3.1 回归方程的科学性 20-MST是一种递增负荷运动,其总圈数对应了不同的运动强度,反映了受试者所能完成的最大运动强度。此次研究显示,男性20-MST结束即刻心率为(195.7±11.76)次/min、女性为(185.2±11.97)次/min,接近最大预测心率(HRmax=220-年龄)[11],这证明20-MST是一种极量递增负荷运动。分析结果表明,20-MST总圈数和通气无氧阈绝对值为中度相关(r=0.684,P < 0.01)。在所有自变量中,20-MST总圈数和无氧阈相关性最高,并在逐步回归的过程中首先进入方程,表明用20-MST推测无氧阈方法是可行的。
该研究进行逐步回归分析,建立了6个20-MST推测无氧阈强度的回归方程。对比建立的回归方程的复相关系数R、决定系数R2、调整R2和SEE,可以看出,基于总样本以通气无氧阈绝对值为因变量建立的回归方程拟合效果最好,因此最终使用该公式作为20-MST推测20-29岁成年人无氧阈强度的推测方程。不同因变量对比可以发现,男性以通气无氧阈相对值作为因变量建立的回归方程拟合效果更好,回归方程为:VT[mL/(min•kg)]= 11.822+0.138*总圈数-0.102*体质量+1.866*运动情况(R=0.790,R2=0.624,调整R2=0.604,SEE=3.259);女性以通气无氧阈绝对值作为因变量建立的回归方程拟合效果更好,回归方程为:VT(L/min)=-0.056+0.006*总圈数+0.009*体质量+0.084*运动情况(R=0.718,R2=0.519,调整R2=0.492,SEE=0.189);这2个回归方程引入的变量与基于总样本以通气无氧阈绝对值建立的回归方程一致,说明最终建立的回归方程自变量较为稳定。
在最终建立回归方程过程中,20-MST总圈数第一步进入方程,验证了该方法的可行性;体质量与通气无氧阈中度相关(r=0.526,P < 0.01),在建立回归模型的过程中作为第2个自变量进入模型,这可能是因为该研究受试者都是未经过专业运动训练的普通人群,体质量的差异也是其运动能力高低的一种表现,因而体质量进入了回归模型;最终进入回归方程的是运动情况,该指标与通气无氧阈绝对值中度相关(r=0.599,P < 0.01),这是因为无氧阈受训练水平的影响较大,许多早期的研究表明经过训练的人的无氧阈要比普通人高[12-13]。而对于未经过专业运动训练普通人群,每周的运动情况能一定程度上反映其锻炼水平的高低,因而进入了回归模型,这也体现了无氧阈指标的可训练性,提高平时的锻炼时间能有效地提高个体无氧阈。
在被剔除的变量中,虽然身高与通气无氧阈绝对值中度相关(r=0.507,P < 0.01),体质量指数也有一定的相关性(P < 0.01),但这2个指标与体质量存在多重共线性问题,在预先的逐步回归过程中被剔除;而性别与通气无氧阈绝对值也有中度负相关(r=-0.544,P < 0.01),即男性无氧阈一般高于女性,与测试结果一致,这也验证了性别是无氧阈的影响因素之一,但也没进入回归方程,这可能是因为不同性别在总圈数、体质量、运动情况等指标方面已经体现出了差异性,因此在逐步回归过程中该指标也被剔除了。相关研究表明,年龄也是无氧阈的影响因素之一[14],而此次研究受试者的年龄范围限制在了20-29岁之间,个体之间的年龄差异不大,结果显示年龄与通气无氧阈绝对值无显著相关(r=-0.075,P > 0.01),最终也未进入回归方程。
3.2 推测无氧阈强度的价值 与无氧阈相比,最大摄氧量(VO2 max)被认为是是评价心肺耐力的经典指标,相关研究表明这2个指标有显著性正相关[15](r=0.766,P < 0.05),而此次研究选择推测无氧阈强度,主要原因为:最大摄氧量主要受氧运输系统、心输出量、肌组织利用氧的能力等中枢因素的影响[16-17],反映的是有氧运动能力的潜力;无氧阈则主要受骨骼肌血流的分配、肌细胞代谢水平、骨骼肌纤维类型等外周因素的影响[18],反映了骨骼肌的代谢水平。由于生理机制的差异,导致最大摄氧量受遗传的影响较大,可提升的潜力空间较小,而无氧阈受遗传因素的影响小,受训练水平的影响较大,可训练性强。相关研究发现,游泳运动员经过2年的训练后最大摄氧量没有出现显著性变化,而无氧阈则显著提高,男运动员提高了58.2%,女运动员提高了33.5%[19];OTTO等[20]对受试者进行40周的有氧训练后发现无氧阈提高18%(P < 0.05),而最大摄氧量没有显著提升。因此,与最大摄氧量相比,无氧阈更能够客观地反映出最大摄氧量的利用能力,更能动态地反映人体的有氧工作能力的变化,在评定个体有氧运动能力方面具有一定的优势,因此确定和测定无氧阈非常有意义,可能比最大摄氧量更适合用来指导大众科学健身。
此次研究所得回归方程因变量为通气无氧阈时刻的摄氧量,可以将其转化为代谢当量(METs)在实际中加以应用。METs是指运动时的能量消耗(摄氧量)与安静时能量消耗(摄氧量)的比值[5],是一种表示相对能量代谢水平和运动强度的重要指标,也称为梅脱。1 MET约相当于安静且坐位时 1 min的能量消耗(摄氧量),相当于3.5 mL/(min•kg)。由于该指标是以安静时集体的能量消耗(摄氧量)为基础的,可以使不同运动方式的运动强度得以互相比较,因此可用于评价机体运动时的相对能量代谢水平,在运动指导方案的制定中具有实际应用价值。用此次研究建立的回归方程计算出通气无氧阈时刻的摄氧量,转化为通气无氧阈时刻的代谢当量:VT(METs)= VT(L/min)/体质量(kg)/3.5[mL/(min•kg)]*1 000(mL/L),之后就可以结合个体无氧阈时刻的代谢当量选择适当的运动方式指导大众科学健身。
3.3 研究的局限性及未来的改进方向 此次研究仍有一定的局限性,结合未来改进方向建议如下:①研究旨在探索20-MST推测20-29岁成年人无氧阈强度的方法是否可行,选取的样本量有限,代表性和结果的普适性会受到影响,在未来推广应用中需进一步扩大样本,提高预测模型的精准度;②运动情况指标的采集主要是依靠受试者填写的国际身体活动问卷,该问卷仅统计了近1周的运动情况,研究在采集受试者运动情况时,对于近期突然运动或突然不运动的受试者进行了单独的标注,后期数据处理时未采用该样本指标,在未来的研究中建议采集最近几个月的运动情况,更能反映日常锻炼习惯,提高预测模型的精准度;③为受试者的安全考虑,实验室递增负荷运动测试采用了功率自行车,可能会影响试验结果的准确性,在未来的研究中用跑台进行递增负荷试验,进一步提高回归方程的精确度。
结论:研究证明20-MST推测20-29岁成年人无氧阈强度的方法可行,基于总样本以通气无氧阈绝对值为因变量建立的回归方程效果最好,回归方程为:VT(L/min)= -0.201+0.008*总圈数+0.01*体质量+0.096*运动情况(R=0.828,R2=0.686,调整R2=0.678,SEE=0.210,体质量单位:kg;运动情况:每周小于1 h=1,每周1-3 h=2,每周3-6 h=3,每周6 h以上=4)。该方程可用于指导大众科学、安全健身,为实现全民健身个性化精准指导提供依据。
中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程