間歇性練習(xí)對TRIMP計算與運動負荷評價的影響

楊三軍

摘要：通過間歇性練習(xí)與持續(xù)性練習(xí)實驗后受測者身體機能變化來比較分析不同的練習(xí)方法對TRIMP 計算與評價的影響。方法：按一定的跑動距離與跑動速度，在跑步機上讓12名受測者以25%、50%、75%以及100%最大攝氧量速度（VO2max）隨機完成持續(xù)性或間歇性進行的4×4 min的跑步練習(xí)。結(jié)果：在跑步機上進行75%、100%最大攝氧量速度（VO2max）間歇性跑步練習(xí)血乳酸濃度要顯著性高于其持續(xù)性跑步練習(xí)；以25%最大攝氧量速度（VO2max）進行間歇性跑步練習(xí)耗氧量要顯著性高于其持續(xù)性跑步練習(xí)；以25%、75%、100%最大攝氧量速度（VO2max）進行間歇性跑步練習(xí)心率儲備百分比（HRr ）要顯著性高于其持續(xù)性跑步練習(xí)；心率儲備百分比（HRr ）=0.8、0.9、1時，間歇性練習(xí)實驗個體TRIMP 平均值要顯著高于其持續(xù)性練習(xí)實驗。結(jié)論：大負荷強度間歇性運動對心率儲備百分比（HRr ）-血乳酸（BLa）曲線關(guān)系及對TRIMP的計算與評價都將產(chǎn)生顯著性改變。在集體項目中如果沿用持續(xù)性練習(xí)實驗得出的心率儲備百分比（HRr）-血乳酸（BLa）加權(quán)值計算得出的TRIMP 值將會顯著低估機體的實際運動負荷。

關(guān)鍵詞： 間歇練習(xí)；TRIMP；心率儲備百分比；血乳酸

中圖分類號： G 808文章編號：1009783X（2016）02015204文獻標志碼： A

Abstract：This paper analyzes and compares the effects of different training methods on TRIMP calculation and evaluation by changes in physical function after intermittent exercise and persistent exercise.Experimental Design：Twelve subjects，having a certain running distance and speed，randomly complete the 4×4 minute running exercise of persistent or intermittent exercise on the treadmill by 25%，50%，75% and 100% of maximum oxygen uptake rate.Results：Blood lactate concentration of the intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise by 75%，100% of the maximum oxygen uptake rate； the oxygen consumption of intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise by 25% of maximum oxygen uptake rate； the HRr of intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise by 25%，75% and 100% of maximum oxygen uptake rate； when the HRr is equivalent of 0.8，0.9，1，the average TRIMP of intermittent exercise is significantly higher than that of the persistent exercise.Conclusion：Large load intensity intermittent exercise has significant effect on HRr BLa curve relationship as well as the calculation and evaluation of TRIMP.In the group training project，TRIMP will significantly underestimate the actual exercise load if the average of HRr –Bla of persistent exercise is adopted.

Keywords：intermittent exercise； TRIMP； HRr； BLa

早在1975年，Banister等[1]提出了TRIMP（training impulse）的概念，人們發(fā)現(xiàn)隨著運動負荷的不斷增加，血乳酸值會隨心率呈一定相對應(yīng)關(guān)系的提高，而這一關(guān)系可以用來評價與監(jiān)控負荷強度。經(jīng)Busso、Foster、Mujika及 Stagno等[1]的不斷研究與完善，最初TRIMP用來評價與指導(dǎo)游泳、自行車等運動員訓(xùn)練有氧范圍控制[2]，后來慢慢發(fā)展成為集體項目大強度負荷、間歇訓(xùn)練負荷等訓(xùn)練手段和方法的有效指標。近年來，國內(nèi)外關(guān)于集體項目和耐力性項目運動員個體負荷精確計算與控制的研究已越來越多[3]。尤其隨著心率實時監(jiān)測技術(shù)得到了很大的發(fā)展，運動數(shù)據(jù)能實時反饋，從而直接測定數(shù)據(jù)計算TRIMP，有關(guān)TRIMP的實踐應(yīng)用也越來越成熟[45]。

然而，最近有研究表明，某些集體項目本身獨有的間歇性運動特性，例如足球、籃球等，將很大程度上對運動心率與血乳酸的對應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生一定的影響。在一場足球比賽中，運動員每隔90 s進行一次約15 m的短距離沖刺跑[6]，足球運動員在比賽中的平均運動心率大約是最大心率的87%，但間歇性運動時運動員的心率隨時有可能達到最大。HELGERUD等[7]指出，集體項目比賽中，年輕運動員在一場比賽中，運動心率>90%最大心率占到一場比賽時間的15%～20%；因此，在足球或其他集體項目中用運動平均心率很難具體而準確地衡量比賽的運動負荷量，不能準確地反映一場比賽或訓(xùn)練的總負荷強度或負荷強度的變化。為了解決這一問題，在曲棍球運動員的研究中，Stagno等[3]圍繞乳酸閾值提出了5個區(qū)的心率區(qū)間算法，以便實現(xiàn)集體項目訓(xùn)練負荷的合理量化。Stagno等的TRIMP計算方法是，根據(jù)受測者的血乳酸濃度與心率儲備百分比（fractional elevation in heart rate）的關(guān)系，把1到5區(qū)的評定級別權(quán)重，分別為1.25、1.71、2.54、3.61、5.16 乘以每1個階段的持續(xù)時間就能得出相應(yīng)改良型的TRIMP。但其中每一個區(qū)的TRIMP的計算還是來源于實驗室持續(xù)運動練習(xí)的數(shù)據(jù)。相對于持續(xù)性運動，尤其是在大強度時，早有研究表明間歇性運動使血乳酸指標的積累效應(yīng)會顯著不同[8]。這方面的研究表明了持續(xù)性運動與間歇性運動的負荷強度是不同的，但由于計算TRIMP這些以往研究在實驗的設(shè)計上都受制于單一的練習(xí)方法、小樣本實驗對象（n≤5或為10～11）、缺少同等實驗條件下有控制的練習(xí)距離及實驗對象總是沿用同樣的跑動速度等[3]。目前，雖然已有研究通過測量持續(xù)性漸增負荷練習(xí)后血乳酸量來監(jiān)控運動負荷的適應(yīng)性；但對于間歇性運動對血乳酸積累的潛在影響及運動后計算個體的TRIMP的研究還未曾見到，尤其是間歇性運動對心率儲備百分比（HRr）與血乳酸（BLa）權(quán)重關(guān)系的影響及對計算TRIMP值的變化還沒有進行過研究。

1研究對象與方法

1.1研究對象

從北京市高校集體項目（足球）學(xué)校代表隊中選取12名男子運動員作為研究對象，其中二級運動員10人，一級運動員2人，年齡（19.4±0.5）歲，運動年限（8±0.3）年，身高（175±0.06）m，體重（67.4±11.6）kg，最大攝氧量（55±12）mL/（kg·min），最大攝氧量速度（16.0±1.1）km/h。對在不同運動方式下運動員機體的心率儲備百分比、血乳酸及計算TRIMP的影響進行研究。參加本次實驗研究的受測者均為足球隊的主力隊員，每年至少參加北京市市級比賽1次。

1.2研究方法

1.2.1測試指標與方法

1.2.1.1HRrest、HRmax、HR運動、O2max、VO2max

采用意大利科時邁公司生產(chǎn)的（Quark 62 Italy）運動心肺功能測試系統(tǒng)實時監(jiān)測，讓受測者在安靜的房間休息10 min后測出安靜時心率值（HRrest），最大攝氧量與最大攝氧量速度采用直接測定法，即運動員在運動過程中使用特制的呼吸口罩，使其能正常呼吸，呼出的氣體進入氣體分析儀里，氣體分析器根據(jù)氧的含量進行計算得出O2max，受試者先在功率為75 W的自行車進行5 min（Monark 842E，Varberg Sweden）熱身運動。測試負荷方式采用逐級遞增負荷方式，受測者在跑步機（WOODWAY 型號PPS 55sport）跑臺上以8 km/h的跑步速度開始，然后按1 km/h的速度遞增直至受測者筋疲力盡。HR運動受測者實時配戴Polar（RS300sd）心率表，受測實驗時測量運動開始到結(jié)束的平均心率。開始運動至O2max出現(xiàn)的判斷標準遵循以下3點：1）隨跑步速度的遞增出現(xiàn)攝氧量O2高點，且這一高點不隨跑步速度出現(xiàn)相關(guān)遞增長率；2）呼吸商（RQ）的比值>1.15；3）受試者的心率達到對應(yīng)年齡的最大心率（HRmax）。當受測者最大攝氧量值（O2max）達到最大時其最低的跑步速度為最大攝氧量速度（VO2max）[9]。

1.2.1.2血乳酸測試

受測者進行持續(xù)或間歇實驗，在完成每組4 min跑步練習(xí)后，即有1 min間隔休息時間，在每個間隔休息時間的即刻對受測者手指血液取樣并選用血乳酸分析儀（YSI1500 SPORT USA）進行分析。

1.2.2間歇性練習(xí)設(shè)計方案

為了解間歇性練習(xí)對受測者運動后血乳酸積累的變化及計算TRIMP的影響，在設(shè)計實驗方案時，根據(jù)間歇性練習(xí)與持續(xù)性練習(xí)的特征，始終保證受測者進行間歇性練習(xí)（IT）與持續(xù)性練習(xí)（CT）負荷量保持一致。在設(shè)計每一組負荷強度練習(xí)時，持續(xù)性練習(xí)在進行每1組練習(xí)時始終保持負荷強度不變，間歇性練習(xí)則保持與持續(xù)性練習(xí)總的負荷不變的前提下，先按一定時間減少一定的負荷強度，然后以相同的時間增加相應(yīng)的負荷強度，且按一定頻率交替進行。每名受測者隨機參加間隔有48 h的持續(xù)性練習(xí)與間歇性練習(xí)實驗。持續(xù)性運動練習(xí)實驗按設(shè)計的25%、50%、75%及100%的VO2max進行，受測者以每檔速度按持續(xù)4 min練習(xí)間隔1 min的休息時間完成。在每個間隔休息時間內(nèi)對受測者手指血液取樣，選用血乳酸分析儀（YSI1500 SPORT USA）進行分析。間歇性運動練習(xí)實驗按照跑步速度在25%、50%、75%及100%VO2max各進行4 min，練習(xí)間隔休息1 min。只是在完成每個4 min的練習(xí)時以高、低不同的速度以15 s的間歇交替完成，且確保與持續(xù)性運動練習(xí)保持一致的平均速度與總的跑動距離。例如，假如一個VO2max為16 km/h的受測者進行速度為25%的VO2max的間歇性運動練習(xí)實驗可以先靜止即0 km/h的速度15 s，然后再以8 km/h的跑步速度跑動15 s。50%VO2max間歇性練習(xí)實驗可以先進行15 s 4 km/h跑步速度跑動然后再進行15 s 12 km/h的跑步速度跑動并以此交替完成4 min；75%VO2max間歇性練習(xí)實驗可以先進行15 s 8 km/h跑步速度跑動，然后再進行15 s16 km/h跑步速度跑動并以此交替完成4 min；100%VO2max間歇性練習(xí)實驗可以先進行15 s 12 km/h跑步速度跑動，然后再進行15 s 20 km/h跑步速度跑動并以此交替完成4 min。實驗設(shè)計總的原則是確保持續(xù)性練習(xí)與間歇性練習(xí)完成的總距離一致，25%VO2max：CT（262.50±7.98）m，IT（264.75±4.65）m，P=0.408>0.05；50%VO2max：CT（526.83±15.33）m，IT（531.67±13.69）m，P=0.42>0.05；75%VO2max：CT（791.08±16.70）m，IT（787.58±19.63）m，P=0.47>0.05；100%VO2max：CT（1 057.92±46.72）m，IT（1 043.00±34.61）m，P=0.38>0.05。

1.2.3數(shù)理統(tǒng)計法（HR運動-HRrest）/（HRmaxHRrest）

如果按Banister的計算式[3]，男子TRIMP=duration×HRr×0.64e1.92×HRr（male），女子TRIMP=duration×HRr×0.86e1.672×HRr（female），心率儲備百分比（HRr）計算表達式為（HR運動-HRrest）/（HRmax-HRrest），當持續(xù)性運動練習(xí)與間歇性運動練習(xí)心率儲備百分比（HRr）值相同時計算得出的TRIMP值就會一樣，不能說明間歇性運動對乳酸積累與計算TRIMP大小的影響；因此，我們用個體TRIMPi（individual TRIMP，TRIMPi）來計算。個體TRIMPi是由Vincenzo Manzi等[10]于2009年第1次提出的，他們認為在Banister的TRIMP計算式中所使用的權(quán)重因子Y=0.64e1.92×HRr（male）X、Y=0.86e1.672×HRr（female）X，并不能夠反映出訓(xùn)練期間個體的生理應(yīng)激，因此，將權(quán)重因子Y修正為基于每個個體的權(quán)重因子Yi。Yi能夠反映遞增負荷運動中每個個體的血乳酸概況，它是通過個體最適合的指數(shù)模型而計算確定；因此當訓(xùn)練強度增加時，權(quán)重因子Yi也會呈指數(shù)上升[10]。因此，對每一個受測者在不同的測試方法下測得不同強度下心率儲備百分比與血乳酸值，從而做出持續(xù)與間歇性測試方法下每個受測者的曲線模型，即Y加權(quán)因子Y=becx中2種測試方法下每個受測者的b、c值。只要給出任一練習(xí)者的心率儲備百分比（HRr）值就能計算出相應(yīng)的TRIMPi值，再把持續(xù)性練習(xí)實驗與間歇性練習(xí)實驗受測者的2組TRIMPi數(shù)據(jù)做均數(shù)比較，就能很好地比較出2種運動練習(xí)方式在同一心率儲備百分比時對計算TRIMP大小的變化。為了能更好地檢驗間歇性運動練習(xí)對計算TRIMP的影響，我們在計算TRIMPi時選取了訓(xùn)練與比賽時最為常見的心率儲備百分比（HRr）取值范圍（0.7、0.8、0.9、1）。

實驗數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標準差表示，實驗數(shù)據(jù)分析均以SPSS 21.0進行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計量顯著性差異設(shè)定為P≤0.05。為對顯著性檢驗做有效補充，當顯著性差異存在以及平均差異均在95%（confidence interval）內(nèi)，同時做了效果量（the size of an effect，SE）的計算，效果量大小計算及其評價依據(jù)Hopkins[1112]的Cohen標準（0～0.19為輕微、0.2～0.59為小、0.6～1.19為中、1.2～1.99為大、≥2.0為非常大）。

2研究結(jié)果

表1表明以75%VO2max進行間歇性練習(xí)產(chǎn)生的血乳酸值（BLa）要顯著性高于持續(xù)性練習(xí)（P<0.01，95%CI=0.97～2.23 mmol·L-1，ES=1.6，效果大）；以100% VO2max進行間歇性練習(xí)（IT）產(chǎn)生的血乳酸值（BLa）要顯著性高于持續(xù)性練習(xí)（CI）（P=0.001<0.01，95%CI=0.90～3.27 mmolL-1，ES=1.32，效果大）。25% VO2max間歇性練習(xí)心率儲備百分比（HRr）要顯著高于持續(xù)性運動（P<0.01，95%CI=0.02～0.06，ES=1.15，效果中）；75%VO2max間歇性練習(xí)心率儲備百分比HRr要顯著高于持續(xù)性練習(xí)（P=0.00<0.01，95%CI=0.08～0.19，ES=1.9，效果大）；100% VO2max間歇性練習(xí)心率儲備百分比 HRr要顯著高于持續(xù)性練習(xí)（P=0.001<0.01，95%CI=0.01～0.04，ES=1.4，效果大）。25%VO2max間歇性練習(xí)時最大攝氧量（O2max）要顯著高于持續(xù)性運動（P<0.01，95%CI=6.27～9.90，ES=3.6，效果大）。

3分析與討論

本文研究表明，間歇性練習(xí)改變了心率儲備百分比（HRr）-血乳酸（BLa）曲線關(guān)系趨勢，從圖1可以看出，在大強度運動時（HRr=0.8、0.9、1），同等運動負荷總量下，間歇性練習(xí)產(chǎn)生的TRIMP要顯著高于持續(xù)性練習(xí)。由此可見，在對集體運動項目負荷監(jiān)控時，可能極易低估其實際的運動負荷。這在以往的研究也已經(jīng)表明用同等速度或力量進行間歇性練習(xí)產(chǎn)生的乳酸（BLa）積累要大于持續(xù)性練習(xí)[8]。本文的研究表明，中等強度到大強度練習(xí)即75% VO2max、100% VO2max間歇性練習(xí)的乳酸（BLa）積累要比持續(xù)性練習(xí)要大，這也進一步驗證和支持了以往的研究結(jié)論。在高于乳酸閾的大強度運動（HRr=0.8、0.9、1），間歇性運動練習(xí)會產(chǎn)生更多的BLa積累，這就如同本實驗中的75% VO2max、100% VO2max跑步速度。從本文的實驗結(jié)果可以看出，間歇性練習(xí)會產(chǎn)生更多BLa積累，同時改變了持續(xù)性練習(xí)實驗得出的HRrBLa的關(guān)系，尤其是大強度運動（HRr=0.8、0.9、1）；因此，權(quán)重因子Y的改變就自然會改變TRIMP的計算與評定。Banister等[3]通過在實驗室遞增式持續(xù)運動練習(xí)的研究來確立了HRrBLa的相應(yīng)關(guān)系，進而根據(jù)它們的指數(shù)曲線建立指數(shù)模型應(yīng)用到運動項目運動負荷TRIMP的計算中；但在實際訓(xùn)練中，幾乎所有集體項目的訓(xùn)練與比賽都是以間歇性運動的運動形式存在的，這與實驗測試時的運動形式顯然是不一樣的。從表2可見，在大強度運動負荷練習(xí)時受測者持續(xù)性練習(xí)產(chǎn)生的TRIMP與間歇性練習(xí)產(chǎn)生的TRIMP有著顯著的差別。一直以來，大強度的訓(xùn)練與比賽負荷監(jiān)控與評定被認為是運動訓(xùn)練中最重要的。雖然有研究表明，在集體項目的比賽中，相對于中低強度負荷運動持續(xù)的時間，大強度運動負荷（HRr=0.9、1）持續(xù)的時間要少，約占總的比賽的20%[7]；但是考慮到TRIMP的計算方程[3]：TRIMP=duration×HRr×0.64e1.92×HRr（male）；TRIMP=duration×HRr×0.86e1.672×HRr（female）會以指數(shù)關(guān)系遞增，從圖1可以看出，任一時間里高強度運動都會不斷超出預(yù)期，總的積累就會越來越多。而就目前對TRIMP的了解，只能根據(jù)HRr與TRIMP的對應(yīng)指數(shù)曲線趨勢推測出某負荷階段個體對訓(xùn)練與比賽的適應(yīng)性或在集體項目中的運動表現(xiàn)可能會產(chǎn)生的影響。這一方面的研究顯然還需進一步進行深入探索。在高強度練習(xí)下，間歇性運動將會顯著增加TRIMP的積累，這一相應(yīng)的遞增變化通過血乳酸從溫和到激增變化可以檢測得到；但這種相應(yīng)變化在HRr上很難體現(xiàn)出來。我們認為，這可能是75% VO2max到100% VO2max運動心率波動范圍已經(jīng)比較小的原因。另外，75% VO2max、100% VO2max持續(xù)性練習(xí)與間歇性練習(xí)的攝氧量（O2）也未發(fā)現(xiàn)顯著性差異。

4結(jié)論

1）從個體的心率儲備百分比（HRr）血乳酸（BLa）關(guān)系來看，間歇性練習(xí)顯著改變了HRrBLa的對應(yīng)關(guān)系，并影響到了TRIMP的計算。這種變化很有可能會導(dǎo)致集體項目中運動員的TRIMP會被顯著性低估。這對應(yīng)用HRrBLa指標來指導(dǎo)訓(xùn)練與比賽將會有一定的幫助。

2）BanisterTRIMP計算法中，利用持續(xù)性運動練習(xí)實驗得出HRrBLa的指數(shù)關(guān)系，并以此計算間歇性運動項目尤其是集體項目的TRIMP將會顯著性低于運動員的實際值。

3）這種低估在高負荷下表現(xiàn)得更為明顯，在應(yīng)用TRIMP來指導(dǎo)訓(xùn)練時，應(yīng)當控制好運動負荷強度，或者減少高負荷強度的持續(xù)時間，相反地，如果一直保持高負荷強度或者長時間維持高強度練習(xí)，會使運動員實際的TRIMP顯著高于預(yù)估計算值。這就意味著大大增加了運動員過度訓(xùn)練的可能，同時也極大地增加了運動員運動損傷的風(fēng)險。這對集體項目運動員的負荷量監(jiān)控有著重要的提示作用。

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