优秀散打运动员心脏泵血功能对模拟比赛情景的应答变化特征

王聚龙

(广州体育学院武术系 广东 广州 510500)



优秀散打运动员心脏泵血功能对模拟比赛情景的应答变化特征

王聚龙

(广州体育学院武术系 广东 广州 510500)

摘要：采用模拟比赛情景训练的方法，对16名高水平散打运动员运动过程中的心脏泵血功能变化进行研究，探究其应答及变化规律。结果表明：(1)心泵功能：HR和LVET呈相反方向变化；SV、CO、SI、CI变化呈峰形，第二回合达最高，回合间指标存在差异，P<0.05；(2)心肌收缩力：dz/dtmax、HI呈峰形，第二回合达最高；Q-Z间期逐步减小；回合间指标存在差异，P<0.05；(3)心脏做功：CWI呈逐步上升趋势，回合间呈显著差异，P<0.05；(4)心血管机能：SP 、MAP逐步上升；DP、TPR前两回合逐步下降，第三回合上升；C逐步下降。第一、二回合比，SP、DP、TPR存在差异，P<0.05；二、三回合比，MAP、C存在差异，P<0.05。结论：部分心脏泵血功能指标对模拟比赛具有较高的应答性，且呈现特定的规律，这对选拔散打人才，评估散打运动员心脏功能，科学指导散打训练提供了参考。

关键词：散打运动员；情景训练；心脏；泵血功能

心脏是泵血的动力装置，其泵血功能可以评价个体的心脏功能的优劣，反映个体的身体健康水平[1]。心脏泵血功能受影响的因素较多，其中运动因素对心脏泵血影响尤为显著[2]。在运动中，运动的时间长短、强度大小、项目差异、动静方式等等都对心脏的泵血产生了不同的影响[2,3,4,5]。因此，运动状态下运动员的心泵功能的应答能力常被用来评估其心脏功能。由于静息状态下运动员的心泵功能并不能反映项目特征，因此，本研究拟人为设置模拟比赛情景的方式，对高水平男子散打运动员心泵功能的运动应答进行测量，并探究其变化特征，为科学指导散打训练及训练效果评价提供实践参考。

1研究对象与方法

1.1研究对象

选取广东省省队散打运动员16名，其中国家健将级运动员7名，一级运动员9名。运动员平均年龄为24.45±2.11岁，身高171.55±4.74cm，体重66.34±6.52kg，训练年限7.46±2.13。所有运动员身体健康，均无心血管系统相关疾病。

表1　本研究受试者基本情况一览　(n=16)

1.2实验方法

1.2.1实验仪器

采用MCA系列(国产MCA-3C多域多维心功能检测仪)心脏功能信息综合检测仪(Synthetic Tester of Cardiac Information)，通过时域检测分析(阻抗>5MΩ，共模抑制比≥70dB，频响：0.5～250Hz，干扰滤波：50±1Hz，AD变换精度：12位)，同步记录心电(ECG)、阻抗微分图(ICG)和颈动脉图(CPT)，识别各图中出现的生理标志R、Q、Zm、U、IN，综合分析得到15项指标。

图1　ECG、dz/dz、CPT示意

1.2.2测试指标

本试验采集指标包括四个方面，共15项。心泵指标HR(b/min)、SV(ml/b)、SI(ml/b/m2)、CI(l/min/m2)、CO(L/min)、LVET(ms)，心收力指标Q-Z(ms)、dz/dtmax(O/s)、HI，心脏做功指标CWI(kg·m/min/m2)、SWI(kg·m/b/m2)，心血管机能指标DP(mmHg)、SP(mmHg)、MAP(mmHg)、TPR(D·sec/cm5)、C(ml/torr)。

1.2.3测试部位

测试部位严格按照说明要求进行，电极放置位置详见图2。

图2　测试电极位置示意

1.2.4实验步骤

1)模拟比赛情景前要求：所有参与测试的散打运动员在测试前均需进行相关问题的回答，同时对参与测试的运动员前期进行的体检报告进行评估，在确定每名受试者身体完全健康，无心血管疾病的情况下进行赛前测试准备。严格要求受试者两天禁烟、禁酒，禁服任何药物，保证充足睡眠。对每名受试者电极放置的位置进行精确定位，并提前24h做好标记。所有受试者按照正式测试的要求进行模拟测量一次，让受试者熟悉测量的每个环节。

2)比赛前测量：受试者皮肤进行酒精消毒，按照说明书要求正确连接心电(ECG)、阻抗微分图(ICG)和颈动脉图(CPT)各电极，同时绑好血压计的脉压带。休息10～15min后，开始测量各项指标。

3)第一、二、三回合结束时测量：模拟比赛情景训练共三个回合，每回合3min，回合间歇3～5min(由于每个回合结束后，需要做相应的准备，3min的间歇可能无法完成测量，故回合间隙时间设为3～5min)。每个回合结束后立即进行测量，共进行三次测量。模拟比赛情景训练：内容采用比赛标准，竞技水平比较接近者为一组进行比赛。

1.3数据处理

应用spss15.0软件对采集的原始数据进行统计分析，运用GraphPad Prism 5作图。对赛前、模拟情景训练第一回合、第二回合、第三回合进行对比分析，P<0.05时，统计具有显著性意义，P<0.01时，统计具有非常显著性意义。

2研究结果

2.1模拟比赛情景对优秀散打运动员心泵功能指标测试结果

表2　心泵功能指标测试结果一览

注1：HR(心率)、SV(每搏输出量)、CO(心输出量)、LVET(左心室射血时间)、SI(每搏指数)、CI(心指数)。注2：第二回合与第一回合比，▲P<0.05，▲▲P<0.01；第三回合与第二回合比，△P<0.05，△△P<0.01。

图3　心泵功能指标测试结果图，HR(b/min)、SV(ml/b)、CD(L/min)、LVET(ms)、SI(ml/bm2、CI(ml/b/m2)，第二回合与第一回合比，▲P<0.05,▲▲P<0.01，第三回合与第二回合比，△P<0.05,△△P<0.01

优秀散打运动员在模拟比赛情景下，HR在三个回合中呈递增规律，尤其是在第三回合，心率递增比较显著；LVET呈逐渐递减趋势，在第三回合递减显著；SV、CO、SI、CI四项指标在第二回合达最高，第三回合下降，呈峰形。一、二回合间比存在显著性差异，P<0.05，其中CO为P<0.01。第三回合与第二回合也存在显著性差异，P<0.05，其中HR、LVET为P<0.01。心泵功能指标测试结果见表2和图3。

2.2模拟比赛情景对优秀散打运动员心肌收缩力指标测试结果

表3　心肌收缩力指标测试结果一览

注1：dz/dtmax(阻抗微分最大值)、Q-Z(Q-Z间期)、HI(心脏指数)注2：第二回合与第一回合比，▲P<0.05；第三回合与第二回合比，△P<0.05。

图4　心肌收缩力指标测试结果dz/dtmax(0/s)、Q-Z(ms)、HI，第二回合与第一回合比，▲P<0.05,第三回合与第二回合比，△P<0.05

心肌收缩力指标dz/dtmax、HI变化趋势较为一致，快速升高，第二回合达最高，随后下降，Q-Z间期指标逐步下降。回合间各指标均存在显著性差异，P<0.05，见表3和图4。

2.3模拟比赛情景对优秀散打运动员心脏做功指标测试结果

表4　心脏做功指标测试结果一览

注1：SWI(每搏功指数)、CWI(每分功指数)。注2：第二回合与第一回合比，▲P<0.05；第三回合与第二回合比，△P<0.05。

图5　心脏做功指标测试结果图，SWI(kg·m/b/m2)、CWI(kg·m/min/m2)，第二回合与第一回合比，▲P<0.05,第三回合与第二回合比，△P<0.05

SWI和CWI反映了心脏作功的能力，在模拟比赛中，CWI指标呈现逐步上升趋势，在第三回合达到最大，见表4、图5。

2.4模拟比赛情景对优秀散打心血管机能指标测试结果

表5　心血管机能指标测试结果一览

注1：SP(收缩压)、DP(舒张压)、MAP(平均动脉压)、TPR(总外周阻力)、C(血管顺应性)。注2：第二回合与第一回合比，▲P<0.05；第三回合与第二回合比，△P<0.05。

图6　心血管机能指标测试结果图，SP(mmHg)、DP(mmHg)、MAP(mmHg)、TPR(D·sec/cm5)、C(ml/tprr)，第二回合与第一回合比，▲P<0.05,第三回合与第二回合比，△P<0.05

从表5、图6可见，心血管机能指标SP 、MAP逐步上升。C与SP 、MAP恰好相反，逐步下降。DP、TPR前两个回合逐渐下降，随后在第三回合又开始上升，但幅度较小。一、二回合比，SP、DP、TPR存在显著差异，P<0.05。二、三回合比，MAP、C存在显著性差异，P<0.05。

3分析与讨论

在评价人体心脏泵血功能的各项指标研究中，常采用四个方面指标，心泵功能指标(HR、SV、CO、LVET、SI、CI)、心收力指标(HI、Q-Z、dz/dtmax)、心脏做功指标(SWI、CWI)、心血管机能指标(SP、DP、MAP、TPR、C)[2,4,5]。通过这四个方面指标的评价可以对人体心脏泵血功能做较详尽的评估。在本研究中，采用了模拟比赛情景的方法，对优秀散打运动员散打比赛三个回合过程中心脏泵血功能的应答进行测量。散打比赛共三局，每局三分钟，间歇三分钟，因此，从能量代谢的角度分析，散打运动属于各代谢系统混合式的运动。在瞬间强力进攻时主要动用磷酸原系统供能，连续进攻时主要动用糖酵解系统供能，调整、试探以及回合间歇时主要依赖有氧系统进行恢复。能量代谢系统的动用需要心肺功能做强力的支撑，尤其是心血管的动用，因此，散打运动员的心脏泵血功能是否强大，直接关系到运动员在比赛中的血液运输能力。

反映心脏泵血功能的指标较多，在本实验中主要采用了HR、SV、CO、LVET、SI、CI六项指标。这些指标相互间存在一定的关联，有些指标相互制约，有些又相互促进，因此，研究模拟比赛情景下心泵功能指标的变化将有利于寻找应答敏感指标，并筛选规律指标。根据各项公式定理，CO=HR*SV，SV=0.169H3/(4×2×Z0)×LVET×dz/dtmax(H身高、Z0基础阻抗、dz/dtmax阻抗微分最大值)[3,5]，CO的变化取决于HR和SV的变化，HR影响LVET长短，LVET又影响到SV的大小。SI=SV/BSA(体表面积)，CI=CO/BAS。因此，这六项指标的任一变化都将影响到其它所有指标。模拟比赛情景，散打运动员接受了与真实比赛相近的负荷刺激，神经及体液调节共同刺激心脏[4]，促使HR迅速上升，HR的快速上升，直接影响到心动周期的缩短，心室收缩和舒张的时间缩短，引起LVET的缩短，心室射血时间减少，导致每搏量SV下降[6]。同时HR的上升和SV的下降，又直接影响到SI(每搏指数)和CI(心指数)的变化。在本研究中，心泵功能指标出现了非常有规律的变化。HR和LVET呈相反方向变化，HR上升，LVET下降，在第三回最显著。SV、CO、SI、CI变化一致，在第二回合达到最高，第三回合下降，呈峰形。结合散打项目特点分析，第一回合3min是运动员体能最好的时候，运动员往往在第一局会有尝试性或爆发性的进攻，HR在神经快速调节下迅速上升，直接影响到其它的心泵功能指标。在3min的间歇期，运动员需要依靠强有力的有氧代谢系统进行快速恢复，各项指标可能出现适当调整。在第二回合，运动员基本上对对手有所了解，调整好适合进攻的技战术。因此，运动员在第二回合会有更强的进攻，各指标再次上升，与第一回合相比，均存在显著差异。有关对散打比赛强度的研究[9]，发现第二回合血乳酸上升急速。可见，第二回合糖酵解系统供能起到了较大的作用，但在提供能量的同时，也为血乳酸对人体的影响带来了较大的副作用。因此，在第三回合，持续的进攻需要更多的能量供应，参与击打的肌肉需氧量进一步增多，导致神经活动再次加强，促使HR再升高，过高的HR，反而影响到LVET及SV，导致SV、CO、SI、CI四项指标均出现一致的下降。在模拟比赛情景下这些指标的应答具有极好的规律性，因此SV、CO、LVET、SI、CI可用于评价心脏泵血功能。相关研究认为[4]，SV和SI可作为评价心功能的敏感指标，LVET是评价运动过程中心泵功能的易感指标。考虑个体BAS差异的研究则认为，SI能更好地体现个体的SV，CI能更好地反映心泵功能的强弱[5,6]。

Kubicek等证实，左室射血时阻抗变化速率的最大C(dz/dt)max与主动脉血流量之间成反比。相关研究认为[3]，(dz/dt)max可反映最大射血速率。Q-Z间期是指心室兴奋开始去极化到流向主动脉的血流量达峰值时所需时间[5]，如短时间能使血流量达到最大速度，表明心脏收缩力强。HI=(dz/dt)max/Q-Z间期，(dz/dt)max和Q-Z间期受HR的影响。因此，HI、Q-Z、(dz/dt)max可用于评价心肌收缩力的指标。在本实验中，(dz/dt)max和HI在第二回合上升到最大，第三回合下降，呈峰形，Q-Z间期持续下降。心收缩力指标的变化与心泵血功能指标的变化存在相似规律。从心脏做功的角度选择做功指标来评价心脏泵血功能具有一定的意义。SWI和CWI两个指标常被用来评价心脏泵血功能。SWI在本研究中无显著性差异，CWI逐步升高，在第三回合达到最大，具有较高的应答敏感性。在散打比赛中，心血管机能指标也发生很大变化。已有研究认为[5,6]，动脉血压升高是心脏射血压力增强的良好表现，血压的变化可反映血管机能状态。在本实验中，收缩压SP逐步升高，第二回合显著高于第一回合，第三回合仍有一定的上升。平均动脉压MAP逐步升高，在第三回合具有显著性。舒张压DP在前两回合逐步下降，第三回有所上升，这与外周阻力TPR的变化保持了较高的一致性。外周阻力主要来自小动脉及其血液的粘滞性，当外周阻力下降，动脉血流加速，心舒张末期动脉血量减少，舒张压下降[7]。分析认为，散打运动员长期的训练可降低其血液粘滞性。其次，供应全身肌肉的血液成倍增加，运动员外周血管在神经及体液的调节下迅速扩张。综合效应为外周阻力下降，舒张压下降，这是心血管系统在运动中的良好表现。血管顺应性C反映了主动脉及大动脉的弹性功能，心肌收缩射血，产生动能和势能，其中势能需要以血管壁的弹性势能进行储存，在心舒张末期转化成动能继续推动血液不间断地向前流动[7,8]。此外，血管顺应性还能缓冲动脉血压的变化[5]。在本实验中，血管顺应性逐渐下降，前两回合比较稳定，在第三回合显著下降，结合第三回合的外周阻力和舒张压的变化综合分析，外周阻力第三回合开始上升，且舒张压也出现类似现象，表明散打第三回合强度过大，运动员前两回合已经接近人体的极限，这时潴留在动脉血管里的血液开始增多，导致血管顺应性迅速下降[3]。因此，DP、TPR、C较好地反映了模拟比赛情景下散打运动员心血管功能的变化规律。

4结论与建议

(1)高水平男子散打运动员心泵功能对模拟比赛情景应答的敏感指标有心泵指标SV、CO、LVET、SI、CI，心收力指标HI、Q-Z、dz/dtmax，心脏做功指标CWI，心血管机能指标DP、TPR、C。

(2)应答的敏感指标大致呈现两种变化特征：一，指标上升或下降，但在第二、三回合变化更加显著；二，指标变化呈峰形，峰顶出现在第二回合。这两个变化特征反映出散打运动员心脏承受了较高后负荷，长期类似刺激可能是无氧用力对心脏形态和功能长期适应性变化的机制，同时也提醒此类运动对普通人来讲存在一定的危险性。

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Characteristics of Change and Response to Simulated Competition Training of Elite Sanda Athletes` Cardiac Pump Function

WANG Ju-long

(Guangzhou Inst. Of P.E,Guangzhou 510500,China)

Abstract：In the process of the training of 16 high level Sanda athletes, the change of heart pump blood function is studied and the response and changing law of the heart pump is studied. The results show that (1)the pumping function of the heart: HR and LVET were changes in the opposite direction, SV, CO, SI, CI changes a peak, the second leg of highest, turn indicators there are differences, P<0.05.(2)myocardial contractility: dz/dtmax, HI, a peak, the second leg of highest; Q-Z gradually reduced; turn indicators are different (P<0.05).(3)cardiac work: CWI showed a gradual upward trend, showed significant differences between rounds, P<0.05.(4)cardiovascular function: SP,MAP gradually increased; DP,TPR before the two leg of the gradual decline, the rise of the third round, C gradually decreased. First, the two SP, DP, TPR, exist differences, P<0.05;two or three, MAP, C,P<0.05.Conclusion: the function of the heart pump blood has a higher response to the simulation, and presents a specific rule, which is a reference for the selection of Sanda personnel, evaluation of the heart function and scientific guidance for the training of Sanda.

Key words：Sanda athletes；scenarios training；Cardiac; pump function

中图分类号：G804.2

文献标识码：A

文章编号：1007-323X(2016)02-0100-04

作者简介：王聚龙(1974-),男，讲师，山东人

收稿日期：2015-12-28

研究方向：武术教学与训练