辨析與整合：高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練科學(xué)研究的理性審視

王潤極，張茜嵐

(1.首都體育學(xué)院 研究生部，北京 100191；2.吉林體育學(xué)院 研究生部，長春 130022)

1 高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練的科學(xué)背景

高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練(High-Intensity Functional Training，HIFT)是近幾年大眾健身和軍事體能領(lǐng)域的熱門訓(xùn)練方法。在歐洲和北美，HIFT多用于提高力量、速度、耐力、靈活性、協(xié)調(diào)性及有氧和無氧能量供應(yīng)水平。HIFT是以高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(High-Intensity Interval Training，HIIT)、抗阻訓(xùn)練(Resistance Training，RT)等訓(xùn)練理念為基礎(chǔ)，通過吸收、轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新，結(jié)合功能性訓(xùn)練(Functional Training)中的基本訓(xùn)練思想“Sport is movement”，形成的以動(dòng)作模式為邏輯起點(diǎn)，以高強(qiáng)度為基本原則，以間歇時(shí)間為調(diào)整手段，以提高參與者有氧和無氧供能能力、動(dòng)作質(zhì)量和體能儲(chǔ)備為目標(biāo)的訓(xùn)練方法。

2 高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練的概念

2.1 國內(nèi)外學(xué)者對高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練的認(rèn)識

2012年Heinrich等人在軍事體能領(lǐng)域率先提出HIFT方法，并與傳統(tǒng)的陸軍體能訓(xùn)練相比較，結(jié)果表明：為期8周，每周15次，每次45分鐘的持續(xù)時(shí)間為60—90秒的HIFT能夠提高俯臥撐、仰臥起坐成績和靈活性，同時(shí)降低2英里跑和臺階測試的心率水平，體成分沒有發(fā)生變化，且無損傷報(bào)告。這對現(xiàn)役軍人必備素質(zhì)的提高有著重要意義。HIFT經(jīng)過最近幾年的發(fā)展，內(nèi)涵逐漸豐富。

Walker S.C.Poston(2016)認(rèn)為HIFT是以較高強(qiáng)度進(jìn)行的各種功能性運(yùn)動(dòng)(即在多個(gè)運(yùn)動(dòng)平面中進(jìn)行高強(qiáng)度的動(dòng)作模式訓(xùn)練，如舉、拉和投擲等)。該訓(xùn)練方式能夠促進(jìn)一般體能儲(chǔ)備[1]。

Heinrich(2012)等人認(rèn)為HIFT是一種側(cè)重于總體準(zhǔn)備和表現(xiàn)的鍛煉方式，而不是關(guān)注于單方面運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的提高，這有助于提高參與者的心理素質(zhì)和韌性[2]。Heinrich等人還認(rèn)為HIFT是一種很有前途的基于整體的鍛煉方法，它強(qiáng)調(diào)功能性的運(yùn)動(dòng)，并且訓(xùn)練方案可隨個(gè)體機(jī)體情況隨時(shí)調(diào)整，進(jìn)而提高參與者健身水平[2]。Heinrich(2014)等人認(rèn)為在健康人群中，HIFT能夠有效增加力量、靈活性和心血管耐力，而且花費(fèi)時(shí)間更少[2-3]。

Haddock(2016)認(rèn)為HIFT可以解決多個(gè)健身領(lǐng)域的問題，在不斷變化的操作環(huán)境中可提供更好的身體和精神準(zhǔn)備。他認(rèn)為HIFT的原理與軍事訓(xùn)練的理念一致，可稱為“完全力量健身”。主要目標(biāo)是通過針對包括力量、耐力、靈活性和機(jī)動(dòng)性在內(nèi)的多種體能要素來發(fā)展高水平的工作能力。HIFT強(qiáng)調(diào)有氧和無氧能量路徑，并且在力量、速度、耐力、靈活性和協(xié)調(diào)性方面保持平衡[4]。HIFT強(qiáng)調(diào)以相對較高的強(qiáng)度進(jìn)行功能性運(yùn)動(dòng)(即動(dòng)作模式，如提升、推動(dòng)、拉動(dòng)、投擲)，使身體熟悉操作環(huán)境，從動(dòng)作模式、動(dòng)作結(jié)構(gòu)、動(dòng)作控制和動(dòng)作效能4個(gè)方面提升動(dòng)作質(zhì)量，使其在傳統(tǒng)的健身中心和設(shè)備不良的環(huán)境中發(fā)揮重要作用[4]。

Yuri Feito(2018)等人認(rèn)為HIFT越來越受歡迎，它包括多種鍛煉方式的組合(如阻力訓(xùn)練、體操和有氧訓(xùn)練)，這些高強(qiáng)度鍛煉方式在團(tuán)體訓(xùn)練環(huán)境中對機(jī)體的整體健康水平可起到改善和促進(jìn)作用[5]。

黎涌明(2014)等人認(rèn)為，人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)為動(dòng)作和能量代謝，動(dòng)作是人體運(yùn)動(dòng)的外在本質(zhì)，能量代謝為內(nèi)在本質(zhì)。人體運(yùn)動(dòng)是在能量供應(yīng)下肌肉收縮牽動(dòng)骨繞關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。人體運(yùn)動(dòng)不存在單一肌肉的運(yùn)動(dòng)，任何肌肉的收縮都需要其他肌肉共同參與完成。不同肌肉的組合收縮就表現(xiàn)為動(dòng)作(如拉、推和旋)，而不同動(dòng)作在空間上的組合則表現(xiàn)為技術(shù)(如扣球、跳躍等)。不同動(dòng)作在時(shí)間上的組合或同一動(dòng)作在時(shí)間上的重復(fù)，甚至單一動(dòng)作的完成，都需要人體通過代謝提供能量支持。而力量、速度和耐力只不過是在能量供應(yīng)下動(dòng)作的不同重復(fù)方式，如動(dòng)作的最大重復(fù)表現(xiàn)為最大力量，動(dòng)作的快速重復(fù)表現(xiàn)為速度，動(dòng)作的多次重復(fù)表現(xiàn)為耐力[6]。

綜上所述，國外學(xué)者對HIFT的認(rèn)知基本統(tǒng)一。首先，HIFT從訓(xùn)練強(qiáng)度、間隔時(shí)間、功能動(dòng)作模式等角度提升參與者機(jī)體的整體健康水平；其次，HIFT能夠激發(fā)參與者的訓(xùn)練動(dòng)機(jī)、心理韌性和精神品質(zhì)；最后，HIFT能夠短時(shí)高效提高參與者體能，且有效降低損傷發(fā)生率。國內(nèi)對于此方法的相關(guān)研究較少，且國內(nèi)學(xué)者對于HIFT的認(rèn)識尚未統(tǒng)一。

2.2 高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練與高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的異同

從英文概念的角度來看，高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練(High-Intensity Functional Training)和高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(High-Intensity Interval Training)的差異在于功能性(Functional)和間歇性(Interval)。

前文對于HIFT概念的梳理可知，一方面，HIFT在發(fā)展過程中，吸收了功能性訓(xùn)練的特點(diǎn)，將動(dòng)作模式視為邏輯起點(diǎn)，基本動(dòng)作特征對于運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)起決定性作用，同時(shí)，利用核心力量的強(qiáng)化訓(xùn)練促進(jìn)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的高效有序運(yùn)行，強(qiáng)調(diào)動(dòng)作銜接的穩(wěn)定性、加減速、小肌群力量等練習(xí)在內(nèi)的整體性、多關(guān)節(jié)、多維度的動(dòng)作訓(xùn)練，可以顯著提高參與者的運(yùn)動(dòng)效率與經(jīng)濟(jì)性。另一方面，HIIT在健身領(lǐng)域備受推崇——從美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)(ACSM)全球健身趨勢排行榜來看，HIIT從2014年到2019年連續(xù)六年穩(wěn)定保持前三名，HIFT在發(fā)展過程中，結(jié)合高強(qiáng)度訓(xùn)練原則和間歇時(shí)間調(diào)整手段，發(fā)揮HIIT對提高有氧和無氧供能能力和體能儲(chǔ)備的優(yōu)勢，強(qiáng)調(diào)對心肺功能、肌肉力量和耐力、恢復(fù)效率等方面的提升。對HIFT的常見誤解是將其與HIIT等同，雖然二者在概念上存在共同點(diǎn)，如訓(xùn)練強(qiáng)度均為高強(qiáng)度，但是在方法上明顯有別，方法的不同導(dǎo)致生理反應(yīng)和適應(yīng)性上的重要差異。那么二者的關(guān)鍵差異究竟在哪？最重要的區(qū)別在于兩點(diǎn)，基于阻力的功能性動(dòng)作模式使用和間歇休息時(shí)間的設(shè)定。

首先，HIIT通常采用單獨(dú)運(yùn)動(dòng)模態(tài)(如跑步、自行車、劃船等)，而HIFT采用多樣運(yùn)動(dòng)模態(tài)和功能性訓(xùn)練。功能性訓(xùn)練關(guān)注的是整體訓(xùn)練，而不是局部肌肉的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)多關(guān)節(jié)、多方位、多維度，強(qiáng)調(diào)本體感覺的運(yùn)動(dòng)，包括減速、加速、不穩(wěn)定狀態(tài)下的身體控制、身體重心控制、對地面反應(yīng)力和沖力的調(diào)控能力[7-9]。而HIIT的體能訓(xùn)練板塊中，力量素質(zhì)的關(guān)注點(diǎn)放在單關(guān)節(jié)、主動(dòng)肌、大肌群和單維度的運(yùn)動(dòng)，是一種穩(wěn)定或固定平面、閉鏈動(dòng)作模式，這就會(huì)造成力量訓(xùn)練負(fù)荷刺激過大，恢復(fù)時(shí)間長，對體成分和心血管系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。

巴克利等人研究顯示，經(jīng)過6周的HIFT，女性有氧和無氧能力以及肌肉力量和耐力都有所提高[5]。同樣，現(xiàn)役軍人經(jīng)過8周的HIFT后，肌肉力量和耐力、有氧能力和柔韌性都有所提高。成年癌癥患者和健康成人進(jìn)行有組織和有規(guī)律的HIFT，不僅能有效促進(jìn)身體成分平衡與增強(qiáng)穩(wěn)定性，有氧能力也有所提高[10-11]。然而，關(guān)于HIFT對瘦組織(即骨量和無骨瘦質(zhì)量)適應(yīng)性的影響，人們知之甚少。

第二，HIFT和HIIT的區(qū)別還在于間歇時(shí)間。許多HIFT要求在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成一定數(shù)量的動(dòng)作重復(fù)(完成數(shù)量固定)或在固定時(shí)間內(nèi)完成盡可能多的動(dòng)作重復(fù)(完成時(shí)間固定)。在完成數(shù)量或完成時(shí)間固定的前提下，其間歇時(shí)間則可根據(jù)個(gè)人當(dāng)前的健康水平進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)體以最佳狀態(tài)投入到鍛煉中。HIIT則提前設(shè)置間歇時(shí)間，且間歇時(shí)間相對更長。HIIT可以廣義地定義為強(qiáng)度在無氧閾以上的短到中等時(shí)間(10秒—5分鐘)的重復(fù)回合訓(xùn)練，訓(xùn)練回合之間有低強(qiáng)度活動(dòng)或休息時(shí)間，這個(gè)時(shí)間通常沒有完全恢復(fù)[12]。可見，HIIT目的在于重復(fù)刺激生理系統(tǒng)，從而提高參與者的體力水平。例如，在一個(gè)無氧功率自行車上進(jìn)行多個(gè)全力30秒沖刺，間歇5分鐘，重復(fù)5次。

間歇時(shí)間對于誘導(dǎo)訓(xùn)練相關(guān)適應(yīng)性有重要影響。Cochran等人進(jìn)行了一項(xiàng)包含2部分的研究，在第1部分中，他們比較了重復(fù)進(jìn)行了4次、每次間隔4分鐘的Wingate測試和連續(xù)高強(qiáng)度工作(在功率自行車上總共大約4分鐘的全面工作)的急性反應(yīng)[13]。兩運(yùn)動(dòng)方案均引起腺苷單磷酸鹽激活蛋白激酶(AMPK)和p38增殖蛋白激酶激活，產(chǎn)生的急性線粒體反應(yīng)相似，這可能暗示了相似適應(yīng)的可能性。然而，與之前的研究不同，在該研究的第2部分，僅使用連續(xù)高強(qiáng)度工作方案研究了6周訓(xùn)練的慢性適應(yīng)性，結(jié)果表明該方案沒有誘導(dǎo)HIIT中觀察到的顯著的慢性線粒體適應(yīng)性。雖然經(jīng)過6周的訓(xùn)練線粒體蛋白沒有出現(xiàn)顯著變化，但是連續(xù)高強(qiáng)度工作訓(xùn)練組的結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)成績表現(xiàn)和峰值有氧能力水平有顯著提高。綜上，能夠說明長期HIIT具有有效提高耐力表現(xiàn)的可能。這些方案的急性反應(yīng)和訓(xùn)練相關(guān)反應(yīng)之間的不一致，體現(xiàn)了HIFT和HIIT方法及其相對適應(yīng)性的不同，值得繼續(xù)深入研究。

關(guān)于HIFT和HIIT的對比研究較少。Butcher等人設(shè)計(jì)并實(shí)施了一個(gè)HIFT模式(5次俯臥撐，10次俯臥撐，15次深蹲，21分鐘)和一個(gè)HIIT模式(8次仰臥起坐，10次俯臥撐，60秒跳箱，6組，恢復(fù)時(shí)間為3分鐘)，研究發(fā)現(xiàn)，雖然兩種方案之間疲勞感知覺相似(RPE:16±1.8和18±1.5，P>0.05)，但心率反應(yīng)卻大不相同。HIFT方案導(dǎo)致的心率約為根據(jù)年齡預(yù)測最大值的90%，而HIIT方案的平均心率約為根據(jù)年齡預(yù)測最大值的76%，只有在間歇期峰值接近最大值的90%。這表明，HIFT提供的生理刺激比HIIT更大[14]。此外，長期保持如此高的最大心率百分比將使機(jī)體產(chǎn)生慢性心血管適應(yīng)，這將有效減少慢性疾病風(fēng)險(xiǎn)因素和死亡風(fēng)險(xiǎn)[15]。然而，這兩點(diǎn)需要進(jìn)行更深入的研究。

3 高強(qiáng)度功能性訓(xùn)練在大眾健身中的應(yīng)用

目前，大部分成年人的有氧能力水平和肌肉水平處于不良狀態(tài)，而堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)是保持機(jī)體整體健康的關(guān)鍵。盡管有研究已經(jīng)解決了運(yùn)動(dòng)堅(jiān)持性的問題[16-17]，但是仍然缺乏對于堅(jiān)持高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)(如大強(qiáng)度的有氧訓(xùn)練和肌肉力量訓(xùn)練)的相關(guān)研究。

Justin DeBlauw等人對超重、肥胖和體力活動(dòng)少(每周總活動(dòng)時(shí)間少于30分鐘)的人群，分別實(shí)施HIFT和美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)(ACSM)推薦的有氧和阻力訓(xùn)練(ART)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過8周的訓(xùn)練活動(dòng)，各組之間的體能變化無顯著差異，而相比ART組，HIFT組的超重、肥胖和體力活動(dòng)少的成年人的靈活性有所提高[18]。Yuri F等人對成年男性和女性進(jìn)行了為期16周的HIFT實(shí)驗(yàn)研究，對比實(shí)驗(yàn)前后受試者身體成分、骨代謝、力量和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的變化。通過重復(fù)測量方差分析顯示，在骨礦物質(zhì)含量(BMC)方面，性別與時(shí)間的交互作用顯著(P=0.027)，其中女性(1.0 %±1.1 %，P=0.004)優(yōu)于男性(-0.1 % + 0.8 %，P=0.625)。此外，區(qū)域特異性分析顯示，女性(2.5 %±3.0 %，P<0.005)的軀干比男性(-0.3 %±1.8 %，P=0.621)有更大的改善，女性(0.8 %±1.0 %)和男性(0.3 %±0.6 %)腿部BMC變化相比具有顯著性差異，而手臂BMC變化無明顯差異。雖然沒有觀察到其他交互作用，但是所有參與者的WOD1(18.3 %±16.8 %)、絕對5RM(14.4 %±9.7 %)、相對5RM(15.4 %±9.2 %)、WOD2(5.7 %±6.5 %)和WOD3(-17.3 %±14.7 %)表現(xiàn)都有顯著改善。這些數(shù)據(jù)表明，16周的HIFT在力量、代謝調(diào)節(jié)能力和身體成分方面產(chǎn)生了積極的結(jié)果[18]。

HIFT程序設(shè)置使用了成就目標(biāo)理論。成就目標(biāo)理論是眾多動(dòng)機(jī)理論中最直接用于解釋教育情境中的個(gè)體行為并指導(dǎo)教育實(shí)踐活動(dòng)的一種理論。Partridge等人發(fā)現(xiàn)，女性和新參與者只用不到6個(gè)月就有可能達(dá)到設(shè)置目標(biāo)的要求，甚至?xí)鲇?xùn)練預(yù)期。而男性和那些經(jīng)驗(yàn)豐富的人更有可能有更優(yōu)的績效表現(xiàn)。研究結(jié)果表明，在許多情況下，HIFT的訓(xùn)練術(shù)語設(shè)置理解難度較低，這樣更有可能讓女性和新參與者專注于掌握當(dāng)下的練習(xí)目標(biāo)[19]。由此可見，提高參與者對于目標(biāo)的認(rèn)識有助于促進(jìn)堅(jiān)持和心理韌性，同時(shí)，通過經(jīng)驗(yàn)豐富的參與者帶動(dòng)經(jīng)驗(yàn)較少的新手，在充滿激勵(lì)感知的氛圍下更能將新手鍛煉者的訓(xùn)練熱情激發(fā)起來，進(jìn)而強(qiáng)化訓(xùn)練動(dòng)機(jī)。究其原因，首先可能是因?yàn)镠IFT程序設(shè)置，對訓(xùn)練成就目標(biāo)的可預(yù)見性以及效果的針對性更加明確和具體，可對女性鍛煉者和新參與者的訓(xùn)練動(dòng)機(jī)和訓(xùn)練態(tài)度起到積極正面的作用。其次，可能與HIFT在完成過程中將動(dòng)作與具體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的互動(dòng)聯(lián)系得更加緊密，將運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)與機(jī)能評價(jià)的發(fā)展變化因果鏈銜接得更加系統(tǒng)有關(guān)。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的健身鍛煉方法能夠幫助參與者提高機(jī)體有氧能力、平衡身體成分以及加強(qiáng)力量等，但是其中使用的具體訓(xùn)練手段并不能夠滿足健身的需求，尤其是項(xiàng)目本身的吸引力在逐漸下降。隨著HIIT在全球風(fēng)靡，其訓(xùn)練手段為參與者提供了明確的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，由此可見，具體的、有針對性的訓(xùn)練手段更有益于參與動(dòng)機(jī)的形成、強(qiáng)化和成就目標(biāo)的強(qiáng)化。HIFT通過對HIIT、RT等訓(xùn)練理念的吸收、轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新，采用明確的訓(xùn)練手段和有針對性的操作，使其在軍警人員體能訓(xùn)練和大眾健身中發(fā)揮了重要作用。HIFT和HIIT共享高強(qiáng)度部分，這在訓(xùn)練手段、生理反應(yīng)和慢性病預(yù)防的縱向和橫向研究方面給我們提供了深入思考的角度。