陳 金

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動感單車對人體心肺功能影響的實驗研究

陳 金

(三明學(xué)院 體育學(xué)院，福建 三明365004)

動感單車作為一項流行的健身運動項目，已經(jīng)成為健身俱樂部的必備項目，深受廣大健身者的喜愛．為了研究和探討動感單車的實際健身效果，以三明市奧力健身俱樂部的20名25－30歲的新進(jìn)會員為研究對象，對他們進(jìn)行為期16周，每周3－4次，每次50 min的動感單車訓(xùn)練．通過哈佛式臺階試驗、靜息心率測量、肺活量測量，對參與訓(xùn)練者的心肺功能指標(biāo)進(jìn)行測量和評價，并用SPSS15軟件對測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計和分析，結(jié)果顯示實驗前后練習(xí)者的心肺指標(biāo)都有明顯提升，說明動感單車練習(xí)對提高心肺功能，發(fā)展人體的有氧運動能力有顯著的效果．

動感單車；心肺功能；心率；有氧運動；健身俱樂部

動感單車英文名字(SPINNING)，是由美國極限運動員JOHNNYO G 于20世紀(jì)80年代首創(chuàng)．JOHNNYO G于1989年在美國加州圣塔蒙尼卡設(shè)立了全球首個動感單車訓(xùn)練中心．他將普通室內(nèi)用的健身車加以改裝，利用阻力器來控制蹬動力度，并提高了健身車的靈活性．最為重要的是，他創(chuàng)立了在音樂背景下模擬各種路段的授課環(huán)境和團(tuán)體的形式，使原本枯燥的單車運動更富有激情和挑戰(zhàn)．20世紀(jì)90年代后期動感單車課程進(jìn)入我國，首先在一些大型健身俱樂部開展起來．動感單車克服了戶外騎行的缺點，安全性強(qiáng)，并且簡單易學(xué)，適合人群較廣泛，鍛煉效果好，還具有緩解壓力的作用，這些優(yōu)點讓它深受廣大健身愛好者的喜愛．最近10年，動感單車已經(jīng)成為各個健身俱樂部的必備課程．

1 動感單車運動原理

一般來說，自行車是通過踩動腳踏而轉(zhuǎn)動起來的，而動感單車創(chuàng)造的是一種延續(xù)性、無沖擊的踩動方式．踩動時 360°都需要用到力，全方位的動作，能夠調(diào)動起腿部所有的肌肉．這種“圓圈”運動可以提高腿部的力量．在進(jìn)行動感單車運動時，需要動用人體全身大部分肌肉群，所以對能量的消耗也是非常有效的．動感單車可以通過改變轉(zhuǎn)速、阻力、動作完成相應(yīng)的目標(biāo)，來滿足不同體能狀況的健身人群的要求．動感單車能量區(qū)間的設(shè)計是把訓(xùn)練時段按照運動強(qiáng)度和意志訓(xùn)練特性來劃分．一般來說，大多數(shù)健身者低心率練習(xí)時會消耗較多的脂肪，在高心率的情況下則會消耗較多的碳水化合物，經(jīng)常訓(xùn)練會讓騎行人的心臟變得更強(qiáng)壯，所泵壓的血液也更多，達(dá)到增強(qiáng)心肺功能的目標(biāo)．另外恢復(fù)區(qū)間、力量區(qū)間的劃分能更有效地滿足健身人群更高的要求．進(jìn)入健身俱樂部的人多是要減肥瘦身和強(qiáng)身健體，動感單車所劃分的能量區(qū)間剛好滿足了健身人群的需要，根據(jù)俱樂部課程的安排，會員可以自由地按照自己的目標(biāo)選擇自己需要的單車課程，改變身體形態(tài)，增強(qiáng)心肺功能．表1是兩個最廣泛使用的能量區(qū)間．

表1 動感單車能量區(qū)間表

2 研究對象和方法

2.1 研究對象

從三明奧力健身俱樂部里選取30名新會員(男女各15名)，年齡為25－35歲，身體基本健康，能夠保證每周參加動感單車練習(xí)3－4次．

2.2 研究方法

2.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，對動感單車的運動特點和原理進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，為論文的撰寫提供理論依據(jù)．

2.2.2 調(diào)查法

對健身俱樂部會員進(jìn)行訪談，了解他們參與動感單車練習(xí)前后的實際感受．

2.2.3 實驗法

選取新會員男女各15名．實驗前首先通過哈佛式臺階試驗、靜息心率測量、肺活量測量對他們的心肺機(jī)能進(jìn)行評測．每個會員每周參加3－4次的動感單車課程，課程采用萊美健身體系的單車課程，嚴(yán)格按照萊美單車第40套課程進(jìn)行練習(xí)，每次鍛煉時間為 50 min，試驗周期為16周．第17周對練習(xí)者的心肺機(jī)能進(jìn)行評測，并與練習(xí)前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析．

在3類生態(tài)系統(tǒng)中，只有在次生林表土內(nèi)發(fā)現(xiàn)>600 mm碎石，其它兩類系統(tǒng)均沒有出現(xiàn)。表土內(nèi)不同粒徑碎石的體積含量有所不同(圖4)，其中75～250 mm碎石含量在次生林中占據(jù)優(yōu)勢，約占總體積的4.35%；人工林內(nèi)75～250 mm碎石含量占比最多，約占總體積的10.69%；草地以20～75 mm碎石含量最多，約占總體積的9.35%。5～75 mm碎石在草地和人工林中較多，分別約為11.24%和12.72%，次生林最少約為0.99%。在次生林中以75～600 mm碎石為主，人工林和草地以5～75 mm碎石為主。

表2 哈佛臺階實驗指數(shù)評價表

2.2.3.1 哈佛式臺階試驗

測量器材：50 cm高的臺階(男)，42 cm高臺階(女)．節(jié)拍器和秒表．

測量方法：令受試會員由相對靜止起，以30次/min的頻率連續(xù)上下臺階90次，共持續(xù)3 min．定量負(fù)荷一結(jié)束，便令受試者取坐位休息，并測量恢復(fù)期第2，3，4 min前30 s的脈率，帶入下式求臺階評定指數(shù)：

哈佛臺階評定指數(shù)=(蹬臺階運動持續(xù)時間(s)／2×第2，3，4 min前30 s脈率之和)×100

表3 基礎(chǔ)心率波動差值評價表

2.2.3.2 靜息心率的測量實驗

測量器材：秒表．

測量方法：讓受試者坐下，右手臂掌心向上平放在桌面上．測試者以食指、中指和無名指指腹觸摸受試者腕部橈動脈，明顯感覺橈動脈搏動后正式計數(shù)．測試前，先連續(xù)測量3個10 s的脈搏數(shù)，以判斷是否處于相對安靜狀態(tài)．當(dāng)3次測量值相同并與另一次差不超過1次時，可正式測量30 s的脈搏數(shù)．轉(zhuǎn)換為1 min脈搏次數(shù)，記錄單位為次/min．安靜時心率較低，是機(jī)能節(jié)省的表現(xiàn)之一，但是平時人們的安靜程度并不是一致的，測量安靜息心率的個體差異很大，直接影響評價的準(zhǔn)確性．因此，要重復(fù)測量基礎(chǔ)心率．通過一周的心率平均值和波動差值來評價心臟機(jī)能的好壞．受試者每天清晨在靜臥空腹清醒狀態(tài)，自己測量晨脈，并記錄在心率坐標(biāo)紙上，連續(xù)記錄7 d．將7 d的心率之和，除以7得平均心率．將7 d中基礎(chǔ)心率的最大值減去最小值，求得心率波動差值．

2.2.3.3 肺活量的測量實驗

實驗器材：電子肺活量計．

測量方法：取已消毒過的肺活量吹嘴一個，插入肺活量儀測量部位．待測量儀發(fā)出第一次測量指令后，深吸氣，然后盡力吹氣，即可測出肺活量水平．等測量儀發(fā)出第2次測量指令后，再次深吸氣，盡力吹氣．儀器自動取最大值作為測量值存入手持終端．

2.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法

對實驗前后的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，用SPSS15軟件對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗和分析，采用獨立樣本檢驗，值小于0.01為具有極顯著差異．

3 實驗結(jié)果與分析

3.1 哈佛臺階實驗指數(shù)檢驗與分析

從表4實驗前后哈佛臺階實驗指數(shù)對比檢驗表中可以看出，30名會員在經(jīng)過16周動感單車訓(xùn)練后，哈佛臺階指數(shù)均值較實驗前提高了8.5，增長非常明顯．通過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行配對樣本檢驗，結(jié)果值為 0.000，小于0.01，說明參與實驗者實驗前后的臺階實驗指數(shù)呈現(xiàn)出極顯著性差異．從圖1也可以看出，經(jīng)過16周的動感單車練習(xí)，參與實驗的會員的哈佛臺階實驗評定的等級均有所提升，達(dá)到優(yōu)和良的會員人數(shù)明顯增多．哈佛臺階實驗指數(shù)的變化結(jié)果說明通過16周的動感單車練習(xí)，30名會員的心臟功能有了顯著的提高．在同等運動強(qiáng)度下，心率比實驗前有比較明顯的下降，由此可以認(rèn)為動感單車練習(xí)對提高人體運動時心臟的泵血能力有明顯作用．

表4 實驗前后哈佛臺階實驗指數(shù)對比檢驗表

圖1 實驗前后哈佛臺階實驗指數(shù)水平評定統(tǒng)計圖

3.2 靜息心率指數(shù)檢驗與分析

表5 實驗前后靜息心律對比檢驗表

表5實驗前后靜息心率對比檢驗表顯示，經(jīng)過16周動感單車練習(xí)，30名會員的靜息心率均值由實驗前的76.55次/min下降到了71.65次/min，平均下降4.9次/min，下降幅度非常明顯．通過對實驗前后數(shù)據(jù)進(jìn)行配對樣本檢驗，值為0.000，小于0.01，呈現(xiàn)出極顯著性差異，證明了實驗前后會員的靜息心率有明顯變化．靜息心率波動值越小，表明心臟機(jī)能越好，參照基礎(chǔ)心率波動差值評價表，對會員的實驗前后的評價等級進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，評價等級為優(yōu)和良的人數(shù)明顯上升，而原來評價等級為下和差的人數(shù)減少到零人．進(jìn)行動感單車練習(xí)過程中，由于全身多處肌肉持續(xù)收縮，而需要大量養(yǎng)分和氧氣，心臟的收縮次數(shù)便增加，心率基本維持最大心率的60%~75%，短時間內(nèi)可達(dá)到80%~85%，而且每次壓送出的血液量也較平常增加數(shù)倍．這種中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度相結(jié)合的動感單車練習(xí)能夠?qū)π募‘a(chǎn)生良性刺激，促進(jìn)心肌力量和耐力的增長．心肌力量的增長使得心臟每搏輸出的血液量增加，從而使人體靜息心率下降．我國學(xué)者吳杰教授曾觀察5 360名健康成人的靜息心率，發(fā)現(xiàn)人類的心跳次數(shù)明顯受自主神經(jīng)與體液因素的影響，研究表明，成人靜息心率在70次/min，其壽命可達(dá)80歲．人一生總心跳次數(shù)約為25億次至30億次，如果靜息心率在60次/min左右，其壽命可達(dá)93歲．大量臨床研究也證實，靜息心率偏快的人，發(fā)生各種心血管疾病的危險明顯增加，死亡率也高．所以說靜息心率的降低能夠降低心血管疾病的發(fā)病幾率，對提高生命質(zhì)量和延長壽命有積極的影響．

圖2 實驗前后靜息心律對比評價等級統(tǒng)計圖

3.3 肺活量檢驗與分析

肺活量是評價人體呼吸機(jī)能的主要指標(biāo)，其大小能夠反映出人體的呼吸系統(tǒng)能力．表6顯示，經(jīng)過16周動感單車訓(xùn)練，30名參與實驗的會員肺活量均值增加了363 mL，增加幅度達(dá)12.3 %．通過配對樣本檢驗，結(jié)果值為0.000，小于0.01，呈現(xiàn)極顯著性差異．實驗數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果證明實驗前后會員的肺活量有顯著提高．根據(jù)肺活量的評定標(biāo)準(zhǔn)，肺活量指數(shù)越高，說明人體的呼吸機(jī)能越強(qiáng)．在進(jìn)行動感單車練習(xí)時，多個部位的大肌肉群參與運動，人體呼吸加快加深以攝取足夠的氧氣供給肌肉運動，呼吸次數(shù)由平常的每分鐘16~20次上升到30~40次，同時肺部的收張程度也增大．16周的持續(xù)動感單車練習(xí)使練習(xí)者的呼吸肌力量、耐力和肺部彈性都有所提高，靜態(tài)呼吸的深度加強(qiáng)、肺氣泡血管數(shù)目增加，使交換氣體功能增強(qiáng)，因而每次呼吸更有效，呼吸速率下降．運動后，運動者能夠較快恢復(fù)到正常呼吸速率．

表6 實驗前后肺活量對比統(tǒng)計表

4 結(jié)論與建議

心肺功能是人體心臟泵血及肺部吸入氧氣的能力，而兩者的能力又直接影響全身器官及肌肉的活動，故此十分重要．心肺功能良好，是人體健康的重要表現(xiàn)之一，同時也是人體各器官能夠正常工作的保障．持續(xù)16周的動感單車鍛煉對人體心肺功能改善和提高起到了明顯的作用．參與鍛煉的30名會員的哈佛臺階指數(shù)、靜息心率、肺活量的評價指標(biāo)較實驗前均呈現(xiàn)出明顯變化．通過對參與實驗會員進(jìn)行訪談，會員普遍反映體能狀況有明顯提高，精神狀態(tài)較以前有明顯改善．

香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項調(diào)查顯示，擁有類似運動員的“長氣袋”或“巨肺”的良好肺部功能，其死亡率、患上各類長期疾病如糖尿病、心臟病、高血壓等的幾率也相對減低．建議練習(xí)者每周進(jìn)行動感單車鍛煉3次以上，每次30~60 min．鍛煉前要做好熱身活動，可進(jìn)行簡單的徒手操練習(xí)．鍛煉后注意腿部和腰部肌肉的拉伸和放松，以加快身體的恢復(fù)并防止肌肉損傷．當(dāng)前，我國多數(shù)城市空氣質(zhì)量不斷下降、運動場館不足，所以在家中鍛煉更加安全和方便．與家用跑步機(jī)相比，動感單車工作時更加安靜，占地面積也更小，更加適合家庭使用．所以，動感單車是人們健身運動的理想選擇．

[1] 王磊,張波.動感單車運動與美育教育之間的關(guān)系[J].甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報,2007,3(2):109-111.

[2] 孫慶祝.體育測量與評價:第二版[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3] 王穎,劉鵬.太極拳對心肺功能的影響與探討[J].搏擊,2006,8(1):32-36.

[4] 呂秀敏,劉剛.有氧搏擊操對女大學(xué)生心肺功能及身體形態(tài)影響的研究[J].福建體育科技,2006,26(4):36-38.

Experimental Study of the Impacts of Spinning on Cardiopulmonary Function

CHEN Jin

(College of Physical Education, Sanming University, Sanming, Fujian 365004, China)

Spinning, as a popular fitness sport, has become one of the essential items in fitness clubs and it is very popular with most of the fitness freaks. In order to investigate and research the practical effect of spinning, the author of this paper selected 20 new members aged at 25-30 from the Aoli Fitness Club in Sanming city as subjects, and offered them a spinning training course for a period of 16 weeks, 3-4 times a week and 50 minutes each time. The participants’ cardio-pulmonary functions were subsequently determinated by adopting Harvard Step Experiment, resting heart rate test and vital capacity measurement. The index statistics and analysis from SPSS15 indicate that all the participants’ cardio-pulmonary functions were improved distinctively after the training, which proves the perfect performance of the spinning training course in improving human’s heart and lung function and enhancing the aerobic sporting abilities.

spinning; cardio-pulmonary function; heart rate; aerobic exercise; fitness clubse

(責(zé)任編校：衛(wèi)立冬 英文校對：吳秀蘭)

G804.22

A

1673-2065(2013)04-0060-04

2013-04-18

陳 金(1979-),男(回族),河北唐山人,三明學(xué)院體育學(xué)院講師,教育學(xué)碩士.