4mM乳酸阈算法比较——以赛艇三级测试为例

黎涌明，季健民，陈小平，乌里·哈特曼

4mM乳酸阈算法比较
——以赛艇三级测试为例

黎涌明1，4，季健民2，陈小平3，乌里·哈特曼1

为探究运用内插法和指数回归法计算的4mM乳酸阈的差异性和相关性，选用79组赛艇三级测试中的血乳酸和功率数据，分别运用内插法和指数回归法算得79对4mM乳酸阈（P4－内插法和P4－指数回归法）。研究结果表明，无论分赛艇级别与否，P4－内插法和P4－指数回归法之间没有显著性差异。P4－内插法（x）和P4－指数回归法（y）间的直线回归方程分别为：y＝0.983x＋6.4885（n＝38，r＝0.978，男子公开级），y＝1.0138x－0.2885（n＝20，r＝0.988，男子轻量级），y＝1.1042x－17.63（n＝8，r＝0.998，女子公开级），y＝0.9904x＋3.64（n＝13，r＝0.990，女子轻量级），y＝0.997x＋2.9208（n＝79，r＝0.998，全体数据）。运用内插法和指数回归法计算的4mM乳酸阈可以进行比较。建议在运用4mM乳酸阈监控和评价运动员有氧能力的长期过程中采用一种恒定的计算方法。

运动训练；内插法；指数回归法；监控；评价

1 前言

自德国著名生理学家Hollman于1959年在第三届泛美运动医学大会上受邀进行有关气体代谢和血乳酸的报告，并首次提出通气阈和乳酸阈概念的雏形后（分别为Point of Optimal Ventilatory Efficiency，PoW和Pulse Endurance Performance Limit），有关通气阈和乳酸阈的研究就急剧增加［8］。Wasserman和McIlroy于1964年首次提出无氧阈（Anaerobic Threshold，AT）的概念［15］，此后，“阈”（Threshold，或德文的Schwelle）这一概念得以广泛使用，利用无氧阈这一指标评价人体的有氧能力也在运动实践中普遍采用［1］。相比于通气阈，乳酸阈这一指标在乳酸的酶检测法诞生后逐渐突显出其简单和实用的优势［9］。Mader等人在研究最大乳酸稳态（Maximal Lactate Steady State，MLSS）的基础上，发现最大乳酸稳态对应的血乳酸处于4 mM左右，并由此确定了4mM乳酸阈这一相对客观的评价指标［12］。将多级测试中得到的血乳酸和功率（或速度）进行匹配，可以制成一条关于血乳酸—功率（或速度）的曲线，根据这条曲线就能算得4mM血乳酸所对应的功率（P4）或速度（V4），这种4mM乳酸阈的算法包括内插法（Interpolation Method）［7，12］和指数回归法（Exponential Method）［13，14］两种。

赛艇是一项力量耐力型运动，其80%～85%的能量供应来源于有氧供能系统［4］。鉴于这一项目特征，赛艇训练的负荷量以低强度为主，以使运动员形成一个扎实的有氧基础［6，11］。有氧能力的评价和监控在长达数月甚至数年的系统训练中起着至关重要的作用，不同训练强度正是基于对有氧能力的监控和评价而制定的（如高水平的赛艇运动员在一年内需要进行6～8次多级测试）。然而，使用何种计算方法（内插法或指数回归法）来计算P4，并在长年的训练监控和评价中有效应用，是目前训练实践中存在的疑惑。

鉴于目前还未见有关两种P4计算方法比较的研究，以及训练实践中教练员存在的疑惑，本研究将对赛艇三级测试中测得的血乳酸和功率数据，运用内插法和指数回归法两种方法来计算P4，并对二者进行比较，以探究运用内插法和指数回归法计算P4的结果的差异性和相关性。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

选取某省赛艇队29名男子（运动等级≥国家一级，其中公开级19名，轻量级10名）和14名女子（运动等级≥国家二级，其中，公开级5名，轻量级9名）运动员两次三级测试（分别在冬训和夏训）中的血乳酸和功率数据（共79组数据）进行研究。各运动员都熟悉三级测试的流程（表1）。

表1 本研究受试者基本信息一览表Table 1 General Characteristic of Subjects

2.2 实验流程

赛艇测功仪三级测试由3个8min（强度分别为2 000 m测功仪全力划功率的55%、65%和75%）组成，每2级之间静息1min，采集安静时、每级强度后即刻以及第3级强度结束后的第3、5、7和10min的耳血［5］。测试结束后，每名受试者对应3个血乳酸值（第1级后，第2级后，第3级后最大值）和3个功率值（每1级强度对应的功率），此6个数据为1组，共79组数据。测试采用的测功仪为美国产ConcepII D型（Concept II model D，Morrisville，VT，USA），血乳酸分析仪为美国产YSI－1500型（Yellow Springs Instruments，Yellow Springs，OH，USA）。

2.3 4mM乳酸阈算法

所有数据用EXCELL进行处理，分别用内插法和指数回归法对各个赛艇级别的数据以及所有数据整体（即不分赛艇级别）进行计算，求得79对P4值，并将每个级别（以及整体）由内插法得到的P4（P4－内插法）和指数回归法得到的P4（P4－指数回归法）进行显著性和相关性分析。内插法和指数回归法计算方法如图1所示。

2.4 数据分析

运用t检验对各赛艇级别组及整体进行P4－内插法和P4－指数回归法的显著性分析，选用0.05的显著水平。运用皮尔逊相关系数对各赛艇级别及整体进行P4－内插法和P4－指数回归法的相关性分析。

图1 本研究内插法和指数回归法计算4mM乳酸阈示意图Figure 1. Demonstration of Interpolation Method and Exponential Method in Calcuating 4mM Lactate Threshold

3 研究结果

基于内插法和指数回归法的计算公式y＝［（y2－y1）×（x－x1）／（x2－x1）］＋y1和y＝A×e＾（B×x）（图1），79组血乳酸和功率数据被算成79对数据（P4－内插法和P4－指数回归法）。各赛艇级别的4mM乳酸阈（P4）如表2所示。由指数回归法算得的P4要高于由内插法算得的P4值（对于整体高2.2W，0.78%），但是无论对于各赛艇级别，还是对于整体，这种差异并没有显著性（P＞0.05）。

表2 本研究各赛艇级别三级测试P4值（Watt）一览表Table 2 P4in Each Rowing Discipline

根据不同赛艇级别，求得4个线性回归方程，男子公开级对应的线性回归方程为y＝0.983x＋6.4885（n＝38，r＝0.978），男子轻量级为y＝1.0138x－0.2885（n＝20，r＝0.988），女子公开级为y＝1.1042x－17.63（n＝8，r＝0.998），女子轻量级为y＝0.9904x＋3.64（n＝13，r＝0.990，图2）。不考虑赛艇级别，79对数据整体所对应的线性回归方程为y＝0.997x＋2.9208（n＝79，r＝0.998，图3）。

图2 本研究各赛艇级别P4－内插法和P4－指数回归法比较示意图Figure 2. Comparison of P4－intand P4－expin Each Rowing Discipline

图3 本研究全体P4－内插法和P4－指数回归法比较示意图Figure 3. Comparison of P4－intand P4－expfor All Subjects

4 讨论

本研究分别运用内插法和指数回归法对79组赛艇三级测试过程中的血乳酸和功率数据进行计算，分别求得P4－内插法和P4－指数回归法，结果表明，由两种计算方法得到的P4并没有显著性差异。

指数型递增是血乳酸在多级测试中的典型变化规律［3］，内插法和指数回归法都没有否定血乳酸的这种变化规律。赛艇三级测试的各级强度（2 000m功率的55%、 65%和75%）是Hartmann和Mader等人经过研究制定出来的［5］，根据这种设计，血乳酸2mM应该出现在第一级（55%）和第二级之间（65%），血乳酸4mM则出现在第二级（65%）和第三级之间（75%）。但是，当这三级强度设定的参照点（即2 000m功率）未能真实反应运动员的三级测试时的真实能力时（如2 000m功率是半年前测试的结果，或者运动员在2 000m测试中未尽力发挥），则有可能出现4mM血乳酸出现在第一级和第二级之间或者出现在所测三级之外。因此，运用内插法进行P4的计算时，首先需要判断4mM血乳酸出现在哪个区域，只有当其出现在第一级和第二级之间，或者第二级和第三级之间时，运用内插法才能求出P4。相反，不管三级测试时4mM血乳酸出现在哪两级之间，或者是否出现，只要三级测试的血乳酸呈现指数变化规律，运用指数回归法都能求出P4。但是需要注意的是，当三级测试中4mM血乳酸未能按设计要求出现在第二级和第三级之间时，此三级测试本身的有效性就受影响，即使可以运用指数回归法求得一个P4值，此P4值的准确性也值得怀疑。

当三级测试中血乳酸确实呈现指数型变化，并且4 mM血乳酸也处于第二级和第三级强度之间时，内插法和指数回归法的区别就在于第二级数组（x1，y1）和第三级数组（x2，y2）之间是直线连接还是指数曲线连接（图1）。在本研究的79组数据中，绝大部分情况下当y＝4时，x指数回归法＞x内插法，即血乳酸＝4mM 时，P指数回归法＞P内插法。但由于这两级之间的间隔很小（功率为2000m功率的65%～75%），第二级数组和第三级数组之间的指数曲线趋近于直线，所以，尽管P4－指数回归法＞P4－内插法，但是差异却很小（表2，整体平均差异为2.2Watt或0.78%）。这个差异首先在统计学上不具有显著性，另外，它也远小于整个三级测试过程中其他环节出现的误差（如血乳酸测试过程中产生的误差就为2%～3%［2］）。所以，运用内插法和指数回归法求得的两个P4之间的差异可以忽略不计，内插法和指数回归法都可用于计算P4，由这两种方法算得的P4可以进行比较。但是，作为评价有氧能力的一个监控和评价指标，P4在高水平赛艇运动员全年的训练过程中的变化本来就细微（如波兰国家赛艇队运动员在赛季3～7月间每个月P4变化平均只有2.6Watt［10］），因此，为了尽可能的减小测试和计算过程中的误差，提高纵向评价的有效性，建议在运动训练过程中采用一种恒定的P4计算方法。

5 结论

本研究选用79组赛艇三级测试中的血乳酸和功率数据，运用内插法和指数回归法对4mM乳酸阈（P4）进行计算，求得的P4－内插法和P4－指数回归法之间没有显著性差异。内插法和指数回归法都可用于计算4mM乳酸阈，由内插法和指数回归法求得的4mM乳酸阈具有可比性。为了进一步提高测试数据分析的相对客观性，建议在运用4mM乳酸阈监控和评价运动员有氧能力的长期过程中采用一种恒定的计算方法。

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Comparison between Methods in Calculating 4mM Lactate Threshold—With an Example in Rowing Step－test

LI Yong－ming1，4，JI Jian－min2，CHEN Xiao－ping3，HARTMANN Ulrich1

The objective of this study was to investigate the difference and correlation between 4 mM lactate threshold calculated with interpolation method（P4－int）and exponential method（P4－exp）.79sets data of lactate and power from step tests in rowing were selected，and calculated with interpolation method and exponential method，respectively.It was found that there was no significant difference between P4－intand P4－exp.The linear regression functions for P4－int（x）and P4－exp（y）from the selected data were：y＝0.983x＋6.4885（n＝38，r＝0.978，heavyweight men），y＝1.0138x－0.2885（n＝20，r＝0.988，lightweight men），y＝1.1042x－17.63（n＝8，r＝0.998，heavyweight women），y＝0.9904x＋3.64（n＝13，r＝0.990，lightweight women），y＝0.997x＋2.9208（n＝79，r＝0.998，all）.It was concluded that 4mM lactate threshold calculated with interpolation method and exponential method were comparable.Recommendation was given that one certain method of calculating 4mM lactate threshold should be fixed during the longitude monitoring and diagnostics of aerobic capacity in long－term training.

Sporttraining；interpolationmethod；exponentialmethod；monitoring；diagnostics

G804.2

A

1000－677X（2012）10－0073－04

2012－07－09；

2012－09－15

国家体育总局科研项目（2011A028）。

黎涌明（1985－），男，湖南人，在读博士研究生，研究方向为运动生理学和训练学，Tel：（020）37418035，E－mail：liyongming08＠gmail.com；季健民（1965－），男，广东人，硕士研究生，生化分析师，E－mail：517560877＠qq.com；陈小平（1956－），男，山东人，博士，教授，博士研究生导师，研究方向为运动训练学，Tel：（0574）87600227，E－mail：chenxiaoping＠nbu.edu.cn；乌里·哈特曼，男，德国人，博士，教授，研究方向为运动生理学和训练学，Tel：0049 0341－9731700，E－mail：uhartmann＠uni－leipzig.de。

1.德国莱比锡大学体育科学学院，莱比锡04109；2.广东省体育科学研究所，广东广州510663；3.宁波大学体育学院，浙江宁波315211；4.广东省船艇训练基地，广东广州510545

1.Faculty of Sport Science，University of Leipzig，Leipzig 04109，Germany；2.Guandong Institute of Sport Science，Guangzhou 510663，China；3.Faculty of Physical Education，Nibong University，Ningbo 315211，China；4.Guangdong International Rowing＆Canoeing Center，Guangzhou 510545，China.