试议法学人体运动能量消耗测量的办法学分析本科生毕业365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐

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  1009-9328(2013)09-000-02

  摘 要 对人体运动能量消耗测量方法的研究一直是医学营养学和运动学界研究重点和难点,随着科学技术的发展,对人体运动能耗的测量方法也出现多种,测量方法也向精确、简单、实用性方向发展。本文通过文献综述和专家咨询的方式对现今几种常用检测方法的特点、优劣性、实用性作一比较,认为心率检测法和加速度传感器方法联合应用是能耗测量方法的首选。希望本研究能给有关能量领域的研究者提供思路。

  关键词 运动能量消耗 测量 双标水技术 心率记录法 加速度计法 间接测热法

  一、引言

  身体活动作为人类行为的一个重要部分,与人类健康和疾病的状况有着一定的关系。人在每天的日常生活中要进行各种活动,在活动过程中,通过摄取物质而得到的能量又以热量和做功的形式消耗出去,不同的人和不同的运动量,能量消耗的程度也不一样。本研究通过文献资料法、专家咨询调查法和比较法对当今身体活动能量消耗的检测方法进行了归纳、总结、分析,并对各种测量方法的优缺点进行了探讨,以供后来研究者提供方法学参考依据。

  二、双标水技术测量人体运动能量消耗

  双标水(Doubly labeled water DLW)技术由美国学者Lifson于1955年发明,1966年此技术才发展成为动物能量消耗测试的一种新方法,但直到1975年,这种技术才真正用于人体运动能量的消耗测试。最初,由于同位素18O和2H稀缺,而且测量时用量较大,这种技术一直受到成本的限制而致推广使用受限。但随着同位素比率质谱分析仪的出现和同位素价格的下调,双标水技术逐渐取代间接测热法成为能耗测量的金标准。现在此方法已初步应用于体育科学领域的实验室研究和场地研究中,是目前评价能量代谢最准确的方法。但其仍然相对昂贵的试剂价格限制了此方法在营养科学和流行病学大样本人群中的应用。利用DLW方法来评定其它能量代谢评价方法的准确性,并由此制定区域性人群饮食热量摄入标准,是目前此方法研究的主体。近几年DLW方法在****和儿童肥胖、慢性病等流行病学方面的研究成果,也引人关注。DLW方法实际上是通过摄入含有18O和2H标记的水,把受试个体纳入到同位素代谢循环中,其中2H在体内是以水的形式代谢,而18O则以水和二氧化碳的形式代谢。这样,在特定的稳态下,通过两种同位素在体内消耗率的差别,根据间隔曲线精确计算出二氧化碳的产出量,利用热量计算的间接法即可得出与二氧化碳产出量等价的机体能耗量[4]。

  (一)DLW方法的优点

  1.准确性高:无论是在实验室或场地试验中,DLW的准确性在目前的间接能量测试方法中都是最高的,误差率仅为3~5%。2.实验期间不影响受试者的日常活动,使测试真正保持其正常的活动状态。3.适用对象范围广,不受年龄、性别限制。4.无创伤性:DLW测试样本一般为尿液或者唾液,无需取血,所以这也是此方法比较受欢迎的原因。5.DLW可以与基础代谢(BMR)测试相结合,准确衡量活动能量代谢水平。

  (二)DLW方法的缺点

  1.同位素价格昂贵,大大限制了此方法的推广应用。2.测试样本的花费较高,同时测试仪器较昂贵,并要求较专业的测试人员才能完成。所以现在有不少研究者在考虑如何简化测试程序,降低费用。3.4~21天的TEE测试结果不能具体反映受试者每天的活动情况,所以详细的活动细节、活动内容、活动时间还必须有其它问卷记录或其它简单方法作参考。

  三、心率记录法测量人体运动能量消耗

  人体随着运动强度加大,相应心率也会增加,氧耗量也随着增加。心率的变化一定与人体运动能量消耗有某种关系。通过监测运动中心率变化同时DLW方法或者间接测热法计算运动中能量消耗,这种心率变化和能量消耗量之间对应关系的存在就为直接通过运动中心率监测来推算运动中能量消耗提供可能。

  四、加速度计测量人体运动能量消耗

  加速度计用来测量身体运动能耗的原理是根据牛顿力学定律:所有的身体活动都依赖于肌肉收缩,以热量耗散或对外做功的形式消耗能量,身体活动具有动力学的性质,与此同时,人在承受重量的过程中还具有静力学的性质,人静止时虽然没有输出机械功,但肌肉保持一定的张力,仍需消耗能量。定量测量能量消耗可以直接用热力学方法,但直接测量有许多缺点。用加速度计测量可以避免直接测量法的缺点。大量实验数据表明,身体运动加速度对时间的积分与能量消耗或耗氧量成线性关系,故测量出身体加速度绝对值的积分,即可对能耗进行较好的评估。但对不同体重的人进行测量时,尽管从事相同的运动,得出的结果也会有差异。

  但

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是,在实际运用过程中,单纯的测量身体加速度对准确测量身体活动情况还有一定局限性。比如当受测者佩带加速度计乘车时,虽然人没有运动,但由于车身的振动而使加速度计有输出,这时就需要参考心率来进行研究。美国学者Strath SJ选取16个男性和14个女性成年人进行实验,分别使用心率监测测量法、加速度传感器法、心率监测+加速度传感器和间接测热计四种方法对所有运动中的受试对象进行运动能量消耗测量,用间接测热计测得数值作为标准,其它三种方法测量值与之比较,结果发现:心率监测法数值高于标准值,加速度传感器测量值低于标准值,而心率监测+加速度传感器法测量值与标准值极为接近。加速度传感器中加有心电测量装置,心电和身体加速度的测量装置被装在一个外壳里,可以无干扰的对受试者进行连续24小时的测量,通过计算R-R间期测出心率,加速度传感器输出信号经积分器进行积分,当积分电压超过一定值时,积分器复位一次,一分钟内积分器复位的次数即为加速度计的输出,单位是每分钟计数。因此心率监测+加速度传感器法联合测量人体运动能量消耗结果比较准确可靠,而且不受到其它条件的限制。

  五、间接测热法

  开放式间接测热法的经典方法是Douglas-Haldane法。这一方法主要是两部分组成。第一部分是通过装有呼吸活瓣的口鼻罩,把人体一定时间内的呼出气体收于“多氏袋”(Douglas bag)中,然后经气量计测量袋中气量,最后计算成标准状态下每分钟通气量。第二部分是用Haldane气体分析器分析呼出气样品中的O2、CO2的含量。分析结果与外界空气成分比较,结合通气量即可计算得出氧耗量。目前,开放式间接测热法有很大的改进,随着气体交换装置的改进,可以使气体收集与分析持续进行,主要是采用小型干式气量计,电极法分析O2与CO2。这两部分整个组装在一个背囊内,受试者穿戴这一装置,可以进行较长时间的能量消耗测定。此方法计算人体运动能耗比较准确,但是收集气体需要专门的仪器和人员;人体在运动时要戴口罩,对运动形式也有一定限制,只适合于实验室测量使用。

  六、结论

  双标水技术测量人体运动能量消耗是人体运动能耗测量的金标准,但在实际应用过程中由于试剂材料价格昂贵,测试比较繁琐而且需要专门的技术人员和仪器才能完成,测试结果也不能反映当天的活动情况。因此,此方法很难在大样本流行病学调查中推广应用,只能在较小样本中使用,或者作为检测其他能量评定方法的标准。活动记录法、膳食调查法、计步器和活动计等测量方法比较简单,但结果不够精确,只能粗略估算能量消耗量,受到主观因素的影响比较大,因而无法在精
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