董金昌
(遼東學(xué)院 體育部,遼寧 丹東 118001)
運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是以身體練習(xí)為基本手段,對運(yùn)動(dòng)員有機(jī)體施加的訓(xùn)練刺激。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷由負(fù)荷量和負(fù)荷強(qiáng)度2個(gè)因素構(gòu)成,其中,訓(xùn)練的負(fù)荷強(qiáng)度被認(rèn)為是外部運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,也叫“物理運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”;每個(gè)運(yùn)動(dòng)員對負(fù)荷的反應(yīng)方式被認(rèn)為是內(nèi)部運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,也叫“心理運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”[1]。眾所周知,運(yùn)動(dòng)參與者在訓(xùn)練過程當(dāng)中會盡可能的增加各項(xiàng)體能訓(xùn)練的負(fù)荷量,從而達(dá)到訓(xùn)練目的。但是,不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、不同身體素質(zhì)的運(yùn)動(dòng)參與者自身負(fù)荷量是有限的。因此,需要在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練當(dāng)中,對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷加以調(diào)節(jié)和控制。調(diào)整和控制運(yùn)動(dòng)負(fù)荷有助于在日常訓(xùn)練中發(fā)揮最大的訓(xùn)練優(yōu)勢,能夠依據(jù)自身的特點(diǎn)有針對性的聯(lián)系,在最大程度的開發(fā)運(yùn)動(dòng)潛能的同時(shí),避免運(yùn)動(dòng)傷害,提升運(yùn)動(dòng)成績[2]。
在之前的有關(guān)研究中,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷可以通過主觀試驗(yàn)自行確定;通過反復(fù)試驗(yàn)跟隨機(jī)分配由教練進(jìn)行確定;通過計(jì)算預(yù)先評估的最大強(qiáng)度負(fù)荷的百分比進(jìn)行確定。前2種方法不夠準(zhǔn)確,參與者之間存在差異,而第3項(xiàng)則需要初步確定1個(gè)最大重復(fù)負(fù)荷,這不僅耗時(shí),而且僅限于一些多關(guān)節(jié),大型肌肉群的鍛煉??紤]到這一點(diǎn),本次研究借鑒運(yùn)動(dòng)課程的感知發(fā)揮程度的評分(SRPE及其不同的變體)或稱為運(yùn)動(dòng)沖動(dòng)(TRIMP)的算法[3]來探討“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”對運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)的性能變量的影響。
TRIMP的優(yōu)點(diǎn)是簡單,因?yàn)樗皇潜夭豢缮俚氖褂妹}沖儀或最大耐力測試; 它不必考慮的重量停頓的情況下,以及間歇訓(xùn)練等。此外,它還被證明適用于高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。這種獨(dú)特的優(yōu)勢在于提供了一種可能性,可以根據(jù)各種質(zhì)量(如力量和耐力)累加負(fù)荷,這是迄今為止任何其他方法都沒有提出的。該算法對于得出不同強(qiáng)度對運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練的影響,最終建立運(yùn)動(dòng)后分析方法的有效性和可靠性有重要作用。以此作為運(yùn)動(dòng)后分析的指標(biāo),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和頻率,輔助運(yùn)動(dòng)人員提高運(yùn)動(dòng)成效的目的。
有正確的工具才可以用來準(zhǔn)確評估運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,進(jìn)而協(xié)助運(yùn)動(dòng)人員調(diào)節(jié)和控制住運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。因此,必須建立其科學(xué)、準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評價(jià)。
進(jìn)行不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,所產(chǎn)生的“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”也不盡相同。例如,在運(yùn)動(dòng)人員進(jìn)行一些“直體運(yùn)動(dòng)”時(shí),心理負(fù)荷遠(yuǎn)高于生理負(fù)荷;運(yùn)動(dòng)人員進(jìn)行障礙跑等運(yùn)動(dòng)時(shí),心理和生理負(fù)荷都較大;運(yùn)動(dòng)人員進(jìn)行連續(xù)跳遠(yuǎn)等連續(xù)性運(yùn)動(dòng)時(shí),生理負(fù)荷遠(yuǎn)高于心理負(fù)荷。此外,在一次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的最終值,同運(yùn)動(dòng)次數(shù)等也有關(guān)系,運(yùn)動(dòng)次數(shù)越多、休息間隙越短則生理負(fù)荷越高;運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格、要求越高則心理負(fù)荷越高[4]。因此,對于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評價(jià)指標(biāo)的確定,必須具有代表性,能夠最大程度覆蓋大部分的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)員的個(gè)人情況,所選擇的評價(jià)指標(biāo)必須具備普世原則。
現(xiàn)階段對于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的評價(jià)指標(biāo)有直腸溫度(TRE)、分鐘通氣量(VE)、攝氧量(VO2)、潮氣量(VT)、呼吸頻率(Fb)以及感知的勞累和呼吸困難等級(RPE / RPD)等。上述指標(biāo)往往具備一定的侵入性,采集困難或不具備普世原則。而運(yùn)動(dòng)沖動(dòng)(TRIMP)的算法所采用的心率變異分析(heart rate variability,以下簡稱“HRV”)是一種廣泛用于評估交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)調(diào)制的非侵入性工具,被認(rèn)為是評價(jià)個(gè)體或集體反應(yīng)的極具價(jià)值的方法。在HRV中,通過心率變異分析儀采集參與人員的心率變異性數(shù)據(jù),以數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件SPSS22.1進(jìn)行相鄰RR間隔相繼差異的平方平均數(shù)的統(tǒng)計(jì),以達(dá)到對參與人員副交感神經(jīng)活動(dòng)更準(zhǔn)確的測量。可以說,HRV從根本上評價(jià)了運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,具有大的信息量和可比性的特點(diǎn),對分析和評價(jià)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷有著更重要的參考價(jià)值和實(shí)用意義[4]。這也是本次研究以HEV作為主要的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評價(jià)指標(biāo)的原因所在。
本次研究的目的在于量化運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,這也是實(shí)踐中明確運(yùn)動(dòng)負(fù)荷調(diào)節(jié)和控制的關(guān)鍵核心。傳統(tǒng)的TRIMP 確實(shí)可以準(zhǔn)確地量化運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,因此被用于監(jiān)測集體項(xiàng)目和連續(xù)項(xiàng)目的訓(xùn)練負(fù)荷。但是,在訓(xùn)練實(shí)踐中,TRIMP還存在一些問題。 其中一個(gè)核心問題就是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度間隔的準(zhǔn)確劃分。因此,準(zhǔn)確測定個(gè)體在吸氣補(bǔ)償點(diǎn)和通氣門檻點(diǎn)的最大心率是確保準(zhǔn)確量化運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的基礎(chǔ)。此外,在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測過程中,最大心率、呼吸代償點(diǎn)和通氣閾值也會隨訓(xùn)練、停止訓(xùn)練、年齡等因素的變化而變化,這些因素的存在限制了TRIMP在體育實(shí)踐中的應(yīng)用。
心率變異性(HRV)是一種廣泛用于評估交感神經(jīng)的非侵入性工具??紤]相鄰RR間隔之間的連續(xù)差異(RMSSD)作為副交感神經(jīng)活動(dòng)的更準(zhǔn)確量度。HRV被認(rèn)為是評估個(gè)人運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的有效方法,尤其是如果對象分析的是運(yùn)動(dòng)后副交感神經(jīng)系統(tǒng)的重新激活,它的價(jià)值有著非常密切的關(guān)系。因此,本研究的目的是使用這種運(yùn)動(dòng)后分析方法在不同的運(yùn)動(dòng)員和情況下建立其效用和可靠性衡量。在該研究中,RMSSD與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度具有良好的反相關(guān)性,但對于每個(gè)受試者,在相同的努力強(qiáng)度下,其恢復(fù)率是不同的。基于“一定的心率區(qū)間來確定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷價(jià)值閾理論,每次測試結(jié)束時(shí)記錄HRV,并利用班尼特方程計(jì)算值??紤]到RMSSD斜率具有非常相似的特征,因此,斜率的計(jì)算如下:
斜率=(RMSSD record-RMSSD except)/t。
本次研究選取了大學(xué)生、一般運(yùn)動(dòng)愛好者、省級運(yùn)動(dòng)員以及國家級運(yùn)動(dòng)員4種群體總計(jì)75個(gè)研究對象,其中,男性44人,女性31人。對上述75個(gè)研究對象的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),特別是心率變異性數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,分析不同情況下,不同群體所能承受的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,進(jìn)而對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確的評估。
為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,所有記錄均使用同一設(shè)備;所有記錄均在運(yùn)動(dòng)后拍攝; 所有記錄均包括至少10 min的恢復(fù)時(shí)間。最終,本次實(shí)驗(yàn)獲取到了111個(gè)有效的測量數(shù)據(jù)。具體樣本容量及測量數(shù)據(jù)如表1和表2所示。
表1 樣本容量及測量數(shù)據(jù)表
表2 樣本的年齡、體重和身高特征
測量分2個(gè)階段進(jìn)行。第1階段為遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn),以確定運(yùn)動(dòng)閾值(vt1和vt2)和最大有氧運(yùn)動(dòng)速度。每個(gè)受試者在第1階段以vt1速度跑,第2階段以vt2速度跑。選擇vt1和vt2負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間時(shí),要使乘積強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間(trainingload)相同。
測量范圍從測試前10 min到完成后30 min內(nèi)。大學(xué)生組測試次數(shù)為15次;一般運(yùn)動(dòng)愛好者組進(jìn)行了20次測量,其中10個(gè)測量記錄是在10 min休息后立即運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行測量;省級運(yùn)動(dòng)員組選取了35次測量數(shù)據(jù),12個(gè)測量數(shù)據(jù)是正常運(yùn)動(dòng)情況下測量所得,17個(gè)測量數(shù)據(jù)在高強(qiáng)度訓(xùn)練后10 min獲得,6個(gè)測量數(shù)據(jù)在“疲勞時(shí)間”測試結(jié)束后15 min獲得;國家級運(yùn)動(dòng)員組選取了41次測量數(shù)據(jù),15個(gè)測量數(shù)據(jù)是正常運(yùn)動(dòng)情況下測量所得,20項(xiàng)測量數(shù)據(jù)在高強(qiáng)度訓(xùn)練后10 min獲得,6項(xiàng)測量數(shù)據(jù)在“疲勞時(shí)間”測試結(jié)束后15 min獲得。
本次測量按照運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的強(qiáng)度分為60%和80% 2種強(qiáng)度。在運(yùn)動(dòng)過程中及運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,采用H10傳感胸廓帶實(shí)現(xiàn)心率變異性測量,并且使用KubioHrv軟件對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。測試流程如圖1所示。
本次研究將運(yùn)動(dòng)負(fù)荷分作基礎(chǔ)負(fù)荷、中下負(fù)荷、中等負(fù)荷、高度負(fù)荷以及極限負(fù)荷。其中,準(zhǔn)備階段為基礎(chǔ)負(fù)荷,60%強(qiáng)度以下為中下負(fù)荷,60%強(qiáng)度為中等負(fù)荷,80%強(qiáng)度為高度負(fù)荷,80%強(qiáng)度以上為極限負(fù)荷。同心率一一對應(yīng),結(jié)果如表3所示。
表3 運(yùn)動(dòng)負(fù)荷同心率關(guān)系表 (單位:次/min)
表3的測量結(jié)果經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)獲得了3個(gè)指數(shù)曲線,分別對應(yīng)于平均值,平均值加SD和平均值減SD。具體結(jié)果如圖2所示。
如圖2所示,RMSSD斜率較好地模擬出人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)荷變化。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示:在運(yùn)動(dòng)前,4組的RMSSD平均斜率1.25(1.60) ,最大強(qiáng)度時(shí)平均值0.75(0.59)。運(yùn)動(dòng)后30 min左右,RMSSD恢復(fù)呈線性關(guān)系,并隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的不同而不同。然而,一旦恢復(fù)開始,會看到 RMSSD值的逐漸增加,受試者的VT1處于平均強(qiáng)度64%,VT2處于平均強(qiáng)度強(qiáng)度為83%,而MAS定義為100%。在Vt1的強(qiáng)度下,這一增長速度明顯快于其他兩個(gè)強(qiáng)度中的任何一個(gè)。 理想情況下,運(yùn)動(dòng)完畢后,相鄰 RR間隔(RMSSD)之間的連續(xù)差值恢復(fù)平方平均數(shù)的方式,可以很好地反映內(nèi)部訓(xùn)練負(fù)荷。將其帶入到現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練當(dāng)中,不難發(fā)現(xiàn),有效監(jiān)控機(jī)體對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激客觀的應(yīng)激變化量,可以反映不同個(gè)體對不同負(fù)荷量與強(qiáng)度的適應(yīng)情況。這對于制定調(diào)節(jié)與控制運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的有效策略有支撐作用。
“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”,代表了人體所能承擔(dān)的最大負(fù)擔(dān)量。無數(shù)實(shí)踐證明了,若想獲得較高的運(yùn)動(dòng)效果,必須保持適宜的“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”。不適宜的“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”包括“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷不足”以及“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過度”兩種情況。通過運(yùn)動(dòng)后心率變異性指標(biāo)相鄰心跳間期差值均方的平方根(以下簡稱RMSSD),對指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度具有普遍的指導(dǎo)意義。
在RMSSD中,恢復(fù)(L)是漸進(jìn)的,并且取決于運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度(I),表達(dá)公式為:
依據(jù)上述公式,相同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)可能會產(chǎn)生不同的生理負(fù)荷強(qiáng)度與生理負(fù)荷量。換言之,同樣的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷結(jié)構(gòu),面對不同的人會造成不同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,若運(yùn)動(dòng)負(fù)荷不足,則不能在訓(xùn)練中達(dá)成運(yùn)動(dòng)目的;若運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過度,則為運(yùn)動(dòng)人員帶去過高的身體和心理雙重壓力,造成“運(yùn)動(dòng)損傷”。所以,在運(yùn)動(dòng)中,如何合理的安排“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”,確?!斑\(yùn)動(dòng)負(fù)荷”不至于“不足”或者“過度”是每一位運(yùn)動(dòng)人員和教練人員都必須達(dá)到的基本運(yùn)動(dòng)要求。
無論是運(yùn)動(dòng)愛好者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)健身,還是專業(yè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,必須對運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),在確定自身運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的基礎(chǔ)上,做到心中有數(shù)。在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目時(shí),需要合理搭配,做到在運(yùn)動(dòng)過程中,進(jìn)行不同性質(zhì)、不同負(fù)荷的運(yùn)動(dòng),并且,做到運(yùn)動(dòng)頻率的適宜。在運(yùn)動(dòng)過程中,要交替進(jìn)行小運(yùn)動(dòng)量和大運(yùn)動(dòng)量的聯(lián)系。例如,強(qiáng)度較大的跑、跳躍、攀登、爬、滾翻等與強(qiáng)度較小的走平衡木或窄道、投擲等交替進(jìn)行。特別是大學(xué)生、一般運(yùn)動(dòng)愛好者等,務(wù)必不能進(jìn)行太多太難的高負(fù)荷運(yùn)動(dòng)。
人體對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的接受程度因?yàn)樯頇C(jī)能的不同而呈現(xiàn)出不同的變化,在實(shí)踐中,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷表現(xiàn)出一種波動(dòng)曲線,從相對安靜逐步上升,之后在最高處保持平穩(wěn),一段時(shí)間后逐步下降,最終回到安靜階段。對于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷節(jié)奏要依據(jù)這種變化,結(jié)合器械、氣候等外部環(huán)境因素,進(jìn)行調(diào)整,以確定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷曲線同人體活動(dòng)能力變化曲線相吻合。依據(jù)表3所示規(guī)律,可以測試運(yùn)動(dòng)人員在不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷中心率變化,找到最適合的負(fù)荷節(jié)奏。例如,在跑完100 m以后,測試心率,依據(jù)測試結(jié)果對比運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度以確定接下來的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
在實(shí)踐中,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷節(jié)奏有多種模式,如標(biāo)準(zhǔn)型、雙峰型等,依據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)群體,還可以分做前高后低型、前低后高型等。其中,標(biāo)準(zhǔn)型要求在一次運(yùn)動(dòng)中,僅以一種高負(fù)荷運(yùn)動(dòng)練習(xí);雙峰型要求在一次運(yùn)動(dòng)中,出現(xiàn)2種以上的高負(fù)荷運(yùn)動(dòng)練習(xí);前高后低型要求在一次運(yùn)動(dòng)中,前半部分的練習(xí)負(fù)荷較高、后半部分的練習(xí)負(fù)荷較??;前低后高型要求在一次運(yùn)動(dòng)中,前半部分的練習(xí)負(fù)荷較小,后半部分的練習(xí)負(fù)荷較大。在實(shí)踐中,需要依據(jù)個(gè)人運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的最大值和峰值階段,進(jìn)行正確的模式選擇。
適當(dāng)調(diào)節(jié)負(fù)荷量,針對身體狀況來調(diào)整運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度是非常有必要的。對于體育運(yùn)動(dòng)參與者而言,調(diào)整和控制運(yùn)動(dòng)負(fù)荷有助于把握運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,發(fā)揮體育運(yùn)動(dòng)的積極影響,避免在運(yùn)動(dòng)中因?yàn)樨?fù)荷過度造成損傷,同時(shí),只有針對自身的特點(diǎn)以及素質(zhì)進(jìn)行選擇相對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,才能更好的達(dá)到鍛煉的效果。運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是否符合運(yùn)動(dòng)人員的需要,在于是否在可承受的最大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷范圍內(nèi)。例如,在速度鍛煉中,一般心率可掌握在180次/min左右。在全力跑500 m時(shí),心率應(yīng)控制在200次/min以下。如果低于,則可能不能達(dá)到預(yù)定的鍛煉效果;如果高于,則有可能給運(yùn)動(dòng)人員帶去運(yùn)動(dòng)傷害,影響鍛煉效果。因此,必須在運(yùn)動(dòng)過程中,勤于調(diào)整負(fù)荷量,針對個(gè)人負(fù)荷量的程度調(diào)整和控制運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。在運(yùn)動(dòng)休息間隙,運(yùn)用本次研究成果測量運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量,并且,配合運(yùn)動(dòng)人員的外部表現(xiàn),如呼吸是否急促、臉色是否漲紅等來綜合確定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,進(jìn)而進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,如果不適合就要對運(yùn)動(dòng)量加以調(diào)整,盡可能避免運(yùn)動(dòng)不足或者運(yùn)動(dòng)過量。
綜上所述,對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)和控制的研究已成為運(yùn)動(dòng)研究中非常有趣的領(lǐng)域,對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的研究在理論上,是對當(dāng)前運(yùn)動(dòng)教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論體系的有效補(bǔ)充,是科學(xué)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的重要前提,因此,具有重要的理論價(jià)值。這項(xiàng)研究的主要貢獻(xiàn)是驗(yàn)證不同鍛煉情況下與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度具有良好的反相關(guān)性,在相同的努力強(qiáng)度下,其恢復(fù)率是不同的。在實(shí)踐上,對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷控制的研究,有助于幫助相關(guān)從業(yè)人員在運(yùn)動(dòng)教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的實(shí)踐中,豐富教學(xué)手段,為提供更加科學(xué)有效的運(yùn)動(dòng)教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式,提供必要的技術(shù)支持,因此,具有重要的實(shí)踐價(jià)值。