男子賽艇240次臥拉練習的能量代謝特征

黎涌明, 李 博, 王欣欣

(上海體育學院 體育教育訓練學院，上海 200438)

賽艇被認為是一項力量耐力型項目[1-2]。根據艇種的不同(男子vs.女子，單槳vs.雙槳，單人艇vs.多人艇，輕量級vs.公開級)，運動員在比賽中需要以450～800 N的拉槳力(相當于個人最大劃船力的40%[3])[4-5]，在5.5～8 min內完成200～240次拉槳[6-7]。在包含產生能量和利用能量這2個環節的賽艇比賽中[8]，運動員需要產生600～800 kJ以上的能量[9-10]，運動員在劃船過程中能量利用的效率為16%～24%[11]，其中，能量供應中有氧、糖酵解和磷酸原部分分別占>80%、10%和5%[10-13]。為了提高在比賽中的表現，賽艇運動員全年需要采用多種訓練方法提高身體產生能量和利用能量的能力，這些訓練既涵蓋不同強度的水上訓練和陸上訓練，也涵蓋耐力、力量、速度等不同類型的訓練。對高水平賽艇運動員的研究表明，賽艇運動員的水上訓練量占總訓練量的50%以上[1,14-15]，水上訓練中的70%～95%為低強度有氧訓練(血乳酸濃度<2 mmol/L)[14-16]，而力量訓練量占總訓練量的12%～23%[15,17]。

力量訓練被認為可以通過神經肌肉的適應、肌纖維的增粗、毛細血管豐密度的增加和肌肉內能源物質的增加，提高肌肉的做功能力[18]。賽艇運動員的力量訓練通常可分為最大力量、肌肉橫斷面、力量耐力和速度力量/功率4類。鑒于賽艇是一項力量耐力型項目[1-2]，力量耐力訓練(≥15RM，RM為臥拉最大力量)是賽艇運動員尤其是輕量級運動員全年力量訓練的主要內容，并且低水平運動員能夠從力量耐力訓練中獲益更多[19]。在力量耐力訓練類型中，國外[20]和國內(個人交流)的少數教練員采用6～8 min計數或200～240次臥拉(40%RM)計時練習模擬賽艇2 000 m比賽對運動員力量耐力的刺激，并希望以此提高運動員在比賽中的力量耐力。盡管近年來這種練習的使用頻率越來越低，但摒棄這種練習方法的教練員并未完全理解摒棄的原因，繼續使用這種練習方法的教練員也未清楚地認識到這種練習方法可能對運動員運動能力提升的影響。無論摒棄還是繼續使用這種練習方法，教練員都有必要認清這種練習方法的生理學特征。

基于此，本文擬通過對賽艇運動員240次臥拉練習的能量代謝特征進行研究，為教練員更加清晰地認識這一練習方法的生理學特征，并合理使用這種練習方法提供科學依據。本文假設，40%RM強度的240次臥拉練習屬于有氧供能主導的練習，但其同時又屬于高強度、長時間的練習。

1 研究方法

1.1研究對象研究對象為某省賽艇隊20名健康男子運動員。其中：公開級運動員9名，年齡(21.0±3.0)歲，身高(193.0±4.0) cm，體質量(96.2±8.4) kg，訓練年限(4.6±3.0)年；輕量級運動員11名，年齡(18.0±1.0) 歲，身高(183.0±5.0) cm，體質量(70.7±4.7) kg，訓練年限(2.2±1.2)年，自愿參加本研究。測試前，運動員被詳細告知本研究的目的、測試流程、測試要求和可能存在的不適。運動員測試前一天無高強度訓練，測試當天保持正常的高糖飲食。測試處于運動員冬訓中期(1月中旬)。

1.2測試過程所有運動員在3天內分別參加1次臥拉最大力量測試和1次240次臥拉計時測試。臥拉測試前，運動員都進行了臥拉架高度的調整，且確保最大力量測試和240次臥拉測試的高度一致。每次臥拉時，運動員保持下肢伸直并攏，且不能離開臥拉架，無外力輔助運動員(如按壓下肢)完成臥拉。運動員完成1次臥拉的標志是杠鈴桿向上運動至碰觸到臥拉架的下沿，向下運動至杠鈴片接觸地面。在約5 min的上肢牽拉后，運動員嚴格按照美國體能協會教材《Essentials of Strength Training and Conditioning(第3版)》中有關上肢最大力量測試流程[21]進行臥拉最大力量測試。被試先以自選質量輕松進行5～10次重復，休息1 min后再增加5%～10%的質量，確保可以完成3～5次重復，休息2 min后再增加5%～10%的質量，確保可以完成2～3次重復，休息2～4 min后再增加5%～10%的質量，確保能完成1次重復。如果運動員可以完成這1次重復，則在2～4 min休息后再增加5%～10%的質量進行重復，如不能完成，則在2～4 min休息后減少2.5%～5%的質量，以確保能完成1次重復。超過5 h后，運動員以40%RM(器材允許精確到0.5 kg)進行240次臥拉測試。運動員可以自選臥拉節奏，但必須在盡可能短的時間內完成240次臥拉。臥拉結束即刻詢問運動員的主觀疲勞感覺(20級RPE)[22]。運動員在測試時都被口頭鼓勵，以全力參與測試。測試現場的壓強、氣溫和相對濕度分別為102.2 kPa、10 ℃和50%。

采用便攜式氣體代謝儀(K4b2，Cosmed，Italy)對240次臥拉，以及運動后6 min的呼吸氣體進行“breath×breath”檢測。每日測試前嚴格按照廠家要求對儀器進行校準。運動員測試前選擇合適的呼吸面罩，佩戴好儀器，靜坐3 min后開始測試。經耳垂采集運動前后第1、3、5、7、10 min的血液各10 μL，并采用血乳酸分析儀(Biosen S_Line，EKF Diagnostic，Germany)進行分析。基于運動中累積攝氧量和血乳酸，以及運動后過量氧耗的快速部分的方法計算能量供應量[23-24]，其中：

磷酸原供能量=運動后過量氧耗的

快速部分(mL)×能量當量(J·mL-1)

糖酵解供能量=凈累積血乳酸(mmol·mL-1)×

氧氣-乳酸換算系數(mL·mmol·L-1·kg-1)×

體質量(kg)×能量當量(J·mL-1)

有氧供能量=累積凈攝氧量(mL)×

能量(J·mL-1)

運動后過量氧耗為運動后前3 min的實際攝氧量減去由后3 min的實際攝氧量曲線倒推3 min得到的攝氧量(慢速部分，即快速部分=前3 min實際攝氧量-前3 min慢速部分)。當呼吸商>1.0時，能量當量為1 mL氧氣產生的熱量(21.131J)[25]。氧氣-乳酸換算系數為3.0 mL·mmol/(L·kg)。本文統一選取4.0 mL/(min·kg)的安靜攝氧量。

1.3統計分析所有數據均以平均值±標準差的形式呈現。運用IBM SPSS Statistics 19對公開級和輕量級運動員的所有指標進行配對t檢驗，選取P=0.01的顯著性水平。

2 研究結果

20名男子賽艇運動員的最大臥拉力量為(85.7±15.4)kg，且公開級運動員顯著大于輕量級遠動員[(95.1±14.8 ) kg vs. (76.3±9.4) kg]，但是二者在單位體質量最大臥拉力量上無顯著性差異(P>0.01)。20名運動員完成240次臥拉的時間為(526±80.3)s，運動后RPE為15.0±2.2，且2組運動員間無顯著性差異(P>0.01，表1)

表1 運動員臥拉最大力量和240次臥拉計時測試部分結果Table 1 Selected results of repetition maximum and 240-reps bench-pull

運動員240次臥拉后，各生理學指標見表2，其中最大血乳酸達(8.60±1.28)mmol·L-1，運動中累積攝氧量達(18.5±4.8) L，運動后氧債快速部分達(1.4±0.6)L。在三大供能系統的能量供應量方面，公開級和輕量級運動員只有有氧部分[(377.3±58.3) kJ vs. (281.8±87.0) kg]和總供能量部分[(452.5±67.8) kJ vs. (343.1±88.0) kJ]存在顯著性差異(P<0.01)，但是當換算成單位體質量的供能量后，2組運動員在所有能量供應指標間均無顯著差異(P>0.01)。綜合起來，20名賽艇運動員在用時(526±80.3) s的240次臥拉練習中的能量供應比例分別為8.0%±4.0%(磷酸原)、9.8%±2.3%(糖酵解)和82.2%±5.2%(有氧)。

表2 運動員240次臥拉計時測試生理學結果Table 2 Physiological results of 240-reps bench-pull

3 討論與分析

本文的主要結果顯示，20名男子賽艇運動員以40%RM的負重進行240次臥拉[完成時間為(526±80.3) s]過程中磷酸原、糖酵解和有氧供能系統的供能比例分別為8.0%±4.0%、9.8%±2.3%和82.2%±5.2%。這些供能比例與文獻報道的賽艇水上、蕩槳池和測功儀模擬比賽的供能比例相似[10,12-13,26]。Mader等[12]對賽艇蕩槳池7 min模擬比賽的能量代謝進行了研究，他運用更為科學的研究方法得到了>80%的有氧供能比例。相比于同期對此特征的認識(70%[27])，Mader等的研究推動了東德賽艇訓練對有氧能力的重視，其具體訓練方法是大量的低強度有氧長劃[28]。后來，Mader進入科隆體育學院工作，并指導其博士生Ulrich Hartmann參與西德賽艇隊的科研工作，為西德男子八人艇在1988年奧運會上一舉奪得金牌立下了功勞[29]。后期進一步的公開數據表明，西德賽艇隊全年水上訓練負荷中有70%～94%的比例屬于低強度訓練(血乳酸濃度為2～4 mmol·L-1)[16]。這些理論和實踐成果間接推動了世界賽艇項目的訓練朝著低強度有氧訓練的方向發展，這一結論也得到了來自20世紀70—90年代挪威賽艇訓練負荷研究的支持[30]。教練員選取240次臥拉練習的目的在于提高運動員在比賽(5.5～8 min，200～240槳，450～800 N[5-7])中的“力量耐力”，然而這種“力量耐力”的能量供應特征是>80%的有氧、10%的糖酵解和5%的磷酸原[10,12-13]。為了提高這種“力量耐力”，高水平賽艇運動員水上訓練(占總訓練負荷>50%[1,14-15])的70%～95%屬于低強度有氧訓練(血乳酸濃度<2 mmol·L-1)，而高強度訓練(血乳酸濃度>4 mmol·L-1)的比例還不到水上訓練負荷的8%[15-16]。

賽艇運動員240次臥拉練習屬于高強度訓練。被試完成240次臥拉后的最高血乳酸濃度為(8.60±1.28) mmol·L-1，這與文獻報道的7 min臥拉(50%RM，123次)類似(8.8 mmol·L-1)[31]，也與賽艇運動員水上3×4 min(8.52 mmol·L-1)和2 000 m節奏劃(低于比賽槳頻6槳，7.27 mmol·L-1)的血乳酸值相似[16]。高水平賽艇運動員力量訓練占總訓練負荷的12%～23%[15,17]，這期間阻力最小的部分屬于力量耐力訓練，而力量耐力訓練的阻力通常為40%RM～50%RM[19]，該阻力比例與賽艇運動員比賽中拉槳力占最大劃船力量的比例類似[3]，因此可以推斷，賽艇運動員訓練強度(阻力)都不低于比賽強度。盡管發展最大力量、肌肉橫斷面和速度力量的訓練強度都要大于比賽強度，但由于阻力相對較大(>60%RM)、次數相對少(<15次)、間歇相對長(1～3 min)，其發力時的主要能量來源是磷酸原供能系統，糖酵解供能系統參與相對少。然而，盡管力量耐力訓練的阻力相對較小，但是過多的重復次數(如>30次)也會導致糖酵解供能參與比例增加，并帶來血液中乳酸濃度的增加(>4 mmol·L-1，肌肉中的乳酸值更高)[31]，并且人體需要承受長時間(1～9 min)的高乳酸值。因此，賽艇運動員240次力量耐力訓練不但不能真正有助于賽艇比賽“力量耐力”的提高，還有可能破壞通過低強度有氧訓練提高起來的“力量耐力”。

正因為如此，目前國際上賽艇力量耐力訓練的最大重復次數大都≤50次[20,32]。Gee等[20]調查了英國32名不同類型的賽艇教練員(涵蓋俱樂部至奧運級別)，發現大部分教練員比賽期和準備期力量訓練的最大重復次數分別是≤30～50次和≤20次，只有極少數教練員要求(10%)力量訓練的最大重復次數達200次之多。Lawton等[32]在研究中制定的新西蘭U23世錦賽運動員的力量耐力訓練次數為≤35～50次。盡管如此，對于高水平賽艇運動員，高負重(5～12次)的力量訓練似乎比高重復次數(15～32次)的力量訓練更能提高其劃船能力[33]。賽艇運動員力量耐力訓練的另一種可能方式是水上阻力劃(拖拉阻力物、在船體上纏繞繩/帶，或者多人艇輪流劃[34])。相比于陸上力量耐力訓練，水上阻力劃在動作方面(包括參加肌肉、動作時序等)更接近比賽特征；相比于水上無阻劃，阻力劃的拉槳力更大。即便如此，水上阻力劃也被證明不足以提高賽艇運動員的下肢力量[34]。

本文的被試分為公開級和輕量級運動員，公開級運動員由于在年齡、身高、體質量和訓練年限方面的優勢，其最大力量、運動中累積攝氧量、有氧供能量和總供能量顯著高于輕量級運動員(P<0.01)。公開級運動員的這些優勢似乎是其更大的體質量帶來的，因為在單位體質量的最大力量、有氧供能量(運動中累積攝氧量是計算有氧供能量的依據)和總供能量方面，2組運動員并無顯著性差異(P>0.01，表1、表2)。這一結果與文獻報道的有些差異：Doyle等[35]研究了澳大利亞國家級水平的賽艇運動員，發現公開級運動員在各種槳頻下的單位體質量的拉槳力和功率都要顯著高于輕量級運動員。在本文中，公開級和輕量級運動員的體質量指數(BMI)分別為26和21(P<0.01)，這反映公開級運動員體質量的優勢一部分是由更高的體脂率造成的，這也可能是造成公開級運動員在單位體質量的多項指標上沒有優勢的原因。

盡管本文選取的對象為某省備戰全運會的賽艇運動員，但研究結果表明，運動員的競技水平并不高。被試臥拉的最大力只有體質量的(1.03±0.12)倍(表1)，該水平只相當于國外俱樂部的水平(國外國家級和奧運級分別對應為體質量的1.2和1.3倍)[36]。在本文中，運動員完成240次臥拉的時間為9 min，明顯比賽艇比賽的時間(約6～7 min)長，這一方面可能與被試的運動水平有關，另一方面也可能是由臥拉這種運動方式造成的。Jurimae等[31]比較了12名大學男子賽艇運動員的測功儀2 000 m模擬比賽、7 min臥拉(50%RM)和7 min的腿推(leg press，50%RM)的成績，結果表明，7 min臥拉和腿推的完成次數(123和174)要顯著少于測功儀2 000 m模擬比賽的194次，而這主要是由臥拉和腿推(尤其是臥拉)時更慢的發力速度造成的。本文選擇的是40%RM的240次臥拉，盡管所選質量輕一些，但是次數更多，因此被試的完成時間長達9 min。

4 結束語

240次臥拉練習屬于高強度(血乳酸為8 mmol·L-1)、長時間(持續時間為9 min)的力量耐力練習，這一練習的供能比例特征與文獻報道的賽艇模擬比賽相似(80%的有氧供能)。鑒于賽艇比賽200～240次拉槳所對應的“力量耐力”主要通過低強度有氧訓練提高，故不推薦賽艇運動員選擇240次臥拉這種力量耐力練習方法，建議賽艇力量耐力訓練的次數≤50次。