屈成剛 唐一丹
摘? ? 要:比較2種大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量和輸出功率的影響。方法:將15名云南省公路自行車優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為3組,第1組(S組)采用沖刺間歇訓(xùn)練結(jié)合耐力訓(xùn)練(SIT+耐力訓(xùn)練),第2組(H組)采用高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練結(jié)合耐力訓(xùn)練(HIIT+耐力訓(xùn)練),第3組(C組)為對(duì)照組,進(jìn)行傳統(tǒng)耐力性訓(xùn)練;訓(xùn)練持續(xù)3周,S組和H組共進(jìn)行SIT和HIIT訓(xùn)練6次。采用訓(xùn)練后即刻血乳酸(BLAend)和訓(xùn)練過程平均心率(HRmean)監(jiān)控訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度;訓(xùn)練前后進(jìn)行遞增負(fù)荷測(cè)試,測(cè)試指標(biāo)包括最大有氧輸出功率(Pmax)、最大攝氧量絕對(duì)值(VO2max)、最大攝氧量相對(duì)值(VO2max/kg)、每分通氣量(VE)和最大心率(HRmax),并通過公式計(jì)算每搏輸出量(SV)。結(jié)果:1)3周訓(xùn)練后,S組運(yùn)動(dòng)員Pmax、VO2max、VO2max/kg、VE、HRmax、SV均顯著提高(P<0.05);H組僅有VO2max/kg有顯著性提高(P<0.05);C組各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)明顯變化。2)S組各項(xiàng)指標(biāo)增量(Δ)明顯高于H組和C組。S組ΔVE、ΔHRmax、ΔVO2max、ΔVO2max/kg較H組呈顯著性差異(P<0.05)。S組與C組比較,VO2max呈現(xiàn)極其顯著性差異(P<0.01),VO2max/kg、ΔVE、ΔHRmax均呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。3)3周訓(xùn)練后,S組HRmean與BLAend均明顯下降,且呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。訓(xùn)練前后相同階段S組HRmean與BLAend均顯著高于H組,且存在非常顯著性差異(P<0.01)。結(jié)論:相比HIIT結(jié)合耐力訓(xùn)練和傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練,3周SIT結(jié)合耐力訓(xùn)練的訓(xùn)練計(jì)劃對(duì)公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練效果更佳。
關(guān)鍵詞:沖刺間歇訓(xùn)練;高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練;公路自行車;最大攝氧量;輸出功率
中圖分類號(hào):G 808.1? ? ? ? ?學(xué)科代碼:040303? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Abstract: The purpose of this study was to compare the effects of two different interval training modalities on maximal oxygen uptake and work output of elite road cyclists. Methods: Participants of 15 well-trained road cyclists were divided into three groups. The first group (Group S) was trained using sprint interval training with endurance training; the second group (Group H) was trained using high intensity interval training with endurance training; the third group (Group C) was the control group, which used traditional endurance training. Training duration was 3 weeks. A graded exercise test was administered pre-and post-training. Work output, oxygen uptake, minute pulmonary ventilation, heart rate and stroke volume were determined during the test. Results: After 3 weeks, S group Pmax, VO2max, VO2max /kg, VE, HRmax, SV were significantly improved (P<0.05), the H group only VO2max /kg had significant improvement (P<0.05). The index increment (Δ) of S group was significantly higher than that in Group H and Group C, the S group ΔVE, ΔHRmax, ΔVO2max and ΔVO2max /kg showed significant difference compared with Group H (P<0.05). and the S group compared with Group C, VO2max showed extremely significant difference (P<0.01), VO2max/kg, ΔVEand ΔHRmax all showed significant differences (P<0.05). The ΔPmax, VO2max/kg and ΔVE of H were slightly larger than Group C, but not statistically significant (P>0.05). There was a significant decrease in HRmean and BLAend in group S, and there was a significant difference (P<0.05), and the HRmean and BLAend in Group H decreased, but there was no statistically significant (P>0.05). In the same stage before and after training, s group HRmean and BlAend were significantly higher than Group H, and showed very significant difference (P<0.01). Conclusions: 3 weeks training with SIT combined with endurance training can improve the VE, HRmax and SV of elite road cyclists more than HIIT combined with endurance training and traditional endurance training, and the effect is better.
Keywords:sprint interval training; high intensity interval training; road cycling; maximum oxygen uptake; output power
耐力性項(xiàng)目?jī)?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)需要有強(qiáng)大的有氧耐力基礎(chǔ)[1-3],其中最大攝氧量(VO2max)和輸出功率就是重要的參考指標(biāo)。Lucia等認(rèn)為最大攝氧量除受生理因素的影響以外,在很大程度上受遺傳因素的影響[2]。Bouchard等[4]卻認(rèn)為,最大攝氧量?jī)H在接受科學(xué)訓(xùn)練之前受遺傳因素的影響。Astrand等[5]也認(rèn)為,在經(jīng)過規(guī)律訓(xùn)練后,VO2max可能會(huì)顯著增加50%。長(zhǎng)期以有氧代謝為主的中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練(moderate-intensity continuous training,MCT)已被證實(shí)是提高最大攝氧量最有效的手段之一[6],它在提高氧化酶的活性、增加線粒體體積[7-9]和毛細(xì)血管密度[10-11],改善心輸出量和每搏輸出量等方面對(duì)氧運(yùn)輸能力的提升起至關(guān)重要的作用[12-13]。但MCT對(duì)耐力性項(xiàng)目?jī)?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員有氧水平的促進(jìn)作用有限。近年來,研究的熱點(diǎn)集中在大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(interval training,IT)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響,且已證實(shí)IT是一種經(jīng)濟(jì)、高效的訓(xùn)練手段,可在較短時(shí)間內(nèi),通過較小的負(fù)荷量和消耗較少的能量提升機(jī)體線粒體生物合成、糖酵解相關(guān)酶活性、有氧代謝能力、β氧化水平等,提高亞極限和極限強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能力[14]。根據(jù)訓(xùn)練強(qiáng)度的不同,將IT分為高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high intensity interval training,HIIT)和沖刺間歇訓(xùn)練(sprint interval training,SIT)。盡管目前有許多研究都證實(shí)了IT對(duì)運(yùn)動(dòng)能力具有較好的促進(jìn)作用,但其研究對(duì)象大部分都是非優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員[14],對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的研究卻鮮有報(bào)道。另外,針對(duì)公路自行車項(xiàng)目及比賽特點(diǎn),對(duì)公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員采用何種IT訓(xùn)練手段更佳?訓(xùn)練方案中各種因素(負(fù)荷強(qiáng)度、訓(xùn)練組數(shù)、間歇時(shí)間與方式等)如何搭配?探索適合公路自行車項(xiàng)目專項(xiàng)大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的模型,為公路自行車項(xiàng)目的訓(xùn)練計(jì)劃制定提供依據(jù)。
1.1? 研究對(duì)象
本研究將運(yùn)動(dòng)等級(jí)為國(guó)家級(jí)及以上且在全國(guó)公路自行車比賽中獲得過前8名的運(yùn)動(dòng)員定義為公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員;因此,本研究挑選15名符合以上標(biāo)準(zhǔn)的云南省自行車隊(duì)男子運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,其中健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員8名,一級(jí)運(yùn)動(dòng)員7名。所有運(yùn)動(dòng)員均有5年以上的專業(yè)訓(xùn)練經(jīng)歷,每年參加全國(guó)比賽和多日賽4~6場(chǎng),健康狀況良好,無(wú)影響正常訓(xùn)練的重大傷病。運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為3組,每組5人(分組方法:將8名健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為3組,人數(shù)分別為3、3、2;再將7名一級(jí)運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為3組,人數(shù)分別為2、2、3;然后將2個(gè)級(jí)別的運(yùn)動(dòng)員組合成5人一組)。第1組(S組):實(shí)施SIT+耐力訓(xùn)練方案;第2組(H組):實(shí)施HIIT+耐力訓(xùn)練方案;第3組(C組)為對(duì)照組,進(jìn)行傳統(tǒng)耐力性訓(xùn)練。3組運(yùn)動(dòng)員身高、體重和體能狀況(使用遞增負(fù)荷測(cè)試評(píng)價(jià),稍后詳解)組間無(wú)差異。詳細(xì)情況見表1。
參與實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員的教練員為同一人,實(shí)驗(yàn)干預(yù)前均進(jìn)行相同訓(xùn)練負(fù)荷結(jié)構(gòu)的有氧訓(xùn)練;訓(xùn)練強(qiáng)度大多采用中等強(qiáng)度(70%~80% HRmax)或可變強(qiáng)度(高—中—低)的傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練。所有運(yùn)動(dòng)員均無(wú)大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練經(jīng)歷。
1.2? 訓(xùn)練方案設(shè)計(jì)
根據(jù)黎涌明[15]的研究,大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練方案應(yīng)包含負(fù)荷強(qiáng)度、負(fù)荷持續(xù)時(shí)間、間歇休息方式與時(shí)間、負(fù)荷次數(shù)等10個(gè)因素。本研究所涉及的公路自行車項(xiàng)目是以有氧為基礎(chǔ)的周期性耐力性項(xiàng)目,運(yùn)動(dòng)員除應(yīng)具備較強(qiáng)的有氧能力外,還應(yīng)具有較強(qiáng)的速耐和變速能力。因此,在設(shè)計(jì)大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練方案時(shí)主要考慮以下6個(gè)因素:負(fù)荷強(qiáng)度、每組負(fù)荷持續(xù)時(shí)間、每節(jié)訓(xùn)練課訓(xùn)練組數(shù)、組間休息方式與時(shí)間、訓(xùn)練課頻次及總訓(xùn)練次數(shù)[16]。
基于公路自行車項(xiàng)目在比賽過程中為擺脫對(duì)手或終點(diǎn)前沖刺,運(yùn)動(dòng)員具備多次主動(dòng)變速突圍的能力,每次突圍持續(xù)時(shí)間一般在30 s左右,恰與標(biāo)準(zhǔn)Wingate測(cè)試時(shí)間及大多數(shù)文獻(xiàn)研究中的SIT訓(xùn)練方案負(fù)荷持續(xù)時(shí)間吻合,其負(fù)荷強(qiáng)度均為極量負(fù)荷強(qiáng)度,以此確定了本研究SIT訓(xùn)練的負(fù)荷強(qiáng)度(極限強(qiáng)度)和訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間(30 s)。為確保每堂訓(xùn)練課和每組訓(xùn)練的質(zhì)量和效果,根據(jù)訓(xùn)練期間運(yùn)動(dòng)員血乳酸和輸出功率的變化情況(每組訓(xùn)練后即刻血乳酸值不得高于上一組乳酸值2 mmol/L,輸出功率不得低于上一組輸出功率的95%,否則,即刻停止訓(xùn)練)確定間歇時(shí)間為3 min、訓(xùn)練組數(shù)為8~12組。相鄰訓(xùn)練課間隔3 d,即以4 d為一小周期(前3 d為訓(xùn)練日,第4天為調(diào)整日),并以此進(jìn)行周期訓(xùn)練。HIIT訓(xùn)練方案則參照Seiler等 [17]的研究:以90%~100%的最大有氧功率強(qiáng)度騎行4 min,間歇4 min。為保證訓(xùn)練質(zhì)量,將SIT與HIIT訓(xùn)練安排在每一小周期的第1天下午進(jìn)行(即第1、5、9、13、17和第21天,共計(jì)6次,訓(xùn)練負(fù)荷安排見表2),當(dāng)日上午以60%~65% HRmax的負(fù)荷強(qiáng)度在公路上騎行3 h(約100 km);同日,C組以65%~75% HRmax的負(fù)荷強(qiáng)度公路騎行220 km。其余3 d 3組的訓(xùn)練計(jì)劃相同(即第2天與第3天均以65%~75% HRmax強(qiáng)度公路騎行150~160 km和180~200 km,第4天公路放松騎行2 h),并以此方案進(jìn)行周期訓(xùn)練。S組與H組每個(gè)小周期的負(fù)荷總量約占C組負(fù)荷總量的70%,騎行距離約在390~420 km(小周期訓(xùn)練負(fù)荷方案見表3)。
1.3? 遞增負(fù)荷測(cè)試
實(shí)驗(yàn)前后(訓(xùn)練前為IT訓(xùn)練3 d前,訓(xùn)練后為訓(xùn)練后第2 天)均進(jìn)行遞增負(fù)荷測(cè)試。測(cè)試地點(diǎn)為云南省體科所運(yùn)動(dòng)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室,使用肺功能測(cè)試儀(Cortex Metalyzer 3B,德國(guó))和功率自行車(Lode Excalibur,荷蘭)進(jìn)行測(cè)試。嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)室大氣環(huán)境(室溫:22~25 ℃;濕度:60%~65%),并在測(cè)試之前對(duì)儀器進(jìn)行氣壓、容量和標(biāo)準(zhǔn)氣體(CO2:5%;O2:16%;N2:79%)校準(zhǔn)。測(cè)試負(fù)荷變化由電腦軟件根據(jù)負(fù)荷方案控制負(fù)荷遞增和運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)。測(cè)試全程均佩戴心率表(Polar RS800 CX,芬蘭),對(duì)受試運(yùn)動(dòng)員心率進(jìn)行監(jiān)控和記錄。
遞增負(fù)荷方案為:充分準(zhǔn)備活動(dòng)(首先以100 w的功率自由騎行10 min,然后在5 min之內(nèi)將負(fù)荷逐漸增至5 W/kg體重,并保持此功率騎行2 min,再將負(fù)荷降至100 W,放松騎行5 min)后,休息5 min;調(diào)試好功率自行車的座高、扶把位置等,準(zhǔn)備開始正式測(cè)試。正式測(cè)試時(shí),首先以80 W的功率進(jìn)行2 min的適應(yīng),隨后以100 W為起始負(fù)荷,并以15 W/30 s的負(fù)荷遞增,運(yùn)動(dòng)至力竭,要求踏頻保持在80 r/min左右;測(cè)試過程中測(cè)試人員給予受試運(yùn)動(dòng)員鼓勵(lì),使運(yùn)動(dòng)員盡全力完成測(cè)試。運(yùn)動(dòng)員自開始測(cè)試前3 min至測(cè)試結(jié)束后3 min這段時(shí)間均戴著呼吸面罩,面罩連接氣體分析儀,收集運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)員呼出和吸進(jìn)的氣體,采用每次呼吸法測(cè)試其呼吸功能。測(cè)試指標(biāo)包括最大攝氧量絕對(duì)值(VO2max)、最大攝氧量相對(duì)值(VO2max/kg)、每分通氣量(VE)、心率(HR)及每搏輸出量(SV),SV是基于Stringer等[18]提出的Fick方程計(jì)算而得,公式為
SV=100×(VO2max/1 622)/HR(1)
1.4? 血乳酸與訓(xùn)練心率測(cè)試
在第1次和最后1次SIT和HIIT訓(xùn)練課時(shí),使用全自動(dòng)血乳酸分析儀(BIOSEN C-line EKF Diagnostic,德國(guó))對(duì)每組訓(xùn)練后即刻血乳酸(BLAend)值進(jìn)行測(cè)試。為確保機(jī)體機(jī)能代謝已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),使用第3組以后的血乳酸平均值進(jìn)行分析比較。每次測(cè)試前均對(duì)乳酸儀進(jìn)行定標(biāo),測(cè)試過程中儀器每60 min自動(dòng)控制一次;測(cè)試時(shí)使用20 μL標(biāo)準(zhǔn)抗凝管采集手指末梢血20 μL,進(jìn)行BLA濃度測(cè)試,相關(guān)實(shí)驗(yàn)耗材均為EKF血乳酸儀原裝耗材。并使用團(tuán)隊(duì)心率表(POLAR Team2,芬蘭)對(duì)訓(xùn)練過程中運(yùn)動(dòng)員心率進(jìn)行收集,取大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練期間每組心率平均值(HRmean)進(jìn)行分析。
1.5? 數(shù)據(jù)分析
所有測(cè)試結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(M±SD)表示,使用SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。訓(xùn)練前后的組內(nèi)變化采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn),訓(xùn)練前后的組間比較采用方差分析(ANOVA)。顯著性差異表示為P<0.05,非常顯著性差異表示為P<0.01。
3周的訓(xùn)練后,S組運(yùn)動(dòng)員所有有氧測(cè)試指標(biāo)(Pmax、VO2max、VO2max/kg、VE、HRmax、SV)均顯著提高(P<0.05);H組僅有VO2max/kg有顯著性提高(P<0.05),其余指標(biāo)雖有增加,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;C組各項(xiàng)指標(biāo)僅有小幅度增加,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表4。
從相關(guān)性分析來看,3組的VO2max和SV均相關(guān)(S組:r=0.95,P<0.05;H組:r=0.95,P<0.05;C組:r=0.99,P<0.01)。
從3組運(yùn)動(dòng)員3周訓(xùn)練后各指標(biāo)增量(Δ)情況來看(見表5),S組運(yùn)動(dòng)員各指標(biāo)增量均明顯高于H組和C組,其中S組ΔVO2max、ΔVE、ΔHRmax較H組呈顯著性差異(P<0.05);S組與C組比較,VO2max呈現(xiàn)非常顯著性差異(P<0.01),VO2max/kg、ΔVE、ΔHRmax均呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。H組ΔPmax、VO2max/kg、ΔVE較C組稍大,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
比較組內(nèi)個(gè)體間差異顯示,S組各運(yùn)動(dòng)員VO2max/kg均有不同程度的增加,增加幅度在2~9 mL/(kg·min),平均增加6.2 mL/(kg·min)(增長(zhǎng)率為9.9%);H組各運(yùn)動(dòng)員VO2max/kg增加幅度在2~5 mL/(kg·min),平均增加3.8 mL/(kg·min)(增長(zhǎng)率為6.9%);C組中3人VO2max/kg增加3~4 mL/(kg·min),1人下降2 mL/(kg·min),1人無(wú)變化。
S組HRmean約為95%HRmax(HRmax為比賽中最大心率),H組HRmean約為88%HRmax。3周訓(xùn)練后S組HRmean與BLAend均有明顯下降,且呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05);H組HRmean與BLAend均有所下降,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。訓(xùn)練前后相同階段S組HRmean與BLAend均顯著高于H組,且呈非常顯著性差異(P<0.05),見表6。
僅采用MCT對(duì)于優(yōu)秀耐力性運(yùn)動(dòng)員有氧水平的提升作用非常有限,大量研究均證實(shí),采用大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)提升優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的有氧耐力具有顯著的效果。根據(jù)負(fù)荷強(qiáng)度的不同,將大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練分為HIIT和SIT。本研究旨在探索提高優(yōu)秀公路自行車運(yùn)動(dòng)員有氧耐力的大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練模型,為公路自行車項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練計(jì)劃制定提供依據(jù)。為此,本研究以備戰(zhàn)全國(guó)第13屆運(yùn)動(dòng)會(huì)的優(yōu)秀公路自行車運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,分別采用不同的IT方案(HIIT和SIT),實(shí)施3周的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,分析比較HIIT與SIT對(duì)優(yōu)秀公路自行車運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量、輸出功率等有氧相關(guān)指標(biāo)的影響。研究發(fā)現(xiàn),大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練能有效提高優(yōu)秀公路自行車運(yùn)動(dòng)員的VO2max和輸出功率,而且SIT訓(xùn)練的效果更佳。
3.1? 2種大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)機(jī)體反應(yīng)的影響
心率與血乳酸是反映機(jī)體內(nèi)部對(duì)外部訓(xùn)練負(fù)荷應(yīng)激反應(yīng)的重要指標(biāo),因此,這2項(xiàng)指標(biāo)是控制訓(xùn)練負(fù)荷的重要指標(biāo)。在本研究中,S組與H組運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中心率分別為95% HRmax和88% HRmax,均達(dá)到極限強(qiáng)度和次極限強(qiáng)度;2組訓(xùn)練后即刻血乳酸值均大于個(gè)體乳酸閾水平,S組為(13.06±1.73)mmol/L,H組為(6.37±0.85)mmol/L。2項(xiàng)指標(biāo)顯示2種大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練均是以無(wú)氧糖酵解供能為主。從相同階段的HRmean與BLAend水平來看,訓(xùn)練前后S組HRmean與BLAend均顯著高于H組,且存在非常顯著性差異(P<0.01),說明SIT訓(xùn)練負(fù)荷明顯大于HIIT訓(xùn)練負(fù)荷,對(duì)機(jī)體糖酵解系統(tǒng)刺激更明顯;從訓(xùn)練前后組內(nèi)HRmean與BLAend變化情況來看,S組訓(xùn)練后HRmean與BLAend均較訓(xùn)練前有明顯下降,且存在顯著性差異(P<0.05)。可見,通過3周的SIT訓(xùn)練,運(yùn)動(dòng)員機(jī)體產(chǎn)生了良好的適應(yīng),相同的負(fù)荷強(qiáng)度對(duì)機(jī)體的應(yīng)激程度減小,說明運(yùn)動(dòng)員有氧代謝能力有了明顯的提高。如果再繼續(xù)進(jìn)行SIT訓(xùn)練,負(fù)荷強(qiáng)度可以再適當(dāng)增加,H組訓(xùn)練前后HRmean與BLAend均有所下降,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),提示HIIT訓(xùn)練較SIT訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員來說,應(yīng)激適應(yīng)稍弱。
3.2? 2種大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員VO2max和輸出功率的影響
VO2max是公認(rèn)的重要運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練指標(biāo)之一[19],反映了心肺系統(tǒng)為工作肌的供氧能力及在運(yùn)動(dòng)過程中骨骼肌系統(tǒng)利用氧的能力??梢姡琕O2max的大小取決于氧的供給和利用2方面的諸多因素,包括每分肺通氣、肺擴(kuò)散容量、心輸出量、血紅蛋白水平、毛細(xì)血管密度、線粒體體積密度和氧化酶活性等[19-20],且上述因素之間都是相互關(guān)聯(lián)的,其中任何一個(gè)因素發(fā)生改變,都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)氧氣輸送和利用鏈發(fā)生變化。
據(jù)本研究顯示,間歇訓(xùn)練與耐力訓(xùn)練相結(jié)合的訓(xùn)練方案比傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練更能有效提高耐力性項(xiàng)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的VO2max。2組運(yùn)動(dòng)員的VO2max均有不同程度的提高,且均較訓(xùn)練前存在顯著性差異(P<0.05),其中SIT訓(xùn)練組提高更為顯著(約10%)。此外,S組的Pmax、VE、HRmax、SV均提高,而VE與SV這2方面均對(duì)VO2max的提升有直接影響;H組的其余指標(biāo)(Pmax、VE、HRmax、SV)雖均較訓(xùn)練前有所提高,但均無(wú)顯著性差異(P>0.05);C組訓(xùn)練前后各項(xiàng)指標(biāo)幾乎無(wú)變化。從訓(xùn)練后各項(xiàng)指標(biāo)的增量比較來看,SIT訓(xùn)練組?駐VO2max、?駐VE、?駐HRmax均顯著高于HIIT訓(xùn)練組和對(duì)照組(P<0.05)。說明以沖刺間歇訓(xùn)練結(jié)合傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練的方案對(duì)提高運(yùn)動(dòng)員的VO2max更有效。
大量研究證實(shí),HIIT或耐力訓(xùn)練均對(duì)未經(jīng)訓(xùn)練的個(gè)體具有改善VO2max的效果[4,21]。Roxburgh等[11]比較了HIIT和傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練對(duì)成年久坐人群VO2max的影響,結(jié)果顯示相比傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練組(3.9%),HIIT結(jié)合耐力訓(xùn)練組VO2max提升更顯著(10.1%)。Metcalfe等[21]有關(guān)HIIT訓(xùn)練對(duì)不同性別久坐人群VO2max影響的研究同樣觀察到,男性VO2max提升15%,女性提高13%。但眾多文獻(xiàn)資料表明,對(duì)有多年訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員來說,HIIT訓(xùn)練并不能得到這樣的訓(xùn)練結(jié)果;尤其訓(xùn)練計(jì)劃中僅有MCT或?qū)δ土π皂?xiàng)目的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員來說,這樣的訓(xùn)練計(jì)劃很難提高其VO2max? [14,22]。這與本研究的結(jié)論基本一致,在本研究中,H組運(yùn)動(dòng)員VO2max增長(zhǎng)率僅為6.9%,遠(yuǎn)低于前者的10.1%;而C組VO2max增長(zhǎng)率更是僅有2.9%。
心輸出量是影響VO2max變化的另一個(gè)重要因素,其主要由心率和每搏輸出量(SV)決定[20,23-24]。根據(jù)各種研究結(jié)論,高強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)每搏輸出量的影響要比持續(xù)中等強(qiáng)度訓(xùn)練更大,因?yàn)榛匦难康脑黾訒?huì)在很大程度上舒張心室,迫使心臟收縮更強(qiáng)烈[24]。在本研究中,S組運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練后SV和HRmax均有顯著增加(P<0.05),分別增長(zhǎng)了4.5%和3.8%,且VO2max與SV顯著相關(guān)(r=0.95,P<0.05);而H組和C組SV和HRmax幾乎無(wú)變化??梢?,SIT更能增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的心肌力量,刺激運(yùn)動(dòng)員心臟泵血能力,對(duì)提升運(yùn)動(dòng)員的心輸出量更有效果。另一個(gè)影響VO2max大小的因素是每分肺通氣量(VE)[20]。研究發(fā)現(xiàn),SIT比MCT能更大程度地改善運(yùn)動(dòng)員的最大肺通氣量[14,22]。本研究也有相同的結(jié)論,SIT組的VE增長(zhǎng)率為10.6%,而H組和C組VE增長(zhǎng)率僅為1.24%和0.89%。這是由于血液中H+、PO2、PCO2升高,刺激了血液中的化學(xué)感受器[25],反饋性地刺激了呼吸功能。可見,這種訓(xùn)練模式可通過增加訓(xùn)練后代謝物的積累而增強(qiáng)呼吸反應(yīng)。另外,SIT訓(xùn)練后?駐VE、?駐HRmax均明顯高于HIIT訓(xùn)練組和C組(P<0.05);SIT訓(xùn)練后?駐SV也較HIIT訓(xùn)練和C組有較大提高??梢姡琒IT對(duì)運(yùn)動(dòng)員VE、HRmax和SV的提升效果優(yōu)于HIIT和傳統(tǒng)的耐力訓(xùn)練,更有利于VO2max的增加和運(yùn)動(dòng)員有氧水平的提升。
另外,從對(duì)氧的利用方面來說,Sloth等[14]比較了各種間歇訓(xùn)練的研究結(jié)果后認(rèn)為, SIT提升VO2max的效果要比單一使用HIIT更好。他們發(fā)現(xiàn),在沖刺訓(xùn)練的最初幾秒鐘內(nèi)產(chǎn)生峰值功率比在短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中保持恒定的、高(但不是最大)的功率水平能誘導(dǎo)更多的生理適應(yīng)(由于糖酵解和磷酸肌酸途徑的使用增加)。沖刺訓(xùn)練時(shí)快速產(chǎn)生大功率的能力也與肌纖維的快速募集有關(guān)。由于間歇訓(xùn)練的強(qiáng)度高于VO2max,需要募集更多的肌纖維,從而導(dǎo)致Ⅱ型肌纖維的無(wú)氧代謝酶活性和有氧代謝酶活性均增強(qiáng)[26]。因此,優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員采用沖刺訓(xùn)練也可顯著提高其VO2max和有氧運(yùn)動(dòng)能力[14]。
其他的一些研究也提到骨骼肌氧化酶活性對(duì)最大攝氧量變化的作用,例如琥珀酸脫氫酶、檸檬酸合酶、毛細(xì)血管和線粒體密度的增加[27]。有研究報(bào)道,在僅僅2周的間歇訓(xùn)練后骨骼肌氧化酶活性增加,而耐力訓(xùn)練10~12周才可能獲得相同的結(jié)果[27-30]。朱小烽等[31]的研究認(rèn)為,以100%VO2max強(qiáng)度間歇訓(xùn)練若干周,可導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)存積大量肌乳酸和H+,較高的H+可影響和刺激氧化酶(例如,磷酸果糖激酶等)的活性。因此,間歇訓(xùn)練引起的代謝適應(yīng)很可能刺激VO2max的快速增加。由于本研究未對(duì)該研究中2種間歇訓(xùn)練模式下運(yùn)動(dòng)員機(jī)體氧化酶活性進(jìn)行測(cè)定,因此未比較2種訓(xùn)練模式對(duì)機(jī)體酶代謝的優(yōu)劣,這需要以后進(jìn)一步深入研究。本研究對(duì)第1次和最后1次IT訓(xùn)練后即刻血乳酸(BLAend)水平進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)2組運(yùn)動(dòng)員BLAend均有所下降,說明運(yùn)動(dòng)員機(jī)體BLAend積累減少,機(jī)體糖脂有氧氧化比例增加,無(wú)氧酵解供能比例減少。而且,SIT訓(xùn)練組下降幅度更明顯,呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05),說明強(qiáng)度更大的SIT可產(chǎn)生更大的適應(yīng)性變化,對(duì)改善運(yùn)動(dòng)員有氧供能比例有更積極的作用。
還有研究表明,間歇訓(xùn)練不僅在提升VO2max效率上優(yōu)于傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練,在輸出功率的轉(zhuǎn)化上也更優(yōu)于傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練,例如久坐人群間歇訓(xùn)練后VO2max和輸出功率的增長(zhǎng)率分別為11.1 %和3.0%,對(duì)非運(yùn)動(dòng)人群間歇訓(xùn)練后VO2max和輸出功率的增長(zhǎng)率分別為10.1 %和7.5 %[11,32]。然而,一些研究表明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員通過間歇訓(xùn)練在輸出功率上效果較小[14,22]。在本研究中,S組輸出功率增長(zhǎng)率為4.0%,雖然增幅不大,但也遠(yuǎn)高于H組和C組的2.7%和2.4%;因此,在耐力性項(xiàng)目中加入間歇訓(xùn)練所產(chǎn)生的良好效果證明了這種訓(xùn)練模式有積極作用。而且,由于間歇訓(xùn)練的負(fù)荷量較小,訓(xùn)練周期短,訓(xùn)練效果顯著,被認(rèn)為是一種省時(shí)且高效的訓(xùn)練手段。另外,SIT訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員最大有氧輸出功率增量也較其余2組有較大程度的增加,可見,SIT結(jié)合傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練對(duì)提高運(yùn)動(dòng)員輸出功率的效果也優(yōu)于HIIT和傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練。
另外,在已報(bào)道的所有有關(guān)自行車運(yùn)動(dòng)的研究中,均未對(duì)訓(xùn)練時(shí)的踏頻做明確的要求,大量研究[33-34]顯示,自行車項(xiàng)目中踏頻對(duì)輸出功率、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、肌肉疲勞方面有非常大的影響,其直接影響訓(xùn)練效果和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。因此,本研究根據(jù)已有研究結(jié)論,對(duì)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)的踏頻做了明確的限定。這可能是本研究訓(xùn)練效果較好的原因之一,這需要在以后的研究中進(jìn)一步有針對(duì)性地進(jìn)行專題研究。
本研究由于受試對(duì)象均為備戰(zhàn)全運(yùn)會(huì)的公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員,樣本量較小,結(jié)果存在一定的局限性。而且,由于時(shí)間關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)僅持續(xù)了3周,時(shí)間稍短,據(jù)有關(guān)研究[16]顯示,大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練一般持續(xù)時(shí)間為4~6周為宜,下階段的研究應(yīng)將實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)。
1)3周以SIT結(jié)合耐力訓(xùn)練的訓(xùn)練計(jì)劃較HIIT結(jié)合耐力訓(xùn)練和傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練更能提升公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的VE 、HRmax和SV。
2)3周以SIT結(jié)合耐力訓(xùn)練的訓(xùn)練方案比HIIT結(jié)合耐力訓(xùn)練和傳統(tǒng)耐力訓(xùn)練更能對(duì)公路自行車優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的VO2max和輸出功率產(chǎn)生顯著的影響,效果更佳。
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首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)2019年5期