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目的: 利用近红外线光谱技术测定递增负荷运动中股内侧肌、股外侧肌、股直肌肌氧饱和度变化情况,探索乳酸与血红蛋白之间的关系;探索工作肌氧饱和度的变化特点及其与运动强度之间的关系,将这个评价指标与心率、最大摄氧量和血乳酸这些传统的指标进行比较研究,探索各个指标间的变化及相关性,为训练内容的安排提供理论与实践依据,为科学地评估运动强度提供无损、无创的实时监测,并且通过监测肌氧饱和度的变化掌握测试者的训练强度,判断运动性疲劳。 方法: 从吉林体育学院中随机抽取大一男、大一女,大四男、大四女各20人,测试者在功率自行车上进行递增负荷运动,以50W为第一级,蹬踏转数控制为60r/min,每3min为间隔加50W,逐级递增,直至12min。利用肌氧监测仪连续监测股内侧肌、股外侧肌、股直肌氧含量的变化。同时运用人及动物气体代谢分析仪测量最大摄氧量,分别取每级负荷末和运动停止后第3、6、9、12min采集手指末梢血进行血乳酸浓度测定。 结果: (1)受试者在不同强度下运动时,在递增负荷运动直至次最大负荷运动中能量代谢需求增加,摄氧量加大,心率也会越来越高。实验结果表明随着运动负荷的增加,心率和摄氧量增加。 (2)受试者在不同强度下运动时,在有氧运动时,随着运动负荷的增加,受试者心率增加,摄氧量增加,血乳酸指标升高;同时,运动肌组织中,血液的流速随着运动负荷的增加而增大,运动负荷的增加氧合血红蛋白含量随之下降。 (3)受试者在不同强度负荷下运动,运动肌组织中血容量、氧合血红蛋白和还原血红蛋白含量的相对变化与运动负荷间呈现规律性的变化,运动肌组织中血乳酸量增加,运动强度增大时,需氧量增加,摄氧量相应的增加。 (4)受试者在不同强度负荷下运动,肌氧饱和度与传统测试疲劳指标的心率、摄氧量、血乳酸等具有相关性。随着递增负荷运动负荷增加,运动肌组织中的能量消耗有明显的提高,虽然血流量有所增加,但是不能满足运动肌组织对能量的物质需求,所以实验结果表明运动肌组织中氧合血红蛋白含量随着递增运动负荷的增强呈现下降状况,肌氧饱和度亦是下降趋势。与此同时,心率、摄氧量和乳酸都升高。 (5)受试者在不同强度负荷下运动,工作肌氧饱和度相对变化的拐点与个体乳酸阈高度相关,在大强度运动时,工作肌乳酸堆积导致氧解离曲线右移是导致肌氧饱和度出现急剧下降的原因,而随着强度的增加,出现血乳酸急剧升高。 结论: (1)利用近红外线光谱技术监测系统对不同强度负荷运动时运动骨骼肌组织中血容量、氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量进行连续、无损、实时、准确监测是可行的。 (2)本研究通过探讨四级递增负荷运动时,运动骨骼肌组织肌氧饱和度的相对变化与心率、摄氧量、血乳酸浓度之间的对比关系,为用无损准确监测肌氧饱和度的相对变化提供实践依据,进而为运动者的生理机能评定和运动训练效果的生理学评价引入全新的监测技术与评价指标。 (3)氧在运动肌工作代谢过程起着至关重要的作用。在实验结果中,血乳酸指标显示肌肉疲劳的时间均出现在6-9min,此时测试的四块肌肉的肌氧饱和度平均数值区间在43.33%-35.08%之间,最大数值59%,最小数值23.84%,初步判定在这一区间之内,运动肌开始出现了疲劳状况,而在递增实验12min,受试者力竭状态下,肌氧含量的最小数值为22.91%,为运动训练,避免肌肉损伤提供了参考数值,但由于在功率自行车上做递增负荷运动时,各肌肉用力不同,所以实验结果有所差异,还需今后大量的实验证明。