賀業(yè)恒

(1.大連市體育事業(yè)發(fā)展中心,遼寧 大連 116031;2.大連市體育科學研究所,遼寧 大連 116031)

1 前言

合理的賽前訓練有助于產(chǎn)生良好的訓練效果，獲得良好運動表現(xiàn)。賽前訓練階段較好的心臟自主神經(jīng)功能與良好的運動表現(xiàn)具有相關(guān)性，這是因為人體自主神經(jīng)功能在運動性疲勞恢復過程中起到基礎(chǔ)性作用，自主神經(jīng)通過改變組織、器官的功能來促進運動代謝產(chǎn)物的消除和新供能物質(zhì)的生成。在評價運動員身體機能狀態(tài)時，當體能儲備良好或運動能力提高時，運動員的心臟副交感神經(jīng)往往具有較高的活性[1]，賽前數(shù)周心臟自主神經(jīng)功能變化與運動能力之間有相關(guān)性。如Flatt A A等[2]在一個5周的訓練周期中，發(fā)現(xiàn)前3周的ln RMSSD短暫降低是良好訓練適應的表現(xiàn)，與YO-YO測試的運動表現(xiàn)呈正相關(guān)關(guān)系，表明心臟副交感神經(jīng)功能可預測運動員的運動表現(xiàn)。保持較高心臟迷走神經(jīng)功能是有必要的[3]，有研究發(fā)現(xiàn)運動員的比賽成績與ln RMSSD指數(shù)周均值呈正相關(guān)，表明心臟副交感神經(jīng)功能可以預測運動表現(xiàn)[4]。較高的心臟副交感神經(jīng)功能有利于取得優(yōu)異成績，這就為研究賽前訓練周心臟自主神經(jīng)訓練適應與比賽成績之間關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)。

Flatt A A等觀察連續(xù)賽前五周運動員的心臟自主神經(jīng)功能，測試持續(xù)時間較長，本實驗觀察運動員賽前一周的心臟自主神經(jīng)功能，采用每日測量的方法，希望通過測試賽前一周的心臟自主神經(jīng)功能來預測比賽成績。另外，本實驗進一步將賽前一周的訓練劃分為兩個小的周期，即強度訓練周期和賽前恢復周期，進一步縱向觀察強度訓練周期和賽前恢復周期心臟自主神經(jīng)功能變化量與運動成績之間的關(guān)系。

2 實驗對象與方法

2.1 受試者的基本情況

選取大連市競走隊的10名男性運動員實驗對象，運動員年齡13.54±1.34歲。實驗開始時訓練年限1.02±0.13年。實驗于2015年8月-2016年6月開展，期間運動員參加兩次正式比賽和兩次測試賽。運動員上午學習文化課，下午參加訓練，受試者的訓練情況、飲食結(jié)構(gòu)、作息規(guī)律等條件相當。運動員不吸煙、不飲酒、不飲用含有咖啡類飲料，未服用任何藥物，HRV測試前至少兩小時內(nèi)未食用辣椒等具有強烈刺激性食物，教練員和運動員均明確實驗內(nèi)容，自愿參加本實驗。

2.2 賽前強化訓練周的訓練情況

賽前訓練周的訓練計劃由教練員制定，各次比賽賽前訓練負荷略有不同，但訓練模式相同。周專項訓練總量為55-65 km，每周有氧耐力跑25-35 km，身體素質(zhì)訓練1次，每周總訓練時間10-12小時。運動員在賽前30天增大訓練量，降低訓練強度，賽前10天開始逐漸減少訓練量，逐漸增大訓練強度，在賽前第7天訓練強度達到最大，達到運動員個人訓練最大強度95%以上(以訓練過程中心率占最大心率百分比衡量)，運動中運動員心率達到190次/分左右，訓練量為10-12 km。賽前第6天、第5天和第4天訓練量和訓練強度均減小，每天訓練量8-10 km。賽前第3天采取間歇訓練法，訓練強度為個人訓練最大強度90%以上，訓練量分別為3 km、2 km、1 km、400 m和200 m，運動員運動中心率為180次/分左右。賽前第2天和第1天為調(diào)整期，只進行低強度有氧訓練，每天訓練量6-8 km。比賽前一周運動員訓練情況如圖1：

圖1 賽前周的訓練安排

2.3 實驗方案

作為觀察人體自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的窗口，心臟自主神經(jīng)功能可以通過進行心率變異性(HRV)測量來評價，本實驗中選取相鄰RR間期差值的均方根(RMSSD)指標進行分析。每名受試者均完成4次比賽，采用重復測量的方法，每日晨起仰臥位測量安靜狀態(tài)HRV，選取ln RMSSD指標進行分析。HRV分析選取指標有l(wèi)n RMSSD指數(shù)、晨起平均心率(HRmean)、變異系數(shù)(CV)等。ln RMSSD指數(shù)是近年來HRV分析中使用較多的指標，是在對RMSSD指標進行自然對數(shù)轉(zhuǎn)換后再乘以20。選用ln RMSSD指數(shù)主要基于以下三個原因：一是RMSSD指標反映的是心臟副交感神經(jīng)功能；二是RMSSD往往呈現(xiàn)非正態(tài)分布，進行自然對數(shù)轉(zhuǎn)換后可使其處于正態(tài)分布；三是自然對數(shù)轉(zhuǎn)換后乘以20得到的ln RMSSD指數(shù)接近百分制的評價方法，更直觀、易懂[4]。變異系數(shù)(Coefficient of Variation，CV)反映的是數(shù)據(jù)離散程度的絕對值，其計算公式為：變異系數(shù)(CV)=(標準差/平均值)×100%，CV可以消除由于單位和(或)平均數(shù)不同而對變異程度產(chǎn)生的影響[5]。

選取比賽當日及比賽前6天(共7天)的均值作為賽前一周的ln RMSSD值。在此基礎(chǔ)上，將賽前訓練周又分為兩個小的訓練周期，比賽當日、比賽前1天，比賽前2天和比賽前3天共4天作為一個小周期，稱為調(diào)整恢復周期，計算其平均值和標準差。比賽前第4天、第5天和第6天共3天作為一個小的周期，稱為強度訓練周期，賽前最大的強度訓練安排在比賽前7天的訓練課進行?！鱨n RMSSD是指疲勞恢復期與強度訓練周ln RMSSD指數(shù)之差。分別觀察比賽成績與賽前訓練周ln RMSSD指數(shù)、CVln RMSSD、晨起平均心率(HRmean)和CVHR之間的關(guān)系；觀察△ln RMSSD與運動成績之間的相關(guān)性。

2.4 心臟自主神經(jīng)功能的測試

2.4.1 測試儀器和方法

心臟自主神經(jīng)功能采用芬蘭產(chǎn)polar V800遙測心率表進行測量，記錄連續(xù)2 min的心率，截取1 min平穩(wěn)心率進行HRV分析，HRV分析軟件由University of Eastern Finland, Kuopio, Finland提供。測試過程中運動員保持心情放松、情緒平穩(wěn)，盡量控制體力活動和精神因素的干擾。測試地點為運動員寢室，運動員對房間情況熟悉，室溫20-26℃，濕度40-60%，每日晨起采用仰臥位測量。

2.4.2 數(shù)據(jù)的處理

將polar心率表收集到的心率數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，計算出每次心跳所需的時間，以毫秒表示。對于心臟早搏、心臟逸博等異常心搏進行篩查和修正，通過Kubios HRV軟件進行時域分析。

2.5 數(shù)理統(tǒng)計

采用SPSS21.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理，結(jié)果以平均數(shù)±標準差的形式表示。采用非參數(shù)檢驗的K-S檢驗數(shù)據(jù)的分布狀況，由于全文部分RMSSD指標處于非正態(tài)分布，結(jié)合國內(nèi)外研究慣例，對其進行自然對數(shù)轉(zhuǎn)換(ln轉(zhuǎn)換)[5，6]。比賽成績與ln RMSSD指數(shù)周均值間關(guān)系采用Bivariate法Pearson correlate進行相關(guān)性分析，以p<0.05表示相關(guān)具有顯著性。

3 實驗結(jié)果

3.1 ln RMSSD指數(shù)周均值與10 km競走成績(10 km比賽時間)間關(guān)系

賽前訓練周ln RMSSD指數(shù)周均值與10 km競走成績(10 km比賽時間)呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.39，p<0.05)，隨著ln RMSSD指數(shù)的升高，完成比賽所需時間縮短。ln RMSSD指數(shù)與10 km競走成績之間關(guān)系詳見圖2。

圖2 ln RMSSD指數(shù)與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

3.2 △ln RMSSD指數(shù)與10 km競走成績(比賽時間)之間關(guān)系

△ln RMSSD指數(shù)表示比賽當日至比賽前3日的調(diào)整恢復期ln RMSSD指數(shù)與賽前4日至6日的強度訓練期ln RMSSD指數(shù)的差值。研究發(fā)現(xiàn)，△ln RMSSD指數(shù)與運動成績(10 km比賽時間)呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.47，p<0.05)，△ln RMSSD指數(shù)與運動成績之間關(guān)系見圖3。

3.3 CVln RMSSD與10 km競走成績(10 km比賽時間)間關(guān)系

運動員周ln RMSSD指數(shù)的變異系數(shù)(CVln RMSSD)與10 km競走成績(比賽時間)呈中度負相關(guān)關(guān)系(r=-0.31，p=0.05)，提示CVln RMSSD可用來評價10 km競走成績，CVln RMSSD與10 km競走成績之間關(guān)系詳見圖4。

3.4 晨起平均心率(HRmean)及心率變異系數(shù)(CVHR)與10 km競走成績之間關(guān)系

運動員晨起HRmean與10 km運動成績(10 km比賽時間)呈中度正相關(guān)關(guān)系(r=0.39，p<0.05)，運動員晨起HRmean與10 km運動成績的關(guān)系見圖5。

本實驗同樣研究了CVHR與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)運動員CVHR與10 km競走成績無顯著相關(guān)性關(guān)系(r=0.06，p>0.05)，表明CVHR可能不具有預測少年競走運動員運動成績的作用，CVHR與10 km競走成績見圖6。

圖3 ln RMSSD指數(shù)變化量與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

圖4 CVln RMSSD與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

圖5 HRmean與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

圖6 CVHR與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

4 討論與分析

4.1 ln RMSSD指數(shù)與10 km競走成績(10 km比賽時間)間的關(guān)系

當前已有研究嘗試探索心臟自主神經(jīng)功能與運動能力或運動表現(xiàn)之間的關(guān)系，并應用于指導運動實踐，如Uusitalo A L T等[7]用心臟自主神經(jīng)功能診斷運動員是否出現(xiàn)過度訓練，當運動員出現(xiàn)了過度訓練的癥狀時心臟自主神經(jīng)功能下降，認為心臟自主神經(jīng)功能可作為診斷過度訓練手段之一。Kiviniemi A M等[8，9]嘗試根據(jù)心臟自主神經(jīng)功能對訓練負荷的適應情況制定彈性訓練方案，當晨起心臟自主神經(jīng)功能較好或保持不變時，當日即采用高強度的訓練負荷，如果當日晨起心臟自主神經(jīng)功能低于基礎(chǔ)值或連續(xù)兩日呈現(xiàn)降低趨勢，則采用低強度訓練或完全休息。通過四周的彈性訓練，有效提高了受試者的運動能力，證明了以心臟自主神經(jīng)功能指導訓練的可行性，需要注意的是Kiviniemi A M等的研究選取的受試對象是普通人群而非運動員。在年齡、訓練年限、訓練模式均相當?shù)那闆r下，ln RMSSD指數(shù)可作為預測運動員比賽成績的工具。當某一階段心臟副交感神經(jīng)功能降低時，給予足夠的恢復時間，心臟自主神經(jīng)功能可以恢復到運動前水平，甚至超過運動前水平，出現(xiàn)類似超量恢復的現(xiàn)象。當心臟副交感神經(jīng)功能較強時，在副交感神經(jīng)系統(tǒng)的作用下，引起心率降低，促進進肝糖原和其它能源物質(zhì)的生成，有利于能源物質(zhì)的儲存，增加人體消化腺的分泌，增進胃腸的活動，起到儲備體能的作用，這也能有效解釋為什么運動員心臟副交感神經(jīng)功能較好時有助于取得優(yōu)異成績。

本研究通過對10人參加四次比賽進行縱向觀察，發(fā)現(xiàn)ln RMSSD指數(shù)周均值與運動成績(10 km比賽時間)呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.39，p<0.05)，說明隨著ln RMSSD指數(shù)的升高，運動成績提高。運動表現(xiàn)的提高和健康水平的改善被認為與心臟副交感神經(jīng)相關(guān)指標所致HRV增大有關(guān)。如Buchheit M等[10]通過心臟自主神經(jīng)功能來測量耐力運動員的運動表現(xiàn)，研究選取14名中等訓練程度的成年人為研究對象，觀察14周訓練前、后的10 km的最大有氧跑速。研究發(fā)現(xiàn)，11人的運動表現(xiàn)提高，同時伴隨著心臟副交感神經(jīng)活性的升高。Vesterinen V等[11]以HRV指標評價業(yè)余訓練受試者的個體訓練適應，經(jīng)過14周的基礎(chǔ)訓練后，受試者的HRV指標并無顯著性改變，但隨后的14周強度訓練使心臟副交感神經(jīng)功能得到改善，運動表現(xiàn)提高，研究認為中等及較高強度的訓練效果明顯，較高的心臟自主神經(jīng)功能對于運動成績的提高尤其重要。目前有研究采用心臟自主神經(jīng)功能來預測運動表現(xiàn)，如Saboul D等[12]研究運動員的心臟自主神經(jīng)功能、訓練負荷變化和運動表現(xiàn)之間的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)，3周減量訓練后，HFnu與運動表現(xiàn)呈正相關(guān)，與運動員的疲勞程度呈負相關(guān)，因此認為在減量訓練期，心臟副交感神經(jīng)功能的增強是重要的，對于運動成績的提高意義重大。運動員的賽前一周的訓練負荷及訓練適應對一次比賽成績的影響同樣重要，并且通過對賽前周HRV進行檢測，時間更短、更有利于操作。在運動隊的訓練監(jiān)控實踐中也可以考慮將數(shù)周的縱向跟蹤測試與賽前周測試相結(jié)合，這可能更利于全面掌握運動員的身體機能狀況，進而準確評價運動員對訓練的適應情況。

ln RMSSD指數(shù)影響運動成績的原因可能與心輸出量和有氧代謝能力有關(guān)，心臟自主神經(jīng)的功能影響著心臟的功能，影響著心輸出量，進而影響著有效循環(huán)血量，對人體的運動能力，尤其是有氧代謝能力有著一定的影響。國內(nèi)學者研究有氧代謝能力(VO2max)與心臟自主神經(jīng)功能之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀賽艇運動員安靜時心臟自主神經(jīng)功能優(yōu)于普通人，優(yōu)秀運動員TP是對照組的1.63倍，賽艇運動員心臟自主神經(jīng)總體功能與VO2max呈顯著性正相關(guān)關(guān)系，這可能是對長期訓練產(chǎn)生適應的表現(xiàn)，VO2max的提高是運動成績提高的基礎(chǔ)[13]。國外學者Stephen H B等[14]研究心臟自主神經(jīng)功能與有氧運動能力的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過12周高強度間歇訓練，受試者HF升高，VO2max和運動表現(xiàn)均升高，說明心臟副交感神經(jīng)功能增強，認為心臟副交感神經(jīng)功能與有氧運動能力具有相關(guān)性。隨著心臟副交感神經(jīng)功能的增強，心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)與體液調(diào)節(jié)作用增強，血乳酸等代謝產(chǎn)物在肝臟代謝速度加快，脾的免疫功能增強，腎臟代謝能力及肺呼吸能力均增強。

4.2 △ln RMSSD指數(shù)與10 km競走成績(10 km比賽時間)間關(guān)系

本實驗中，△ln RMSSD指數(shù)與運動成績(10 km比賽時間)呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.47，p<0.05)。△ln RMSSD指數(shù)是指賽前訓練周內(nèi)的強度訓練周期和疲勞恢復周期ln RMSSD指數(shù)的變化量，其本質(zhì)反映的是訓練負荷的刺激深度和疲勞的恢復程度之間的相對關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，運動員對訓練產(chǎn)生的適應情況通常取決于訓練負荷的刺激，過大的訓練負荷會導致運動性疲勞的積累，影響運動成績，甚至損害身體健康；過小的訓練負荷又會因訓練負荷刺激不足，導致訓練效果不明顯。目前已有研究表明HRV可用于疲勞的診斷，Schmitt L等[15]對57名高水平滑雪運動員進行4年的縱向跟蹤，通過HRV分析發(fā)現(xiàn)，疲勞狀態(tài)下運動員的HRV與非疲勞狀態(tài)下具有顯著性差異，在運動訓練實踐過程中針對運動員的個體訓練適應情況，合理安排賽前訓練周的訓練負荷就顯得十分重要。

△ln RMSSD指數(shù)的值較小可能存在兩種可能：一是強度訓練周期的訓練負荷過大，ln RMSSD指數(shù)大幅度下降，至賽前恢復期ln RMSSD指數(shù)仍未恢復。二是強度訓練周期訓練負荷過小，訓練負荷的刺激不足，并未導致ln RMSSD顯著性降低，至賽前恢復期ln RMSSD指數(shù)也未出現(xiàn)顯著升高，無法產(chǎn)生良好的訓練適應也無超量恢復現(xiàn)象。無論屬于哪一種情況，△ln RMSSD指數(shù)的值較小，均說明訓練負荷安排不夠合理，負荷過大或過小，運動員并未產(chǎn)生良好的訓練適應，不利于取得優(yōu)異的比賽成績。出現(xiàn)較大的△ln RMSSD指數(shù)最大可能是強度訓練周期訓練負荷較大，ln RMSSD指數(shù)降低幅度大，至賽前恢復周期，ln RMSSD指數(shù)恢復情況良好，ln RMSSD指數(shù)變化量較大，運動員對訓練產(chǎn)生良好訓練適應，有利于取得優(yōu)異的比賽成績。雖然在賽前訓練周中心臟自主神經(jīng)的恢復情況往往不能代表機體全部恢復，如與肌肉損傷的恢復情況，與肝糖原和肌糖原的恢復并不完全一致，這并不妨礙從心臟自主神經(jīng)均衡性角度去評價運動員對訓練負荷的適應情況。

4.3 CVln RMSSD與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

本實驗發(fā)現(xiàn)，運動員周ln RMSSD指數(shù)的變異系數(shù)(CVln RMSSD)與10 km運動成績(10 km比賽時間)呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.31，p=0.05)，這與Flatt A A[4]的研究結(jié)論不一致，F(xiàn)latt A A研究認為CVln RMSSD與8 km越野跑成績(完成比賽時間)呈正相關(guān)關(guān)系，r=0.92，這可能與受試者的年齡、訓練基礎(chǔ)和運動能力均有關(guān)系，也可能與測試中相關(guān)干擾因素有關(guān)，當前在學術(shù)界HRV測試尚沒有一個“金標準”，如測試體位、測試儀器、測試時間及時長均可不同，并且HRV受年齡、健康狀況、情緒等多因素影響，盡量控制測試干擾因素、規(guī)范測試流程，選擇適宜的測試時間節(jié)點才能得到有效的數(shù)據(jù)。將HRV分析的傳統(tǒng)時域指標與其相關(guān)衍生指標結(jié)合起來使用，更有利于從多角度全面了解運動員對訓練負荷的適應情況，對心臟自主神經(jīng)功能進行規(guī)律性測量和評價，有助于從本質(zhì)上了解運動員的訓練適應情況[6，16]，以CVln RMSSD預測比賽成績?nèi)杂写谶M一步研究。

4.4 HRmean及CVHR與10 km競走成績(10 km比賽時間)之間關(guān)系

運動員HRmean與10 km競走成績(10 km比賽時間)呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.39，p<0.05)，但與心率的變異系數(shù)(CVHR)并無相關(guān)性(r=0.06，p>0.05)。本實驗發(fā)現(xiàn)，對于年齡、性別、訓練條件均相當?shù)纳倌旮傋哌\動員，當運動員在比賽前一周晨起安靜心率較高時，運動表現(xiàn)下降。結(jié)合本實驗中HRV與運動表現(xiàn)之間的關(guān)系及其它相關(guān)研究，認為可以嘗試將晨起安靜心率與心臟副交感神經(jīng)功能指標結(jié)合起來評價運動員身體機能狀態(tài)，判斷運動員對訓練負荷的適應情況，即當運動員晨起同時擁有較低的安靜心率和較高的心臟副交感神經(jīng)功能時，運動員身體機能可能較好，這可能有助于運動員取得優(yōu)異比賽成績，是良好訓練適應的表現(xiàn)。這與Buchheit M等[17]的研究比較一致，Buchheit M等應用反映心臟副交感神經(jīng)功能指標評價青年足球運動員的運動表現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)運動中心率的降低、心臟副交感神經(jīng)功能的升高與運動表現(xiàn)的提高具有相關(guān)性。

5 結(jié)論

1)賽前訓練周心臟自主神經(jīng)功能可有效預測運動成績。當ln RMSSD指數(shù)和△ln RMSSD指數(shù)較高時，賽前訓練負荷合理，運動員身體機能良好,有利于取得較好運動成績。

2)反映心臟自主神經(jīng)功能的 CVln RMSSD指標與10 km競走成績呈負相關(guān)關(guān)系，可結(jié)合ln RMSSD指數(shù)和△ln RMSSD指數(shù)綜合預測比賽成績。