4周高強度間歇訓練對優秀花樣游泳運動員專項運動能力提升效果的研究

樊云彩，閆 琪，李 敏

FAN Yuncai1，YAN Qi2*，LI Min3

隨著花樣游泳項目競技水平的不斷提升，成套動作的編排難度和運動強度均不斷提升，高強度的爆發性動作如托舉、躍起等主要依賴于運動員良好的爆發力，以磷酸原供能系統（ATP-CP）供能為主（張莉清等，2013）；長串動作或分段訓練要求運動員有良好的力量耐力；成套動作要求運動員具備該項目所需的爆發力、力量耐力、耐乳酸能力和有氧代謝能力（陳愛萍，2006；徐建方等，2012）。以北京花樣游泳隊為例，成套動作難度編排對于體能的需求尤其是無氧糖酵解供能需求日益提高，為滿足比賽中機體在高強度運動下持續工作的能力，在前期最大力量、核心爆發力體能訓練的基礎上，賽前階段的體能訓練主要強度以高間歇訓練（high-intensity intenal training，HIIT）為主，HIIT可提高機體ATP-CP的合成能力和乳酸的耐受力的同時，加速體內乳酸的消除速率（樊云彩，2016）。為提高訓練的科學化水平，訓練過程中利用心率變異分析和疲勞監控系統（Firstbeat）在監控運動員的負荷應激情況的同時，對運動員完成訓練的過程中的供能比例進行監控。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

北京市花樣游泳女運動員10名，其中3名運動員長期入選國家集訓隊，在花樣游泳世錦賽等國際比賽中獲得獎牌，10名受試者均為健將級運動員（表1）。

表1 本研究花樣游泳運動員基本情況Table 1 Basic Information ofAthletes M±SD

1.2 研究方法

1.2.1 訓練方案

HIIT主要是結合花樣游泳比賽的時間和編排節奏，針對花樣游泳項目的專項供能特點以及專項動作發力特征進行的專項性體能訓練，主要目的是提高運動員的專項耐力和爆發力水平。訓練安排為賽前4周，每周2次，共8次，每次訓練總時長為80 min，準備活動30 min，HIIT 30 min，拉伸放松20 min。高強度間歇循環練習，包括6個動作，每個動作30 s，間歇15 s，即6×30 s～15 s。HIIT階段10名運動員分為2組，每組5人，交替進行循環練習，組間間隔4.5 min（表2）。

表2 高強度間歇無氧訓練內容Table 2 Contents of HITT

1.2.2 HIIT現場監控

HIIT期間，利用Firstbeat對運動員體能訓練單元的心率及其相關衍生指標進行全程監控，對HIIT單元供能比例以及訓練沖量（TRIMP）進行監控。

1.2.3 測試方法和測試指標

在4周HIIT前后，利用攀爬機測試方法對運動員無氧耐力的訓練效果進行測試和評價，采用的測試方法為7×20 s～20 s，即以在攀爬機上全力攀爬20 s，間歇20 s為1組，共進行7組。測試過程中利用Firstbeat對運動員的心率及其相關衍生指標進行全程監控，同時記錄每組攀爬高度，并在訓練后即刻2 min測試血乳酸濃度，血乳酸測試采用的儀器為EKF便攜式血乳酸自動分析儀（德國）。

1）Firstbeat設備相關指標計算方法：

最大心率：初次訓練最大心率系統根據運動員的年齡自動生成，計算公式為最大心率=208-0.7×年齡，訓練期間若出現50次連續心跳的平均值高于預設值時，系統自動更改最大心率數值。

最小心率：初次訓練時以60 bpm為基數，訓練期間若出現50次連續心跳的平均值低于60 bpm時，系統自動更改最小心率數值。

2）TRIMP計算公式：

T為訓練持續時間，HRex為訓練期間的平均心率，HRrest為安靜時心率，HRmax為最大心率，e～2718。

3）快速恢復百分比（%）：基于心率值計算，根據自身恢復指數計算得出，反映訓練階段恢復情況，數值越高，恢復的越好。

1.2.4 數據統計

實驗的有效數據采用SPSS 17.0統計軟件包進行統計學處理，數據以平均數±標準差（M±SD）表示，采用配對t檢驗，對高強度間歇訓練前后相關指標進行統計學分析，P＜0.05為顯著性差異。

2 研究結果

2.1 HIIT單元現場負荷監控

心率監控結果顯示，8次循環練習單元處于無氧閾區間心率的時間占比為25.2%，高強度區間占比6.0%，無氧耐力及以上負荷強度時間占比為31.2%（表3）。最大心率達180 bpm以上，所有課次最高心率平均水平為173.3 bpm，TRIMP平均水平為30.0（表4）。

2.2 訓練前后專項運動能力的變化研究

2.2.1 訓練前后心率區間時間占比的變化

4周HIIT后，運動員的高強度心率區間時間占比顯著增加（P＜0.05，表5）。

2.2.2 訓練前后攀爬機攀爬高度及血乳酸的變化

階段訓練后，運動員攀爬高度較訓練前顯著增加（P＜0.05）；血乳酸水平較之前下降（P＜0.05，表6）。

2.2.3 訓練前后心率相關指標的變化研究

4周HIIT后，運動員的最高心率、TRIMP和快速恢復指數均顯著增加（P＜0.05，表7）。

表3 高強度間歇訓練單元負荷監控結果Table 3 Load Monitoring Results of HITT M±SD

表4 高強度間歇訓練單元心率及其相關指標的監控結果Table 4 Changes of HR and Derivative Index of HITT M±SD

表5 攀爬機測試負荷監控結果Table 5 The Monitoring Result of the Climb Machine /mmol·L-1,M±SD

表6 攀爬機7×20 s～20 s測試血乳酸的變化Table 6 Changes of the Blood Lactate of 7×20 s～20 s M±SD

表7 攀爬機7×20 s～20 s測試過程中心率相關數據的變化Table 7 Changes of HR and Derivative Index of 7×20 s～20 s M±SD

3 討論與分析

3.1 高強度間歇訓練負荷區間分布特點

高水平的專項技術能力和強大的專項體能是花樣游泳成套動作必需的有力支撐（王冬月，2013）。前期對花樣游泳水上模擬成套動作訓練負荷監控研究結果顯示，花樣游泳運動員成套模擬測試的負荷區間總體在80%～90%無氧閾（樊云彩，2016）。花樣游泳運動員應在發展有氧能力的基礎上，注重加強無氧供能能力的挖掘，以提高機體的乳酸耐受力和清除率，從而提高機體在高強度運動下持續工作的能力（徐建方等，2012）。

賽前階段結合花樣游泳項目的專項特點，設計了以發展運動員速度耐力和專項需求的有氧、無氧混合代謝系統的供能能力為目的的HIIT（李躍敏，2010；王冬月，2013；趙丹彤 等，2019；Boyle，2003；Santana，2000），訓練過程中利用Firstbeat對運動員的負荷應激情況和訓練強度進行監控。結果顯示，8次循環練習單元處于無氧閾區間心率的時間占比為25.2%，高強度區間占比6.0%，無氧閾及以上負荷強度時間占比為31.2%，其中一個訓練單元高強度區間占比達14.5%，無氧閾及以上負荷強度時間占比為42.5%，最大心率達180 bpm以上，所有課次最高心率平均水平為173.3 bpm，HIIT單元TRIMP平均水平為30.0。這提示，本研究設計的HIIT方案對發展運動員有氧、無氧混合代謝系統的供能能力合理有效（黎涌明，2015；劉 也 等 ，2018；王 晨 宇 ，2019；Etxebarria et al.，2014）。

3.2 HIIT對提升花樣游泳運動員專項運動能力的效果

競賽規則的變化促使花樣游泳的運動向“快、強、難”方向發展，成套動作編排難度越來越難，同時對運動員完成編排動作的駕馭能力要求也越來越高，這就需要在全面而精細的技術提升的同時，提供高水平全方位的體能支撐（李敏，2017）。

血乳酸可評價訓練負荷的強度及運動員糖酵解和糖有氧氧化供能能力，徐建方等（2012）對花樣游泳運動員成套動作的訓練監控研究結果發現，運動員完成成套動作時的血乳酸水平平均在10～12 mmol·L-1，不僅對乳酸供能的需求較高，同時，要求運動員維持高質量動作需有良好的耐乳酸能力。高強度間歇性耐力的供能特點與花樣游泳比賽時的體能需求非常相符，是力量、速度、耐力的綜合表現。通過訓練前后攀爬機7×20 s～20 s的高強度間歇耐力測試數據對比，運動員的平均成績從60.1 m提高至62.4 m，提高幅度達3.8%；而血乳酸濃度較之訓練前顯著下降，且測試期間心率處于有氧閾和無氧閾區間的占比均較訓練前有所增加。這提示，運動員完成測試時的盡力程度以及心率調動能力均較之前有所增加，乳酸分解能力、消除疲勞的能力也有所提高。以上改變有利于發展花樣游泳項目的無氧、無氧混合代謝系統的供能能力以及在該系統下的速度耐力水平。這部分專項運動能力的提升，為運動員更高質量地完成動作提供體能保障，有助于滿足當今花樣游泳項目“難、新、美、齊、高、快、脆”的競技特征（徐建方等，2017）。

3.3 HIIT對花樣游泳運動員心率及相關衍生指標的變化

心率通常能反映訓練負荷強度、運動員恢復速度和對訓練負荷的適應情況，雖然在非周期性運動中，心率不能很好地反映運動強度，但運動中心率和運動后心率的累加（總平均心率），仍可以在一定程度上反映消耗的總能量。快速恢復指數等心率變異率衍生指標能夠便捷有效的反映運動員的應激-恢復情況，有助于準確評估訓練效果和運動員身體狀況。4周HIIT后，運動員的最高心率占比顯著增加，由平均12.6%提升至13.9%，最高心率提升至197.3 bpm，提示，運動員的心率調動和心率儲備能力增強，這有利于運動員比賽中的突破和發揮。

TRIMP主要反映運動員每次訓練的負荷情況，其數值越大，提示訓練負荷相對越大，數值過低則無法達到訓練效果。4周HIIT后，運動員TRIMP顯著增加，由26.4提升至29.1，提示運動員的訓練質量有所提升。而快速恢復指數百分比（QRTS）的顯著提升，表明運動員對訓練負荷的適應能力顯著提升的同時，恢復能力也顯著提升，提示運動員訓練的恢復狀況良好，有利于運動員更好地完成訓練任務，呈現出良好的訓練或比賽狀態。

4 結論

4周HIIT有助于花樣游泳運動員的乳酸耐受力，促進專項運動能力的提升，主要表現在運動員的負荷承受能力、心率儲備能力以及快速恢復能力的增強，為運動員適應更高更強更快的編排難度奠定體能基礎。