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【体能探索 第34期】有氧训练中血流阻断法对耐力运动员的作用及影响因素

摘要:

结合血流阻断法(Blood Flow Restriction,BFR)的低强度有氧训练可以改善最大摄氧量,延迟乳酸堆积起点(Onset of Blood Lactate Accumulation,OBLA)的到来,并可能提高缺乏训练人群的运动经济性。这种训练方式也可以改善训练有素运动员的相关生理指标。有氧BFR训练对于康复训练人群、训练时间有限的人群来说具有重要作用,或作为一种辅助性的训练刺激来引起训练适应。然而,与一般的耐力训练类似,与非耐力运动员相比,耐力运动员在使用有氧BFR训练要想引起相关生理指标适应性变化,需要额外的考虑。本篇综述的目的是讨论有氧BFR训练对训练有素的耐力运动员的急性和慢性影响,并强调有效训练实施过程中的注意事项。本论文首先强调了影响耐力表现的关键生理因素,然后讨论了有氧BFR训练的急性和慢性反应以及它们对运动表现的影响。最后,讨论了在训练有素的耐力运动员中制定和监测有氧BFR训练方案的考虑因素,以更新关于如何实施BFR训练的观点。

关键词:血流阻断训练、血管闭塞、生理决定因素、有氧运动方案制定、间歇训练适应、训练负荷

一、前言:

耐力运动员的VO2max、OBLA和运动的经济性都与运动成绩呈正相关。因此,这些生理指标是大多数耐力训练计划的关键目标,大量科学文献证实,使用高强度间歇训练(High Intensity Interval Training,HIIT)是一种节省时间的有效方法(与干预训练时间有关),HIIT可以提高无论是新手或是精英运动员的VO2max和OBLA。然而,HIIT引起的生理指标和运动表现改善的程度和原因取决于训练方案。但频繁和持续使用HIIT会导致过度训练,因此,这种训练方式一般只占运动员整体训练量的20%以下。而有一种替代或辅助HIIT的训练方式,能够同时提高VO2max、OBLA和动作经济性,并产生与HIIT相似,甚至更优的适应性,这对耐力运动员有很大的益处。

结合BFR的有氧训练可能提供这样一种效果。在非耐力型项目运动员中,三到四周的低强度有氧BFR改善了他们的VO2max、OBLA和力量(表明对运动的经济性也有好处)。也有证据表明,有氧BFR训练还可以改善训练有素的耐力运动员的这些生理指标。事实上,有氧BFR干预已被证明可以提高耐力运动员的VO2max约9.1%(基准线VO2max 63.0 ml·kg-1·min-1),但没有对这一人群的OBLA或运动经济性进行研究。因此,在运动员的训练中纳入BFR以提高耐力表现的具体建议尚不明确。在类似的定量训练量下,应用BFR会提高生理压力,因此制定有氧BFR运动的方案并监控训练量和强度是十分重要的,也是耐力运动员必须考虑的。

除了对非耐力型运动员提供一般性建议,耐力型运动员为了提高成绩在进行有氧BFR训练时应作额外的考虑。如对训练建议、加压臂带的使用和训练设计等的考虑是必要的。因此,本综述讨论了有氧BFR训练以提高耐力表现的潜在好处和实施过程方法。首先,本文将总结VO2max、OBLA和运动经济性的生理限制。然后将强调有氧BFR训练引起的相关生理指标的急性反应和慢性反应。最后将概述实施有氧BFR运动以提高耐力表现的实施方法,其中包括加压臂带的使用、训练设计和监测训练负荷的注意事项。因此,本综述既提供了对当前文献的概述,也提供了对耐力运动员实施BFR的潜在益处和考虑因素的前瞻性观点,这可以为未来的研究人员和从业人员提供思路。

二、影响耐力表现的生理指标

良好的VO2max、OBLA和运动经济性指标能使耐力运动员在长时间比赛中保持较高的功率输出或速度。尽管在VO2max下的功率/速度只能维持几分钟,但较高的VO2max会使得VO2max下的运动持续时间延长。OBLA下的功率/速度是由运动的经济性决定的,它代表了一个人在VO2max下可以持续的的时间。VO2max、OBLA和运动经济性都被证明与耐力表现呈高度正相关。人们认识到,耐力表现也受到一系列内部(如对碳水化合物的利用率和水合状态)和外部(如环境条件、团队合作和战术因素)的影响。这些额外的考虑因素与BFR没有直接关系,因此将不作讨论。

三、最大摄氧量的生理限制

一个人的VO2max受中枢(氧气在体内的输送)和外周(吸入氧气)系统的限制,这两者取决于运动员的先天心血管机能。例如,心血管健康状况较差的人(VO2max< 55 ml·kg-1·min-1)的VO2max受到中枢和外周系统的限制,而心血管健康状况较好的人(>55 ml·kg-1·min-1)具有更强的吸氧能力,因此更受体内氧气输送变化(中枢系统)的影响。通过增加心输出量或血液的携氧能力,可以提高氧气的输送能力。年龄相近的久坐者和训练者之间的最大心率相差无几,心输出量的增加主要是通过左心室增厚来引起的每搏输出量(stroke volume,SV)的提高。重要的是,训练引起的左心室肥大不会像高血压引起的左心室肥大那样造成有害影响;超声心动图测量显示,这两种类型的左心室肥大是由不同的结构和生理适应引起的。此外,VO2max与血容量相关(r=0.65),但与血红蛋白质量(r=0.95)更加相关,后者是影响血液携氧能力的重要因素。因此,旨在提高VO2max的耐力运动员应将训练重点放在增加SV和血液携氧能力上。

四、OBLA的生理限制

OBLA的出现早晚取决于运动中的肌肉吸收和利用氧气补充ATP的能力,以及其他组织对乳酸的吸收和利用能力。毛细血管密度的增加使血液输送速度加快和扩散距离的减少,可以改善吸氧能力和加快代谢废物清除。事实上,每平方毫米的毛细血管数量与有氧能力有关,并分别与OBLA(r=0.74)和耐力表现(r =0.50)显示出高度和中度的相关性。然而,在耐力自行车运动员中,与每平方毫米的毛细血管数量(r=0.50)相比,毛细血管与肌纤维的比值(r=0.88)与耐力表现的相关性更强。因此,有可能是肌肉纤维的大小限制了毛细血管的密度,并随之限制了OBLA。

对肌肉横断面和纵断面收集的数据研究表明,除了增加毛细血管密度外,更强的骨骼肌缓冲能力可以提高OBLA并改善耐力表现。细胞内和细胞外的缓冲系统起到了防止细胞内H+积累的作用,从而减轻了代谢性酸中毒,而代谢性酸中毒可以抑制肌肉收缩(即横桥周期)和无氧代谢(即糖酵解)过程。提升缓冲能力可以延缓疲劳,并在任何给定的训练负荷下增加氧化磷酸化的速度,使在OBLA下产生的更大的功率/速度。

五、运动经济性的生理限制

在VO2max下的功率/速度是由运动的经济性决定的,这与I型肌纤维的百分比呈正相关。然而另一方面,I型纤维相对产生力量较小,限制了动作的经济性。在训练有素的自行车运动员、跑步运动员和越野滑雪运动员中,无论肌纤维类型比例如何,在给定的运动强度下,有更强的肌肉力量会降低运动的耗氧量。因此,运动经济性的改善可以通过增加肌肉横截面积和兴奋-收缩耦联的效率来实现。事实上,保持肌肉的兴奋性可以防止兴奋-收缩耦联和代谢通量的减少,否则在长时间的运动中会增加特定训练负荷的耗氧量(即运动经济性降低)。Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶都负责调节维持高跨膜梯度的离子泵的活性。因此,提高Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶泵的浓度可以减少一定速度/功率下的耗氧量,从而提高运动的经济性,使耐力运动中在VO2max下能维持更长的时间。

六、提高耐力表现的传统耐力训练

VO2max、OBLA和运动的经济性都可以通过传统耐力训练(即没有结合BFR)得到改善,但传统训练对精英运动员收效甚微。低强度到中等强度的训练通常至少占耐力运动员总训练量的80%。这种强度的训练可以使非专业运动员人群的VO2max和OBLA产生较大的改善;但对于专业耐力运动员却作用不大。然而,运动员剩余20%的训练量通常以HIIT的方式进行,这可以持续改善他们的VO2max和OBLA。改善的程度取决于HIIT间歇的持续时间、强度和训练:间歇的比例,以及训练的总时间。事实上,在强度达到或超过VO2max的情况下,较短的间歇(≤2.5分钟,训练间歇比为2:1至1:9)可以在4周内提高VO2max和OBLA(VO2max和OBLA分别提高8.7ml·kg-1·min-1和16%)。较长的(>4分钟;2:1的训练间歇比)间隔,在88-100%最大心率的强度下,也可以提高VO2max(3.7%)和OBLA(10%),但引起这些变化所需的时间通常在12周以上。

HIIT虽能提高VO2max和OBLA,却不能改善耐力运动员的运动经济性。然而,使用抗阻训练已被证明可以改善缺乏抗阻训练的耐力自行车运动员、跑步者和越野滑雪者的运动经济性。例如,每周进行3次史密斯架半蹲力竭的训练(4组×4次,强度4RM),可使半蹲最大力量提高约33%,在70%VO2max下的跑步动作经济性提高约5%。据报道,阻力训练也增加了Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶的活性,这两种酶可能有助于在长时间运动中提高运动的经济性。尽管抗阻训练似乎对缺乏抗阻训练的耐力运动员的提升运动经济性有很大的帮助,但介于专项考虑,这些运动员训练可能会在同一堂训练中同时进行HIIT和抗阻训练。因此,如果有一种替代的训练方法,使耐力运动员同时获得HIIT和抗阻训练带来的好处是很有吸引力的。

七、提高耐力表现:血流阻断法

要使BFR训练提高耐力表现,它必须提高VO2max、OBLA、运动经济性等这些生理限制因素。结合BFR的低强度有氧训练改善了非专业运动员人群的VO2max、OBLA、最大力量和Na+-K+-ATP酶活性的增加,表明这种训练对提高运动经济性有好处。这些由BFR刺激引起的改善受到臂带压力大小和加压模式(间歇性加压或持续性加压)的影响。在早期的研究中,臂带压力大小被规定为固定数值(通常以毫米汞柱表示),然而最近的研究使用阻断血流所需的臂带最小压力值的百分比(即动脉阻塞压力,Arterial Occlusion Pressure,AOP),以避免造成与动脉完全阻塞有关的风险。充气臂带可以在训练间歇中使用(即间断使用),也可以在持续训练或间歇训练中使用(即持续使用)。因此,结合有氧BFR的训练刺激将直接影响训练的急性生理反应和引起之后的慢性生理适应。BFR引起的训练适应的主要机制据研究与抗阻训练有很大的关联。充气臂带引起的缺氧和代谢物积累是目前认为促成训练适应的主要机制。潜在的适应性途径(即次要机制)可能在不同的训练模式之间有所不同。在以有氧为基础的运动中,缺氧使主要的能量产生途径从有氧代谢转向无氧代谢,随后加速无氧运动引起的代谢物的产生。因此,通过BFR减少了流向运动肢体的动脉血流,从而减少了对肌肉组织的氧气输送。这反过来又增加了代谢物的产生,这些代谢物由于静脉阻塞而在局部累积。用BFR进行阻力训练时产生的代谢压力被认为是适应性过程的一个重要因素。其结果是II型纤维募集程度和细胞大小的增加,这可能有助于激活与雷帕霉素靶蛋白途径以及卫星细胞激活和增殖有关的信号级联放大。此外,与不结合BFR的训练相比,BFR训练中造成的局部缺氧和“再灌注循环”(即阻断血流后再让血流重新流通)会增加氧化应激反应(oxidative stress,OS)。单次中等强度的BFR跑步训练所引起的的氧化应激反应增强与血管生成的信号蛋白增加有关。

八、提高最大VO2max:血流阻断法

尽管在训练有素的耐力运动员中,BFR有氧训练中还没有被广泛研究,但在训练有素的男性运动员中,使用BFR已被证明可以增加VO2max(VO2max>61.2ml·kg-1·min-1)。例如,经过4周的低强度(2 mmol·L-1)BFR划船训练(2组,每组10分钟,每周训练3次),VO2max和在VO2max下的输出功率分别增加了9.1和15.3%,这一研究结果在不含BFR的情况下完成同样的划船训练时没有发生。此外,在30秒全力冲刺的间歇恢复中的一半时间(间歇恢复期=4.5分钟)使用压力约130毫米汞柱的BFR,使耐力自行车运动员的VO2max增加4.5%。尽管在间歇恢复期和运动持续期间使用BFR的研究结果没有可比性,但这些自行车运动员的VO2max增加了4.5%,同时精英赛艇运动员的VO2max增加了9.1%,这表明BFR训练可以提高已经具备高度有氧能力的运动员的VO2max。

但目前还缺乏关于训练有素的运动员在进行以有氧为基础的BFR训练后提高VO2max的机制的证据。然而,可以通过推断未经训练的人群的大量文献数据来讨论机制的合理性。有氧训练过程中结合BFR与VO2max的急性降低有关(约17%),这是由于静脉血流汇集,导致每搏量减少。在BFR干预下,为了在既定的训练负荷保持必要的心输出量,心率会增加,从而导致更大的心血管压力,这是提高训练和非训练人群VO2max的一个关键因素。事实上,心率迅速升高会增加心脏的压力,从而提高每次运动时的SV,使得在正常运动中提高VO2max。BFR引起的SV改善的直接原因尚未明确,然而在BFR运动期间更高的平均动脉压和迅速升高的心脏压力可能引起左心室肥大。

在心脏功能发生适应性变化的同时,6周的中等强度有氧BFR训练增加了日常活动活跃男性在干预训练后休息时股动脉直径,表明BFR运动中的氧气输送量更大。尽管股动脉直径与VO2max呈正相关(r2 =0.83),但在不包含BFR条件下,这一结果没有发生。股动脉直径增大的可能机制是BFR臂带放气时引起的缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury)。事实上,在臂带放气时,血管顺应性降低,表明发生了内皮损伤随之引起的的中性粒细胞和血小板的激活,产生活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)。由此产生的OS降低了血管扩张剂如一氧化氮的生物利用率;然而,ROS的清除能力已经通过有氧BFR训练干预得到了改善。这种慢性适应使得血管舒张剂的生物利用率更高,从而在正常运动中减少了微血管的阻力,继而增加了外周血流量。

但并非所有的有氧BFR训练干预都能引起受试者VO2max的提高,这很可能与每次训练制定的训练强度有关。事实上,在BFR干预的VO2max运动强度条件下,将臂带压力设置为非完全闭塞VO2max值时,相关的心血管压力较小。因此,在制定BFR训练计划以提高VO2max时,BFR运动强度的制定是一个重要的考虑因素,以确保有足够的相对运动强度来引起训练适应。

九、提高OBLA:血流阻断法

初步数据表明,与提高VO2max相比,有氧BFR训练可以更显著提高OBLA。在速度递增步行测试中加入BFR干预,可使对应于OBLA的摄氧量瞬时减少15%,伴随着VO2max的下降,而在OBLA下的的VO2max百分比与非BFR相比没有差别。这一发现表明,在任何固定训练量下,结合BFR会增加相对运动强度,这对改善OBLA很重要。事实上,在4周的间歇骑行(训练间歇比2:1)中,在约66W的情况下,通过BFR干预最后使在OBLA下的功率输出增加了16%,与不含BFR的训练相比,功率输出在低强度下增加了6%,在高强度(大约236W)的增加了25%。

通过计算训练干预前到干预后的组间效应量显示,与正常低强度训练相比,同等强度下的BFR训练产生了中等程度的改善(d= 0.34),与正常高强度训练比,同等强度下的BFR训练有小程度的改善(d=0.18),但在不同条件下没有发现差异,这可能是因为统计功效较小(β=0.58)。因此,与传统的HIIT相比,在更高的运动强度结合BFR可以对OBLA产生相近或更大的的改善,因为改善的程度取决于相对强度。OBLA的改善可能是通过血管适应性变化引起的更佳的肌肉利用氧气效率和代谢物清除速率来实现的,而在训练中使用BFR的方法也会决定作用效果和机制。持续和间歇性的BFR干预都会导致局部缺氧,这可以单独地激活血管生成的生长因子,然而引起该情况发生的机制可能会有所不同。持续的BFR降低了氧张力,增加了代谢压力,通过一氧化氮独立通路刺激肝窦毛细血管化的形成。然而,间歇性BFR主要通过增强剪切应力刺激血管生成引起重复缺血和再灌注损伤。需要更多的研究来确定持续和间歇性的BFR是否对改善OBLA的幅度有所区别,因为这可能会影响臂带充气/放气的时机选择。除了使用BFR加压的方式外,在抗阻训练期间,用80%AOP的间歇性BFR增加了血管生成信号。因此,如何调节使用BFR臂带压力似乎对引起生成血管很重要,这是改善OBLA的一种可能机制。

细胞内缓冲能力的提高是BFR引起OBLA改善的另一个可能机制。四周的30秒冲刺间歇训练(4.5分钟的恢复期),在每次恢复间歇的一半时间使用BFR加压,使耐力自行车运动员的临界功率(指身体处于乳酸阈时所输出的功率)增加了3.3%,而没有发生血管生成或线粒体生物合成,表明代谢物的清除不是引起临界功率改善的原因。可能的机制是由于细胞内缓冲能力的增强,因为临界功率的改善不依赖于代谢物的清除。与训练前相比,在90%峰值功率时大腿净乳酸释放量减少了16%,这一理论得到了BFR引起的股动脉直径和氧气输送增加的支持。利用多普勒血流和动静脉采血计算了90%峰值功率时的大腿摄氧量,股外侧肌线粒体蛋白质含量没有变化。因此,细胞内缓冲能力的提高是净乳酸减少的最可能的机制,并且可能是BFR在非限制性运动中改善OBLA的一个额外机制(对血管生成)。

十、提高运动经济性:血流阻断法

与VO2max和OBLA相比,BFR训练对运动经济性的影响还没有得到研究。然而,BFR引起的最大力量和Na+-K+-ATP酶活性的改善表明其对运动的经济性有潜在的好处,因为这些指标有助于减少在长时间的次极限运动中的氧气消耗。在日常活动活跃人群中,4周的自行车运动(15分钟,40%VO2max强度)持续结合BFR使得最大伸膝力量增加7.7%,研究人员认为这一结果是由于股四头肌横截面积增加5.1%引起的。BFR步行也被证明可以提高日常活动活跃人群的最大力量,但对常进行抗阻训练的篮球运动员没有提升,表明BFR引起力量的提高可能受训练水平影响。这意味着BFR运动对运动经济性的影响也有可能受运动员的训练历史影响。

除了力量的增加,在间歇期结合BFR的有氧间歇训练(训练间歇比2:1)已被证明会引起不同富含Na+-K+-ATP酶的的特定纤维类型的增加。这种增加可能有助于在90%的峰值功率下单侧伸膝时,使腿部K+释放量净减少,并使得与非BFR条件相比,到达力竭时间延长12%。BFR训练后到达力竭时间的延长可能表明运动的经济性得到了改善,尽管这一想法没有得到检验。此外,训练引起的Na+-K+-ATP酶的亚型FYXD-1的增加与肌肉缺氧程度和乳酸积累(BFR训练的重要影响)无关,而是与BFR引起的氧化应激和磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)信号有关。这表明间歇性BFR相关的氧化应激可能会使Na+-K+-ATP酶异构体比持续性BFR有更好的改善。然而,需要进一步研究以确定有氧BFR训练干预中Na+-K+-ATP酶亚型的增加是否能改善运动的经济性,因为这可能会影响有氧BFR训练的方式,特别是臂带的充气和放气的时机。

十一、耐力型运动员BFR有氧运动方案的制定

尽管有氧BFR训练干预可以提高VO2max、OBLA和潜在的运动经济性(图1),但在针对提高耐力运动员的这些指标时,没有具体的训练实施建议。最近的一份立场声明强调了实施有氧BFR训练的一般性指导原则:尽量减少损伤风险。然而,对耐力运动员应该具体强调改善耐力表现的关键生理指标。

十二、耐力运动的BFR压力设定

BFR的压力设置应该根据个体AOP,而不是随意设为一个定值,因为受试者之间存在差异,否则可能会导致动脉完全阻塞、欠佳的训练刺激,或形成血栓。对固定臂带压力产生的生理适应也是存在个体差异的,因此固定的压力设置将可能导致每个运动员受到不同程度的BFR压力,从而产生不同的生理适应。考虑到这些个体间的差异,以及臂带宽度的差异,根据一定比例的AOP来设置臂带压力大小可以实现类似的相对BFR刺激强度。一个人的AOP受到肢体周长、血压、臂带宽度、身体朝向以及身体姿势的影响。在使用较大(13.5厘米;r2=0.49)或较小(5厘米;r2 = 0.16)宽度袖带时,腿部AOPs的大部分个体间差异可以根据大腿周长解释。然而,与较宽的袖带相比,较窄的臂带需要更大的绝对压力值来达到AOP。同样,由于体位性舒张压增加,直立体位与仰卧体位测量相比需要更大的AOPs。根据上述提及的BFR的考虑,以下提供了实践中确定AOP的建议。

处于仰卧位的人推荐的BFR压力(AOP的40-80%),因此不能与坐位或站立位时的AOP直接比较。事实上,当使用11.5厘米的臂带时,仰卧位的AOPs比坐姿或站立时分别低9.1%和29.4%。虽然AOP可以在站着或坐着时确定,但在运动时推荐使用的压力仍应在仰卧AOP的40-80%之间。实际上,这相当于使用11.5厘米宽的臂带时站立位AOP的28-56%和坐立位AOP的36-73%。使用5厘米宽的臂带时推荐的对应压力数值还没有得到研究,由于窄袖带比宽袖带需要更大的压力来造成血流阻断,因此无法提供推荐范围。

在选择用于测定AOP的身体位置时,需要考虑臂带位置、身体倾向和测量前的休息时间。对于涉及下肢参与的运动,臂带的中心应直接放在股动脉上,以确保准确的AOP测量和每次训练有相近的BFR压力值。确定臂带位置后,运动员必须在仰卧、站立或坐着的体位上休息5分钟,然后再进行AOP测量,仰卧和站立的体位要求手臂在身体两侧并放松。然而,要在自行车上测量AOP,应将脚跟放在离受试者最远的踏板轴上(即伸膝),同时向车把倾斜,因为这个姿势与真正骑车时的姿势接近。在选择仰卧、站立或坐着的身体姿势时,必须考虑运动员可以在哪种姿势进行并保持5分钟的休息和AOP测量。

在有氧训练中使用BFR时,臂带压力、运动表现和随之引起的训练适应之间存在权衡。例如,将臂带压力设置从AOP的45%增加到60%,使得在由10秒重复最大冲刺和20秒恢复组成的骑行训练中,完成的总工作量减少了37%(总冲刺13次而非7次)。此外,与45%AOP压力的BFR下(-24.6%)和60%AOP压力下的非BFR条件(-8.6%)相比,60%AOP压力下的BFR冲刺导致等长收缩下最大力量下降(-47.5%)得更多。这些结果表明,更大的臂带压力会降低单次运动表现;然而,这可能不会影响训练的适应性。事实上,在使用40%或90%的AOP压力进行8周的阻力训练(强度为1RM的30%)后,引起的训练适应相似:肱二头肌厚度增加10%、力量增加18%、肌耐力增加62%。从整体上看,使用BFR的耐力运动员应该选择一个允许他们完成正常计划下运动量的AOP%作为压力设定,因为过高或过低的臂带压力都会造成相近的良性训练适应。进一步研究臂带压力、运动表现和生理适应之间的关系是很重要的,以确定BFR压力设定和运动量是否影响干预后的生理适应,这将对训练设计产生影响。

十三、BFR耐力运动的训练量和强度设定

在仰卧位BFR使用AOP40-80%压力下,推荐的时间上限是20分钟,每周2-3次,这就说明在长时间的有氧训练过程中使用BFR并不合适。耐力型运动员可以在持续时间较短的运动过程中加入BFR,如在HIIT中使用。然而,耐力自行车运动员认为,即使在 "合适 "的臂带压力下,重复30秒BFR的最大冲刺也是很难完成的,然而,日常活动活跃人群在60%AOP压力下成功完成了7.5±6.4个10秒冲刺。因此,BFR冲刺训练需要进一步研究才能为运动员人群提供合适的训练建议。然而,已经有研究在80%AOP下成功完成2分钟的次极限努力的冲刺训练,表明这种方式在间歇期有氧恢复充足条件下是可行的,在40%-80%AOP下是可以成功完成的。与正常训练相比,BFR会导致急性生理和主观疲劳反应的增加,同时降低可维持的功率或速度(即运动表现),因此用BFR规定次极限间歇的强度可能会有问题。事实上,有氧BFR运动改善了次极限强度时的最大摄氧量、心血管压力、主观疲劳评分,以及在特定非BFR训练的运动负荷下的血乳酸浓度。在持续功率输出减少的情况下,生理需求的提高表明,从非BFR训练测试中测得的任何强度指标来规定有氧BFR运动对耐力运动员来说是不合适的,因为两者对应的生理强度是不同的。在不使用传统的非BFR强度指标的情况下,规定BFR训练强度可以使用主观疲劳感觉的 "可持续进行的最高强度 "方法来实现。这体现在多组间歇训练内完成自身可达到的最高功率或速度,以累积最大的训练负荷量。使用这种方法的耐力运动员可以有依据调节每次间歇训练的强度,自我规定的间歇训练与设定好的HIIT相比,产生了相近的体适能和运动表现提升。这种自我设定的方式可能产生足够的心血管和代谢需求,以引起耐力运动员对有氧BFR运动的训练适应。在整个干预过程中,随着运动员能力的提高,训练刺激可以逐渐增加。到目前为止,在固定BFR运动强度下使用主观认定强度的方法还没有被研究过,因此,这种方法的局限性是未知的。事实上,在BFR状态下,代谢物的较早积累和代谢物的清除受阻可能会干扰运动员在一次训练中适当的自我规定有氧BFR运动强度的能力,从而影响的有效的训练适应,因此这一方法仍需研究。

无论如何规定运动强度,强度都是一个重要的考虑因素,因为高强度BFR减少了训练的运动量,降低了BFR训练带来的积极生理适应。例如,在4周的有氧BFR间歇训练(2分钟的训练,1分钟的恢复期)中,逐步增加间歇强度(VO2max下速度的60-85%)和臂带压力(160-240毫米汞柱,间歇使用),需要将每次训练的组数从10组减少到5组。在不改变臂带压力(240毫米汞柱)的情况下,逐步增加等量运动强度,使受试者在每次训练中完成10组。此外,逐步增加臂带压力和训练强度,与单独增加训练强度(14.8%)相比,VO2max增加的幅度较小(8.4%),表明使用更大的臂带压力没有显著好处。因此,运动强度较高时,应使用较低的AOP%以优化生理适应,最适合运动员的压力应根据AOP,而不是减少训练量。

十四、将BFR加入到周期训练

使用BFR的周期训练并没有确定;故BFR对训练设计或训练负荷的影响尚且未知。因此,很难确定如何最好地将这种类型的训练纳入耐力运动员的周期计划中。尽管在间歇性或持续性运动中应用BFR可以改善一些重要生理指标(如摄氧量、心脏压力和乳酸浓度),从而改善耐力表现,但这种方式不太可能与传统HIIT的改善相媲美。因此,有氧BFR训练永远不会取代HIIT;然而,它可以作为一种辅助性的训练刺激,以保持或改善VO2max、OBLA和运动经济性。事实上,由于中等强度的有氧BFR训练可能会与传统HIIT引起的训练适应存在着不同的机制,因此,与只进行HIIT相比,周期性地使用有氧BFR训练可能会引起更优的运动表现改善。有氧BFR训练也可用于专项化周期阶段;例如,在次极限训练强度期间使用BFR臂带时,其产生的更大的代谢压力可专门针对改善在OBLA下的输出功率。此外,用BFR代替HIIT的高强度运动可能会提高肌肉力量,从而提高运动的经济性,而不需要通过抗阻训练增加额外的训练量,不过这一点还需要进一步研究。因此,与仅依靠HIIT或抗阻训练相比,将有氧BFR训练纳入一个周期性的训练计划中,可能是更有效率(与每周训练时间有关)的提高与耐力表现相关的生理指标的方法。

除了将BFR纳入运动员的正常训练模式外,使用较低负荷的BFR很适合康复和休赛期。尽管低训练量的BFR不太可能提高耐力运动员的VO2max或力量,但它可能有助于防止相关能力下降的影响。例如,在减少训练量的8周内,没有进行HIIT训练的组在OBLA下的VO2max下降,而每周进行一次HIIT训练的组相关指标并没有下降。通过缩短完成康复和恢复到受伤前的运动表现能力的时间,将BFR加入到步行或自行车骑行也可以使不能承受较大负荷的受伤运动员受益。因此,低强度和中高强度的有氧运动与BFR结合都能使耐力运动员在各种情况下受益。因为在较低的工作量下,生理适应会提高。

十五、调控好BFR训练的负荷

在运动员的周期性训练计划中实施有氧BFR运动,需要掌控“内在”(如心率)和“外部”(如功率输出)的训练要求,这对评估训练适应和避免过度训练很重要。重要的是, 一般的训练负荷指标不会像能反映正常训练效果那样反映单独的有氧BFR训练的效果,因为BFR会在较低工作负荷下时提高生理适应。已经制定好的训练(即强度、训练量等)如何影响训练后的适应(即OBLA、VO2max等)需要考虑。在不考虑升高的生理压力的情况下加大负荷,可能会使运动员无法完成整个训练或导致非功能性过度训练。例如,耐力运动中常见的基于心率计算训练负荷不可能准确反映运动的整体生理需求,而臂带引起的静脉血阻塞会使次极限强度下的心率升高,并且随着运动强度的增加而更加明显。在有氧训练中使用BFR也会增加的RPE评分,这可能受到臂带引起的不适感增加的影响。因此,确保运动员能够准确评价运动中的疲劳程度,同时去掉BFR臂带引起的相关不适,对于分析主观训练负荷来说是必要的。考虑到大多数BFR训练的基础是它改变了训练量和生理适应之间的关系,孤立地根据”内部“或"外部"指标来调控训练负荷不太可能量化真正与有氧BFR训练干预相关的需求。

调控BFR运动训练负荷的替代方法可以是整体训练负荷指标,如“内部”和“外部”负荷的比例。计算有氧BFR过程中外部和内部负荷的训练量适应关系,可以更好地反映单次BFR运动的整体强度。例如,在一个非BFR的周期性训练计划中,在给定的训练强度下,内部负荷的增加可以被认为是运动员疲劳或体能指标的下降,内部负荷的减少代表了体能的改善或超量恢复。训练者应该意识到,BFR训练实质上能提高对特定强度负荷下的生理刺激。因此,有氧BFR训练的内部外部负荷比不能与正常运动情况相比,分别监测BFR和非BFR训练负荷可能更合适。然而,目前还没有研究探讨在BFR运动中测量训练负荷的不同方法,以及如何将这些指标纳入运动员的整体监控方案中。未来的这方面的研究可以向具体模式下计算各种训练负荷的容量和强度的有氧BFR运动发展。

十六、结论

低强度有氧BFR训练干预改善耐力表现的一些重要生理指标的生理机制表明,纳入BFR训练可以使训练有素的耐力运动员受益。有氧BFR训练干预可能会引起V̇O2max和OBLA的改善,并可能同时引起运动经济性的改善,或者说,有氧BFR比起正常训练能更大程度专门改善与有氧耐力相关的某项生理指标。然而,使用BFR的训练者必须考虑到在较低的训练负荷下生理压力的增加,这既会相对的增加运动强度,又会使训练负荷难以调控。由于对训练有素的耐力运动员的有氧BFR研究有限,因此需要通过对该运动员群体进行更多的具体研究来明确有氧BFR训练的最佳参数设置(如运动强度和臂带压力),以最大限度地提高相关生理指标,从而提高竞赛成绩。在确定最佳训练方案之前,我们推荐训练者在有氧训练间歇期间使用BFR,将臂带压设置介于AOP的40%和80%之间,这既不会引起训练量严重减少,又独立于一般训练,监控了相关训练的负荷。

译者:2020级mgm美高梅7990本科生-曾毅恒

校译:张鹏

文献来源:Smith NDW, Scott BR, Girard O, Peiffer JJ. Aerobic Training With Blood Flow Restriction for Endurance Athletes: Potential Benefits and Considerations of Implementation. J Strength Cond Res. 2021 Jun 28. doi: 10.1519/JSC.0000000000004079. Epub ahead of print. PMID: 34175880.