(qiáng)度積極性恢復(fù)方式能夠提高Na+-K+泵的活性,進(jìn)而加速肌漿網(wǎng)離子失衡恢復(fù)[25]。積極性恢復(fù)對(duì)PCr再合成的影響尚無(wú)定論。有研究報(bào)道,運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期內(nèi)將腿部血流阻斷,肌肉內(nèi)PCr含量無(wú)明顯改變,血流通暢后PCr迅速升高,說(shuō)明PCr再合成依賴(lài)于可利用的氧量。在一次HIT時(shí),ATP主要來(lái)源于PCr分解代謝(生成肌酸和無(wú)機(jī)磷酸)和糖酵解無(wú)氧代謝途徑(產(chǎn)生La),而在反復(fù)多次HIT時(shí),運(yùn)動(dòng)開(kāi)始階段無(wú)氧代謝供能的比例較高,隨后有氧代謝參與再合成ATP的比例逐漸增加,因此間歇期能量底物通過(guò)有氧途徑再填充的程度是決定訓(xùn)練效果的重要因素。研究指出積極性恢復(fù)能夠加速I(mǎi)I型肌纖維PCr再合成而減慢I型肌纖維PCr恢復(fù),具體機(jī)制尚需實(shí)驗(yàn)證實(shí)。我們推測(cè)反復(fù)HIT間歇期進(jìn)行積極性恢復(fù)時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低(有氧代謝為主),能夠維持運(yùn)動(dòng)肌的血流量,并使ATP產(chǎn)生增多以供下一次運(yùn)動(dòng)利用,而運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的能量底物(氧合血紅蛋白、PCr等)在迅速恢復(fù)的同時(shí),工作肌仍有足夠的時(shí)間用于氧化運(yùn)動(dòng)時(shí)積累的肌La等代謝廢物[26],進(jìn)而起到延緩疲勞、提高運(yùn)動(dòng)能力的效果。
HIT間歇期以20%VO2max進(jìn)行積極性恢復(fù)對(duì)于運(yùn)動(dòng)能力(做功量)的效果優(yōu)于消極性恢復(fù)以及牽伸運(yùn)動(dòng),其機(jī)制可能與積極性恢復(fù)時(shí)有氧代謝能量輸出增加有關(guān),而不同恢復(fù)方式之間無(wú)氧代謝能量輸出并無(wú)顯著性差異。值得注意的是雖然積極性恢復(fù)時(shí)力竭時(shí)間改善的程度甚微(3%~5%),但對(duì)于激烈的競(jìng)技比賽而言,微小的優(yōu)勢(shì)即可能決定勝負(fù),因此HIT時(shí)采用積極性恢復(fù)是提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要手段。
[1]Engel FA,Sperlich B.High-intensity interval training for young athletes[J].Wien Med Wochenschr,2014,164(11-12):228-238.
[2]Wahl P,Mathes S,Achtzehn S,et al.Active vs.passive recovery during high-intensity training influences hormonal response[J].Int JSports Med,2014,35(7):583-589.
[3]Ben AA,Zouhal H,Chamari K,et al.Effects of recoverymode(active vs.passive)on performance during a short high-intensity interval training program:a longitudinal study[J].Eur JAppl Physiol,2013,113(6):1373-1383.
[4]Trajano G,Pinho C,Costa P,etal.Static stretching increasesmuscle fatigue during submaximal sustained isometric contractions[J].J Sports Med Phys Fitness,2015,55(1-2):43-50.
[5]Monroe DC,Gist NH,F(xiàn)reese EC,etal.Effects of sprint interval cycling on fatigue,energy,and cerebral oxygenation[J].Med Sci Sports Exerc,2016,48(4):615-624.
[6]Larsen RG,Maynard L,Kent JA.High-intensity interval training alters ATP pathway flux during maximalmuscle contractions in humans[J].Acta Physiol(Oxf),2014,211(1):147-160.
[7]Edge J,Eynon N,McKenna MJ,et al.Altering the rest interval during high-intensity interval training doesnotaffectmuscle or performance adaptations[J].Exp Physiol,2013,98(2):481-490.
[8]White GE,WellsGD.The effectof on-hill active recovery performed between runson blood lactate concentration and fatigue in alpine ski racers[J].JStrength Cond Res,2015,29(3):800-806.
[9]Devlin J,Paton B,Poole L,et al.Blood lactate clearance aftermaximal exercise depends on active recovery intensity[J].JSports Med Phys Fitness,2014,54(3):271-278.
[10]Kappenstein J,Engel F,F(xiàn)ernández-Fernández J,etal.Effects of active and passive recovery on blood lactate and blood pH after a repeated sprint protocol in children and adults[J].Pediatr Exerc Sci,2015,27(1):77-84.
[11]Li Y,Niessen M,Chen X,et al.Overestimate of relative aerobic contribution withmaximal accumulated oxygen deficit:a review[J].JSports Med Phys Fitness,2015,55(5):377-382.
[12]Ribeiro AS,Romanzini M,Dias DF,et al.Static stretching and performance inmultiple sets in the bench press exercise[J].JStrength Cond Res,2014,28(4):1158-1163.
[13]Sinclair J,Hebron J,Atkins S,et al.The influence of 3D kinematic and electromyographical parameters on cycling economy[J].Acta Bioeng Biomech,2014,16(4):91-97.
[14]Buchheit M,Laursen PB.High-intensity interval training,solutions to the programming puzzle.Part II:anaerobic energy,neuromuscular load and practical applications[J].Sports Med,2013,43(10):927-954.
[15]Lovell D,Kerr A,Wiegand A,et al.The contribution of energy systems during the upper bodyWingate anaerobic test[J].Appl Physiol Nutr Metab,2013,38(2):216-219.
[16]Brocherie F,Millet GP,Girard O.Neuro-mechanical and metabolic adjustments to the repeated anaerobic sprint test in professional football players[J].Eur JAppl Physiol,2015,115(5):891-903.
[17]Meckel Y,Bishop D,Rabinovich M,etal.Repeated sprint ability in elite water polo players and swimmers and its relationship to aerobic and anaerobic performance[J].JSports SciMed,2013,12(4):738-743.
[18]Robergs RA.A critical review of the history of low-tomoderate-intensity steady-state VO2kinetics[J].SportsMed,2014,44(5):641-653.
[19]Korzeniewski B,Zoladz JA.Possible mechanisms underlying slow component of VO2on-kinetics in skeletalmuscle[J].JAppl Physiol,2015,118(10):1240-1249.
[20]Mukai K,Hiraga A,Takahashi T,et al.Effects of three warm-up regimens of equal distance on VO2kinetics during supramaximalexercise in Thoroughbred horses[J].Equine Vet JSuppl,2010(38):33-39.
[21]Gurd BJ,Scheuermann BW,Paterson DH,et al.Prior heavy-intensity exercise speeds VO2kinetics during moderate-intensity exercise in young adults[J].JAppl Physiol,2005,98(4):1371-1378.
[22]Murias JM,Kowalchuk JM,Paterson DH.Speeding of VO2kinetics in response to endurance-training in older and young women[J].Eur JAppl Physiol,2011,111(2):235-243.
[23]張學(xué)領(lǐng).一次大強(qiáng)度訓(xùn)練后不同恢復(fù)手段對(duì)田徑運(yùn)動(dòng)員血乳酸清除的影響[J].中國(guó)體育科技,2013,49(4):8-12.
[24]Dupont G,Blondel N,Berthoin S.Performance for short intermittent runs:active recovery vs.passive recovery[J].Eur JAppl Physiol,2003,89(6):548-554.
[25]Atanasovska T,Petersen AC,Rouffet DM,et al.Plasma K+dynamics and implications during and following intense rowing exercise[J].JAppl Physiol,2014,117(1):60-68.
[26]張學(xué)領(lǐng).大強(qiáng)度力量訓(xùn)練間歇期不同恢復(fù)方式對(duì)男子籃球運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能的影響[J].沈陽(yáng)體育學(xué)院學(xué)報(bào),2016,35(1):87-92.
責(zé)任編輯:郭長(zhǎng)壽
Effects of Distinct Recovery M ethods on Exercise Performance and Energy M etabolism in High Intensity Interval Training of Young M ale Basketball Athletes
SUN Yong
(Department of P.E.,Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management,Zhengzhou 450015,Henan,China)
Objective:The aim of this study was to determ ine the influence of distinct recovery methods during the recovery period on the aerobic and anaerobic energy yield,aswell as on performance,during high-intensity interval training(HIT)of youngmale basketball athletes in order to provide evidence for institute training protocol scientifically.Methods:Twenty young male basketball athletes were w illing to participate this experiment.Firstly maximal oxygen uptake(VO2max)and maximal power output(Wmax)of the subjects were determ ined by graded exercise tests.On subsequent days they performed three different HITs(each HIT consisted of four cycling bouts until exhaustion at 110%Wmaxand recovery time was 5 m in)and HITs differed in the kind of activity performed during the recovery periods:pedaling at20%VO2max(active recovery,HITA),stretching exercises(HITS),or maintained rest(passive recovery,HITP).Work performance,exhaustion time,VO2,VO2kinetics,accumulated O2deficit(AOD)and blood lactic acid content([La])weremeasured respectively during the experiment.Results:Compared w ith HITS and HITP,work performance,peak VO2(VO2peak),mean VO2(VO2mean)and total VO2(VO2total)were increased while time constant(TC)of VO2kineticswere decreased in HITA(P<0.05).Exhaustion time,AOD and blood[La]in all recoverymethods had no significantdifference(P>0.05).Parameters above had no significant difference between HITS and HITP(P>0.05).Conclusion:Active recovery facilitates performance better than stretching exercise and passive recovery by increasing aerobic contribution to the whole energy yield turnover during interm ission of high-intensity interval training,while the greater contribution of aerobic metabolism to the energy yield was due to faster VO2kinetics and greater O2utilization.
high-intensity interval training;recovery;exercise performance;energymetabolism;oxygen uptake;oxygen deficit
G841
A
1004-0560(2017)04-0106-07
2017-05-12;
2017-06-16
2017年河南省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(172102310141)。
孫勇(1980—),男,講師,碩士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)與身體功能恢復(fù)。
沈陽(yáng)體育學(xué)院學(xué)報(bào)2017年4期