The Physiological and Performance Development of Two Multiple Olympic Champion Rowers: A 20-Year Follow-Up Study

PAVLE MIKULIC , and JERE GULIN

刊登于《Medicine and science in sports and exercise》——2024年

摘要

目的：本研究报告了对两名两届奥运会冠军和六届世界冠军赛艇运动员进行20年（2005年至2024年）跟踪研究的结果。为了全面了解运动员的生理和成绩特征对长期训练的适应情况，我们通过五个为期4年的发展阶段，每年对运动员的生理和成绩数据进行监测。训练方法最大摄氧量（˙VO2max）、最大分钟功率（MMP）和无氧阈值功率输出（PAT）均来自划船测力计上的斜坡运动测试。此外，还获得了在划船测力计上进行2000米和6000米全力以赴测试时的平均输出功率。结果运动员A和运动员B的˙VO2max分别在22岁和25岁时达到峰值（约7升/分钟），之后趋于稳定，并逐渐下降到6.2至6.5升/分钟。在研究的最后两个阶段，两名赛艇运动员的MMP值稳定在550至575 W之间，波动极小。此外，MMP与在划船测力计上进行2000米全力测试时的相应平均输出功率非常接近。在研究的监测阶段，2000米和6000米全力以赴测试中的平均功率输出显示出稳步提高，在评估的最后4年阶段，2000米（532瓦；5分48秒）和6000米（463瓦；18分4秒）测试中的平均功率输出最高。结论划船测力计2000米和6000米成绩的提高似乎与˙VO2max的多年变化基本无关。长期赛艇训练导致MMP和PAT在整个监测阶段持续改善，这更接近于赛艇测力计成绩的改善。

引言

描述代表各自运动项目真正精英（即奥运冠军和世界冠军）的耐力运动员的生理--病理和成绩特征的多年发展的研究很少见。造成这种情况的可能原因包括：与这些运动员接触的机会有限、群体的有限性以及对公布这些运动员独特数据的限制。事实上，斯塔夫及其同事（1）最近进行了一次范围审查，旨在确定和评估现有的相关研究，结论是"之前只有少数几项研究重新描述了达到精英/国际或世界级水平的男女耐力运动员的训练特点和成绩决定因素的长期发展"，"迫切需要更多的研究来描述世界级运动员的长期发展"。

在赛艇运动中，据我们所知，有四项案例研究涉及奥运冠军和世界冠军多年来的生理和成绩特征（2-5）。其中两项研究（2,4）对赛艇运动员职业生涯的巅峰期进行了调查，在Nybo及其同事的研究（4）中，巅峰期持续了20多年。此外，我们还报告了：(a)四名赛艇运动员从参加初级比赛到获得世界冠军头衔，历时6年的生理和成绩发展情况（3）；(b)两名赛艇运动员从参加初级比赛到获得多个世界冠军头衔和一枚奥运会金牌，历时12年的生理和成绩发展情况（5）。在本研究中，我们的目标是：(a)通过提供12年监测期间的额外数据，扩展我们最新的研究结果（5）；(b)报告对我们之前研究（5）中跟踪12年的运动员进行额外8年（共20年）监测的结果。

赛艇运动被认为是一种力量耐力型的全身运动，需要激活全身几乎所有的肌肉（6）。在通常持续5.5到7分钟的2000米水上划船比赛中，有氧耐力对于取得成功尤为重要，因此，以每分钟升数表示的最大摄氧量往往与划船成绩密切相关（7）。鉴于˙VO2max对竞技赛艇成功的重要性，赛艇运动员、教练员和运动生理学家历来对这一生理变量非常感兴趣。除了˙VO2max，经常出现的与赛艇成绩密切相关的变量还有增量运动中的峰值功率输出和与大运动强度阈值相关的功率输出（7,8）。衡量增量运动中峰值功率输出的一个指标是最大分钟功率（MMP）。MMP的定义是在斜坡测试中任何60秒内持续的最高平均功率输出（9）。Ingham及其同事（10）首次报道了赛艇运动员的MMP，他们称MMP是赛艇测力计2000米计时赛的最强单项相关指标（r = 0.98）。重要的是，作者报告称，在划船测力计上进行2000米计时赛时，MMP与平均输出功率之间的差异很小（约6瓦，小于2%）。在我们之前的研究（5）中，我们注意到，在11年的评估中，MMP的平均值与在划船测力计上进行2000米全速测试时的平均功率输出（也是11年的平均值）之间的差异仅为~6 W，每年的个体差异从未超过~15 W。综合英厄姆及其同事的横断面研究结果（8）和我们的12年纵向研究结果（5），可以认为MMP是了解、预测和监测赛艇成绩的一个非常有用的参数。

本案例研究的主要目的是描述两名世界级男子赛艇运动员在20年竞技生涯中上述生理和表现特征的发展过程。我们使用"世界级"（即成绩水平第5级）来指代所研究的运动员，这与McKay及其同事（11）最近提出的按成绩水平对运动员进行分类是一致的。值得关注的是这些运动员的˙VO2max的多年发展情况和MMP的多年发展情况，如前所述，MMP与划船测力计上2000米的成绩高度相关。在次极限测量中，令人感兴趣的是与无氧阈值（AT）相对应功率输出。无氧阈是运动生理学中一个广为人知的概念，被认为是重度和极重度/严重运动强度的分界线（12）。最后，赛艇教练通常使用这些在赛艇测力计上进行的全力测试来评估赛艇运动员的运动能力，这些测试也是国家队选拔赛艇运动员的重要标准。

为了本研究的目的，将运动员20年的发展分为五个4年发展阶段（表1）：第1阶段--参加初级和高级阶段的比赛，并取得早期成功；第2阶段--赢得一次世界锦标赛冠军和一枚奥运银牌，从而达到世界级水平；第3阶段--赢得三次世界锦标赛冠军和一枚奥运金牌，从而保持世界级水平；第4和第5阶段--赢得另外两次世界锦标赛冠军和一枚奥运金牌，从而在赛艇史上进一步确立世界级水平。请注意，第1至第3阶段已在我们的早期研究（5）中进行了描述；因此，在本研究中，我们将主要关注第4和第5阶段的生理和成绩特征的发展，同时在必要时重温早期阶段。

方法

参与者。本案例研究报告了两名赛艇运动员20年的发展结果，他们是现任（截至2024年）两届奥运会冠军和六届世界冠军。运动员A出生于1988年，运动员B出生于1989年。作为船员，他们在2016年和2020年奥运会上获得了奥运金牌，也是历史上第一对在双人双桨和无舵手双桨项目上获得奥运金牌的男子双人组合。自2008年开始参加国际比赛以来，他们在奥运会（3枚）和世锦赛（9枚）上获得的奖牌总数是在横渡赛艇（4艘）和双桨赛艇（8艘）上获得的。

知情同意和伦理声明。在每次测试和评估之前，在向解释了测试程序和与参与测试相关的风险之后，都获得了参与者的口头和书面知情同意。参与者明确同意在科学杂志上发表他们的历史生理和成绩数据。萨格勒布大学运动学系科学工作和伦理委员会批准在本研究中使用所有数据（批准号10/2024；文件日期2024年2月12日）。

年度测试。从2005年到2024年，两名被研究的赛艇运动员每年都在我们的实验室接受评估。在20年的随访中，运动员A因急性肌肉骨骼损伤错过了两次实验室检查，分别是2017年（28岁）和2022年（33岁）。运动员B也分别因疲劳和呼吸道疾病错过了2016年（26岁）和2020年（30岁）两次实验室检查。在整个研究过程中，每隔一段时间都会采集以下数据：最大摄氧量、MMP、与AT相对应的输出功率，以及在划船测力计上进行2000米和6000米全力测试时的平均输出功率。通过这些指标，可以全面了解赛艇运动员在长期训练中对生理-逻辑和成绩特征的适应情况，以及在整整二十年的竞技生涯中生理和成绩特征的变化情况。

年度评估在11月底、12月或1月初的准备期进行。测试总是在上午8:30至11:00之间进行。在划船测力计上进行坡道测试以进行年度生理和成绩评估时所使用的仪器和测试方案在其他地方有详细说明（5）。简言之，运动开始时的输出功率为150瓦，划船者在此功率下保持3分钟。然后，划船者每分钟将输出功率增加25瓦，直至自愿力竭或连续五次输出功率减少目标功率的10瓦。我们使用Meyer及其同事（13）描述的方法无创测定无氧气体交换阈值（本文中称为AT）。简而言之，将分钟通气量绘制在y轴上，˙VCO2绘制在x轴上，拟合出两条回归线，分别代表分钟通气量/˙VCO2关系的上半部分和下半部分，它们的交点代表AT。二氧化碳通气当量的首次系统性增加被作为替代指标。当检测到AT是任何给定阶段的第一个数据点时，AT时的功率输出被估算为最接近的两个功率输出的平均值。所有数据均以30秒间隔的平均值记录。

2000米和6000米赛艇测力计性能数据是在国家赛艇联合会或赛艇运动员所属的赛艇俱乐部组织的年度比赛中收集的。这些比赛在每年的12月至次年2月之间举行，一般距离生理测试日期不超过8周。运动员A没有参加2016年、2017年、2020年和2022年举行的2000米比赛（年龄分别为27岁、28岁、31岁和33岁），也没有参加2017年举行的6000米比赛（年龄为28岁）。运动员B在20年间参加了所有2000米和6000米比赛。本研究中分析的所有2000米赛艇测力计成绩数据都是在固定式Concept2（D型；Morrisville, VT）赛艇测力计上获得的，而6000米赛艇测力计成绩数据则是在固定式（2005年至2012年）或安装在Concept2幻灯片上的Concept2 D型（2013年至2024年）上获得的。测力计性能数据以性能时间的形式收集，随后使用制造商网站上提供的转换计算器将其转换为平均功率输出值。

训练在研究的最后两个监测阶段，赛艇运动员在备战和比赛期间的训练是一致的。在这12次每周训练中，9次通常以耐力训练为主，3次是在举重室进行的力量训练。这些以力量为基础的训练通常包括以下六种练习中的某些练习：力量清扫、块状力量清扫、前蹲、后蹲、举重和卧推。任何特定练习的单组重复次数通常在1到8次之间（接近（或达到）失败），而每次训练的总组数则在12到16组之间（不包括每次练习的1到2组热身动作）。这些杠铃练习被认为是所研究的赛艇运动员进行力量训练的主要方式，在这些练习之后，偶尔也会在举重室进行哑铃练习和负重练习。每周的力量训练次数保持在三次，除非是在举行大型比赛或成绩/生理测试的那几周。在这种情况下，每周的力量训练次数会减少到两次甚至一次。

耐力训练主要是在水上进行特定的划船训练，或者在一年中较冷的月份，在划船测力计上进行训练。不过，在准备阶段，多达30%的耐力训练课程采用了交叉训练（如骑自行车、跑步、越野滑雪和在各种室内模拟器上进行训练），在比赛阶段，多达20%至25%的耐力训练课程采用了交叉训练（如骑自行车、跑步、越野滑雪和在各种室内模拟器上进行训练）。耐力训练总时间的大约80%至85%是在中低强度（心率在最大心率的55%至85%之间）下进行的。其余15%-20%的总耐力训练时间是在最大心率85%或以上的强度下进行的。在准备阶段，每周有两次训练强度达到或超过最大心率的85%，在比赛阶段，每周有3至4次训练。

统计和计算。本研究报告中的所有数据都是针对每名赛艇运动员单独列出的，并酌情计算了平均值。根据案例研究的性质，没有进行统计分析。所有数据的可视化表示均使用Prism软件（版本10；GraphPad，马萨诸塞州波士顿）生成。

结果与讨论

本案例研究描述了两名世界级男子赛艇运动员在20年的职业生涯中，在5个4年阶段的生理和成绩发展情况。在整个研究过程中定期完成生理和成绩评估之前，这两名赛艇运动员定期接受了基本身体特征评估。他们的身高分别为188厘米（A运动员）和189厘米（B运动员），2005年研究开始时，他们的身高已达到成年身高的98%。在研究的最后两个阶段（即从平均年龄28岁开始），两名运动员的体重都在93至98公斤之间，比研究开始时增加了约8%。此外，在研究的最后两个阶段，根据皮褶测量值推算，两名赛艇运动员的体脂值通常在10%至13%之间，对应的瘦体重约为84至86千克（在此范围外有小幅波动）。

最大摄氧量（以每分钟升数表示，如图1所示）从研究开始时的平均每年约0.3升/分钟，逐渐增加到2011年划艇运动员平均年龄为22岁时的6.99升/分钟。随后，˙VO2max的水平略有波动，但一直保持到2015年，当时划艇运动员的平均年龄为26岁。2015年的生理评估也得出了研究中最高的船员平均˙VO2max值7.09 L-min-1（74 mL-kg-1-min-1）。我们在之前的研究中对此进行了报道（5）。有趣的是，2015年之后，所研究的赛艇运动员的˙VO2max值在其生命的第三个十年末期明显下降（图1）。不过，直到随访期结束，两名赛艇运动员的˙VO2max值仍保持在6.2和6.5 L-min-1之间，并在此范围外略有波动。

观察到这两名赛艇运动员的˙VO2max在其生命的第三个十年结束时明显下降，这与其他对世界级赛艇运动员进行的多年研究不一致。例如，Nybo等人（4）报告说，一位轻量级赛艇运动员--连续五届奥运会的五枚奖牌获得者--的˙VO2max在24至25岁左右趋于平稳（数值约为5.9 L-min-1），此后波动很小--甚至超过了40岁。Lacour等人（2）报告说，一名2000年奥运会横扫桨赛艇冠军在夏季夺金赛前的几个月里，其最高˙VO2max值约为6.3 L-min-1。2000年，该赛艇运动员32岁，他的˙VO2max在过去6年中一直在逐渐增加。

一般来说，˙VO2max在25至30岁之后会出现因年龄引起的下降，这在非运动员和运动员中都有充分的记录（14）。在这方面，Pimentel及其同事（15）的一项横断面研究得出结论，虽然运动员和非运动员的相对下降率（即从基线水平每十年下降的百分比）似乎相似，但与久坐不动的人相比，耐力运动员随着年龄增长的绝对下降率更大。在我们早先的研究（5）中，我们得出结论，26岁以下时，所研究的两名运动员的˙VO2max没有明显下降。然而，通过每年进一步的生理-病理监测，我们现在可以得出结论，在我们所研究的两名运动员中，˙VO2max的下降大致在27岁至30岁期间变得明显。看来，精英耐力运动员典型的高强度耐力训练并不能抵消由年龄引起的˙VO2max的普遍下降。不过，应该指出的是，尽管˙VO2max有所下降，但如前所述，赛艇运动员一般都能将˙VO2max保持在6.2至6.5 L-min-1的范围内，这些数值仍然可以被认为是出色的。最后，正如下文所述，直到随访期结束，其他重要的成绩相关指标以及最终的赛艇成绩都没有明显下降。

与˙VO2max不同的是，这两名赛艇运动员的˙VO2max在大约27岁之后都出现了下降，而从斜坡运动测试中得出的MMP在550到575 W之间保持稳定，并且在研究的最后两个阶段波动很小（图2）。重要的是，在20年的评估过程中，MMP的平均值与划船测力计2000米全力测试中的平均输出功率（也是20年的平均值）之间的差异，A运动员仅为~3 W（<1%），B运动员为~12 W（~2%）。这一观察结果，以及(a) Ingham及其同事（10）的早期发现（他们在一项涉及18名训练有素的赛艇运动员的横断面研究中，计算出MMP与2000米功率之间的差异约为6瓦）；(b) Bourdin及其同事（16）的发现（他们在一组54名训练有素的赛艇运动员中，计算出"峰值功率"与2000米功率之间的差异约为13瓦），都支持将MMP作为监测赛艇成绩的有效且有用的指标。MMP可以很容易地从斜坡测试中得出，只需要一个赛艇测力计，不像估算˙VO2max通常需要复杂的实验室设备。显然，这为教练监测赛艇运动员运动能力的变化提供了进一步的优势。不过，这里需要注意的是，我们确实观察到，在评估的最后两个阶段，MMP倾向于更明显地高估2000米全力测试中的平均功率输出。在评估的最后两个阶段，两名被研究的运动员平均高估了约30瓦（约6%）。目前，还很难详细解释在20年跟踪的后两个阶段中，MMP与2000米平均功率输出之间出现差异的可能原因。还需要进一步的研究，以考察这一观察结果是否可以在更广泛的不同年龄段的训练有素的赛艇运动员样本中得到复制。

在亚极限测量中，我们研究了与AT相对应的输出功率的变化。该参数通常被用作耐力运动员（包括赛艇运动员）耐力能力评估的附加因素，以及最佳训练强度的确定因素。计算出的五个4年发展阶段的船员平均值按自然顺序排列如下：尽管两名运动员的年际波动较小（图3），但在最后4年的评估阶段，与AT相对应的功率输出平均值最高。最后，与AT相对应的˙VO2（以˙VO2max的年龄百分比表示）在20年的监测期间在两名被研究的运动员身上保持相对稳定，即在82%到91%之间（图4）。在20年的监测期间，运动员A的平均值为88%，运动员B的平均值为87%。这些值与Bunc及其同事（17）对训练有素的赛艇运动员的较早报告一致，他们报告的AT时的˙VO2（在该研究中称为"通气阈值"）为其˙VO2max的85%。

图5显示了每位赛艇运动员在赛艇测力计上持续2000米和6000米的平均输出功率的20年发展情况。按时间顺序排列，计算出的五个4年发展阶段的船员平均值如下：2000米成绩分别为459、518、529、529和532瓦，6000米成绩分别为371、418、451、461和463瓦。与上一段所述的与AT相匹配的功率输出结果类似，尽管两名运动员的成绩每年都有小幅波动（图5），但2000米和6000米测试的平均功率输出的最高平均值还是出现在最后4年的评估阶段。在评估的最后阶段，2000米的平均值为532瓦，6000米的平均值为463瓦，相当于2000米的平均成绩为5分48秒，6000米的平均成绩为18分4秒，其中包括B运动员在评估的最后一年，即34岁时在6000米测力计测试中取得的个人最好成绩（也是世界最好成绩）。最后4年的评估阶段提供了20年监测期内最好的4年平均成绩，这对船员的未来来说确实令人鼓舞。

最后，如上段所述，在评估的最后两个4年阶段，2000米和6000米划船测力计成绩的提高在很大程度上与˙VO2max多年来的变化无关，如前所述，VO2max在评估的第三个4年阶段下降。世界级耐力运动员的这种长期生理和成绩发展动态（即˙VO2max下降伴随着比赛成绩的保持/提高）在长跑中也曾被（18,19）。在这些研究中（18,19），提高跑步的经济性（即降低亚极速跑的耗氧量）被强调为运动员职业生涯后期取得精英表现的关键因素。尽管是推测，但我们认为，我们的两名赛艇运动员在最后两个监测的4年阶段中成绩的提高和世界级地位的保持可能归功于赛艇经济性的改善。与AT相对应的力量的轻微但持续的整体改善（图3）可能会支持这一观点，与运动员教练的谈话中获得的轶事数据也会支持这一观点，教练强调在赛艇运动员的职业生涯中不断改进赛艇技术。最后，也有可能是其他生理和成绩因素促成了比赛成绩的提高，这些因素可能与无氧能量途径产生的能量有关，但无法通过氧耗量检测到。

结论

根据持续整整二十年的年度测试，本案例研究描述了两名赛艇运动员的生理和成绩发展情况，他们曾多次获得奥运和世界冠军，代表了其运动项目的真正精英。他们的˙VO2max（以每分钟升数表示）在22岁逐渐增加，到27岁左右趋于平稳，数值约为7升/分钟，波动极小。随后，两位划船运动员的˙VO2max都有所下降，尽管他们的˙VO2max一般都保持在6.2至6.5升/分钟的范围内，这仍然可以被认为是出色的。在最后两个阶段的评估中，研究赛艇运动员每年从斜坡测试中获得的MMP均有所提高，然后趋于稳定。总体而言，MMP与在赛艇测力计上进行2000米全力测试时的平均功率输出非常接近。在划船测力计上进行2000米和6000米全力以赴测试时的平均功率输出在监测的五个4年研究阶段中表现出稳步提高，2000米和6000米测试的最高功率输出平均值记录在最后一个4年评估阶段中。本文介绍的研究结果可为耐力运动员在其各自运动项目中达到和保持世界级水平的成绩决定因素的长期发展方面的知识体系做出贡献。

表1.这两名赛艇运动员曾多次获得奥运冠军和世界冠军。

图1-在研究持续20年期间，在划船测力计上进行斜坡测试时获得的最大摄氧量。运动员A（上图）和运动员B（下图）的数据如图所示。缺失数据点对应的是运动员A（28岁和33岁；急性肌肉骨骼损伤）和运动员B（26岁，疲劳；29岁，面罩和头盔故障--测试最后阶段尼龙搭扣带松动；30岁，急性呼吸道疾病）错过的实验室检查。

图2-在划船测力计上进行斜坡测试时获得的最大输出功率（MMP），表明在20年的研究持续时间内，在任何60秒的测试期间所持续的最高平均输出功率。运动员A（上图）和运动员B（下图）的数据如图所示。缺失的数据点对应于运动员A（28岁和33岁，急性肌肉骨骼损伤）和运动员B（26岁，疲劳；30岁，急性呼吸道疾病）错过的实验室检查。

图3-在20年的研究期间，在划船测力计上进行斜坡测试时获得的AT对应的输出功率。图中显示了运动员A（上图）和运动员B（下图）的数据。缺失的数据点对应于运动员A（28岁和33岁；急性肌肉骨骼损伤）和运动员B（26岁，疲劳；30岁，急性呼吸道疾病）错过的实验室检查。

图4-与AT相对应的摄氧量，以最大摄氧量的百分比表示。运动员A（上图）和运动员B（下图）的数据如图所示。缺失的数据点与运动员A（28岁和33岁；急性肌肉骨骼损伤）和运动员B（26岁，疲劳；29岁，面罩和头盔故障--测试最后阶段尼龙搭扣带松动；30岁，急性呼吸道疾病）错过的实验室检查时间相对应。

图5-在划船测力计上进行2000米（圆形）和6000米（方形）全力以赴测试时的平均功率输出。封闭符号代表运动员A的数据（上图），开放符号代表运动员B的数据（下图）。缺失的数据点对应运动员A在27、28、31和33岁时错过的2000米测试，以及在28岁时错过的6000米测试。