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研究目的:优秀运动员身体机能状态监控作为竞技体育运动员科学训练的重要组成部分,是支撑教练员科学训练的关键所在。目前用于运动员身体机能状态监控的指标有侵入性(有创)和非侵入性(无创)两种,前者主要包括血尿素、肌酸激酶、血红蛋白等经典血液指标,后者主要是心率、体重、血氧饱和度等在内简单易操作的无创指标。随着竞技体育训练水平的不断提升,教练员对运动员机能状态监控精细化、科学化程度越来越高,传统的监控指标越来越不能满足运动训练的需求。因此,探索与开发能够精确反应运动员机能状态且无创的指标具有十分重要的意义。在此背景下,本研究团队将一些与运动员疲劳发生高度相关且无创的新指标(如微循环指标、心率变异性、肌氧含量等)应用到赛艇、皮划艇、帆船、游泳、自行车、排球等体能类运动项目运动员不同训练年度、不同训练阶段(冬训、高原训练、夏训)的身体机能状态和专项能力(专项有氧能力、专项无氧能力和专项比赛能力)的监控中,根据不同训练阶段的监控结果提出优化运动员专项能力的训练方案,并对优化方案的训练效果进行监控与分析,以准确分析与评定不同年度和阶段的训练效果,为更多的运动员在国际、国内重大的比赛中提供科技保障与支撑。研究方法:主要以国家赛艇队,国家自行车队,上海赛艇队、划艇队、帆船队、自行车队、游泳队和女子排球队约300多名优秀运动员(均为一级及以上水平)为研究对象;采用实证研究法在2010-2019年不同运动项目优秀运动员备战国内外的重大比赛与训练的过程中,对运动员不同训练阶段(冬训、春训、夏训和赛前训练)、特殊环境训练(模拟低氧训练、高原训练等)、不同阶段的重点课次等训练过程中的微循环、心率变异性、肌氧饱和度等无创性新指标进行大量测试,积累丰富的实验数据,并与训练实践密切结合,对实验数据进行详细分析,完善无创性相关指标在体能类运动员机能状态监控中的应用,主要包括以下二方面:一是基础性问题试验研究:不同组别、性别、体重的运动员及不同部位等无创指标的比较;二是应用性研究:对运动员世界大赛赛前、不同时期的高原训练阶段及不同训练阶段(平原、高原、高原后)无创指标的变化特点及其运动员机能状态、运动负荷的关系进行研究等。研究结果:(1)不同级别的赛艇运动员微循环血流灌注量都显著高于同龄的普通人,不同等级赛艇运动员微循环血流灌注量有着较大的差异,运动水平越高、训练年限越长机体微循环最血流储备能力越大,其中一级运动员显著低于健将级运动员;我国公开级赛艇运动员微循环最大血流储备能力应为160PU以上,而轻量级运动员在120PU以上;微循环相关指标的变化与机能状态指标具有一定相关性,其变化与常规机能监控指标变化趋势一致或相反,无创微循环指标在一定程度上可以评定运动员机能状态;赛艇运动员8周平原+6周高原训练+2周下高原后训练发现在不同的训练阶段运动员肱二头肌MBP与Hb存在正相关、与CK存在显著性正相关(P<0.05)、与T/C存在显著负相关(P<0.05);AVBC与Hb、BU的变化的存在显著性负相关(P<0.05)、与CK的变化存在显著负相关(P<0.05)、与T/C的变化为正相关;CMBC与Hb存在显著正相关(P<0.05)、与BU、CK存在正相关、与T/C之间存在负相关;(2)赛艇运动员赛前14周训练过程中发现HRV与血浆儿茶酚胺和常规机能监控指标的变化呈现出一定的一致性,其中SDNN、RMSSD、SDSD和TP的变化与BU存在显著正相关,与T呈现显著负相关;在2500m-3200m模拟低氧训练中,女子赛艇运动员不同阶段的HRV各时域和频域指标变化差异不大,但时域指标都有所升高,而在低氧训练结束后各指标下降;游泳运动员不同训练阶段HRV指标SDNN、HF、LF与CK存在显著正相关(P<0.05),TP与CK存在极显著正相关(P<0.01);SDNN、VLF与C存在极显著负相关(P<0.01);VLF与T/C存在显著正相关(P<0.05);(3)递增负荷运动期间,SmO2逐级降低、tHb逐级缓慢升高;2km赛艇测功仪运动中,上肢肱二头肌SmO2呈持续降低趋势,肌肉脱氧水平逐渐升高,当运动至峰值强度时,上肢肌脱氧程度最大,在测试的第1000m至第1500m分段距离期间,肌肉脱氧达全程均值水平;递增负荷骑车运动中,Sm O2-GL、SmO2-VL均持续降低、t Hb-GL于运动全程维持在相对稳定水平,t Hb-VL呈持续缓慢升高。在不同相对强度下,肌氧指标依旧呈现规律性变化(当运动强度从40%VO2peak逐级增至100%VO2peak-期间,SmO2逐级降低、tHb逐级缓增)。研究结论:(1)不同部位、运动水平、组别及性别运动员微循环指标的变化特点不尽相同;高原训练阶段可提高运动员微循环血流储备能力,且不同训练阶段(平原、高原、高原后)微循环指标的变化特点不尽相同,无创微循的环相关指标(MBP、CMBC、TcPO2等)等可用于评定运动员机能状态的评定,可作为运动员训练过程中机能状态监控的无创指标之一,拓展了无创性指标在运动员机能评定中的运用范围;(2)耐力性项目的运动员在不同训练阶段心率变异性都与常规机能监控指标的变化存在密切关系,心率变异性可作为这些项目运动员不同训练阶段判断自主神经系统功能变化的有效指标;(3)肌氧饱和度可用于评价体能类项目运动员运动肌肉供氧状态和有氧能力以及不同阶段运动员专项运动能力变化、运动强度大小,且可结合心率等指标分析训练效果差异。