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健身知识1:运动强度的度量 2014-11-04 14:38:45

尽管运动形式千差万别,但从本质上可以分为两类,有氧运动和无氧运动。有氧运动是指肌肉组织在氧气供应充足情况下的运动,而无氧运动是指肌肉在无氧情况下的运动。在氧气供应充足时,肌肉主要利用脂肪和一部分碳水化合物做为能源,细胞有氧代谢会释放大量的能量,所以有氧运动高效、持久,如走路,长跑,越野滑雪,划船,自行车等。而在无氧情况下肌肉只能利用葡萄糖等碳水化合物,细胞在无氧情况下代谢效率较低,并且这个过程会产生乳酸,而乳酸的堆积会抑制进一步的无氧代谢,所以无氧运动不可能持久,是短暂快速的运动,如短跑,举重等。

耗氧率(VO2)

由于体内肌肉的氧气供应都是通过呼吸和血液循环来实现的,所以所谓无氧实际上是氧气供应跟不上氧气消耗的运动状态。衡量运动强度的一个指标就是耗氧率(VO2),即每分钟人体消耗氧气的多少。人在静息状态下的耗氧率是3.5ml/kg.min。在高强度运动中可高达10~20倍。耗氧率可以通过测量呼吸而测定。一个人的最大耗氧率(VO2max)反映了他的最大有氧运动能力。一种运动的强度就可以用它的耗氧率相对最大耗氧率的百分数表示。耗氧率小于最大耗氧率的60%的运动是低强度运动,而耗氧率大于85%的运动是高强度的运动,介于60%和85%之间的运动是中等强度的运动。

在低强度下,运动所消耗的主要是脂肪,强度增加时肌肉所消耗的脂肪比例减少而葡萄糖比例增加,当VO2  60%时消耗的脂肪和葡萄糖各占50%。随着葡萄糖比例的增加,一部分葡萄糖酵解产生的乳酸开始累积,这个乳酸开始累积的点叫乳酸阈值(Lactic Acid ThresholdLT)或无氧阈值 (Anaerobic Threshold,AT)。每个人的乳酸阈值不尽相同,一般来所说介于耗氧率的60%~85%。当耗氧率大于85%时,大部份人进入无氧运动。

耐力锻炼的目的就是提高人的乳酸阈值,使得乳酸阈值尽可能地接近VO2max,乳酸阈值越接近VO2max,人的耐力越好。一个不经常运动的人稍为活动便腰酸腿疼,这就是乳酸阈值低的例子。经过一段时间的锻炼,乳酸阈值右移,同样的运动不会再酸痛了。对大多数人来说,最大有氧运动能力(VO2max)并没有显著提高,但乳酸阈值提高了,所以对于一个普通人来说乳酸阈值是一个非常实用的指标。用简单的“说话测定法”,乳酸阈值点就是喘气使得说话句子不再连贯的那一个点。对专业运动员来说VO2max更为重要一些,因为它是一个人运动潜能的度量。世界顶级运动员的VO2max是平常健康人的3倍。VO2max随运动也可以有所提高,但它主要取决于一个人的身体构造,是遗传决定的。

心率(Heart Rate

耗氧率测定比较麻烦,并且需要专门的设备。由于耗氧率和心率在一定范围之内成正比,所以可以用心率代替耗氧率。下图是耗氧率和心率之间的关系。VO2 60%大体上对应的是心率的65%, 而VO2 85% 相当于心率的 90%。 这里心率也是用最大值的百分数表示的。一个人的最大心率随年龄而下降,简单的估算方法是:最大心率= 220 -年龄。所以一个20岁的人的最大心率是200/分,而一个六十岁的最大心率是160/分。和VO2max 不同,一个人的最大心率受锻炼的影响不大,锻炼所影响的是静息心率。一个运动动员的静息心率比普通人低,锻炼可以降低静息心率,从而增大最大心率和静息心率之间的差值,这个差值越大,人的运动能力越好。

单次最大负荷1RM

耗氧率和心率是衡量有氧运动强度最常用的两个指标,但它们不能衡量无氧运动。从上面的图也可以看出,这两个指标对于原地运动(static work)不合适,对于举重,阻力训练等这些力量型无氧运动,常用的衡量指标是1RM,即一次肌肉收缩所能移动的最大负荷(One Repetition Maximum)。 通常,1RM用运动承受的负荷(w)和力竭次数(r)来估算:

运动的强度可以用1RM的百分数(%1RM)表示或者用力竭次数(#RM)表示,如851RM 6RM701RM 12RM601RM 16RM501RM 20RM401RM 25RM等等。

一般耐力训练用低强度(40% 601RM),多次,长时间;力量训练用高强度(80% 90 1RM),少次,短时间;而肌肉训练居中,用中等强度(60%80 1RM),每次重复612次。

了解了自己的最大耗氧率(VO2max),最大心率,和肌肉的单次最大负荷(1RM),就容易掌握训练的强度和长度,达到锻炼的目的,避免受伤和过度训练


浏览(3569) (0) 评论(16)
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文章评论
作者:安博 留言时间:2014-11-06 16:10:29
Drug 博好,

谢谢你的鼓励。时差的作用很大,睡眠不足只是一个方面,更重要的是人的代谢也是受昼夜节律控制的,人晚间的代谢,包括能量,氧气,水,都比白天慢很多,这给高强度的运动肯定会有负作用。

我从youtube上找到了一段对一对铁人三项冠军夫妻访谈的视频,其中谈到训练前后的准备工作。也许能有些启发。
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作者:Drug 留言时间:2014-11-06 05:10:43
谢谢回复。当时开始几公里的慢跑是当做热身的。不知是否和时差有关因为是从美国到中国第二天就开跑。48小时内也就睡了5小时。自己感觉对能量,水和电解质的补充应该是充分的!文章写的很好。请继续!
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作者:安博 留言时间:2014-11-05 19:22:17
Drug 博好!

首先祝贺你首马成功,能完成就是一个大成就,不容易!

关于抽筋的原因,仅凭你的描写,我感觉到可能是热身没有做好, 身体没有放松,这造成了腿部供血不足,一部分肌肉没有彻底舒展。这样你一开始就跑得比较拘谨,后半段更因腿部大量的能耗得不到补充而痉挛。如果是这样的话,你根本就没有能够使出你全部的力量。这从你说的赛后不疲劳也得到印证。

许多人不知道肌肉放松是需要能量的,只有ATP与肌球蛋白结合才能释放肌球蛋白和肌动蛋白之间的“锁”,使肌肉松弛,为收缩做工提供条件。所以热身放松非常重要。

当然抽筋也有可能是其它一些简单原因,比如腿部局部温度过低,离子不平衡等。
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作者:Drug 留言时间:2014-11-05 17:05:41
很好的介绍,谢谢!能请教一下马拉松后期肌肉抽筋
的原因吗?前几天在北京跑了首个马拉松。28公里后开始抽筋一直到终点。前半程跑的也很慢、明显低于平时的训练速度似乎和脱水、疲倦也没有直接的关系。因为最后没有明显疲惫,但一加速就抽筋。有解释吗?
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作者:安博 留言时间:2014-11-05 09:42:39
紫鸟博好,

专家可不敢当,我把这些名词概念整理一下,一方面更好地理解健身中出现的现象,另外也可以安全地试验一些新方法。随着年龄的增大,人体的可塑性变小,不能象年轻的时候那样盲目尝试了。所以知道一些边界比较好。

我在微博圈里,就把文章转成PDF格式,不知道是否还有其他更好的方法?
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作者:紫荆棘鸟 留言时间:2014-11-05 09:04:58
这才是专家。不过这种文章不容易在 wechat 转载。
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作者:安博 留言时间:2014-11-05 06:48:59
白熊兄好!

我有一个不成熟的想法,关于你突破20miles瓶颈,我想你平时训练时做一些变速跑,特别是在在现有速度的基础上增加一些短距离的间歇性冲刺。这样做的目的是降低你跑马配速时的心率,一旦这个心率/最大心率的比率降低一点,你跑马时燃烧脂肪的比例就会上升,这样你的耐力就会大幅度提高。

不成熟的想法,仅供参考。请给我发个邮件,我们可以底下讨论更具体的,我把我的邮箱给你放在留言处了。
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作者:安博 留言时间:2014-11-05 03:17:21
黑兄好,

你说得对,凭感觉就可以控制得很好。大多数受伤使因为挑战极限或进入竞争状态下发生的,只要清晰意识到这些,一般都会比较安全。

我专门去我附近的 Crossfit club 体验了一次,你儿子帮你选得这个项目不错,有趣且有挑战性,是最不象 Gym 的workout,我也非常喜欢。我的体力还有点不足,以后体力增强了,说不定也去Crossfit。

谢谢你今年春天介绍 Army PT,你的故事对我鼓励很大。
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作者:马黑 留言时间:2014-11-04 21:59:36
真是很专业的介绍。我自己就是跟着感觉走,运动时到了极限是有感觉的,比如气喘不过来了,这时就要放慢,不能硬着坚持下去。
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作者:安博 留言时间:2014-11-04 20:43:04
蜜蜂兄好!

以前不知道老兄是举重健将,羡慕,佩服!

老兄说得对,职业运动员都是伤痕累累,他们是挑战身体极限的人,受伤和炎症是普遍现象。

另一方面,业余运动对人的好处也有目共睹。就连以前认为极限的马拉松,现在经过一段时间训练许多人也都能跑下来了,前人的经验能帮助后面的人少犯错误。所以只要不crazy,运动还是不错的。

你让儿子这个年龄打太极,也太保守了吧?
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作者:安博 留言时间:2014-11-04 20:27:46
白熊博好!

很佩服你的毅力。你20miles后速度降下来,在我看来显然是体内糖原耗尽了的原因,这就是通常说的“撞墙(hit the wall)”。有两种办法克服这个现象,一是利用 carb loading 来增大体内的糖原储备,第二种办法是训练身体在前20miles时利用一些脂肪。

Carb Loading是指平时训练结束后食用大量的碳水化合物,这样训练增加身体的糖原储备。赛前再做一次loading,使糖原储备充分。

训练身体在前20miles利用一部分脂肪,那就是平时训练(和比赛)过程中不要急于补充碳水化合物,只补充水和电解质,这样慢慢会调动更多的脂肪。

我自己没有跑过马拉松,以上都是间接经验,供参考。我有四位朋友是马拉松选手,其中一位星期天(2号)刚参加完纽约马拉松,跑了2小时33分5秒,上面第二条是他的经验。上面第一条是另一位的经验,Greg 是铁人三项选手,他跑马拉松基本不减速,因为他的糖原储备超出了马拉松的用量。

Greg 可以隔天跑一场马拉松,我觉得我们平常人还是至少休息48小时为好。“220-年龄”是平常人的理论最高心率,你的心率显然比这个好,说明你的身体素质好,不需要因为“理论”担心。
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作者:花蜜蜂 留言时间:2014-11-04 19:50:43
安博,

蜜蜂取得最高成绩之后,出现过短暂的肩背疼痛,有强力的撕裂感,估计在使用爆发力的时候体内有经健拉伤,贴过一些膏药,朋友告诫迅速停止举重。从此再没有出现相同症状。

所以,蜜蜂不支持儿子进行爆发力体育项目,也不支持马拉松、铁人训练,损伤肌肉和关节,筋健,估计也会伤害心、肺,还是慢跑步行太极拳比较好。

嘿嘿!
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作者:安博 留言时间:2014-11-04 19:42:15
瑾子好,

你这个问题一下子问到节骨眼上了,这是伴随最新流行的训练方式(即HIIT)提出的。有氧运动燃烧脂肪比较容易理解,现在发现无氧运动也是非常有效的减肥手段。尽管无氧运动期间燃烧的是糖,但运动后发现有一个额外的氧气消耗(Excess Post-exercise Oxygen Consumption, EPOC), 这个EPOC燃烧的全是脂肪。我在前文里提到的搏击训练后一整天都感觉到身体发热,实际上就是EPOC现象,我相信你在高强度锻炼后也遇到过。

现在还没有合适的指标来衡量EPOC,一种理论认为EPOC是还前面无氧过程欠下的的“氧债(Oxygen debt)”,另一些人认为 EPOC 比单纯的“氧债”大。我个人感觉后者比较切合实际,因为无氧运动不仅“欠债”运动消耗了,它还催生身体的重建,而重建的这一部分占相当大的比例。
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作者:花蜜蜂 留言时间:2014-11-04 19:32:53
安博

短跑和举重是训练爆发力,爆发力就是憋着一股劲就那么几下。当然,爆发力也得有耐力为基础,没有耐力的爆发力不能维持。

蜜蜂曾经锻炼举重三年时间,连节日也不间断,从最初30公斤到后来最好成绩是挺举90公斤,当时蜜蜂的体重60公斤。瓣碗子全校跟我朋友并立头名——他右手赢了左手输给蜜蜂,蜜蜂16岁成为名副其实的左派。

呵呵!
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作者:白熊的博客 留言时间:2014-11-04 19:30:44
请教一个问题,你认为两次马拉松之间的间隔应是多长?
从你谈的运动强度的度量来看,是很专业的。希望得到一些指导。我的马拉松跑前20MILE能保持基本一样的速度,后6MILE 速度大降。走的时间很长。多次试图改进都收效不大。每次完成一次马拉松全程的成绩都差不多。似乎总容量是一致的,关于心率,你文中提到:一个六十岁的最大心率是160/分,我的可大大超过160次/分。能到到170-180/分,是不是很危险?
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作者:瑾子 留言时间:2014-11-04 18:02:41
很专业,研究越来越深了。好像无氧运动消耗脂肪是在运动后,而有氧运动消耗脂肪是在运动中,是不是根据自身情况,二者结合比较合适。
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