潜艇艇员用耐力体操功能评价研究
作者：胡家庆 郭丰涛 汪家春 柯文棋
单位：海军医学研究所，上海市 200433
关键词：耐力体操；体能；肺功能
海军医学杂志990204 摘要 目的：研究潜艇艇员耐力体操的训练强度和对受训人员体能与肺功能的作用。方法：9名24～36岁健康男性海军军人进行1套/次(约6～8min)，2次/d，连续14d的体操锻炼，采用负荷心率、恢复心率图及血乳酸(BLA)评价体操的强度，用肺功能、哈佛台阶试验、背肌力、安静心率等指标评价其锻炼效果。结果：做操过程中平均心率最高达148次/min，操后3min血BLA平均增高2.6mmol/L，说明能达到中等强度训练效果。与锻炼前基础对照值比较，受试人员背肌力在有氧耐力操锻炼14d后无显著变化，安静心率显著降低，哈佛台阶试验踏阶功率有上升趋势，用力肺活量(FVC)、最大通气量(MVV)均显著增加(P<0.01)。结论：此套潜艇艇员用耐力操属中等强度训练体操，能有效提高受训人员体能和肺功能。
, 百拇医药
Evaluation of the Effects of Submariner Endurance Exercise
Hu Jiaqing, Guo Fengtao, Wang Jiachun, et al
Naval Medical Research Institute, Shanghai 200433
Abstract Objective: To study the training intensity of Submariner Endurance Exercise(SEE) and the effects of SEE on the subjects' physical capacity and pulmonary function. Methods: Nine healthy Navy enlisted men participated in this study which lasted 14 days. Each of them did SEE twice daily and one set each time. The exercise intensity was evaluated with load and recovery heart rate graphy and blood lactic acid(BLA), and the training effect was estimated with pulmonary function, Harvard step test (HST), back muscle strength (BMS) and quiet heart rate (QHR). Results: The mean peak value of the heart rate was 148 beats/min during the exercise. The BLA was increased by 2.6mmol/L at the third minute after the exercise. It suggested an effect of medium training intensity was achieved. Compared with the basic value prior to exercise, BMS had no significant changes. QHR was reduced remarkably. HST power tended to rise. Both FVC and MVV were increased significantly. Conclusion: The SEE is an exercise of medium intensity. It can improve the subjects' physical capacity and pulmonary function efficiently.
, 百拇医药
Key words submariner endurance exercise; physical capacity; pulmonary function
潜艇长航时，受多种理化因素及潜艇环境窄小、运动量严重不足的影响，艇员的体能耐力下降显著。目前，潜艇部队在潜艇长航时仅能依靠哑铃、拉力器等器材进行局部性的锻炼，尚无任何适合潜艇特点的能起到全身锻炼作用的手段和措施。为保障和提高艇员体能与耐力，我们研制了一套潜艇艇员用耐力体操，本研究旨在评价该体操的功能和作用。
1 对象与方法
1.1 对象 9名健康男性海军军人，均为文职干部，年龄24～36岁，平均30.6岁。
1.2 体操锻炼 受试人员在锻炼测试前预先熟悉全部动作，然后进行1套/次(约6～8min)，2次/d，连续14d的锻炼。
, 百拇医药
1.3 指标测试 锻炼前后测定肺功能、背肌力、安静心率及哈佛台阶试验(阶高45cm)[1]，以评价7d和14d的锻炼效果；在最后一次做操时，测定全过程负荷心率-恢复心率及做操前后血乳酸(指尖采血)变化，以评价该体操的训练强度。
1.4 仪器 BLA测试仪(Germany, BM公司)；BF型心率血氧监测仪(美国Nellcor INC.)；BL-Ⅱ型背力计(北京第六机械厂)；电子呼吸分析器(Japan, LAM-25型)。
1.5 数据处理 配对资料t-检验；曲线拟合；秩和检验。
2 结 果
2.1 负荷心率-恢复心率图
负荷心率-恢复心率图见图1。
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图1 受试人员体操锻炼负荷心率-恢复心率图
注：纵坐标为心率，横坐标1为做操前，2为第一节末，依次至10为第9节末，11、12、13、14为操后1、3、5、7min
由均数曲线可看出在第4节、第8节末出现二个峰值，心率分别能达到127、148次/min，个别人员在第8节末最高达178次/min，说明达到中等强度的训练水平，并且紧张松驰的结合有利于心肺功能的调整和提高。三次非线性拟合的曲线也说明了做操强度循序渐进，逐渐恢复的过程的总趋势。
2.2 血BLA 操前安静时测定为2.16±0.87mmol/L，操后3min血BLA处于最高峰，为4.78±1.03mmol/L，增高了2.61mmol/L。
2.3 肺功能
14d体操锻炼前后肺功能的变化见表1。
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表1 14d体操锻炼前后肺功能的变化(
±s，n=9) 时 间
FVC(L)
FEV1.0(L)
PFR(L/s)
MVV(L/min)
0d
4.05±0.57
3.41±0.58
7.02±2.08
99.33±24.46
, http://www.100md.com
7d
4.48±0.51**
3.73±0.58
8.13±2.12
109.78±30.59
14d
4.60±0.59***
3.71±0.58
7.82±1.89
115.67±25.49**
** P<0.01, ***P<0.001,与0d比较
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用力肺活量(FVC)和最大通气量(MVV)在14d锻炼结束后均明显上升。FVC在7d后已上升10.6%(P<0.01)。14d后上升了13.6%(P<0.001)。MVV在14d后提高了16.5%(P<0.01)。1s通气量(FEV1.0)和用力呼气流量(PFR)在锻炼后有上升趋势，但统计学处理无显著意义。
2.4 背肌力与安静心率
14d体操锻炼前后背肌力与安静心率的变化见表2。
表2 14d体操锻炼前后背肌力与安静心率的变化(±s，n=9) 时间(d)
背肌力
安静心率
0
, http://www.100md.com
1173.33±301.79
73.44±8.19
7
1183.33±335.00
69.33±8.51**
14
1203.33±292.79
67.22±8.00***
** P<0.01, ***P<0.001,与0d比较
背肌力14d锻炼前后无明显变化，但安静心率在7d和14d时均有明显下降，说明受试人员心功储备有一定程度的提高。
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2.5 哈佛台阶试验
14d体操锻炼前后踏阶功率的变化见表3。
表3 14d体操锻炼前后踏阶功率的变化(±s，n=9) 时间(d)
W(J.min-1)
W/kg(J.min-1.kg-1)
0
11230.2±2 146.8
164.3±12.9
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14
11433.2±1 713.2
168.1±9.6
踏阶功率在14d锻炼后上升了233J.min-1，为锻炼前踏阶功率的1.8%，但统计学处理不显著。根据哈佛指数对体能进行分级评价(表4)，经秩和检验表明锻炼后受试人员体能分布优于锻炼前。表4 参试人员体能分级评价(n=9) 分级
哈佛指数
锻 炼 前
锻 炼 后
差
<55
, http://www.100md.com 3
2
中下
55～64
3
2
中上
65～79
1
2
良
80～90
2
2
, http://www.100md.com
优
>90
0
1
3 讨 论
根据对潜艇长航艇员的调查，长航会导致易怒、失眠、精神萎靡、肠胃不适、胃口变差、体重增加，常有腿部肌肉疼痛、全身乏力等症状产生。参加常规潜艇60d长航的艇员普遍存在心肺功能和体能耐力的显著下降[2～4]。合理系统地进行全身性体育锻炼是防止长期航行带来不良影响的有效措施。前苏联海军早在80年代初就提出了潜艇艇员长航时锻炼体操和全程体育锻炼的措施，指出体育锻炼必须每天2次，第一次是醒后10min的体操，第二次是计划锻炼时间或工作时间以外进行45min的锻炼[5]。本文所评价的潜艇艇员用耐力体操是为我国海军潜艇部队提供的一套全身锻炼体操，从而能使长航时艇员具备科学的、有效的全身性锻炼方法。
, 百拇医药
本文研制的体操属于中等强度的训练体操，平均心率峰值在148次/min。潜艇部队是高技术军种，艇员以军官和军士居多，平均年龄处于28～30岁，比陆军野战部队要高得多。针对这一年龄层次的群体，锻炼强度不宜太大，主要以活动全身肌肉关节、提高机体有氧能力和耐力，减轻疲劳的积累为目的。该体操平均能使血BLA升高2.67mmol/L，一套体操做完后血3min乳酸平均达4.78mmol/L。血BLA测定是掌握训练强度、评定训练效果的重要手段，我国目前普遍还以4mmol/L作为无氧阈的标准[6]，但不排除个体差异性。本次受试人员安静时血BLA水平比我国健康成年运动员(1.45±0.68)要高，这可能与个体差异及测定前少量活动有关。
运动训练能有效提高心肺功能等身体素质。许多作者的资料说明，经过一定的运动训练和锻炼，体能体质能够得到增强，改善肌肉的供氧状况和摄氧能力[7]。本文研制的体操锻炼14d后，受试人员FVC、MVV均有明显提高，FEV1.0和PFR在锻炼后有上升趋势，说明其呼吸肌力量有明显的增强。安静心率与心功能储备有密切关系，安静心率的下降表明心脏射血功能有所提高。受试人员踏阶功率仅出现上升趋势，这与试验时间较短有一定的关系。王淑新等[8]对航海人员增强体质的训练方法进行了实验研究，提出以原地小跑步为主的全身活动和拉力器扩胸、哑铃、仰卧起坐等局部活动相结合的训练方法。本文研制的潜艇艇员用耐力体操，将使艇员长航时具备更有效的全身性训练方法。
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总之，本文对潜艇艇员用耐力体操作了初步功能评价，表明它能够提高机体心肺功能储备，提高抗疲劳能力，可为保障长航时艇员的体能耐力提供有效的科学训练手段。
参考文献
1 曲绵域，高云秋，浦钧宗等编.实用运动医学.北京科学技术出版社，1994.99～100
2 李政年，柏继文，乐秀鸿等.新型常规潜艇长航60昼夜艇员心功能的变化.海军军事医学，1998，19(2)：13
3 丛颖，胡家庆，陈国根等.新型常规潜艇长航60昼夜对艇员肺功能的影响.海军军事医学，1998，19(4)：11
4 赵士勇，汪贤华，胡家庆等.新型常规潜艇长航60昼夜对艇员体能耐力的影响.海军医学，1997，15(4)：290
, http://www.100md.com
5 СавЕлбЕв Б, ТЕрЕщЕнко С. Работоспособностъцфцзцгеская Тренировкаиоувоуников. Моорскойсборник， 1982， (11)：52-57
6 冯炜权，翁庆章.血乳酸与运动训练-应用手册.北京：人民体育出版社，1990.53～54
7 姜文凯.不同训练年限运动员最大摄氧量、无氧阈和左心功能关系.中国应用生理学杂志，1989，15(2)：100
8 王淑新，陶维利.航海人员增强体质的训练方法探讨.中华航海医学杂志，1996，3(3)：175
(收稿：1999-06-01), 百拇医药
单位：海军医学研究所，上海市 200433
关键词：耐力体操；体能；肺功能
海军医学杂志990204 摘要 目的：研究潜艇艇员耐力体操的训练强度和对受训人员体能与肺功能的作用。方法：9名24～36岁健康男性海军军人进行1套/次(约6～8min)，2次/d，连续14d的体操锻炼，采用负荷心率、恢复心率图及血乳酸(BLA)评价体操的强度，用肺功能、哈佛台阶试验、背肌力、安静心率等指标评价其锻炼效果。结果：做操过程中平均心率最高达148次/min，操后3min血BLA平均增高2.6mmol/L，说明能达到中等强度训练效果。与锻炼前基础对照值比较，受试人员背肌力在有氧耐力操锻炼14d后无显著变化，安静心率显著降低，哈佛台阶试验踏阶功率有上升趋势，用力肺活量(FVC)、最大通气量(MVV)均显著增加(P<0.01)。结论：此套潜艇艇员用耐力操属中等强度训练体操，能有效提高受训人员体能和肺功能。
, 百拇医药
Evaluation of the Effects of Submariner Endurance Exercise
Hu Jiaqing, Guo Fengtao, Wang Jiachun, et al
Naval Medical Research Institute, Shanghai 200433
Abstract Objective: To study the training intensity of Submariner Endurance Exercise(SEE) and the effects of SEE on the subjects' physical capacity and pulmonary function. Methods: Nine healthy Navy enlisted men participated in this study which lasted 14 days. Each of them did SEE twice daily and one set each time. The exercise intensity was evaluated with load and recovery heart rate graphy and blood lactic acid(BLA), and the training effect was estimated with pulmonary function, Harvard step test (HST), back muscle strength (BMS) and quiet heart rate (QHR). Results: The mean peak value of the heart rate was 148 beats/min during the exercise. The BLA was increased by 2.6mmol/L at the third minute after the exercise. It suggested an effect of medium training intensity was achieved. Compared with the basic value prior to exercise, BMS had no significant changes. QHR was reduced remarkably. HST power tended to rise. Both FVC and MVV were increased significantly. Conclusion: The SEE is an exercise of medium intensity. It can improve the subjects' physical capacity and pulmonary function efficiently.
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Key words submariner endurance exercise; physical capacity; pulmonary function
潜艇长航时，受多种理化因素及潜艇环境窄小、运动量严重不足的影响，艇员的体能耐力下降显著。目前，潜艇部队在潜艇长航时仅能依靠哑铃、拉力器等器材进行局部性的锻炼，尚无任何适合潜艇特点的能起到全身锻炼作用的手段和措施。为保障和提高艇员体能与耐力，我们研制了一套潜艇艇员用耐力体操，本研究旨在评价该体操的功能和作用。
1 对象与方法
1.1 对象 9名健康男性海军军人，均为文职干部，年龄24～36岁，平均30.6岁。
1.2 体操锻炼 受试人员在锻炼测试前预先熟悉全部动作，然后进行1套/次(约6～8min)，2次/d，连续14d的锻炼。
, 百拇医药
1.3 指标测试 锻炼前后测定肺功能、背肌力、安静心率及哈佛台阶试验(阶高45cm)[1]，以评价7d和14d的锻炼效果；在最后一次做操时，测定全过程负荷心率-恢复心率及做操前后血乳酸(指尖采血)变化，以评价该体操的训练强度。
1.4 仪器 BLA测试仪(Germany, BM公司)；BF型心率血氧监测仪(美国Nellcor INC.)；BL-Ⅱ型背力计(北京第六机械厂)；电子呼吸分析器(Japan, LAM-25型)。
1.5 数据处理 配对资料t-检验；曲线拟合；秩和检验。
2 结 果
2.1 负荷心率-恢复心率图
负荷心率-恢复心率图见图1。
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图1 受试人员体操锻炼负荷心率-恢复心率图
注：纵坐标为心率，横坐标1为做操前，2为第一节末，依次至10为第9节末，11、12、13、14为操后1、3、5、7min
由均数曲线可看出在第4节、第8节末出现二个峰值，心率分别能达到127、148次/min，个别人员在第8节末最高达178次/min，说明达到中等强度的训练水平，并且紧张松驰的结合有利于心肺功能的调整和提高。三次非线性拟合的曲线也说明了做操强度循序渐进，逐渐恢复的过程的总趋势。
2.2 血BLA 操前安静时测定为2.16±0.87mmol/L，操后3min血BLA处于最高峰，为4.78±1.03mmol/L，增高了2.61mmol/L。
2.3 肺功能
14d体操锻炼前后肺功能的变化见表1。
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表1 14d体操锻炼前后肺功能的变化(
±s，n=9) 时 间FVC(L)
FEV1.0(L)
PFR(L/s)
MVV(L/min)
0d
4.05±0.57
3.41±0.58
7.02±2.08
99.33±24.46
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7d
4.48±0.51**
3.73±0.58
8.13±2.12
109.78±30.59
14d
4.60±0.59***
3.71±0.58
7.82±1.89
115.67±25.49**
** P<0.01, ***P<0.001,与0d比较
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用力肺活量(FVC)和最大通气量(MVV)在14d锻炼结束后均明显上升。FVC在7d后已上升10.6%(P<0.01)。14d后上升了13.6%(P<0.001)。MVV在14d后提高了16.5%(P<0.01)。1s通气量(FEV1.0)和用力呼气流量(PFR)在锻炼后有上升趋势，但统计学处理无显著意义。
2.4 背肌力与安静心率
14d体操锻炼前后背肌力与安静心率的变化见表2。
表2 14d体操锻炼前后背肌力与安静心率的变化(
±s，n=9) 时间(d)背肌力
安静心率
0
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1173.33±301.79
73.44±8.19
7
1183.33±335.00
69.33±8.51**
14
1203.33±292.79
67.22±8.00***
** P<0.01, ***P<0.001,与0d比较
背肌力14d锻炼前后无明显变化，但安静心率在7d和14d时均有明显下降，说明受试人员心功储备有一定程度的提高。
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2.5 哈佛台阶试验
14d体操锻炼前后踏阶功率的变化见表3。
表3 14d体操锻炼前后踏阶功率的变化(
±s，n=9) 时间(d)W(J.min-1)
W/kg(J.min-1.kg-1)
0
11230.2±2 146.8
164.3±12.9
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14
11433.2±1 713.2
168.1±9.6
踏阶功率在14d锻炼后上升了233J.min-1，为锻炼前踏阶功率的1.8%，但统计学处理不显著。根据哈佛指数对体能进行分级评价(表4)，经秩和检验表明锻炼后受试人员体能分布优于锻炼前。表4 参试人员体能分级评价(n=9) 分级
哈佛指数
锻 炼 前
锻 炼 后
差
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2
中下
55～64
3
2
中上
65～79
1
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2
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0
1
3 讨 论
根据对潜艇长航艇员的调查，长航会导致易怒、失眠、精神萎靡、肠胃不适、胃口变差、体重增加，常有腿部肌肉疼痛、全身乏力等症状产生。参加常规潜艇60d长航的艇员普遍存在心肺功能和体能耐力的显著下降[2～4]。合理系统地进行全身性体育锻炼是防止长期航行带来不良影响的有效措施。前苏联海军早在80年代初就提出了潜艇艇员长航时锻炼体操和全程体育锻炼的措施，指出体育锻炼必须每天2次，第一次是醒后10min的体操，第二次是计划锻炼时间或工作时间以外进行45min的锻炼[5]。本文所评价的潜艇艇员用耐力体操是为我国海军潜艇部队提供的一套全身锻炼体操，从而能使长航时艇员具备科学的、有效的全身性锻炼方法。
, 百拇医药
本文研制的体操属于中等强度的训练体操，平均心率峰值在148次/min。潜艇部队是高技术军种，艇员以军官和军士居多，平均年龄处于28～30岁，比陆军野战部队要高得多。针对这一年龄层次的群体，锻炼强度不宜太大，主要以活动全身肌肉关节、提高机体有氧能力和耐力，减轻疲劳的积累为目的。该体操平均能使血BLA升高2.67mmol/L，一套体操做完后血3min乳酸平均达4.78mmol/L。血BLA测定是掌握训练强度、评定训练效果的重要手段，我国目前普遍还以4mmol/L作为无氧阈的标准[6]，但不排除个体差异性。本次受试人员安静时血BLA水平比我国健康成年运动员(1.45±0.68)要高，这可能与个体差异及测定前少量活动有关。
运动训练能有效提高心肺功能等身体素质。许多作者的资料说明，经过一定的运动训练和锻炼，体能体质能够得到增强，改善肌肉的供氧状况和摄氧能力[7]。本文研制的体操锻炼14d后，受试人员FVC、MVV均有明显提高，FEV1.0和PFR在锻炼后有上升趋势，说明其呼吸肌力量有明显的增强。安静心率与心功能储备有密切关系，安静心率的下降表明心脏射血功能有所提高。受试人员踏阶功率仅出现上升趋势，这与试验时间较短有一定的关系。王淑新等[8]对航海人员增强体质的训练方法进行了实验研究，提出以原地小跑步为主的全身活动和拉力器扩胸、哑铃、仰卧起坐等局部活动相结合的训练方法。本文研制的潜艇艇员用耐力体操，将使艇员长航时具备更有效的全身性训练方法。
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总之，本文对潜艇艇员用耐力体操作了初步功能评价，表明它能够提高机体心肺功能储备，提高抗疲劳能力，可为保障长航时艇员的体能耐力提供有效的科学训练手段。
参考文献
1 曲绵域，高云秋，浦钧宗等编.实用运动医学.北京科学技术出版社，1994.99～100
2 李政年，柏继文，乐秀鸿等.新型常规潜艇长航60昼夜艇员心功能的变化.海军军事医学，1998，19(2)：13
3 丛颖，胡家庆，陈国根等.新型常规潜艇长航60昼夜对艇员肺功能的影响.海军军事医学，1998，19(4)：11
4 赵士勇，汪贤华，胡家庆等.新型常规潜艇长航60昼夜对艇员体能耐力的影响.海军医学，1997，15(4)：290
, http://www.100md.com
5 СавЕлбЕв Б, ТЕрЕщЕнко С. Работоспособностъцфцзцгеская Тренировкаиоувоуников. Моорскойсборник， 1982， (11)：52-57
6 冯炜权，翁庆章.血乳酸与运动训练-应用手册.北京：人民体育出版社，1990.53～54
7 姜文凯.不同训练年限运动员最大摄氧量、无氧阈和左心功能关系.中国应用生理学杂志，1989，15(2)：100
8 王淑新，陶维利.航海人员增强体质的训练方法探讨.中华航海医学杂志，1996，3(3)：175
(收稿：1999-06-01), 百拇医药