淺談運動員訓練負荷的管理與監控

沈青陽 李衛

運動負荷監控是數字化訓練的重要組成部分之一，負荷監控技術的快速更新推動競技運動水平不斷提升。傳統負荷監控方法多基于量和強度這兩個根本屬性視角，現代競技運動負荷監控則著重于運動刺激對人體的內外部的交互影響，并區分為內部負荷和外部負荷的不同監控方法，故通過外部負荷監控的研究討論以期為體能訓練從業人員提供幫助。

1 訓練的定義及監控的意義

訓練其本質是通過適宜的負荷量或強度刺激機體以達到產生最佳適應的目的。若訓練過程中負荷未得到科學化監控，則過量或不足的訓練負荷將會對訓練進程無意義或產生負面作用。不足的訓練負荷刺激無法使機體產生新的條件適應，同時過量的負荷則導致運動員無法及時從訓練中得到恢復，不僅無法產生良好運動適應和提高運動表現，還會增加損傷和患病風險，甚至可能導致經濟水平消亡（圖 1）。

2 負荷管理

2.1 負荷管理的定義及意義

Conaty表示，在競技運動中，負荷管理就是為適應賽季的需求將訓練的量和強度合理地周期化，做好長期的準備工作，用靈活的方法進行計劃制定，即刻改變運動員的準備狀態。

許多運動員、教練和輔助人員正在采用科學的方法來測試和監控訓練過程。適當的負荷監控可以幫助確定運動員是否適應訓練刺激，并最大限度地降低發生非功能性拉傷、生病、損傷的風險。已有研究使用一些外部負荷量化和監測工具，如功率輸出測量設備、時動分析等。而內部負荷單位測量，包括努力的感知、心率、血乳酸和訓練沖動。外部和內部負荷單位的分別分析可以揭示運動員的疲勞狀態。高水平競技運動使用的監測工具包括心率恢復、神經肌肉功能、生化/激素/免疫評估、問卷和日記、精神運動速度、睡眠質量和數量。對運動員采取的監測方法可能取決于運動員是從事個人還是團隊體育活動。用科學和統計方法檢測到的變化可以在實施變化時提供信度和確效度。適當監測訓練負荷可以為運動員和教練員提供重要信息;且監測系統應該是直觀的，能提供有效的數據分析和解釋，同時從簡、科學有效地反饋運動員疲勞狀態。

2.2 負荷管理的分類及指標

根據監控的指標來源，運動負荷有外部負荷和內部負荷兩種分類形式;根據監控的方法屬性，運動負荷又被分為客觀評定和主觀評定兩種監控手段;根據監控的統計處理方式，運動負荷還可分為絕對負荷和相對負荷兩種角度（表1）。

負荷有許多不同的測量方法（表2），但它們作為負荷適應和不適應指標的有效性證據是有限的，這是因為沒有任何一個運動員對負荷反應的單一標記可以統一地預測適應不良或受傷。負荷監控包括外部和內部負荷的檢測，其中外部負荷監控的工具可以是通用的或特定的運動，而內部負荷的監控方法是客觀的或主觀的。

Viru表示，測量外部負荷對于理解完成的工作以及運動員的能力和能力很重要，而測量內部負荷對于確定最佳生物適應的適當刺激至關重要。Halson通過研究發現，運動員以高/低心率或努力程度在給定時間內保持一定的跑步速率或循環輸出功率的能力，取決于多種內部和內部的個體因素，如體能和疲勞因素。而個體對給定的刺激都會有不同的反應，最佳適應所需的負荷也因運動員而異。這些因素為教練和其他輔助工作人員提供了運動員準備訓練或比賽的基本數據，因此可以為個人調整規定的訓練提供信息。已有研究表明，在訓練中，運動員可以完成更多的負荷量或更高的負荷強度，抑或是自我認知的負荷遠遠超出教練員的預測。這意味著運動員個體外部負荷與內部負荷之間區分具有重要意義，而非僅僅團隊平均負荷水平，這有助于確保所施加的負荷符合教練的規定。

2.3 負荷指標及其監控

監控負荷通常包括對運動員訓練或比賽負荷的量化，如訓練時長、跑距、功率產生、比賽場次或投球次數;然而，其他的外部因素，如生活事件、日常煩惱或旅行也同樣重要。

2.3.1 心率

心率監測已經成為監控訓練負荷的流行方法，而這種方法是基于心率與穩態功率之間存在線性關系的原理。體能教練通常使用強度的絕對測量方法，但相對強度的測量指標方法更有意義，因為在人們對各種運動方式作出反應的方式上，個體之間和個體內部可能存在相當大的差異。最大心率/訓練心率通常被用于判斷負荷強度，但Karvonen和 Vuorimaa認為心率儲備百分比可作為一個更精確的量化和制定負荷強度的標準，因為這種方法同時兼顧了靜息心率隨年齡和健身水平、年齡的增長和最大心率降低的相關性（圖2）。目前已有研究表明心率監測器可以準確地測量人體運動時的心率，但仍有許多因素可能會影響負荷和心率之間的關系，如訓練狀態、環境條件、晝夜變化、運動時間、水合作用狀態、海拔和藥物等。

心儲備率=（運動心率-靜息心率）/（最大心率-靜息心率）

2.3.2 攝氧量水平

在穩定的運動狀態中，VO2作為一種有效的運動強度測量方法被推廣，但不適用于不是間歇性的、高強度的運動。在一篇關于運動時氧動力學的評論中，Xu和Rhodes指出，運動狀態中機體的做功速率低于乳酸閾值時，VO2指數會增長到一個穩定的水平，但當運動超過乳酸閾值，VO2動力學即復雜化。VO2相對值被用于比較不同生理和表現特征的運動員的運動強度，而非絕對值。但需要確定每種模式的最大攝氧量，然后才能使用VO2相對值監測或量化運動負荷，因此氧耗儲備被研究出更佳適合作為評價負荷的指標之一（圖3）。

相對攝氧率=（運動時攝氧量-靜息攝氧量）/（最大攝氧量-靜息攝氧量）

已有研究表明，騎行和跑步運動中使用心率和VO2R監測負荷強度的反饋較為接近，而用VO2max的相對值計算則有差異性。Baldwin等人發現心率和運動應激的血漿標志物如乳酸、氨和次黃嘌呤為70% VO2max，此結果在有訓練背景和無訓練背景人群間存在差異。這支持這也表明，VO2max在不同的人身上不一定產生相同的生理反應。同時，運動進行中的VO2動力學可能因運動水平、年齡和疾病而變化。因此，VO2并不適合作為監控相對運動強度的指標。

2.3.3 血乳酸濃度

隨著便攜式測量儀器的發展，血液中乳酸濃度的測量只需指尖刺取一滴血即可。然而，在每次訓練過程中頻繁地測量乳酸來測定或量化負荷強度仍然是不切實際的。乳酸閾值被定義為運動強度在一個固定或最大穩態血乳酸水平，其測定目前已受廣泛關注。它被提出作為耐力健康的一種衡量手段，也是一種標準化訓練強度的手段。穩態運動強度引起的乳酸濃度約為4mmol/L已被認為是最有利于誘導耐力最佳生理適應的濃度。然而，Stegmann等人認為，運動員的最佳乳酸水平可能在2-7.5mmol/L之間。運動期間乳酸堆積的過程中，個體內部和個體間的差異性是使用乳酸來監測運動強度方面的兩個限制因素。外界因素如環境溫度和脫水可能影響乳酸的測量，運動模式也是一種影響，因為它改變了在運動中使用的肌肉參與程度，跑步和騎行時不同VO2水平下可能會出現相同的血乳酸濃度。運動持續時間、運動強度、運動強度的變化速度可能也會影響乳酸濃度，包括運動前參與的活動類型、飲食習慣和肌糖原含量皆可能成為影響因素。受傷的肌肉群完成動作時將會引起乳酸水平的增加，訓練狀態的改善和過度訓練導致的狀態降低都被認為與最大和次最大血乳酸濃度變化有關，這可能成為導致乳酸的測量錯誤和后續不準確的運動強度制定的構因。上述因素皆影響乳酸的堆積方式，而與運動強度無關，這使得乳酸閾值的重要性并不明確，從而限制了其在監測和制定訓練強度方面的作用。

2.3.4 主觀疲勞評定量表

主觀疲勞評定量表（RPE）是基于訓練中運動員根據自身經驗對機體生理疲勞登記的主觀評定標準，從而能夠根據他們自己對努力程度的感知來調整訓練強度。改量表已被多項研究證明實際可靠，并適用于持續穩態運動和高強度間歇循環訓練中，在這兩種類型的運動中，運動員反饋的RPE與平均心率和心率的快速變化有較高的相關性。但盡管博格量表已被證明是一種有效的運動強度測量方法，但RPE量表中6-20標準與生理變量之間的效度系數較普遍認知的低。在一項研究中提到，心率的加權平均效度系數為0.62，血乳酸為0.57，VO2max相對值為0.64，VO2為0.63 ，呼吸速率為0.72，呼吸速率為0.61。因此，需要進一步的研究來確定疲勞的認知感知內在的生理機制，這可能會確切地闡明RPE的意義。

2.3.5 臨界功率

臨界功率是一個理論性概念，它表示在不疲勞的情況下，能夠維持在生理穩定狀態下的最大功率輸出的值。Brickley等人發現，在臨界功率下運動時，攝氧量水平約為80%VO2max，且攝氧量、血乳酸濃度和心率隨時間的增加，并未達到生理穩定狀態。故認為得出臨界功率并不代表一個可持續的穩態強度，而是定義為臨界功率的不穩定狀態（持續20min-40min）的強度更為合適。Dekerle等人在實驗中發現，受試者在自行選擇節奏的循環測力計上進行疲勞測定計算得出的臨界功率顯著高于最大乳酸穩態，因此作者的結論是臨界功率強度的生理意義仍然未知，需要進一步的研究來定義準確的生理意義。Vanhatalo等人為研究臨界功率是否可以作為運動強度的指標，進行了3min最大努力程度功率自行車測試，結果發現臨界功率與輸出功率沒有顯著差異。

3 小結

若以適度和漸進的方式施加負荷，并避免負荷相對于運動員所準備的迅速增加，高負荷的艱苦訓練可能對受傷提供保護作用。但負荷的規定必須以個人和靈活為基礎，因為在對負荷的反應和適應的時間范圍內，個體之間和個體內部都有很大的差異。定期監測運動員是確保適當的治療水平的內外負荷，從而最大化表現和最小化受傷風險的基礎。體育管理機構在規劃賽事日程時必須考慮運動員的健康，因此也必須考慮到整體比賽負荷。比賽日程擁擠和負荷的快速變化對多項運動損傷風險的影響，以及與其他生理、心理、環境和遺傳風險因素的相互作用還需要更多的研究。

通訊作者：李衛

（作者單位：北京體育大學）