运用乳酸阈功率评估赛艇运动员比赛前后有氧能力

梁世雷, 王玉新

(上海体育科学研究所,上海 200030)

赛艇是力量耐力型运动项目,全程比赛距离为2 000 m,根据艇种和人数的不同,全程比赛时间为5.5～7.5 min。有研究[1]表明,在2008奥运周期,我国赛艇运动员每周训练时间大于16 h,水上训练量大于150 km,且大部分是低强度的耐力训练。大量模拟赛艇2 km比赛的能量代谢研究[2-5]表明,有氧供能比例高达70%～85%,无氧糖酵解供能占20%～25%,磷酸原供能约占5%。进入21世纪后,研究[6]表明赛艇运动有氧供能比例甚至高达87%。由此可见,有氧能力是决定赛艇运动员比赛成绩的关键因素。

目前,已有多种评价赛艇项目专项有氧能力的方法与手段[7],如最大摄氧量、测功仪6 km、无氧阈测试等。无氧阈有多种测试方案可供选择,通过递增负荷测试(又称多级负荷测试)计算无氧阈(用乳酸浓度来表示称作乳酸阈)功率是最常见的手段,在赛艇日常训练中使用非常频繁。比赛期,大量高负荷强度的无氧训练及比赛强度的刺激会导致运动员在准备期获得的有氧能力得不到保持和发展,将对其有氧运动能力造成负面影响[8]。有氧能力下降的幅度及其需要多久能够重建是赛艇运动员应对连续多场密集比赛的关键问题。本文选取运动员参赛前、赛后1周、赛后3周3个时间点分别进行多级负荷测试,运用乳酸阈功率评估赛艇运动员有氧能力下降的幅度及恢复速率。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

12名优秀女子公开级单桨运动员,平均年龄(22.6±2.0)岁,平均身高(180.8±3.1) cm,平均体重(77.1±5.8) kg。

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

实验期间递增负荷测试共3次:第1次为赛前7天(T0),作为赛前有氧能力的基础值;第2次为赛后1周(T1),代表赛后水平;第3次为赛后3周(T2),代表3周后的恢复水平。12名运动员的参赛项目是W8+(女子公开级8人单桨有舵手项目)与W2-(女子公开级双人单桨项目),并无兼项。

赛艇项目的递增负荷测试在Concept 2测功仪上进行,也称多级负荷测试。测试过程为:充分热身后,在测功仪上进行5级递增测试,各级负荷强度(500 m对应的时间)分别为2 min 01 s、1 min 57 s、1 min 53 s、1 min 49 s与1 min 45 s,每级持续4 min,间歇30 s(其间完成采耳垂血任务)[9]。测试全程佩戴Polar团队心率表,记录每级结束的即刻心率(HR)。另外,测试前安静状态下记录心率值和取耳垂血,最后一级结束后记录恢复第1 min、2 min、3 min的心率值,取第3 min、5 min的耳垂血。耳垂血每次20 μL,并通过Biosen C-line乳酸分析仪进行乳酸测试。测试结束后,安排运动员慢跑或下水放松划,以此消除乳酸。

将多级负荷测试中得到的血乳酸和功率(或速度)进行匹配,制成血乳酸-功率(或速度)曲线,根据这条曲线能计算4 mmol/L血乳酸对应的功率(P4)和速度(V4)。这种4 mmol/L乳酸阈的算法包括内插法(Interpolation method)和指数回归法(Exponential method) 2种。本文采用指数回归法,具体步骤为:将500 m的时间换算成船速V(m/s),利用公式(1)算出每级测功仪的功率W(W)。利用指数回归法公式(2)在血乳酸-功率曲线上计算出4 mmol/L血乳酸所对应的乳酸阈功率(P4)[10]。乳酸阈功率是反映机体有氧能力的重要指标,在耐力性项目中应用甚广。多级负荷是赛艇项目最常用的评价有氧能力的一种手段,乳酸阈功率高低与有氧储备息息相关。

W=2.8×V3

(1)

Y=A×e(B×X)

(2)

有一名运动员因伤缺席T0测试,另一名运动员在T0测试中只坚持了4级;T2测试运动员只进行前4级,其他测试均正常。

1.2.2 数理统计法

2 结 果

2.1 各级心率变化

3次测试的平均心率如表1和图1所示。递增负荷测试过程中运动员的HR变化趋势均为:随着负荷的增加,HR逐渐上升,并在第5级后达到最大值(第3次是在第4级达到最大值),停止运动后HR快速下降。HR-1测试中安静时、前4级及恢复阶段(前2 min)的HR数值均明显高于HR-0的测试值。其中:安静值与第1级有显著性差异;第5级HR与恢复期第3 min HR无明显变化。HR-2测试中的全部HR表示数值均低于HR-1的测试值,安静值与前4级均存在显著性差异(因测试步骤不同,恢复阶段未进行显著性分析)。t检验发现,HR-2的安静值HR、前4级HR与HR-0无明显变化,恢复阶段未进行显著性分析。

表1 3次多级测试心率 次/min

图1 3次多级负荷测试心率变化

2.2 各级血乳酸变化

3次测试的血乳酸(Bla)结果如表2和图2所示。

每次递增负荷过程中Bla变化趋势一致:随着强度的增加,Bla值随之上升,停止运动后会继续增加。除安静Bla外,Bla-1测试的每级Bla值均高于Bla-0测试值,负荷强度越大,Bla相差越大,第3级、第4级、第5级、恢复第3 min及第5 min之间存在显著性差异。因为测试级数不同,Bla-2测试的Bla和Bla-1的测试值只进行前4级的比较。从数值上看,Bla-2均小于Bla-1,其中,安静Bla、第1级和第4级存在显著性差异。与Bla-0相比,Bla-2的安静Bla值、第1级Bla值略低,但后3级均高于Bla-0的测试值,其中,第3级和第4级还存在显著性差异。

表2 3次测试血乳酸结果 mmol/L

2.3 乳酸阈功率变化

3次多级负荷测试的乳酸阈功率结果如表3和图3所示。单因素重复测量方差结果显示,3组之间有显著性差异(P=0.015),说明不同时间点运动员的乳酸阈功率有显著差异,其中:P4-0与P4-1有显著性差异(P=0.023);P4-1与P4-2有显著性差异(P=0.011);P4-0虽然略高于P4-2,但差异并无统计学意义(P=0.839)。

图2 3次多级负荷测试血乳酸变化

表3 3次多级负荷测试乳酸阈功率(P4) W

图3 3次多级负荷测试乳酸阈功率对比

3 分析与讨论

心率是心脏每分钟的跳动次数,运动时心率的高低与运动强度变化一致。在递增负荷运动过程中,HR-1较HR-0有左移趋势,但第5级相差不大;在恢复阶段HR-1曲线下降速度更快,但第3 min二者相差不大。HR-1曲线在安静时表现出更高的心率,可能跟身体机能不佳导致副交感神经调节能力下降有关,影响了恢复阶段对心率的调节。第5级相差不大说明已达到较高心率,运动员的心脏机能动员不足。HR-2较HR-1有右移趋势说明几周恢复训练后,心率调节机制得到恢复。本研究中,比赛前后的心率曲线与2004雅典奥运周期女子8人艇相似[11],经历重大比赛后心率曲线均有明显左移。

乳酸是运动时无氧代谢的产物,它的积累可在一定程度上造成肌肉机能下降。运动时,乳酸的产生和消除是同步进行的,乳酸的消除主要通过有氧代谢来完成。机体有氧代谢能力增强时,堆积的乳酸能更快地被转运、氧化,运动员恢复能力提高。从图2可以看出:Bla-1曲线较Bla-0有明显左移,说明有氧能力下降;Bla-2曲线较Bla-1略有右移,说明有氧能力略有提高。在递增负荷过程中,由于有氧能力下降,过早开始动员糖酵解供能,血乳酸值上升较快,这就解释了Bla-1曲线为什么明显左移。经过几周有氧训练,运动员身体机能得到恢复,有氧水平提高,有氧代谢能力增强。然而,本研究中Bla-2曲线与Bla-0曲线有明显差距,第3级和第4级的Bla具有显著性差异,可以认为3周的恢复性训练不足以使运动员恢复到之前的有氧储备能力。

乳酸阈[12]是指在渐增负荷运动中,血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加,当运动强度达到某一负荷时,血乳酸出现急剧增加的那一点(乳酸拐点),这一点所对应的运动强度即乳酸阈强度。Mader等[13]在研究最大乳酸稳态的基础上,发现最大乳酸稳态对应的血乳酸处于4 mmol/L左右,并由此确定了4 mmol/L乳酸阈这一评价指标。从3次结果对比来看,每个人的乳酸阈功率变化情况不完全相同,大部分运动员乳酸阈功率呈现“V”字型变化,即先下降再上升。P4-0为赛前测得,除一名队员因伤缺席外,一半队员都处在最高水平,也即此时有氧储备最强。P4-1为赛后1周测得,总体下降了5.1%,有10名运动员的乳酸阈功率出现不同程度的下降,最多下降15.8%,只有1人出现增长(1.6%)。其原因可能是该队员之前训练不系统,前期有氧水平较低,比赛对其刺激不大,所以乳酸阈不降反升。P4-2为赛后恢复训练3周左右测得,与第2次相比整体提高了3.4%,有10名运动员提高了个体乳酸阈功率,提高幅度不大,最多提高6.2%,有2名运动员继续下降,原因可能与受伤病影响有关。

曹棉英等[11]对2004奥运周期女子8人单桨有舵手项目运动员不同训练阶段进行了多次多级负荷测试。结果显示,在出国参加奥运会资格赛前后,运动员乳酸阈功率先下降后上升。李涛等[14]对女子赛艇公开级运动员全国锦标赛前及停训3周再恢复约1个半月训练后进行多级负荷测试,结果运动员的AT4功率(同本研究中的P4)仍未达到赛前水平。上述2项研究结果与本研究结果相似,但前者并未明确指出赛后多久测得,后者出现停训现象,而短期停训会引起最大摄氧量显著下降,将大大增加有氧水平的恢复时间。这些研究[13,15]虽然在递增负荷的起始功率、每级持续时间、乳酸阈计算方式等方面有所不同,但并不会对乳酸阈功率造成差异。

本研究只是单纯通过乳酸阈功率评价运动员的有氧能力,并未分析在此期间的训练负荷结构,而如何把握有氧与无氧的动态关系是科学训练亟待解决的问题,必须结合训练负荷完整分析训练过程。本研究选取的第3次测试时间为赛后3周左右,研究表明3周时间并不能使运动员的有氧能力得到足够恢复,因此,建议赛后6周或8周再增加多级负荷测试,计算运动员有氧能力的恢复速率。

4 小 结

比赛会使运动员的有氧能力较大幅度下降,而3周的恢复训练不足以使运动员恢复之前的有氧水平。