想更高效提升成绩?了解你的最大心率
对耐力运动来说,最原始的量化指标就是成绩,例如原本5公里跑20分钟,训练3个月后在同样的跑道上可以跑到19分钟,毋庸置疑,这就算变强了。但只看测验或比赛成绩,你会不确定进步的到底是体能、力量还是技术。尤其对于马拉松这种耐力型运动来说,体能训练是最重要的,所以也最需要被量化。原本量化体能这件事相当困难,但科技进步后出现了心率监控装置,让我们可以实时监控与记录训练心率,因为心率可以当成体能训练强度的相应指标,跑得越用力,心率自然也越快。
身体里的各种细胞中,能产生“动作电位”的细胞主要是神经细胞与肌细胞,也就是神经和肌纤维这两种组织,它们都能动,而且大脑具有主动权,它能下指令控制身体各部位的肌肉该怎么动;但其中有一块肌肉不受大脑的控制,那就是心脏,因为它本身就具有自律心肌细胞,不用命令它,它本身就能产生节律性的“动作电位”带动心肌细胞进行有规律的收缩,将血液送往全身组织。
心脏像是压缩帮手
当身体各部位的器官或组织的血液需求量增加时,例如气温升高时为了排除体热,或是苦思难题时大脑需氧量大增,或是运动强度增加时各部位肌肉需要更多能量与氧气,心脏跳动的频率(心率)就会自动升高。
计算心率的标准是心脏每分钟的跳动次数(BeatPerMinutes,缩写为BPM)。普遍来说,一般人的心脏在处于静止的情况下,每分钟会跳动60~90次,运动时心跳会加速,耐力较好的跑者在同等运动强度下的心率会比正常人来得低。
简单来说:心率可以反映目前你的身体对于血液的需求量。当你跑得更快时,前倾角度增加,脚掌要拉得更高,落地也变重,肌肉的负荷与收缩范围变大,身体要更快速地把能量和氧气运送来供给肌肉使用,除此之外还要赶快把肌肉大量运动后所产生的副产物运走。以上运送工作就是由血液来做的,运送的需求量越大,心脏输出的血液量(心输出量)也越多,而心输出量=心率×心搏量。所以当身体提出更大量的血液需求时,心率就会自动升高。
那么,提升心搏量(心脏每跳动一次所输出的血液量)不也能增加心输出量吗?没错,虽然心脏的大小在成人后就几乎不会改变,但通过有氧训练,心脏的力量会增加,许多马拉松跑者会发现,长期训练后心率会变得很低,那就是因为心搏量变大后,心脏已经不需要跳得那么快就能应付相同的活动量。
对于耐力跑者来说,当运动强度提高时,不管是在平坦路段提高速度或是进入陡坡要反抗重力向上爬,心脏都需更费力地输出更多的血液。心脏像是压缩帮手,当身体的需求量越大,它压缩的频率就要跟着提高。所以,心率其实是一个被动而非主动的数据。
心率跟摄氧量成正比
跟配速比起来,心率还是一个更为精准的强度指标。
虽然量化训练强度最精确的数据是最大摄氧量的百分比,由它直接可以看出你的身体每分钟使用多少氧气,藉此了解每分钟身体消耗了多少能量,但我们不可能每次训练都戴着面罩采集呼出的每一口气做分析,因此我们退而求其次,使用心率当指标。根据美国国家力量与体能协会所出版的《力量与体能训练》,当运动强度增加时,特别是处于最大摄氧量的80%以下时,心率与摄氧量将会呈线性关系同时上升,最大摄氧量80%以上,心率的上升会趋于平缓。但大体上两者还是呈现正比关系。
由于两者间的密切关系,耐力跑者最常使用心率来定义运动强度,在《丹尼尔斯经典跑步训练法》一书中,同样是以最大心率的百分比作为各种训练强度的指标。
找出跑步时的最大心率(Heart Rate Maximum,缩写为HRM)
若要使用心率作为监控训练强度的指标,首先我们要找出自己的最大心率,才能依百分比算出各强度区间的训练心率。大部分的人会直接采用网络或书本上的公式进行计算,但那非常不妥,原因在于公式计算出来的最大心率是某个年龄的平均值,若把这个年龄的最大心率都等同于公式计算的结果,那可犯了相当严重的错误。
当强度提高时,摄氧量和心率之间的关系图。摘自HeartRateTraining,figure1.3,P16。
从网络上能搜索到数种最大心率计算公式,可以整合成下列6种:
不管用何种公式,计算出来都不一定是你实际的最大心率,而是那次实验针对特定的人群所分析出来的实验结果。以我来说,年龄31岁,体重65公斤,用这6种公式所计算出来的最大心率可见于第三栏:最低184次/分钟,最高192次/分钟,而我实际用心率计测出来的最大心率是192次/分钟,跟公式估算值差距不大。但对某些人来说可差多了,我们用公式1,计算55岁的跑者的最大心率是220-55=165次/分钟,但165次/分钟并非这位跑者实际的最大心率,而是55岁跑者的平均最大心率,他实际测出来是185次/分钟。所以如果把公式用在特定的个人身上就会有误导的问题。以下为丹尼尔斯博士曾在书中举的两个例子:
我测试过他们多次,测试出来实际的最大心率远低于他们用公式推出来的预测值。有一位30岁的男性跑者,以最严谨的方式测出最大心率为148次/分钟,他到了55岁测出来的最大心率为146次/分钟。你可以想象这跟用年龄推估出的差距有多大。如果你告诉这位跑者在30岁时用他推估出来的最大心率(220-30=190次/分钟)的86%来训练,那代表心率需要到163次/分钟,这对实际最大心率只有148次/分钟的他来说根本不可能。
另一位受试者在25岁时所测出的最大心率是186次/分钟(比公式推估的220-25=195次/分钟低),这一位跑者到50岁时测出的最大心率反而提高到192次/分钟(比公式推估的220-50=170次/分钟高很多)。我的意思是如果你要用心率来监控相对的训练强度,你必须很清楚你个人目前实际的最大心率为何;总而言之,要知道自己最大心率的最佳方式还是实测。
在此,我们提供室外与室内的实测方式。
室外的最大心率检测方式:操场版
● 检测场地:400米操场。
● 检测距离:3公里(操场7.5圈)。
● 确认心率监测器正常运作:戴上心率计,先试跑1圈后,按脉搏算15秒的心跳数再乘以4,看是否跟心率监测器显示的心率一样。
● 检测的内容:在400米的操场上连续跑7圈半,强度逐渐提高,从第五圈开始,每圈结束都要看一下你的心率的数值,确认自己的心率持续上升(若没有上升就要再提升速度),并在最后的半圈使尽你全身的力量,拼命去跑,冲出你最快的速度。
● 结果:心率计在最后半圈所记录到的心率,几乎已经跟真正的最大心率非常接近了,足以当作确定训练心率区间的依据。
室外的最大心率检测方式:爬坡版
● 检测场地:坡度10~15度的上坡路段,长度约400米。
● 确认心率监测器正常运作:戴上心率计,先试跑1趟后,按脉搏算15秒的心跳数再乘以4,看是否跟心率监测器显示的心率一样。
● 检测的内容:用全力上坡跑约400米,抵达后记录下当时的心率,接着慢慢走下坡再休息3分钟。休息结束后,再跑一次,一样用尽全力跑。假设你前一次的心率是180次/分钟,你可以想象这次要达到181~183次/分钟,之后跑下坡再休息3分钟。休息结束后,再跑一次,直到再也测不出更高的心率为止。
● 结果:如果第四次所测得的心率还比前一次高,下坡后改休息5分钟,之后再
跑一次,直到你全力跑后量出来的心率等于或低于前一次的心率为止。但如果这一次跑出来的心率低于前一次,你也确定已经用尽全力了,那你就可以直接以前一次量到的数据为准。
最大心率并不会提升!
很多人误以为最大心率会随着不断的训练而提升,但其实最大心率并不会提升,每个人的最大心率皆是由先天决定的,并且会随着年纪而下降;但有些人可能会发现,在经过一段时间的训练之后,最大心率的确比之前更高了,难道这不是提升吗?其实并不是,这个“提升”只是因为之前的肌肉训练不足,或是当时的意志力无法让心脏跳到真正的最大值,但经过一段时间的训练后,心脏或是肌肉能力皆得到强化,所以后来测出来的最大心率才会比过去更高。因此提升的并不是最大心率,而是因为训练而让身体更能够接近极限。另外环境的因素也会影响我们的心率,在比赛时特别兴奋,心率一般会比平常要高,此时测量的最大心率通常会比一般训练时更加准确。
关于作者
徐国峰,大学毕业于台湾清华化工学系(外文辅系),研究所改攻读中国先秦哲学,在东华中文研究所拿到硕士学位。目前专职从事耐力运动的研究、书写、翻译与教学工作,著有《体能、肌力、技术、意志:全方位的马拉松科学化训练》、《铁人三项入门》、《先秦儒家水意像析论》、《在水裡自由练功》、《挑战自我的铁人三项训练书》、《铁人三项自主训练攻略》。译有:《跑步,该怎么跑?》、《更快更安全的赤脚跑步法》、《丹尼尔博士跑步方程式》、《ACSM 基础肌力与体能训练》(译者之一)。超铁 226 公里最佳成绩 9 小时 44 分、10 公里最快 34 分、全马最好成绩 2 小时 43 分。