基于生理學效應與負荷量化視角的運動訓練監控中訓練應激研究

王琦 吳雙

(山東大學體育學院 山東濟南 250061)

早在20 世紀，科學家已利用加速度計、GPS、慣性傳感器等設備或技術監控運動員訓練。當前，運動訓練監控成為運動員全面備戰賽事的重要組成部分。對運動員的訓練監控進行了解，有助于改善他們的運動表現。理解運動員訓練監控的根本是訓練應激的生理學效應，這有利于訓練監控者為運動員制訂最優化訓練計劃。在該過程中，必然需要通過負荷測量工具來量化訓練應激。該文通過文獻資料等研究方法，從生理學效應與負荷量化視角出發，對運動訓練監控中訓練應激進行研究，以期為從業者充分理解運動員訓練監控，提高運動員和健身愛好者運動表現提供參考，并助力我國奧運健兒全面備戰2024 年法國巴黎奧運會。

1 訓練應激的生理學效應視角：理解訓練監控的根本

掌握訓練應激的生理學效應，可以幫助從業者確定和測量訓練量，改善訓練方案。訓練應激的生理學反應模型包括一般適應綜合征模型、健康—疲勞模型和刺激—疲勞—恢復—適應模型（見圖1），應用該類模型以及理解疲勞連續體，有助于監控和掌握疲勞，以確保訓練方案可隨時調整。訓練過度和過度訓練處于兩個不同的階段，但存在于一個連續統一體中，過度訓練綜合征是該連續體的最后一個階段，掌握它們的特點有助于訓練監控者避免運動員機體活動能力下降。為避免訓練過度或過度訓練的負面影響，可在監控運動訓練中使用生化、血液和免疫學指標。實際上，目前仍沒有任何一個監控工具能完全判斷運動員是否進入過度訓練階段，需要通過多學科、多途徑、多因素來監控運動員，以獲得完整的信息。

圖1 訓練應激的生理學反應模型

1.1 訓練應激的生理學反應模型

1.1.1 一般適應綜合征模型

一般適應綜合征模型奠定了應激研究的基礎，由加拿大生理學家Selye于1950年開創，并將訓練應激的過程分為警覺期、抵抗期、超量恢復期、過度訓練期4個階段。訓練開始時，運動員會對刺激進行起始應答，即進入警覺期，此階段運動表現保持平衡或出現下降的現象；當訓練量進行到一定程度時，運動員可能會出現生理適應性，此階段運動表現將會相對提高，為抵抗期；訓練結束后的恢復階段為適應的新水平階段，此時的運動表現仍會改善；但若恢復不充分，或者持續進行訓練刺激，則運動員可能會進入過度訓練階段，此階段會影響運動員的運動表現，不利于運動員訓練效果的改善。若前3 個階段訓練刺激過大，則運動員可能過早出現過度疲勞，運動表現下降，甚至喪失訓練效果，即過早進入第四階段。需要注意的是該模型不是線性應答，會在訓練周期內波動。因此，訓練監控者需要掌握負荷過量和負荷不足之間的微妙平衡。

1.1.2 健康—疲勞模型

疲勞分為外周性疲勞和中樞性疲勞，并可通過多種方法進行量化。然而，過分關注疲勞而盡最大可能減少疲勞發生的觀點是完全錯誤的。疲勞的存在是連續、統一的。健康—疲勞模型解釋了運動員訓練應激獲得的健康、疲勞和適應之間的關系。根據健康—疲勞模型，當運動員受到生理刺激時，疲勞增加，健康和適應力也在訓練過程中增強。隨著訓練時間的推進，疲勞、健康和適應力增加的程度不同，運動員的運動表現會出現先下降后上升，最后趨于穩定的趨勢。在這種模式下，疲勞和健康，都會對運動員的適應產生影響。該模型中，健康效應主要是神經源性的，而疲勞效應包括神經源性和代謝源性。在現實中，多種健康和疲勞的影響可能存在于訓練的反應中，它們是相互依賴的，并產生累積效應。很明顯，平衡不同個體訓練應激獲得的健康的能力，同時促進疲勞的衰減，對于調整適應訓練計劃的反應是至關重要的。

1.1.3 刺激—疲勞—恢復—適應模型

刺激—疲勞—恢復—適應模型包括應激、疲勞、恢復、超量恢復和還原5 個階段。運動員對訓練壓力源的最初反應是疲勞的積累，訓練刺激會導致疲勞的產生，并會進一步導致適應和運動表現的降低。疲勞的累積程度與訓練量以及持續時間緊密相關。但只要給一定的恢復期，則會使得用動員的穩態得到恢復，機體活動能力上升，并在一定時間后達到峰值，即到達超量恢復階段。但恢復和適應期結束后，若未實施新的訓練刺激，運動員的活動能力可能會持續下降到最初狀態。值得注意的是，刺激的大小在恢復—適應部分的時間方面起著決定作用。如果訓練負荷減少，疲勞積累會減少，恢復—適應過程會以更快的速度發生。這種現象通常被稱為延遲訓練效應，在這種效應中，負荷的大小和持續時間決定了恢復和適應所需的時間。

1.2 訓練過度和過度訓練的區分

過度訓練是指運動員由于疲勞的連續積累而導致機體出現功能紊亂或病理狀態，其特點是極度疲勞或運動表現低下持續6個月以上。其與訓練過度的區別在于，訓練過度后機體出現病理狀態的持續時間或恢復正常機能狀態的時間僅為幾周。訓練過度和過度訓練存在于一個連續過程中。研究顯示，訓練過度和過度訓練在運動員群體中比較普遍。作為訓練過度的一種類型，功能性訓練過度可以增加運動員的運動表現，可以提升運動員的體能。因此，為增加運動表現，可使用功能性訓練過度策略進行訓練，具體方法包括遞減式訓練、停訓和減量訓練，該策略通常對高水平運動員有效。此外，非功能性訓練過度表現為激素紊亂、活動能力下降，是過度訓練的前兆。非功能性訓練過度訓練最終的結果是運動表現能力下降。

目前，非功能性訓練過度的發生過程仍不完全清楚，結合訓練過度的工具以及對負荷的精準測量是判斷的重要手段。有學者對橄欖球運動員訓練過度的特異性指標進行了研究，結果發現谷氨酸是唯一可以用于區分功能性訓練過度和非功能性訓練過度的生化指標，且該研究還發現高訓練負荷會引起非功能性訓練過度。這說明對訓練負荷的精確測量是非常重要的。以激素—測試為例，可間接測量下丘腦—垂體—腎上腺素的反應度來研究功能性訓練過度、非功能性訓練過度和訓練過度。不同于訓練過度，過度訓練是多因素共同作用的，訓練過度和過度訓練是有本質區別的。不僅要關注運動員的運動表現下降，還要考慮激素紊亂等醫學原因和個體差異。

1.3 生化、血液和免疫學指標與多因素避免過度訓練的途徑

為避免過度訓練，需要在監控運動訓練過程中監控睪酮、鐵蛋白等生化指標，紅細胞計數、紅細胞比容等血液指標，白細胞計數和淀粉酶等免疫學指標，這也是區分過度訓練和訓練過度的重要方法。對該指標測試的方法主要包括以下幾種。（1）活動能力測試、心率測試。對運動員（如足球運動員）進行間歇性折返跑、佐拉茲測試或兩次最大運動測試，可以判定機體是否出現機體活動能力下降的現象，以確定大強度運動后恢復是否充分。（2）心率測試。通過對安靜心率、心率變異性、最大心率等測試可能會反映急性疲勞，但面對慢性疲勞時這些指標的能力顯得非常有限，需要和其他相關指標進行結合。（3）認知功能測試。認知功能測試，包括心理活動測試等評估注意力或反應時的測試，不僅能夠區分非功能性訓練過度和過度訓練，更有簡便且價格低廉的特點。（4）單調性測試。單調性指一個周期內訓練負荷的變化較少，這可能會使運動員出現過度訓練綜合征的可能性大幅度提升，對單調性的測試可以預測訓練壓力，同時為從業者預測運動員訓練過度和過度訓練提供參考。（5）免疫功能測試。研究證明，運動員過度訓練可能會導致他們的免疫功能下降，并使得上呼吸道疾病發生的概率增加，因此可以將免疫功能的測試作為避免過度訓練的重要方法之一。（6）睡眠。監控睡眠對預防運動員過度訓練極其重要，被認為是運動員機能恢復的重要因素，監控睡眠可通過腕動儀活動檢查幾率法或簡單的問卷調查方法。（7）健康狀態檢測。進行健康狀態檢測也是探測運動員過度訓練的重要方法。使用心理學和健康狀態問卷并在訓練日志中羅列癥狀清單，監控影響健康的環境因素以及賽季或正在發生的賽事可能對運動員產生的影響，是健康狀態檢測的重要途徑。

多樣化的監控手段可以幫助運動員減少過度訓練綜合征，指導他們恢復運動巔峰狀態。然而，目前沒有一個監控工具可以做到這點，因此需要運動大量手段，結合多學科的方式，通過多因素途徑判斷運動員是否容易出現過度訓練，以預防運動員出現過度訓練綜合征。例如，經常和運動員交流，優化睡眠和休息策略，確保充分的營養補充，記錄心理狀態等方式。

2 訓練應激的負荷量化視角：提高運動表現的途徑

通過各種主觀或客觀測量工具量化運動員的訓練應激水平，是使運動員更好適應運動訓練計劃，提高運動表現的重要途徑。量化訓練應激水平可通過量化訓練負荷的方式。訓練負荷包括內部負荷和外部負荷，內部負荷主要是運動員訓練中的生理應激，外部負荷與運動員訓練過程中所舉的重量、沖刺次數、運動距離等有關。在量化訓練應激的過程中，不僅考慮外部負荷的量化，還要考慮內部負荷的量化及不同的人對負荷產生的反應。有氧耐力團隊及團隊運動中通常借助可穿戴技術設備，通過測量外部負荷的方式，量化訓練應激，監控運動員疲勞及恢復情況。

2.1 外部負荷的量化

可以通過時間—運動分析、抗阻訓練等一系列技術方法，如可穿戴技術（簡易計步器、簡易加速度計、功率計等）可以對運動員進行時間—運動分析。如今，全球定位系統（GPS）應用廣泛，不僅能給出距離和速度數據，還能描述碰撞運動等更多細節數據。以慣性傳感器技術為例，可將其裝配到其他設備上，以向監控人員及時反饋時間和運動數據。GPS 系統具有小而輕便，易穿戴等優點，但使用時仍要注意其測量范圍、電池壽命等關鍵問題。此外，GPS 設備的可靠性與運動速度成反比，且所用的軟件或數據系統不同，以及用加速度計測量碰撞運動，也會影響其可靠性和有效性。目前，GPS和加速度計主要應用于監控訓練負荷，預防運動損傷以及幫助監控人員探討運動員的比賽表現及健康狀況。此外，訓練監控中常用功率計設備，因其可以持續記錄功率輸出及速度、節律、平均功率等變量，并可以推算出訓練應激得分和訓練強度，對于了解比賽策略的有效性及運動員的適應情況很有價值?？棺栌柧氈型獠控摵傻拇笮】梢酝ㄟ^線性位移傳感器、加速度計等設備測量。在訓練日志中，記錄每天的訓練次數、組數以及重復次數，且要一直使用同一種方法進行記錄，以計算負荷量和訓練強度。負荷量（Ib 或kg）的計算公式為：負荷量=組數×每組重復次數×每次舉起的重量（Ib或kg）；訓練強度的計算公式為：訓練強度=負荷總量（Ib或kg）/總重復次數。

2.2 內部負荷的量化

2.2.1 主觀體力感覺等級（RPE）

主觀用力程度屬于內部負荷，可以用于確定運動強度。為對其進行測量，Gunnar Borg設計了RPE量表，用于評估個體主觀努力感覺程度。為更好地測量RPE，近年來更多經過修改的RPE 量表也得到了廣泛應用，包括Borg6-20量表、分類比值RPE 等級表、分值從01-100的CR-RPE等。然而，在評估內部負荷時，必須與運動員運動過程中的應激相匹配。

然而，僅僅使用RPE 量表來監控運動員是不理想的，運動監控者將RPE和其他測量方法結合起來，開發了Session-RPE 量表。該量表能夠獲得運動員對訓練的總體評分，并通過公式：訓練負荷（以任意單位或勞力時間）=訓練持續時間（min）×Session-RPE 分值，計算訓練負荷，且該過程包括熱身和放松部分。研究證明，Sessio-RPE 與心率區間得分也具有相關性。訓練監控者應嚴格按照條目標準使運動員很好地熟悉量表。事實上，Session在跨模式訓練中也存在一些限制，在指導訓練計劃方面的應用價值值得進一步研究。除此之外，研究人員還開發出RPE 圖像表征（如OMNI RPE 量表），包括言語描述和特定的運動模式圖片，且已被證實可以提高測量工具的可靠性。

2.2.2 心率、乳酸及訓練沖量

運動監控中常用測量心率的方法監控運動強度。目前，很多心率設備如標準心率監控設備用于監控心率。心率的恢復和心率變異性常用于基于心率的監控方法。研究證實，使用胸帶的心率表更準確和有效。靜息心率是評估訓練狀態的常用方法，但存在一定的局限性。乳酸是反應內部負荷的最為普遍的生理指標之一，可以通過便攜式系統或指尖血樣本來測量。為準確實現監控以制定運動處方，要在運動員的訓練期間定期采集其血樣。然而，多因素會使乳酸濃度在個體間和個體內出現較大差異。近年來，為提高測量乳酸的有效性，研究人員開發出了不需要采集血液樣本的系統以及使用近紅外光譜技術。所有這些都具有便攜和非侵入特點，適用于訓練監控。

訓練沖量（TRIMP）指在運動期間施加給運動員的總訓練負荷。訓練沖量的量化可以通過心率監控來完成，是一種將訓練所有方面集成為一個值的基于系統模型的方法，使用該模型時，必須擁有運動員的靜息心率和最大心率的信息。然而，基于心率的方法具有一定的局限性，包括不易于監控多個運動員，監控抗阻訓練和間歇訓練不理想，對監控人員的技術要求較高等，但該方法對監控有氧耐力活動中的訓練負荷具有重要價值，同時支持監控運動員結合多種方法，考慮多種因素。

2.2.3 健康評估

除了主觀體力感覺等級、心率、乳酸和訓練沖量外，對情緒狀態、訓練困境、肌肉酸痛等的測量也是量化內部負荷的重要方式。目前，對情緒狀態的測量大多是使用心境狀態量表、Brunel 心境量表等。鑒于多種因素會影響測量結果，僅僅依靠一份問卷來確定運動員的情緒是不夠的。訓練困境量表可用于評估訓練中的困難情況，并包括情緒障礙、應激及行為的分量表，能夠評估睡眠障礙、食欲不振等不適癥狀。延遲性肌肉酸痛是大運動量24～48h 后才發生的可預期的反應，其原因在于炎癥反應。視覺模擬量表可對其進行測量，評價結果較為客觀，亦可使用專門設計的壓力探頭來測量疼痛。收集了可以感知肌肉酸痛、應激、睡眠評分等的健康清單對監控運動員具有良好的效果，該清單可以根據需要進行修改，也可以根據自行需要進行設計。運動員的日常應激水平可用運動員的生活需求每日分析（DALDA）評估，記錄運動員的心理健康水平，該問卷可以安排在整個訓練期間內進行（包括熱身和放松）。運動員的主觀應激水平和恢復情況可以使用運動員恢復期應激調查問卷（RESTQ-Sport）進行測量與調查，這也是目前應用最廣的監控運動員的問卷之一。總體恢復質量量表、感知恢復狀態量表可對運動員訓練后的恢復情況進行監控。

調查問卷和訓練日志通常被用來量化訓練，但存在一定的主觀性，需要評估其有效性。監控者需要告知教練員或運動員，要真實、準確回答問卷上的問題。為避免問卷疲勞，不應讓運動員每天都回答相同的問題。此外，要及時分析問卷并反饋給運動員和教練員?？梢酝ㄟ^智能手機或平板電腦等一些技術手段，來幫助實施問卷，也可使用應用程序并結合社交媒體的方法增加運動員的依從性。量表的分析一般使用Likert量表，也可用紅色標記表示運動表現出現顯著的變化等。一旦發現監控數據的異常，監控人員應知道要采取什么樣的措施。

3 結語

大量模型（如GAS模型、健康—疲勞模型和刺激—疲勞—恢復—適應模型）對理解運動員在訓練中的急性反應非常重要。當前，應適度調整與應激相關的內環境穩態，因為訓練誘導急性生理應激具有多因素特性。疲勞連續概括了疲勞從功能性訓練到非功能性訓練，再到過度訓練這一以活動能力下降為主要特征的過程。因此，為制訂適宜的訓練調整方案，避免運動員出現過度訓練綜合征，應盡早探測非功能性訓練過度。此外，當前沒有任何一個指標可以探測這一過程，需要運用多種檢測手段構建運動員疲勞水平的全貌。在訓練監控過程中，監控者還需要考慮內部負荷和外部負荷的監控與測量，以準確量化訓練應激。外部負荷可以使用加速度計、GPS等設備來測量，內部負荷的測量可以通過測量心率等來實現。主觀健康問卷（如情緒障礙量表、總體恢復質量量表）對量化內部負荷也有重要作用。為量化訓練與比賽的生理應激，監控人員應該采用內外結合監控訓練負荷的方法，并需要考慮如何分析、解釋和使用這些信息，以優化運動員的訓練監控。這對運動員更好地適應訓練監控者制訂的訓練計劃，以及助力我國奧運健兒全面備戰2024 年法國巴黎奧運會具有重要意義。