極化訓練是耐力選手的唯一選項嗎

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Polarized Training is Optimal for Endurance Athletes
極化訓練是耐力運動員的最佳解
Med Sci Sports Exerc 2022 Jun 1;54(6):1028-1031. doi:10.1249/MSS.0000000000002871.

關於極化訓練,找了MSSE的這兩篇正反雙方的文章,以及頂尖中、長距離選手的訓練分析文,滿足了窺探世界級選手訓練的好奇心,以及觀賞引用文獻來唇槍舌戰的學術思辨,除了獲得資訊以外更多的是啟發思考。

1960年代,Lydiard 的訓練概念是在準備期進行大量相對低強度的訓練,也有許多跑者遵循這個概念,並且人們對於強度分布如何影響運動表現更感有興趣。1970~1990年代人們關注兩個乳酸/換氣閾值之間的強度,將此視為sweet spot (按照文意應指LT1/VT1 與 LT2/VT2 之間的區間),這個強度區間 (節奏跑訓練) 的強度接近於跑步的10-42km或是自行車的40-100公里之間,然而大量低強度訓練可能更是成功的關鍵。

在21世紀初,因監控訓練的方法提升,有些觀察訓練日誌的報告指出一些耐力選手的訓練強度分布為 (70~90%)落在LT1以內,<10%則在LT1與LT2之間,10~20%則高於LT2。這一段引出極化訓練(區間1 > 區間3 > 區間2 )的概念。

雖然LT1 與 VT1 不完全相等,但探討訓練強度的研究將此視為相似的。LT2 、VT2 、臨界功率/速度、maximal lactate steady state 也都不完全相等,但也將此視為相似。以此區分成三個訓練強度區間 (LT1內為區間一,LT2以上為區間三,中間為區間二)

舉例 : polarized (~70-10-20%) or pyramidal (~70-20-10%)

除了跑步以外,游泳、自行車、划船這些項目在強度分布的狀況也有這樣的訓練狀況 (極化或金字塔式),最大量的部分是在區間一,這一段的意思應是指游泳、自行車、划船這些項目對比跑步來說對肌肉骨骼的衝擊少 (骨科壓力低) 但仍有大量訓練為低強度訓練區間,而並非因為騎乘而使強度區間分布有很大的不同 (同樣是耐力選手來說)

強度分布可以以訓練日的目標 (間歇跑或節奏跑) 或是訓練時間 (心跳區間分布、乳酸、RPE) 來計算,但用RPE可能不是那麼完美與其他衡量方法完美的契合。

自2000年以來,觀察性研究發現許多不同項目的耐力運動員(越野滑雪、划船、自行車、跑步、競速滑冰、游泳) 使用極化或是金字塔訓練,特色是高比例的第一區間訓練 (60~90%) 以及少量的區二、三訓練。

這些資料來自觀察性的研究,這些訓練內容代表的是教練與選手的訓練經驗,教練與選手實務的經驗可能會領先科學家,而科學研究則是在事後驗證這些訓練方法,也就是意指這些頂尖選手的方法 (極化或金字塔) 的效益。

除了觀察性研究,還有介入的實驗研究來驗證

文獻如 :
Polarized training has greater impact on key endurance variables than threshold, high intensity, or high volume training

Eleven-week preparation involving polarized intensity distribution is not superior to pyramidal distribution in national elite rowers.

說明極化、金字塔、閾值訓練的效益,支持極化訓練立場其引用的部分也是闡述極化優於閾值訓練 (但其中也有引用極化與金字塔效益相近,但此提出這一篇研究的區間一訓練比例太大,使得剩下的區間二、三無法產生訓練差異) ,因此在高強度訓練的劑量可能需要一定的比例。

因果假設

一、極化/金字塔訓練可能優於閾值訓練的原因,使粒線體增生的原因有鈣訊號,以及AMPK路徑
calcium signaling (more likely with high-volume training)
AMPK signaling (more likely with high-intensity training) ,後者可使二型運動單位提升粒線體功能、增加微血管密度,高強度訓練可以招募二型纖維,產生二型纖維的有氧代謝 (這裡應指type 2a,使用較高強度 LT2以上近最大攝氧量這個區間的高強度間歇來訓練二型纖維的粒線體、微血管適應)

如果極化訓練是最佳的方法,那麼鈣質訊號的路徑可能有很大的潛能,而AMPK路徑則少量即足夠。

二、高強度訓練可能與發炎反應、較慢的自律神經恢復有相關,這些高強度訓練後的負面效果可能來自太高量的高強度訓練,且有研究提出區間3的部分使用心跳區間來計算的話,跑者僅能承受約10% (應指時間)。

總結

在競賽前期特別可以看出極化訓練的優勢(包含金字塔),有許多觀察性研究支持極化訓練,在實驗研究中支持金字塔訓練 (這邊似乎是把極化與金字塔訓練歸類在一起,去對比閾值訓練) 整體訓練以70~80%在LT1/VT1以下的強度訓練,這種訓練的模式優點前在生理原因有待確定,但可能來自細胞內的信號傳導模式與幅度的差異。

  • 訓練水平較高的運動員,使用這樣的模式可能特別重要,因為高量低強度針對粒線體這一塊的適應,以及控制少量的高強度訓練,避免過度訓練。
  • 訓練頻率、負荷較低的運動員可能比較不因閾值訓練產生負面影響,但此文作者仍支持以低強度訓練的強度分布為主。

反對方提到

並沒有充分研究證明極化優於金字塔,但支持方強調極化訓練 (還有將兩著較模糊地歸類在一起) ,而紐西蘭長跑教練Lydiard的訓練其實是大量的區間二訓練,因為他的低強度訓練是高於LT1,Renato Canova 和 Jack Daniels教練也提倡非極化的訓練,並且將區間二訓練作為重要的運動員發展課程。

觀察性研究沒辦法證明他們的訓練方式是最好的,其他運動員沒有成功可能因為生病、受傷,而不見得是訓練方式不夠好

針對這篇

Effects of 16 weeks of pyramidal and polarized training intensity distributions in well-trained endurance runners

在金字塔訓練之後轉變為極化訓練,可能是賽前減量、巔峰(tapering/peaking)的作法,且研究以5k作為運動表現的測驗,而5k的強度是在區間3,那麼添增更多這部分的訓練 (比賽配速) 使表現更好,結果也不意外。(意指不同訓練項目可能結果會不同 ? 也不能以短期的轉變模式來證明這個方法最好?

關於Foster et al.等人提出的極化訓練效益 (兩個生理機轉)目前沒有主流證據來支持鈣訊號和AMPK路徑這兩個部分。其中Rose et al.的研究,提到calcium signaling pathway (推測是CaMKII),但這篇的低強度訓練是指 70-85% of peak power output 的膝蓋伸直運動,幾乎肯定強度高過區間二,也就不符合Foster提到的低強度訓練。最後,在高強度間歇訓練導致自律神經紊亂的部分沒有提到。

回應反方的重點紀錄 :

觀察性的研究,自古以來充滿了假設,假設現在冠軍是正確的訓練方法,這僅是其中一個例子。

極化訓練主要訓練分布在區間一低強度訓練,以閾值訓練為主的話 (區間二比例較高) 不符合上述提到的兩個促進表現的機轉 (高量訓練反應後的鈣訊號機制,以及高強度訓練後的AMPK路徑) 以閾值訓練來說會卡在量不夠大,強度也不夠高,而些微比例的差異 (區間二或三) 導致定義在金字塔或極化訓練並不是太重要。

極化與金字塔之間是很相近的,區間二、三之間的混合可能不是太重要,80%為低強度,其他的分配在區間二或三。這個部分可能有會依照選手的準備賽事而有差異,例如半馬或是快於10公里的賽事。這個部分也可能依照週期的轉變而有所不同,例如可以參考下面這一篇 (進行極化再金字塔或相反)
Effects of 16 weeks of pyramidal and polarized training intensity distributions in well-trained endurance runners

讀後思考

關於極化 VS 非極化,以我再經過一年多的思考,強度區間的標準可能因為使用計算的方式導致結果差異 (心跳、乳酸、訓練課表目標),因此造成區間分布與真實情況的落差。其次,強度區間分布可能因項目、訓練背景…的差異,產生不同的結果,研究目標多以較高層級的選手進行研究,是否為一般人、業餘選手 (業餘跑者) 的情況,有待思考。

 


政豪的中長跑競技夢工廠

丁政豪

因為熱愛跑步,為了追尋跑步的極限而受傷,因此踏上了跑步的修行者試煉。成為運動防護員、肌力體能訓練師、運科碩士,同時是依然懷著選手夢想的中長跑教練。

  • 師大運動競技運科碩士
  • 合格運動防護員Athletic Trainer
  • NSCA 肌力體能專家CSCS
  • NASM 矯正運動專家CES

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