间歇性练习对TRIMP计算与运动负荷评价的影响

杨三军

摘要：通过间歇性练习与持续性练习实验后受测者身体机能变化来比较分析不同的练习方法对TRIMP 计算与评价的影响。方法：按一定的跑动距离与跑动速度，在跑步机上让12名受测者以25%、50%、75%以及100%最大摄氧量速度（VO2max）随机完成持续性或间歇性进行的4×4 min的跑步练习。结果：在跑步机上进行75%、100%最大摄氧量速度（VO2max）间歇性跑步练习血乳酸浓度要显著性高于其持续性跑步练习；以25%最大摄氧量速度（VO2max）进行间歇性跑步练习耗氧量要显著性高于其持续性跑步练习；以25%、75%、100%最大摄氧量速度（VO2max）进行间歇性跑步练习心率储备百分比（HRr ）要显著性高于其持续性跑步练习；心率储备百分比（HRr ）=0.8、0.9、1时，间歇性练习实验个体TRIMP 平均值要显著高于其持续性练习实验。结论：大负荷强度间歇性运动对心率储备百分比（HRr ）-血乳酸（BLa）曲线关系及对TRIMP的计算与评价都将产生显著性改变。在集体项目中如果沿用持续性练习实验得出的心率储备百分比（HRr）-血乳酸（BLa）加权值计算得出的TRIMP 值将会显著低估机体的实际运动负荷。

关键词： 间歇练习；TRIMP；心率储备百分比；血乳酸

中图分类号： G 808文章编号：1009783X（2016）02015204文献标志码： A

Abstract：This paper analyzes and compares the effects of different training methods on TRIMP calculation and evaluation by changes in physical function after intermittent exercise and persistent exercise.Experimental Design：Twelve subjects，having a certain running distance and speed，randomly complete the 4×4 minute running exercise of persistent or intermittent exercise on the treadmill by 25%，50%，75% and 100% of maximum oxygen uptake rate.Results：Blood lactate concentration of the intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise by 75%，100% of the maximum oxygen uptake rate； the oxygen consumption of intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise by 25% of maximum oxygen uptake rate； the HRr of intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise by 25%，75% and 100% of maximum oxygen uptake rate； when the HRr is equivalent of 0.8，0.9，1，the average TRIMP of intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise.Conclusion：Large load intensity intermittent exercise has significant effect on HRr BLa curve relationship as well as the calculation and evaluation of TRIMP.In the group training project，TRIMP will significantly underestimate the actual exercise load if the average of HRr –Bla of persistent exercise is adopted.

Keywords：intermittent exercise； TRIMP； HRr； BLa

早在1975年，Banister等[1]提出了TRIMP（training impulse）的概念，人们发现随着运动负荷的不断增加，血乳酸值会随心率呈一定相对应关系的提高，而这一关系可以用来评价与监控负荷强度。经Busso、Foster、Mujika及 Stagno等[1]的不断研究与完善，最初TRIMP用来评价与指导游泳、自行车等运动员训练有氧范围控制[2]，后来慢慢发展成为集体项目大强度负荷、间歇训练负荷等训练手段和方法的有效指标。近年来，国内外关于集体项目和耐力性项目运动员个体负荷精确计算与控制的研究已越来越多[3]。尤其随着心率实时监测技术得到了很大的发展，运动数据能实时反馈，从而直接测定数据计算TRIMP，有关TRIMP的实践应用也越来越成熟[45]。

然而，最近有研究表明，某些集体项目本身独有的间歇性运动特性，例如足球、篮球等，将很大程度上对运动心率与血乳酸的对应关系产生一定的影响。在一场足球比赛中，运动员每隔90 s进行一次约15 m的短距离冲刺跑[6]，足球运动员在比赛中的平均运动心率大约是最大心率的87%，但间歇性运动时运动员的心率随时有可能达到最大。HELGERUD等[7]指出，集体项目比赛中，年轻运动员在一场比赛中，运动心率>90%最大心率占到一场比赛时间的15%～20%；因此，在足球或其他集体项目中用运动平均心率很难具体而准确地衡量比赛的运动负荷量，不能准确地反映一场比赛或训练的总负荷强度或负荷强度的变化。为了解决这一问题，在曲棍球运动员的研究中，Stagno等[3]围绕乳酸阈值提出了5个区的心率区间算法，以便实现集体项目训练负荷的合理量化。Stagno等的TRIMP计算方法是，根据受测者的血乳酸浓度与心率储备百分比（fractional elevation in heart rate）的关系，把1到5区的评定级别权重，分别为1.25、1.71、2.54、3.61、5.16 乘以每1个阶段的持续时间就能得出相应改良型的TRIMP。但其中每一个区的TRIMP的计算还是来源于实验室持续运动练习的数据。相对于持续性运动，尤其是在大强度时，早有研究表明间歇性运动使血乳酸指标的积累效应会显著不同[8]。这方面的研究表明了持续性运动与间歇性运动的负荷强度是不同的，但由于计算TRIMP这些以往研究在实验的设计上都受制于单一的练习方法、小样本实验对象（n≤5或为10～11）、缺少同等实验条件下有控制的练习距离及实验对象总是沿用同样的跑动速度等[3]。目前，虽然已有研究通过测量持续性渐增负荷练习后血乳酸量来监控运动负荷的适应性；但对于间歇性运动对血乳酸积累的潜在影响及运动后计算个体的TRIMP的研究还未曾见到，尤其是间歇性运动对心率储备百分比（HRr）与血乳酸（BLa）权重关系的影响及对计算TRIMP值的变化还没有进行过研究。

1研究对象与方法

1.1研究对象

从北京市高校集体项目（足球）学校代表队中选取12名男子运动员作为研究对象，其中二级运动员10人，一级运动员2人，年龄（19.4±0.5）岁，运动年限（8±0.3）年，身高（175±0.06）m，体重（67.4±11.6）kg，最大摄氧量（55±12）mL/（kg·min），最大摄氧量速度（16.0±1.1）km/h。对在不同运动方式下运动员机体的心率储备百分比、血乳酸及计算TRIMP的影响进行研究。参加本次实验研究的受测者均为足球队的主力队员，每年至少参加北京市市级比赛1次。

1.2研究方法

1.2.1测试指标与方法

1.2.1.1HRrest、HRmax、HR运动、O2max、VO2max

采用意大利科时迈公司生产的（Quark 62 Italy）运动心肺功能测试系统实时监测，让受测者在安静的房间休息10 min后测出安静时心率值（HRrest），最大摄氧量与最大摄氧量速度采用直接测定法，即运动员在运动过程中使用特制的呼吸口罩，使其能正常呼吸，呼出的气体进入气体分析仪里，气体分析器根据氧的含量进行计算得出O2max，受试者先在功率为75 W的自行车进行5 min（Monark 842E，Varberg Sweden）热身运动。测试负荷方式采用逐级递增负荷方式，受测者在跑步机（WOODWAY 型号PPS 55sport）跑台上以8 km/h的跑步速度开始，然后按1 km/h的速度递增直至受测者筋疲力尽。HR运动受测者实时配戴Polar（RS300sd）心率表，受测实验时测量运动开始到结束的平均心率。开始运动至O2max出现的判断标准遵循以下3点：1）随跑步速度的递增出现摄氧量O2高点，且这一高点不随跑步速度出现相关递增长率；2）呼吸商（RQ）的比值>1.15；3）受试者的心率达到对应年龄的最大心率（HRmax）。当受测者最大摄氧量值（O2max）达到最大时其最低的跑步速度为最大摄氧量速度（VO2max）[9]。

1.2.1.2血乳酸测试

受测者进行持续或间歇实验，在完成每组4 min跑步练习后，即有1 min间隔休息时间，在每个间隔休息时间的即刻对受测者手指血液取样并选用血乳酸分析仪（YSI1500 SPORT USA）进行分析。

1.2.2间歇性练习设计方案

为了解间歇性练习对受测者运动后血乳酸积累的变化及计算TRIMP的影响，在设计实验方案时，根据间歇性练习与持续性练习的特征，始终保证受测者进行间歇性练习（IT）与持续性练习（CT）负荷量保持一致。在设计每一组负荷强度练习时，持续性练习在进行每1组练习时始终保持负荷强度不变，间歇性练习则保持与持续性练习总的负荷不变的前提下，先按一定时间减少一定的负荷强度，然后以相同的时间增加相应的负荷强度，且按一定频率交替进行。每名受测者随机参加间隔有48 h的持续性练习与间歇性练习实验。持续性运动练习实验按设计的25%、50%、75%及100%的VO2max进行，受测者以每档速度按持续4 min练习间隔1 min的休息时间完成。在每个间隔休息时间内对受测者手指血液取样，选用血乳酸分析仪（YSI1500 SPORT USA）进行分析。间歇性运动练习实验按照跑步速度在25%、50%、75%及100%VO2max各进行4 min，练习间隔休息1 min。只是在完成每个4 min的练习时以高、低不同的速度以15 s的间歇交替完成，且确保与持续性运动练习保持一致的平均速度与总的跑动距离。例如，假如一个VO2max为16 km/h的受测者进行速度为25%的VO2max的间歇性运动练习实验可以先静止即0 km/h的速度15 s，然后再以8 km/h的跑步速度跑动15 s。50%VO2max间歇性练习实验可以先进行15 s 4 km/h跑步速度跑动然后再进行15 s 12 km/h的跑步速度跑动并以此交替完成4 min；75%VO2max间歇性练习实验可以先进行15 s 8 km/h跑步速度跑动，然后再进行15 s16 km/h跑步速度跑动并以此交替完成4 min；100%VO2max间歇性练习实验可以先进行15 s 12 km/h跑步速度跑动，然后再进行15 s 20 km/h跑步速度跑动并以此交替完成4 min。实验设计总的原则是确保持续性练习与间歇性练习完成的总距离一致，25%VO2max：CT（262.50±7.98）m，IT（264.75±4.65）m，P=0.408>0.05；50%VO2max：CT（526.83±15.33）m，IT（531.67±13.69）m，P=0.42>0.05；75%VO2max：CT（791.08±16.70）m，IT（787.58±19.63）m，P=0.47>0.05；100%VO2max：CT（1 057.92±46.72）m，IT（1 043.00±34.61）m，P=0.38>0.05。

1.2.3数理统计法（HR运动-HRrest）/（HRmaxHRrest）

如果按Banister的计算式[3]，男子TRIMP=duration×HRr×0.64e1.92×HRr（male），女子TRIMP=duration×HRr×0.86e1.672×HRr（female），心率储备百分比（HRr）计算表达式为（HR运动-HRrest）/（HRmax-HRrest），当持续性运动练习与间歇性运动练习心率储备百分比（HRr）值相同时计算得出的TRIMP值就会一样，不能说明间歇性运动对乳酸积累与计算TRIMP大小的影响；因此，我们用个体TRIMPi（individual TRIMP，TRIMPi）来计算。个体TRIMPi是由Vincenzo Manzi等[10]于2009年第1次提出的，他们认为在Banister的TRIMP计算式中所使用的权重因子Y=0.64e1.92×HRr（male）X、Y=0.86e1.672×HRr（female）X，并不能够反映出训练期间个体的生理应激，因此，将权重因子Y修正为基于每个个体的权重因子Yi。Yi能够反映递增负荷运动中每个个体的血乳酸概况，它是通过个体最适合的指数模型而计算确定；因此当训练强度增加时，权重因子Yi也会呈指数上升[10]。因此，对每一个受测者在不同的测试方法下测得不同强度下心率储备百分比与血乳酸值，从而做出持续与间歇性测试方法下每个受测者的曲线模型，即Y加权因子Y=becx中2种测试方法下每个受测者的b、c值。只要给出任一练习者的心率储备百分比（HRr）值就能计算出相应的TRIMPi值，再把持续性练习实验与间歇性练习实验受测者的2组TRIMPi数据做均数比较，就能很好地比较出2种运动练习方式在同一心率储备百分比时对计算TRIMP大小的变化。为了能更好地检验间歇性运动练习对计算TRIMP的影响，我们在计算TRIMPi时选取了训练与比赛时最为常见的心率储备百分比（HRr）取值范围（0.7、0.8、0.9、1）。

实验数据用平均数±标准差表示，实验数据分析均以SPSS 21.0进行统计分析，统计量显著性差异设定为P≤0.05。为对显著性检验做有效补充，当显著性差异存在以及平均差异均在95%（confidence interval）内，同时做了效果量（the size of an effect，SE）的计算，效果量大小计算及其评价依据Hopkins[1112]的Cohen标准（0～0.19为轻微、0.2～0.59为小、0.6～1.19为中、1.2～1.99为大、≥2.0为非常大）。

2研究结果

表1表明以75%VO2max进行间歇性练习产生的血乳酸值（BLa）要显著性高于持续性练习（P<0.01，95%CI=0.97～2.23 mmol·L-1，ES=1.6，效果大）；以100% VO2max进行间歇性练习（IT）产生的血乳酸值（BLa）要显著性高于持续性练习（CI）（P=0.001<0.01，95%CI=0.90～3.27 mmolL-1，ES=1.32，效果大）。25% VO2max间歇性练习心率储备百分比（HRr）要显著高于持续性运动（P<0.01，95%CI=0.02～0.06，ES=1.15，效果中）；75%VO2max间歇性练习心率储备百分比HRr要显著高于持续性练习（P=0.00<0.01，95%CI=0.08～0.19，ES=1.9，效果大）；100% VO2max间歇性练习心率储备百分比 HRr要显著高于持续性练习（P=0.001<0.01，95%CI=0.01～0.04，ES=1.4，效果大）。25%VO2max间歇性练习时最大摄氧量（O2max）要显著高于持续性运动（P<0.01，95%CI=6.27～9.90，ES=3.6，效果大）。

3分析与讨论

本文研究表明，间歇性练习改变了心率储备百分比（HRr）-血乳酸（BLa）曲线关系趋势，从图1可以看出，在大强度运动时（HRr=0.8、0.9、1），同等运动负荷总量下，间歇性练习产生的TRIMP要显著高于持续性练习。由此可见，在对集体运动项目负荷监控时，可能极易低估其实际的运动负荷。这在以往的研究也已经表明用同等速度或力量进行间歇性练习产生的乳酸（BLa）积累要大于持续性练习[8]。本文的研究表明，中等强度到大强度练习即75% VO2max、100% VO2max间歇性练习的乳酸（BLa）积累要比持续性练习要大，这也进一步验证和支持了以往的研究结论。在高于乳酸阈的大强度运动（HRr=0.8、0.9、1），间歇性运动练习会产生更多的BLa积累，这就如同本实验中的75% VO2max、100% VO2max跑步速度。从本文的实验结果可以看出，间歇性练习会产生更多BLa积累，同时改变了持续性练习实验得出的HRrBLa的关系，尤其是大强度运动（HRr=0.8、0.9、1）；因此，权重因子Y的改变就自然会改变TRIMP的计算与评定。Banister等[3]通过在实验室递增式持续运动练习的研究来确立了HRrBLa的相应关系，进而根据它们的指数曲线建立指数模型应用到运动项目运动负荷TRIMP的计算中；但在实际训练中，几乎所有集体项目的训练与比赛都是以间歇性运动的运动形式存在的，这与实验测试时的运动形式显然是不一样的。从表2可见，在大强度运动负荷练习时受测者持续性练习产生的TRIMP与间歇性练习产生的TRIMP有着显著的差别。一直以来，大强度的训练与比赛负荷监控与评定被认为是运动训练中最重要的。虽然有研究表明，在集体项目的比赛中，相对于中低强度负荷运动持续的时间，大强度运动负荷（HRr=0.9、1）持续的时间要少，约占总的比赛的20%[7]；但是考虑到TRIMP的计算方程[3]：TRIMP=duration×HRr×0.64e1.92×HRr（male）；TRIMP=duration×HRr×0.86e1.672×HRr（female）会以指数关系递增，从图1可以看出，任一时间里高强度运动都会不断超出预期，总的积累就会越来越多。而就目前对TRIMP的了解，只能根据HRr与TRIMP的对应指数曲线趋势推测出某负荷阶段个体对训练与比赛的适应性或在集体项目中的运动表现可能会产生的影响。这一方面的研究显然还需进一步进行深入探索。在高强度练习下，间歇性运动将会显著增加TRIMP的积累，这一相应的递增变化通过血乳酸从温和到激增变化可以检测得到；但这种相应变化在HRr上很难体现出来。我们认为，这可能是75% VO2max到100% VO2max运动心率波动范围已经比较小的原因。另外，75% VO2max、100% VO2max持续性练习与间歇性练习的摄氧量（O2）也未发现显著性差异。

4结论

1）从个体的心率储备百分比（HRr）血乳酸（BLa）关系来看，间歇性练习显著改变了HRrBLa的对应关系，并影响到了TRIMP的计算。这种变化很有可能会导致集体项目中运动员的TRIMP会被显著性低估。这对应用HRrBLa指标来指导训练与比赛将会有一定的帮助。

2）BanisterTRIMP计算法中，利用持续性运动练习实验得出HRrBLa的指数关系，并以此计算间歇性运动项目尤其是集体项目的TRIMP将会显著性低于运动员的实际值。

3）这种低估在高负荷下表现得更为明显，在应用TRIMP来指导训练时，应当控制好运动负荷强度，或者减少高负荷强度的持续时间，相反地，如果一直保持高负荷强度或者长时间维持高强度练习，会使运动员实际的TRIMP显著高于预估计算值。这就意味着大大增加了运动员过度训练的可能，同时也极大地增加了运动员运动损伤的风险。这对集体项目运动员的负荷量监控有着重要的提示作用。

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