循环力量训练对肌力\最大摄氧量和HRV的影响

摘　要：目的：观察该循环力量训练对受试者的肌肉力量、最大摄氧量和心率变异性(HRV)的影响。研究方法：对象：来自UTSA的24名年龄在18～30岁健康在校大学生，随机分为训练组(EG，n＝13)和对照组(cG，n=11)；对照组进行为期12周的循环力量训练，在训练前，训练4周后，训练8周后和训练12周后分别测试两组的HRV，并对训练前后两组的最大肌力和最大摄氧量进行测试。研究结果：12周训练后，训练组的最大肌力和最大摄氧量与训练前相比和与对照组相比均有显著性增加(最大摄氧量P

关键词：循环力量训练；HRV；自主神经系统；最大摄氧量

中图分类号：G804.2　文献标识码：A　文章编号：1007-3612(2010)04-0052-04

研究认为长期有氧锻炼带来的心脏保护性适应与心血管自主神经系统的适应性增加有关；有报道传统阻力训练可以降低血压但是其内在机制尚不明确，而有报道说8周高强度的全身力量训练对血压正常的受试者的副交感神经优势和心迷走神经压力反射敏感性没有明显的影响。

循环力量训练是一种结合了高强度抗阻练习和心血管训练的训练方法，由一系列一个接一个的举重练习组成。每个练习动作重复10～15次，短时间休息后立即开始下一个练习动作，一般7～10个动作为一组，进行重复循环的练习，每组训练之间有限的休息(15～30s)。与传统的抗阻训练相比，其特点是负重较轻，重复次数较多，训练间歇时间短。在本研究中，我们为受试者制订了12周的循环力量训练计划，观察该训练方法对受试者的肌肉力量、最大摄氧量和心率变异性(HRV)的影响。

1　研究对象与方法

1.1　研究对象　24名健康青年男性和女性，均为美国UT-SA在校大学生，年龄在18～30岁之间，随机分为训练组(EG，n=13)和对照组(CG，n=11)，所有受试者收到来自研究负责人有关实验的整个过程及可能存在风险的口头简报及书面说明，并签署自愿参加实验的书面同意书。受试者经标准的体格检查，并提供详细的疾病史。抽烟、急慢性疾病患者、有过敏史者均被剔除。

1.2　运动方案　对照组的受试者被要求保持12周的照常生活，不能增加任何运动训练或体力活动。

训练组的受试者在一对一的指导监督下进行12周的全身循环力量训练，训练周期为每周一、三、五训练3次，每次包括三个循环；训练前，在跑步机上热身10min，热身运动时心率控制在120～140次/min。训练时受试者佩带Polar心率表。训练量为每循环依次完成7组全身不同肌群的抗阻力量练习――包括：动作与肌肉：1)Smith机械深蹲(股四头肌、掴绳肌、臀大肌)；2)坐位前推(胸大肌、胸小肌、三角肌、肱三头肌)；3)坐拉(背阔肌、斜方肌、三角肌后部)；4)坐位上举(三角肌、肱三头肌)；5)二头肌弯曲(二头肌)；6)三头肌伸展(三头肌)。每组动作重复15次；训练强度：阻力设定为最大肌力的55％～60％，训练中受试者的心率控制在最大心率60％-75％之间；每组之间以及每个循环之间的间歇为15～30s。所设定阻力的方法是：先在器械上测出每个动作6RM(肌肉在疲劳前最多能够重复6次的最大阻力)，然后按照下面的公式算出练习时所需要的阻力：

6RM×(55％ or 60％)÷0.85=阻力

最大心率的计算方法是：最大心率=220一年龄

1.3　测试方法　训练开始前和结束后分别做两次有氧能力及全身肌肉力量指标的测试。

HRV测试共做4次，分别在训练开始前、训练4周后、训练8周后和12周训练结束后。

每名受试者的每轮测试分2d进行：

第1d：HRV测试。测试前，要求受试者在接受测试前24h内无运动，无咖啡因，无非处方药物，禁食12h。测试在早上8:00开始。

第2d：全身肌肉力量及有氧能力测试。测试前，要求受试者在接受测试前的14h内无运动，无咖啡因，无非处方药物，禁食8h。测试在清晨7:00开始进行。

1.3.1　最大摄氧　量采用亚极量strand自行车测试法(The submaximal strand Cycle Test)结合直接氧耗评定法(directassessment of oxwen consumpsion)来测定最大摄氧量。

1.3.2　肌肉力量测试　在Cybex力量练习器械上进行力量测试。要求受试者进行测试和训练的动作标准化、规范化。采用亚极量重复法间接测量最大力量。根据1RM＝6RM÷0.85的公式推算出最大肌力

1.3.3　HRV测试　受试者在早上8点来到实验室，在清醒状态下静卧10min后，保持仰卧位，安置四导联ECG，记录5minECG信号，信号以500Hz的频率输入生理信号采集软件(WINDAQ，INDAQ，Dataq Instruments，Akron，OH)。导人计算机储存。受试者戴呼吸面罩，面罩有气管连接红外线CO2分析仪(Gambro，Enstrom，Sweden)，用以搜集和分析呼出气体中的CO2浓度，以便监测受试者呼吸情况。在这5min里，受试者按照节拍器控制自己的呼吸频率，以避免深呼吸和呼吸停顿。为了达到这一目的，在正式测试之前，受试者均接受过呼吸节律指导和练习。每个受试者的呼吸节奏均控制在15次/min。但是由于有些受试者有可能在控制呼吸节奏时加深呼吸深度，所以，我们将潮气末CO2(end-tidalCO2)的监测模式设置为单个呼吸模式(breath-bv-breath basis)，如果CO2浓度下降超过4％，受试者就需要调整呼吸深度。我们认为：一般中度的深度呼吸不会对我们的结果造成干扰。资料显示end-tidal CO2浓度的变化如果在4％～5％之间，R－R间期的振荡(R-Rinterval os-cillations)无明显变化。

1.4　数据分析　采集的信号输入商业分析软件(WinCPRS，Absolute Ahens.Turku，Finland)进行分析，人工对每一个心动周期的R波进行手动检测，并纠正错误。R-R间期数据经傅立叶快速转换和汉宁窗(Hanning window)转换，得到频域功率谱。整个功率谱分为极低频带VLF(

确地进行个体之间的比较，数据分别在低频和高频范围内进行了标准化。进行标准化的公式是：LFnu=[LF/(totalpower-VLF)]×100；HFnu=[HF/(total power-VLF)]×100。

1.5　统计　应用SPSS 13.0软件进行统计学分析，所得结果以(x±S)表示。训练组与对照组的HRV各项指标分别在训练前、训练4周后、8周后和12周后进行测试，对结果采用2×4的重复测量ANOVA进行分析；最大摄氧量和肌肉力量分别在训练前和训练12周后进行测试，2×2的重复测量ANOVA进行分析，p

2　结果

从图1-图5我们可以清楚地看到HR和RRI随呼吸呈波浪式的变化，这也正是我们要求受试者进行呼吸控制的原因，即将受试者的个体差异减至最小。在不控制呼吸节奏的完全自发式呼吸情况下，潮气量和呼吸频率的变异性很高[0’；如果呼吸不均匀，通过心率变异性观察心脏自主神经调控就非常困难。Brown等指出，潮气量和呼吸频率对RRI频域指标有深刻的影响，并得出结论：要正确地评价HRV就必须考虑呼吸产生的影响作用。Cooke 等人经过阶梯式的大量研究认为，在短程HRV测试中，将呼吸频率控制在0.25Hz，即每分钟15次是比较合理的。

2.1　循环力量训练前后训练组与对照组的最大摄氧量和各部位肌力的变化　表l中数据显示，12周训练后，训练组最大摄氧量与和训练前相比，及与对照组相比均有显著性差异(p

2.2　训练组与对照组在12周训练中HRV的变化表2中数据显示，在整个12周循环力量训练过程中，训练组与对照组在训练前、训练4周后、训练8周后和12周训练结束末所测得的心率变异各项指标，无论是两组之间还是训练组各阶段测试之间，均无明显差异。

3　讨论

3.1　对肌肉力量和最大摄氧量的影响从结果中我们可以看到，12周循环力量训练有效增加了受试者的最大摄氧量，这与Gettman、Harris等人的报道一致。在本研究当中，循环力量训练的每堂训练课时间在30～40min左右(不包括热身时间)，在训练过程中，心率始终保持在最大心率的75％以下水平，这与有氧训练的特点相似。我们推测12周循环力量训练后，最大摄氧量增加的机制可能是由于训练增加了心脏工作能力有关。另外，12周的循环力量训练还可能使慢肌纤维得到了有效锻炼，从而提高了肌肉利用氧的能力。

在本研究当中我们还观察到全身各大肌群的肌力均得到大幅度提高。循环力量训练对肌肉力量的积极影响在前人的研究中已经得到证实，我们的研究结果与报道相一致。无论是低强度的有氧训练还是传统的高强度抗阻力量训练，都会引起肌肉形态和功能的改变，然而这种改变不尽相同。我们的实验结果证实了循环力量训练可以提高肌肉力量，但是这种负重较轻，重复次数较多，间歇时间较短的训练方法对肌纤维产生的影响尚需进一步的研究。

3.2　对心率变异的影响　心率变异性(HRV)是对连续的心动周期之间间期(RRI，R-R wave interval)波动的普遍称谓，是传统的用于分析和评价自主神经功能的无创性指标。在本研究中所采用的是短时程分析，因为长时程的记录过程中有昼夜节律的存在，且受试者的活动不能很好地控制，而短时程的记录过程中，实验条件可以得到更好的控制而更加稳定。时域方法计算简单，但是这种方法丢掉了信号的时序信息，提取信号的特征太少，敏感性和特异性低，不能定量检测交感一迷走神经的张力及其均衡性的变化，我们在应用时仅将其作为评价其他分析方法的参考指标之一。HF(0.15～0.4Hz)成分被认为是反映迷走神经紧张程度的指标，而LF(0.04～0.15z)主要反映的是交感神经的活动情况，LF/HF比值则代表交感一迷走的平衡状态。

从本研究的结果中我们看到，在12周循环力量训练各阶段，训练组的HR、HF、LF、LF/HF等心率变异性指标与对照组相比，均无显著性差异，提示12周循环力量训练可能对迷走交感神经张力未产生显著影响。而有许多报道指出长期系统的有氧训练能够增加副交感神经对心脏的调控作用。Harris and Hoiley对PHI(prehvvertensive individ-uals)人群的研究显示，9周的循环力量训练没有明显改变安静时的心率，提示该训练可能对副交感神经优势没有影响。Miyachi等人证实传统阻力训练会加重动脉硬化，而动脉硬化的增加与心迷走神经压力反射敏感性有关。这些反应与有氧运动相反。Lellamo等人通过对赛艇运动员9个月渐进式训练的观察发现：训练强度与自主神经功能有密切关系。在Lellamo的实验中，将运动员不进行任何训练的一个半月后所测得的数据作为基础水平，之后六个月进行75％最大强度的训练作为第二阶段，第三阶段是三个月的100％最大强度的训练。在第二和第三阶段，每三个月测一次HRV和自发性压力反射敏感性等指标。在Lel-lamo得到的结果中可以发现，以75％强度训练三个月后RRI、HF、LF、LF/HF等指标与基础值均无明显改变，75％强度训练六个月后才观察到RRI、HF、HFnu等指标相对与基础值的显著增加。这些指标的增加，说明75％强度训练6个月后迷走神经张力增强。而在三个月100％强度的训练结束后，赛艇运动员RRI减小、LF升高、HF降低，LF/HF比增高，说明100％强度的训练导致自主神经的平衡由迷走神经优势转向交感神经占优势。我们认为：1)相对与心血管疾病患者，对于健康青年人群，可能需要较长的时间才能够观察到运动干预对自主神经功能的影响；2)运动强度和方法对自主神经功能的改变密切相关。

运动对心血管自主神经系统功能的影响可能与运动中血压的适应性变化有关。动脉压力感受器感受到动脉血压的变化，通过交感神经和副交感神经调节心率从而使血压达到动态稳定。不同的运动应激对动脉压产生不同的影响，进行有氧运动时，动脉压功能性地适度增加，而在进行传统阻力训练时，动脉压急剧增加，甚至可能达到320/250mmHgL。不同的是，当在以最大力量的40％或60％的强度进行循环力量训练时，血压明显低于长时间跑台跑步时的血压。因此我们还推测，对于健康青年人群，可能60％～75％最大心率强度的循环力量训练对动脉压力感受器的刺激不足以引起自主神经功能的改变。

4　结论

1)12周循环力量训练能够增加训练者的肌肉力量。

2)通过12周的循环力量训练，受试者的最大摄氧量增加，提高了有氧能力。

3)12周的循环力量训练对健康青年受试者的HRV各指标没有明显影响，提示对心脏自主神经功能无显著影响。