運動生理學網站 會員:未登錄 登入 忘記密碼 申請加入會員  會員4469  部落格1  


運動生理週訊全部文章 回週訊首頁

運動生理週訊運動生理週訊電子報
Online ISSN : 1814-7712
版權所有 未經同意 請勿轉載或節錄

運動常識 訓練概論 能量來源 呼吸循環 肌肉骨骼 運動體能 訓練方法
身體組成 運動營養 運動環境 運動傷害 研究方法 網站發展 相關訊息

主題:馬拉松比賽的運動心跳率
發言 : scwang 時間 : 17/03/03(00:27:08) From : 118.171.28.19 分類 : 運動常識
運動生理週訊(第353期)

馬拉松比賽的運動心跳率(March.3.2017)

王順正、林玉瓊、王鶴森

  2017 臺北渣打公益馬拉松 (Taipei Standard Chartered Marathon, 2017年2月12日),是台灣目前最受歡迎的馬拉松比賽之一。臺灣師大體育學系王鶴森教授參加男50-59歲全程馬拉松比賽,比賽成績大會時間03:33:02、個人時間03:32:34 (11.9 km/hrs),總名次318名 (3167人、89.99%)、分組名次39名 (515人、92.62%)、性別名次302名 (2721人、88.94%)。

運動生理週訊第353期 馬拉松比賽的運動心跳率 運動生理週訊第353期 馬拉松比賽的運動心跳率  透過garmin Fenix hr3的手腕裝置 (手錶),紀錄鶴森教授馬拉松比賽全程的運動心跳率,發現51歲的鶴森教授運動心跳率最大值為197 bpm、平均心跳率為178 bpm,依據Garmin運動心跳率區間5的運動時間長達02:41:35 (佔運動全程76%)、區間4的運動時間為44:01 (佔運動全程21%),區間3的運動時間為7:01 (佔3%)。實際上,比賽過程的手錶記錄溫度介於16℃至26℃之間 (根據中央氣象局的記錄,當天6:00∼10:00的氣溫是12.7-14.4 ℃!),比賽路程的海拔高度變化也不大。

  3小時30多分鐘的馬拉松跑步期間,盡管前面2個半小時的跑步速度相當一致,大約都在每公里4分50秒左右,但是心跳率在前面40分鐘逐漸的由150 bpm增加到180 bpm,然後維持這個心跳率長達2小時左右,一直到鶴森教授在2小時30分鐘左右停下來補充水分,同時跑步速度慢慢降低,心跳率在這個時候出現約十幾分鐘的降低現象,最後約50分鐘的時間,盡管跑步速度已經顯著的降低,心跳率仍然又逐漸增加到180 bpm,一直到比賽結束。依據運動生理學的基本概念來看,以高於220-年齡的最大心跳率預測值 (鶴森教授預測的最大心跳率為220-51歲=169),持續運動超過2小時的現象 (實際上鶴森教授運動過程時的心跳率超過180 bpm),實在是超乎運動生理學理論範圍,可是這又是實際存在的事實。

運動生理週訊第353期 馬拉松比賽的運動心跳率
馬拉松比賽各公里配速與心跳率對照圖

  長時間運動時的心跳率不穩定現象,其實經常出現於長時間的耐力運動上。王順正 (1999) 在運動生理週訊第17期「運動強度的判定(心跳率)」中,有討論到利用心跳率來評量運動強度時,「運動時間太長時,可能形成心跳率評量運動強度百分比的失真」的問題。Wagner and Housh (1993) 提出心跳穩定閾值強度 (physical working capacity at the heart rate threshold, PWCHRT) 的概念時,即發現只有在極輕的強度運動時,心跳率才有可能出現穩定。就算運動的強度不高,長時間的運動時,要讓心跳率維持固定其實是相當困難的。Coyle與Gonzalez-Alonso (2001)、王予仕 (2006) 、王順正與林玉瓊 (2014) 指出這種運動心跳率會隨運動時間增加的特殊運動生理現象,稱為「心血管循環轉變 (cardiovascular drift)」或稱為「心臟循環轉變 (cardiac drift)」。

  Coyle 與 Gonzalez-Alonso (2001) 的研究,整理過去的相關研究文獻發現,當以中等強度運動時間超過10分鐘後,心跳率會因為心臟每跳輸出量 (Stroke Volume, SV) 與平均動脈壓 (Mean Arterial Pressures, MAP) 的降低,進而造成心跳率的漂移轉變 (drift) 現象 (下圖左)。而且,人體長時間運動 (超過20分鐘長時間運動) 時,因為流汗與水分供應不足,會導致總血液量、平均動脈壓、心輸出量、心臟每跳輸出量等生理現象下降,進而造成運動時的心跳率上升 (下圖右)。運動過程的水分流失、體溫增加、交感神經活動提高都可能是造成心血管循環轉變的原因 (王順正與林玉瓊,2014)。Wingo, Ganio 與 Cureton (2012) 的研究指出,心血管循環轉變是指人體在中等強度運動下,持續運動超過10分鐘後,開始出現心跳率逐漸增加、心臟每跳輸出量逐漸減少的生理現象,這種現象將可能會伴隨出現相對強度增加、最大攝氧量降低的狀況。

運動生理週訊第353期 馬拉松比賽的運動心跳率 運動生理週訊第353期 馬拉松比賽的運動心跳率
運動時心血管循環轉變的特殊生理現象 (Coyle & Gonzalez-Alonso, 2001)


運動生理週訊第353期 馬拉松比賽的運動心跳率  Hartwell, Volberding 與 Brennan (2015) 以20名大學男性划船選手為對象,進行65%HRR強度的划船運動60分鐘,研究結果發現受試者平均心跳率在運動開始後就有逐漸增加的現象 (運動後3分鐘的划船負荷為 199.95±25.63 watts、平均心跳率為149.16±6.67 bpm,運動第60分鐘的划船負荷為199.40±23.77 watts、平均心跳率為 168.37±8.43 bpm,右圖)。由此可見,65%HRR強度的60分鐘長時間划船運動,確實也會有心血管循環轉變現象。

  但是,Mikus等 (2008) 針對DREW (Dose Response to Exercise in Women) 的研究中,發現針對326位平均年齡57歲、體重過重 (BMI 25-34)、停經的坐式生活型態女性,進行4 kkw (kilocalories per kilogram body weight per week, 每週進行每公斤體重4千卡的能量消耗)、8 kkw、12 kkw的運動時 (強度約50%VO2peak、3 METS、平均運動心跳率約106-108 bpm),經過24分鐘、42分鐘、60分鐘的長時間運動後,運動最後階段的心跳率僅增加1-4 bpm、METS則都沒有改變。似乎當運動強度低到攝氧峰值得50%時,心血管循環轉變的現象就會不明顯?

  事實上,王順正、林玉瓊 (2014) 在運動生理週訊第311期「心血管循環轉變對運動心跳率判定運動強度的影響 的文章中指出,在熱環境下運動時,運動心跳率評量運動強度的百分比顯然會有高估現象,而且運動時間越長高估的幅度越明顯。而且,當環境溫度增加、沒有使用散熱設備的情境下,運動心跳率確實會逐漸增加,提高了運動心跳率判定運動強度的困難度。「使用運動心跳率判定運動強度、或者以運動心跳率控制運動強度時,有必要針對環境溫度、濕度等,可能影響運動心跳率高低的變項,提出必要的說明,做為高估運動強度幅度的判定依據」。

  對於王鶴森教授參加馬拉松比賽過程的運動心跳率變化來看,就算環境溫度在12-15 ℃,運動心跳率的心血管循環轉變狀況仍然相當顯著,而且出現超過最大心跳率的時間長達2小時40分鐘以上的狀況。有鑑於此,運動強度、運動時間、運動者體能狀況、…對於心血管循環轉變的影響為何?將是馬拉松比賽過程監測運動心跳率價值的重要條件。

引用文獻

王予仕 (2006)。運動時的心血管循環轉變(cardiovascular drift)。運動生理週訊,218。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=218

王順正 (1999)。運動強度的判定(心跳率)。運動生理週訊,17。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=17

王順正、林玉瓊 (2014)。心血管循環轉變對運動心跳率判定運動強度的影響。運動生理週訊,311。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=311

Coyle, E. F., & Gonzalez-Alonso, J. G. (2001). Cardiovascular drift during prolonged exercise: new perspective. Exercise and Sports Science Reviews, 29(2), 88-92.

Hartwell, M. L., Volberding, J. L., & Brennan, D. K. (2015). Cardiovascular drift while rowing on an ergometer. Journal of Exercise Phyiology, 18(2), 95-102.

Mikus, C. R., Earnest, C. P., Blair, S. N., & Church, T. S. (2008). Heart rate and exercise intensity during training: observations from the DREW study. British Journal of Sports Medicine, 43(10), 750-755.

Wagner, L. L., & Housh, T. J. (1993). A proposed test for determining physical working capacity at the heart rate threshold. Research Quarterly for Exercise and Sport, 64(3), 361-364.

Wingo, J., Lafrenz, A. J., Ganio, M. S., Edwards, G. L., & Cureton, K. J. (2005). Cardiovascular drift is related to reduced maximal oxygen uptake during heat stress. Medicine and Science in Sports and Exercise, 37(2), 248-255.

Wingo, J. E., Ganio, M. S., & Cureton, K. J. (2012). Cardiovascular drift during heat stress: implications for exercise prescription. Medicine & Science in Sports & Exercise, 40(2), 88-94.

 共有 0 回應


  回上頁   發表回應
運動生理學網站 台灣高地訓練服務平台
運動生理學網站 成績預測與訓練處方
IfitV

epsport-ad

運動生理學網站APP下載
網路體育學院
大專高爾夫學刊
Google+

運動生理學網站
epsport-ad

運動科學教育研究室
教育部體適能網站
台灣運動生理暨體能學會
華人運動生理暨體適能學者學會
中國運動生理學會
ACSM
運動科學論壇
O.K. 運動訓練科學網
Suncity 山城貿易