一锻炼运动就气喘吁吁?前呼吸科医生告诉你如何高强度间歇训练也能「心平气和」

本文作者曾为省级医院呼吸科专科医生,现脱产读研中。本文是他结合自己的医学知识及健身经验而撰写,并且作者已经通过这种方法成功从一个 180 斤的胖子变成现在的健身小天才。


在健身房,你气喘吁吁的做完一组深蹲,瘫坐在一边思考人生的「终极奥义」,迟迟不能投入到下一组的训练,这时旁边的大佬架着两倍体重的杠铃说:

「小伙,心肺不行啊!你得练心肺!」

那么问题来了——什么是心肺,该如何锻炼自身的心肺。

心肺功能为何在运动中如此重要?

简单来说:心肺功能的好坏与运动能力成正比关系,越高的心肺功能意味着越高的运动能力,良好的心肺功能不仅表现在力量、耐力等,还有平时我们不太注意的爆发力、灵敏度、速度等方面。

本质上「呼吸」就是吸入氧气排出二氧化碳的过程,但并不是“一呼一吸”这么简单的事情。当我们呼吸进新鲜空气的时候,氧气通过肺泡进入了血液;血液则需要通过心脏的泵血功能,利用血管输送到各个器官组织的毛细血管;氧气之后则进入到细胞,参与葡萄糖的代谢,最终生成 30-36 个三磷酸腺苷(ATP)、二氧化碳和水;二氧化碳再通过静脉系统回到右心,最终通过肺部排出。

至此,人体才完成了一次完整的呼吸过程,我们可以看出肺、心脏、血管、细胞都是呼吸过程中必不可少的一环,就是我们所说的「心肺功能」。

 

通常我们用心肺供能的金标准——最大摄氧量 VO2max 来评价不同人群的运动表现。针对耐力运动冠军与普通人群的对比中可以看到:运动员 VO2max 的值比在正常健康年轻受试者高 50-100%,拥有更高的 VO2max 可以直接影响训练过程,包括心脏每搏输出增加、血容量增加、毛细血管密度增加等,并且提高肌细胞中线粒体的密度。同时,心肺功能更优异的健身人群,能在运动过程中产生更少的乳酸,可在运动后更迅速的恢复,减少运动疲惫。

因此,针对心肺功能的训练是健身中不可或缺的一个重要环节。

无氧运动与有氧运动的区别

同学们要问了——这么多环节,那我要怎样高效的提高我的心肺功能呢。

为提高心肺功能,有大佬说:「做有氧啊!」,这种说法没错;还有大佬说:「应该做无氧啊!」,这种说法也没错。要合理利用有氧和无氧运动的特性来改善心肺功能,我们得首先了解什么是有氧运动、什么是无氧运动。

很多同学把有氧运动归结为动感单车、跑步机等连续、规律动作的运动形式;而无氧运动归结为深蹲、卧推等爆发式力量训练,这种说法是欠妥的。运动过程中能量的供给分为三类:第一种是磷酸肌酸(phosphocreatine,PCr)的分解,在运动的初始阶段或爆发性运动中提供能量;第二种是碳水化合物的无氧酵解,通过分解丙酮酸产生能量,最终产生乳酸;第三种则是在氧气的协作下,通过对碳水化合物及脂肪有氧氧化提供能量。

机体储存的 PCr 及无氧酵解共同构成了无氧能量系统,这些途径能够以高速率再生 ATP,从而产生大量的肌肉力量输出;但是无氧系统的能力受到单次运动中可以释放的总能量的限制,运动中储存的 PCr 快速减少和乳酸的堆积,导致运动终止或运动效能降低。相比之下,有氧系统能够产生大量的 ATP,但其速率受到了氧化磷酸化的延迟,以及运动者的呼吸系统、心血管系统对氧气输送的限制。

打个比喻来说:无氧呼吸主要通过磷酸肌酸和无氧酵解产生,其类似于仓库储存的方式,在峰值功率输出的瞬间即被大量消耗;有氧呼吸在运动中供能有短时间的滞后性,相当于发现库存消耗后厂家订货送货的模式,受制于厂家和运输道路的限制。

锻炼中,肌肉对能量的需求随运动强度的增加而增加,在最大功率输出下,能量物质ATP的消耗可能达到休息时的 100 倍以上。当达到峰值功率输出时,对总 ATP 的需求超过在有氧 ATP 合成的 10 倍以上,但氧气消耗率仅为 VO2max 的 20–30%,剩下的 70-80% 需要无氧呼吸完成。如此高的 ATP 产量需要无氧和有氧呼吸的协同作用下完成,随着时间的推移,各组分的参与比例不同而已。

无氧运动是需要瞬间增加极高的输出功率所产生的,而有氧运动则是需要持续高强度输出功率时供能的主要方式。当共同产生的总 ATP 不能匹配运动需求时,机体的输出功率逐渐下降,也就是「练不动了」。

那么良好的心肺功能的本质就是有氧呼吸的效率,提高心肺供能就可以简单理解为对有氧呼吸效率的提升。再次回到 VO2max 这个指标,它体现了锻炼者在运动中能调用的最大氧气量,该指标越高,有氧呼吸的效率越高,心肺功能越好;当无氧呼吸耗竭或不够匹配输出功率时,有氧呼机能迅速、高效的接入,使运动者保持高效的训练水平。

如何制定针对心肺功能的训练

理论上,长时间、多组数的训练中,有氧呼吸的占比会逐渐增加,但是大部分健身爱好者在锻炼过程中都没有达到或接近最大输出功率,常常拿着小重量做组,这样就造成无氧呼吸足够应对当前运动,有氧呼吸参与的比例并不多;同时单纯的有氧运动强度和时间不达标,对心肺没有足够的刺激,这就是为什么部分长期健身者心肺功能没有明显提升的原因。

人体很有意思,在机体能力足以匹配运动强度的时候,其产生的提升或者改善微乎其微,只有不断尝试突破无法匹配的极限,机体才能快速、高效的做出改变,以匹配之前无法企及的运动强度。因此需要够的运动强度来刺激心肺功能的提升。

如前文所述——VO2max 可以直接反映运动者的心肺供能。而该指标同运动时心率成正比关系,基于日常锻炼的可操作性,我们可以简单的将摄氧量和心率做匹配,当运动心率愈接近最大心率,运动强度越大,摄氧量越大。机体为了适应高强度的训练方式,则需要迅速做出改变,通过增加心脏的收缩效能、胸廓的运动能力、线粒体的增加等等方式,来适应本不匹配的强度,提高 VO2max,从而提升运动效能。

心肺功能训练的捷径——高强高度间歇训练

那么有同学会说:「那我将跑步机的速度调至足够快,让心率接近最大心率即可,这样不就可以了么?」。现实是——效率太低。研究表明:使用恒定功率的运动方式,例如匀速跑、爬梯等,摄氧量不会随着时间的增长而逐渐趋于 VO2max[2]。与连续恒定的耐力训练相比,高强度间歇训练(High-intensity interval training, HIIT)能更好的提高机体的心肺功能。HIIT目标需要达到 ≥70% 的最大心率(HRmax) 或 VO2max,并按照规范进行间歇休息。

在针对铁人三项运动员的研究中发现,基于 HIIT 训练相较于持续恒定功率训练,不仅可以提高肌肉性能(垂直跳跃能力增加约6-9%),而且在短时间高强度的运动表现中提升明显(游泳时间提高了 2.90%,自行车运动时间提高了 0.47%,跑步时间提高了 3.93%)。在众多针对不同人群的HIIT与其它运动方式的对照实验中均表明:HIIT 可以更快的提高包括心输出量、心率储备、VO2max 等所有主要心肺指标,还可以得到其它运动方式无法比拟的脂肪燃烧,脂肪氧化可以增加 10%-20% 不等。

在进行 HIIT 训练后,在 4-6 周即可增强心肺适应性和有氧运动能力。目前 HIIT 相较于其它运动类型,更加高效、省时,更能够减少心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病等疾病的发生(有种菜市场卖假药的大叔的感觉)。

因此,可以说 HIIT 是提高心肺功能的一条捷径。那我们在健身房或者平时运动中应该如何利用 HIIT 呢。其实HIIT的理论非常的简单,要求在运动时间内尽快的将心律提高到 70% 的 HRmax 或 VO2max,依据身体适应情况,将 HRmax 或 VO2max 提高至 90% 则更为优选;将运动时间保持在 3-5 分钟为宜,运动和休息的时间可以定为 1:1 或者 1:2。通过这个大框架,大家可以制定自己的HIIT训练计划,用波比跳、高抬腿、连续开合跳等动作,将心率或摄氧量提升到目标即可。

与此同时,大家需要一个可以监测心律或者摄氧率的配件,在这里推荐胸部心率带。胸部心率带相较于手腕式心率测量更加准确,选购具备蓝牙或 ANT+ 传输协议的心率带即可,市场价 100-300 左右即可购买,配合手机软件即可轻松监测心率,APP 可以使用「Polar Beat」等免费软件,界面简单、直观,功能丰富。理论上市售的智能手表都可以链接蓝牙心率带,在运动过程中就可以通过智能手表来监测心率的变化,免去反复看手机的尴尬。

更进一步可以选用 Garmin 全套的设备,Garmin 的心率带配合运动手表使用,可以动态观察心率,监测摄氧率的变化,全套价格也站上了 3000-5000 元。大家可以依据自己的实际情况选购。

如果你是一个制定计划困难的人,你也可以尝试网络或视频课程。现在多个在线健身平台中,都有不同强度的HIIT训练,大家可以依据自身情况来选择合适的课程,然后逐渐增加训练强度。而在HIIT训练课程中,推荐经典的 T25、Insanity 系列,同时在大型的健身房也开有诸如 Lesmills的GRIT、RPM、BODYCOMBAT 等系列课程,均符合 HIIT 的训练理念。

在课程训练中,记住:跟不上节奏没有关系,但是尽量减少在非休息时间中的静止不动,保持心率持续在 HIIT 所需要的范围内。随着坚持不懈的运动,心肺功能会有大幅度的提升,同等强度的 HIIT 则会出现效率下降,届时可以调节运动方式或课程强度,逐步锻造自己的心肺功能。

最后,在这里提醒大家,HIIT 的训练方式较为激烈,如果有基础疾病的健身者需要在医师指导下进行合适的运动,切记胆大盲干。同时,没有基础疾患的同学也应清楚自身实际的健康情况,有条件的同学更推荐进行「运动平板实验」或「24 小时动态心电图」,以排除隐匿性的心律失常,尤其推荐运动平板实验,可以观察到 80%HRmax 下心律的情况。如果既往有哮喘、慢性肺部疾病、心脏疾患的运动者,更应该完善肺功能、心脏 B 超等全面系统的检查,以评估身体情况,匹配合适自己的运动方式,并长期在医师指导下进行锻炼。如果在运动过程中出现任何的不适,需要及时停止,并寻求周围同学的帮助并及时就医。

预祝大家在不远将来,能在健身房锻炼时做到「心平气和 」。

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