發(fā)布時(shí)間：2017-11-27 13:14

  本文關(guān)鍵詞：步行能量消耗特征的研究與應(yīng)用

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【摘要】：1.研究背景與目的 步行作為一項(xiàng)深受大眾喜愛的運(yùn)動(dòng)，關(guān)于它的科學(xué)研究由來(lái)已久，雖然在能量代謝領(lǐng)域國(guó)外的研究已經(jīng)取得一些成果，但仍有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步探索。并且，隨著測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步和大眾科學(xué)健身需求的高漲，給步行的科學(xué)研究提出了新的命題。目前，我國(guó)關(guān)于中國(guó)人步行能耗的研究開展較少，缺少基礎(chǔ)的研究數(shù)據(jù)指導(dǎo)科學(xué)健身。因此，本研究的主要目的在于測(cè)量研究中國(guó)人的步行能耗特征，建立場(chǎng)地步行的能耗預(yù)測(cè)公式，構(gòu)建有科學(xué)證據(jù)支持的步行指導(dǎo)建議，探討步行能耗參數(shù)在實(shí)際健身指導(dǎo)活動(dòng)中的應(yīng)用。 2.研究方法 研究方法分為兩類。 一是基礎(chǔ)性研究。研究對(duì)象為20～60歲健康男女共計(jì)1283名，在場(chǎng)地上進(jìn)行從4.8km/h到8.8km/h多級(jí)速度的步行和跑步測(cè)試，用“氣體代謝”測(cè)量?jī)x（Cortex MetaMax3B）采集能耗數(shù)據(jù)。另外，從1283名受試者中選取部分受試者進(jìn)行從3.8km/h到6.4km/h的步行能耗測(cè)試同時(shí)采集步頻參數(shù)。還有部分受試者為進(jìn)行能源物質(zhì)利用研究，開展了3項(xiàng)測(cè)試——恒定速度持續(xù)運(yùn)動(dòng)的能耗測(cè)試、自選舒適步速與步頻測(cè)量、恒定速度改變步頻的步行能耗測(cè)試。 二是應(yīng)用性研究。用隨機(jī)控制實(shí)驗(yàn)法（RCT）在社區(qū)開展了8周步行干預(yù)實(shí)驗(yàn)，研究對(duì)象為50～60歲社區(qū)老年人40名，分成三組：對(duì)照組、每日萬(wàn)步組、快步頻+3300步組，比較不同步行鍛煉指導(dǎo)建議對(duì)社區(qū)老年人步行行為和健康的影響。 3.研究結(jié)果 3.1速度與能耗以及能耗預(yù)測(cè)公式的建立 本研究分析了身高、體重、性別、年齡因素對(duì)能耗的影響，研究結(jié)果表明，體重是影響能耗最主要因素，性別間存在一定的能耗差異，在預(yù)測(cè)能耗值時(shí)上述因素應(yīng)考慮在內(nèi)。 4.8km/h～6.4km/h的速度范圍內(nèi)，隨著速度增加，步行能耗逐步增加。在建立速度能耗預(yù)測(cè)公式時(shí)，比較了三種模型（線性模型、二次方程模型和指數(shù)模型）的擬合效果，結(jié)果表明指數(shù)模型最佳。［Y1.9e(0.2speed)0.095weight0.0004weight24.52G14.72G0（R2=0.922）］。說(shuō)明步行速度與能耗之間盡管存在相關(guān)關(guān)系，但這種相關(guān)關(guān)系不是線性關(guān)系，而是曲線關(guān)系（更準(zhǔn)確說(shuō)是指數(shù)函數(shù)關(guān)系）。反映了隨著行走速度的加快，人體需要額外的能量帶動(dòng)四肢和軀干，耗能效率降低。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)外步行預(yù)測(cè)公式估測(cè)出的步行能耗值與實(shí)際測(cè)量值之間有顯著差異，步速越快差異越大（超過(guò)20%的誤差），這也從另一個(gè)方面證明建立中國(guó)人步行能耗預(yù)測(cè)方法的必要性。 本研究對(duì)所建模型進(jìn)行了回代檢驗(yàn)，相對(duì)誤差在-5%～5%之內(nèi)，說(shuō)明模型能夠較好的模擬中國(guó)成年人的步行能耗。 3.2步頻與能耗 步頻也是反映步行負(fù)荷特征的一個(gè)重要變量。相同速度下，個(gè)體之間有不同的步頻和步幅，步頻快、步幅小者能耗水平高，，增加8%的能耗。隨著速度增加，步頻會(huì)越來(lái)越快，能耗相應(yīng)增加。本研究也建立了以步頻為主要因子的能耗預(yù)測(cè)方程，同之前建立的速度能耗預(yù)測(cè)公式比較，步頻公式的擬合度不如速度公式，但由大眾使用計(jì)算步行能耗時(shí)更方便。 本研究測(cè)量了人們自選舒適步速和步頻以及能耗特征，舒適步速是4.0～5.0km/h，舒適步頻是104-120步/分鐘，該速度下男、女的能耗水平接近，為13ml·kg~(-1)·min~(-1)。若改變舒適步頻，無(wú)論是增加還是減少步頻，都會(huì)增加能耗水平。 3.3步行中的能源物質(zhì)利用特征 本研究探討了不同步速、步頻、步行時(shí)間與能源物質(zhì)利用（糖和脂肪氧化）之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，中等速度、長(zhǎng)時(shí)間的步行有利于動(dòng)員脂肪，快速步行有利于動(dòng)員糖。 固定速度變化步頻時(shí)，舒適步頻脂肪氧化率最低，增加或者減少步頻（±15步）不僅增加能耗，還能增加糖和脂肪氧化率。特別對(duì)女性而言，相對(duì)于大步幅、低步頻的步行，采用小步幅、高步頻的方式更有利于減脂。 3.4步行鍛煉建議的建立與應(yīng)用 在分析場(chǎng)地步行能耗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，用ROC統(tǒng)計(jì)法建立了與中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的步頻臨界值，即步頻110步/分鐘和130步/分鐘，男女之間有一定的差異。在此基礎(chǔ)上還發(fā)展了適合中國(guó)人的步行鍛煉指導(dǎo)建議——對(duì)于一個(gè)想通過(guò)步行鍛煉達(dá)到指南要求的成年人，步頻保持110步/分鐘以上的同時(shí)每天至少步行鍛煉3300步。如果將每日步行步數(shù)轉(zhuǎn)化為里程，大約為2公里�；诳茖W(xué)數(shù)據(jù)建立的步行建議為指導(dǎo)中國(guó)人步行鍛煉提供了參考。 此外，通過(guò)8周的社區(qū)步行干預(yù)實(shí)驗(yàn)，就步行鍛煉建議進(jìn)行了應(yīng)用和驗(yàn)證。干預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，“提高步頻每日快走3300步”的步行方案可以有效提高社區(qū)老年久坐人群的身體活動(dòng)量（每日步行量從每日4500步～8300步）和改善一些健康狀況（體脂率和舒張壓下降），但是沒能減少久坐時(shí)間。同“每日步行1萬(wàn)步”的傳統(tǒng)方案相比，該方案更容易被沒有鍛煉時(shí)間或者沒有步行鍛煉基礎(chǔ)的久坐人群接受，服從性較好。 在社區(qū)步行干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，計(jì)步器結(jié)合定期的咨詢活動(dòng)是增加步行活動(dòng)量的有效手段，可以在今后干預(yù)項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。 4.研究結(jié)論 隨著步行速度增加，步行能耗逐步增加。速度與能耗之間呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)關(guān)系。 步頻是反映步行負(fù)荷特征的一個(gè)重要變量。步頻與能耗之間有密切的關(guān)系。人們自選的舒適步頻能耗最低，改變步頻可以增加能耗。 不同的步速、步頻的能源物質(zhì)利用率有不同。增加步速有助于提高糖的利用率，改變習(xí)慣步頻有助于增加脂肪利用率。 本研究建立的步行能耗的預(yù)測(cè)公式，可以較準(zhǔn)確地計(jì)算中國(guó)人步行活動(dòng)中的能耗值；建立的步行鍛煉建議，經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明有效地提高社區(qū)久坐老年人群的身體活動(dòng)量和改善一些健康狀況。
【學(xué)位授予單位】：上海體育學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：G804.7

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王超;王汝芬;張淑嫻;;混合效應(yīng)線性模型與單因素方差分析在重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)中的應(yīng)用比較[J];數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志;2006年04期

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本文編號(hào)：1231981