Paul Laursen（加），黎涌明，李海鵬，Martin Buchheit（法）

高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練 （High Intensity Interval Training，HIIT）是指以≥無氧閾或最大乳酸穩(wěn)態(tài)的負(fù)荷強(qiáng)度進(jìn)行多次持續(xù)時間為幾秒到幾分鐘的練習(xí)，并且每2次練習(xí)之間安排不足以使練習(xí)者完全恢復(fù)的靜息或低強(qiáng)度練習(xí)的訓(xùn)練方法[1]。盡管HIIT作為一種訓(xùn)練方法在20世紀(jì)50年代之前就已出現(xiàn)，但有關(guān)HIIT的科學(xué)研究直到21世紀(jì)才急劇增加，與之相伴的是HIIT在眾多運(yùn)動項目中的實踐應(yīng)用。《高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的科學(xué)與應(yīng)用：訓(xùn)練安排的解決方案》一書英文版由本文的2名作者（Paul Laursen和Martin Buchheit）編寫，中文版由本文的另2名作者（李海鵬和黎涌明）翻譯和譯校。近年來國內(nèi)對HIIT的關(guān)注逐漸增加，但這些關(guān)注主要集中其在不同人群中的應(yīng)用效果[1-3]等，而對其在競技體育中的實踐應(yīng)用關(guān)注不足，更沒有考慮到HIIT在應(yīng)用中的考量。這些考量是HIIT在競技體育中得以應(yīng)用，并真正發(fā)揮價值的重要前提。為此，本文分別從HIIT的形式和目標(biāo)類型、應(yīng)用的整體框架、應(yīng)用情境、同期化訓(xùn)練、關(guān)鍵指標(biāo)5個方面來展開論述。

1 HIIT的形式和目標(biāo)類型

1.1 HIIT的形式

HIIT涉及12個變量，包括運(yùn)動方式、運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動時長、恢復(fù)強(qiáng)度、恢復(fù)時長、組時長、組數(shù)、組間時長、組間恢復(fù)強(qiáng)度、課總量、外部環(huán)境條件（即溫度和氧濃度）、營養(yǎng)學(xué)因素（即糖可用性和水合狀態(tài)）。其中，運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動時長、恢復(fù)強(qiáng)度和恢復(fù)時長是決定HIIT形式的4個主要變量。HIIT有5種形式（圖1），分別為長間歇、短間歇、重復(fù)短沖刺（重復(fù)沖刺）、重復(fù)長沖刺（沖刺間歇）和基于比賽的訓(xùn)練（小場地比賽）。

圖1 HIIT的5種形式（武器）[4]Figure1 5 Types of HIIT(weapons)[4]

1.1.1 長間歇訓(xùn)練

長間歇訓(xùn)練通常采用的強(qiáng)度為95%~105%最大攝氧量速度/功率（V/PVO2max）或80%~90%的15~30間歇體能測試的結(jié)束速度（VIFT）。這種訓(xùn)練的單次運(yùn)動持續(xù)時間需要大于1 min，以誘導(dǎo)急性的代謝和神經(jīng)肌肉反應(yīng)，每2次運(yùn)動間安排短時（1~3 min）的休息或長時（2~4 min）積極性恢復(fù)（強(qiáng)度為≤45%VIFT或≤60%遞增負(fù)荷測試結(jié)束速度（V/PIncTest）。這種訓(xùn)練可以用以達(dá)到第3類和第4類生理學(xué)刺激目標(biāo)（表1）。

表1 HIIT的6種生理學(xué)刺激目標(biāo)Table1 Six HIIT physiological stimulation targets

1.1.2 短間歇訓(xùn)練

根據(jù)訓(xùn)練追求的乳酸水平，短間歇訓(xùn)練的單次運(yùn)動強(qiáng)度在90%~105%VIFT之間（或100%~120%V/PIncTest之間），持續(xù)時間＜60 s，每2次運(yùn)動間安排的間歇時間與運(yùn)動時間類似，間歇強(qiáng)度為≤45%VIFT或≤60%V/PIncTest。更長時間的間歇對應(yīng)的乳酸水平更低。這種訓(xùn)練可以用于達(dá)到第1類至第4類生理學(xué)刺激目標(biāo)（表1）。

1.1.3 重復(fù)短沖刺訓(xùn)練（重復(fù)沖刺訓(xùn)練）

重復(fù)沖刺訓(xùn)練（Repeated-Sprint Training，RST）能用于發(fā)展更“高端”的能力，其對應(yīng)的神經(jīng)肌肉壓力較大。這種形式的HIIT涉及多次持續(xù)時間為3~10 s的全力運(yùn)動，每2次運(yùn)動間的恢復(fù)強(qiáng)度為休息至45%VIFT或60%V/PIncTest，恢復(fù)時長為15~60 s。這種訓(xùn)練可用于達(dá)到下文提到的第4類和第5類生理學(xué)刺激目標(biāo)（表1）。

1.1.4 重復(fù)長沖刺訓(xùn)練（沖刺間歇訓(xùn)練）

與RST類似，沖刺間歇訓(xùn)練涉及多次全力沖刺，但其對應(yīng)的單次運(yùn)動持續(xù)時間為20~45 s。這種運(yùn)動格外費(fèi)力，每2次運(yùn)動間的間歇形式為休息，間歇持續(xù)時間長（通常為1~4 min）。沖刺間歇訓(xùn)練只能達(dá)到第5類生理學(xué)刺激目標(biāo)（表1）。

1.1.5 基于比賽的訓(xùn)練（小場地比賽）

這種形式的訓(xùn)練本質(zhì)上屬于以比賽形式進(jìn)行的長間歇訓(xùn)練，對應(yīng)為各種專項強(qiáng)度進(jìn)行2~4 min的跑動。每2次運(yùn)動間的間歇形式為休息，間歇時長通常為90 s~4 min。這種形式的訓(xùn)練效果多樣，可用于達(dá)到第2類、第3類和第4類生理學(xué)刺激目標(biāo)（表1）。

1.2 HIIT的目標(biāo)類型

有氧、無氧糖酵解和神經(jīng)肌肉是制定HIIT計劃時必須考慮的3個生理學(xué)系統(tǒng)。一旦明確了想要刺激的生理學(xué)目標(biāo)，就可以確定所需采用的HIIT類型。這些不同類型的HIIT對有氧、無氧糖酵解和神經(jīng)肌肉有著不同的刺激程度，它們也是HIIT訓(xùn)練課的重要構(gòu)成成分。表1為6種生理學(xué)刺激目標(biāo)的匯總，其中第1類至第4類生理學(xué)刺激目標(biāo)對有氧代謝有較大的刺激。

2 HIIT應(yīng)用的整體框架

HIIT的應(yīng)用分為3步。首先，考慮運(yùn)動項目的應(yīng)用情境，包括項目需求、運(yùn)動員特征、預(yù)期的長期適應(yīng)、同期化訓(xùn)練、周期安排等，這些因素綜合在一起共同決定了的生理學(xué)刺激目標(biāo)；其次，明確生理學(xué)刺激目標(biāo)，并據(jù)此選取相應(yīng)的HIIT類型；最后，選取相應(yīng)的HIIT形式（武器）并通過相關(guān)變量來進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到想要刺激的生理學(xué)目標(biāo)（圖2）。

圖2 HIIT應(yīng)用路線圖Figure2 HIIT application road map

深入理解圖2所示的決策模型能夠幫助解決幾乎所有生理學(xué)相關(guān)的訓(xùn)練問題。需要注意的是，如果安排合理，相同的形式（武器）可以用于HIIT的不同類型（即刺激不同的生理學(xué)目標(biāo)），且每一種形式都能刺激多個生理學(xué)目標(biāo)。例如，第1類至4類HIIT都涉及有氧代謝，短間歇的HIIT形式可以用于刺激這4類HIIT目標(biāo)（表1）。在實踐應(yīng)用過程中，教練員和科研人員需要綜合多方面因素對HIIT進(jìn)行適時調(diào)整。以神經(jīng)肌肉系統(tǒng)為例，假如其在多課次/比賽中承受了很大的負(fù)荷，那么對大部分運(yùn)動員來說，這種大負(fù)荷的神經(jīng)肌肉刺激極有可能會導(dǎo)致訓(xùn)練問題。這樣的課次之間通常需要安排相對長時間的休息（如幾天），以確保神經(jīng)肌肉系統(tǒng)能夠很好的適應(yīng)。需要考慮運(yùn)動員在比賽或大負(fù)荷課次中產(chǎn)生的肌肉酸痛需要多長時間消退，這也是對每日的神經(jīng)肌肉負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整的原因[5]。

3 HIIT的應(yīng)用情境

精英運(yùn)動員的訓(xùn)練遠(yuǎn)比想象中的復(fù)雜。在提供HIIT建議前必須明確應(yīng)用情境是一切。在訓(xùn)練實踐當(dāng)中，科研人員和教練員經(jīng)常一起探討訓(xùn)練計劃，但教練員是訓(xùn)練計劃的最終決定者。這個事實常使得訓(xùn)練計劃的制定變得復(fù)雜而不是簡單。與此同時，運(yùn)動員經(jīng)常有著自己的習(xí)慣和信念。這些習(xí)慣和信念需要被尊重，因為訓(xùn)練計劃的執(zhí)行需要運(yùn)動員的信任和配合。當(dāng)然，有時候運(yùn)動員的這種習(xí)慣與信念可能與HIIT安排存在沖突[6]。此外，大部分訓(xùn)練計劃會因為運(yùn)動員的反應(yīng)（如每2 d仍感覺酸痛）、計劃外的事情（如睡眠不足）、非訓(xùn)練因素（如家庭和媒體）等進(jìn)行臨時調(diào)整。因此，期望幾天前制定好的HIIT計劃最終都得以實施是不太現(xiàn)實的。

為了應(yīng)對這種復(fù)雜性，并制定出HIIT的合理計劃，必須理解這個應(yīng)用情境并注重實用。盡管沒有最佳的訓(xùn)練計劃，但特定條件下常常存在更好的訓(xùn)練計劃。例如，長間歇訓(xùn)練并不是在任何情況下都比短間歇訓(xùn)練好，或運(yùn)動員應(yīng)該更多地進(jìn)行熱習(xí)服而不是高原訓(xùn)練。最佳的訓(xùn)練方案無疑是根據(jù)應(yīng)用情境調(diào)整后的訓(xùn)練方案。需要考慮到的主要應(yīng)用情境有所處的賽季階段、微周期內(nèi)不同訓(xùn)練課次的兼容性（如力量課次與耐力課次的同期化）、運(yùn)動員的個體特征（如耐力型還是爆發(fā)力型）、運(yùn)動員的心理/情感狀態(tài)等。

4 HIIT的同期化

在考慮了HIIT的特殊應(yīng)用情境后，下一個需要考慮的問題就是訓(xùn)練的同期化安排（圖3），這是許多高強(qiáng)度運(yùn)動項目目前面臨的一個重要問題。因此，在為運(yùn)動員制定HIIT計劃之前，需要先了解不同訓(xùn)練方法綜合實施的兼容性。

圖3 力量和耐力訓(xùn)練的不兼容性Figure3 Incompatibility of strength and endurance training

同期化訓(xùn)練涉及一個周期化的訓(xùn)練階段內(nèi)力量/爆發(fā)力和耐力訓(xùn)練課間的兼容性，兼容性問題是訓(xùn)練計劃制定復(fù)雜的主要原因之一。許多高強(qiáng)度運(yùn)動項目既需要力量/爆發(fā)力也需要耐力，最大力量和爆發(fā)力的提升更多來自力量和爆發(fā)力訓(xùn)練，耐力主要與心肺和代謝能力有關(guān)。這2種訓(xùn)練課位于運(yùn)動壓力范圍的兩極。當(dāng)這2種訓(xùn)練課次安排在一起時就會出現(xiàn)干擾效應(yīng)。

為了進(jìn)一步闡述這個觀點(diǎn)，可以做如下設(shè)想：如果運(yùn)動員在力量訓(xùn)練前幾小時或幾天進(jìn)行了耐力訓(xùn)練，并造成了下肢的疲勞，那么大力量訓(xùn)練對運(yùn)動員來說將很有挑戰(zhàn)；如果類似的情況在一段時間內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)，那么訓(xùn)練帶來的力量、爆發(fā)力和/或肌肉質(zhì)量增加將會衰退[5]。這正是整體邏輯所強(qiáng)調(diào)的，即對應(yīng)用情境的考量先于訓(xùn)練內(nèi)容的安排，這也是為什么在制定發(fā)展有氧功率的訓(xùn)練方案前必須先有一幅訓(xùn)練的全景圖。

5 HIIT的關(guān)鍵指標(biāo)

根據(jù)定義，HIIT對應(yīng)的運(yùn)動強(qiáng)度高于最大乳酸穩(wěn)態(tài)或臨界速度/功率。相比于最大乳酸穩(wěn)態(tài)或臨界速度/功率以下的強(qiáng)度區(qū)間，HIIT對應(yīng)的強(qiáng)度區(qū)間范圍更大，為＜90%V/PVO2max到＞180%V/PVO2max[7]。相比最大乳酸穩(wěn)態(tài)或臨界速度/功率，V/PVO2max更適合用于描述所有HIIT的強(qiáng)度，其反映的是（最大）有氧功率。不同運(yùn)動員的V/PVO2max可能相同，也可能不同。即使有著相同的V/PVO2max，運(yùn)動員可以達(dá)到的最高速度/功率（例如功率自行車5 s全力沖刺對應(yīng)的功率）也可能不同。而最高速度/功率與V/PVO2max的差值被稱為無氧速度儲備。因此，V/PVO2max和無氧速度儲備是HIIT的2個關(guān)鍵指標(biāo)。

5.1 有氧功率

有氧功率是細(xì)胞線粒體經(jīng)有氧代謝產(chǎn)生能量的能力。線粒體是細(xì)胞的能量工廠，其在氧氣的參與下分解能源物質(zhì)（主要是糖和脂肪），并產(chǎn)生能量（三磷酸腺苷，ATP）。血液在肺部與氧氣結(jié)合，再由心臟泵往身體各做功肌肉、心臟和神經(jīng)細(xì)胞。盡管身體的所有細(xì)胞都需要血液提供營養(yǎng)，但運(yùn)動過程中這些部位或組織是血液流向的主要場所。在實驗室測試中，有氧功率可用最大攝氧量（VO2max）來評價。與有氧功率相關(guān)但經(jīng)?；煜男g(shù)語是有氧能力（aerobic capacity），其更多是指維持特定VO2max百分比強(qiáng)度的能力。有氧能力對應(yīng)的評價指標(biāo)為最大乳酸穩(wěn)態(tài)或臨界功率/速度[8]。

有氧功率由中樞和外周2部分能力組成。中樞能力主要涉及心輸出量，或心肺系統(tǒng)向參與運(yùn)動的肌肉運(yùn)輸氧氣的能力，是許多耐力項目VO2max的主要制約因素。外周部分主要涉及肌肉釋放和利用氧氣的能力。有氧功率能夠為運(yùn)動員提供綠色的能量來源。在耐力項目中，有氧功率與持續(xù)＞1~2 min的高強(qiáng)度重復(fù)、長時間保持一個恒定強(qiáng)度、最大程度降低疲勞程度、高強(qiáng)度運(yùn)動間的急性恢復(fù)、高強(qiáng)度運(yùn)動下的認(rèn)知表現(xiàn)（如戰(zhàn)術(shù)意識）、訓(xùn)練或比賽后的恢復(fù)等能力密切相關(guān)。

提高有氧功率的方法很多，包括次最大強(qiáng)度的耐力訓(xùn)練、熱習(xí)服、高原訓(xùn)練、HIIT等。應(yīng)用這些方法時都需要考慮應(yīng)用情境，HIIT同樣如此。對于越野滑雪、長距離跑步或鐵人三項等許多耐力項目而言，HIIT可能并不常作為發(fā)展有氧功率的主要方法。然而，對于其他許多運(yùn)動項目而言，HIIT可能是發(fā)展有氧功率的最有力、可控和實用的方法。具體來說，這是因為HIIT對每搏輸出量、心輸出量和快肌纖維的募集（和隨后的適應(yīng)）有積極影響[5]。

有氧功率的測試方法有多種，其中，實驗室遞增負(fù)荷測試在精準(zhǔn)性上有優(yōu)勢，而基于最大速度/功率測量的場地測試在高水平應(yīng)用情境中可能更為實用、客觀和有效。V/PVO2max的優(yōu)點(diǎn)在于其將VO2max和跑步/自行車的能量消耗整合成一個單一指標(biāo)。理論上，V/PVO2max是誘發(fā)VO2max的最低速度/功率，是制定訓(xùn)練計劃的一個理想的強(qiáng)度參照[4,9]。如果考慮到訓(xùn)練的特異性原則，循序漸進(jìn)地以這個強(qiáng)度進(jìn)行一定量的訓(xùn)練對于發(fā)展有氧功率也有效果。

除直接測試外，還有許多可用于預(yù)測V/PVO2max的間接場地測試，這些測試更為實用。鑒于V/PVO2max強(qiáng)度跑的平均力竭時間為4~8 min，可以將5 min跑步可作為V/PVO2max的間接測試。這種方法得到的V/PVO2max與跑臺線性遞增負(fù)荷測試（r=0.97）中的測試結(jié)束時的速度（VIncTest）高度相關(guān)。然而，5 min跑步測試得到的V/PVO2max可能受配速策略的影響。因此，該方法可能最適合能夠以V/PVO2max完成約5 min運(yùn)動的跑步運(yùn)動員。5 min跑步測試更多用于研究，在實踐中（如澳式橄欖球）可能是2 km的計時跑（完成時間約6~7 min），更易于操作[5]。在自行車項目中，常用的方法有4 min全力騎。用功率計測量騎行過程中的最大平均功率，該方法測得的最大平均功率與PVO2max接近。賽艇項目常采用賽艇測功儀計2 km計時劃（約6~7 min）。這項測試具有比賽特異性，因為大部分賽艇比賽采用的是這個距離[10]。

測量有氧功率的一個更為實用的方法是“隱形”監(jiān)控或訓(xùn)練數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在對運(yùn)動員日常訓(xùn)練進(jìn)行監(jiān)控的同時即可對其有氧功率進(jìn)行間接測量。目前的全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）盡管存在局限，但其也越來越可靠，是遠(yuǎn)程監(jiān)控最為實用的方法。與自行車功率計一樣，GPS系統(tǒng)能與在線軟件平臺結(jié)合，確保訓(xùn)練過程中VIncTest的無縫整合和計算。無需接入復(fù)雜的設(shè)備，運(yùn)用校對過的功率計就可實現(xiàn)對自行車4 min的線粒體膜電位（Mitochondrial Membrane Potential，MMP）的測量，這可能是場地測試中測量PVO2max和PIncTest最為實用的方法[11]。

5.2 無氧速度儲備

無氧速度儲備是指個體V/PVO2max在最大沖刺速度或無氧峰值功率間的運(yùn)動能力。教練員通常沒有充分考慮無氧速度儲備，但是在制定訓(xùn)練計劃時我們必須考慮。在訓(xùn)練實踐中，2名PVO2max相似的運(yùn)動員可能在最大沖刺速度上差異明顯[12]。如果他們在HIIT課次中以相似的VVO2max百分比進(jìn)行運(yùn)動，就像實踐當(dāng)中常發(fā)生的一樣，那么這樣的運(yùn)動對應(yīng)的無氧速度儲備百分比是不同的，其對應(yīng)的生理學(xué)刺激也不一樣。并且，這2名運(yùn)動員對運(yùn)動的耐受性也存在差異，其中無氧速度儲備高的運(yùn)動員將更晚出現(xiàn)疲勞[12]。因此，除VVO2max外，在制定超最大強(qiáng)度的HIIT中的個體訓(xùn)練強(qiáng)度時還需要考慮最大沖刺速度和無氧速度儲備[12-13]。安排HIIT時缺少對這些變量的考量可能會導(dǎo)致不同個體完成任務(wù)時有氧和無氧供能參與程度不一樣，這樣不利于訓(xùn)練負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)化，并可能會降低特定生理學(xué)適應(yīng)的精準(zhǔn)性[14]。

6 小結(jié)

HIIT對每搏輸出量、心輸出量和快肌纖維的募集具有積極的效果，這使得HIIT成為幾乎所有運(yùn)動項目的訓(xùn)練方法之一，甚至成為一些運(yùn)動項目的主要訓(xùn)練方法之一。然而，HIIT效果和價值的發(fā)揮需要考慮類型、生理學(xué)目標(biāo)、應(yīng)用情境、同期化等幾個因素，需要將HIIT置于一個整體框架予以應(yīng)用，遵循由運(yùn)動項目特征、運(yùn)動員特征和訓(xùn)練整體安排到生理學(xué)目標(biāo)設(shè)定（即對有氧、無氧糖酵解和神經(jīng)肌肉的不同刺激目標(biāo)），再到HIIT形式（即5種HIIT形式）的遴選，并通過運(yùn)用HIIT的12個操作變量來精調(diào)HIIT形式，最終形成適用特定運(yùn)動項目、運(yùn)動員、訓(xùn)練階段和訓(xùn)練目標(biāo)的HIIT。相比于其他訓(xùn)練，HIIT需要更多關(guān)注對強(qiáng)度的把控，有氧功率和無氧速度儲備是把控HIIT強(qiáng)度的2個關(guān)鍵指標(biāo)。