心率在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用

心率在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六應(yīng)用心率的變化來指導(dǎo)和調(diào)控訓(xùn)練多年來已被廣大教練員、運(yùn)動(dòng)員和科研工作者所接受。心率較之于其他生理指標(biāo)更為實(shí)用、簡(jiǎn)單和易測(cè),心率在運(yùn)動(dòng)中的變化也較為靈敏,我國(guó)也已將實(shí)時(shí)心率用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控,但其應(yīng)用不夠全面和系統(tǒng)。因此,如何科學(xué)地利用心率變化情況進(jìn)行訓(xùn)練監(jiān)測(cè)是十分重要的。第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六1最大心率在訓(xùn)練監(jiān)控中的作用1.1最大心率的推算在不借助任何技術(shù)幫助的情況下想要得到最大心率是非常困難的。根據(jù)田野主編的《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)高級(jí)教程》,最大心率可以根據(jù)公式由年齡推算得到:最大心率=220-年齡。國(guó)外報(bào)道和應(yīng)用最廣的最大心率推算公式為Tanaka的“HRmax=208-0.7×年齡”,這一公式在我國(guó)體育專業(yè)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究中得到驗(yàn)證[1],目前尚無實(shí)驗(yàn)確定可以推廣到所有正常人群。建議在其他年齡范圍的人群中驗(yàn)證以上兩公式,以便找到適合指導(dǎo)我國(guó)使用的推算公式,對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和全民健身活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)地指導(dǎo)。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六1.2最大心率的測(cè)定由于用公式推算最大心率得出的結(jié)果并不精確,所以研究人員還是要嘗試使用測(cè)試的手段得到最大心率。測(cè)定最大心率可以采用田野主編的《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)高級(jí)教程》中提供的方法:運(yùn)動(dòng)員首先要進(jìn)行熱身,之后為240s~300s的極限運(yùn)動(dòng)(跑或蹬自行車),在最后的20s~30s,保持全力沖刺。此時(shí)的心率可以由心率表直接測(cè)得,即為最大心率。幾周內(nèi)多次測(cè)試,所得的最大數(shù)值為真正的最大心率值。第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六1.3最大心率的個(gè)體差異性對(duì)于不同體能水平個(gè)體最大心率的研究,國(guó)內(nèi)、外的研究結(jié)果完全相反,國(guó)內(nèi)研究結(jié)果表明,體能高者,最大心率也高;而國(guó)外的研究表明,例如Londeree等認(rèn)為,訓(xùn)練水平高者,最大心率反而低。以往的研究證明了最大心率更多地受到遺傳等非訓(xùn)練因素的影響,所以,受試者的選擇對(duì)研究的結(jié)果影響很大。因此,建議最大心率個(gè)體差異性的研究中,受試者的數(shù)量和范圍應(yīng)該增大。第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六1.4運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)最大心率的影響對(duì)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后最大心率會(huì)不會(huì)改變一直有爭(zhēng)議。Uusitalo等認(rèn)為:最大心率隨著不同的訓(xùn)練狀況改變很少或不發(fā)生變化[2]。Zavorsky等在總結(jié)了前人有關(guān)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),共有12項(xiàng)研究認(rèn)為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)顯著降低最大心率(P<0.05),只有3項(xiàng)研究的結(jié)果顯示,有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后,最大心率變化不明顯(增加1次/min,P>0.05),最后Zavorsky認(rèn)為:有氧訓(xùn)練可降低最大心率。但是,有實(shí)驗(yàn)[3]證實(shí):激烈的、高強(qiáng)度練習(xí)也能夠改變最大心率。7例男性受試者以95%的最大攝氧量,跑步50min/d,連續(xù)運(yùn)動(dòng)兩周后發(fā)現(xiàn),亞極量心率和極量心率都有明顯的下降(P<0.05)。第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六1.5停止訓(xùn)練對(duì)最大心率的影響停訓(xùn)后最大吸氧量減少,最大心率增加[4~7]。有研究認(rèn)為增加顯著,有研究認(rèn)為增加不顯著。說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起的最大心率下降,會(huì)因停訓(xùn)而出現(xiàn)可逆變化。以往的觀點(diǎn)認(rèn)為:最大心率并不依賴于運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練狀況。上述檢索到的資料認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練將導(dǎo)致受試者最大心率發(fā)生改變;停止訓(xùn)練后,受試者最大心率的變化進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。筆者認(rèn)為,不能就此認(rèn)定后者的研究推翻了前者。最大心率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定受到很多因素,特別是人為因素的影響,因此對(duì)此問題的研究需要在對(duì)最大心率的測(cè)定更進(jìn)一步精確,而且需要更大數(shù)量以及更大范圍的受試者的參與。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六2目標(biāo)心率在訓(xùn)練監(jiān)控中的作用2.1目標(biāo)心率運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究表明,心率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間存在著線性關(guān)系[8~10],運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大,心率越大,而且健身的運(yùn)動(dòng)心率是應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)的,被稱為目標(biāo)心率或靶心率。確定目標(biāo)心率的好處是增加了訓(xùn)練的目的性,即:確定目標(biāo)心率后,訓(xùn)練者將更有針對(duì)性地設(shè)定訓(xùn)練強(qiáng)度進(jìn)行心率訓(xùn)練。這樣能保證運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度始終在最有利鍛煉心肺功能的水平上。第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六2.2目標(biāo)心率的確定一般使用公式計(jì)算:目標(biāo)心率=安靜時(shí)心率+70%(最大心率-安靜時(shí)心率)(根據(jù)田野主編《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)高級(jí)教程》)2.3目標(biāo)心率范圍目標(biāo)心率是運(yùn)動(dòng)中能獲得最佳效果并確保安全的心率。運(yùn)動(dòng)者實(shí)現(xiàn)每項(xiàng)目標(biāo)所需的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可以通過自己最高心率的不同百分比來表示。這些百分比被劃分為不同的區(qū)域,稱為目標(biāo)心率區(qū)。WyshakG等實(shí)驗(yàn)研究表明:當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度足以使心率提高到最高心率的60%~70%時(shí),體能水平必定會(huì)產(chǎn)生一定變化,肌肉的耐力提高。一般運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)心率范圍用公式計(jì)算得到:目標(biāo)心率范圍=最大心率×(70%~80%)第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六2.4BenSonR的使用目標(biāo)心率指導(dǎo)訓(xùn)練監(jiān)控的步驟2.4.1確定安靜心率:安靜心率=連續(xù)5日安靜心率之和/52.4.2確定最高心率最高心率指極限負(fù)荷時(shí)的心率。最高心率主要隨年齡的增長(zhǎng)而下降,在一定時(shí)間內(nèi),個(gè)人的最高心率不變。確定最高心率的方法有2種:測(cè)試實(shí)際最高心率和預(yù)測(cè)最高心率。2.4.3根據(jù)公式計(jì)算目標(biāo)心率區(qū)。第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六3心率閾值在訓(xùn)練監(jiān)控中的作用3.1心率閾值1982年Conconi發(fā)現(xiàn),在田徑跑道上,在逐漸增加跑速時(shí),受試者(田徑運(yùn)動(dòng)員)的心率與跑速呈線性增加,當(dāng)跑速增加到一定的速度后,隨速度的增加,心率的增加率卻下降,呈現(xiàn)平臺(tái)趨勢(shì)。他將跑速與心率開始呈非線性的點(diǎn)稱為心率閾值(HRT),而此點(diǎn)的跑速稱為偏離跑速(Vd)。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六3.2心率閾和HR4訓(xùn)練HR4訓(xùn)練是指當(dāng)血乳酸達(dá)到4mmol/L時(shí)的心率強(qiáng)度訓(xùn)練。這可以在訓(xùn)練中以心率來推算血乳酸和無氧閾的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,為間接反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度提供了指標(biāo)。但問題在于,由于專項(xiàng)水平的特異性,同一乳酸值時(shí)的心率表現(xiàn)有很大的不同,心率變化范圍較大加大了選擇的難度。第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六3.3心率閾值在應(yīng)用中遇到的問題與乳酸閾值和通氣閾值相比,心率閾值是推測(cè)有氧能力的非損傷性方法之一。由于現(xiàn)有的研究受試者的特點(diǎn)和測(cè)定方法的不同而影響心率閾值的確定。因此,在訓(xùn)練監(jiān)控的中心率閾值的應(yīng)用還存在幾個(gè)問題:并非所有受試者都出現(xiàn)心率閾值;心率閾值的生理學(xué)機(jī)制至今還不清楚;心率閾值時(shí)的速度要高于乳酸閾值和通氣閾值時(shí)的速度。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六4心率變異性在訓(xùn)練監(jiān)控中的作用4.1運(yùn)動(dòng)和猝死體育運(yùn)動(dòng),特別是大強(qiáng)度的劇烈運(yùn)動(dòng),對(duì)心臟功能提出了極高的要求。一些看似很健康且經(jīng)常參加運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的人,有的甚至是高水平的運(yùn)動(dòng)員,卻在運(yùn)動(dòng)中或運(yùn)動(dòng)后突然死亡,引起社會(huì)震驚。越來越多的證據(jù)支持自主神經(jīng)系統(tǒng)異常和心肌梗死與猝死之間存在緊密的聯(lián)系。研究者指出因?yàn)樾穆蕦?duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)在自主神經(jīng)系統(tǒng)的控制下,因此心率范圍和猝死有關(guān)。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六4.2心率變異性和運(yùn)動(dòng)員心性猝死心率變異性(HRV)分析是通過測(cè)量連續(xù)正常心動(dòng)周期間的變化,從而反映心率變化,有時(shí)也稱心率波動(dòng)或心率振蕩,實(shí)際上就是對(duì)竇性心律不齊程度的一種新描述,反映了自主神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)竇房結(jié)功能的綜合作用。運(yùn)動(dòng),特別是長(zhǎng)期大強(qiáng)度的訓(xùn)練對(duì)心血管系統(tǒng)產(chǎn)生深刻的變化。由于HRV分析簡(jiǎn)便、無創(chuàng)、準(zhǔn)確,已有學(xué)者運(yùn)用此方法研究運(yùn)動(dòng)對(duì)心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的影響,由此進(jìn)一步揭開心自主神經(jīng)系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)員心性猝死的關(guān)系。第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六5心率測(cè)試準(zhǔn)確性的影響因素影響心率的因素很多,包括遺傳和個(gè)體差異。因此,心率既是一個(gè)實(shí)用指標(biāo),又是一個(gè)易變指標(biāo)。所以在利用心率安排訓(xùn)練強(qiáng)度或評(píng)價(jià)訓(xùn)練和恢復(fù)效果時(shí),必須充分考慮影響心率變化的諸多因素。參考其他文獻(xiàn)資料,從外界環(huán)境因素和運(yùn)動(dòng)員個(gè)人因素兩個(gè)方面,嘗試歸納如下:第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六5.1外界環(huán)境因素5.1.1外界溫度外界溫度較高時(shí),機(jī)體需要加大皮膚血流量以加強(qiáng)散熱,從而導(dǎo)致心率提高:而外界溫度較低時(shí),機(jī)體又需要加強(qiáng)產(chǎn)熱保持體溫,也回導(dǎo)致心率提高。而且,在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí),出汗會(huì)導(dǎo)致失水和血容量減少,引起每搏輸出量減少。此時(shí)為了維持心輸出量,必須加快心率進(jìn)行補(bǔ)償。第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六5.1.2海拔高度在高原上進(jìn)行訓(xùn)練和比賽時(shí),海拔高度的影響將會(huì)增加運(yùn)動(dòng)員的心率。海拔越高,氧和血紅蛋白結(jié)合的能力越下降,從而導(dǎo)致心肌細(xì)胞供氧減少,需要通過心率的增加來進(jìn)行補(bǔ)償。因此,在高原訓(xùn)練時(shí),如果按照平原的最大心率安排強(qiáng)度,運(yùn)動(dòng)員實(shí)際承受的工作負(fù)荷要小得多。評(píng)價(jià)高原心率時(shí),還應(yīng)注意高海拔對(duì)安靜心率的影響規(guī)律,以免錯(cuò)誤估價(jià)運(yùn)動(dòng)員高原訓(xùn)練課后的恢復(fù)情況。第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六5.2運(yùn)動(dòng)員個(gè)人因素5.2.1心理壓力壓力與情緒能夠影響運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)過程中的心率變化。心率并不總是反映身體活動(dòng)水平的良好指標(biāo),尤其當(dāng)運(yùn)動(dòng)員處在壓力之下,這時(shí)若用心率評(píng)定訓(xùn)練負(fù)荷,會(huì)過高估計(jì)運(yùn)動(dòng)員的負(fù)荷強(qiáng)度。5.2.2賽前狀態(tài)在賽前和運(yùn)動(dòng)前,人體各器官、系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一系列機(jī)能變化。賽前反應(yīng)有利于縮短進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間,因?yàn)樗茴A(yù)先動(dòng)員各器官、系統(tǒng)的機(jī)能,為即將來臨的比賽或練習(xí)作好準(zhǔn)備。這時(shí)心率的變化是一種條件反射,不能被用來評(píng)定訓(xùn)練負(fù)荷。第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六5.2.3年齡和性別年齡主要影響最大心率。人的最大心率約為220bpm,隨年齡的增加而遞減,每年降低速率約為1bpm.因此,計(jì)算最大心率時(shí)應(yīng)考慮年齡因素的影響。女子運(yùn)動(dòng)員與同等水平的男子相比,最大心率略有降低。5.2.4參與運(yùn)動(dòng)的肌群若完成以上肢動(dòng)作為主的負(fù)荷運(yùn)動(dòng),應(yīng)采用以上肢動(dòng)作進(jìn)行盡全力運(yùn)動(dòng)所獲得的最大心率作為參照;同理,下肢運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的安排則應(yīng)參照下肢運(yùn)動(dòng)所獲得的最大心率。第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六6心率的變化對(duì)訓(xùn)練的實(shí)際意義通過心率變化可監(jiān)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,促進(jìn)運(yùn)動(dòng)傷病的恢復(fù)過程,保證訓(xùn)練效果以及預(yù)防過度訓(xùn)練。心率是一個(gè)靈敏性很高的易變指標(biāo),很多的證據(jù)表明,最大心率、亞極量心率由于受不同程度的訓(xùn)練狀況(增量、減量或不變量)或測(cè)定方式的影響,其數(shù)值的確定具有很大的不穩(wěn)定性,既然心率的變化跟不同的訓(xùn)練狀態(tài)有關(guān),因此,也就不可避免的出現(xiàn)了以心率準(zhǔn)確檢測(cè)和指導(dǎo)訓(xùn)練的局限性。第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六Karvonen的目標(biāo)心率制定法,直至今日人們都普遍采用,但如果嚴(yán)格的以最大心率來制定訓(xùn)練的目標(biāo)心率范圍,就會(huì)產(chǎn)生低估或高估訓(xùn)練中的強(qiáng)度。所以,在訓(xùn)練實(shí)踐中宜把心率指標(biāo)與其他生理生化指標(biāo)相結(jié)合來實(shí)施訓(xùn)練和調(diào)控強(qiáng)度。第22頁，共24頁，2023年，2月20