你真的理解跑者的三大跑步指標嗎?

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在進入正式的馬拉松練習之前,應先了解理論上的內容。對於理論沒有興趣,想盡快掌握練習方式的讀者可以跳過這個章節。不過為了加深理解為何要進行這樣的練習,仍建議閱讀本章。

示意圖,非本書內容圖
示意圖,非本書內容圖

決定跑步表現的指標有三,分別為最大攝氧量(VO2max)、乳酸閾值(LT)與跑步經濟性(RE),相信投入馬拉松練習的大家都聽過。這些指標都不是天生既定的數值,雖然有其上限,但是透過練習可以預期獲得某種程度的改善,還可藉此明確練習內容的目標。一般的定義為:「VO2max或LT等的有氧處理能力」×「RE=跑步效率」。

最大攝氧量(VO2max)相當於汽車引擎的排氣量

最大攝氧量(VO2max)是客觀顯示長跑跑者能力的重要指標。如果將跑者比喻成汽車,則相當於引擎的排氣量。當吸入大量空氣並且一次燃燒大量汽油而排氣量增加,汽車會更容易產生動力。

VO2max是表示攝氧量最大值的指標,用以顯示心肺功能的最大限度。所謂的VO2max,單位為㎖/㎏/min,一般表示人體每公斤體重在1分鐘內最多可攝取多少氧氣。VO2max主要與跑者的最大換氣量(呼吸數與單次換氣量)及心臟功能(最大心率與最大每搏輸出量)有關。

最大攝氧量的50%取決於遺傳,但是可透過幾個月的適當訓練改善並增加15~20%。在平常沒運動的人中,甚至有增加超過50%的案例,但是已達到上限的跑者則增幅不到5%。

最大攝氧量與馬拉松的紀錄之間存在一定的關聯性。此研究名為「※馬拉松的應用生理學」。請見下方的圖表。

※https://www.researchgate.net/publication/19272008_Applied_Physiology_of_Marathon_Running
※https://www.researchgate.net/publication/19272008_Applied_Physiology_of_Marathon_Running

將全馬的紀錄分成2小時30分之內、2小時30分~3小時00分、3小時之上來測量最大攝氧量,結果如右頁圖表所示。雖然並非100%成正比,但數據顯示有最大攝氧量愈高,全馬紀錄則往往愈佳的傾向。

有很多論文指出,表現愈優異的選手VO2max也愈高,另一方面,也有一些研究的報告中未能看出這樣的關聯性。此圖表的分布也相當分散,顯示每個人的差異甚大。

尤其是2小時30分之內的關聯性並不成立,至少對於跑得比2小時30分還要快的跑者而言,VO2max以外的要因也影響顯著。儘管VO2max確實是會影響長跑表現且頗具說服力的生理性指標,但是要僅憑VO2max來說明似乎有其極限。

乳酸閾值(LT)相當於汽車的冷卻性能

另一個指標是乳酸閾值(LT,Lactate Threshold)。如果將跑者比喻成汽車,即是指引擎是否容易引起過熱。汽車中的冷卻水與引擎油發生劣化後,油門踩到底水溫就會急遽上升,並從引擎蓋中冒出煙來,導致無法維持速度。這樣的汽車會因油門無法踩到底而速度快不起來。

順帶一提,還有一項指標名為VT(換氣閾值),相對於AT(無氧閾值),LT是從乳酸的角度切入,VT則是從呼氣的角度切入,主要是測量方式不同所致。

隨著跑步速度逐漸提升,身體會優先消耗醣類。此即所謂的糖解系統,是一種不會消耗氧氣的系統,可以快速提供能量,卻會出現名為乳酸的殘留物。當乳酸堆積時,腿部會變得沉重而遲鈍,因此人們以前都說乳酸是疲勞物質或老廢物質,不過如今已釐清是一種分解醣類時所形成的中間代謝物,還會轉化為能量再利用。

然而,到了某個時刻,重新處理乳酸的速度趕不上增加的速度時,乳酸就會逐漸堆積於血液之中。這種乳酸增加的臨界點即稱為LT,而透過提高LT即可維持更長時間的高強度運動。LT有2個激增點,濃度達到2m㏖/ℓ的臨界點稱為LT1。是排除乳酸的速度比增加速度快的階段,主要是在有氧運動的範圍內。採用LT1配速的練習目的在於延長持續跑步的時間。

若進一步提高運動強度而乳酸濃度達到4m㏖/ℓ後,乳酸會急遽增加。這個轉折點可稱為LT2或※OBLA。乳酸會不斷堆積,相當於有氧運動與無氧運動之間的邊界線。採用OBLA配速的練習目的在於延長快速持續跑步的時間。這2種速度區間並非毫不相關,而是透過練習的距離與時間產生關聯。

※LT2與OBLA皆可指稱乳酸的無氧閾值,雖兩者概念極其相似,但並非完全一致。LT2是乳酸開始急遽增加的閾值,但是濃度因人而異;OBLA具體上是指「4m㏖/ℓ」
※LT2與OBLA皆可指稱乳酸的無氧閾值,雖兩者概念極其相似,但並非完全一致。LT2是乳酸開始急遽增加的閾值,但是濃度因人而異;OBLA具體上是指「4m㏖/ℓ」

無論是LT1還是OBLA,都是透過反覆進行乳酸開始增加之速度區間的訓練,才得以提高閾值點。若馬拉松跑者已反覆進行練習,其比賽配速便能以相當接近OBLA配速的速度來跑步。也有不少研究顯示,比起VO2max,LT與長跑表現的關係更為密切,尤其在以中高齡跑者為對象的研究中,有些報告指出,可以用LT來說明與VO2max無關的馬拉松成績。

在多不勝數的文獻中,已有提出的報告顯示,長跑表現愈是優異的選手OBLA會愈高,因此如何在長跑中提高LT值也成為至關重要的課題。

跑步經濟性(RE)相當於汽車的燃料費

第3個指標則是跑步經濟性(RE,Running Economy)。這是用以表示在跑步中能量成本效率的指標,概念等同於汽車的燃料費。相較於燃料費高的汽車,聲稱燃料費低的汽車將油門踩到底可以行駛更長的距離。

跑者是透過呼吸來消耗攝入的氧氣,並將體內的醣類或脂肪轉換成跑步所需的能量。※1即便以相同的速度跑步,能以較低氧氣消耗總量跑步的跑者,其RE會比需要更多氧氣的跑者還要優異。換句話說,即使RE較出色的跑者的氧氣消耗總量與RE較遜色的跑者一樣,卻能以更快的配速持續跑步。以「如何在不浪費能量的狀態下跑步」這層意義來看,RE與長跑者的表現密切相關。

※1 Factors affecting running economy in trained distance runnershttps://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15233599/ 
相對於VO2max與LT是表示有氧能量輸出的指標,RE則是如何有效地將已輸出的能量轉換成推進力的指標。
※1 Factors affecting running economy in trained distance runners
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15233599/ 

相對於VO2max與LT是表示有氧能量輸出的指標,RE則是如何有效地將已輸出的能量轉換成推進力的指標。

此研究名為「※2短跑者、中距離跑者、長跑者、400m跑者的有氧能力與跑步經濟性」。

據稱RE可以透過重複跑、坡道跑等動態感十足的跑步練習獲得改善。短中距離跑者的跑姿看起來確實步幅大且精簡。指導書籍上經常寫道:若要提升RE,較有效的方式是導入跳躍或衝刺等動作,進行高重量肌肉訓練或包含爆發性動作的增強式訓練(Plyometric Training),並提高肌腱剛性。如此一來,一直努力進行這些訓練的短跑選手之RE應該會比長跑者還要優異。然而,結果卻是相反的,以8、10、12㎞/h三種不同的速度來測量RE,都是長跑者的跑步成本較低。

一般認為改善跑步姿勢對RE的影響甚鉅,但事實上並非如此。有些研究認為跑姿是RE的關鍵決定因素,RE的個人差異有54%可歸因於姿勢上的差異。然而,針對這些論文進行廣泛的統合分析後,卻發現缺乏一貫性,透過改良跑姿來提升RE的效果僅有4~12%。

跑步教練往往將RE與跑姿混為一談。這是因為只要將「跑步經濟性」定義為「跑步姿勢的分析、評估與改善」,即可納入自己的專業領域來進行教學。然而,教練普遍認為優美的姿勢是否有助於提升某些跑者的RE則尚未可知。在某些情況下,即便頭部傾斜或擺手左右不對稱,對某些跑者而言RE反而更為出色。

RE與VO2max、LT一樣,無疑都是用以顯示有氧能力的正式指標,無法從外觀的跑步姿勢來判斷。具體而言,可以透過測量攝氧量來確定,即以最大有氧速度(Maximal aerobic speed,MAS。例如時速15㎞)來實施特定時間(例如5分鐘)的跑步機測試。因此,即使透過錄影等來進行跑步姿勢的分析與評估,也無法測出RE。

以RE來說,跑步姿勢只不過是應改善的要素之一。RE會隨著諸多要因而產生變化。先天性的RE會受到快縮肌纖維與慢縮肌纖維的比例(慢縮肌多一點比較有利)、生物力學上優良的體型(也就是體重輕、頭部小、膝下細長)等所影響。但很有意思的一點是,※進行坐姿體前彎等時候,如果身體僵硬,尤其是腳踝僵硬,則RE較佳。

※ Sit-and-Reach Flexibility and Running Economy of Men and Women Collegiate Distance Runners https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19050648/
※ Sit-and-Reach Flexibility and Running Economy of Men and Women Collegiate Distance Runners 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19050648/

後天性的RE還要考慮到孩提時期的運動量與開始跑步後的跑步紀錄。這是因為如果快縮肌持續進行有氧運動,會導致收縮速度較慢且適合長時間運動的Ⅱa型慢縮肌纖維在肌肉中逐漸增加。著地時的觸地與離地的熟練度也要考慮在內。

管理體重、穿上輕量的鞋子與服裝、跑在配速員身後,就連當天的精神狀態,都能提升RE。這些條件會使能量的代謝能力產生差異。

開門見山地說,提升RE的關鍵在於執行有氧慢跑並增加每月跑步里程。因為只要經常跑步,動作自然會愈發精簡,跑姿將有助於逐步養成經濟效益。

文章來源:科學化全馬sub3完賽指南