1.2 心肺耐力的评价指标及影响因素

评价心肺耐力的常用指标

通常，我们可以通过最大摄氧量（VO2max）、摄氧量峰值（VO2peak）、无氧阈（AT）、最大摄氧量速度（vVO2max）、代谢当量（MET）、呼吸商（RQ）和心率（HR）等指标，对心肺耐力进行评价。

最大摄氧量

最大摄氧量指机体在进行极量运动时，心血管系统和肌肉系统利用氧的能力达到最大水平的情况下，在单位时间内摄取的氧气量。在极量运动中，机体内大量肌肉做功，对氧气的需求量达到最大。最大摄氧量受氧运输系统功能、心脏泵血功能、肌肉利用氧的效率等多种因素的影响，是评价心肺耐力的有效指标。

摄氧量峰值

摄氧量峰值指在特定条件下对个体进行有氧能力测试时，所获得的摄氧量最大值。测试时，个体可能达到极量运动状态，也可能未达到，具体由测试条件和个体实际的运动状态决定，因此，摄氧量峰值可能与最大摄氧量不相等。摄氧量峰值主要用于评价个体在特定条件下的摄氧量水平，也被视为衡量最大摄氧量的有效指标。它常被用于评价儿童青少年或老年人等运动能力较弱群体的心肺耐力水平，因为极量运动很可能会对他们造成不可逆的伤害，用最大摄氧量来评价他们的心肺耐力存在一定的局限性。

无氧阈

随着运动强度的增大，在有氧代谢供能无法满足机体的能量需要的情况下，无氧代谢开始大量参与供能的临界点被称为无氧阈。无氧阈是评价个体有氧能力的重要指标，与有氧能力正相关。

最大摄氧量速度

最大摄氧量速度指个体在进行递增负荷运动时，个体达到最大摄氧量水平时的最小速度。该指标能综合反映个体的跑步经济性，还能弥补只利用最大摄氧量对心肺耐力进行评价时存在的局限性。

代谢当量

代谢当量是用于评价体力活动强度的指标。1代谢当量被定义为个体静坐时的能量消耗量，此时个体的耗氧量水平通常为3.5毫升/（千克体重·分钟）。体力活动代谢当量的值等于人体进行该活动时与静坐时的能量消耗量的比值。通常，代谢当量值小于3、为3～6、大于6的体力活动分别被定义为低强度、中等强度、较高强度体力活动。个体所能从事体力活动的代谢当量极值，在一定程度上能反映其心肺功能水平。

呼吸商

呼吸商即一定时间内机体排出的二氧化碳量和摄入的氧气量的比值，也被称为呼吸交换率（RER）。根据个体呼吸商的值，可以判断其体内主要的供能方式和能量代谢底物。当呼吸商的值约为0.85时，机体的能量来源以糖和脂肪为主；当呼吸商的值为1时，机体的能量来源几乎全是糖；当呼吸商的值超过1时，机体内主要的供能方式为无氧代谢，因为此时机体排出的二氧化碳较多。

心率

心率指一定时间内心脏搏动的次数，能反映运动时的机能状态，常被用来监控和调整运动强度。监控和调整运动强度时，通常以静息状态、运动终止后即刻及运动后恢复期前3分钟的心率为主要依据。常用的运动指导心率指标为静息心率、最大心率和合理的心率训练区间。实践中常用、便捷的最大心率计算公式为最大心率=220－年龄，其值随年龄的增加而下降。

影响因素

儿童青少年的最大摄氧量受氧运输系统的能力、肌肉利用氧的能力，以及遗传、性别、年龄、环境、体力活动等因素的影响。

氧运输系统的能力

氧运输系统的功能水平由肺部的通气与换气功能、动脉血与氧气的结合率等因素决定。正常情况下，氧气经由呼吸道进入肺部。在压差的作用下，静脉血在肺泡周围的毛细血管网进行气体交换，与氧气较好地结合，使血氧饱和度超过95%，静脉血转变为动脉血。在高强度运动过程中，快速的血液流动减少了红细胞停留的时间和血氧结合的时间，血氧饱和度会下降。

肌肉利用氧的能力

当动脉血流经肌肉组织时，肌肉组织利用的氧量与这些动脉血携带的氧量之比，被称为氧利用率，该指标能反映肌肉组织利用氧的效率。不同类型的肌纤维的氧利用率不同。动脉血流经慢肌纤维时，其丰富的毛细血管增加了动脉血的通过时间，氧的利用率相应 增加。

其他因素

1.遗传。遗传因素对最大摄氧量的影响程度可达80%～90%，是儿童青少年运动员选材的重要参考指标。但最大摄氧量并非不能在后天被改善，研究表明，科学的训练可为最大摄氧量带来20%～25%的变化，引起该变化的主要原因是肌纤维的代谢方式发生改变。

2.性别。通常情况下，男性的最大摄氧量比女性高10%。男性的最大摄氧量一般在18～20岁达到峰值并且可持续到30岁，而女性的最大摄氧量一般在14～16岁达到峰值并且可持续到25岁。导致性别差异的主要原因是男性心输出量大、骨骼肌发达以及血红蛋白含量较高。

3.年龄。对于未经训练的个体来说，在青春期至青年期，心肺耐力水平随年龄的增长呈非线性提升；在青年期之后，心肺耐力水平随年龄的增长而下降。45岁之后，个体心肺耐力水平的下降速度明显增快。

4.环境。在高温高湿的环境下，机体会产生更多的散热需求，于是流向皮肤的血液量增多，肌肉中血流相应变少，导致最大摄氧量下降。当个体处于高原地区时，机体会通过增加适量的红细胞来保持较高的血氧水平，从而使有氧能力维持在一定水平上。但需注意的是，红细胞数量并非越多越好，过多会导致血液黏滞性显著增强，反而不利于氧的运输，最大摄氧量会下降，运动能力会降低。当个体身处低氧环境时，机体会通过增加肌肉组织中的毛细血管、生成更多的肌红蛋白、增加线粒体的数量和增强线粒体内氧化酶的活性等方式，有效提高肌肉组织对氧的利用效率，提升最大摄氧量。

5.体力活动。足够时间的体力活动有助于优化最大摄氧量、心输出量等指标，还有助于降低静息心率、使体重保持在一定区间、减少身体脂肪等。对于儿童青少年来说，规律运动能帮助他们提高骨骼肌毛细血管的密度、增加线粒体数量和提升线粒体功能水平，使氧化酶愈加活跃，从而提高肌肉利用氧的效率。