乳酸阈功率曲线的应用解析与研究

申 霖

（广东第二师范学院体育学院，广东 广州 510303）

在竞技类体育项目的训练过程中，作为训练过程主导者的教练员，最关心2个问题：1）是在训练中施加给运动员的负荷是否合适，即MRV (maximum recoverable volume最大可恢复性负荷)的控制；2）是运动员机体对施加的负荷是否产生了预期的反应。为了对上述2个问题进行有效控制，教练员常借助于一些生理生化的测试方法，在运动员提高竞技能力的系统训练过程中，对其承受的负荷是否过大、训练的形式是否适宜等问题进行判断。

血乳酸是一项了解机体对训练负荷承受能力和恢复程度的常用生理学指标，以此指标为基础、在多个体能主导类项目中采用的乳酸阈测试方法，可以有效判断运动员的机能状态，帮助教练员调节和控制运动量，安排好训练节奏。但在乳酸阈测试的应用过程中，许多专家学者发现乳酸阈值受测试者性别、年龄、训练水平、快慢肌比例、运动项目、测试环境、甚至近期服用的药物种类等相关因素的影响，无论是采用何种的乳酸阈测试体系，测试出的结果都带有较大误差与不严谨性，因此对乳酸阈测试方法的可靠性提出较大质疑。

目前常见的乳酸阈测试方法，常以计算出的阈值作为训练评价和监控手段，而根据同一队员2次测试所呈现出的乳酸阈功率曲线形状进行评价的方法较为少见。广东皮划艇队在第9届、第11届全运会周期的备战过程中，聘请了前东德柏林划船中心主教练Manfred ARNDT来组织和实施整个训练过程。在其训练体系中占有重要位置的训练监控，就是根据乳酸阈功率曲线形状进行训练效果的评价，并以此作为下一阶段训练调控的依据。笔者在第11届全运训练周期作为Manfred ARNDT的助手，对其主导的整个训练过程进行了全程跟踪，并对其使用的乳酸阈功率曲线评价方法进行了深入学习与研究。本文旨在阐述乳酸阈功率测试内容的基础上，对以乳酸阈功率曲线的形状进行训练监控的理论依据与应用进行分析与研究。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 以乳酸阈功率曲线的形状变化特征及相应的生理学基础及训练学意义为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 通过中国知网、万方数字资源等中文学术数据库，以“乳酸阈”为关键词进行搜索；通过EBSCO体育学数据库、百度学术搜索、CASHL文献传递等数据库搜索引擎，以“lactate threshold”“lactate anaerobic threshold”等为关键词进行检索。经筛选后，共查阅相关中文文献70余篇，外文文献37篇，为本论文的研究做好前期理论准备基础。

1.2.2 专家访谈法 向该测试体系的国内引入者，前东德籍皮划艇教练Manfred ARNDT进行深入探讨，通过参加各种培训及会议机会，通过口头及电子邮件的形式向相似测试方法使用者及相关理论研究学者进行访谈（表1）。

表1 调查访谈对象

表2 乳酸阈测试系统示意

1.2.3 定性分析法 运用定义法、比较法、归纳法等定性分析方法，在对乳酸阈功率曲线的所有可能情况进行细分和筛选后，对筛选后的不同类别乳酸阈功率曲线形状特征进行分析，找出差异并进行归纳总结，力图揭示出不同类别乳酸阈功率曲线形状所蕴含的内在规律。

1.2.4 实证研究法 通过广东皮划艇队备战第11届山东全运会和第12届辽宁全运会的训练实践过程中所系统进行的乳酸阈功率递增测试分析实例，根据论文研究目的对实际运动员测试数据进行分析与研究。

2 结果与分析

2.1 乳酸阈功率测试体系 对于乳酸阈功率的定义，较为普遍的描述是当人体在递增负荷运动中，血乳酸浓度超过安静时状态开始累积，当机体的血乳酸累积率超过血乳酸消除率时表现出的强度点（功率值）。在以有氧耐力为主的体能类项目中，常将最大摄氧量（VO2 max）指标看作一项重要的选材指标，它表现的是运动员所具有的耐力潜力，而将乳酸阈功率值看作运动员目前利用自身耐力潜力的水平；实践中常将运动员一次测试中得到的乳酸阈功率/最大摄氧量功率值的比率，来表现目前运动员的有氧耐力训练水平，国外许多耐力类项目的教练员对此指标相当重视，特别是在赛前的训练中，常将运动员此指标偏低看作一个危险信号（表2）。

2.2 乳酸测试部位 运动时测量乳酸水平的主要部位是肌肉和血液，根据目前的研究成果，在递增负荷的测试中，肌乳酸阈值与血乳酸阈值存在高度相关性r=0.71，但肌乳酸阈值先于血乳酸阈值出现；对于常见的血乳酸采集部位，常用的部位是指尖和耳垂，耳垂采血痛感较低，操作方便，但血循环较差，受气温影响较大，检查结果不够恒定，手指血操作方便，可获取相对较多血量，检查结果也比较恒定，因此世界卫生组织曾推荐以左手无名指指端内侧血做血液一般检验，这也是训练中科研人员常用的位置。

2.3 乳酸阈测试方法 最为常见的乳酸阈测试方法是递增负荷强度测试法，一般应有3～4级强度，每级强度练习后的间歇时间相对稳定，并在每级负荷运动后采取血样，最后以血乳酸值和对应的运动功率值为坐标作图，通过一定算法计算出乳酸阈功率值。以德国皮划艇国家队常用的4×1000 m递增负荷测试为例，每级测试对桨频、心率以及血乳酸值都有着不同的要求，起始负荷一般为80%最大强度，要求第一负荷强度的血乳酸在2.5 mmol/L以下；然后逐级递增，血乳酸4～7 mmol/L间有2级负荷；8 mmol/L以上有1级负荷(即最后一级为全力)。最后绘出乳酸强度曲线，然后利用内插法算出不同阈值所对应的船速与心率，作为下阶段不同强度训练的监控指标（表3）。

表3 德国皮划艇国家队4×1000 m递增负荷测试负荷要求

2.4 乳酸阈计算方法 作图法，为早期的乳酸阈计算方式，由于计算机技术的普及，这种方式目前已很少使用。具体方法是先在乳酸强度座标系里标出测试结果，然后用y=x2圆角尺将各个座标点用弧线连接起来，当连接成一条完整的弧线时，再以纵座标乳酸值为4作垂直切线，在横座标上找出对应的强度值，即为该受测试者本次测试的乳酸阈水平。

内插法，即假设已知乳酸阈曲线上任意2点座标值(x1,y1)、(x2,y2),且点(x2,y2)位于点(x1,y1)上方后，欲求座标值（x,y）位于点(x1,y1)、(x2,y2)座标值的中间位置，即可利用以下公式：(x2-x1)/(y2-y1)=(x-x1) /（y-y1），并由此公式推导出x=[(x2-x1)×(y-y1)/(y2-y1)]+x1。如经典的P4功即为求乳酸值为4 mmol/L（y=4）时所对应的功率值。

指数回归法，需借助计算机统计工作（例如EXCEL或SPSS等），是3～4级多级递增测试中最常用的一种方法，理论上是是描述乳酸强度曲线最为准确的一种方法。此方法首先根据测试得到的结果在预先设计好的座标系中生成散点图，然后在此散点图上添加指数趋势线，y=A×e^(B×x)，其中y为血乳酸，x为速度，求得以上函数的的反函数x=（ln（A/y））/B，然后将x(即相应的血乳酸值)代入公式，即可以得到欲求的功率值。

根据有关学者的研究成果，如黎涌明[13]等证明内插法与指数回归法和计算结果上并无显著性差异，关键在于选择一种计算方法后，在以后的测试中稳定持续的使用。

2.5 乳酸阈测试应用 机能诊断：通过多级负荷实验或两点测试法做出的血乳酸强度曲线，可以评价在某段时期内受测试者有氧能力与无氧能力的动态变化情况。例如，以血乳酸达到4 mmol/L时所对应的速度值为标准，如果与上次测试相比，本次的测试结果速度值提高，刚说明该受测试者有氧能力得到增强。此外，通过同等条件的第2次的对比测试，以某一强度为标准检查血乳酸的变化，例如，如果4 mmol/L时所对应的强度值提高，说明该运动员有氧能力有所提高，如果4 mmol/L时所对应的速度下降，则说明该运动员有氧能力有所下降。

预测成绩：在测试完毕后，通过数学方法将运动员通过一段时间的训练后得到血乳酸强度曲线描绘出后，可以与以往的数据相对比。例如根据该队员最大乳酸动员值，来推算该运动员此时的测试成绩，如果达到相应的最高乳酸水平时，所能创造的最好成绩，即在该乳酸强度曲线上延伸至本人以往的最大乳酸血乳酸处,其所对应的速度，即为该运动员具有的潜在最大速度能力值。

制定训练强度标准：通过递增负荷乳强度测试后，在每级测试时除了时间与乳酸值外，还同时测试队员其它相关运动学及生理学指标，如桨频、桨数、心率等。在测试完毕后，以血乳酸值为纵坐标轴，以强度（时间、功率）、桨频、心率等指标为横坐标分别建立不同的坐标系，通过回归方程拟合出不同相关指标之间的拟合曲线，然后，根据需要将不同的乳酸值代入所对应的拟合曲线中。在此过程中，可以直接通过拟合出的乳酸指标曲线，也可以通过间接换算的方式，得到控制训练强度的指标值。下面以德国皮划艇队常用的4×1000 m递增负荷测试后，来制订下阶段训练监控指标的方式为例来进行说明。

首先让测试运动员按照规定的强度要求，在规定时间内进行4个1000 m的递增强度划，每组测试都测量运动员的完成时间、桨频、心率及乳酸值，然后利用这些数据分别建立血乳酸船速曲线、血乳酸心率曲线、心率船速曲线，拟合出各曲线的回归方程，然后分别代入乳酸值等于2.5 mmol/L、4 mmol/L、5 mmol/L、7 mmol/L时对应的船速，然后将换算出的不同的血乳酸值对应的船速值代入心率船速曲线，从而得到下一阶段的训练监控指标。如队员A在某次测试中的结果如表4所示。

表4 队员A在某次测试中的结果

表4中的时间、桨频、心率与血乳酸都是由实际测量得出，速度与桨幅则是推算得出。即速度＝距离/时间，如该名队员第1组成绩中，速度＝距离/时间＝1 000/289.9＝3.45 m/s，桨幅＝距离/桨数=距离/(桨频×时间)＝1000/（60×4.83）＝3.45 m，通过以上数据，可分别得出该队员血乳酸与船速、血乳酸与心率、心率与船速的对应曲线（图1～3）。

图1 血乳酸-船速曲线

图2 血乳酸-心率曲线

图3 心率-船速对应曲线

在3根曲线中，每条曲线都按照相同方法选取了4个点，分别为乳酸酸值为2.5 mmol/L、4 mmol/L、5 mmol/L、7 mmo/L，对应的功率值均采用线性内插法求得。在求得特定数据后，用2.5 mmol/L～4 mmol/L对应的船速与心率作为下阶段强度1的训练监控强度范围值；用5 mmol/L～7 mmo/L乳酸值对应的船速与心率作为下阶段强度2的训练监控强度范围值（表5）。

表5 特定血乳酸值对应测试结果

2.6 乳酸阈功率曲线的解析与研究 笔者通过德籍外教Manfred ARNDT提供的前东德训练学家（如Jochen Zinner、Ralf Buckwitz）的纸质论文稿件，结合广东皮划艇队的训练实践，对不同时期测试中得到的乳酸阈功率曲线的形状对比来分析，将其中所呈现的训练学信息进行逐个解析与说明。

2.6.1 对乳酸阈功率曲线形状情况1的解析 如表6中的类别1与类别2较易分析，类别1表示该队员的绝对能力，包括有氧能力与无氧能力都有提高，体现在当乳酸阈值低于4 mmol/L的相对有氧区域内，运动员能表现出更高的功率（更短的时间）、同时又能保持相同的乳酸值；在高于4 mmol/L的相对无氧区域内，运动员能以相同的乳酸值表现出更高的功率。类别2（见表7）则正好相反，表明该运动员能力全面减退。

表6 乳酸阈功率曲线测试结果(情况1)

2.6.2 对乳酸阈功率曲线形状情况2的解析 类别3中，运动员的最高功率值（最快速度）并没有提高，但是在低于4 mmol/L的相对有氧区域内，运动员可以用相同的乳酸值表现出更好的功率，说明在前一段时间的训练中，运动员的有氧能力得到显著发展；而类别4与类别3则正好相反，类别4的曲线表现出运动员虽然最高功率没有下降，但是有氧能力有退步，表现在运动员在低于4 mmol/L的相对有氧区域内，同样的功率要付出更高的体能消耗。

表7 乳酸阈功率曲线测试结果(情况2)

2.6.3 对乳酸阈功率曲线形状情况3的解析 类别5对于以有氧耐力为主导能力的运动项目来说是一种最理想的训练状态。运动员在相同的乳酸值下，无论是在有氧区域还是无氧区域，功率都明显提高。从实践表现来看，这种情况不仅发生在有氧耐力板块训练结束后，还常常发生在最大力量板块之后，当运动员的每桨功率提高，能量消耗出现节约化，常表现为运动员在测试中不但总桨数减少，每桨划距提高，还能使每级负荷测试的成绩也提高。类别6情况则正好相反，表现为运动员不但在每级负荷测试中功率值下降，乳酸值还有所升高，表明运动员竞技能力的下降（表8）。

表8 乳酸阈功率曲线测试结果(情况3)

2.6.4 对乳酸阈功率曲线形状情况4的解析 类别7中，曲线的交叉发生在4 mmol/L区域之下，表明测试队员有能力下降，即同样的功率值队员乳酸值提高，但运动员的最大功率值提高明显。这种情况常发生在赛前训练阶段，随着运动员总负荷量的减少和负荷强度的提高，队员在测试中常呈现出这种状态，这种情况是一种正常现象。但要注意对有氧为主导能力的项目来讲，队员的有氧测试区域，乳酸值不能差距过大，否则在比赛中会出现后半程能力不足的现象。类别8则表明队员虽然在有氧测试部分保持相同功率乳酸量产生较少，但队员的最高功率下降，表现为绝对速度的下降，这种现象如出现在赛前训练阶段中，可适当为该队员增加中短距离专项速度的训练比例（表9）。

表9 乳酸阈功率曲线测试结果(情况4)

2.6.5 对乳酸阈功率曲线形状情况5的解析 类别9中，曲线的交叉发生在4 mmol/L区域之上，表现为运动员在递增负荷测试中，在中低级负荷中乳酸值升高。在最高级负荷中，队员最大乳酸值不变，但成绩提高，这表明了运动员在能量利用方面有所提升，常表现为每桨功率、最高桨频能力的提高等。这种现象常发生在老队员的赛前训练阶段，在基础能力相对提高不大的前提下，通过控制、动作效率的提高来提升自己的竞技表现。类别10则表明该队员虽然基础能力有所提升，但身体动员能力不足导致竞技表现不佳（表10）。

表10 乳酸阈功率曲线测试结果(情况5)

2.6.6 对乳酸阈功率曲线形状情况6的解析 类别11中，队员所表现出的最大特点是冲酸能力的提高，在2次测试所呈现的曲线形状基本一致的情况下，最高功率及相应的最大乳酸值提高。这种现象常发生在赛前训练的最后阶段，如果在基础训练阶段出现这种现象则需对训练方法及相应的量与强度进行控制。类别12则与此相反，表现为队员冲酸能力不足，相应的最高功率表现不佳，如在训练的最后阶段，应对影响队员竞技状态的各个因素进行检查调整（表11）。

表11 乳酸阈功率曲线测试结果(情况6)

表12中呈现出曲线形状呈聚团状，在这里忽略没有图示。这种情况意味着低负荷时血乳酸明显偏高，而高强度负荷时血乳酸值又不能相应升高，形不成一条曲线类别，是一种非正常现象，常出现于测试中在指标采集过程中出现失误，或队员自身出现较大问题时才会出现无法形成平滑的曲线。例如运动员在低负荷等级运动时血乳酸明显偏高，而高强度负荷等级运动时血乳酸值又不能相应升高，形不成一条曲线，也可间接说明此时运动员正处于运动能力的衰退阶段。

表12 乳酸阈功率曲线测试结果(情况7)

3 结论与建议

3.1 结论 1)运动员竞技能力的提高是一项复杂性工程，在这个过程中受影响因素较多，因此单纯的依靠生理生化测试数据来进行训练监控时，常出现测试结论与实践不一致的现象，因此训练管理人员在应用乳酸阈功率曲线评价及类似方法时需进行多因素的全面考虑。

2)在使用乳酸阈功率曲线进行评价时，还需同步进行专项测试、专项能力测试等多个项目，将测试结果结合运动员对前一阶段训练的自我分析与评价，并结合教练员对整个训练过程的总结，只有这样才能使最终的训练调控建议相对科学与准确。

3)在实际测试过程中教练员还常利用运动员最后一组放松划后的血乳酸值进行判断；一般来讲，如果乳酸值在最后一个放松划测试后下降较快，可间接说明机体消除乳酸的速度越快，也可说明运动员的有氧水平较好。

3.2 建议 1)一般常见的乳酸阈递增负荷测试都是在实验室中，用跑台或专项测功仪进行，这样的测试方法都虽然可以保证数据的准确性，但没有考虑到专项因素及和训练实践的结合。结合专项特点，如水上项目在水上直接进行测试，虽然得到的数据实践性较好，但易受天气和水面条件的影响，还需对水温、风向、风速等因素进行校正，造成了每次测试的工作量偏大，对测试分析人员的要求较高。

2)与常见的乳酸阈功率测试相比较，利用乳酸阈功率曲线的形状进行评价与调控，其重点在于总结，其主要作用不是为下一阶段的训练提供训练强度指标，而是对上一阶段的训练效果进行分析，对下一阶段训练提出大致调控方向，在这个过程中需要结合运动员的多项生理、生化甚至心理指标，并结合教练员对运动员个体的了解及个人的执教经验，所以在实际应用中更具有实践性。