心率訓練第一步:掌握強度區間

徐敦傑
發表於2015/09/21
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心率、配速、與自體感覺是掌握訓練強度的三大因子,三者各有優缺點,要有最佳的訓練成效與效率,必須讓三者相互參照,才得以客觀與感受兼具,而不盲目訓練。

(圖片由作者提供)

心率訓練的起源很早,近年來隨著跑步運動的風潮與穿戴式裝置產業興起而再次被炒熱,人手一支心率錶已不再稀奇,雖然心率訓練也有許多變因與影響準確性的要素需考慮,但不可諱言的心率可說是目前最方便、且客觀的運動強度監測指標,撇開環境與器材等外在因素不談,要發揮心率訓練的效益,首先,你必須對強度區間有所了解,若一開始就設定不對,那再精準的器材也是忠實地反應錯誤訊息而已。


現在的穿戴式裝置多半能自行定義心率區間(圖片由作者提供)

要設定出適合個人的心率訓練區間,第一步要考量的是最大心率(MHR)與安靜心率(RHR),有了這兩個數值,我們才能設定出符合個人生理狀況的儲備心率(HRR)訓練區間。


和你相同年紀的菁英跑者,跑在馬拉松比賽的心率可能等同於你的乳酸閾值心率,不同體能的人用同樣的心跳數值來訓練,當然不正確(圖片來源:路透社)

至於為什麼要使用HRR,而非傳統用MHR直接依照最大百分比來設定呢?主要的考量是MHR的計算方式是從靜止心跳0為基準計算,無法反應出個體的體能水準差異,試想,同樣最大心跳190的兩個人,一位可能是從來不曾跑過步,一位可能是菁英跑者,若單純用MHR推估訓練區間百分比,兩個人會以同樣的心跳率來進行專項訓練,但可能會發生菁英跑者跑在馬拉松配速時心跳160,但新手熱完身就接近160了,兩個體能條件不同的人,用同樣的心跳區間數值進行練習,從訓練中所獲得的效益當然不同,也就是說,你用MHR設定的訓練區間,很可能不是你進行該強度時應該維持的心率。


最大心率、安靜心率是決定個人訓練區間最重要的兩個參數,而了解有氧閾值、乳酸閾值等強度和配速,則有助於更精細的掌握訓練負荷(圖片由作者提供)

研究顯示,有氧體能最客觀的評估指標之一:最大攝氧量(VO2max,需透過實驗室儀器測得)隨運動強度變化的百分比數值與儲備心率百分比數值幾乎完全吻合,因此Karvonen等人於1957年提出儲備心率法,將安靜心跳列入計算參數,以求得適合個體體能狀況的目標運動強度:

儲備心率 = 安靜心率+[(最大心率 - 安靜心率)x目標運動強度百分比]

HRR = RHR + [(MHR - RHR)x %Intensity]

以下以儲備心率來計算,配合著名教練Jack Daniels提供各訓練區間之最大攝氧量所得出的心率訓練區間,由於一般的穿戴式裝置多以五區為設定範圍,這邊我也以五個區間作為設定依據,我也將熱身區間列入設定,讓設定能更完整應用於從熱身到高強度不同的訓練類型。

1. 50%-59%HRR:恢復/緩和(Recovery)
這是訓練熱身與緩和適用的強度,跑在這個區間的目的主要是能促進血液循環,從靜止狀態提升肌肉溫度與心跳,以為接下來的訓練做好準備,或是在訓練後回到相對緩和的心跳與體溫,並利用血液循環排除代謝廢物,有助於訓練後的恢復。

此區間也適用於訓練負荷較大、或比賽後幾天的恢復跑,此時的慢跑目的並不在提升體能,而是增進血液循環,加速代謝廢物的排除,但若高強度訓練或比賽後有肢體不適的狀況,則透過游泳、騎自行車等較低衝擊的有氧運動,也有同樣的恢復效果,唯強度需控制得宜,以免恢復沒做到,還累積更多疲勞。

2. 60-74%HRR:有氧耐力(Endurance)
這個範圍相對廣的區間,是提升基礎體能最重要的一環,所有訓練的基礎應奠基在好的有氧體能上,有氧耐力應佔整體訓練計畫的60%以上,在基礎期時甚至有時會達到總訓練量的80%-90%,包含累積訓練里程的輕鬆跑、提升耐力的長距離慢跑等。

要特別注意的是有氧耐力的強度掌握,雖然在60-74%的HRR強度下都有助於有氧體能的提升,但若質與量拿捏不當,可能會累積疲勞而影響跑量累積或素質練習。量的拿捏與課表安排有關,本文內容暫且不提,質的部分可用有氧閾值(Aerobic Threshold,AeT)強度為參考指標。


乳酸濃度對應訓練負荷的曲線,當濃度來到2mmol/l為有氧閾值,4mmol/l則為無氧閾值,資料來源:SPDI實驗室

有氧閾值在近年的訓練論述上較少提到,它在運動生理上指的是運動中血液乳酸濃度為2mmol/l的運動強度,約為MHR的75%,或HRR的70%,在這個值以下血乳酸增加的幅度緩慢,乳酸代謝呈現良好的平衡,能量使用也以脂肪為主,體感是相當輕鬆的,跑者能以這個速度維持長時間的訓練而不易累積疲勞,更能鍛鍊身體使用脂肪作為能量來源的能力,故在基礎期的跑量累積與長距離慢跑時,可以試著採用60-70%HRR的強度來鍛鍊,找到這個區間最舒適的節奏。

3. 75%-82%HRR:馬拉松配速(Marathon Pace)
這個區間是馬拉松比賽的配速區間,對於某些體能水準較佳的跑者來說,甚至可用接近乳酸閾值底限(83%)的強度跑完一場全程馬拉松,在這個區間鍛鍊時的感受應是「游刃有餘、好像可以再快一點」的感覺,若覺得完成訓練後沒甚麼負荷,那配速可能太保守了,反之,若跑完覺得倍感吃力,則應調降配速,以馬拉松比賽來說,起跑時建議保守些,由75%HRR開始,過半程後依訓練或比賽當天的狀況逐漸提升至80-82%,若狀況很好,則在最後5公里不妨嘗試往乳酸耐力的強度逼近,創造佳績。

4. 83-88%HRR:乳酸耐力(Threshold)
乳酸與氫離子是運動過程中能量代謝的副產物,在較低的有氧強度區間下,乳酸會經由柯氏循環(Cori Cycle)回收並帶走氫離子,但乳酸會隨著運動強度提升與長時間的運動而持續累積,若代謝與產生無法維持平衡,血液的酸鹼值就會因氫離子濃度增加而降低,進而刺激肌肉神經造成腫脹、灼熱、甚至痠痛,運動表現只好下滑,這個乳酸代謝失衡的生理狀態也稱為乳酸閾值(Lactate Threshold)。


20-40分鐘的持續跑是典型的乳酸耐力訓練方式之一,在進展期到高峰期時每週一次的門檻跑,將能提升乳酸代謝能力,也讓馬拉松配速跑起來相對輕鬆,提升信心(圖片由作者提供)

我們可以透過乳酸耐力區間的訓練來鍛鍊身體代謝乳酸的能力,常見的方式有20-40分鐘的門檻持續跑或2-3000公尺一趟、共進行3-5趟的巡航間歇,乳酸耐力訓練屬於長跑專項體能,一般在進展末期、高峰期時實施。

5. 89-100%HRR:無氧耐力/攝氧能力(Anaerobic/VO2max)
這個區間又可分為89-94%HRR的無氧耐力與95-100%的攝氧能力,以馬拉松跑者來說,透過95%HRR以上強度的間歇訓練,可以提升最大攝氧量,讓攝氧能力達到目標競技水準;至於乳酸閾值到無氧耐力一般為10公里路跑賽的強度區間,其中89%HRR的強度又稱為無氧閾值(Anaerobic Threshold,AnT),在生理上是血液乳酸濃度為4mmol/l、乳酸濃度開始呈現第二次大量上升的強度,因此又稱為乳酸轉折點(Lactate Turnpoint,在學理上的定義與乳酸閾值不同,一般跑者進行訓練時,掌握乳酸閾值的強度進行訓練即可)。

參考資料:Joe Friel's Blog、Jack Daniels' Running Formula、Running for Fitness、UCD Institude for Sport and Health-Sport Performance Lab、SPDI實驗室

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