申 霖
(廣東第二師范學院體育學院,廣東 廣州 510303)
在競技類體育項目的訓練過程中,作為訓練過程主導者的教練員,最關(guān)心2個問題:1)是在訓練中施加給運動員的負荷是否合適,即MRV (maximum recoverable volume最大可恢復性負荷)的控制;2)是運動員機體對施加的負荷是否產(chǎn)生了預期的反應(yīng)。為了對上述2個問題進行有效控制,教練員常借助于一些生理生化的測試方法,在運動員提高競技能力的系統(tǒng)訓練過程中,對其承受的負荷是否過大、訓練的形式是否適宜等問題進行判斷。
血乳酸是一項了解機體對訓練負荷承受能力和恢復程度的常用生理學指標,以此指標為基礎(chǔ)、在多個體能主導類項目中采用的乳酸閾測試方法,可以有效判斷運動員的機能狀態(tài),幫助教練員調(diào)節(jié)和控制運動量,安排好訓練節(jié)奏。但在乳酸閾測試的應(yīng)用過程中,許多專家學者發(fā)現(xiàn)乳酸閾值受測試者性別、年齡、訓練水平、快慢肌比例、運動項目、測試環(huán)境、甚至近期服用的藥物種類等相關(guān)因素的影響,無論是采用何種的乳酸閾測試體系,測試出的結(jié)果都帶有較大誤差與不嚴謹性,因此對乳酸閾測試方法的可靠性提出較大質(zhì)疑。
目前常見的乳酸閾測試方法,常以計算出的閾值作為訓練評價和監(jiān)控手段,而根據(jù)同一隊員2次測試所呈現(xiàn)出的乳酸閾功率曲線形狀進行評價的方法較為少見。廣東皮劃艇隊在第9屆、第11屆全運會周期的備戰(zhàn)過程中,聘請了前東德柏林劃船中心主教練Manfred ARNDT來組織和實施整個訓練過程。在其訓練體系中占有重要位置的訓練監(jiān)控,就是根據(jù)乳酸閾功率曲線形狀進行訓練效果的評價,并以此作為下一階段訓練調(diào)控的依據(jù)。筆者在第11屆全運訓練周期作為Manfred ARNDT的助手,對其主導的整個訓練過程進行了全程跟蹤,并對其使用的乳酸閾功率曲線評價方法進行了深入學習與研究。本文旨在闡述乳酸閾功率測試內(nèi)容的基礎(chǔ)上,對以乳酸閾功率曲線的形狀進行訓練監(jiān)控的理論依據(jù)與應(yīng)用進行分析與研究。
1.1 研究對象 以乳酸閾功率曲線的形狀變化特征及相應(yīng)的生理學基礎(chǔ)及訓練學意義為研究對象。
1.2 研究方法
1.2.1 文獻資料法 通過中國知網(wǎng)、萬方數(shù)字資源等中文學術(shù)數(shù)據(jù)庫,以“乳酸閾”為關(guān)鍵詞進行搜索;通過EBSCO體育學數(shù)據(jù)庫、百度學術(shù)搜索、CASHL文獻傳遞等數(shù)據(jù)庫搜索引擎,以“l(fā)actate threshold”“l(fā)actate anaerobic threshold”等為關(guān)鍵詞進行檢索。經(jīng)篩選后,共查閱相關(guān)中文文獻70余篇,外文文獻37篇,為本論文的研究做好前期理論準備基礎(chǔ)。
1.2.2 專家訪談法 向該測試體系的國內(nèi)引入者,前東德籍皮劃艇教練Manfred ARNDT進行深入探討,通過參加各種培訓及會議機會,通過口頭及電子郵件的形式向相似測試方法使用者及相關(guān)理論研究學者進行訪談(表1)。
表1 調(diào)查訪談對象
表2 乳酸閾測試系統(tǒng)示意
1.2.3 定性分析法 運用定義法、比較法、歸納法等定性分析方法,在對乳酸閾功率曲線的所有可能情況進行細分和篩選后,對篩選后的不同類別乳酸閾功率曲線形狀特征進行分析,找出差異并進行歸納總結(jié),力圖揭示出不同類別乳酸閾功率曲線形狀所蘊含的內(nèi)在規(guī)律。
1.2.4 實證研究法 通過廣東皮劃艇隊備戰(zhàn)第11屆山東全運會和第12屆遼寧全運會的訓練實踐過程中所系統(tǒng)進行的乳酸閾功率遞增測試分析實例,根據(jù)論文研究目的對實際運動員測試數(shù)據(jù)進行分析與研究。
2.1 乳酸閾功率測試體系 對于乳酸閾功率的定義,較為普遍的描述是當人體在遞增負荷運動中,血乳酸濃度超過安靜時狀態(tài)開始累積,當機體的血乳酸累積率超過血乳酸消除率時表現(xiàn)出的強度點(功率值)。在以有氧耐力為主的體能類項目中,常將最大攝氧量(VO2 max)指標看作一項重要的選材指標,它表現(xiàn)的是運動員所具有的耐力潛力,而將乳酸閾功率值看作運動員目前利用自身耐力潛力的水平;實踐中常將運動員一次測試中得到的乳酸閾功率/最大攝氧量功率值的比率,來表現(xiàn)目前運動員的有氧耐力訓練水平,國外許多耐力類項目的教練員對此指標相當重視,特別是在賽前的訓練中,常將運動員此指標偏低看作一個危險信號(表2)。
2.2 乳酸測試部位 運動時測量乳酸水平的主要部位是肌肉和血液,根據(jù)目前的研究成果,在遞增負荷的測試中,肌乳酸閾值與血乳酸閾值存在高度相關(guān)性r=0.71,但肌乳酸閾值先于血乳酸閾值出現(xiàn);對于常見的血乳酸采集部位,常用的部位是指尖和耳垂,耳垂采血痛感較低,操作方便,但血循環(huán)較差,受氣溫影響較大,檢查結(jié)果不夠恒定,手指血操作方便,可獲取相對較多血量,檢查結(jié)果也比較恒定,因此世界衛(wèi)生組織曾推薦以左手無名指指端內(nèi)側(cè)血做血液一般檢驗,這也是訓練中科研人員常用的位置。
2.3 乳酸閾測試方法 最為常見的乳酸閾測試方法是遞增負荷強度測試法,一般應(yīng)有3~4級強度,每級強度練習后的間歇時間相對穩(wěn)定,并在每級負荷運動后采取血樣,最后以血乳酸值和對應(yīng)的運動功率值為坐標作圖,通過一定算法計算出乳酸閾功率值。以德國皮劃艇國家隊常用的4×1000 m遞增負荷測試為例,每級測試對槳頻、心率以及血乳酸值都有著不同的要求,起始負荷一般為80%最大強度,要求第一負荷強度的血乳酸在2.5 mmol/L以下;然后逐級遞增,血乳酸4~7 mmol/L間有2級負荷;8 mmol/L以上有1級負荷(即最后一級為全力)。最后繪出乳酸強度曲線,然后利用內(nèi)插法算出不同閾值所對應(yīng)的船速與心率,作為下階段不同強度訓練的監(jiān)控指標(表3)。
表3 德國皮劃艇國家隊4×1000 m遞增負荷測試負荷要求
2.4 乳酸閾計算方法 作圖法,為早期的乳酸閾計算方式,由于計算機技術(shù)的普及,這種方式目前已很少使用。具體方法是先在乳酸強度座標系里標出測試結(jié)果,然后用y=x2圓角尺將各個座標點用弧線連接起來,當連接成一條完整的弧線時,再以縱座標乳酸值為4作垂直切線,在橫座標上找出對應(yīng)的強度值,即為該受測試者本次測試的乳酸閾水平。
內(nèi)插法,即假設(shè)已知乳酸閾曲線上任意2點座標值(x1,y1)、(x2,y2),且點(x2,y2)位于點(x1,y1)上方后,欲求座標值(x,y)位于點(x1,y1)、(x2,y2)座標值的中間位置,即可利用以下公式:(x2-x1)/(y2-y1)=(x-x1) /(y-y1),并由此公式推導出x=[(x2-x1)×(y-y1)/(y2-y1)]+x1。如經(jīng)典的P4功即為求乳酸值為4 mmol/L(y=4)時所對應(yīng)的功率值。
指數(shù)回歸法,需借助計算機統(tǒng)計工作(例如EXCEL或SPSS等),是3~4級多級遞增測試中最常用的一種方法,理論上是是描述乳酸強度曲線最為準確的一種方法。此方法首先根據(jù)測試得到的結(jié)果在預先設(shè)計好的座標系中生成散點圖,然后在此散點圖上添加指數(shù)趨勢線,y=A×e^(B×x),其中y為血乳酸,x為速度,求得以上函數(shù)的的反函數(shù)x=(ln(A/y))/B,然后將x(即相應(yīng)的血乳酸值)代入公式,即可以得到欲求的功率值。
根據(jù)有關(guān)學者的研究成果,如黎涌明[13]等證明內(nèi)插法與指數(shù)回歸法和計算結(jié)果上并無顯著性差異,關(guān)鍵在于選擇一種計算方法后,在以后的測試中穩(wěn)定持續(xù)的使用。
2.5 乳酸閾測試應(yīng)用 機能診斷:通過多級負荷實驗或兩點測試法做出的血乳酸強度曲線,可以評價在某段時期內(nèi)受測試者有氧能力與無氧能力的動態(tài)變化情況。例如,以血乳酸達到4 mmol/L時所對應(yīng)的速度值為標準,如果與上次測試相比,本次的測試結(jié)果速度值提高,剛說明該受測試者有氧能力得到增強。此外,通過同等條件的第2次的對比測試,以某一強度為標準檢查血乳酸的變化,例如,如果4 mmol/L時所對應(yīng)的強度值提高,說明該運動員有氧能力有所提高,如果4 mmol/L時所對應(yīng)的速度下降,則說明該運動員有氧能力有所下降。
預測成績:在測試完畢后,通過數(shù)學方法將運動員通過一段時間的訓練后得到血乳酸強度曲線描繪出后,可以與以往的數(shù)據(jù)相對比。例如根據(jù)該隊員最大乳酸動員值,來推算該運動員此時的測試成績,如果達到相應(yīng)的最高乳酸水平時,所能創(chuàng)造的最好成績,即在該乳酸強度曲線上延伸至本人以往的最大乳酸血乳酸處,其所對應(yīng)的速度,即為該運動員具有的潛在最大速度能力值。
制定訓練強度標準:通過遞增負荷乳強度測試后,在每級測試時除了時間與乳酸值外,還同時測試隊員其它相關(guān)運動學及生理學指標,如槳頻、槳數(shù)、心率等。在測試完畢后,以血乳酸值為縱坐標軸,以強度(時間、功率)、槳頻、心率等指標為橫坐標分別建立不同的坐標系,通過回歸方程擬合出不同相關(guān)指標之間的擬合曲線,然后,根據(jù)需要將不同的乳酸值代入所對應(yīng)的擬合曲線中。在此過程中,可以直接通過擬合出的乳酸指標曲線,也可以通過間接換算的方式,得到控制訓練強度的指標值。下面以德國皮劃艇隊常用的4×1000 m遞增負荷測試后,來制訂下階段訓練監(jiān)控指標的方式為例來進行說明。
首先讓測試運動員按照規(guī)定的強度要求,在規(guī)定時間內(nèi)進行4個1000 m的遞增強度劃,每組測試都測量運動員的完成時間、槳頻、心率及乳酸值,然后利用這些數(shù)據(jù)分別建立血乳酸船速曲線、血乳酸心率曲線、心率船速曲線,擬合出各曲線的回歸方程,然后分別代入乳酸值等于2.5 mmol/L、4 mmol/L、5 mmol/L、7 mmol/L時對應(yīng)的船速,然后將換算出的不同的血乳酸值對應(yīng)的船速值代入心率船速曲線,從而得到下一階段的訓練監(jiān)控指標。如隊員A在某次測試中的結(jié)果如表4所示。
表4 隊員A在某次測試中的結(jié)果
表4中的時間、槳頻、心率與血乳酸都是由實際測量得出,速度與槳幅則是推算得出。即速度=距離/時間,如該名隊員第1組成績中,速度=距離/時間=1 000/289.9=3.45 m/s,槳幅=距離/槳數(shù)=距離/(槳頻×時間)=1000/(60×4.83)=3.45 m,通過以上數(shù)據(jù),可分別得出該隊員血乳酸與船速、血乳酸與心率、心率與船速的對應(yīng)曲線(圖1~3)。
圖1 血乳酸-船速曲線
圖2 血乳酸-心率曲線
圖3 心率-船速對應(yīng)曲線
在3根曲線中,每條曲線都按照相同方法選取了4個點,分別為乳酸酸值為2.5 mmol/L、4 mmol/L、5 mmol/L、7 mmo/L,對應(yīng)的功率值均采用線性內(nèi)插法求得。在求得特定數(shù)據(jù)后,用2.5 mmol/L~4 mmol/L對應(yīng)的船速與心率作為下階段強度1的訓練監(jiān)控強度范圍值;用5 mmol/L~7 mmo/L乳酸值對應(yīng)的船速與心率作為下階段強度2的訓練監(jiān)控強度范圍值(表5)。
表5 特定血乳酸值對應(yīng)測試結(jié)果
2.6 乳酸閾功率曲線的解析與研究 筆者通過德籍外教Manfred ARNDT提供的前東德訓練學家(如Jochen Zinner、Ralf Buckwitz)的紙質(zhì)論文稿件,結(jié)合廣東皮劃艇隊的訓練實踐,對不同時期測試中得到的乳酸閾功率曲線的形狀對比來分析,將其中所呈現(xiàn)的訓練學信息進行逐個解析與說明。
2.6.1 對乳酸閾功率曲線形狀情況1的解析 如表6中的類別1與類別2較易分析,類別1表示該隊員的絕對能力,包括有氧能力與無氧能力都有提高,體現(xiàn)在當乳酸閾值低于4 mmol/L的相對有氧區(qū)域內(nèi),運動員能表現(xiàn)出更高的功率(更短的時間)、同時又能保持相同的乳酸值;在高于4 mmol/L的相對無氧區(qū)域內(nèi),運動員能以相同的乳酸值表現(xiàn)出更高的功率。類別2(見表7)則正好相反,表明該運動員能力全面減退。
表6 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況1)
2.6.2 對乳酸閾功率曲線形狀情況2的解析 類別3中,運動員的最高功率值(最快速度)并沒有提高,但是在低于4 mmol/L的相對有氧區(qū)域內(nèi),運動員可以用相同的乳酸值表現(xiàn)出更好的功率,說明在前一段時間的訓練中,運動員的有氧能力得到顯著發(fā)展;而類別4與類別3則正好相反,類別4的曲線表現(xiàn)出運動員雖然最高功率沒有下降,但是有氧能力有退步,表現(xiàn)在運動員在低于4 mmol/L的相對有氧區(qū)域內(nèi),同樣的功率要付出更高的體能消耗。
表7 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況2)
2.6.3 對乳酸閾功率曲線形狀情況3的解析 類別5對于以有氧耐力為主導能力的運動項目來說是一種最理想的訓練狀態(tài)。運動員在相同的乳酸值下,無論是在有氧區(qū)域還是無氧區(qū)域,功率都明顯提高。從實踐表現(xiàn)來看,這種情況不僅發(fā)生在有氧耐力板塊訓練結(jié)束后,還常常發(fā)生在最大力量板塊之后,當運動員的每槳功率提高,能量消耗出現(xiàn)節(jié)約化,常表現(xiàn)為運動員在測試中不但總槳數(shù)減少,每槳劃距提高,還能使每級負荷測試的成績也提高。類別6情況則正好相反,表現(xiàn)為運動員不但在每級負荷測試中功率值下降,乳酸值還有所升高,表明運動員競技能力的下降(表8)。
表8 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況3)
2.6.4 對乳酸閾功率曲線形狀情況4的解析 類別7中,曲線的交叉發(fā)生在4 mmol/L區(qū)域之下,表明測試隊員有能力下降,即同樣的功率值隊員乳酸值提高,但運動員的最大功率值提高明顯。這種情況常發(fā)生在賽前訓練階段,隨著運動員總負荷量的減少和負荷強度的提高,隊員在測試中常呈現(xiàn)出這種狀態(tài),這種情況是一種正?,F(xiàn)象。但要注意對有氧為主導能力的項目來講,隊員的有氧測試區(qū)域,乳酸值不能差距過大,否則在比賽中會出現(xiàn)后半程能力不足的現(xiàn)象。類別8則表明隊員雖然在有氧測試部分保持相同功率乳酸量產(chǎn)生較少,但隊員的最高功率下降,表現(xiàn)為絕對速度的下降,這種現(xiàn)象如出現(xiàn)在賽前訓練階段中,可適當為該隊員增加中短距離專項速度的訓練比例(表9)。
表9 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況4)
2.6.5 對乳酸閾功率曲線形狀情況5的解析 類別9中,曲線的交叉發(fā)生在4 mmol/L區(qū)域之上,表現(xiàn)為運動員在遞增負荷測試中,在中低級負荷中乳酸值升高。在最高級負荷中,隊員最大乳酸值不變,但成績提高,這表明了運動員在能量利用方面有所提升,常表現(xiàn)為每槳功率、最高槳頻能力的提高等。這種現(xiàn)象常發(fā)生在老隊員的賽前訓練階段,在基礎(chǔ)能力相對提高不大的前提下,通過控制、動作效率的提高來提升自己的競技表現(xiàn)。類別10則表明該隊員雖然基礎(chǔ)能力有所提升,但身體動員能力不足導致競技表現(xiàn)不佳(表10)。
表10 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況5)
2.6.6 對乳酸閾功率曲線形狀情況6的解析 類別11中,隊員所表現(xiàn)出的最大特點是沖酸能力的提高,在2次測試所呈現(xiàn)的曲線形狀基本一致的情況下,最高功率及相應(yīng)的最大乳酸值提高。這種現(xiàn)象常發(fā)生在賽前訓練的最后階段,如果在基礎(chǔ)訓練階段出現(xiàn)這種現(xiàn)象則需對訓練方法及相應(yīng)的量與強度進行控制。類別12則與此相反,表現(xiàn)為隊員沖酸能力不足,相應(yīng)的最高功率表現(xiàn)不佳,如在訓練的最后階段,應(yīng)對影響隊員競技狀態(tài)的各個因素進行檢查調(diào)整(表11)。
表11 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況6)
表12中呈現(xiàn)出曲線形狀呈聚團狀,在這里忽略沒有圖示。這種情況意味著低負荷時血乳酸明顯偏高,而高強度負荷時血乳酸值又不能相應(yīng)升高,形不成一條曲線類別,是一種非正常現(xiàn)象,常出現(xiàn)于測試中在指標采集過程中出現(xiàn)失誤,或隊員自身出現(xiàn)較大問題時才會出現(xiàn)無法形成平滑的曲線。例如運動員在低負荷等級運動時血乳酸明顯偏高,而高強度負荷等級運動時血乳酸值又不能相應(yīng)升高,形不成一條曲線,也可間接說明此時運動員正處于運動能力的衰退階段。
表12 乳酸閾功率曲線測試結(jié)果(情況7)
3.1 結(jié)論 1)運動員競技能力的提高是一項復雜性工程,在這個過程中受影響因素較多,因此單純的依靠生理生化測試數(shù)據(jù)來進行訓練監(jiān)控時,常出現(xiàn)測試結(jié)論與實踐不一致的現(xiàn)象,因此訓練管理人員在應(yīng)用乳酸閾功率曲線評價及類似方法時需進行多因素的全面考慮。
2)在使用乳酸閾功率曲線進行評價時,還需同步進行專項測試、專項能力測試等多個項目,將測試結(jié)果結(jié)合運動員對前一階段訓練的自我分析與評價,并結(jié)合教練員對整個訓練過程的總結(jié),只有這樣才能使最終的訓練調(diào)控建議相對科學與準確。
3)在實際測試過程中教練員還常利用運動員最后一組放松劃后的血乳酸值進行判斷;一般來講,如果乳酸值在最后一個放松劃測試后下降較快,可間接說明機體消除乳酸的速度越快,也可說明運動員的有氧水平較好。
3.2 建議 1)一般常見的乳酸閾遞增負荷測試都是在實驗室中,用跑臺或?qū)m棞y功儀進行,這樣的測試方法都雖然可以保證數(shù)據(jù)的準確性,但沒有考慮到專項因素及和訓練實踐的結(jié)合。結(jié)合專項特點,如水上項目在水上直接進行測試,雖然得到的數(shù)據(jù)實踐性較好,但易受天氣和水面條件的影響,還需對水溫、風向、風速等因素進行校正,造成了每次測試的工作量偏大,對測試分析人員的要求較高。
2)與常見的乳酸閾功率測試相比較,利用乳酸閾功率曲線的形狀進行評價與調(diào)控,其重點在于總結(jié),其主要作用不是為下一階段的訓練提供訓練強度指標,而是對上一階段的訓練效果進行分析,對下一階段訓練提出大致調(diào)控方向,在這個過程中需要結(jié)合運動員的多項生理、生化甚至心理指標,并結(jié)合教練員對運動員個體的了解及個人的執(zhí)教經(jīng)驗,所以在實際應(yīng)用中更具有實踐性。