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前言
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不論是我們回憶中的中國女子馬拉松的黃金一代,喬爺崛起與K天王稱霸,還是今年實現馬拉松破2的薩維、西部100破紀錄的鞋廠大花,關于馬拉松與山地荒漠耐力跑的訓練模式,不外乎就是乳酸閾模式(THR)、兩極化模式(POL)和金字塔(PYR)這三種。
乳酸閾訓練模式(THR)又稱閾值模式、閾模式或集中模式(focused training model,FOC)。負荷特征主要為減少或避免高強度訓練區間(zone3,Z3),以中等強度訓練區間(zone2,Z2)為重點,訓練時間占比為40%~50%,其余時間進行低強度訓練區間(zone1,Z1)訓練,通常來說THR模式中Z1訓練時間多于Z2(即Z1>Z2),也有部分研究認為THR模式Z2訓練時間占比超過Z1(即Z2>Z1)或Z1和Z2訓練時間占比相當。
兩極化訓練模式(POL)又稱極化模式、“80/20法則”或極化耐力訓練(polarized endurance training,PET)。負荷特征具有波動性、非線性和周期性,訓練負荷主要在低和高兩個強度區進行,Z1比例約為75%~80%,Z2比例通常控制在10%以內,Z3比例約為15%~20%。大量低強度與適當高強度訓練相結合,只有小部分乳酸閾值或混氧強度的訓練,
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金字塔訓練模式(PYR),其訓練強度分布呈現出“金字塔”形狀,隨著負荷強度的增加,相應的負荷比例逐漸降低,即 Z1>Z2>Z3,PYR 模式中 Z1 始終占比最大,且遠高于 Z2 和 Z3;Z1 占 80%,Z2 和 Z3 共占 20%并依次遞減,是該模式較為經典的訓練強度分布。
從訓練方法學分析,要分析這三大模式促進有氧能力的機制,就得從中樞與外周的適應入手分析。最大攝氧量(VO2max)的改善主要由最大心輸出量和動靜脈氧差決定;最大心輸出量主要反映中樞機制,動靜脈氧差主要體現外周機制
當前運動科學領域的主流觀點認為高強度訓練發展有氧耐力主要是依靠外周適應機制(骨骼肌-氧的利用),如肌纖維類型改變(如氧化型肌纖維增多)、安靜和運動狀態下的脂肪利用率提高、骨骼肌糖原供能能力和酸堿緩沖能力改善、動靜脈氧分壓差增大、外周血管阻力減小、肌紅蛋白含量增加、運動后過量氧耗明顯增加、骨骼肌線粒體氧化酶活性增強以及過氧化物酶激活等。而中低強度訓練主要是依靠中樞機制(肺、血液、心臟-氧運輸),如提高每搏輸出量、血流量、峰值攝氧量和射血分數、血管新生、血細胞載氧能力以及心臟結構和功能改善等。
THR模式發展有氧耐力的可能機制
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從訓練強度分布來說,THR模式的訓練負荷主要集中于低強度訓練(Z1)和中等強度訓練(Z2),高強度訓練(Z3)較少或沒有,發展有氧耐力主要是通過中樞機制。有氧耐力中樞機制不僅包括安靜狀態左心室舒張末內徑和(次)最大強度運動后即刻左心室后壁收縮厚度等形態適應,而且包括(次)最大強度和安靜狀態下的心輸出量、最大每搏輸出量、最大心率和氧脈搏、以及血細胞和肺部載氧能力等功能重塑[60]。具體而言,可能機制主要包括以下四點:
第一,THR模式運動期間機體的每搏輸出量趨于穩定,運動強度繼續增加不會增強心室充盈,反而使心輸出量減少,隨著運動時間的延長,機體會通過提高心肌收縮力來增加每搏輸出量,同時心率儲備增加也能提高心臟功能。
第二,THR模式的訓練強度維持在乳酸適應區間,特別是無氧閾值附近的訓練之后,機體耐受乳酸和清除乳酸的能力增強,進而使有氧耐力得到提升。
第三,THR模式的中低負荷強度訓練可以有效改善骨骼肌的氧化能力,特別是Ⅱ型肌纖維的氧化適應能力,從而提高有氧耐力。
第四,THR模式的負荷強度分布以中低負荷為主,其能量代謝底物主要為脂肪,糖原供能比例較低,長此以往機體會產生糖原節省化現象,這也是提升有氧耐力的重要原因。
POL模式發展有氧耐力的可能機制
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POL模式主要以低強度訓練(Z1)為主,并輔以少量的高強度訓練(Z3),中等強度訓練(Z2)較少或沒有,該訓練模式同時兼顧了長時間中低強度訓練和短時間高強度間歇訓練的優勢,低強度訓練(Z1)和高強度訓練(Z3)可以使中樞機制和外周機制產生較好的適應,兩種負荷強度可能使機體產生了重疊互補的生理適應。
POL模式提升有氧耐力既包含外周機制,也包含中樞機制;而THR模式主要是中樞機制,這也可以解釋為什么目前大多數研究認為POL模式的訓練效果略優于THR模式。
由于POL模式的訓練計劃較為復雜,涉及的訓練內容較多,負荷變換較為頻繁,不同強度的訓練節奏分明,因此除上述生理機制外,以下幾點可能也是POL模式發展有氧耐力的重要機制:
第一,從訓練方法學方面來說,POL模式包含大量HIIT訓練,每次訓練課低、中、高強度的變換,以及不同訓練課總訓練負荷的穩定切換可以增強趣味性。
第二,POL模式可以產生較為強烈的生理應激和較低的疲勞風險,高強度訓練(Z3)后進行低強度訓練(Z1)既可以降低損傷風險,也能起到積極性休息和快速恢復的作用,同時Z2訓練時間降低有利于減少植物性神經疲勞。
第三,就生物進化的角度而言,POL訓練模式與人類祖先的基因組成和身體活動習慣更相似。Z1更適合原始人長期漫步尋找水源和食物,而Z3則更適合狩獵與逃亡時快速沖刺。
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第四,從能量保護的視角來說,乳酸閾模式中長期的中低負荷刺激使身體機能,尤其是能量代謝系統,對所采用的習慣性訓練方法已高度適應,很難喚起更高水平的適應;而POL模式低強度訓練(Z1)和高強度訓練(Z3)的頻繁切換,尤其是大量低強度訓練(Z1)后穿插高強度訓練(Z3)有利于喚起機體更高水平的生理適應。
第五,少量高強度訓練后進行大量低強度的恢復性為主的訓練,階段性的負荷變化較易產生肌糖原、肝糖原等能源物質快速恢復的生理適應,從而更有利于誘導出超量恢復現象。
第六,POL模式的訓練負荷特征與賽前減量較為吻合,賽前減量通常指為使運動員達到最佳競技狀態,在重要比賽前總體訓練負荷顯著減少的現象,其主要特征是負荷強度保持較高水平而負荷量明顯減少,該負荷安排有利于降低運動員的生理和心理疲勞,促進機體恢復并產生良好適應。
第七,就神經肌肉控制的角度而言,Z1訓練有利于保持自主神經平衡,這可保證機體在高強度訓練時最大限度地調動交感神經系統更大范圍、更快速地募集快肌纖維參與工作,有利于快肌纖維選擇性肥大,增強心肌收縮力量,產生更好的訓練適應,從而提高機體有氧耐力。
PYR模式發展有氧耐力的可能機制
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PYR訓練模式包含低、中、高3種負荷強度,負荷強度分布多元、變化平緩。雖然低、中、高3種負荷強度的訓練占比逐漸減少,但其負荷強度卻逐漸增加。產生效果的主要機制可能是外界持續性遞增/遞減負荷刺激,產生適應性反應,可能涉及以下方面:
第一,從神經控制的角度來說,人容易對恒定負荷或早已習慣的體力活動產生適應甚至倦怠。這并非運動疲勞所致,而是由于訓練計劃缺乏變化導致神經系統不再產生適應,因此應更新訓練內容或調整負荷設計,以便產生更明顯的訓練適應。
第二,從肌纖維募集與動員來看,傳統的恒定負荷訓練大多動員特定負荷閾值的肌纖維,動員的肌纖維總數量較少,因此作用效果相對有限;而遞增/遞減負荷訓練在運動過程中,其負荷強度不斷發生變化,這可以激活不同刺激閾值的肌纖維,肌肉運動單位的募集方式不斷發生改變,激活的神經活動范圍較廣,參與運動的肌纖維數量較多,因而訓練效果更好。
第三,從激素的角度而言,運動負荷達到一定強度,方可使腎上腺素和睪酮等激素水平產生明顯變化。
第四,從蛋白質角度而言,蛋白質分解與合成之間的關系是運動機能變化的主要原因,蛋白質的衰弱、凋亡和再生時間以及在運動刺激條件下的分解與合成,在很大程度上決定了運動能力的提高、保持或下降。
PYR模式在保證低、中、高遞增/遞減負荷強度刺激的同時降低總體負荷量,這可保證機體始終保持最佳應激,產生生理適應。
綜上所述
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THR模式發展有氧耐力主要是中樞機制;POL模式發展有氧耐力既涉及外周機制也包含中樞機制,兩種負荷強度可能使機體產生重疊互補的生理適應;PYR模式主要是外界持續性的遞增/遞減負荷刺激使機體產生一系列適應性反應。
不過,不同耐力訓練模式的訓練負荷結構研究仍有諸多未解決的問題,如當前不同耐力訓練模式的最佳訓練強度分布以及各模式間混合搭配的應用效果尚未明晰,對無訓練經歷業余人群的研究較少等。
建議后續研究從負荷統計方法、負荷截取標準、訓練監控工具等方面規范研究范式,并加強相關實證研究,在增強實驗結果可比性的同時重點關注個體化、專項化或特定訓練階段的最佳訓練強度分布。從攝取氧、運輸氧和利用氧的視角,探討不同訓練負荷模式的分子代謝微觀機制。隨著研究的不斷深入與完善,可將理論成果應用于各類人群的馬拉松與越野跑等奧運與非奧運項目的備戰過程中。
文/米靖 北京體育大學運動訓練學教研室教授,博士,博士生導師
圖/網絡
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