不同负荷方案速度型间歇训练专项特征的比较研究

马国强,李之俊,梁效忠,倪大海

不同负荷方案速度型间歇训练专项特征的比较研究

马国强1,2,李之俊2,梁效忠3,倪大海3

目的：分析骑行次数不变和次数递减的两种功率车SIT方案运动负荷间的差异，并探讨不同运动强度对踏蹬效率的影响。方法：采用配对设计将14名男性自行车运动员分入骑行次数不变组(Constant group，CG)和骑行次数递减组(Decreased group，DG)，每组7名。两组在连续4周内完成8节SIT课，每节训练课进行4组、总次数为20次的骑行，其中，CG组4组骑行次数为5-5-5-5次，DG组为8-6-4-2次；两组SIT的骑行和间歇时间均为20 s和10 s，踏频要求高于120 rpm。训练采用Wattbike Pro功率自行车(英国)，电磁和空气阻力分别设为1档和7档，采样频率100 Hz。测试分析指标包括踏蹬频率、速度、功率、功、踏蹬力、力矩、达到最大力值的时间和角度、心率、血乳酸等。分别采用配对检验和Pearson相关对数据进行统计学检验。结果：DG组完成第4组骑行时的平均频率显著高于CG组。DG组与CG组Pmean和Vmean的变化趋势相反，在完成第3、4组骑行时显著高于CG组(P<0.05)。虽然DG组组内Wtotal逐渐降低，但4组总功较CG组高15.6%(P<0.05)。DG组HRmean逐渐下降，但第4组后的即刻BLa较CG组高6.4%(P<0.05)。DG组Fmean和Mmean逐渐增加，并在完成后3组骑行时显著高于CG组(P<0.05)。两实验组Fmean较CVmean与Pmean之间的相关性更高，且组间差异不明显。CG组Emean与Wmean出现相同的下降趋势，相反，DG组则有所升高，并在完成后2组骑行时显著高于CG组(P<0.05)；DG组完成第4组骑行时达到最大力值的时间和角度均明显小于CG组(P<0.05)。结论：次数递减的SIT方案可使运动员在完成相同次数骑行时达到更高的运动强度和运动量，并降低疲劳对踏蹬效率的影响。

速度型间歇训练；功率自行车；运动强度；骑行效率

采用功率自行车进行的研究表明，运动员的骑行效率与下肢髋、膝、踝三关节的贡献率和活动幅度有关[18]。自行车运动员疲劳时踝关节功率和运动范围的减小，可通过延长伸髋和伸膝关节时间来补偿[15]，自行车骑行的运动强度会对髋、膝、踝三关节的贡献率产生影响，从而间接影响运动员的骑行效率。本文旨在比较一节SIT课中完成骑行次数不变和完成骑行次数递减的两种功率车训练方案间的专项负荷差异，并探讨两种方案不同运动强度对骑行效率的影响。本研究假设次数递减的SIT可使运动员在完成相同总骑行次数的前提下达到更高的运动强度，并降低疲劳对骑行效率的影响。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取男性场地自行车短距离项目运动员14名，其中，国家级健将5名，一级运动员9名，年龄18～25岁。训练开始前10天进行了Wingate测试，14名运动员根据测得的相对最大功率(W/kg)从高到低排序并标号1～14，分别将能力相近的2名运动员分入一组，共获得7组，采用配对设计方法将每组中的2名运动员分别分入骑行次数不变组(Constant group，CG)和骑行次数递减组(Decreased group，DG)，每组7名。阶段训练前为运动员讲解了各机能测试和训练的目的与方法(表1)。

表 1 研究对象基本资料一览表Table 1 Basic Data of Research Objects

1.2 训练安排与内容

14名运动员在连续4周期间完成8节SIT课，每周两节课安排在周二和周五上午(8∶00～11∶00)。训练采用Wattbike Pro功率自行车(英国)进行，运动员训练开始前佩戴Sunnto 心率表带(芬兰)，与Wattbike遥测配对。调整车座、车把至个人合适位置并记录，运动员每次训练采用相同功率车。训练课开始后先进行20 min热身骑行，强度控制在最大心率的60%左右，之后休息10 min开始SIT训练；每节SIT课包括4组(1stGroup、2ndGroup、3rdGroup、4thGroup)SIT骑行，组间完全休息30 min充分恢复；其中，CG组的4组骑行次数分别为5-5-5-5次，DG组为8-6-4-2次。两组运动员单次课中完成骑行的总次数均为20次，SIT骑行和间歇时间分别为20 s和10 s，其中，20 s骑行的踏蹬频率要求不低于120 rpm，10 s间歇的踏频不做要求。

Wattbike Pro功率自行车具有空气(1～10档)和电磁(1～7档)两套阻力系统。本研究两实验组SIT训练时，电磁阻力设为1档，空气阻力设为7档，相当于自行车传动系数为3.85的总阻力水平，功率车曲柄长为170 mm。研究表明，Wattbike功率自行车在>50 W功率范围内具有较高的测试信度和效度[9]，可相对准确地应用于运动训练和实验研究。

1.3 测试方法与指标

采用Wattbike功率自行车配套的运动参数记录仪(Wattbike Performance Computer，WPC)采集每节SIT训练课全程的运动学参数和心率，采样频率设为“100 samples per second”，即每0.01 s采集一个样本。

每节训练课后，采用Wattbike配套软件Wattbike Expert Software从WPC中下载运动学参数和心率并导出至Excel 2003软件中进行分析，软件导出数据的时间间隔设为1 s，即导出数据均为每1 s的各参数平均值。

踏蹬频率完成情况的分析指标包括4组骑行的单组平均频率(Cmean-G)和20次骑行的单次平均频率(Cmean-T)；运动负荷完成情况的分析指标包括4组骑行的每组平均功率(Pmean)、平均速度(Vmean)、总做功(Wtotal)和平均心率(HRmean)以及4组总平均功率(Pmean-4group)和总做功(Wtotal-4group)；踏蹬力速特征的分析指标包括4组骑行的每组平均踏蹬力(Fmean)、平均力矩(Mmean)和平均踏蹬圆周线速度(CVmean)；踏蹬技术的分析指标包括4组骑行的每组平均做功(Wmean)、平均踏蹬效率(Emean)以及左右腿达到最大力值的时间和角度的平均值(Time to Force Peak和Angle to Force Peak)。

每节SIT课每组骑行后即刻采集指端末梢血，采用Lactate ProTM LT-1710乳酸仪(日本)及配套试纸测试血乳酸(BLa)。

1.4 数据统计

2 研究结果

2.1 踏蹬频率的比较

本研究中运动员20 s骑行的踏蹬频率要求保持在120 rpm以上。但从表2可见，除了DG组运动员完成第4组骑行时的Cmean-G达到122.5±1.5 rpm外，其他几组均未达到训练要求。DG组完成第4组骑行时的Cmean-G与CG组相比差异具有统计学意义(P<0.05)，而完成前3组骑行的组内平均踏频两组间并无显著性差异(P>0.05)。

两实验组一节SIT课连续20次骑行的Cmean-T变化情况(图1)：两实验组在4组训练中均表现出首次骑行平均踏频最高，之后持续下降的变化趋势；但从整体变化趋势来看，CG组连续4组SIT骑行的踏频变化幅度不大，而DG组的后2组踏频有升高趋势，特别是最后一组2次骑行(第19、20次)的Cmean-T分别达到125.7±1.4 rpm和119.4±1.6 rpm，较好地完成了训练目标。

表 2 本研究两SIT组连续4组骑行的Cmean-G变化一览表Table 2 The Change of Cmean-G during the FourConsecutive Riding Sets of Two SIT Groups(rpm)

图 1 本研究两SIT组连续20次骑行Cmean-T的变化示意图

2.2 运动负荷完成情况比较

CG组每组SIT骑行的Wtotal变化不明显，而DG组出现持续降低的现象。DG组完成第1、2组骑行时的Wtotal与CG组相比分别提高56.4%和30.9%，具有显著性差异(P<0.05)；而完成第4组骑行的Wtotal与CG组相比显著下降了27.4%(P<0.05)。从图2显示的两实验组4组骑行的总做功值可见，DG组的Wtotal-4group较CG组高15.6%，差异具有统计学意义(P<0.05)。

运动员完成两种不同SIT时，两实验组均出现随着4组训练的进行HRmean稍有下降的变化趋势，但两实验组间差异不明显，仅DG组在第2组骑行过程中的HRmean较CG组低4.1%，有显著性差异(P<0.05)。与心率变化趋势不同，CG组和DG组BLa的变化趋势相反，随着4组训练的进行，CG组BLa值逐渐下降，而DG组则有所升高；其中，DG组第1组骑行后的即刻BLa与CG组相比低4.1%(P<0.05)，而第4组骑行后较CG组高6.4%，具有显著性差异(P<0.05，表3)。

表 3 本研究两SIT组4组骑行的Pmean、Vmean、Wtotal、HRmean和BLa变化一览表Table 3 The Change of Pmean,Vmean,Wtotal,HRmean and BLa during the Four Consecutive Riding Sets of Two SIT Groups

图 2 本研究两SIT组4组骑行总平均功率和总做功比较示意图

2.3 力-速特征差异比较

由于力矩=力力臂，本研究中力臂长等于Wattbike功率自行车曲柄长(170 mm)，因此，运动员完成骑行时的Fmean和Mmean具有相同的变化趋势。DG组4组骑行的Fmean表现出逐渐升高的变化趋势，相反，CG组逐渐下降，DG组在完成第2、3、4组骑行时的Fmean较CG组分别提高9.2%、27.5%和63.2%，具有统计学意义(P<0.05)。完成前3组骑行的CVmean两实验组间无明显差异(P>0.05)，而CG组第4组骑行的CVmean有所下降，DG组有所升高，故DG组较CG组明显高11.2%，差异显著(P<0.05，表4)。

表 4 本研究两SIT组4组骑行的Fmean、Mmean、CVmean的变化一览表Table 4 The Change of Fmean,Mmean and CVmean during the Four Consecutive Riding Sets of Two SIT Groups

对两实验组连续4组骑行过程中的Fmean、Mmean、CVmean和Pmean进行相关分析可知(表5)，Fmean和Mmean与Pmean之间的相关性一致，具有显著的相关关系(r>0.7)，其中，DG组的相关性稍高于CG组；CVmean与Pmean之间的相关性要低于Fmean，但仍具有统计学意义(r>0.7)，且DG组的相关性低于CG组。

2.4 两种间歇训练的踏蹬技术表现

图3显示了完成两种不同方案SIT训练时，连续4组骑行每组Wmean和Emean的变化情况。CG组Wmean随着训练进行逐渐下降，但降幅并不明显；CG组Emean表现出与Wmean相同的下降趋势，二者之间存在显著的相关关系(r>0.7，表6)。

表 5 本研究两SIT组中Fmean、Mmean、CVmean与Pmean的相关性一览表Table 5 The Correlation of Fmean、Mmean、CVmean and Pmean in the Two SIT Groups

图 3 本研究两SIT组4组骑行Wmean与Emean的变化示意图

与CG组变化不同，随着训练进行DG组Wmean逐渐升高，其中，在完成第1、2组训练时与CG组无明显差异(P>0.05)，但在完成第3、4组训练时DG组Wmean分别较CG组高22.5%和80.7%，差异具有统计学意义(P<0.05)；DG组Emean也表现出随着训练进行而升高的趋势，但与Wmean并无明显的相关关系(r<0.7，表6)。DG组Emean仅在完成第3、4组骑行时与CG组产生明显差异(P<0.05)，分别较CG组高4.6%和9.6%。

除了上面的文化词语外，小说中还出现了表现鲁迅故乡乡土气息的“乡土语言”，包括成语、谚语、俗语、方言等。这种民间话语的最大特点便落在一个“俗”字上，这个“俗”字可以同时作“通俗”“低俗”“粗俗”等义解。这类话语形式鲜活，语域广泛，它们往往是简洁精练又通俗易懂，长期为汉民族所喜爱。因此，如何将这种雅俗共赏的话语传译过去，是译本能否有效地感染目的语读者和观众的一项重要因素(周领顺2016:79)。以下将具体考察两译本中关于乡土语言的翻译。

表 6 本研究两SIT组中Emean与Wmean的相关性一览表Table5 The Correlation of Emean and Wmean in the Two SIT Groups

自行车运动员在进行功率自行车骑行时，左右腿在一个踏蹬圆周中达到最大力值的时间和角度并不相同(图4、图5)，整体上，运动员右腿较左腿达到最大力值的时间更短，角度更小，且从标准差值可知存在一定的个体差异。

在连续4组骑行中，CG组左右腿的Time to Force Peak并未发生明显变化，而DG组时间却有所减少，其中，DG组与CG组相比仅在第4组骑行时左右腿的Time to Force Peak分别减少了12.5%和13.3%，差异具有统计学意义(P<0.05，图4)。

CG组完成4组骑行左腿的Angle to Force Peak并无明显变化，而右腿角度却逐渐增加；而DG组随着训练的进行左右腿的Angle to Force Peak有所减小，其中，在完成第4组骑行时与CG组出现显著性差异(P<0.05)，左右腿分别减小了7.0%和7.4%(图5)。

图 5 本研究两SIT组4组骑行左右腿达到最大力值角度的变化示意图

3 分析与讨论

完整的SIT方案通常由六要素组成，包括训练强度、单组运动时间、完成组数、组间间歇时间和方式、总课次以及两次训练课间间歇时间。已有研究表面，根据不同训练目的、设计不同的训练方案，会引起人体不同的生物学适应性变化，产生不同的训练效果。

在近十年针对SIT的研究中，有关SIT对有氧和无氧代谢和运动能力的影响还存在一定的争议[3,5,16]，研究结果的不同可能与SIT负荷方案的差异有关，其中，训练强度和训练总量被认为是影响训练效果的主要因素[4,17]。与传统的有氧和大多数间歇训练方案相比，SIT最重要的就是突出训练方案中“速度型”的大强度或极量强度的负荷安排。研究表明，短期SIT能够提高运动员的成绩[13]，但与运动量相对较高的HIIT相比，SIT对人体的作用机制、影响代谢的信号通路和生物学适应性变化有所不同；单节训练课完成的组数通常会逐渐增加，避免机体对训练适应导致刺激程度的相对不足；组间间歇时间的安排差异较大，通常认为恢复期间要使消耗的能源物质得到补充，以保证下一组训练的强度，而Saraslanidis[20]等最近的一项研究显示，间歇时间较短的速度训练提高200 m和300 m跑的速度维持能力更加有效，可能与间歇时间较短，磷酸肌酸再合成不足，导致糖酵解增加所致；已有研究中，安排极量强度训练的总时间较短(2周)、课次较少(6节)，以保证相邻课次间有1～2天的恢复休息时间。部分总时间达到8周的研究，训练强度往往较小，主要观察较长时间SIT对人体机能适应性变化的影响。Parra等[19]研究发现，与连续14天的间歇训练相比，在6周内安排相同数量的训练课(两次课间有1～2天休息时间)可显著提高受试者Wingate测试中的最大和平均功率水平，推测可能与骨骼肌阳离子泵受大强度运动刺激产生抑制有关[14]，且骨骼肌可能需要多达数天时间来恢复肌质网Ca2+泵的功能[21]。目前，SIT不同负荷方案对人体机能适应性变化的影响一直是众多研究的热点，探讨适合不同人群不同训练目的的最佳SIT方案也成为众多相关学者努力的方向。

场地短距离自行车是典型的速度力量型项目，比赛成绩与磷酸原和糖酵解系统供能能力直接相关[2]，而多日多轮次的赛事对运动员的疲劳消除和体能储备要求极高，故有氧能力也成为影响该项目运动成绩的重要因素[1]。由于SIT可同时对机体的有氧和无氧代谢能力产生影响，因此，在短距离自行车运动训练中具有较高的应用价值。目前，针对自行车短距离项目运动员进行SIT的研究还少见报道。本文采用英国产Wattbike自行车功率计对骑行次数不变和骑行次数递减的两种自行车SIT方案的运动学参数进行采集，分析了两种方案运动强度和运动量的差异，为筛选最佳的训练方案提供科学依据。

在最近的一份研究报告中，Meckel等[17]采用跑台设计了跑距递增(100 m、200 m、300 m、400 m)和跑距递减(400 m、300 m、200 m、100 m)的两种SIT方案，比较了不同方案一次SIT课对激素水平和炎症因子影响的差异，并探讨了两种不同训练方式对能量代谢变化的影响。结果显示，由于跑距递减SIT训练强度较高，训练中始终能够维持较高的能量代谢水平，故受试者代谢系统需求和合成激素应答均更加显著。本研究要求运动员完成SIT的踏蹬频率保持在120 rpm以上，然而，除了骑行次数递减组在完成第4组骑行时的平均频率达到122.5±1.5 rpm外，其他几组骑行均未达到训练要求。自行车训练中疲劳会引起踏频下降，而组间次数递减的SIT使得运动员在完成后2组训练时能够调动更多的主观能动性和能量，从而达到更高的踏频水平，完成更大的训练强度。

本研究中，骑行次数递减和次数不变组踏蹬力值变化趋势相反，同时，DG组完成第4组骑行时平均踏蹬圆周线速度的提高，使骑行次数递减组在完成后3组骑行时的组内平均功率均高于骑行次数不变组，而通过换算得到的平均速度、每组骑行后即刻血乳酸水平也均反映了运动员完成骑行次数递减SIT方案运动强度逐渐升高的变化趋势。而通过对踏蹬力、线速度与功率之间的相关性进行分析发现，DG组功率的逐渐升高可能主要来自踏蹬力的提高，对于短距离自行车维持高踏频骑行来说，神经系统疲劳对功率的影响要大于骨骼肌力量的下降。

虽然DG组完成每组SIT骑行所做的总功呈显著下降趋势与骑行次数的逐渐减少有关，但DG组4组骑行总功却较CG组高15.6%，骑行次数递减SIT一次训练课的总运动负荷显著高于骑行次数不变组。心率是目前运动员和教练员评价训练强度的常用指标[7]，本研究中两种不同方案SIT课的组内平均心率均出现逐渐降低的现象，CG组可能与疲劳引起踏频下降强度降低有关，而DG组可能与骑行次数减小组内运动量下降有关。

研究表明，自行车骑行过程中疲劳引起运动强度的下降会改变下肢三关节的贡献率[6]，降低骑行过程中关节和环节的运动稳定性，从而导致骑行过程中能量流失增加、踏蹬效率下降[8]。本研究中CG组可见疲劳引起做功能力的下降，伴随出现的骑行经济性的降低，可能与疲劳引起的左右腿达到最大踏蹬力值角度增大、时间延长有关；而DG组由于骑行强度的逐渐升高，虽然每组骑行次数减少，但仍可见组内平均做功的明显增加，同时出现的左右腿达到最大力值角度和时间的改善与踏蹬力的增加有关，这些可能是DG组踏蹬效率逐渐提高的主要原因。

4 结论

1.在总骑行次数相同的情况下，4组SIT每组骑行次数递减的负荷方案与骑行次数不变的方案相比可使运动员在一节SIT课中达到的训练强度更高，完成的训练总量更大。

2.疲劳会影响功率自行车骑行过程中踏蹬动作的稳定性，降低骑行效率。与骑行次数不变相比，每组骑行次数递减的负荷方案可降低疲劳对SIT骑行效率的不良影响。

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续上表

续上表

本刊入选“2013中国最具国际影响力学术期刊”

ComparedResearchontheSpecialLoadFeaturesofDifferentSprintIntervalTrainingPrograms

MA Guo-qiang1,2,LI Zhi-jun2,LIANG Xiao-zhong3,NI Da-hai3

Objectives This paper analyses the differences between the two sprint interval training (SIT) programs of riding numbers constant and riding numbers decreased with the bicycle ergometer,and investigates the effect of exercise intensity on the cycling efficiency.Methods 14 male cyclists were separated into the riding number constant group (CG) and the riding number decreased group (DG) with the paired design.Each group included seven subjects.Both groups performed eight SIT sessions in four consecutive weeks.Each training sessions included four sets with twenty riding times totally.The riding times of CG group was 5-5-5-5 and DG group was 8-6-4-2.The riding and intermittent time of SIT were 20s and 10s respectively and cadence should keep 120rpm above.The Wattbike Pro cycle ergometer (UK) was applied.The magnetic climb and Air Brake Gear were set at level 1 and level 7 respectively,and the sampling rate was 100Hz.The cadence,speed,power,work,force,torque,HR,BLa,angle and time to force peak were analyzed.Results：1) The mean power of DG group in the 4th set was obvious higher than CG group.2) The Pmean’s and Vmean’s variation trend of DG were in the opposite of the CG,which were significant higher than CG in the 3rdand 4thset(P<0.05).The set Wtotal of DG reduced gradually,but the total energy of four sets riding of DG was 15.6% higher than CG(P<0.05).The HRmean of DG also reduced gradually,but the immediate BLa of DG after the 4th set was 6.4% higher than CG (P<0.05).3) Fmean and Mmean of DG group gradually increased,and were significant higher than CG in the last three sets (P<0.05).The Fmean’s correlation with Pmean was higher than CVmean in both groups,and there was no difference between groups.4) Emean and Wmean of CG group appeared the same downward trend,instead DG group was increased and was significant higher than CG group in the last two sets (P<0.05).The time and angle to force peak of DG group were less than the CG group in the 4th set (P<0.05).Conclusions The number decreased SIT can make the athletes completing the higher exercise intensity and volume than the number constant one,and reduce the influence of fatigue on cycling efficiency.

Sprintintervaltraining;Wattbike;Trainingintensity;Cyclingefficiency

1000-677X(2014)02-0034-06

2013-08-11；

：2014-01-08

上海市体育局科研攻关与科技服务课题(12JT013)。

马国强(1978-)，男，陕西绥德人，助理研究员，在读博士研究生，主要研究方向为运动员身体机能评定和运动训练监控、自行车项目专项能力评定，Tel:(021)33831937，E-mail:maguoqiang1978@163.com。

1.上海体育学院 运动科学学院，上海 200438；2.上海体育科学研究所，上海 200030；3.上海体育职业学院，上海 201100 1 Institute of Kinesiology,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China;2 Shanghai Research Institute of Sports Science,Shanghai 200030,China;3 Shanghai Technical Sports Institute,Shanghai 201100,China.

G804.2

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