運用乳酸閾功率評估賽艇運動員比賽前后有氧能力

梁世雷, 王玉新

(上海體育科學研究所,上海 200030)

賽艇是力量耐力型運動項目,全程比賽距離為2 000 m,根據艇種和人數的不同,全程比賽時間為5.5～7.5 min。有研究[1]表明,在2008奧運周期,我國賽艇運動員每周訓練時間大于16 h,水上訓練量大于150 km,且大部分是低強度的耐力訓練。大量模擬賽艇2 km比賽的能量代謝研究[2-5]表明,有氧供能比例高達70%～85%,無氧糖酵解供能占20%～25%,磷酸原供能約占5%。進入21世紀后,研究[6]表明賽艇運動有氧供能比例甚至高達87%。由此可見,有氧能力是決定賽艇運動員比賽成績的關鍵因素。

目前,已有多種評價賽艇項目專項有氧能力的方法與手段[7],如最大攝氧量、測功儀6 km、無氧閾測試等。無氧閾有多種測試方案可供選擇,通過遞增負荷測試(又稱多級負荷測試)計算無氧閾(用乳酸濃度來表示稱作乳酸閾)功率是最常見的手段,在賽艇日常訓練中使用非常頻繁。比賽期,大量高負荷強度的無氧訓練及比賽強度的刺激會導致運動員在準備期獲得的有氧能力得不到保持和發展,將對其有氧運動能力造成負面影響[8]。有氧能力下降的幅度及其需要多久能夠重建是賽艇運動員應對連續多場密集比賽的關鍵問題。本文選取運動員參賽前、賽后1周、賽后3周3個時間點分別進行多級負荷測試,運用乳酸閾功率評估賽艇運動員有氧能力下降的幅度及恢復速率。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

12名優秀女子公開級單槳運動員,平均年齡(22.6±2.0)歲,平均身高(180.8±3.1) cm,平均體重(77.1±5.8) kg。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗法

實驗期間遞增負荷測試共3次:第1次為賽前7天(T0),作為賽前有氧能力的基礎值;第2次為賽后1周(T1),代表賽后水平;第3次為賽后3周(T2),代表3周后的恢復水平。12名運動員的參賽項目是W8+(女子公開級8人單槳有舵手項目)與W2-(女子公開級雙人單槳項目),并無兼項。

賽艇項目的遞增負荷測試在Concept 2測功儀上進行,也稱多級負荷測試。測試過程為:充分熱身后,在測功儀上進行5級遞增測試,各級負荷強度(500 m對應的時間)分別為2 min 01 s、1 min 57 s、1 min 53 s、1 min 49 s與1 min 45 s,每級持續4 min,間歇30 s(其間完成采耳垂血任務)[9]。測試全程佩戴Polar團隊心率表,記錄每級結束的即刻心率(HR)。另外,測試前安靜狀態下記錄心率值和取耳垂血,最后一級結束后記錄恢復第1 min、2 min、3 min的心率值,取第3 min、5 min的耳垂血。耳垂血每次20 μL,并通過Biosen C-line乳酸分析儀進行乳酸測試。測試結束后,安排運動員慢跑或下水放松劃,以此消除乳酸。

將多級負荷測試中得到的血乳酸和功率(或速度)進行匹配,制成血乳酸-功率(或速度)曲線,根據這條曲線能計算4 mmol/L血乳酸對應的功率(P4)和速度(V4)。這種4 mmol/L乳酸閾的算法包括內插法(Interpolation method)和指數回歸法(Exponential method) 2種。本文采用指數回歸法,具體步驟為:將500 m的時間換算成船速V(m/s),利用公式(1)算出每級測功儀的功率W(W)。利用指數回歸法公式(2)在血乳酸-功率曲線上計算出4 mmol/L血乳酸所對應的乳酸閾功率(P4)[10]。乳酸閾功率是反映機體有氧能力的重要指標,在耐力性項目中應用甚廣。多級負荷是賽艇項目最常用的評價有氧能力的一種手段,乳酸閾功率高低與有氧儲備息息相關。

W=2.8×V3

(1)

Y=A×e(B×X)

(2)

有一名運動員因傷缺席T0測試,另一名運動員在T0測試中只堅持了4級;T2測試運動員只進行前4級,其他測試均正常。

1.2.2 數理統計法

2 結 果

2.1 各級心率變化

3次測試的平均心率如表1和圖1所示。遞增負荷測試過程中運動員的HR變化趨勢均為:隨著負荷的增加,HR逐漸上升,并在第5級后達到最大值(第3次是在第4級達到最大值),停止運動后HR快速下降。HR-1測試中安靜時、前4級及恢復階段(前2 min)的HR數值均明顯高于HR-0的測試值。其中:安靜值與第1級有顯著性差異;第5級HR與恢復期第3 min HR無明顯變化。HR-2測試中的全部HR表示數值均低于HR-1的測試值,安靜值與前4級均存在顯著性差異(因測試步驟不同,恢復階段未進行顯著性分析)。t檢驗發現,HR-2的安靜值HR、前4級HR與HR-0無明顯變化,恢復階段未進行顯著性分析。

表1 3次多級測試心率 次/min

圖1 3次多級負荷測試心率變化

2.2 各級血乳酸變化

3次測試的血乳酸(Bla)結果如表2和圖2所示。

每次遞增負荷過程中Bla變化趨勢一致:隨著強度的增加,Bla值隨之上升,停止運動后會繼續增加。除安靜Bla外,Bla-1測試的每級Bla值均高于Bla-0測試值,負荷強度越大,Bla相差越大,第3級、第4級、第5級、恢復第3 min及第5 min之間存在顯著性差異。因為測試級數不同,Bla-2測試的Bla和Bla-1的測試值只進行前4級的比較。從數值上看,Bla-2均小于Bla-1,其中,安靜Bla、第1級和第4級存在顯著性差異。與Bla-0相比,Bla-2的安靜Bla值、第1級Bla值略低,但后3級均高于Bla-0的測試值,其中,第3級和第4級還存在顯著性差異。

表2 3次測試血乳酸結果 mmol/L

2.3 乳酸閾功率變化

3次多級負荷測試的乳酸閾功率結果如表3和圖3所示。單因素重復測量方差結果顯示,3組之間有顯著性差異(P=0.015),說明不同時間點運動員的乳酸閾功率有顯著差異,其中:P4-0與P4-1有顯著性差異(P=0.023);P4-1與P4-2有顯著性差異(P=0.011);P4-0雖然略高于P4-2,但差異并無統計學意義(P=0.839)。

圖2 3次多級負荷測試血乳酸變化

表3 3次多級負荷測試乳酸閾功率(P4) W

圖3 3次多級負荷測試乳酸閾功率對比

3 分析與討論

心率是心臟每分鐘的跳動次數,運動時心率的高低與運動強度變化一致。在遞增負荷運動過程中,HR-1較HR-0有左移趨勢,但第5級相差不大;在恢復階段HR-1曲線下降速度更快,但第3 min二者相差不大。HR-1曲線在安靜時表現出更高的心率,可能跟身體機能不佳導致副交感神經調節能力下降有關,影響了恢復階段對心率的調節。第5級相差不大說明已達到較高心率,運動員的心臟機能動員不足。HR-2較HR-1有右移趨勢說明幾周恢復訓練后,心率調節機制得到恢復。本研究中,比賽前后的心率曲線與2004雅典奧運周期女子8人艇相似[11],經歷重大比賽后心率曲線均有明顯左移。

乳酸是運動時無氧代謝的產物,它的積累可在一定程度上造成肌肉機能下降。運動時,乳酸的產生和消除是同步進行的,乳酸的消除主要通過有氧代謝來完成。機體有氧代謝能力增強時,堆積的乳酸能更快地被轉運、氧化,運動員恢復能力提高。從圖2可以看出:Bla-1曲線較Bla-0有明顯左移,說明有氧能力下降;Bla-2曲線較Bla-1略有右移,說明有氧能力略有提高。在遞增負荷過程中,由于有氧能力下降,過早開始動員糖酵解供能,血乳酸值上升較快,這就解釋了Bla-1曲線為什么明顯左移。經過幾周有氧訓練,運動員身體機能得到恢復,有氧水平提高,有氧代謝能力增強。然而,本研究中Bla-2曲線與Bla-0曲線有明顯差距,第3級和第4級的Bla具有顯著性差異,可以認為3周的恢復性訓練不足以使運動員恢復到之前的有氧儲備能力。

乳酸閾[12]是指在漸增負荷運動中,血乳酸濃度隨運動負荷的遞增而增加,當運動強度達到某一負荷時,血乳酸出現急劇增加的那一點(乳酸拐點),這一點所對應的運動強度即乳酸閾強度。Mader等[13]在研究最大乳酸穩態的基礎上,發現最大乳酸穩態對應的血乳酸處于4 mmol/L左右,并由此確定了4 mmol/L乳酸閾這一評價指標。從3次結果對比來看,每個人的乳酸閾功率變化情況不完全相同,大部分運動員乳酸閾功率呈現“V”字型變化,即先下降再上升。P4-0為賽前測得,除一名隊員因傷缺席外,一半隊員都處在最高水平,也即此時有氧儲備最強。P4-1為賽后1周測得,總體下降了5.1%,有10名運動員的乳酸閾功率出現不同程度的下降,最多下降15.8%,只有1人出現增長(1.6%)。其原因可能是該隊員之前訓練不系統,前期有氧水平較低,比賽對其刺激不大,所以乳酸閾不降反升。P4-2為賽后恢復訓練3周左右測得,與第2次相比整體提高了3.4%,有10名運動員提高了個體乳酸閾功率,提高幅度不大,最多提高6.2%,有2名運動員繼續下降,原因可能與受傷病影響有關。

曹棉英等[11]對2004奧運周期女子8人單槳有舵手項目運動員不同訓練階段進行了多次多級負荷測試。結果顯示,在出國參加奧運會資格賽前后,運動員乳酸閾功率先下降后上升。李濤等[14]對女子賽艇公開級運動員全國錦標賽前及停訓3周再恢復約1個半月訓練后進行多級負荷測試,結果運動員的AT4功率(同本研究中的P4)仍未達到賽前水平。上述2項研究結果與本研究結果相似,但前者并未明確指出賽后多久測得,后者出現停訓現象,而短期停訓會引起最大攝氧量顯著下降,將大大增加有氧水平的恢復時間。這些研究[13,15]雖然在遞增負荷的起始功率、每級持續時間、乳酸閾計算方式等方面有所不同,但并不會對乳酸閾功率造成差異。

本研究只是單純通過乳酸閾功率評價運動員的有氧能力,并未分析在此期間的訓練負荷結構,而如何把握有氧與無氧的動態關系是科學訓練亟待解決的問題,必須結合訓練負荷完整分析訓練過程。本研究選取的第3次測試時間為賽后3周左右,研究表明3周時間并不能使運動員的有氧能力得到足夠恢復,因此,建議賽后6周或8周再增加多級負荷測試,計算運動員有氧能力的恢復速率。

4 小 結

比賽會使運動員的有氧能力較大幅度下降,而3周的恢復訓練不足以使運動員恢復之前的有氧水平。