呼吸困难感对羽毛球选手运动能力影响的研究

黄传业 林 华

(1.上海体育学院运动科学学院,上海 200438;2.辽宁师范大学体育学院,辽宁大连 116029)

呼吸困难感对羽毛球选手运动能力影响的研究

黄传业1林 华2

(1.上海体育学院运动科学学院,上海 200438;2.辽宁师范大学体育学院,辽宁大连 116029)

为了研究呼吸困难感对羽毛球选手运动能力的影响,羽毛球男子选手自愿参加三次运动能力测试直至力竭。在完成三次力竭运动即刻,受试者心率(HR)和主观运动感觉(RPE)并无显著性差异(P＞0.05)。与实验Ⅰ和Ⅲ比较,受试者在实验Ⅱ中经过两组每组30次呼吸肌肉负荷运动后,峰值吸气压(P0)和峰值吸气压产生率(MRPD)明显增强(P＜0.05),受试者的运动能力(BAD)明显提高(P＜0.01);而且发现运动中呼吸困难感相对时间变化率(RPB/time)明显降低(P＜0.05)。实验II相对I各生理指标变化(△)进行相关分析发现,△RPB/time与△P0,△MRPD,△BAD均呈负相关(P＜0.05)。结果提示,运动能力增强可能是呼吸困难感产生减慢引起的,而呼吸肌肉收缩能力的提高可能是呼吸困难感减弱的原因。

呼吸肌肉;呼吸困难;运动能力

1 前言

羽毛球是一项以有氧代谢为主的间歇运动项目。高水平羽毛球比赛能够持续90min以上,在激烈的对抗中,尤其是高强度的多回合比赛中,最大心率可高达190beats.min-1以上[1,2]。在一项羽毛球模拟赛中,羽毛球选手比赛中的最大摄氧量可达到45.3ml.min-1.kg-1(＞85%VO2max)[3]。

在这种高代谢水平的条件下,通气量较高。维持较高水平的通气,必然使呼吸肌肉负荷增加,进而可引起呼吸困难感[4]。

研究发现,大强度间歇性运动中,呼吸困难感可能是限制运动能力的因素之一[5]。但是并不清楚呼吸困难感是否影响羽毛球运动能力,改善呼吸困难感能否提高羽毛球选手场上运动能力也未有报道。

因此,本文旨在探讨呼吸困难感觉对羽毛球选手运动能力的影响。

2 对象与方法

2.1 实验对象

10名男子羽毛球选手自愿参加本研究。受试者的年龄为23.2±2.1岁 ,身高:171.8±4.4cm,体重:64.6±3.4kg,最大摄氧量(VO2max):51.3±5.5 ml.kg-1.min-1。最大心率(HRmax=220-age)为196.8±2.3 beats.min-1。受试者无任何心肺疾病。

2.2 实验设计

经预实验,使受试者了解实验过程和需要配合事项,受试者在每次实验前两天不参加运动。

每个受试者都参加三次实验。

实验Ⅰ:受试者完成全身准备活动后,进行羽毛球场上运动能力测试,直至力竭。

实验Ⅱ:受试者完成相同的全身准备活动,同时采用呼吸肌肉训练器完成两组,每组30次急性呼吸肌肉负荷运动,阻力强度设定在40%的吸气压峰值(P0)。之后进行相同的力竭性运动测试。

实验Ⅲ:与实验Ⅱ相似,只是呼吸肌肉负荷运动强度设置在15%P0。

研究发现,40%P0强度呼吸肌肉负荷运动能提高呼吸肌肉功能;而15%P0强度呼吸肌肉负荷运动对呼吸肌肉功能并无影响[6]。三次实验是为了观察不同呼吸困难感强度下,受试者运动能力变化情况,其中实验Ⅲ只是为了排除呼吸肌肉负荷运动产生的心理作用对受试者运动能力的影响。

2.3 实验过程

受试者到达实验室休息10min后,按照随机的顺序完成上述三次实验之一。在羽毛球场地上采用递增负荷强度间歇性运动评价受试者的运动能力(BAD),该方法是评价羽毛球有氧运动能力的有效测试之一[7]。每次运动能力测试前,分别测定受试者的呼吸肌肉功能。运动能力测试中,分别记录运动前、运动休息间歇和运动后的呼吸困难感(RPB),主观运动感觉(RPE)和心率(HR)。

受试者完成三次运动能力测试均在一天的同一时间进行,为了避免三次实验之间的相互影响,三次实验间隔至少三天时间。

2.4 测试项目

使用改良的Borg分级量表测量呼吸困难感,用RPB等级(0-10级)及RPB相对时间的变化率(RPB/time)表示。主观运动感觉程度(RPE)采用Borg的主观等级量表(6-10)。运动中心率(HR)监控采用polar(s610,Finland)。

用美国制造Powerlab/8sp AD instruments评价呼吸肌肉功能,主要参数包括峰值吸气压(P0),峰值吸气压产生率(MRPD)。

受试者在场地上的运动能力测试如连续两次落后于指示信号判为运动力竭,并用跑动距离表示运动能力(BAD)。

2.5 统计方法

结果用均数±标准差表示。采用t检验,方差及重复性检验比较实验中数据。

线性回归分析变量之间的相关性。P＜0.05规定为显著性差异。

3 实验结果

3.1 力竭时 RPB、RPB/time、RPE、HR的变化

如表1所示,受试者在三次运动测试中,实验 II跑动距离(BAD)明显高于Ⅰ(P＜0.01),Ⅰ和Ⅲ之间并无统计性差异(P＞0.05)。三次运动力竭时,RPB、RPE和 HR并无明显差异(P＞0.05)。

实验Ⅱ中,受试者力竭时的RPB/time显著低于实验Ⅰ,而受试者在实验Ⅰ和实验Ⅲ运动力竭时RPB/time并无明显差异(P＞0.05)。

受试者在实验Ⅱ运动力竭时跑动距离(力竭运动能力)明显高于实验Ⅰ运动力竭时的跑动距离,将实验Ⅱ中受试者运动力竭时运动距离时(Ⅱ-equa)的 RPB、RPB/time、RPE、HR与实验Ⅰ力竭时各数值比较,发现RPB、RPB/time、RPE均明显低于实验Ⅰ(P＜0.05),HR无显著性差异(P＞0.05)。

表1 力竭时RPB、RPB/time、RPE、HR的变化

3.2 运动能力测试前呼吸肌肉功能

如表2示,受试者在三次运动中,实验 II中受试者呼吸功能(P0和MRPD)明显高于实验Ⅰ(P＜0.01)。

实验Ⅲ中受试者的P0和MRPD与实验Ⅰ并无明显差异(P＞0.05)。

表2 三次实验中受试者运动能力变化及运动前呼吸肌肉功能

3.3 变量之间相关性分析

实验Ⅱ中的RPB/time,,P0及MRPD相对实验Ⅰ指标值的改变量(△)用百分比表示。△RPB/time与△P0(r=-0.761,P＜ 0.05),△MRPD(r=-0.693,P＜ 0.05)呈负相关。

△RPB/time与△BAD也呈负相关关系(r=-0.747,P＜0.05)。

4 讨论分析

呼吸困难感是一种“气短”、“胸闷”、“急促、痛苦的呼吸感觉”。健康人在剧烈运动时可产生呼吸困难感,并且呼吸困难感可随着运动强度和通气水平增加而增强[8]。

在本研究中,受试者三次运动能力测试完成即刻,HR分别达到了193.6±5.1 beats.min-1,191.2±5.2 beats.min-1和191.3±4.0 beats.min-1,接近最大心率196.8±2.3 beats.min-1,RPE也接近等级20(见表1),说明三次运动能力测试时,受试者均达到了力竭。同时发现,受试者在力竭时的呼吸困难感分别为9.8±0.4,9.4±1.0和9.7±0.5,接近于10(呼吸困难感最强),说明羽毛球选手在这种递增负荷运动中的呼吸困难感逐渐增强直至最强。

研究表明,呼吸困难感与呼吸负荷增加密切相关,随着运动的延长,通气量需求量增高,呼吸肌负荷增加可能导致呼吸肌肉产生的力量和通气量不平衡;呼吸肌产生的力量不能适应通气的需求而造成呼吸困难感[9]。这也是本研究中呼吸困难感产生的原因之一。

另据报道,随着呼吸肌肉力量增加,呼吸困难感逐渐减弱[9]。因此,呼吸困难感强弱与呼吸肌肉力量密切相关。

呼吸生理学上,常用P0和MRPD反映呼吸肌肉的功能,特别是P0反映了呼吸肌肉的力量。相关研究表明,急、慢性呼吸肌肉负荷运动(如呼吸肌肉训练)可提高呼吸肌肉功能[10,11]。

本研究实验Ⅱ和Ⅲ,受试者均采用呼吸肌肉训练器完成两组,每组30次急性呼吸肌肉负荷运动,Ⅱ中阻力强度设为40%P0,Ⅲ中阻力强度设为15%P0,结果发现实验Ⅱ中 P0和MRPD明显高于实验Ⅰ,而实验Ⅰ和Ⅲ之间无明显差异。

该结果证实了40%P0阻力强度急性呼吸肌肉负荷运动能暂时性提高呼吸肌肉功能(P0和MRPD提高),P0暂时性增加可能因为该急性负荷运动降低了吸气肌和呼气肌的拮抗作用,提高肌肉之间、肌丝之间的协同作用所致[6]。

在本研究实验Ⅰ和Ⅱ中,受试者运动力竭时的RPB值虽然无明显差异(P＞0.05),但是实验Ⅱ受试者力竭时呼吸困难感相对时间的变化率(RPB/time)明显低于实验Ⅰ(P＜0.05),另外,Ⅱ-equa中RPB和RPB/time值均明显低于实验Ⅰ中力竭时的值(P＜0.05),说明实验Ⅱ运动中的呼吸困难感产生速度较慢。

特别是从实验Ⅱ中RPB/time,P0,和MRPD相对实验Ⅰ的变化(△)的相关分析看,△RPB/time与 △P0,△MRPD呈负相关(P＜0.05),该结果更进一步表明实验Ⅱ运动中呼吸困难感的减弱与呼吸肌肉功能增强密切相关。这可能是因为40%P0阻力强度急性呼吸活动增强了呼吸肌肉力量,提高呼吸肌肉收缩特性,从而使呼吸困难感减弱。

研究表明,呼吸困难感是限制运动能力的重要因素[12],本研究发现,受试者在运动能力测试中的呼吸困难感较强(接近于10),这可能影响了羽毛球选手场上的跑动能力。受试者在实验Ⅱ运动能力测试中,力竭时的跑动的距离(运动能力)明显高于实验Ⅰ(P＜0.01),而受试者在实验Ⅰ与实验Ⅱ中的运动能力并没有统计性差异(P＞0.05)(表1)。而且,实验Ⅱ与实验Ⅰ相比,运动能力的增强(△BAD)与呼吸困难的减弱(△RPB/time)呈负相关(r=-0.744,P＜0.05)),提示受试者运动能力增强可能因呼吸困难感减弱所致。这也证实了Tom等研究,减轻运动中呼吸困难感可增强运动能力[13]。

本研究中,通过两组,每组30次,40%P0阻力强度急性呼吸肌肉负荷运动,改善呼吸肌肉收缩特性,减弱呼吸困难感,从而增强受试者的运动能力。而实验Ⅲ采用15%P0强度急性呼吸肌肉负荷运动,对受试者呼吸肌肉功能,呼吸困难感及运动能力均无影响(P＜0.05),说明实验Ⅱ中受试者运动能力增强并非是心理因素造成的,进一步说明呼吸困难感影响羽毛球选手的运动能力。

5 结论

1)通过本研究发现,在运动能力测试运动中,呼吸困难感可能是限制运动能力的因素。

2)受试者完成两组30次急性呼吸肌肉负荷运动后,运动能力增强。

3)运动能力提高主要是因为呼吸肌肉协调性改善,使呼吸困难感觉减弱造成的。

4)呼吸困难感对运动能力限制的机制有待进一步探讨。

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The Effect of Dyspnea on Badm inton Players’Performance

Huang Chuanye1,Lin Hua2
(1. Sports Science Departement ,Shanghai University of Sports , Shanghai ,200438 ,China ;2. College of Physical Education ,Liaoning Normal University ,Dalian ,116029 ,Liaoning ,China)

This study investigated the effect of dyspnea on badminton players’performance. The badminton players were voluntarily assigned to three exercise performance tests. Each subject exercised to exhaust in three tests. No significant difference was found in HR and RPE at exhausted in three tests. Compared with experiment I and III ,the peak inspiratory pressure (P0) ,maximal rate of P0 development (MRPD) and exercise performance (BAD) were significant improvement(P＜ 0. 01) ,while the slope of the liner relationship of the increase in sensation of dyspnea for time (RPB/ time) was reduced(P＜0.05)after30times ×2 sets respiratory muscle activities in experiment II. For the changes ( △) in physiological parameters , △RPB/ time was negative correlated with△P0 , △MRPD , △BAD(P＜0.05). The results suggested the improvement of performance was attributed to the reduce of dyspnea for the contractile properties of the respiratory muscles.

respiratory muscle;dyspnea;performance

G804.22

A

1672-1365(2010)06-0055-03

2010-04-16;

2010-07-08

福建省教育厅科学研究资助项目(JB08228)。

黄传业(1982-),男,江苏赣榆人,博士研究生,讲师,研究方向:运动疲劳及身体机能恢复。