课次主观疲劳度在青少年足球运动员科学训练中的应用

高久翔 ,于 亮,2

足球比赛中单次剧烈运动的持续时间通常不足60 s,但随着比赛攻防转换节奏的加快,糖酵解供能为主的运动形式增加,运动员需要具备更强的无氧和有氧能力。其中无氧能力支撑运动员在比赛中完成高强度冲刺、变速跑等动作,有氧能力作为比赛中疲劳恢复的基础,可加速无氧代谢能力的恢复,为运动员长时间比赛提供体能保障。因此,教练员在制定训练方案时不仅要注重训练量和训练强度,更不应忽视训练过程中高强度训练的频率和恢复平衡[1],做好日常训练负荷及生理状态监控是保障训练客观化、精准化的重要手段。

量化日常训练负荷,确定合适的训练强度是在“体教融合”背景下平衡学生训练后恢复与学习之间的关键。目前数字化训练监控设备种类众多,如:①以监控跑动距离、变向、加减速、疲劳负荷为代表的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)及加速度计;②监控最大摄氧量、血氧饱和度、心率等与身体机能、代谢相关的生物传感器[2]。然而这些设备价格高、采集范围单一、数据无法共享,在青少年运动队中很难应用。训练课主观疲劳感(sRPE)是一种简单有效的训练课负荷的量化方法,通过Borg 疲劳感知量表和训练时间将每次的训练负荷量化(sRPE=RPE×训练时间),可将心理因素纳入负荷监控,实现个性化监控[3]。sRPE 还可计算出周训练单调性(周训练负荷平均值÷周训练负荷标准差)、周训练压力(周训练负荷×周训练单调性)方便教练员使用[3]。基于此,本文就sRPE 对足球训练负荷的评价效果及在足球领域中的应用进行综述,以期使青少年足球队实现便捷、可靠的训练负荷监控。

1 研究方法

1.1 文献检索方法

在PubMed、Web of Science、EBSCO、万方、中国知网(CNKI)等数据库检索文献,检索日期为2000年1 月1 日—2022 年6 月23 日。检索式为(以PubMed 为例):#1:football OR soccer;#2:session RPE OR sRPE;#3:youth OR teenager OR adolescent;#4:#1 AND #2 AND #3;其中PubMed 检索字段为“all fields”,Web of Science 检索字段为“TS”,EBSCO 检索字段为“TX 所有文本”,万方和中国知网的数据库检索字段为“主题”。

1.2 纳入和排除标准

纳入标准: ①青少年;②进行足球训练或比赛;③训练或比赛后计算sRPE;④可提取样本量、均值、标准差、均值的置信区间等。青少年的界定参照世界卫生组织(World Health Organiztion,WHO)对年龄段的划分,即10～19 岁。排除标准:①非中英文文献;②会议摘要、综述或meta 分析;③澳式足球、橄榄球等非足球项目;④进行与足球无关的训练或比赛;⑤只统计RPE 未计算训练或比赛时间。

1.3 数据提取

根据文献纳入和排除标准,采用独立平行方式进行筛选并提取作者、年份、样本量、年龄、方案、sRPE 等信息。

1.4 文献质量评价

队列研究采用纽卡斯尔-渥太华量表(the Newcastle-Ottawa Scale,NOS),NOS 量表包括3 个维度:研究对象选择(4 个条目)、组间可比性(1 个条目)和结果测量(3 个条目),除可比性一项最高可得2 分,其他条目最高得1 分,得分范围0～9 分,得分越高研究质量越高[4]。随机对照试验采用Brughelli 等编制的PEDro 改良评分系统[5]对纳入标准明确、受试者被随机分配到组、明确干预定义、对各组进行基线相似度测试、使用对照组、明确定义结果变量、评估实际上是有用的、干预时间实际上是有用的、组间比较采用统计学方法、可变异性的点度量等10 个条目逐一评价,评分标准中“明显不”得0 分,“也许是”得1 分,“明显是”得2 分,得分范围0～20 分。2 名研究员分别评价文献质量,当意见分歧时与第三人讨论达成一致。

2 结果

2.1 文献检索结果

在PubMed、WOS、EBSCO、CNKI、万方等数据库检索文献338 篇,Endnote 剔除重复文献后经初筛、阅读摘要/全文后纳入41 篇文献,文献筛选流程见数据库电子版附件中图1。

2.2 纳入文献基本特征

41 篇文献中受试者939 人,平均年龄13～23 岁(部分研究不仅包含10～19 岁受试者)。在每日足球专项训练或赛后计算sRPE 并收集训练负荷、体能状态、伤病相关数据。

2.3 质量评价

41 篇文献涉及42 项研究,其中随机对照研究3项,质量评价得分均为16 分;队列研究39 项,质量评价平均6.87 分(范围6～8 分),文献整体质量较好。多数研究提供了详细和可重复的方法描述及正确的统计方法。

2.4 纳入文献结果

41 篇文献纳入42 项研究,根据sRPE 的用途分5 类:11 项研究检验sRPE 的有效性(见电子版附表1),12 项研究通过sRPE 监控训练或比赛负荷(表1),8 项研究分析sRPE 在恢复中的应用(表2),7项研究比较sRPE 与运动表现的关系(表3),4 项研究分析sRPE 与伤病的潜在发生关系(见电子版附表2)。针对青少年足球运动员可得出以下结果:

表1 sRPE 监控青少年足球训练/比赛的应用[23-24,26-35]Table 1 Application of sRPE to Monitor Youth Football Training/Match[23-24,26-35]

表2 sRPE 在青少年足球运动员疲劳和恢复中的应用[37-44]Table 2 Application of sRPE in the Fatigue and Recovery of Young Football Players[37-44]

表3 sRPE 与青少年足球运动员运动表现的关系[8,11,34,45-48]Table 4 Relationship between sRPE and Sport Performance of Youth Football Players[8,11,34,45-48]

(1)sRPE 信效度验证。11 项队列研究平均为7.09 分。通过与GPS 外负荷、心率负荷、皮质醇浓度等数据检验,发现sRPE 对青少年足球运动负荷的估计是可靠的,Borg CR10 或CR100 是两种sRPE主要使用的量表,通常在训赛后10～30 min 内计算sRPE。

(2)sRPE 监控内负荷。10 项队列研究平均分为6.4 分,2 项随机对照研究均为16 分。目前sRPE多用于比较赛季不同阶段、不同训练形式/目标/内容、不同年龄/水平球员的训练负荷强度等。通过sRPE 计算周急慢性工作负荷(weekly acute workload,wAWL;weekly chronic workload,wCWL)可作为防止过度训练、伤病预防的依据;教练员可参考sRPE 结果制定训练计划;sRPE 可区分不同年龄/水平球员训练内负荷差异;教练员和球员对sRPE 评估训练强度时存在差异。

(3)sRPE 在恢复中的应用。7 项队列研究平均为7.14 分,1 项随机对照研究16 分。通过研究训练后sRPE 与睡眠质量的关系,或监控训练后sRPE、疲劳相关的生化指标、运动测试成绩的变化情况等,发现sRPE 与睡眠或疲劳相关生化指标、跳跃测试成绩等变化相关,说明sRPE 可作为疲劳恢复时的参考。

(4)sRPE 与运动表现。7 项队列研究平均为7.14 分。比较sRPE 与各运动能力测试的关系,发现sRPE 与YOYO 等有氧能力测试呈中高度相关;与冲刺等爆发性运动能力无相关性。

(5)sRPE 与伤病的预测。4 项队列研究平均为6.5 分。通过用sRPE 与伤病数据进行建模或进行机器学习,发现训练负荷和受伤风险之间关系复杂,目前通过sRPE 预测球员伤病模型不够准确,需纳入更多变量因素作为建模依据。

3 分析讨论

sRPE 为运动员提供了简单有效的训练负荷量化方法,能够兼顾训练内外负荷,容纳训练中的单调性因素,已广泛应用在抗阻、速度、间歇、耐力等训练[6]并适用于多种项目、性别、各年龄段/水平的运动员。使用sRPE 能将训练课的内负荷状况快速反馈给教练员,进而方便及时调整运动员的训练负荷和训练计划,有助于提高运动员的运动能力并降低损伤发生风险。相较于GPS、可穿戴设备、加速度计等训练监控设备,其无创、廉价、便捷的特点更有利于基层学校的教练员大范围应用与推广。

目前sRPE 应用较广泛的是Foster 教授在Brog量表和Banister 的TRIMP(训练时间心率变化率×倍增因子)负荷法基础上修订的CR10 RPE 量表,该方法在训练过程中通常不排除休息时间,基于总课次时间的训练负荷量化,仅需在训后报告RPE 等级(0 分-无疲劳;1 分-非常轻松;2 分-轻松;3分-适中;4 分-有点累;5 分-累;7 分-特别累;10 分-最大极限)。也有研究采用CR100 和RPE(6～20)方式[7-8]。目前针对收集RPE 的时间尚未固定,青少年足球运动员收集时间多集中在训赛后10～30 min[9-12],不建议在训赛后主观疲劳感觉特别累或特别轻松时收集。

3.1 青少年足球运动员sRPE 训练负荷量化方法信效度验证

量表的可靠性及有效性表明了测量的可重复性及准确程度,可靠性差会降低教练跟踪个人训练负荷量变化的能力,有效性差则会造成超负荷或恢复不足。现多基于可穿戴设备监控心率来评估训练负荷,如Edwards’ TL(将不同心率区间运动的时间× 线性增加的系数)和Banister’s TRIMP 负荷法[13]。本研究发现:青少年足球运动员在训赛后采用CR10 和CR100 量表计算sRPE 与Edwards’ TL和Banister’s TRIMP 得到的训练负荷呈中高度相关[7,10,14-17]。且sRPE 在减量期与唾液皮质醇浓度的变化一致[18],皮质醇属于快反应类糖皮质激素,运动中皮质醇的水平与运动的强度和时间有关。训练中通过GPS 监控的外负荷跑动数据与sRPE 呈一定的相关[9]。以上证明sRPE 可作为简单、独立的方法用于负荷量化(具体数据信息见数据库电子版附表1)。

此外CR20 量表[19]、盲估RPE 法[20]与CR10 量表计算的sRPE 高度相关,CR10 量表在训练后30 min/24 h/72 h 计算的sRPE 高度相关[21]。说明青少年足球运动员在训赛后可采用多种量表计算sRPE 作为量化负荷的手段,收集RPE 时间可根据训练赛后实际需求而定。但仍需注意sRPE 并不是反映训练负荷的客观指标,而是运动员对该训练阶段主观感觉的数字化统计。目前针对青少年足球运动员sRPE 负荷的研究多集中于精英、职业梯队球员,鲜在休闲足球领域报道,未来sRPE 可与智能穿戴设备进行信效度检验,为足球爱好者提供简单可行的负荷量化方法。

3.2 sRPE 监控青少年足球训练或比赛内负荷

训练负荷包括通过实验室或现场环境测量并用于评估的外负荷(跑动距离、加速度、代谢能力等),及反映运动过程中对生理、心理反应应答的内负荷,sRPE 是公认评估运动员内部负荷的指标,可有效记录生理压力和运动员对外负荷的反应[22]。

本文纳入12 篇关于sRPE 监控青少年足球运动员内负荷的文献(表1)。Nobari[23-24]通过sRPE计算赛季急性负荷(acute workload,AWL)、慢性负荷(chronic workload,CWL)发现赛季间负荷呈现波动变化,赛季初和赛季中的AWL 和CWL 高于赛季末,进一步计算急慢性负荷比(acute to chronic workload ratio,ACWR)可为伤病预防提供参考,因为ACWR 处于0.8～1.3 时受伤风险最低[25]。Maugha[26]通过模型验证完整赛季sRPE 可作为评估负荷的主成分。提示,通过比较赛季不同阶段内负荷可为教练员提供防止过度训练损伤的依据。通过sRPE 可确定不同训练形式[27]、目标[28]、内容[29]及比赛密集期和非密集期的训练负荷[30]差异,为教练员合理制定计划提供参考。此外不同人员在比较sRPE 时发现,青少年足球运动员训练负荷随年龄增长而增加[31],但成年一线队训练负荷低于U19 梯队[32-33],可能因为一线队周末联赛强度大,平时多以恢复训练为主。精英球员比非精英球在呼吸和肌肉方面对sRPE 感知均更高[33-34],球员赛后对sRPE 负荷的感知比教练员赛前感知自己制定的负荷高[35]。提示,sRPE 作为量化训练负荷的方式能区分不同年龄、水平球员的内负荷,实际应用中针对训练内容比较自身sRPE 的变化可能更有意义。

3.3 sRPE 在青少年足球运动员疲劳和恢复中的应用

由于赛季中足球运动员在训赛后的恢复时间短,球员比赛表现下降、精神疲惫、受伤风险增加。需了解球员恢复状态以降低受伤风险,sRPE 可作为教练评价训后恢复效果的有效工具,相比于根据GPS 或心率表数据计算TRIMP 的方式评价负荷判断疲劳,该方式不受仪器限制并省去繁琐的计算过程[36]。

关于sRPE 在青少年足球运动员疲劳和恢复中的应用纳入文献8 篇(表2),文献整体质量较高。4篇研究关于sRPE 与训赛后睡眠质量的关系,通过短期监控连续比赛日[37]和长期监控训练或比赛[38]认为睡眠时间与训练/比赛负荷呈负相关。但另一研究发现[39]训赛后sRPE 与睡眠时间呈正相关。以上结果的不同除监测仪器、训练时间等差异外,未具体统计球员入睡和清醒时间,Silva 研究中[39]因训练安排可保证8 h 以上就寝间隔可能是球员睡眠时间长的因素之一。Costa 研究[40]认为夜训推迟睡眠时间,减少睡眠时长,影响心脏自主神经活动,伴有疲劳、延迟性肌肉酸痛等,这可能受到球队固定就寝时间的影响。总之,训赛后sRPE 水平过高会导致睡眠障碍,睡眠总时长可能与球队管理安排相关,未来可探究训练负荷及其影响睡眠的生理机制。

此外,sRPE 的增加在一定程度上影响下蹲跳(counter movement jumps,CMJ)和蹲跳(squat jump,SJ)高度变化[41-42],提示CMJ 和SJ 测试可作为监控疲劳的工具。与疲劳相关的生化指标如:血清/唾液皮质醇浓度、血清肌酸激酶活性、血清脑源性神经营养因子随sRPE 呈一致性变化,通常表现为赛季初训练负荷最大,各生化指标水平最高[43],24 h恢复后继续进行高强度、高负荷的比赛,不影响皮质醇和sRPE 对训练负荷的评估[44]。综上,sRPE 可作为评估青少年足球运动员疲劳和恢复的方法,后续可考虑结合生化指标或相关测试成绩,建立sRPE与恢复期不同时间点的关系以衡量球员恢复程度。

3.4 sRPE 与青少年足球运动员运动表现的关系

现代足球中总跑动距离、高强度冲刺次数、单次冲刺距离等数据均呈升高趋势,足球运动员在短距离内产生高水平线速度的能力已被证明是区分比赛标准和年龄类别的重要因素,探索运动负荷与运动成绩之间的量效关系,特别是在不造成疲劳、伤病等影响下探寻运动员成绩提升的最佳负荷区间一直是教练员和科研人员关注的焦点。sRPE 对训练负荷的量化为教练员探索运动负荷与运动成绩间的量效关系提供新视角。

本部分纳入的7 项研究质量评分为7.14 分,阶段性训练后比较sRPE 与各身体素质测试成绩发现(表3),不管球员年龄[45]、训练时间[46],sRPE 对冲刺、最大速度、变向、跳跃能力成绩的提高无相关(P＞0.05)[11,45-46]。sRPE 与耐力相关的测试,如YOYO 跑、间歇穿梭跑等测试成绩的变化呈中、高度正或负相关(P＜0.05)[8,34,47],表明较高的训练负荷更有可能改善足球运动员的有氧能力,可能与青少年足球运动员具有一定训练基础,其有氧能力中央因素较强,心输出量已达到较高水准,只有更高强度的训练刺激有氧能力,外周因素中线粒体密度、毛细血管数量、有氧酶活性才能进一步提高最大有氧能力。对于冲刺、纵跳、变向等高性能运动表现,重复的训练并不能使肌肉得到有效的刺激,相反会造成神经-肌肉疲劳,赛季中通常以间隔72 h 循环的方式轮流进行肌肥大和爆发力训练以保证训练中获得最大的刺激强度,使最大力量、峰值功率、爆发力等出现统计学上的增益。此外通过sRPE计算ACWR,通过回归模型发现其与对抗水平存在相关[48],可能因为对抗越激烈伤病越多。综上,在无可穿戴设备量化训练负荷时,提升青少年足球运动员有氧表现,教练员可参考球员sRPE 反馈的情况制定或调整训练计划,提升爆发性运动表现时不能简单通过sRPE 的多少来衡量。

3.5 sRPE 对青少年足球运动员伤病的预测

欧足联精英青年球员每1 000 h 的总受伤2.0～19.4 次,比赛期每1 000 h 受伤9.5～48.7 次,训练期每1 000 h 受伤3.7～11.14 次[49]。了解负荷刺激与运动损伤的风险阈值及训练与适应间的最佳剂量关系,有助于提高运动表现,降低过度训练导致的损伤。根据sRPE 得到每周负荷的绝对变化、ACWR、单调性、训练压力和损伤风险等指标[50]可协助教练进行负荷管理,优化训练配置,使运动员最大限度地适应训练刺激。

建立sRPE 与伤病间的模型发现,短期[51-52]或长期[53-54]通过sRPE 量化训练负荷均不能很好地预测伤病发生(具体数据信息见数据库中电子版附表2),仅得到sRPE 的增加会有限程度增加内收肌峰值力[52],神经肌肉疲劳会增加肌肉拉伤的风险[54],sRPE 在模型中并未起到主成分作用,可能与研究中伤病种类众多,未对影响因素进行分类有关。导致青少年足球运动员伤病发生的因素更复杂,球员受伤率在不同年龄段存在差异,七、八年级球员因体重更大导致比赛中受伤率大约是四至六年级的2 倍,但回归分析未发现损伤与年龄、身高、体重指数和成熟状态间存在显著关联。青少年足球训练中似乎不会导致严重的头部撞击[55],但比赛中通过头部撞击遥测系统建立混合效应模型发现,一名球员受到撞击时,被击中的球员往往比处于击球位置的球员具有更高的旋转加速度;当两名球员撞击时,瘦、高的球员比重、矮的球员头部平均加速度更高[56]。综上,青少年足球运动员受其身体发育、训练内容等因素在伤病预测中与成年存在差异,未来在研究训练负荷与伤病风险关系时建议:①尝试解决某一类或某一损伤部位的伤病数据与训练负荷间的关系;②尽可能确定造成伤病发生的变量参数并进行拟合,如:是否碰撞、受伤部位、体态特征等;③区分比赛和训练中的伤病。

4 小结与展望

青少年足球队在无可穿戴设备量化训练负荷时,sRPE 可作为一种简单、个性化的评估训练内负荷的方式,通过Borg CR10 或CR100 量表在训练后10～30 min 使用。目前对于青少年足球运动员sRPE 可用范围如下:①监控训练内负荷,为教练员合理制定计划,为防止过度训练或伤病发生提供依据;②评估青少年足球运动员疲劳和恢复时可作为参考使用;③提升青少年足球运动员有氧表现时可参考球员sRPE 反馈情况制定或调整训练计划;目前尚无证据证明sRPE 与爆发性运动表现有关;④sRPE 不能准确对青少年足球运动员伤病进行预测。未来可从以下几方面继续深入研究:①在休闲足球领域开展sRPE 信效度研究,为足球爱好者提供简单可行的训练量化方法;②结合生化指标或体能测试成绩,建立sRPE 与恢复期不同时间点的关系以衡量球员恢复程度;③进行sRPE 与伤病预测研究时可从某一类或某一部位的伤病与训练负荷间的关系着手;④研究sRPE-伤病模型时,尽可能多地确定造成伤病发生的变量参数,并区分比赛和训练间的伤病。