影響有氧耐力的因素|(一)有氧能力(最大攝氧量)

眾所周知,運動員耐力主要由其有氧耐力決定。影響有氧耐力的因素包括:有氧能力(最大攝氧量)、乳酸閾值、技術動作的經濟性。如下圖所示:

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每一個因素都可以通過科學合理的訓練方法得到顯著改善。

我們將先來瞭解——

有氧能力

最大攝氧量

有氧能力是指身體攝取並利用氧氣的最大能力,即最大攝氧量。最大攝氧量一直被認為是決定耐力運動項目成功的主要因素,當然並不是唯一決定性因素。優秀運動員的最大攝氧量通常可達到70-85ml/Kg/min,女性耐力運動員相較男性耐力運動員大約低10%(因為較低的血紅蛋白濃度和較高的體脂率)。

最大攝氧量受到肺功能、最大心輸出量、氧運輸能力骨骼肌組織等相關因素的影響。

1肺部系統

在一定情況下,肺部系統會限制最大攝氧量。

如優秀的耐力運動員在最大運動量時可能會出現氧飽和度下降,因為高強度運動時的每分輸出量(Q=每搏輸出量*心率)會減少紅細胞(RBC)通過肺毛細血管的時間。縮短紅細胞的運輸時間,以至於減少氧氣與紅細胞結合的時間,從而限制瞭運動能力。研究顯示,肺部系統會限制最大攝氧量,如果氧氣供應充足,將增加氧氣的“擴散能力”,提高最大攝氧量,從而增加氧飽和度。

在高海拔地區(3000-5000米)進行訓練,也能看到類似的成績降低。短期(1-3天)的高原反應可能是由海拔高度原因造成的運動成績的下滑,而這一現象又能引起氧飽和度降低。在哮喘患者身上也會出現類似的氧飽和度降低的反應。同運動員一樣,哮喘病患者氧供應充足時,氧的擴散能力提高。這些數據都表明,肺氣體交換在很大程度上限制瞭最大攝氧量的能力。這其中,需要特別強調的是“呼吸能力”的建設,可理解為“呼吸模式的改善”呼吸肌力量”的增強。在佛明翰中心,我們需要首先評估和調整呼吸功能,結合靜態/動態肺功能評估、形態學評估和呼吸動作評估,從而針對呼吸活動過程中出現的問題進行調整,以提升呼吸功能,增強人體氧氣攝取能力和二氧化碳排出能力,提高運動耐力,調節體內酸堿平衡,降低交感神經張力。

瞭解更多可點擊你真的會“呼吸”嗎?、呼吸肌與運動。

2心輸出量

最大有氧能力與心輸出量(Qmax)緊密相關。最大心輸出量=最大心率*每搏輸出量(單次心跳心室泵出的血液量)。直到運動強度接近最大攝氧量40%的情況下,低水平運動員和初學者每搏輸出量和運動心率會呈線性增加。之後每搏輸出量趨於穩定或略微增加,心率增加決定心輸出量的增加。心輸出量的穩定是左心室舒張充盈時間減少的直接體現,並隨著運動強度的增加而體現。相反,隨著運動強度的加大,優秀耐力運動員的心率和心輸出量相應增加。雖然優秀運動員、一般運動員和初學者在每搏輸出量的差值尚未確定,但普遍認為優秀運動員表現出更高的心輸出量。由於優秀運動員表現出瞭更高的最大心輸出量,因此我們可以推測出優秀運動員、一般運動員、非運動員之間的差異應該就在於他們所達到的最大心率或增加每搏輸出量的能力。與非運動員相比,優秀運動員的最大心率略低,因此造成運動員和非運動員之間最大心輸出量不同的最主要因素很可能是訓練引起的每搏輸出量的改變。由於心腔順應性的改善或心包可移除性的增加,運動員每搏輸出量增加可能與舒張末期容積的增加相關,這些數據表明最大心輸出量在一定程度上解釋瞭運動員和非運動員之間在最大攝氧量方面所存在的差別。

3氧運輸能力

另一個影響個體最大攝氧量的因素是心肺系統運輸氧的能力。血紅蛋白(Hb)濃度的改變對於運動肌肉中的氧運輸影響很大。

如果運動員使用輸血,人為增加他們血紅蛋白濃度,最大攝氧量和心輸出量也會相應增加。血紅蛋白濃度、最大攝氧量和最大心輸出量之間的關系很大程度上解釋瞭血液興奮劑的有效性。有氧耐力訓練可以改變這種氧運輸能力。

耐力訓練會減少血紅蛋白(Hb)濃度、血細胞比容(Hct;血細胞在全血中所占的容積百分比)以及紅血細胞(RBC)數量。由於血漿容量增加,這種情況將在長期訓練數天後出現。雖然耐力訓練使得血細胞比容和血紅蛋白濃度普遍下降,但是血紅蛋白的數量卻得到增加。血漿量的顯著增加與耐力訓練中血液黏度降低有關,會使得最大攝氧量因心輸出量增加而得到加強,因為心輸出量增加會提高氧氣運輸到運動肌肉中的能力。

4骨骼肌

骨骼肌對於決定運動員最大攝氧量非常重要。最大攝氧量與被運送到線粒體中氧氣的利用率有關,肌纖維類型(I型與II型)、線粒體密度和毛細血管等與骨骼肌密切聯系的幾個因素影響著肌肉利用氧的能力。

I

肌纖維類型

最大攝氧量較高的運動員其I型肌纖維含量也較高。此現象與I、II型肌纖維之間不同的毛細血管密度、線粒體數量、有氧代謝酶的活性有關。與II型肌纖維相比,I型肌纖維由於周圍擁有更多的毛細血管,故具備較高的氧化能力和毛細纖維比率,且表現出更高的線粒體密度和對有氧代謝酶活性的依賴。在耐力訓練中,II型肌纖維一般會向I型肌纖維轉化,同時增加線粒體數量及對有氧代謝的依賴。這些耐力訓練所引起的適應與運動員的訓練時間有關,具有長期訓練經歷的運動員毛細血管密度與I型肌纖維數量會高多,且更依賴有氧代謝酶活性。

II

線粒體密度

在氧化代謝過程中,線粒體是肌肉內氧氣消耗的場所。因為血液中更多的氧氣被吸收,骨骼肌內線粒體數量越多越有助於最大攝氧量的增加。訓練可以有效刺激線粒體的生物合成,耐力訓練導致的線粒體密度增加與最大攝氧量的提高正相關。

理論上如果線粒體密度增加,血液中線粒體耗氧量也會成比例增加,但卻不總是如此。由於線粒體的數量在訓練中明顯增加,最大攝氧量也隻是適度增加。可能是訓練導致線粒體酶數量增多而提高瞭耐力水平。這些酶的適應可能是在訓練中通過降低乳酸水平和增加脂肪氧化來提高耐力水平,從而導致肌糖原與血糖含量不足。雖然在耐力訓練中線粒體酶的適應會導致人在全身運動中最大攝氧量耐力的增加,但是對運動成績影響最大的是氧運輸,而不是線粒體密度。

III

毛細血管密度

較高的毛細血管密度/數量與較高的最大攝氧量相對應。據此推測,最大攝氧量會取決於毛細血管密度,或肌橫截面中的毛細血管數量。毛細血管密度的增加將維持或延長紅細胞通過毛細血管的時間,從而將提高組織中氧的利用,即動靜脈氧差,當血流量增加時也會出現這種情況。

研究也指出,毛細血管對工作組織中氧氣的傳輸和排除肌肉產生的廢物起著重要作用。擁有較高毛細血管密度的運動員,能夠對無氧代謝和乳酸形成物有更好的耐受力,因此能比擁有較低毛細血管密度運動員保持更長時間的練習。

耐力訓練可以有效增加毛細血管密度,與運動員的訓練年限密切相關。通常情況下訓練時間越久,毛細血管密度越高。Framingham Center基於國際金標準的預防醫學健康檢測(心臟、肺、循環功能,身體成分,肌肉骨骼損傷風險等),為客戶進行個體化健康提升,並幫助客戶養成科學的生活習慣。 作為全生命周期健康管理的踐行者,為您的終生強健保駕護航,願讓中國更多的傢庭實現終生強健!

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