運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?

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【明報專訊】巴黎奧運開幕至今,各國選手、各項比賽的報道愈來愈多,其中連續3屆在歐洲田徑錦標賽中奪得1500米及5000米雙金牌的中長跑好手Jakob Ingebrigtsen更是備受關注,除了被睇好將在今屆奧運再次奪金,他奉行的「乳酸閾值」(lactate threshold)訓練法亦成為討論焦點。超班成績到底如何煉成?關鍵原來是拮手指驗乳酸!(編按:究竟乳酸閾值訓練是什麼?有專家指出,並非所有運動員都需要這種訓練。一般來說,愈需要持久力的運動如長跑、三項鐵人,又或在比賽過程中需要重複衝刺的運動如足球、籃球等,乳酸閾值訓練效果才會顯著;換轉是短跑、舉重等毋須持久耐力的運動項目,乳酸閾值的參考價值便不太大。)

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
挪威跑手Jakob Ingebrigtsen今年再戰巴黎奧運,被視為1500米賽跑項目的金牌熱門人選。(Getty Images)

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
(明報製圖)

挪威「氣袋」捧紅乳酸閾值訓練 乳酸濃度是疲勞指標?

近年運動界關注的乳酸閾值(lactate threshold)訓練法,原來並非新鮮事,香港中文大學體育運動科學系助理教授潘梓竣(Eric)說早於1970年代已經出現,不過近年廣受挪威選手採用,當中Jakob Ingebrigtsen更在上屆奧運男子1500米賽跑以破奧運紀錄成績奪金,令乳酸閾值訓練重新成為熱話。

「簡單來說,乳酸閾值是指體內開始累積乳酸的門檻,是體能水平的重要指標。當運動強度較低,乳酸產生的速度較慢,身體可以透過新陳代謝排除,防止乳酸在體內和血液中累積。」而隨着運動強度提升,無氧(anaerobic)能量系統的參與度亦會增加,身體開始進入疲勞狀態,體內和血液中的乳酸濃度明顯上升。他強調乳酸並非引致身體疲勞的元兇,「近二三十年已有不少研究證實,肌肉收縮時會通過水解作用(ATP hydrolysis)將三磷酸腺苷(ATP)轉化為能量,過程中產生的氫離子(H+)及其他物質,才是引致疲勞元兇,而乳酸只是剛好會同時出現的物質」。不過,當體內的乳酸濃度高,氫離子的數量亦肯定不會少。由於量度運動員血液中乳酸濃度的方法比較可行,因此它便可作為疲勞度的指標(indicator)。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
(明報製圖)
運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
潘梓竣(香港中文大學體育運動科學系助理教授)(馮凱鍵攝)

乳酸濃度維持LT1與LT2間

Eric指乳酸濃度雖然會隨運動強度上升,但比例卻非固定,「乳酸濃度會在兩個特定強度位置出現明顯轉折,分別是2.0mmol/L和4.0mmol/L」,分別稱為「第一乳酸閾值/有氧門檻」(LT1)和「第二乳酸閾值/無氧門檻」(LT2),而有效的乳酸閾值訓練,一般是將乳酸濃度維持在兩者之間。Eric解釋,如低於LT1閾值(<2.0mmol/L),對提升運動員的持久力沒有太大幫助,多數用於恢復訓練之上;相反如超過LT2閾值(>4.0mmol/L),則主要用於訓練爆發力,如高強度間歇訓練(HIIT)等,但運動員會更疲勞,訓練後需要更長時間回復體力,否則受傷風險大增。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
Eric說近年運動界興起雙乳酸閾值訓練法,運動員早晚各操練一課,並以貼近LT2閾值強度間歇跑(Interval),據說進步效果比每天只做一課的單乳酸閾值訓練更明顯。(馮凱鍵攝)

提升緩衝疲勞能力

乳酸閾值訓練的目的,是希望提升運動員身體緩衝疲勞物質的能力。Eric說訓練方法是以介乎兩個閾值之間的配速,連續跑20至40分鐘,經過一段時間訓練後便能延緩疲勞出現。反映在運動表現上,「如果跑手在同一乳酸閾值下能以高於其他跑手的配速跑,便代表他的體能較有優勢,LT1、LT2閾值在持久力上的分別是,前者相當於跑手在該數值下能夠持續跑約3.5小時,後者則可持續跑1小時,之後乳酸值便會快速上升」。所以如果跑全長42.125公里的馬拉松賽事,跑手便有需要以低於LT2閾值的速度跑步,才可維持連續跑兩小時以上。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
透過乳酸檢測儀器和指尖血液採樣試紙,可準確顯示運動員當下血液中的乳酸濃度。(馮凱鍵攝)

長跑三鐵足球籃球合用

乳酸閾值訓練成效看似顯著,但Eric說並非所有運動員都需要。一般來說,愈需要持久力的運動如長跑、三項鐵人,又或在比賽過程中需要重複衝刺的運動如足球、籃球等,乳酸閾值訓練效果才會顯著;換轉是短跑、舉重等毋須持久耐力的運動項目,乳酸閾值的參考價值便不太大。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
除了測量運動員的乳酸濃度,Eric說還會定期測試最大攝氧量(VO2max),運動員需戴上面罩,通過測量從儀器吸入的氧氣量,再減去呼出氣體中的氧氣量,便能計算出運動員利用氧氣的能力,是衡量心肺耐力的黃金標準。(馮凱鍵攝)

實際體驗:多次拮針驗血 調整訓練強度

香港體育學院三項鐵人精英運動員、現就讀香港中文大學健康與體育運動科學系課程的曾祥星(Nicholas)表示,從中學開始已參考智能運動手表的數據嘗試乳酸閾值訓練,到最近兩三年才開始科學化地執行測試乳酸濃度程序。Eric說要準確測量乳酸閾值與配速的關係,需要使用乳酸檢測儀器(約$3000)和指尖血液採樣試紙(每條約$20)。運動員需要在客觀環境(如溫度和濕度)受控制的實驗室接受單車機或跑步機測試,過程約10至20分鐘。一開始強度會很低,稍後逐步加強,在完成不同階段訓練時立即測量乳酸濃度,完成後便能找出相當於LT1和LT2閾值的配速。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
Nicholas說每課操練都要拮手指驗血3、4次,所以指頭上留有不少針孔。(馮凱鍵攝)

單憑心率數值不精準

訓練期間,運動員需多次拮針驗血,Nicholas說因為單憑心率數值及身體感受,並不能準確反映是否能控制在目標閾值之上,「我同隊友都試過以為自己跑得好輕鬆,但拮完手指才發現乳酸濃度已超過4.0mmol/L好多」。視乎不同訓練項目,測量次數或頻率都不同,以Nicholas的跑步機訓練為例,首先,他必須以介乎2.7至3.3mmol/L的乳酸濃度,跑7組、每組連續2公里的訓練,中間有短暫時間休息。當完成第2組訓練,Nicholas即時從跑步機走下來拮手指,將血滴在檢測儀器試紙上,大約等10多秒,乳酸濃度便會顯示出來,他便可確認剛才的訓練是否在所需強度內,若太低或過高,便可在下一輪訓練調整。而他分別會在完成第2、4及6組訓練後檢測,即要刺破指頭3次,難怪他的指尖上留有一個個針孔。Nicholas說,理論上應要持續及規律地監控訓練時的乳酸濃度,但因試紙並不便宜,所以他只會在重要的訓練環節,或臨近比賽前才加強檢測密度。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
Nicholas(中)在今年3月的三項鐵人世界盃香港站上,以56分07秒衝線,排第38名。(資料圖片)

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一般評估法:智能手表靠大數據估算 僅業餘參考

現時不少智能運動手表都宣稱可量度用家乳酸閾值及最大攝氧量(VO2max),是否可信?一般而言,運動強度愈高,心率會愈快,兩者有一定關聯,而廠方在實驗室邀請了不同年齡、體重的人測試,蒐集資料製成數據庫,用演算法總結出各種生理指數的關聯。因而用家戴着手表做運動,系統便能根據心率、跑速等資料估算出乳酸閾值;基本上一定有誤差,不及在實驗室配合專業測量器材量度般精準。「業餘運動愛好者可參考相關數值,但對專業運動員就不太足夠,以晉級奧運決賽的運動員為例,金牌選手與對手的體能或只相差1%,所以訓練時掌握的數據愈精準,對提升成效自然愈有優勢。」香港中文大學體育運動科學系助理教授潘梓竣說。

運動強度跟乳酸濃度有什麼關係?乳酸閾值訓練適合哪些運動?
智能運動手表提供的乳酸閾值及最大攝氧量數據,對業餘運動愛好者有一定參考價值。(Tirachard@iStockphoto)

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跑步能交談 未到LT1

雖然運動時的主觀感受無法準確反映乳酸閾值,但對業餘跑手來說仍有參考價值。潘梓竣說可根據「自覺竭力程度」(rating of perceived exertion, RPE)評分,1分代表最輕鬆,10分代表完全竭力,而恰當的乳酸閾值訓練強度介乎6至7分之間,即運動時感到有一定餘力。換作以「對談測試」(talk test)評估的話,如跑步時能夠輕鬆交談,可能連LT1閾值也未到,但若只能用簡短句子跟朋友交談,明顯喘氣,便有可能是介乎LT1與LT2閾值之間。

文:周群雄

編輯:梁小玲

美術:謝偉豪

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