力量训练的强度与强度控制

2014-06-01 10:26王安利刘冬森
中国学校体育(高等教育) 2014年6期
关键词:肌纤维爆发力次数

王安利,刘冬森

(北京体育大学运动康复系,北京 100084)

运动人体科学

力量训练的强度与强度控制

王安利,刘冬森

(北京体育大学运动康复系,北京 100084)

“预防损伤的功能锻炼”系列文章(4)

力量是最基本的身体素质之一。通过力量训练能够提高力量素质、肌肉体积、肌肉耐力、身体爆发力。然而不同力量的训练方式和不同的训练负荷将产生不同的结果。力量训练的强度控制又是其中最重要的一个因素。本文主要从肌纤维类型、(强度)负荷--速度--力量统一体、训练目标阐述力量训练强度控制的重要性,提出针对不同训练目标的一般性强度方案。

力量训练;强度控制;力量训练目标;(强度)负荷-速度-力量统一体

在系列文章的上一篇文章中,我们就力量训练的生物学基础和力量训练的基本原则进行了阐述,以使读者了解力量素质的生物学基础,掌握力量训练的基本原则。在本次的文章中,我们将就力量训练的强度和强度控制进行阐述和探讨,以便正确的指导力量训练,保证训练质量,减少运动伤病,使力量训练更有针对性。

1 力量训练负荷强度

1.1 运动强度的评价指标 在运动与训练过程中评价运动强度的常用方法有心率、单位时间所覆盖的距离、乳酸浓度、自我疲劳程度感受(RPE)、肌肉单位时间所做的功等。

心率可以作为许多运动的强度评价指标,但是力量训练的特点是做功时间相对较短、运动不持续,因此心率不能作为评价力量训练强度的主要指标。乳酸浓度指标在耐力型项目中比较多,在高强度、高速度、持续时间较长的运动下机体才会产生和堆积较多乳酸,这与力量训练的特征符合程度较低,不能作为力量训练强度的评价指标。自我疲劳程度感受(RPE)是一个主观评价量表,可以反映机体的主观疲劳感觉,更多的是作为疲劳程度而不是强度的指标。Shimano等[1]的研究指出RPE和%1 RM之间没有显著的关系。行车负荷实验中,接近最大摄氧量运动水平时,有氧运动的强度已经接近极限,但功率输出水平只达到峰值功率输出的20%~30%。马拉松虽然时间长、体力消耗大,但以功率输出水平而言,是低强度的活动。单位时间所做的功是评价力量训练强度的指标。就做功而言,举重、投掷、短跑等运动形式,才是真正意义上的大强度运动。

1.2 力量训练的强度 RMS体系(The Repetition Maximum System,RMS)即最大重复次数体系,这一体系较好地反映了力量训练中做功的大小,也兼顾了评价力量训练强度时必须考虑个体差异的需求。1RM表示1个运动员以正确的动作只能重复1次动作的阻力,同样的,10 RM表示1个运动员以正确的动作最多重复10次动作的阻力。最大重复次数体系是迄今为止相对科学的控制力量训练强度的指标体系。理解和掌握最大重复次数体系,有助于教练员在力量训练时把握力量训练的方向,较精确地控制力量训练的强度。个体最大力量百分比与RM之间的关系(表1)。

尽管此表对训练负荷安排提供了有益的训练指导,但新近的研究并不支持此表的广泛应用,其理由如下:1)表中是假设举起的重量与重复次数成线性关系,但有许多研究报道其为曲线关系。受过抗阻训练的运动员,对于表中所列的%1RM可能做出更多的重复次数[2];2)某一%1RM可以重复的次数是试做一个单组而决定的,当运动员做多组训练时可能需要减轻负荷重量,所有各组才能做完想要的重复次数;3)有关%1RM与重复次数关系的研究,几乎都是使用卧推、后蹲或挺举,尽管盛行以此动作作为研究,但是并非完全符合这种关系,Hoeger等[2—3]的研究发现受试者能比表中所列的多做2~3次;4)相同的某一%1RM,采用器械完成的次数比采用自由重量所完成的次数多[2];5)包含小肌群的训练动作重复次数可能无法如表中一样多,而动用大肌群的训练动作重复次数则有可能更多。比如深蹲、卧推和肱二头肌弯举相比较,在相同的%1RM负荷下,深蹲的重复次数要更多[1]。但是负荷在95%1RM以上时,三者之间的重复次数没有差别[4];6)负荷75%1RM和重复次数10次时,%1RM与最大重复次数的关系最为精确。实验证据指出,当%1RM下降时,可能完成的最大重复次数的变异加大;7)表中是假设训练者为有力量训练经验的人群,但有研究报道初学者由于其神经支配肌肉能力不够,肌糖原以及磷酸-肌酸储备较少,容易疲劳,在相同的%1RM负荷下,实际完成的重复次数要比表中的要低。有研究表明,在80%1RM负荷下,有经验的训练者要比无经验的训练者重复的次数更多[5]。

2 力量训练负荷强度与肌纤维类型

2.1 肌纤维类型 根据收缩速度可划分为快肌纤维和慢肌纤维。根据肌纤维ATP酶染色方法可划分为I型和II型,I型的收缩速度慢,即慢肌;II型的收缩速度快,即快肌。II型可分为a、b、c3个亚型,IIb的收缩速度快于IIa,IIc纤维介于IIa和IIb之间的中间纤维。根据收缩和代谢特征可划分为快缩-糖酵解型、快缩-氧化-糖酵解型和慢缩-氧化型。快缩-糖酵解型收缩速度快,肌肉收缩以糖无氧代谢供能为主;快缩-氧化-糖酵解型的收缩速度相对较快,以有氧供能形式为主;慢缩-氧化型的收缩速度慢,肌肉收缩时以有氧代谢供能为主。

2.2 力量训练负荷强度与肌纤维类型的关系 力量训练促使力量增长的主要原因是神经肌肉的募集能力提高和肌纤维的肥大。力量训练,特别是高强度力量训练,不仅可以刺激低阈值的神经肌肉单元(如I型肌纤维),而且还会刺激高阈值神经肌肉单元(如II型肌纤维)以满足举起重物的要求[6]。因此,力量训练会造成I型和II型肌纤维的增粗[7—8]。研究已经证明力量训练造成了肌纤维横截面积的增加时是有一定顺序的,即快肌纤维的增强先于慢肌纤维。因此,当刺激的时间不够长时,慢肌的增粗很难被观察到[9]。而针对快肌,更短的刺激时间就可以达到增粗的效果[10]。Grill等[11]研究了不同的、特异的力量训练模式对肌纤维增粗程度的影响。研究者设计了大重量-低重复次数(LR)、中等重量-中等重复次数(IR)和低重量-高重复次数(HR)3种力量训练模式以观察哪种训练模式会产生更大的肌纤维增粗效果。结果显示,前2种计划(LR和IR)显著地增加了肌纤维横截面积,尤其是II型肌纤维。尽管HR训练组的IIa型肌纤维横截面积也增加了12.2%,但个体差异造成了统计学结果的不显著。根据运动生理学原理[12],中等强度下运动以慢肌纤维为主;高强度的运动以快肌纤维参加为主。换句话说,中等强度下的运动慢肌优先发展;高强度、高速度的运动快肌优先发展。

人体是高度发达、高度完善的机能统一体,机体在完成各种运动活动时,自动的选择最经济的肌肉活动和最经济的能力供应调节。在完成小负荷的工作量时,只激活体积较小、支配慢肌的运动单位参与工作;随着运动强度的增加,才逐渐动员体积较大、支配快肌的运动单位参与工作。也就是说,肌肉按照运动单位的体积大小和运动单位兴奋的阈值高低顺序动员、参与工作。慢肌纤维的体积小、兴奋的阈值低,当机体完成阻力较小、水平较低的做功时,主要动员慢肌参与工作;快肌纤维的体积大、兴奋的阈值高,随着阻力增加,做功水平升高,快肌才被激活参与工作。研究表明,优秀举重运动员II型肌纤维百分比显著高于I型[13]。因此,在安排耐力项目的力量练习时,应主要发展肌群的慢肌,强度应该控制在15 RM以下,动员运动单位体积较小的慢肌参加工作。在安排力量及爆发力项目的力量练习上,应该优先发展肌群的快肌,强度控制在较高的范围内,主要动员运动单位体积较大的快肌参加工作。对于一些集体球类项目,即要求单次动作的爆发力,又要求长时间内反复进行爆发力动作的项目,需要即发展快肌又发展慢肌,需要均衡的发展。

有研究表明,力量训练除了能促进力量增长和肌纤维肥大外,还可以促使肌纤维类型发生转变,可以使IIb型转化为IIa型[14]。许多研究证明了力量训练会造成IIb肌纤维比例的下降,并同时发现IIa型肌纤维比例对应的上升[6-8]。但是并不是所有的力量训练都会促使这样的转变。有文献表明,力量训练的强度在40~90%RM时,肌纤维之间会进行相互间的转化,但是仅限于IIa型和IIb型[15—16]。没有研究表明力量训练会使I型向II型纤维转化。但也有研究表明力量训练可以促使肌纤维类型转变,但是关键因素与重复次数有关,而不是负荷强度[17]。

综上所述,RM多、阻力较小的力量训练促进慢肌纤维的增粗与力量的增长,提高肌肉耐力水平,优先发展慢肌,但需要较长时间的刺激才能看到增粗的效果;RM少、阻力较大的力量训练促进快肌纤维的增粗与力量的增长,提高肌肉力量和收缩速度,优先发展快肌,需要较短时间的刺激就能达到增粗的效果。

3 训练目标与训练强度

3.1 力量训练目标 力量训练的目标与运动项目、运动员处于的不同阶段、伤病的情况等有关。力量训练的目标必须与运动员的身体情况、运动员的训练水平,以及运动转向的内在需求一致。爆发力和力量项目的力量练习上,力量训练的目标是增长最大力量。耐力性项目的力量练习上,力量训练的目标是提高肌肉耐力。运动员在调整期,目标应该是提高肌肉的耐力,为接下来的大强度训练做铺垫;在准备前期,目标应该是提高肌肉体积和最大力量;在准备期后期,目标应该是提高爆发力。当运动员在康复初期,力量训练目标是提高肌肉耐力,促进神经对肌肉的控制;随着康复的进展,力量训练的目标也逐渐转移到提高肌肉力量、增大肌肉体积和爆发力上。力量训练常见的目标包括:肌肉耐力、肌肉力量、肌肉体积、爆发力。

3.2 力量训练目标与力量训练强度的规律 美国力量与体能协会(NSCA)总结了负荷强度RM的多少与发展肌肉力量、增加肌肉体积以及发展肌肉耐力之间的规律性。有研究表明,力量训练的阻力越大,训练所获得的力量增长则越大,反之则越小[14,18]。因此,随着肌肉力量的增长,力量训练的负荷也应当逐渐增加,使机体能够重新适应新的刺激以增长肌肉力量。采用1~5 RM的负荷强度进行力量练习,对发展最大肌力效果最佳;采用8~15 RM的负荷强度进行力量练习,对促使肌肉肥大效果最佳;采用20 RM以上(含20 RM)的负荷强度进行力量练习,对发展肌肉耐力效果最佳。

对于初学者,无论是较大的负荷强度,还是较小的负荷强度,都能够很快地提高其肌肉耐力、肌肉力量、肌肉体积以及肌肉爆发力,原因是神经系统对训练的适应很快,肌肉组织对训练的适应相对较慢。对于目标是提高肌肉耐力的人群,建议初学者或中等水平的训练者使用相对较低的负荷,如15 RM以下的强度;建议有经验的训练者进行多组、每组10~25次或更大的强度[14,19,20]。对于目标是提高肌肉力量的初学者或者中等水平的练习者,建议强度为60~70%1 RM、每组练习进行8~12次;对于有充分力量训练经验的人群,建议运动强度为80% ~100%1 RM[21]。对于目标是增加肌肉体积的初学者或者中等水平的练习者,建议强度为70%~85%1 RM、完成1~3组、每组8~12次;建议有经验的高水平训练者的训练强度为70% ~100%1 RM。对于目标是提高爆发力的人群,建议上半身负荷强度为30%~60%1 RM,下半身负荷强度为0~60%1 RM,完成1~3组,每组3~6次。由于爆发力的练习需要基础力量的保证,因此不建议力量训练初学者进行爆发力的训练,以减少损伤的风险。不同目标与人群的具体强度、负荷比较(表2)。

表2 不同运动目标、人群和强度的关系

4 力量与速度的关系

力量是克服最大阻力或接近最大阻力的能力。速度是在无负荷或轻负荷状态下肢体高速运动的能力,如高速挥动球拍、拳击出拳、足球射门等。对速度素质要求比较高的项目在进行力量练习时,更重要的是强调完成动作的速度,而不是力量训练的阻力。当阻力增加时,完成动作的速度一定会下降,所以这类运动的辅助力量训练多集中在速度和速度力量的范围内。速度力量是在没有对手阻挡的情况下身体的加速能力或获得水平速度的能力,如短跑、冲刺、迅速变向等。对速度力量要求比较高的项目,在进行力量训练时,既要强调完成动作的速度,又要适当地顾及力量的发展。这类项目的力量训练多集中在速度力量和力量训练的范围内。爆发力是在各个方向上产生巨大力量的能力或克服较大阻力或产生较大推力的能力,如跳远、跳高、排球的拦网等。这类项目在进行力量训练时既要强调完成动作的速度,又要强调力量的发展。这类项目的力量训练多集中在速度力量、力量和力量速度的范围内。力量速度是移动较重的器械或克服或移动对手的能力,或在负重情况下高速运动的能力,如柔道、铅球、举重等。这类项目在进行力量训练时,更重要的是强调基础力量的发展,同时兼顾速度力量的发展。力量训练多集中在力量和力量速度的范围内。

在运动过程中,当机体获得最大力量时,施加给肌肉的阻力大,肌肉的收缩速度低;当机体获得最大速度时,施加给肌肉的负荷较低,肌肉的收缩速度快。肌肉的收缩速度与施加给肌肉的阻力成反比。在力量训练过程中,力量、力量速度、爆发力、速度力量、速度是一个连续变化的统一体。在实际的训练中,很少有哪一种运动项目、哪一个运动员只需要某一种素质,或者只需要力量、力量速度、爆发力、速度力量、速度连续变化统一体中的某一种单一的成分,而是不同成分同在,只是不同项目各种成分所占的比例不同而已 (表3)。在力量训练过程中,应结合具体项目的要求,突出表达或优先发展统一体中的某一具体部分,如何发展取决于力量训练中所采用的负荷强度,负荷强度是决定力量训练效果的关键因素。根据美国力量与体能协会(NSCA)的建议,速度力量要求高的运动项目常用以下方案进行训练:训练总负荷8组,负荷为30%~50%1 RM,每组以最快的速度完成2次动作。力量速度要求高的项目常用以下方案进行训练:训练总负荷6~8组,负荷为50%~70%1 RM,每组重复2~4次。爆发力要求高的项目则介于上述两类项目之间。对于绝对力量需求高的项目常用以下方案进行训练:训练总负荷8~10组,负荷的强度为80%~95%1 RM,每组重复1~2次。

在安排训练时应分析项目的内在需求和特点,确定力量、爆发力、速度等在连续变化统一体中各种成分所占比例,在全面发展的基础上突出或优先发展与项目需求密切相关的成分,这样更有利于运动成绩的提高,更有利于运动损伤的预防。此外,无论是速度为主的项目,还是速度力量、爆发力、力量速度为主的项目,不同类型的运动项目在进行力量训练时都有共同特点,即训练必须强调完成动作的速度和动作的质量。当阻力不变,但完成动作的速度降低或完成动作的质量下降时,就应当终止训练。

表3 不同项目各种成分所占的比例(%)

5 小 结

力量训练可以带来很多好处,提高人体健康程度,改善肌肉耐力,增加肌肉体积,提高肌肉力量,增强爆发力,帮助运动人群改善能量利用从而出现能量节省化。力量训练的强度是对训练效果产生影响最大的一个因素,为了最大化训练效果,需要明确训练目标,理解运动项目所密切相关的速度-力量变化统一体不同成分的比例,了解运动项目所需要发展的肌纤维类型,根据训练目的设定训练强度,对每个个体制定不同的训练计划,使训练者可以循序渐进、系统地增加其力量素质,为提高竞技水平和健康水平提供坚实基础。

在本文探讨的基础上,在后续的文章中,我们将就各种力量训练的方法、特点、适用人群、限制因素等进行更详细的解读。

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Intensity and Control of Strength Training

WANG An-li, LIU Dong-sen
(Sport Rehabilitation Department, Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Strength is one of the most basic physical qualities. Strength quality, muscle volume and endurance as well as physical power can be improved by strength training. Nevertheless, different strength training methods and loads lead to different results. Intensity control of strength training is another most crucial factor. This thesis interprets importance of strength training intensity control through muscle f ber type, (intensity) load-speed-strength unity and training goals, and proposes general intensity plan for different training target.

strength training; intensity control; strength training objective; (intensity) load-speed-strength unity

G804.53

A

1004-7662(2014 )06-0076-06

2014-05-12

王安利,教授,博士,博士生导师,研究方向:运动康复、体能训练。

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