马拉松运动中大众跑者最大摄氧量研究

李文举 孙晓焱 张红萍 罗兰 王帅

摘要：马拉松运动中需要的供能是通过葡萄糖或者脂肪和氧气发生化学反应而得到的。所以运动强度越大、运动时间越长久，肌肉细胞需要的氧气也越多，相应地呼吸加快、加深，吸收和运送的氧气也就越多。随着强度的不断增加，人体向大气中摄取的氧气量也不断增加。但是这种增加不是无限的，当人体的机能完全用尽，运输氧气的能力就到了极限，这个极限值，也是最大值，就是所谓的“最大摄氧量”。本文将对马拉松运动中大众跑者进行运动研究，探讨其最大摄氧量在肺部气体交换能力（包括肺活量、潮气量） ;血液运输氧气的能力（包括血色素的含量） ;心脏的泵血能力（包括每搏输出、每分输出） ;肌肉细胞的利用能力（包括肌细胞内线粒体的活性，三羧酸循环的酶的活性等），这对马拉松运动的发展具有较强的研究价值和推动意义。

关键词：最大摄氧量;马拉松运动;应用研究;间歇训练;丹尼尔斯跑步训练法

中图分类号：G822.8      文献标识码：A 文章编号：1003-2177（2019）12-0097-03

0 前言

最大摄氧量是指肌肉的氧气供应完全依靠健康的心脏，它通过增加搏动的速率和每博输出量给肌肉提供更多的氧气。当心率和每博输出量增加时，身体每分钟的循环血量会大幅度增加，这就是心脏每分钟输出量增加了。当心输出量增加了，工作心肌将会得到更多的氧气，机体能利用氧气的最大量，即被称为最大摄氧量。（VO2max），也叫氧能。进一步说，既然最大氧输出量依赖于高效的呼吸系统，那么对最大氧输出量的测量，即可反映出这个人的心态心肺功能。测试最大摄氧量所得的数据即代表人体在剧烈运动中，每分钟能摄入的最大氧气量的能力。在马拉松运动中专业运动员在测试下都有一个较为可观的数值，男子专业跑步运动员可以达到85mL/（kg min）的最大摄氧量，其最大摄氧量能力较强。而对于大众跑者来说最大摄氧量的增加只能通过后期不断地训练才能达到一定数值。我们知道，耐力运动是依赖氧气的，相同条件下，人体能摄入和使用的氧气越多，就能燃烧更多的糖或脂肪，为运动提供更多的动力。在各项运动中，偏耐力运动项目的运动员最大摄氧量的能力略高于其他运动项目的运动员。所以有效地了解马拉松大众跑者中最大摄氧量的数值对于大众跑者的成绩的提高和研究都起着重要的作用。

1 最大摄氧量的研究方法

本文主要运用了文献资料法、综合分析法，通过查阅最大摄氧量在马拉松运动中运用的文献资料，并对其進行综合分析。

2 大众跑者如何进行最大摄氧量的测试

2.1 最大摄氧量有一些评估测试和计算的方法

比如丹尼尔斯跑步训练法，就提供了一个根据跑者的跑步成绩来推算最大摄氧量的方法，计算出跑者近似的最大摄氧量数值VDOT（即最大摄氧量的数值，中文译者将其译作跑力值）。一些网站也有类似的算法，根据跑者近期的最好成绩来计算其VDOT。还有一些固定的测试方法，来进行VDOT数值的计算，如Cooper 12分钟跑，Bruce跑台测试等，其中Cooper 12分钟跑测试根据12分钟内跑者跑的最长距离来进行计算。而Bruce跑台测试，结合了心率测试，在跑步机上进行，跑步机的速度和坡度随着时间梯度递增。但这些方法都是根据公式和跑步能力来进行推算，并不是直接进行最大摄氧量的测试，所以其数据只能作为参考值，而不是准确的最大摄氧量数据。如果要得到准确的数据，需要在实验室进行直接的测试。大众跑者想要自己测量跑步时吸入和呼出的氧气量并得到准确的数据，相对比较困难，因此对大部分大众跑者来说，可能并没有机会进行测试。但目前跑步手表和APP都有用户最大摄氧量的数据，这一数据也是根据跑者的跑步速度、心率和心率变化数据计算得到的。经过一段时间的训练，用户可以依据表上的数据进行对比，如果训练比较好，数据会提升，如果荒废一段时间的训练，该数值会下降。跑者既可以把这一数据看作近似的最大摄氧量数值，也可以作为自己当前跑步水平的对应值，比较这个数值的变化，就知道自己当前的训练状态了。如此看来，VDOT的中文翻译跑力值也是颇为恰当。对于业余选手来说，并不需要特别精确的最大摄氧量准确值，更多应该关心一段时间后它的变化情况。而这个近似计算得到的VDOT数值是很好的训练和身体状态的反应，也可以训练配速等等的参考。

表1和表2为普通成年男子和女子绝对和相对最大摄氧量一览表。

2.2 最大摄氧量等级表

表1和表2是郭辉经过实验得到运用SPSS制作的等级表，其中最大摄氧量并不等于吸入的氧气量，所以不是肺活量越大，或者呼吸频率越快摄氧量就越大。摄氧量是吸入的氧气与呼出氧气量的差值，也就是身体真正应用的氧气量。运动中，肌肉应用氧气，首先要经过血液运输，之后通过毛细血管运输到肌细胞内，氧气于肌细胞的线粒体内参与氧化反应。提高这几个环节的能力，都有助于提高摄氧量。比如提高血液中红细胞的数量，提高肌纤维内毛细血管的密度，提升肌细胞内线粒体的数量或者线粒体内氧化反应酶的活性等。好消息是经过系统的训练，这些都可以得到提升，比如有氧慢跑的累积，可以有效提升肌纤维内毛细血管的密度。但最大摄氧量能提升的范围有限，每个人有不同的上限，这就是天赋了。

3 大众跑者最大摄氧量的训练

3.1 高强度大负荷间歇训练

此训练法可帮助大众跑者保持体形，并能够显著降低体脂率，使其体成分比例向着更有利于马拉松运动需要的体成分比例发展。在训练中脂肪是重要供能物质，脂肪供能效率越高，体脂率的下降就越快，这样就可以为机体节省大量的糖原，对于马拉松运动来说节省大量的糖原为后半程的比赛提供能量基础，有利于有氧能力的提高。同时，由于在速度加快的情况下人体的肌肉必须充分收缩，而肌肉快速收缩能增进神经系统的协调性，因此这种训练方式能进一步对神经肌有所帮助。最重要的是心血管与心肺系统必须非常有效率地将含氧量高的血液输送到人体各部位的肌肉，并将糖分解所产生的副产品一起带走。

3.2 中负荷强度耐力训练

无氧阈水平上的运动负荷是乳酸的产生与消除处于平衡状态的临界点，是能够维持大运动量训练负荷的最大平均负荷。中负荷强度耐力训练，能够长时间地刺激运动员的心肺功能，尤其是运动肌的有氧代谢功能，使之更好地为马拉松跑者的需求发展。这个训练会强烈地刺激运动的肌肉部位，而适度的休息则可以帮助跑者适应这种状况，因此在这个阶段中，休息对于跑者而言是非常重要的。

3.3 循序渐进，科学训练

跑者所采用的肌力训练时必须具备完善的训练计划，而训练计划中的每个阶段都是建立于前一个已完成的训练上，因此不但要包含实用性高的运动项目，还要能协助跑者达成为比赛所设立的目标。此外，肌力训练必须要能彻底强化跑者肌肉的力量。糖酵解无氧代谢供能的无氧耐力训练会让跑者在面对距离较长的比赛时以熟练的跑步技巧跑完全程，但无氧训练运动比较不适合新手跑者。所以最大摄氧量的训练内容应依照跑者的身体状况进行调整，最重要的是在训练计划中的每个阶段跑者都应遵守肌力训练的原则，为比赛目标充分地进行准备。

3.4 间歇跑训练提高最大摄氧量，最大摄氧量水平跟跑步能力正相关

由于训练计划是依照跑者的心肺系统而制定的，因此，当跑者完成训练之后，会因一个改良后的"引擎"（即心肺）及一个因肌力训练而强化过的"底盘"在比赛中表现更出色。人体的最大摄氧量可以由心脏疲乏之前或肌肉疲乏之前的状态得知。了解人体心肺系统的状况后就能知道人体在快速步伐中到达疲劳状态的极限值（根据心跳状况）及人体所能负荷的最长跑程距离。由此可见，跑步能力的提升的确是可以量化，并转换成数据资料的。

4 結语

因此，最大摄氧量，是肺、心、血管、血液、肌细胞、酶等等多脏器、多组织协同联合作用的结果，不是某一单一器官的性能标签。最大摄氧量实际上是综合反应了某个体的最大的有氧能力。是一个综合指标。因此，也被国际上称为评价人体运动能力的“金标准”。如果你的最大摄氧量值很高，即使你目前的运动成绩一般，只要经过系统训练，解决技术问题，你的成绩一定能提高。反之，后天再多训练也很难达到高水平运动员的标准，这就是最大摄氧量这个指标的意义所在。大众跑者了解和掌握一定的知识和训练方法对于其运动都有重要的作用，以防运动过量或方式不当引发的运动损伤和健康问题。大众跑者需根据自身的具体情况具体去执行锻炼方法、运动量和强度的设计，这才是科学的态度。

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