【NSCA】认识影响最大摄氧量的生理影响因素，提高心血管健康通读全文前，你需要了解以下专有名词：1. 摄氧量（VO2）：是测量一个人透过呼吸系统，将氧气利用心血管系统运送到工作组织（主要为肌肉），组织能够利用氧气的能力。2.最大摄氧量（VO2max）：运动强度达到最大时，机体所摄取并提供组织细胞消耗的最大氧量。3.心输出量（Q）:心脏每分钟将血液泵至周围循环的血量，可反映整个循环系统的功能状况。4.每搏输出量（Stroke Volume）指一次心搏，一侧心室射出的血量，简称搏出量。5.氧化磷酸化 （Cardiac Output）：生物化学过程，发生在真核细胞的线粒体内膜或原核生物的细胞质中，是物质在体内氧化时释放的能量通过呼吸链供给ADP与无机磷酸合成ATP的偶联反应。6.糖酵解作用（Glycolysis）：无氧的条件下，葡萄糖进行分解，形成乳酸并提供能量的过程。一、引言运动生理学家认为：最大摄氧量（VO2max）预测个体心血管健康和总体健康情况的最佳指标，VO2max是指在剧烈运动时人体消耗、运输和输送到运动骨骼肌的最大氧气量(2,3)。测定最大摄氧量在健康领域应用广泛，例如诊断老年人是否患有心脏病、测试优秀运动员的最佳表现。传统意义上的有氧训练计划是为了提高个体最大摄氧量及其他相关生理指标，激发关键长期适应。强度大于60%VO2max的有氧训练（例如跑步、单车）测试结果表明：即使只训练2-3个月，个体最大摄氧量也有显著提高（例如：提高15% - 20%）。然而，许多生理因素都会影响最大摄氧量的提升效果，除了执行特定的有氧训练变量，训练强度和持续时间也对提高人体最大摄氧量起着关键作用，因此，本文将探讨VO2max的生理影响因素及其在心血管系统提升中的作用。想要充分理解最大摄氧量的影响因素，首先需要了解其组成成分。例如，遗传学研究表明在未经训练的人群中，VO2max的个体差异率高达50%，通过长期有氧训练，有的个体最大摄氧量仅提高了2%-3%,有的可以提高50%。性别差异也是影响最大摄氧量阈值的重要因素之一。在相同训练量的情况下，男性有氧运动能力更为突出，因为男性体脂低，心脏体积大，血红蛋白含量高，氧气运输效率高。除这些因素外，限制VO2max的还有两个基本因素：中心因素和外周因素，这两个因素导致个体间最大摄氧量存在较大差异。二、中心因素中心因素，即心输出量(Q)，等于心率（HR）X每搏输出量（SV）。通过测量每分钟心跳次数可以测得心率，心率对心输出量具有极大影响，进而影响到VO2max。随着运动强度的增加，HR以线性方式增加，直到达到最大HR。每搏输出量（SV）是指心脏每搏所泵出的血液量，随运动量的增加而线性增加。未受过训练的个体在剧烈运动回合中SV约稳定在最大摄氧量的40% ，这种稳定峰值通常出现在心率过快以致于心室在下一次收缩之前没有足够的时间充满血液的情况下。然而对于受过高强度训练的运动员来说，他们的每搏输出量（SV）并不稳定，在达到最大摄氧量（VO2max）之前会一直增加。这种现象的发生是因为长期有氧训练使运动员次最大心率降低，心室充盈时间延长，心肌收缩能力与心排血量增加。SV适应和长期有氧训练是VO2max增加的主要原因，而最大心率一般不受影响或略微降低。而且，Q被认为是产生70%-85%个体差异的主要影响因素。例如，当对有/无受体能训练的个体全身肌肉参与运动时进行测试，Q是引起摄氧量发生变化的主要原因。此外，有氧运动适应性锻炼不仅有益于提高心血管能力，整体健康状况也会得到改善，这也证实了VO2max中心因素是其限制因素的说法。中心因素对于提高VO2max整体训练效果有着显著影响，但考虑到有氧训练后的生理变化时，外周因素的影响也不容忽视。三、外周因素最大摄氧量的外周影响因素（例如：动静脉氧差）取决于：毛细血管与线粒体密度、肌纤维类型、氧化磷酸化速率。动静脉氧差是指血液通过活跃的肌肉组织后动、静脉之间氧气浓度的差异。在渐进式增量运动中，由于骨骼肌对氧气的需求增加，动静脉氧差随运动强度（功率）线性增加，直至最大程度。通过长期有氧训练，可以增加动静脉氧差，这大约占50%的最大摄氧量增加。下面几个因素可以解释动静脉氧差的增加。外周因素中对最大摄氧量影响最大的是毛细血管密度的增加，这减缓了血液流经活跃肌肉组织的速度。随着运动强度的增加，血流减缓使得更多的氧气能够从血红蛋白扩散到肌红蛋白。此外，Honig等人指出如果没有外部扩散梯度差（氧气从血液输送到骨骼肌的能力），摄氧量就不会增加，因此，最大摄氧量的外周因素取决于线粒体摄取氧气的能力；因此，组织扩散是外周因素的限制因素。虽然全身运动时的最大摄氧量受身体将富氧血液循环到肌肉组织的能力的影响，但它并不是运动时耗氧量的唯一影响因素。研究表明：个体内线粒体密度在经受长期有氧运动期间可能会翻倍，一次低容量、高强度间歇性训练被证实能够促使活跃成年人体内线粒体的合成。此前有研究指出：线粒体密度增加2.2倍时，久坐男性人群的最大摄氧量提高了20%-40%。然而，最大摄氧量相近的个体线粒体密度可能存在较大差异，差异大小为2倍范围以内。因此，最大摄氧量（VO2max）受身体输送氧气能力的影响，而不受线粒体消耗氧气能力（外周因素）的影响，所以线粒体密度对最大摄氧量的影响被减弱。除上述影响因素外，最大摄氧量还受个体肌纤维类型组成的影响。随着运动强度的增加，发挥作用的肌纤维类型由I型向转变至II型，能量来源随之从氧化磷酸化转变为糖酵解。为了保持三磷酸腺苷的产生与运动强度相匹配，糖酵解途径成为产生能量的主要来源，氢离子(H+)增加，乳酸积累导致疲劳。这种机制在II型肌纤维比例大于I型肌纤维比例的个体中发挥着重要作用。随着I型肌纤维的减少，II型肌纤维需要更早的发挥作用以满足高强度运动增加的能量需求。此外由于遗传倾向性，I型肌纤维占比更高的人群比II型肌纤维占比更高的人群更快地适应耐力训练。这种适应来源于I型肌纤维中线粒体和毛细血管密度的增加。四、实践思考心血管健康是影响人群整体健康的主要因素。尽管诸多因素限制最大摄氧量的提升，但传统建议是坚持每周进行至少三次、强度为50%VO2max以上、持续20-60分钟的大肌肉群动态锻炼。健身教练需要明白个体之间的最大摄氧量改善效果差异很大，有的客户VO2max提升效果仅为2%-3%，有的高达50%。对于受过中等训练的耐力运动员中的高反应者，即使40%-50%VO2max的训练，其VO2max提高效果也很显著，而对于低反应者想要获得同样的效果则需要加大训练强度（例如：大于70%VO2max的训练）。因此，可以通过改变有氧训练计划的持续时间、强度以提高最大摄氧量。通过了解影响VO2max的潜在生理因素，教练可以实施各种方法以改善客户的心血管健康状况。}