2015年11月7日 星期六

體能最好的跑者,不見得跑最快

比較是人之常情,所以「關於誰的體能比較好」這個問題,一開始是最困擾我的,跑的快的人體能就比較好嗎?

但當我了解,跑步速度是體能、肌力、技術與心志的綜合結果後,關於「體能的高下從何判別?」這個問題我有了比較單純的量化定義……

我們先了解一下身體裡的「跑步引擎」在哪?不在心臟也不在肺部,是在於肌纖維裡的粒線體。因為驅動肌肉伸縮的 ATP 都是從粒線體裡產生,粒線體就像身體裡的微小汽缸,汽缸愈多,所能產 生的動能愈大。但在這個微小汽缸裡代謝的過程還需要氧氣、燃料和其他酵素,當肌肉間的微血管密度愈高(能送愈多氧氣進去)、酵素濃度愈高,輸出的效能就愈高。

但我們如何知道身體裡能量輸出的效能(每分鐘產出的ATP)有多少呢?方法很簡單,且不管所有的細節,因為能量消耗與氧氣消耗之間有著基本的對應關係:消耗 1公升的氧氣 = 產生 5 大卡的動能與熱量。因此,我們可以直接從身體在運動過程中總共消耗了多少氧氣(攝氧量),就可以知道身體裡的引擎總共產出多少能量,再把氧氣量除以時間,「效能」就量化了。

當我們把油門催到底,馬力加到最大時,會得到一個氧氣最大消耗量,在運動生理學上的專業術語稱為「最大攝氧量(VO2max)」,它的單位是身體每分鐘每公斤體重所消耗的氧氣量,看誰量測出來的數值最高,誰的體能就最好。

因此,最大攝氧量就被用來評估耐力跑者的有氧能力的最佳指標。優秀長跑選手的最大攝氧量可超過 70 ml/kg/min,也就是這位跑者在最激 烈的運動狀況下,每分鐘每公斤體重可以消耗 70 毫升的氧氣,而一般 甚少進行耐力訓練的人通常都在 40 ml/kg/min 以下。

最大攝氧量可以直接被拿來當作評斷體能高下的指標。但體能最好的跑者,不見得跑的最快。

假設有位跑者 A 的的最大攝氧量是:67.7 ml/kg/min,也就是說每分鐘他的身體可以消耗 4.4 公升的氧氣(67.7×65=4400 毫升 =4.4 公升)。因為我 們知道消耗 1 公升的氧氣 = 產生 5 大卡的能量與熱量,這位跑者A,每分鐘最大可以產生 22 大卡的能量與熱量(4.4×5=22 大卡)。這 22大卡,並非全部都能夠拿來當作你跑步的動能,大部分都會變成無用的體熱。就像火力發電廠一樣,設備愈先進,把煤碳燃燒後轉換成電能的百分比就愈高。這就是所謂的引擎效能,也是運動科學中常說的經濟性(Economic)。


代謝能量=動能+熱能,動能比例較高代表跑步的經濟性較好
  • 沒有經過耐力訓練的人,有氧代謝的引擎效能大約 17-18%
  • 曾接受訓練的一般跑者大約 20%
  • 經長年訓練的菁英馬拉松選手可到 22-23%。 

經過研究顯示有氧代謝的效能跟肌肉內的慢縮肌比例成正比,而訓練年數跟慢肌比例也成正比。以上述的例子而言,如果跑者的有氧代謝效能是20%,身體每分鐘所生成的 22 大卡中,只有 4.4 大卡(22×20%) 變成動能,其餘 17.6 大卡都變成熱能。

因此,就算最大攝氧量這個值已經不會再進步,練I強度還是會有效,效果就在提升跑步的經濟性→也就是我們希望身體裡引擎所代謝出來的能量,能有更高比例是「動能」而非「熱能」,2%(從20%到22%)就是一般和高手間的差距。