分享

我国航天员太空行走前检查耐力水平:心肺耐力如何评估?

 慧跑 2021-07-05

昨天,经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。

太空行走是指航天员离开载人航天器乘员舱,只身进入太空的出舱活动,自从载人航天以来,宇航员已实现了近百次太空行走。

由于太空是完全的失重和真空环境,所以航天员太空行走要身穿航天服,同时还要考虑到太空微重力等复杂环境对航天员人身安全可能造成的影响。

太空温度变化很大,太阳照射时温度可高于100度,无阳光时温度可低于-200度,同时存在各种伤害人体的辐射。

为保障航天员在出舱活动中能安全、健康和有效地完成任务,出舱活动中最重要的装备就是舱外航天服,其相当于一个微型航天器。

它将航天员的身体与太空的恶劣环境隔开,并向航天员提供大气压力和氧气等维持生命所需的各种条件。

航天员到舱外活动时,他身穿的航天服系统中的压力比舱内的压力要低,仅为大气压的27.5%。

正是由于航天服内的气压较低,航天员如果猛然出舱,遇到低气压后溶解在身体组织中的氮气游离出来,却不能通过血液带到肺部排出而形成气泡,可能造成气栓堵塞血管,引发严重疾病。

所以航天员出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出,以排除隐患,这一过程则简称为吸氧排氮。

在太空行走的航天员由于没有参照物,无法分清物体的远近大小,并判断其速度快慢,如无保险措施,很容易丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。所以太空行走需要采取保险措施——用安全带将航天员与航天器连接起来,防止航天员在太空中走失。

航天员需要极强的心肺耐力

保证其进行太空行走

根据介绍,我国航天员身穿总重量达到130公斤的航天服,虽然太空是失重环境,130公斤重量本身不是大问题,但把这130公斤的大家伙套在身上,还要工作就并非易事了。

这就好比说,我们在水中游泳,也是完全失重的,但你在水中运动还是要耗费很多体力。

为了检查宇航员的耐力能够应付太空行走,所以我国三名航天员在出舱前都进行了心肺耐力测试,这是一段宇航员进行心肺检测的视频画面。

我们可以看到宇航员一边在踩功率自行车,一边采用心肺功能仪测试宇航员在承受定量负荷时的摄氧量水平。

由此可见,高大上的航天活动其实与运动科学、运动生理学等等关系密切,运动也是保证航天员健康有效工作必不可少的环节。

最大摄氧量

宇航员利用心肺功能仪测试心肺耐力,说到这里就不能不提及一个重要概念——最大摄氧量。

最大摄氧量的定义是人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中,当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人的极限水平时,每分钟所能摄取的氧量就称为最大摄氧量(maximal oxygen  uptake,VO2max)。

最大摄氧量是评价耐力的经典指标,也是最精准的指标,最大摄氧量越大,则代表有氧耐力越好。

最大摄氧量没有上限,越大越好,很多运动手表也提供最大摄氧量评估。

高驰手表提供的最大摄氧量评估

男性最大摄氧量一般在35-45 ml/kg/min,女性则一般在30-40 ml/kg/min。

下表是美国运动医学会最大摄氧量评价标准,跑者可以结合手表提供的最大摄氧量评估结果对照这个表格了解自己的耐力处于什么水平。

优秀的耐力型项目的运动员通常都具有很高的最大摄氧量,马拉松运动员就是如此,但事实上,最大摄氧量最高的运动员却并非马拉松运动员。

最大摄氧量评价标准


目前已知,有明确测试数据的最大摄氧量世界冠军是一名来自挪威的自行车运动员,在世界顶级耐力选手中,我们看到一个熟悉的名字就是越野天才,有K天王之称的,世界顶级越野跑、超级马拉松、越野滑雪、高山滑雪高手基连·霍尔内特(Kilian Jornet),他在2017年完成一项壮举:

他从海拔5100米的绒布寺附近的珠峰大本营出发,采用阿式攀登耗时26小时登顶珠峰。在登顶12小时后,他顺利返回到6500米的前进营地。

最大摄氧量世界纪录

最大摄氧量受制于遗传

但后天训练影响也很大

最大摄氧量受到一定的遗传影响,这也就意味着遗传从某种程度上可以决定你的耐力天花板在哪里。

比如你的最大摄氧量潜力是50,那么无论你如何训练,你的最大摄氧量就只能到50,而50基本上就决定了你的最大配速是多少。

所以说,人的天赋不同,有些跑者经过适度训练,就能实现破3,而有些跑者即时经过艰苦的努力,也难以破3,道理也许就在这里,你的最大摄氧量天花板决定了你的耐力极限在哪里。

马拉松世界纪录保持者基普乔格在测试最大摄氧量

当然,跑者需要将耐力有极限和自己能提高多少区分开来,最大摄氧量受到遗传影响,并不表明你无法提升。

如果你目前最大摄氧量是35,那么从35提高到50,你还是能取得巨大进步,只不过当你进步到50时,再进一步就很困难了,而有些跑者最大摄氧量天花板可能是60,那么他的潜在进步空间就比你更大。

如何测试最大摄氧量

弄明白了那么重要的指标,如何去测试自己的最大摄氧量呢?

最大摄氧量有两种评价方法,一种是实验室测试。

通过在跑步机上跑步或者功率车上骑行,让你运动至个人极限,用心肺功能仪测试,就能测出你的最大摄氧量。这种方法由需要用采集分析氧气的科研级设备来测试,所以主要在运动科学实验室内进行测试。属于高大上的测试,同时也是一种直接测试最大摄氧量的方法。

第二种测试方法是间接测试最大摄氧量的方法。

在自然环境中即可进行测试,无需高精尖的设备。你只要完成规定距离的走或者跑,测试耗时就可以推算你的最大摄氧量,这种方法虽然也需要竭尽全力,但确不一定让人运动至力竭。显然第二种方法更适合大众。

以下几种测试方式,跑友们结合各自情况,选择性地进行测试。耐力比较好,有跑步基础的跑友可以选择12分钟跑,1.5英里跑,初跑者可以选择强度稍低的1英里走进行测试。

测试方法1

● 1英里(1.6公里)步行测试

受试者在水平地面上以最快速度步行1.6公里,结束后测试运动后即刻心率,并通过公式计算:VO2max=132.853-0.035×体重(公斤)-0.3877 ×年龄+6.315 ×性别-3.2649 ×时间(分钟)-0.1565 ×心率(次/分)

(男性1,女性0)

测试方法2

● 12分钟测试

通过12分钟内跑动的最大距离,公式:

VO2max=0.0268×距离(米)-11.3 或VO2max=平均跑速(米/分)×0.2+3.5

测试方法3

● 1.5英里(2.4km)测试

跑动2.4km需要的最短时间,公式:

VO2max=平均跑速(米/分)×0.2+3.5

以上三种测试方法一般在普通田径场就可以完成,跑友们不妨一测,并且根据下表评估自己的最大摄氧量。

最大摄氧量与耐力表现的关系








如何用最大摄氧量指导训练

下表显示了跑者如何用最大摄氧量指导自己的训练配速,根据丹尼尔斯训练法,乳酸阈配速应当为最大摄氧量的83-88%,下限为83%,上限为88%。

我们根据公式推导并给出了下列乳酸阈跑的上限和下限范围,低于下限就是有氧跑,分为马拉松配速跑和轻松跑,高于上限就是间歇跑。

用最大摄氧量精准指导跑步训练

有跑者看了这个表格,可能觉得配速跟最大摄氧量不一致,比如自己最大摄氧量为48,按表格的说法,最大摄氧量配速,也即间歇跑配速应当为431,而自己实际间歇跑可以跑到400;

同样,此时乳酸阈跑配速介于508-520,而自己508-520时还感觉不错,不算太累,跑到500左右才进入乳酸阈跑,如果出现这种情况,说明你在的最大摄氧量其实已经不止48,达到53左右,只有采用面罩采集气体的直接测试法才是测试最大摄氧量的金标准方法,而这样的测试只有专业的运动实验室或者某些医院运动平板测试室才能提供。

人无论身处何种环境

都需要运动健身

在太空这样特殊的环境中,由于失重使得肌肉收缩明显减少,骨骼不受力,并导致心肺功能退化、肌肉萎缩、骨质疏松,所以我们看到聂海胜、刘伯明、汤洪波三人在太空也要利用跑步机、功率车、弹力带进行健身训练,以保持身体健康和精力充沛地工作。

同样的道理,生活在地球上的我们,如果久坐不动,同样会导致机能的全面退化,人的衰老其实在很大程度上并非年龄增长的自然衰老,而是缺乏运动导致的,经常运动,能让中年的你,拥有比年轻人还要强壮的身体,这是完全有可能的。

总结

良好的心肺耐力是保证我们长时间工作的身体基础,也有效消除疲劳的身体保证。

这也是我国三名宇航员即使在太空也要进行心肺耐力测试、并且进行跑步、骑行等有氧运动以及弹力带抗阻训练的原因所在。

经常跑步会有效提升最大摄氧量,最大摄氧量也是评价耐力的金标准指标之一,你的最大摄氧量是多少呢?


👇点击原文,立即购买

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多