运动员气体代谢

检查运动员的气体代谢时，通常测定运动前、中、后的摄氧量，二氧化碳排出量，肺通气量，运动后氧债和恢复时间等指标。气体代谢的检查，尤其运动负荷时的气体代谢与肺的通气、弥散和换气功能有关，而且与心脏的排血量、动静脉氧差，以及身体对负荷的适应能力有关。因此，它不仅可以说明呼吸系统的功能，而且与心脏血管系统的功能状态密切相关。所以，有的学者把运动负荷时气体代谢的检查称为心肺功能联合检查。
摄氧量 运动员安静时的摄氧量一般与常人无明显区别，平均为每分钟200～300ml。运动负荷时摄氧量的多少与负荷量大小、负荷方式、运动员的心肺功能水平和适应能力等因素有关。为了评定运动员的心肺功能水平常同时检查运动时的摄氧量与恢复期摄氧量，运动的负荷量不能太小，并须持续足够的时间。运动时摄氧量数值一般与心率呈正相关，运动员运动时的摄氧量较非运动员为大，这与运动员运动时心脏排血量较大，氧利用率较高和肺弥散功能较好有关。
二氧化碳排出量 其意义一般须与摄氧量结合在一起进行分析。
呼吸商 二氧化碳排出量与摄氧量之比称为呼吸商。运动员安静时呼吸商的正常值为0.7～0.85。肌肉活动时呼吸商增加，其变化大小与负荷量密切有关。运动中呼吸商可表现为三个连续阶段：
❶早期增高阶段：这是运动开始后产生的一过性的过度通气，增加了二氧化碳排出量所致。
❷下降阶段： 这一阶段的持续时间与负荷量大小有关，稳态(Steady state)时间越短，这一阶段也越短。
❸再增高阶段： 这一再增高阶段的出现主要与乳酸堆积有关。运动员在小、中、大负荷量时呼吸商可分别达到0.97±0.09,1.00±0.03,1.17±0.14。在相同的负荷量时，运动员的呼吸商低于非运动员（见表）。
肺通气量 安静时每分钟肺通气量为5～8L。运动时为了满足体内摄取氧和排出二氧化碳的需要，肺通气量随负荷量的增加而逐渐加大。小、中负荷量时每分钟肺通气量可达到30～60L，大负荷量时可达到70～90L，个别运动员可超过100L。在相同负荷量时运动员的肺通气量数值小于非运动员，而在极量负荷时运动员的肺通气量数值大大高于非运动员。
氧债 运动后氧债的多少与运动中摄氧量的多少有关。在同一负荷量时心肺功能水平越高者，运动后氧债越小。若能将运动时摄氧量与运动后氧债数值相比较，则更能表达心肺功能水平的高低。有的学者以运动后分段氧债（非乳酸性和乳酸性氧债）多少来评定功能好坏。氧脉搏 又称每搏氧量。是指每次心跳时组织吸收的氧量，可间接说明心脏排血量和氧吸收的能力。其表示安静时氧脉搏的正常值为4.1±1.3ml。运动中氧脉搏可达到15～20ml。安静时运动员此指标比非运动员稍高，而在运动中两者差别更为明显。男运动员的氧脉搏数值大于女运动员。

运动员和非运动员气体代谢各项指标的比较

性 别

负 荷 种 类

组 别

人 数

体表 面积 米2

安静时

运动中

运动后

氧 债 毫 升

恢复时间（秒）

摄氧量 毫升/ 米2·分

二氧化 碳排出 量 毫升/ 米2·分

呼 吸 商

摄氧量 毫升/ 米2·分

二氧化 碳排出 量 毫升/ 米2·分

呼 吸 商

摄氧量 毫升/ 米2·分

二氧化 碳排出 量 毫升/ 米2·分

呼 吸 商

氧

二氧 化碳

男

小 负 荷 量

一般 常人

35

1.60 ±0.09

182.7 ±35.1

175.8 ±25.7

0.96 ±0.11

454.5 ±69.2

474.8 ±69.0

1.02 ±0.16

311.1 ±46.0

320.3 ±48.3

1.08 ±0.23

851.5 ±236.4

204.0 ±55.4

217.7 ±51.6

运动员

74

1.70 ±0.10

224.9 ±44.9

210.5 ±26.2

0.94 ±0.15

570.8 ±91.9

555.6 ±80.3

0.97 ±0.09

314.9 ±45.8

363.2 ±54.0

1.08 ±0.14

910.1 ±205.8

180.5 ±36.0

199.4 ±39.9

中 负 荷 量

一般 常人

10

1.61 ±0.07

215.8 ±23.7

192.5 ±21.6

0.87 ±0.03

783.9 ±52.8

785.5 ±61.7

1.00 ±0.03

439.4 ±69.9

443.9 ±43.9

0.93 ±0.05

1987.3 ±271.9

278.0 ±29.1

260.0 ±41.6

运动员

25

1.77 ±0.18

186.0 ±31.4

155.5 ±34.2

0.82 ±0.09

773.9 ±99.3

723.7 ±65.0

0.93 ±0.05

439.4 ±69.9

411.1 ±64.5

0.93 ±0.05

2259.9 ±441.8

259.8 ±43.7

240.0 ±49.9

女

小 负 荷 量

一般 常人

35

1.49 ±0.11

171.1 ±48.6

150.6 ±38.5

0.96 ±0.17

442.0 ±46.1

460.9 ±98.0

1.05 ±0.11

278.2 ±51.2

304.2 ±64.7

1.05 ±0.11

810.9 ±185.9

194.4 ±43.5

212.0 ±45.9

运动员

26

1.52 ±0.09

196.3 ±34.2

159.5 ±27.2

0.92 ±0.13

486.9 ±87.4

483.9 ±77.5

0.99 ±0.07

272.3 ±42.7

308.1 ±61.6

1.03 ±0.12

713.9 +184.0

169.0 +33.7

185.0 ±32.8

中 负 荷 量

一般 常人

5

1.50 ±0.09

148.4 ±21.1

114.3 ±23.7

0.80 ±0.12

606.5 ±32.7

643.6 ±121.2

1.06 ±0.11

402.4 ±78.1

394.7 ±86.1

0.96 ±0.09

1935.4 ±434.4

300 ±0.01

291.0 ±11.9

运动员

15

1.57 ±0.04

166.3 ±18.3

127.1 ±17.1

0.82 ±0.09

676.4 ±53.3

595.3 ±50.4

0.88 ±0.05

368.5 ±46.7

322.1 ±43.4

0.89 ±0.01

1682.4 ±315.3

263.7 ±37.4

224.3 ±36.5

注： 本表据曲绵域等： 《实用运动医学》，1965。
摄氧量和二氧化碳排出量的恢复时间 运动员训练状态良好时，气体代谢各指标的恢复甚快。一般摄氧量的恢复时间较二氧化碳排出量的恢复时间稍快，但两者高度相关(r=0.8)。
测定气体代谢时，可以利用Douglas袋分别收集呼出气，然后用Holdane或Schlander分析仪测得其含氧量和二氧化碳排出量。把收集的呼出气送入流量计后获得肺通气量。近年来更多地利用各种物理法气体分析仪，这些仪器一般附有自动分析、自动记录和参数处理装置，使检验方法简化，结果更精确可靠。
在运动医学实践中，气体代谢的检查可作为了解少年运动员年龄阶段的特点，作为划分年龄阶段和选材的一项指标。少年运动员在完成定量负荷时心肺功能的反应较强烈，能量消耗较多，表现出机能“不节省”现象。少年年龄阶段包括13～18岁。通过气体代谢的检查有助于了解和掌握这一年龄阶段每一年龄组的特点，为安排少年的训练计划提供依据。气体代谢的检查也可作为评定运动员训练状态的指标。运动员在不同身体训练状态时，气体代谢各项指标都有明显的变化。例如运动员的训练状态提高，表现在定量负荷时单位时间内摄氧量增加，糖酵解过程减低，血乳酸堆积减少，肺弥散量增加，心脏排血量增加，动静脉氧差增大，氧利用率提高等。心、肺功能水平的这种变化就会引起气体代谢各指标的改变如摄氧量增多，肺通气量减少，氧债减少，呼吸商值降低，氧脉搏增加，氧及二氧化碳的恢复时间缩短等。