比较是人之常情,所以「关於谁的体能比较好」这个问题,一开始是最困扰我的,跑的快的人体能就比较好吗?

但当我了解,跑步速度是体能、肌力、技术与心志的综合结果後,关於「体能的高下从何判别?」这个问题我有了比较单纯的量化定义……

我们先了解一下身体里的「跑步引擎」在哪?不在心脏也不在肺部,是在於肌纤维里的粒线体。因为驱动肌肉伸缩的 ATP 都是从粒线体里产生,粒线体就像身体里的微小汽缸,汽缸愈多,所能产生的动能愈大。但在这个微小汽缸里代谢的过程还需要氧气、燃料和其他酵素,当肌肉间的微血管密度愈高(能送愈多氧气进去)、酵素浓度愈高,输出的效能就愈高。

但我们如何知道身体里能量输出的效能(每分钟产出的ATP)有多少呢?方法很简单,且不管所有的细节,因为能量消耗与氧气消耗之间有着基本的对应关系:消耗 1公升的氧气 = 产生 5 大卡的动能与热量。因此,我们可以直接从身体在运动过程中总共消耗了多少氧气(摄氧量),就可以知道身体里的引擎总共产出多少能量,再把氧气量除以时间,「效能」就量化了。

当我们把油门催到底,马力加到最大时,会得到一个氧气最大消耗量,在运动生理学上的专业术语称为「最大摄氧量(VO2max)」,它的单位是身体每分钟每公斤体重所消耗的氧气量,看谁量测出来的数值最高,谁的体能就最好。

因此,最大摄氧量就被用来评估耐力跑者的有氧能力的最佳指标。优秀长跑选手的最大摄氧量可超过 70 ml/kg/min,也就是这位跑者在最激烈的运动状况下,每分钟每公斤体重可以消耗 70 毫升的氧气,而一般甚少进行耐力训练的人通常都在 40 ml/kg/min 以下。

最大摄氧量可以直接被拿来当作评断体能高下的指标。但体能最好的跑者,不见得跑的最快。

假设有位跑者 A 的的最大摄氧量是:67.7 ml/kg/min,也就是说每分钟他的身体可以消耗 4.4 公升的氧气(67.7×65=4400 毫升 =4.4 公升)。因为我 们知道消耗 1 公升的氧气 = 产生 5 大卡的能量与热量,这位跑者A,每分钟最大可以产生 22 大卡的能量与热量(4.4×5=22 大卡)。这 22大卡,并非全部都能够拿来当作你跑步的动能,大部分都会变成无用的体热。就像火力发电厂一样,设备愈先进,把煤碳燃烧後转换成电能的百分比就愈高。这就是所谓的引擎效能,也是运动科学中常说的经济性(Economic)。

代谢能量=动能+热能,动能比例较高代表跑步的经济性较好
  • 没有经过耐力训练的人,有氧代谢的引擎效能大约 17-18%
  • 曾接受训练的一般跑者大约 20%
  • 经长年训练的菁英马拉松选手可到 22-23%

经过研究显示有氧代谢的效能跟肌肉内的慢缩肌比例成正比,而训练年数跟慢肌比例也成正比。以上述的例子而言,如果跑者的有氧代谢效能是20%,身体每分钟所生成的 22 大卡中,只有 4.4 大卡(22×20%) 变成动能,其余 17.6 大卡都变成热能。

因此,就算最大摄氧量这个值已经不会再进步,练I强度还是会有效,效果就在提升跑步的经济性→也就是我们希望身体里引擎所代谢出来的能量,能有更高比例是「动能」而非「热能」,2%(从20%到22%)就是一般和高手间的差距。


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