BOM-L1TRW近紅外組織血氧儀助力研究步行訓(xùn)練對(duì)老年女性的影響

九州工業(yè)大學(xué)研究生院的Akiko Hamasaki團(tuán)隊(duì)在《European Journal of Applied Physiology》上發(fā)表了題為“Changes in pulmonary oxygen uptake and muscle deoxygenation kinetics during cycling exercise in older women performing walking training for 12 weeks"的研究論文，主要研究了12周步行訓(xùn)練對(duì)老年女性自行車運(yùn)動(dòng)中肺攝氧量與肌肉脫氧動(dòng)力學(xué)的影響。

摘要

目的：本研究檢驗(yàn)了一個(gè)假設(shè)，即步行訓(xùn)練（WT）能否加快老年女性運(yùn)動(dòng)中緩慢的肺攝氧量（VO?）二期動(dòng)力學(xué)時(shí)間常數(shù)（τ）。同時(shí)，本研究旨在證明，當(dāng)τVO?縮短時(shí)，運(yùn)動(dòng)肌肉氣體交換部位的氧氣輸送與氧氣利用之間的匹配程度是否得以改善。

方法：20名習(xí)慣于休閑活動(dòng)（無規(guī)律訓(xùn)練）的老年女性參與了為期12周的步行訓(xùn)練，頻率為每周3-4次，每次約60分鐘。在訓(xùn)練前、訓(xùn)練6周及12周時(shí)，評(píng)估了受試者在恒定負(fù)荷自行車運(yùn)動(dòng)測試中的VO?、心率（HR）及脫氧血紅蛋白濃度（[HHb]）的動(dòng)力學(xué)變化。

結(jié)果：整個(gè)訓(xùn)練期間，受試者的攝氧量max值（VO?max）未見明顯變化。心率時(shí)間常數(shù)（τHR）在訓(xùn)練中期呈下降趨勢（58.6 ± 22.0秒），并在訓(xùn)練后期（51.7 ± 21.7秒）較訓(xùn)練前（67.1 ± 23.8秒）明顯縮短（p = 0.01）。VO?的時(shí)間常數(shù)（τVO?）從訓(xùn)練前的38.9 ± 8.6秒明顯下降至訓(xùn)練中期的31.5 ± 7.9秒（p = 0.02）及訓(xùn)練后期的32.3 ± 10.5秒（p = 0.03）。歸一化的[HHb]/VO?比值（Δ[HHb]/ΔVO?）從訓(xùn)練前的1.32 ± 0.93逐漸趨近于良好匹配值（= 1.0），在訓(xùn)練中期為1.15 ± 0.61，訓(xùn)練后期為1.07 ± 0.52。

結(jié)論：步行訓(xùn)練可使老年女性因增齡或活動(dòng)減少而減慢的τVO?（約恢復(fù)至30秒）得以恢復(fù)，反映了肌肉氣體交換部位氧氣輸送與利用的更好匹配。這表明長期步行訓(xùn)練可作為改善老年人群運(yùn)動(dòng)耐力的有效手段。

材料與儀器

研究對(duì)象

20名絕經(jīng)后女性（平均年齡68.5 ± 5.8歲），無規(guī)律運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，無心血管、呼吸或代謝性慢性疾病。

主要儀器

Monark 818型自行車功率計(jì)

A- E 300S型呼出氣體代謝分析儀、內(nèi)置氧化鋯O?傳感器、紅外吸收CO?分析儀及熱絲式呼吸流量計(jì)

三導(dǎo)聯(lián)心電圖儀

Omegawave BOM-L1TRW近紅外組織血氧儀

Omegawave BOM-L1TRW近紅外組織血氧儀

SSA- 660A Xario型超聲診斷設(shè)備PowerLab/8s型模數(shù)轉(zhuǎn)換器

實(shí)驗(yàn)過程

所有受試者進(jìn)行一次逐級(jí)遞增負(fù)荷的自行車運(yùn)動(dòng)測試至力竭，以測定VO?max及通氣閾（VT?）。次日，受試者以80% VT?強(qiáng)度的恒定負(fù)荷進(jìn)行三次重復(fù)的自行車運(yùn)動(dòng)測試，每次持續(xù)5分鐘，間隔20分鐘休息，以評(píng)估攝氧量、心率和肌肉脫氧動(dòng)力學(xué)。測試在訓(xùn)練開始前、第6周及第12周分別進(jìn)行。

訓(xùn)練期間，受試者進(jìn)行為期12周、每周3-4次、每次約60分鐘的步行訓(xùn)練，強(qiáng)度控制在約40% VO?max（對(duì)應(yīng)心率為30-40% VO?max）。受試者通過自測橈動(dòng)脈脈搏記錄運(yùn)動(dòng)后即刻心率，并填寫訓(xùn)練日記。訓(xùn)練強(qiáng)度（%VO?max）通過個(gè)體VO?-HR回歸曲線推算。

攝氧量、心率及脫氧血紅蛋白濃度數(shù)據(jù)通過指數(shù)模型擬合，分別計(jì)算τVO?、τHR、τ[HHb]等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。采用左移相I期持續(xù)時(shí)間的方法，計(jì)算運(yùn)動(dòng)過渡期內(nèi)的Δ[HHb]/ΔVO?比值，以評(píng)估O?輸送與O?利用的匹配程度。

圖1 平均攝氧量（VO?）、呼吸交換率（RER）、心率（HR）和脫氧血紅蛋白濃度（[HHb]）在恒定負(fù)荷運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)階段的動(dòng)力學(xué)模型，包含殘差圖。a–c 分別表示步行訓(xùn)練計(jì)劃開始前（Pre）、訓(xùn)練6周（Mid）和12周（Post）的VO?、RER、HR和[HHb]動(dòng)力學(xué)。左側(cè)圖中的垂直虛線表示RER開始下降的時(shí)間點(diǎn)，即I期至II期的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本研究表明，為期12周、強(qiáng)度約為40% VO?max的步行訓(xùn)練，可在不提高VO?max的前提下，明顯加快老年女性運(yùn)動(dòng)中緩慢的肺攝氧量動(dòng)力學(xué)（τVO?），并使其Δ[HHb]/ΔVO?比值趨近于1.0。這表明步行訓(xùn)練改善了運(yùn)動(dòng)肌肉微循環(huán)中血流分布的效率，從而促進(jìn)O?輸送與O?利用在氣體交換部位更好地匹配。因此，步行作為一種易于融入日常生活的低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，有助于恢復(fù)老年女性的運(yùn)動(dòng)耐力。

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