女硕士生在不同体力运动中呼吸机能的比较研究

张曌华，陈乐琴



女硕士生在不同体力运动中呼吸机能的比较研究

张曌华，陈乐琴

目的：探讨不同体力活动水平对青年女性呼吸机能的影响，为提高呼吸机能水平的体力活动量提供参考依据。方法：以45名不同体力活动水平女硕士生为研究对象，并根据国际体力活动问卷将其分为低、中、高三个体力活动水平组，并进行逐级递增负荷运动，以摄氧量（VO2）、二氧化碳输出量（VCO2）、潮气量（VT）、通气量（VE）及呼吸商（RQ）作为判断呼吸机能的有效指标。结果：安静状态下高体力活动组和中等体力活动组、低体力活动组摄氧量（VO2）、二氧化碳输出量（VCO2）、潮气量（VT）合通气量（VE）存在显著性差异；递增负荷运动中，三组间呼吸机能各指标均不存在显著性差异。结论：高体力活动水平即体力活动量≥3000MET-minutes/week能够提高安静状态下的呼吸机能。

女硕士研究生；递增负荷运动；呼吸机能

随着社会的进步以及高等教育事业的不断改革发展，硕士研究生的规模逐渐增大，但是研究生教育出现了一些不尽人意的地方——注重学生的学习研究能力，忽视学生的体质健康状况。例如：硕士研究生课程设置中没有体育课程，硕士研究生也没有定期的体质健康测试以及硕士研究生体育意识淡薄等，这些因素都会引起硕士研究生体力活动不足。体力活动不足已经成为全球性最大的公共卫生问题，并且体力活动不足已经被认为是引起慢性非传染性疾病的危险因素[1]。目前研究已经证实，体力活动与体质健康以及心理健康之间都存在密切关系[2]，而且也有研究表明，体力活动与呼吸机能状况之间也存在密切的关系。

本文主要是比较不同体力活动水平高校女硕士研究生的呼吸机能状况是否存在差异，为提高女硕士研究生体质健康以及呼吸机能水平的体力活动量提供科学的理论依据，预防一些疾病的发生。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

在山西师范大学招募女硕士研究生作为研究对象，要求无严重心血管疾病、无肺脏和代谢性疾病、无肢体残疾以及无运动禁忌症。通过填写国际体力活动问卷以及自设问卷（包括人口特征、健康状况以及家族史等）最终确定自愿参与研究的受试者45名，实验前受试者均填写知情同意书。受试者基本情况见表1。

表1 受试者基本情况一览表（M±SD）

表2 各种体力活动MET赋值表[5]

将受试者的体力活动情况对照体力活动MET赋值（表2），并按国际体力活动问卷计算公式进行计算：体力活动（MET-minutes/week）=体力活动强度MET值×体力活动时间（min）/天×活动天数。计算结果依据体力活动量分级标准（表3）将受试者体力活动水平进行等级划分，得出低体力活动不足1人、中等体力活动13人和高体力活动水平16人。根据本研究要求选出中等体力活动和高体力活动的受试者进行实验。

表3 总体体力活动量分级标准

（本表引自《国际体力活动问卷计算手册》体力活动分级标准部分）

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 本研究主要通过中国知网、万方数据库以及其他书籍资料，查阅体力活动水平与呼吸机能的相关资料，为本研究奠定理论基础。

1.2.2 问卷调查法 主要采用国际体力活动问卷（IPAQ）的中文版以及自设问卷来区分不同体力活动水平。

1.2.3 实验测试法 （1）实验器材：电子身高计、电子体重计、韩国体成分测试仪（body-pass）、功率自行车（型号：Custo-Med 3000）、气体分析仪（运动心肺机能测试仪K4b2）；

（2）测试指标 本研究的测试指标为：身高、体重、BMI、摄氧量（VO2）、二氧化碳输出量（VCO2）、潮气量（VT）、通气量（VE）和呼吸商（RQ）；

（3）运动负荷测试 受试者采用功率Custo-Med 3000型自行车，以60rpm骑蹬进行逐级递增负荷运动测试。具体负荷安排见表4。

表4 运动负荷安排一览表

本实验采取逐级递增负荷试验，受试者年龄较大，因此采用限制性运动负荷试验终止的标准：（1）血压异常：≥200/110mmHg或者舒张压下降20mm以上；（2）心率达到预计最大心率；（3）受试者提出停止测试；（4）受试者主观感受（RPE）≥17；（5）不能维持所要求的速度10s。出现上述其中某一终止标准时，立即停止测试。安静时呼吸机能的相关指标和心率为坐在功率自行车上静坐1min的测试值。

实验前及实验过程中注意事项：向受试者介绍实验过程和相关注意事项，征得同意并在知情同意书上签字。测试前48h 不得参加剧烈运动、不吸烟、不喝酒、不喝咖啡，保证正常饮食，未服任何治疗药物。实验前熟悉实验程序。

1.2.4 数据分析法 实验所得的数据采用SPSS17.0统计软件进行处理，结果均表示为平均数±标准差。3组间呼吸机能指标均数比较采用单因素方差分析。P<0.05表示差异具有显著性，P<0.01表示差异具有非常显著性。

2 结 果

2.1 不同体力活动组基本情况

由表5可知，女硕士研究生高体力活动组与低体力活动组、中等体力活动组每周的活动量之间呈现显著性差异（P<0.05），具有统计学意义。并且不同体力活动组每周的活动量存在明显的不同。

表5 受试者体力活动基本情况一览表（M±SD）

注：*表示高和低体力活动组相比，P<0.05；**表示高和中等体力活动相比，P<0.05；△表示中等和低体力活动相比，P<0.05。

2.2 呼吸机能指标变化情况

2.2.1 不同体力活动组摄氧量（VO2）的比较分析 表6是不同体力活动水平组在递增负荷运动中摄氧量（VO2）的变化情况。安静状态下，高体力活动组、中等体力活动组和低体力活动组3组间的摄氧量（VO2）均存在显著性差异（P<0.05）；而在递增负荷运动中高体力活动组、中等体力活动组和低体力活动组摄氧量（VO2）都不存在显著性差异（P>0.05）。

表6 不同体力活动组摄氧量（VO2 ml/min ）情况（M±SD）

*表示低和中等体力活动活动组相比，P<0.05；#表示低和高体力活动相比，P<0.05；△表示中等和高体力活动相比，P<0.05。

从图1中可看出，安静状态下，高体力活动组的摄氧量（VO2）明显高于中等体力活动组和低体力活动组；而递增负荷运动中，3组的摄氧量水平均无明显的差异。负荷为0-75W时，3组的摄氧量水平均随着运动负荷的增加而匀速增加，负荷达到100W时，随着运动负荷的增加，摄氧量水平逐渐趋于平缓。

图1 不同体力活动水平摄氧量（VO2）变化曲线图

2.2.2 不同体力活动组二氧化碳输出量（VCO2）的比较分析 表7和图2反映的是不同体力活动水平组在递增负荷运动中二氧化碳输出量（VCO2）的变化情况。安静状态下，高体力活动组与低体力活动组、中等体力活动组二氧化碳输出量（VCO2）存在显著性差异（P<0.05），而低体力活动组与中等体力活动组不存在显著性差异（P>0.05）；递增负荷运动中，3组间均无显著性差异（P>0.05）。

从图2可看出，安静状态下，高体力活动水平组二氧化碳输出量（VCO2）大于低体力活动和中等体力活动组；随着运动负荷的增加，3组的二氧化碳输出量（VCO2）趋近于同一直线并且3组的二氧化碳输出量（VCO2）随运动负荷的增加呈匀速增加。

表7 不同体力活动组二氧化碳输出量（VCO2 ml/min）情况（M±SD）

*表示低和中等体力活动活动组相比，P<0.05；#表示低和高体力活动相比，P<0.05；△表示中等和高体力活动相比，P<0.05。

图2 不同体力活动组二氧化碳输出量（VCO2）变化曲线图

2.2.3 不同体力活动组潮气量（VT）的比较分析 表8为不同体力活动水平组潮气量（VT）的变化情况。安静状态下，高体力活动组与低体力活动组、中等体力活动组潮气量（VT）均存在显著性差异（P<0.05），递增负荷运动中，3组的潮气量（VT）均不存在显著性差异（P>0.05）。

从图3可明显看出，安静状态下，高体力活动水平组潮气量（VT）明显高于低体力活动组和中等体力活动组。随着运动负荷的增加，3组潮气量（VT）都呈现匀速增长，当负荷为100W时，随着运动负荷的增加潮气量呈现平缓的状态。

表8 不同体力活动组潮气量（VT l/min）情况（M±SD）

*表示低和中等体力活动活动组相比，P<0.05；#表示低和高体力活动相比，P<0.05；△表示中等和高体力活动相比，P<0.05。

图3 不同体力活动组潮气量（VT）变化趋势图

2.2.4 不同体力活动组通气量（VE）的比较 表9是不同体力活动水平组通气量（VE）的变化情况。安静状态下，高体力活动组与低体力活动组、中等体力活动组通气量（VE）均存在显著性差异（P<0.05），低体力活动组与中等体力活动组没有显著性差异（P>0.05）；递增负荷运动中，3组通气量（VE）均不存在显著性差异（P>0.05）。

表9 不同体力活动组通气量（VE l/min ）情况（M±SD）

*表示低和中等体力活动组相比，P<0.05；#表示低和高体力活动组相比，P<0.05；△表示中等和高体力活动组相比，P<0.05。

从图4可看出，安静状态下，高体力活动水平组潮气量（VE）明显高于低体力活动组和中等体力活动组。随着运动负荷的增加3组的通气量也呈匀速增长的趋势，且3组的通气量趋于同一直线，没有明显的起伏变化，说明其通气量值非常接近。

图4 不同体力活动组通气量（VE）变化趋势图

2.2.5 不同体力活动组呼吸商（RQ）的比较 表10显示的是不同体力活动组呼吸商（RQ）的变化情况。安静状态和递增负荷运动中3组的呼吸商（RQ）均无显著性差异（P>0.05）。

从图5可看出，在0-25W时，3组呼吸商（RQ）均呈下降趋势但下降幅度非常小；在25-100W时，3组呼吸商（RQ）随运动负荷的增加而增加，但增长幅度比较小；负荷从100W到125W时，呼吸商（RQ）的增长趋于平缓。因此，在递增运动负荷中RQ的变化趋势为：先下降再上升然后趋于平缓。

表10 不同体力活动组呼吸商（RQ）情况（M±SD）

图5 不同体力活动组呼吸商（RQ）变化趋势图

3 分析与讨论

3.1 体力活动现状分析

目前关于国家体质健康测试的对象包括成年人、大学生以及青少年，并且每年都会组织体质健康测试。但是却没有纳入硕士研究生群体，因而造成了研究生体质健康成为了一个空白。近年来，随着研究生规模的不断增加，研究生的体质也引起了广泛的关注。

有关体力活动的研究较多，但是主要是针对青少年、大学生以及成年人群的研究。王正珍在其关于体力活动生理学的研究中指出了生理学理论产生的背景和过程、现代人的生活方式、静坐少动引起体力活动不足生理学理论的证据[3]。邹志春、陈佩杰在对青少年体质、体力活动与心血管疾病发生的风险关系的研究中表明体质下降与心血管疾病的发生存在密切的关系，而体力活动干预是降低心血管疾病发生以及促进体质健康的重要途径[4]。王欢、江崇民等对不同职业成年人体力活动的研究中表明，处于静态工作方式的成年人体力活动普遍偏小并且其体力活动主要来自于交通方面[5]。王曼等对大学生体力活动与肌肉耐力以及心肺功能关系的研究中表明，体力活动增加，肌肉耐力以及心肺功能也随之增加[6]。

综上所述，有关体力活动的研究主要集中在青少年、大学生以及中老年人群，并且已经能够证实体力活动增加，对心肺耐力、身体成分以及肌肉耐力有良好的影响。但是，有关研究生这一特殊人群的体力活动现状研究较少，忽略了研究生的体质健康状况，造成研究生体质下降。

3.2 不同体力活动水平女硕士呼吸机能指标的分析

大量研究已经证实，体力活动与呼吸机能之间存在密切的关系，孙威等[7]对16周太极拳和快走锻炼对老年人呼吸机能影响的研究中发现，太极拳和快走锻炼在锻炼阶段均能提高老年女性呼吸机能，这说明适当的体力活动量能够提高呼吸机能能力。但是有关提高呼吸机能的体力活动量并没有具体的标准。

机体的呼吸机能受到多种因素的影响，主要包括：年龄、身高、体重和性别，另外还包括环境因素、心理因素和缺乏体育运动等[8]。运动对于呼吸机能的影响较大，运动需要机体各个系统协调配合，其中呼吸系统能够给机体提供足够的氧，随运动强度的变化，呼吸的频率、深度等也随之适应性变化。因此，运动能对呼吸机能产生良好的影响。有研究表明不同的运动方式、不同的运动强度对呼吸机能产生的影响不同。本文主要是针对不同体力活动研究女硕士研究生的呼吸机能状况，采用摄氧量（VO2）、二氧化碳输出量（VCO2）、呼吸商（RQ）指标均反映的是机体的呼吸代谢能力；潮气量（VT）、通气量（VE）指标则是反映肺的功能。本研究中，安静状态下，高体力活动组和中等体力活动组、低体力活动组摄氧量（VO2）、二氧化碳输出量（VCO2）、潮气量（VT）和通气量（VE）均存在显著性差异，说明不同体力活动量会对机体产生良好的影响；递增负荷运动中，3组的摄氧量（VO2）、二氧化碳输出量（VCO2）、潮气量（VT）和通气量（VE）均不存在显著性差异，说明体力活动的强度没有达到刺激呼吸机能所需的强度；安静状态下和递增负荷运动中呼吸商（RQ）均不存在显著性差异。安静状态下呼吸机能各指标出现显著性差异可能是由于：（1）从生理机能看，适当的体力活动能够使呼吸肌力量增加，胸廓扩大，肺的弹性变好，从而使肺活量增大；（2）适当的体力活动能够使肺通气量加大，心输出量增加，对通气/血流比值影响不大，但能使换气功能加强，机体对氧的摄取量提高；（3）适当的体力活动可以改善肺泡内的血液循环，提高肺泡通气量，增加肺的通气效率，减少肺泡无效腔；（4）适当的体力活动可以改善循环系统和呼吸系统，提高机体的适应能力，提高氧的运输能力以及氧的利用率。

从研究结果来看，出现安静状态下3组的呼吸机能指标有显著性差异而递增负荷运动中没有显著性差异的原因可能是：（1）适当的体力活动量能够加速机体的物质代谢与能量代谢，提高机体的基础代谢率；（2）国际体力活动问卷的填写主要是由受试者自己来填写，受主观意识支配可能出现一定的误差，还有根据体力活动赋值换算个人的体力活动也会造成一定的误差；（3）受试者的体力活动中交通类、工作类的体力活动占主要，而休闲类的体力活动较少，导致运动强度达不到刺激呼吸机能所需的强度；（4）由于受试者均为女生，实验过程中可能出现没有达到力竭水平就停止运动。这些因素都可能造成3组间的呼吸机能指标没有差异。本研究中还存在许多缺陷，因此在以后研究中，体力活动的测量应该采用更科学更客观的测量方法来测量，实验中要合理控制实验，减少实验过程中的误差。

4 结论与建议

高体力活动水平即每周的体力活动量应≥3 000MET-minutes/week能够提高安静状态下的呼吸机能水平。因此，为了有效提高呼吸机能水平，预防呼吸系统疾病的发生，应该多增加休闲类的体力活动，适当的参与体育锻炼。

参考文献：

[1] 乔玉成，王卫军.全球人口体力活动不足的概况及特征[J].体育科学，2015，35（8）：8~15.

[2] 王 超，陈佩杰.体力活动研究的现状及趋势[J].北京体育大学学报，2012，35（8）：43~48.

[3] 王正珍，王 娟，周 誉.生理学进展：体力活动不足生理学[J].北京体育大学学报，2012，35（8）：1~6.

[4] 邹志春，陈佩杰.青少年体质、体力活动与心血管疾病发生风险之关系[J].上海体育学院学报，2010，34（6）：50~54.

[5] 王 欢，江崇民，徐亮亮，等.不同职业人群的体力活动水平—基于加速度计和活动日志数据[A].第十届全国体育科学大会，2015.

[6] 体力活动水平对大学生骨密度、肌肉力量和心肺功能的影响及相关分析[A].第十届全国体育科学大会，2015.

[7] 孙 威，毛德伟，章 岚，等.16周太极拳和快走锻炼对老年女性呼吸机能的影响[J].中国运动医学杂志，2012，31（8）：669~672.

[8] 张小龙.太极拳与快走运动对中老年女性呼吸机能的影响[D].山东体育学院硕士学位论文，2010，6.

Different Physical Activity Level of Female Graduates in the Increasing Load Exercise on the Respiratory Function Comparative Study

ZHANG Zhaohua, CHEN Leqin

Objective: Exploring different physical activity level influence on respiratory function of female graduates ,in order to provide a reference for improving respiratory function of female graduates level of physical activity.methods: 45 different physical activity level female graduates are regarded as the research object, and according to the international physical activity questionnaire will be divided into low, medium and high level of physical activity groups, and complete increasing load movement. Regarding oxygen uptake （VO2）, carbon dioxide output （VCO2）, tidal volume （VT）, ventilation （VE） and respiratory quotient （RQ） as effective indicator of respiratory function.results:IN quiet condition ,oxygen uptake （VO2）, carbon dioxide output （VCO2）, tidal volume （VT） or ventilation （VE）of high physical activity group and moderate physical activity group, low physical activity group exist significant difference; Increasing load movement process the respiratory function of each index of the three groups were no significant differences.Conclusion:The high level of physical activity that amounts of activity more than 3000 met - minutes of every week can enhance the function of the breath of quiet condition.

Female graduates; Increasing load Exercise; Respiratory function

1007―6891（2016）05―0043―05

10.13932/j.cnki.sctykx.2016.05.12

G804.27

A

2016-03-15

山西师范大学大学体育学院，山西临汾，041000。

Institute of P.E., Shanxi Normal University, Linfen Shanxi,041000, China.