精英美式橄榄球运动员的动脉僵硬度、肋间肌氧合与有氧-无氧能力
精英美式橄榄球运动员动脉硬度、肋间肌肉氧合、有氧与无氧运动能力的调查研究
美式橄榄球在土耳其已成为一项日益流行的运动,而这项运动中成功的关键因素之一是发展强大的有氧和无氧运动能力。 先前的研究已调查了不同运动员群体的动脉僵硬度,包括耐力运动员、摔跤运动员、羽毛球运动员、排球运动员和足球运动员。 这些研究强调了详细的心血管和血流动力学评估的重要性,以识别潜在的风险群体,并更好地理解特定运动项目的生理适应。 在需要长时间体力消耗的运动中,最大摄氧量是表现的主要决定因素,这突出了在精英运动员群体中评估这一参数的必要性。 尽管少数研究调查了美式橄榄球运动员的有氧和无氧运动能力,但迄今为止尚无研究评估该群体的动脉僵硬度或肋间肌氧合情况。
本研究旨在调查精英美式橄榄球运动员与久坐人群相比的动脉僵硬度、肋间肌氧合、有氧和无氧运动能力以及上肢耐力。 将采用横断面研究设计。 将纳入来自加齐大学美式橄榄球队自愿参与的精英男性运动员,并将其结果与年龄和性别匹配的久坐人群进行比较。 共将招募15名年龄在18-30岁的精英男性运动员和15名久坐参与者。 所有参与者将接受动脉僵硬度、肋间肌氧合、有氧和无氧能力以及上肢耐力的标准化评估。
变量的正态性将通过目视检查以及Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk检验进行评估。 描述性统计将报告为:正态分布变量的均值、标准差和95%置信区间,非正态分布变量的中位数和四分位距(第25-75百分位数)。 分类数据将使用频率和百分比表示。 组间比较将使用独立样本t检验(正态分布变量)和Mann-Whitney U检验(非正态分布变量)进行。 分类变量将使用卡方检验进行分析。 p值<0.05将被视为具有统计学显著性。
研究概览
详细说明
美式橄榄球是一项对力量、速度、勇气、团队合作和战术智慧都有要求的运动,比赛由进攻组、防守组和特勤组三个单位进行,共分四节,每节15分钟。 除了技术和战术训练外,有氧和无氧能力、速度、耐力、身体成分、柔韧性、协调性和运动技能都是影响表现的基本因素。 从力学角度来看,美式橄榄球被归类为中等动态、中等静态的运动,而从代谢角度则主要是无氧运动。 规律的体育锻炼在心血管疾病的预防和管理中起着关键作用。 动脉僵硬度是血管健康的既定生物标志物,也是心血管风险的独立决定因素。 尽管该术语泛指动脉壁弹性降低、硬度增加或扩张性减弱,但都反映了血管顺应性受损。 进行性动脉僵硬化形成了一个恶性循环:主动脉压力升高加速血管损伤,促进左心室肥厚,增加心肌需氧量,并破坏舒张功能。 对主动脉阻抗的研究表明,长期坚持规律运动的人,其与年龄相关的动脉僵硬度增加速度较慢,尽管晚年出现的变化可能是不可逆的。
急性有氧运动已被证明能短暂改善动脉顺应性,改善幅度可达30-40%,由于血管舒张增强,大约在运动后一小时恢复到基线水平。 评估运动员肱动脉和中心血压以及脉搏波传导速度的研究表明,高水平运动不会对动脉僵硬度产生不利影响,而提出的参考值可能有助于对精英运动员群体进行更详细的心血管和血流动力学评估。 值得注意的是,目前尚无研究专门探讨精英美式橄榄球运动员的动脉僵硬度。 基于现有证据,预计这些运动员的动脉僵硬度将低于久坐人群,这表明其心血管风险降低——这一发现可能有助于更准确地识别高危群体。
评估运动员的肌肉氧代谢也至关重要。 在高强度比赛中,通气需求增加可能减少流向运动肌肉的血流,导致运动不耐受和过早疲劳。 研究表明,运动员的肋间肌氧合与峰值摄氧量密切相关。 随着通气量增加,呼吸的代谢成本和耗氧量上升,提高了呼吸肌的需氧量。 因此,向这些肌肉充分输送氧气的能力在功能上很重要,值得研究。 然而,迄今为止尚无研究评估美式橄榄球运动员的肋间肌氧合情况。
尽管已有几项研究探讨了不同运动的身体和生理特征,但专门研究美式橄榄球运动员的研究仍然有限,尤其是在该运动正在大学层面发展的土耳其。 在长时间的体育活动中,最大摄氧量是表现的关键决定因素,反映了将氧气从吸入的空气输送到骨骼肌线粒体的能力。 当运动强度超过心输出量达到平台期后,呼吸系统必须加倍努力以维持向活动组织的氧气输送。 最大摄氧量从根本上代表了骨骼肌线粒体的氧化能力;较高的数值支持在稳定生理条件下更长时间维持运动的能力。 因此,有氧能力取决于肺、心血管、血液和肌肉氧化系统的综合功能。
无氧表现也在需要高强度、短时间用力的运动中起关键作用。 此类活动的能量主要由磷酸原和糖酵解途径提供,这些途径能快速产生ATP但数量有限,而有氧代谢产生ATP的速度较慢但能力几乎无限。 磷酸原系统支持持续约15秒的爆发性运动;持续15-30秒的活动依赖于磷酸原和糖酵解途径;而持续约30秒的运动几乎完全依赖糖酵解。 无氧表现因个体和环境因素而异,但规律训练能显著增强这些系统。 无氧能力较高的运动员通常具有更高的快肌纤维含量、更大的肌肉横截面积和更优越的肌肉力量——这些因素有助于提升冲刺和爆发性下肢力量等关键表现属性。
尽管这些生理决定因素至关重要,但目前尚无研究探讨精英美式橄榄球运动员的动脉僵硬度,评估该人群肋间肌氧合以及有氧和无氧能力的研究也很少。 因此,本研究旨在评估精英美式橄榄球运动员的动脉僵硬度、肋间肌氧合以及有氧和无氧运动能力,并将这些结果与久坐人群进行比较。
研究类型
注册 (实际的)
联系人和位置
学习地点
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Çankaya
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Ankara、Çankaya、土耳其(türkiye)、06490
- Gazi University Faculty of Health Sciences Department of Cardiopulmonary Physiotherapy and Rehabilitation, Ankara, Çankaya 06490
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
接受健康志愿者
取样方法
研究人群
描述
精英美式橄榄球组的纳入标准:
- 为18-30岁的男性运动员
- 自愿参与
精英美式橄榄球组的排除标准:
- 存在任何可能干扰测量的急性感染、骨科、神经或感官问题(听力、视力或配合困难)
- 有吸烟史
- 有饮酒史
- 有COVID-19感染史
- 使用药物或抗氧化补充剂
久坐组的纳入标准
- 为18-30岁的男性
- 自愿参与
久坐组的排除标准
- 包括任何可能干扰评估的急性、骨科、神经或感官状况
- 有规律运动习惯
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
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美国精英男子橄榄球运动员
记录了人口统计学特征。
精英美式足球组的纳入标准为:年龄在18-30岁之间的男性运动员,并自愿参与研究。
排除标准包括:存在任何可能干扰测量的急性感染、骨科、神经或感官问题(听力、视力或合作困难),有吸烟、饮酒或COVID-19感染史,以及使用药物或抗氧化补充剂。
有氧运动能力通过递增往返步行测试(ISWT)评估,无氧运动能力通过垂直跳跃测试评估,动脉僵硬度通过SphygmoCor® XCEL脉搏波分析(PWA)动脉图仪评估,肋间肌氧合通过Moxy®肌肉氧监测仪评估。
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健康对照组
记录了人口统计学特征。
久坐组(根据世界卫生组织指南,久坐个体被定义为每周进行少于150分钟中等强度体力活动或等量活动者,纳入标准为年龄18-30岁的男性志愿者,排除标准包括可能干扰评估的任何急性、骨科、神经或感觉系统疾病,以及有规律运动习惯者。
有氧运动能力通过递增往返步行测试(ISWT)评估,无氧运动能力通过垂直跳跃测试评估,动脉硬度通过SphygmoCor® XCEL脉搏波分析(PWA)动脉图评估,肋间肌氧合通过Moxy®肌肉氧监测仪评估。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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动脉僵硬度
大体时间:第一天
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动脉僵硬度采用SphygmoCor XCEL®系统(AtCor Medical,澳大利亚悉尼)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
该设备提供了主动脉收缩压(SBP)、主动脉脉压(APP)、增强压(AP)、增强指数(AIx)、心率校正增强指数(AIx@75)、主动脉舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、心率(HR)和射血时间(ED)的测量值。
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第一天
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主动脉收缩压(SBP)
大体时间:第一天
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主动脉收缩压(SBP)采用SphygmoCor XCEL®系统(澳大利亚悉尼AtCor Medical公司)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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主动脉脉搏压(APP)
大体时间:第一天
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主动脉脉压(APP)通过SphygmoCor XCEL®系统(AtCor Medical,澳大利亚悉尼)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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增强压力 (AP)
大体时间:第一天
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增强压力(AP)采用SphygmoCor XCEL®系统(AtCor Medical,悉尼,澳大利亚)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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心率校正增强指数(AIx@75)
大体时间:第一天
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心率校正增强指数(AIx@75)采用SphygmoCor XCEL®系统(澳大利亚悉尼AtCor Medical)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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主动脉舒张压(DBP)
大体时间:第一天
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主动脉舒张压(DBP)采用SphygmoCor XCEL®系统(AtCor Medical,澳大利亚悉尼)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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平均动脉压(MAP)
大体时间:第一天
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采用SphygmoCor XCEL®系统(澳大利亚悉尼AtCor Medical公司)对动脉僵硬度进行无创评估,该系统是一种经证实具有有效性和可靠性、用于评估中心血流动力学参数的设备。
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第一天
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心率(HR)
大体时间:第一天
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心率(HR)采用SphygmoCor XCEL®系统(澳大利亚悉尼AtCor Medical公司)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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射血持续时间 (ED)
大体时间:第一天
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射血时间(ED)采用SphygmoCor XCEL®系统(AtCor Medical,澳大利亚悉尼)进行无创评估,该设备在评估中心血流动力学参数方面具有公认的有效性和可靠性。
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第一天
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肌肉氧合
大体时间:第一天
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肌肉氧合情况采用Moxy®监测仪(Fortiori Design LLC,美国明尼苏达州)进行评估,这是一款小巧、轻便、无线近红外光谱(NIRS)设备,可测量底层肌肉组织毛细血管床中的局部肌肉氧饱和度(SmO₂)和总血红蛋白(THb)。
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第一天
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有氧运动能力
大体时间:第一天
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最大运动能力通过ISWT进行评估,这是一种标准化的、外部控制节奏的、症状限制性的场地测试,以每分钟递增的方式逐步提高步行速度。
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第一天
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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无氧运动能力
大体时间:第一天
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无氧能力通过垂直跳跃测试(VJT)进行评估,这是一种有效且实用的现场评估下肢爆发力和无氧运动表现的方法。
测试在标准化条件下的平坦、防滑表面进行。
参与者直立站立,双脚与肩同宽,双臂完全向上伸展以确定站立摸高高度。
随后进行最大幅度的反向跳跃,通过快速屈膝并爆发性伸展下肢完成,过程中不使用手臂辅助。
记录跳跃摸高高度,垂直跳跃高度计算为站立摸高与跳跃摸高之间的差值。
测试重复3-5次,每次试验之间有充分休息以最大程度减少疲劳,分析时采用最高跳跃高度。
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第一天
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厌氧功率
大体时间:第一天
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无氧功率通过垂直跳跃测试进行评估,并使用基于跳跃高度和体重的验证公式进行计算。
参与者在标准化的热身活动后进行最大幅度的反向运动垂直跳跃。
双手置于髋部以尽量减少上肢的贡献。
跳跃高度使用经过验证的系统进行测量,并采用获得的最高值进行分析。
无氧功率(W)的计算公式为 √(4.9 × 体重 [kg]) × √(跳跃高度 [m])。
该方法提供了下肢无氧功率的间接但可靠的估计,反映了在短时爆发性运动中产生高功率输出的能力。
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第一天
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合作者和调查者
调查人员
- 研究主任:Meral Boşnak Güçlü, Prof、Gazi University
- 学习椅:Betül Yoleri, MSc、Gazi University
- 首席研究员:Neslişah Tunçay, Pt、Gazi University
- 首席研究员:Aleyna Gökdeniz, Pt、Gazi University
- 首席研究员:Bünyamin Ertuş, Pt、Gazi University
- 首席研究员:Esin Yağmur Kart, Pt、Gazi University
出版物和有用的链接
一般刊物
- Ross A, Leveritt M. Long-term metabolic and skeletal muscle adaptations to short-sprint training: implications for sprint training and tapering. Sports Med. 2001;31(15):1063-82. doi: 10.2165/00007256-200131150-00003.
- Mayorga-Vega D, Aguilar-Soto P, Viciana J. Criterion-Related Validity of the 20-M Shuttle Run Test for Estimating Cardiorespiratory Fitness: A Meta-Analysis. J Sports Sci Med. 2015 Aug 11;14(3):536-47. eCollection 2015 Sep.
- Allen TW, Vogel RA, Lincoln AE, Dunn RE, Tucker AM. Body size, body composition, and cardiovascular disease risk factors in NFL players. Phys Sportsmed. 2010 Apr;38(1):21-7. doi: 10.3810/psm.2010.04.1758.
- Bangsbo J, Mohr M, Krustrup P. Physical and metabolic demands of training and match-play in the elite football player. J Sports Sci. 2006 Jul;24(7):665-74. doi: 10.1080/02640410500482529.
- Perrey S, Quaresima V, Ferrari M. Muscle Oximetry in Sports Science: An Updated Systematic Review. Sports Med. 2024 Apr;54(4):975-996. doi: 10.1007/s40279-023-01987-x. Epub 2024 Feb 12.
- Ashor AW, Lara J, Siervo M, Celis-Morales C, Mathers JC. Effects of exercise modalities on arterial stiffness and wave reflection: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. PLoS One. 2014 Oct 15;9(10):e110034. doi: 10.1371/journal.pone.0110034. eCollection 2014.
- Kresnajati S, Lin YY, Mundel T, Bernard JR, Lin HF, Liao YH. Changes in Arterial Stiffness in Response to Various Types of Exercise Modalities: A Narrative Review on Physiological and Endothelial Senescence Perspectives. Cells. 2022 Nov 9;11(22):3544. doi: 10.3390/cells11223544.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
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