主觀體力感覺在體育鍛煉領(lǐng)域中的應(yīng)用

易銘裕

(武漢科技大學,湖北武漢430080)

主觀體力感覺 (Rating of Perceived Exertion,RPE)是目前被廣泛應(yīng)用的一種有效且可靠的評價運動時用力感覺程度的方法。其理論依據(jù)是人體對用力的感知 (perceiving exertion),它能告知身體對運動強度刺激的忍耐程度,或是人體主觀感覺痛苦的程度。人體對運動強度的感受是一種總體和全面的復(fù)雜感覺,來源于神經(jīng)肌肉、關(guān)節(jié)和呼吸循環(huán)系統(tǒng)的各種信號,進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)后進行整合,伴隨運動帶來的痛苦感受,使強度感覺轉(zhuǎn)變?yōu)樯硇睦淼木C合反應(yīng)[1]。

近幾十年,RPE在體育鍛煉和運動健身領(lǐng)域的應(yīng)用研究不斷發(fā)展。其范圍主要涉及:RPE在有氧健身運動中作為控制運動強度的工具及對最大攝氧量、心率、血乳酸等生理指標的預(yù)測;RPE在力量練習中用于調(diào)控訓練強度及預(yù)測最大重復(fù)負荷力量;RPE與估計時間限制、隨機負荷運動的關(guān)系等方面。

1 RPE在有氧健身運動中的應(yīng)用

1.1 RPE作為有氧健身運動中控制強度的工具

RPE在有氧健身運動處方中可主要用于評價和調(diào)節(jié)運動強度。運動強度是運動處方的主要因素,它分為絕對強度和相對強度。過去,運動處方多使用絕對強度,主張用心率來確定健身運動強度的負荷。一般認為,60～80%的最大心率(HRmax)強度是較適宜的健身強度。然而,運動中片面強調(diào)心率有時是危險的,如人體勞累或輕度感染后,再保持一定運動強度會出現(xiàn)不良后果。因而,當前運動健身領(lǐng)域大多使用相對強度,而RPE所反映的指標正是人體對運動強度反應(yīng)的相對值,這可有效地避免單一追求某一心率的盲目性[2]。健身運動確定強度時,需要將靶心率和RPE法結(jié)合起來,應(yīng)先確定適宜的心率范圍,然后再在運動中用RPE來控制負荷強度。健身運動處方中的負荷強度,以控制在人體有氧代謝工作范圍內(nèi)為原則。以Borg的21點為例,一般成人的PRE值在12～15間,中老年人在11～13之間,說明負荷強度是合理的[3]。趙敬國等觀察了9名健康男大學生在自行車功率計上進行遞增負荷的騎車測試,每天進行一種負荷,每級負荷運動5分鐘,分析心率、血乳酸、主觀體力感覺之間的相關(guān)性。結(jié)果表明,心率、RPE與運動強度之間呈高度相關(guān) (P＜0.01),運動實踐中,RPE可作為監(jiān)控運動強度的理想指標。血乳酸與RPE的相關(guān)性也很高 (P＜0.01),可作為無氧代謝的評價指標,并建議健身運動強度以控制在RPE值11,血乳酸4 mM、心率130次/min為宜,這一強度不僅可以提高健康體適能,同時也能提高人體的有氧代謝能力[4]。

體育鍛煉中通過 RPE值和心率能很好調(diào)控運動強度。反之,機體經(jīng)過一段時間的鍛煉后,對鍛煉刺激會產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng),其各項生理指標和主觀體力感覺程度也會發(fā)生適應(yīng)性變化。眾所周知,由于訓練水平不同,在一定運動強度下,訓練有素的運動員在心率和RPE值等方面都低于無訓練者。這說明運動不僅能提高機體的運動能力,還能提高運動員的心理反應(yīng)能力。Skrinar等報道15名女子運動員參與了6～8周的大強度耐力訓練。在標準跑臺實驗中進行訓練前、訓練中和訓練后RPE測定。結(jié)果顯示,耐力訓練可使全身RPE值降低,但對局部RPE沒有影響[5]。Grange-Faivre等比較了女性用RPE調(diào)控鍛煉計劃和心率之間的關(guān)系,并考察了RPE和心率對心肺功能的影響。研究者將27名女性受試者隨機分成3組:控制組、心率組和感覺組。所有受試者在6周前后在功率自行車上進行兩次最大遞增負荷試驗,兩次試驗都記錄心率、最大攝氧量、最大承受功率和RPE。心率組和感覺組還要進行6周間歇性鍛煉計劃,心率組使用心率,感覺組使用RPE來調(diào)整功率的輸出。結(jié)果表明,兩個訓練組的最大攝氧量和最大承受功率有顯著增加 (P＜0.05)。研究給出結(jié)論,主觀體力感覺在間歇鍛煉計劃里能夠調(diào)整鍛煉負荷,是一種有價值的評價運動強度的工具[6]。

1.2 RPE作為預(yù)測最大攝氧量的工具

最大攝氧量 (VO2max)是人體進行最大強度長時間運動時,機體出現(xiàn)無力繼續(xù)支撐接下來的運動,此時單位時間內(nèi) (通常以分鐘表示)所能攝入的最大氧氣含量。它是評定人體有氧運動能力的重要指標[3]。用RPE值預(yù)測VO2max具有方便、操作簡單等特點,而且不需要特殊的實驗器械,更適用一般人群。Faulkner和Eston檢驗了亞最大RPE強度負荷能否用于肥胖婦女。在他們的研究中,43名肥胖婦女在功率自行車上進行等級遞增運動負荷試驗。他們將開始的運動速率設(shè)置在10 W/min,然后每分鐘增加10 W,直至力竭,將RPE20點量表得分與攝氧量做線性回歸分析,用以預(yù)測VO2max。結(jié)果顯示,VO2max的實際測得值和預(yù)測值之間無顯著性差異 (13.9±3.0和14.2±3.3 ml/kg/min),實際測得值和預(yù)測值之間的相關(guān)性也很高 (皮爾遜相關(guān)系數(shù)r=0.82)[7]。Lambrick等用功率自行車在坡道上采用單一負荷持續(xù)運動試驗,用亞最大心率和 RPE來評價一般健康婦女的VO2max。他們認為,用同一增長率的坡道遞增負荷運動試驗,能夠更密切地監(jiān)控 RPE值的變化率,而且鍛煉者不需要身體和意志上使用全力,因此更易接受,也更加安全。他們研究了11名女性在坡道上進行同一遞增負荷運動試驗,每4秒增加1W的負荷,直至身體力竭。對于每名受試者,氣體交換閾可通過回顧數(shù)據(jù)得到確定。研究者記錄了達到RPE=13和氣體交換閾前的RPE和HR值,然后,用此數(shù)據(jù)推測理論最大RPE(20)值、RPE峰值和年齡預(yù)測最大心率時的攝氧量,從而得出VO2max值。結(jié)果發(fā)現(xiàn),用以上 6種方法預(yù)測的VO2max值與實際測得的VO2max(30.9±6.5ml/kg/min)無顯著性差異,并且,他們用亞最大心率和RPE=13時的運動速率 (W)作回歸方程來推算VO2max,其結(jié)果與實際測得值之間也無顯著差異(R2=0.78,標準誤=3.4ml/kg/min)[8]。以上研究數(shù)據(jù)說明,RPE可以作為預(yù)測有氧能力的評價指標,它不僅具有方便、省時、快速等特點,并且它還能提供更多的臨床信息,而這些信息都是無法通過心率獲得的。

2 RPE在力量鍛煉中的應(yīng)用

2.1 RPE用于力量練習可簡化運動負荷強度調(diào)控

RPE在有氧健身領(lǐng)域的應(yīng)用得到了廣泛的證實,它不僅可以用于監(jiān)控有氧運動強度,還可以預(yù)測VO2max。近幾年來,學者們發(fā)現(xiàn)RPE的應(yīng)用領(lǐng)域遠不止有氧健身領(lǐng)域。研究RPE的學者將目光轉(zhuǎn)向了力量訓練,于是開展RPE在力量訓練應(yīng)用研究,研究文獻也不斷增多。這些文獻的研究結(jié)果大多表明,就力量練習的運動負荷而言,大運動負荷比小負荷產(chǎn)生更高的RPE值,即使練習使用不同重復(fù)次數(shù),RPE值與運動負荷也表現(xiàn)出高相關(guān)性。無論練習重復(fù)次數(shù)多少,最大用力 (最大重復(fù)次數(shù))產(chǎn)生相似的RPE值,而且當運動負荷增加時,受試者間RPE的變化量逐步減小。如果練習運動負荷恒定,重復(fù)次數(shù)越多,RPE值越高,但性別間無差異。目前較新研究顯示,肌肉的離心和快速收縮會降低RPE值,而練習的順序、重復(fù)次數(shù)和類型對RPE有很小或沒有影響[9]。Row、BS等研究了老年人大小腿伸展的爆發(fā)力訓練,評價RPE量表是否能預(yù)測爆發(fā)力訓練的運動強度。21名有力量訓練經(jīng)驗的老年受試者 (≥65歲)參與了2種運動試驗方案。試驗方案1:受試者進行快速的大小腿伸展重復(fù)練習,選取60%到140%的個體體重范圍內(nèi)的9種負荷強度,然后報告每種負荷的RPE值。方案2:每名受試者完成1次最大重復(fù)次數(shù)的力量測試 (1RM)?；貧w分析結(jié)果顯示,受試者每種運動負荷的RPE平均值能充分預(yù)測1次最大重復(fù)力量 (1RM)的平均百分數(shù) (R2=99.5%,P＜0.0001),因此,RPE與力量練習中運動負荷建立一種對應(yīng)關(guān)系。例如,大強度運動負荷(70～90%1RM)可以同時獲得力量和爆發(fā)力(速度力量)的增長,與之對應(yīng)的RPE值是14～16,而小強度負荷只能用于爆發(fā)力訓練,但對力量的增長則沒有幫助 (＜70%1RM),RPE值為13或更小。研究給出結(jié)論,爆發(fā)力訓練中運動負荷和RPE之間的關(guān)系使調(diào)整運動強度更為簡單,因此,老年人可以根據(jù)個人RPE值選擇合適的運動負荷進行力量鍛煉[10]。

2.2 亞最大RPE可精確、安全、快速預(yù)測1次最大重復(fù)力量

1次最大重復(fù)力量 (1RM)是指某一特定肌肉或肌肉群克服一定阻力負荷產(chǎn)生一次最大用力收縮的能力[11]。在實際應(yīng)用中,教師、教練和醫(yī)生經(jīng)常采用個體1RM的百分數(shù)去計算和制定力量練習的運動強度。雖然1RM在不同人群和領(lǐng)域得到應(yīng)用,但其運動試驗的安全性普遍受到質(zhì)疑。對于初次經(jīng)歷最大負荷強度運動的個體,這種負荷強度無疑會引起機體高度的應(yīng)激反應(yīng),很可能會造成肌肉損傷或心血管風險[12,13]。而且,對1RM的直接評定也較耗時,并且不適用與大目標人群[14,15]。用RPE去評定和預(yù)測1RM有其獨特的優(yōu)勢。Eston和Evans采用Borg20點量表考察了在青年人中亞最大RPE預(yù)測1RM的效度。在他們的研究中,20名健康且喜愛運動的大學生進行兩種上下肢的力量練習試驗。第一種試驗中,通過測試確定每名受試者雙臂屈和雙膝伸展的1RM值。第二種試驗里,受試者要求完成20%、40%和60%的1RM負荷強度的雙臂屈和雙膝伸展的力量測試。每種負荷強度做1組,重復(fù)2次。3種負荷強度的順序都是隨機的,并且受試者要求被蒙上雙眼,以便他們給出的RPE值不受感知負荷重量的影響。每種負荷強度完成2次重復(fù)后,研究人員立即記錄受試者的RPE值。用每種負荷強度和個體RPE值作線性回歸分析,最佳匹配的回歸直線用于推斷出RPE20的值,然后預(yù)測出1RM值。研究結(jié)果顯示,上下肢兩種形式的力量測試中,不論男女,受試者實際測得的1RM值與通過RPE20預(yù)測的1RM值之間無顯著差異。對實際測得和預(yù)測的1RM值進行相關(guān)分析,雙臂屈和雙膝伸展的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為別為0.97和0.92。研究結(jié)果證實了,無論年輕男性或女性,亞最大PRE能夠?qū)?RM進行精確地預(yù)測,而且這種方法安全可靠,也省時[16]。

3 有關(guān)RPE在體育鍛煉領(lǐng)域研究的問題及建議

3.1 人體運動時的RPE值受心血管、新陳代謝和熱刺激這些生理因素的影響,反映了個體完成某項運動任務(wù)的困難或容易程度,而像認知、記憶和對任務(wù)理解力這樣的心理因素和對持續(xù)時間的認識和任務(wù)的時間特點等環(huán)境因素也能在一定程度上減輕RPE值的評定強度。因此,如何精確評價RPE值或通過RPE從感覺上控制運動強度還存在著疑問。例如,個體在沒有預(yù)先提示的情況下突然中斷了運動測試,這或許與RPE值的突然快速增加相適應(yīng),但運動中這種情況的發(fā)生會造成不能記錄最大RPE值,從而導致研究數(shù)據(jù)的較大誤差[17]。因此,在涉及評定最大或亞最大RPE的研究中,需對受試者進行一段時間的培訓,讓受試者理解和記憶最大力竭狀態(tài)給機體帶來了什么樣的感覺,使受試者產(chǎn)生對這種狀態(tài)的認知,從而提高研究效度。

3.2 以往多數(shù)有關(guān)RPE的研究所選取的受試者多為年輕人群或年輕運動員。在運動健身領(lǐng)域中還有很大一部分人群是中老年人和兒童,RPE在這兩種人群中是否具有同樣好的效度,還待于在今后的研究中得到進一步證實。對于兒童,由于認知和身體發(fā)育的區(qū)別,他們對主觀用力感覺的理解與成年人會有差異,因此,有必要制定出有利于兒童理解的RPE量表,開展兒童應(yīng)用RPE調(diào)控運動強度的效度研究。

3.3 通過估計方法 (如回歸分析法)用RPE預(yù)測機體最大工作能力 (如VO2max、1RM等)已經(jīng)得到了許多研究的驗證,但其預(yù)測效力還受年齡、認知能力和運動項目持續(xù)時間的影響。在各種條件下RPE從運動至力竭的變化率差異是否與完成這項運動任務(wù)的時間相適應(yīng),已經(jīng)是有些學者的研究方向[18,19,20]。今后研究可以從以上三個影響因素出發(fā)考察RPE或ETL在運動健身領(lǐng)域的應(yīng)用功效。

3.4 長期運動訓練對RPE能產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng),主要表現(xiàn)在RPE值在一定時間的運動訓練后對相同運動強度評定適應(yīng)性降低,這在運動員和無運動經(jīng)驗的群體已經(jīng)得到了證明。但對有鍛煉經(jīng)驗的人群RPE是否也有這樣的適應(yīng)性變化,以及個體間的差異、運動類型、營養(yǎng)狀況和運動訓練的交互作用和各自的主效應(yīng)變化情況,都有待于今后的研究去驗證。

[1]Borg GA.Psychophysiological basis of perceived exertion[J].Med Sci Sports Exerc,1982,14(5):377～381

[2]張立.一種簡易監(jiān)測運動強度和評定運動能力的方法—RPE等級值 [J].武漢體育學院學報,1995,(1):41～45

[3]體育學院通用教材.運動生理學 [M].北京:人民體育出版社,2002

[4]趙敬國,李劍文等.血氧自由基、血乳酸、主觀用力感覺、心率與運動強度相關(guān)性的研究 [J].沈陽體育學院學報,2004,23(3):360～363

[5]Skrinar,G.Setc.Effect of endurance training on perceived exertion and stress hormones in women[J].Perceptual and motor Skills 1983,57(3):1239～1250

[6]Grange-Faivre Celine.Theperceived exertion to regulatea training programin young women.J Strength Cond Res[J].25(1):220～224

[7]Faulkner JA,Eston RG.Overall and peripheral ratingsof perceived exertion during a graded exercise test to volitional exhaustion in individuals of high and low fitness.Eur J Appl Physiol[J].2007,(101):613 20

[8]Lambrick DM,Faulkner JA,Rowlands AV,Eston RG.Prediction of maximal oxygen uptake from submaximal ratings of perceived exertion and heart rate during a continuous exercise test:the efficacy of RPE 13[J].Eur JAppl Physiol 2009,(107):1.9

[9]Tiggemann,CL;Pinto,RS.Perceived Exertion in Strength Training.REVISTA BRASILEIRA DE MEDICINA DO ESPORTE[J].2010,JUL-AUG,(16):4:301～309

[10]Row,BS,Knutzen,KM.Regulating explosive resistance training intensity using the rating of perceived exertion[J].J Strength Cond Res 2012,26(3):664～671

[11]Horvat M,Ramsey V,Franklin C.A method for predicting maximal strength in collegiate women athletes[J].J Strength Cond Res 2003,17:324 8

[12]Niewiadomski W,Laskowska D.Determination and prediction of one repetition maximum(1RM):safety considerations[J].J Hum Kinet.2008,19:109 20

[13]Braith RW,Graves JE.Effect of training on the relationship between maximal and sub-maximal strength[J].Med Sci Sports Exerc1993,25:132 8

[14]Nascimento MA,Cyrino ES.Validation of the Brzycki equation for estimation of the 1-RM in the bench press[J].Revista Brasileira de Medicina Esporte.2007,13:40 2

[15]Brzycki M.Strength testing predicting a one-rep max from reps-to-fatigue[J].J Phys Educ Recr Dance.1993,64:88 90[16]Eston RG,Evans H.The validity of submaximal ratings of perceived exertion to predict one repetition maximum[J].J Sports Sci Med.2009,34(6):456～463

[17]Faulkner J,Parfitt G,Eston R.Prediction of maximal oxygen uptake from the ratings of perceived exertion and heart rate during a perceptually-regulated sub-maximal exercise test in active and sedentary participants[J].Eur J Appl Physiol 2007,101:397 40

[18]Crewe H,Tucker R,Noakes T.The rate of increase in rating of perceived exertion predicts the duration of exercise to fatigue at a fixed power output in different environmental conditions[J].Eur J Appl Physiol.2008,103:569 77

[19]Faulkner JA,Parfitt CG,Eston RG.Therating of perceived exertion during competitive running scales with time[J].Psychophysiology 2008,45:977 85

[20]Joseph T,et al.Perception of fatigue during simulated competition[J].Med Sci Sports Exerc 2008,40:381 6