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1、运动员身体机能评定运动员身体机能评定山东中医药大学山东中医药大学体育艺术学院运动人体科学教研室体育艺术学院运动人体科学教研室第八章第八章 有氧代谢能力与无氧代谢能力测试指标有氧代谢能力与无氧代谢能力测试指标ATP是肌肉工作时的唯一直接能源物质，肌肉工作时ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供应，必须通过其它能源物质分解代谢产生能量再合成ATP 。ATP的再合成包括磷酸肌酸分解、糖酵解及有氧氧化三条途径，构成运动时骨骼肌内的三个能量供应系统。 （一）磷酸原（ATP-CP）供能系统（二）糖酵解（乳酸能）供能系统（三）有氧代谢供能系统实践意义：实践意义：（1）磷酸原供能能力在短时间最大强度运动
2、或最大用力的运动中起主要供能作用，与速度、爆发力关系密切。（2）糖酵解供能系统是速度、速度耐力项目中的主要供能系统，也是一些非周期性、体能要求高的项目中，如摔跤、柔道、拳击、武术等，发挥良好竞技能力的体能保障。（3）有氧代谢供能是数分钟以上耐力性运动项目的基本供能系统，对速度和力量运动而言，提高有氧代谢能力，起着改善运动肌代谢环境和加速疲劳消除的作用。4分分钟 2 28 701分分钟 8 62 30 最大用力最大用力时间 ATP-CP系系统 糖酵解系糖酵解系统 有氧代有氧代谢5秒秒钟 85 10 510秒秒钟 50 35 1530秒秒 15 65 202分分钟 4 46 5010分分钟 1 9
3、 9030分分钟 1 4 9560分分钟 0 2 98120分分钟 0 1 99不同时间全力运动时无氧代谢和有氧代谢的供能比例（%）一、有氧代谢能力的评定一、有氧代谢能力的评定（一）最大摄氧量的测定最大摄氧量是在心肺 功能和全身各器官，系统充分动员的条件下，在单位时间内机体吸收和利用的氧容量。它的意义在于：反映人体最大有氧代谢能力，反映心肺功能氧的转运能力（心排量、血红蛋白、毛细血管密度）和肌肉对氧的吸收、利用能力。最大摄氧量的表示有绝对值和相对值两种最大摄氧量的表示有绝对值和相对值两种绝对值是指机体在单位时间内所能吸的最大氧气量。通常以升/分为单位。相对值则按每千克体重计算的最大摄氧量，以毫
4、升/千克体重/分为单位。我国成年男子最大摄氧量绝对值约为我国成年男子最大摄氧量绝对值约为男子绝对值：3.0-3.5L/min 相对值：50-55ml/kg/min女子绝对值：2.0-2.5L/min 相对值：40-45ml/kg/min普通人的最大摄氧量水平普通人的最大摄氧量水平 男性男性 (ml/kg/min)年龄很差差一般好优秀极优秀13-1955.920-2952.430-3949.440-4948.050-5945.360+44.2普通人的最大摄氧量水平普通人的最大摄氧量水平 女性女性 (ml/kg/min)(ml/kg/min)年龄很差差一般好优秀极优秀13-1941.920-294
5、1.030-3940.040-4936.950-5935.760+31.41.最大摄氧量直接测定法最大摄氧量直接测定法最大摄氧量测定的基本原则最大摄氧量测定的基本原则 在逐级递增运动负荷的过程中,不断测定氧耗量。当负荷继续增大时,摄氧量逐级增加并与心率呈线性并系，当强度达到一定以后，摄氧量不再随心率增加而出现平台，此时所获得的摄氧量数据就是受试者的最大摄氧量。最大摄氧量的判定标准最大摄氧量的判定标准 (1)继续运动后,摄氧量的差小于5%或多或150ml/min或2ml/kg.min。 (2)呼吸商成人大于1.10,少儿大于1.00,心率大于180次/min(马拉松运动员相对低一些),血乳酸大于
6、7-8mmol/ L。(3)体力达到力竭,受试者不能保持原有的运动强度。(4)继续运动时摄氧量出现下降 。常用的各类测功器：常用的各类测功器：有功率车、跑台（活动平板）、手摇功率计、攀登器、划船测功器、游泳则功器等专项测功器。 运动程序设置原则：运动程序设置原则： 根据专项运动方式选择测功器。测试时的超始负荷及递增时间与递增负荷要根据受试者的性别、年龄、运动项目和运动能力来确定。一般可做些预备试验。最大摄氧量测试时间为12min左右达到力竭，超始功率为最大功率的30%，每级递增1015%。 运动负荷设置方法：运动负荷设置方法：恒定负荷方法递增负荷方法（固定速度，递增坡度；固定坡度，递增速度；同
7、时递增速度和坡度）。 部分受试者最大摄氧量及相关气体代谢指标值部分受试者最大摄氧量及相关气体代谢指标值 组别组别 人数人数 年龄（年龄（y） 最大呼吸最大呼吸商商 VO2max（L/min） VO2max(ml/Kg.min)最大心率最大心率 （b/min） 男男 子子 组组 成人运动成人运动员员 2122.22.71.240.1 3.330.4 49.26.8 175.610.2 成人中长成人中长跑运动员跑运动员 823.42.2 1.230.1 3.470.49 52.18.4 175.654 普通人普通人 821.63.1 1.070.1 2.970.48 50.38.39 174.06
8、.93 少年中长少年中长跑运动员跑运动员 1814.41.9 1.070.1 2.950.73 58.910.1 183.816.4 女女 子子 组组 成人运动成人运动员员 1020.32.1 1.080.03 2.510.99 42.63.2 187.310.6 少年中长少年中长跑运动员跑运动员 1813.91.3 1.010.1 2.010.49 48.58.7 177.019.73 2.最大摄氧量的间接测定法最大摄氧量的间接测定法受试者进行亚极量运动时，根据其心率、摄氧量等数值推算的方法。间接测定法设备简单，方法简便，适用于不能（如老幼、体弱等）或不愿意接受最大摄氧量直接测试的人群。但准
9、确性低，误差较大。（一）（一）Astrand-Ryhnuiy最大摄氧量的测定最大摄氧量的测定测试步骤测试步骤1.受试者穿运动服，实验前1h不得吃东西和吸烟。2.记录受试者体重（穿运动服、脱鞋）、年龄。3.调整功率自行车座的高度，使受试者踏到最底点时腿略有弯曲为止，将功率自行车的阻力指示器调整到零。4.令受试者以60周/分的速度蹬踏功率自行车，调整负荷，女子开始负荷为300千克米/分，男子为600千克米/分。持续运动6分钟。5.受试者坐于功率自行车上休息 5 分钟，然后再重复上述步骤，但是负荷应适当加大（女子可选择 450、600、750、900千克米/分中的任一负荷，男子可选择 600、900
10、、1200、1500 千克米/分中的任一负荷）。前后两次负荷运动时的心率都要在 120-170次/分之间。 6.记录前后两钟负荷情况下，每分钟后30秒的心率。用运动中第五和第六分钟所记录下的心率平均值来推测最大的吸氧量。前后两分钟所测心率不得相差 5 次/分以上。否则，继续运动一分钟，使用第六和第七分钟心率来推算最大吸氧量。具体计算顺序如下具体计算顺序如下（1 1）记录功率：）记录功率：千克米千克米/ /分；分； 千克米千克米/ /分。分。 （2 2）记录负荷最后两分钟的平均心率：）记录负荷最后两分钟的平均心率： 次次/ /分；分； 次分次分 （3 3）推测最大摄氧量平均值：）推测最大摄氧量平
11、均值： 升升/ /分。分。 （4 4）根据年龄进行修正的最大摄氧量（最大摄氧量）根据年龄进行修正的最大摄氧量（最大摄氧量值乘以年龄修正系数）。值乘以年龄修正系数）。（5 5）求出相对最大摄氧量（上述数值除以体重（公）求出相对最大摄氧量（上述数值除以体重（公斤）斤） 毫升毫升/ /公斤公斤/ /分。分。 （6 6）查出受试者最大有氧工作能力类别。）查出受试者最大有氧工作能力类别。(2)(2)台阶负荷时心率和体重推测最大摄氧量台阶负荷时心率和体重推测最大摄氧量Y=1.488+0.038X1-0.0049X2适用于男青年体育爱好者Y=3.769+0.0388X1-0.0192X2使用于周期性项目二级
12、以上水平的男青年运动员X1：代表受试者的体重（kg）X2：代表台阶负荷时第5分钟心率（b/min）Y:代表推测的最大摄氧量（L/min）（3）用极限下强度（）用极限下强度（150W功率车自行车功率车自行车运动）负荷时的心率估测最大摄氧量运动）负荷时的心率估测最大摄氧量测试方法与步骤：测试方法与步骤：佩戴心率遥测装置。令受试者在功率车上静息片刻，自行车功率定在50W。受试者以50W负荷功率蹬踏3min，然后以100W和150W递增各等3min，同时测150W 第三分钟心率。最大摄氧量=7.9297-0.0304HR150W（4）FOX法法 1973年FOX提出在自行车测功仪上以150W（900公
13、斤米分）功率骑5分钟获得亚极量心率来推算VO2max，其回归方程为： VO2max（升分）630019.26亚极量心率（次分）。 （5）12分钟跑推算最大摄氧量分钟跑推算最大摄氧量最大吸氧量的意义最大吸氧量的意义1作为评定运动能力变化的指标 2作为选材的生理指标 3可以反映运动在不同训练状态时心肺功能的变化 4最大摄氧量大小与训练的运动项目有关 5.作为评定运动员训练状态好坏的指标最大摄氧量测定的局限性及注意事项最大摄氧量测定的局限性及注意事项1最大摄氧量测定要求有一定的条件。2最大摄氧量测定对受试者是一种劳累的运动试验方法，要求受试者的充分协作和配合。3在功率自行车或台阶上测定最大摄氧量时，
14、有时易引起下肢肌肉的明显酸痛，从而妨碍受试者心肺功能水平的发挥。4对年龄过小或较大的受试者要避免发生意外。3.最大摄氧量平台最大摄氧量平台随着运动强度的递增，最大摄氧量不再增加，把低于最大摄氧量值5%以内的值视为最大摄氧量平台范围内值，其持续时间称为最大摄氧量平台。最大摄氧量平台实践应用最大摄氧量平台实践应用最大摄氧量平台与耐力项目的运动能力密切相关，耐力跑的成绩与最大摄氧量平台之间相关系数为0.7，而最大摄氧量平台与最大摄氧量相关系数为0.3。（二）（二）PWC170实验实验测定机体在定量负荷运动时，当身体机能动员起来并处于相对稳定状态、心率为170b/min时，单位时间内所做功的数量。PW
15、C170测试进行负荷运动，从运动中的心率和运动强度之间的关系，求出心率在每分钟170次时的运动负荷强度，反应有氧耐力水平。PWC170实验实验测试方法测试方法-功率车法功率车法令受试者完成两次不同负荷的定量运动试验，每次负荷持续35min（以负荷时心率相对稳定为度，一般3min即可），两次负荷之间休息5min，并于每次负荷后即刻测定心率。第一次负荷的功率在心率达到120次/min 左右为宜，第二次负荷的功率可根据第一次负荷后的心率来确定，以达到170次/min心率的负荷为宜。负荷功率选择参考值负荷功率选择参考值受试者受试者PWC170的的估计值估计值（kg.mmin-1） 第一次负第一次负荷的
16、功率荷的功率（kg.mmin-1）第一次负荷后即刻心率第一次负荷后即刻心率（次（次/min ）100120120130 130140第二次负荷功率参考值第二次负荷功率参考值（kg.mmin-1）8003004501080900 750 800100045072012601080 900 1000150072090014401260 10801500以上以上9001080180014401260PWC170170 结果计算结果计算（1 1）让受试者完成两个或两个以上不同功率的运让受试者完成两个或两个以上不同功率的运动负荷，（每次动负荷，（每次6min6min），在负荷末期的最后），在负荷末期的最
17、后30s30s时时测量心率。先在坐标纸上分别标出第一次和第二测量心率。先在坐标纸上分别标出第一次和第二次负荷的心率次负荷的心率- -功率坐标点功率坐标点A A和和B B，连接，连接A A 、B B两点两点成一直线并延长之，然后在心率为成一直线并延长之，然后在心率为170170次次/min/min处划处划一条与一条与X X轴相平行的水平线，使之与轴相平行的水平线，使之与A A、B B延长线延长线相交于相交于C C点，继而从点，继而从C C 点划一条与点划一条与Y Y轴相平行的水轴相平行的水平线，使之垂直相交于平线，使之垂直相交于X X轴的轴的 D D点，该点所表示的点，该点所表示的功率即为功率即
18、为PWCPWC170170。（2 2）根据弗勒）根据弗勒 卡尔普曼提出的公式计算而获得。卡尔普曼提出的公式计算而获得。PWC170 = W1+PWC170 = W1+（W2 - W1W2 - W1） 170 - P1/ P2 - 170 - P1/ P2 - P1P1其中：其中：W1W1为第一次负荷的功率（为第一次负荷的功率（kg.mkg.mminmin）W2W2为第二次负荷的功率（为第二次负荷的功率（kg.mkg.mminmin）P1P1为第一次负荷的心率（次为第一次负荷的心率（次min min ）P2P2为第二次负荷的心率（次为第二次负荷的心率（次min min ）在进行在进行PWC170
19、PWC170的机能试验后，将所测得的的机能试验后，将所测得的W1 W1 、W2W2、 P1P1、 P2P2的数据代入公式，便能精确地计算出的数据代入公式，便能精确地计算出受试者的受试者的PWC170 PWC170 值。值。 PWCPWC170170与最大摄氧量换算与最大摄氧量换算与最大摄氧量换算与最大摄氧量换算最大摄氧量最大摄氧量=2.2 PWC=2.2 PWC170170+1070+1070（用于运动员）（用于运动员）最大摄氧量最大摄氧量=1.7 PWC=1.7 PWC170170+1240+1240（用于一般人）（用于一般人）PWC170实验实验测试方法测试方法-台阶实验法台阶实验法 公式
20、：公式：W=phn/t(1+1/3)W-W-功率（功率（kgm/minkgm/min）P-P-体重（体重（kgkg）h-h-台阶高度（台阶高度（mm）n-n-上下台阶次数上下台阶次数t- t-上下台阶总时间上下台阶总时间根据第一次负荷后心率，调整上下台阶的次数，进行第二次台阶实验，记录下两次的功率和心率。PWC170实验实验测试方法测试方法-一次负荷简易测试一次负荷简易测试蹬车运动中，心率已相对稳定时，负荷功能与心率之比值称为每博功每博功。用每博功除以受试者体重称为千克体重每博千克体重每博功。功。男性=271千克体重每博功-10.7女性=267 千克体重每博功-8.7（三）无氧阈（三）无氧阈无
21、氧阈（）是指人体在递增工作负荷时，由主要以有氧代谢供能向主要以无氧代谢供能过渡的临界点（转折点）。 分类：乳酸无氧阈（LAT）、通气无氧阈（VAT）、心里拐点、肌肉无氧阈。无氧阈比最大吸氧量更能反映人体的有氧无氧阈比最大吸氧量更能反映人体的有氧工作能力：工作能力： 1.最大吸氧量是在极量运动时测定的，而有氧运动都属于亚极量运动； 2.无氧阈主要与外周的代谢因素的关系更密切； 3.耐力训练对最大吸氧量影响不大，AT明显推迟，并与运动成绩提高相关。 4.无氧阈表明人体最大吸氧量实际上可能利用的百分比，最大吸氧量仅表明其最大吸氧能力的可能性。1.乳酸无氧阈乳酸无氧阈乳酸阈：人体在渐增负荷运动中，血乳
22、酸浓度随运动负荷的渐增而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸浓度急剧上升的开始起点，称为乳酸阈。（浓度为4 mM/L 、最大吸氧量的60-80%） 个体乳酸阈：在渐增负荷运动中，血乳酸浓度激剧上升的开始起点并不都是4 mM/L，其变化范围大约在1.47.5 mM/L之间。因此，此时的拐点也称为个体乳酸阈。乳酸无氧阈测试方法乳酸无氧阈测试方法（1）乳酸阈实验室模拟训练测定法）乳酸阈实验室模拟训练测定法运动员在功率车上做逐级增加功率的定量负荷运动。分5级，每级负荷3min，男子开始负荷100W,女子开始负荷50W，每级增加50W，蹬车中连续记录实际完成的功率、肺通气量、摄氧量、心率指标，在2、3
23、、4、5级末取耳血。递增负荷实验程序（2）个体乳酸阈实验室测定法）个体乳酸阈实验室测定法采用蹬功率自行车逐级递增负荷的形式，起始负荷为50W，每3min递增50W，一般递增不超过6级。分别采取安静时、各级负荷后即刻及恢复期第2、5、8、10、15min的血样测定血乳酸。在坐标纸上画出乳酸动力学变化曲线，最后一级负荷后即刻的血乳酸值定为A点，由A点做水平线与恢复期曲线相交于B点，再由B点向负荷曲线做一条切线，切于C点。C点所对应的纵坐标为个体乳酸阈乳酸浓度，对应的横坐标为个体乳酸阈强度 。乳酸阈运动场测量方法乳酸阈运动场测量方法在运动场上测定时，可采用35级强度跑。性别性别段落组段落组（m）起始
24、速度起始速度（m/s）递增速度递增速度（m/s）末级速度末级速度（m/s）间歇间歇（min）取血取血男男524003.00.55.02组后第组后第二分钟二分钟末末女女524002.50.54.52乳酸阈=V1（V2-V1）（4-LA1）/(LA2-LA1)V1、V2为血乳酸接近4mmol/L前后的两级功率或跑速，LA1、LA2为相应的血乳酸浓度。田径场测定乳酸阈试验程序田径场测定乳酸阈试验程序最大乳酸稳态测定最大乳酸稳态测定最大乳酸稳态代表在固定负荷做功中，血乳酸浓度达到平稳状态，即达到稳定乳酸浓度的上限。稳态测定用于评定氧转运系统的适应性和专项耐力运动的能力。2.通气无氧阈的测定通气无氧阈的
25、测定通气无氧阈:通气量与吸氧量的增加失去线性相关的拐点来确定的无氧阈。通气阈判断标准通气阈判断标准：肺通气量和二氧化碳排出量出现非线性增加的拐点；肺通气量/摄氧量突然增大，并且肺通气量/二氧化碳排出量不下降；呼吸商突然增高的拐点。3.心率无氧阈心率无氧阈心率无氧阈：在递增负荷实验中，心率与负荷呈现非线性关系的拐点为心率无氧阈。在中等以强度时，心率随速度的增加而呈直线上升，当达到一定强度时，速度比心率增加的更快，心率-速度曲线出现转折。乳酸阈在运动实践中的应用乳酸阈在运动实践中的应用评定运动员运动能力和评价训练效果，当无氧阈负荷增大时运动员运动能力强，反之则差。预测运动成绩，目前在此方面的研究较
26、多。安排有氧训练和无氧训练的强度。二、磷酸原代谢能力的测定二、磷酸原代谢能力的测定 （一）磷酸原能商法（一）磷酸原能商法试验方法：试验方法：测试安静时血乳酸，然后让受试者在功率车上做23min准备活动，在以100（rpm）、600W最大用力运动15s，记录在15s期间完成的总功，在运动后6min取血测定血乳酸。磷酸原能商=TWP(15S)/血乳酸增值(15S）（二）（二）Margeria台阶实验台阶实验测试方法：测试方法：将传感器放在第8阶和第12阶上；受试者做好准备活动从台阶前2m处，以最快的速度，跑向台阶，每步两个台阶。记录两个传感器之间的高度和踏过两个传感器之间的时间。连续测3次，去时间短的一次。P=9.8WD/TP=非乳酸性无氧功率（W）W=受试者体重（千克）D=两个传感器垂直高度（m）T=踏过两个传感器之间的时间（s）（三）（三）Quebec10秒无氧功实验秒无氧功实验测试步骤：测试步骤：受试者在功率车上骑行510分钟，做好准备活动；阻力负荷设置为每千克体重0.09kg；先让受试者以80rpm的速度蹬踏，加上阻力后让受试者尽力骑行10s。休息10min进行第二次10s测试。
