Carsten Lundby
University of Zurich
Zürich Center for Integrative Human Physiology, Institute of Physiology, University of Zürich, Zürich, Switzerland
Food & Nutrition & Sport Science, Gothenburg University, Gothenburg, Sweden
carsten.lundby@uzh.ch
P. Robach
Ecole Nationale des Sports de Montagne, Site de l’Ecole Nationale de Ski et d’Alpinisme, Chamonix, France
VO2max 能提高多少？其中包括哪些因素？
在冠军运动员中，VO2max 的提高往往与多年的专门训练、优化的训练计划和个性化的生理适应有关。而对健康个体来说，VO2max 的提高可能更依赖于从久坐生活方式向规律的体育活动转变。
值得注意的是，尽管通过训练可以显著提高 VO2max x，但这种提高是有上限的。大多数耐力运动员的VO2max上限可能在 83-85 ml·min^-1·kg^-1 范围内，尽管在个别情况下，值可能超过 90ml·min^-1·kg^-1。而对普通未经训练的年轻个体，通过训练将 VO2max 提高到接近奥运会冠军的水平是非常具有挑战性的。
影响
VO2max提高的主要因素：
训练的强度和持续时间：定期进行高强度的耐力训练可以显著提高 VO2max。例如，在达拉斯卧床休息研究中，健康个体的 VO2max 可能在几周的去训练和随后的训练中改变高达100%。
年龄：年轻人通过训练提高 VO2max的潜力可能比成年人更大，因为心脏和呼吸系统的适应性在成年后趋于稳定。
遗传：个体的遗传背景对 VO2max 的提高潜力有显著影响。一些个体可能拥有优良的遗传特征，使他们能够在短时间内显著提高VO2max。
训练历史：早期生活中的训练可能是在耐力冠军中观察到的非常高的 VO2max值的一个重要决定因素。
生理适应：随着训练的进行，身体会通过增加线粒体密度、毛细血管密度和肌肉纤维类型的改变等生理适应来提高 VO2max。
性别：男性和女性在生理上存在差异，这可能影响 VO2max的提高潜力。
营养和饮食：适当的营养支持，特别是足够的铁质摄入，对维持高血红蛋白水平和提高 VO2max至关重要。
心理因素：动机和心理韧性也是提高运动表现的重要因素。
高原训练：在高海拔地区训练可以增加血液中的红细胞数量，从而提高氧气的携带能力，进而可能提高 VO2max。
运动经济性和精英运动员表现的关系
运动经济性是指在进行运动时人体对能量的高效使用能力，它影响着耐力运动的表现。一个具有高运动经济性的运动员在相同的氧气消耗下可以完成更多的工作，或者在消耗更少能量的情况下达到相同的运动强度。这在耐力运动中尤其重要，因为这些运动通常持续较长时间，能量管理对于整体表现至关重要。
精英运动员通常表现出较高的运动经济性，这有助于他们在竞争中保持较低的能耗和较高的性能水平。例如，具有较高运动经济性的长跑运动员在长时间跑步过程中，可以在保持相同速度的同时减少氧气消耗，从而推迟疲劳并提高比赛成绩。
运动经济性的提高可能与多种因素有关，其中包括：
肌肉纤维类型：具有较高比例的慢肌纤维（类型I）的运动员往往具有更好的运动经济性，因为这些纤维在能量使用上更加高效。
线粒体密度：肌肉细胞中线粒体的数量和效率对能量产生至关重要。具有较高线粒体密度的运动员在运动过程中能更有效地利用氧气，从而提高运动经济性。
生物力学：良好的跑步或自行车蹬踏技术可以减少能量损耗，提高运动经济性。
训练：通过特定的训练方法，如长距离慢跑或间歇训练，运动员可以提高其运动经济性。
呼吸效率：在运动过程中有效利用氧气的能力也对运动经济性有重要影响。
灵活性和柔韧性：良好的柔韧性有助于提高运动的经济性，因为它减少了不必要的能量损耗。
营养策略：适当的营养补充，如甜菜根汁中的无机硝酸盐，可以提高运动经济性。
值得注意的是，运动经济性的提高可能与运动员的训练年限、训练强度和训练量有关。此外，随着年龄的增长，一些运动员的运动经济性可能会提高，这可能是由于技术上的改进、经验的积累或身体适应性的改变。
总的来说，运动经济性是耐力运动表现的关键因素之一，它与运动员的生理特征、训练和营养策略紧密相关。通过优化这些因素，运动员可以提高他们的运动经济性，从而提高耐力运动的表现。
乳酸阈值和临界功率的关系
乳酸阈值和临界功率是评估耐力运动表现的两个重要生理参数，它们与运动员在高强度运动中的表现能力密切相关。
乳酸阈值指的是在逐渐增加的运动强度下，血乳酸浓度首次显著高于安静值的点。这通常发生在未训练个体的 VO2max的60%左右，而在耐力训练的运动员中，这个阈值可以提高到VO2max的75-90%。乳酸阈值较高的运动员可以在较高的运动强度下维持无氧代谢的比例较低，从而延迟疲劳的发生。
临界功率则是指在高强度运动中，运动员能够维持的最高稳定功率输出，超过这个强度后，功率输出将随时间下降。临界功率通常与 VO2max相关，但更多地反映了运动员在接近最大摄氧量时的代谢稳定性和肌肉供能能力。
两者的关系：
运动强度域：乳酸阈值和临界功率可以看作是构成运动强度域的两个边界，乳酸阈值是中到高强度运动的下限，而临界功率是上限。
耐力比赛：大多数耐力比赛是在乳酸阈值和临界功率之间的强度域内进行的，即在乳酸阈值以上但接近临界功率。
训练适应性：通过适当的训练，如间歇训练和高强度持续训练，运动员可以提高乳酸阈值和临界功率。提高乳酸阈值意味着运动员可以在更高的功率输出下维持更长时间的运动而不进入无氧代谢状态。
预测运动表现：临界功率通常被认为是预测高强度耐力运动表现的更好指标，因为它直接关联到运动员在接近最大摄氧量时的运动能力。
训练目标：乳酸阈值和临界功率都可以通过训练得到改善，但提高这些参数最有效的训练方法可能因人而异。
相互作用：乳酸阈值的提高可能会对临界功率有所影响，因为两者都与肌肉的代谢能力和线粒体功能有关。
个体差异：不同运动员对训练的反应可能不同，有些人可能更容易提高乳酸阈值，而其他人可能在提高临界功率方面有更大的潜力。
乳酸阈值和临界功率是相互关联的，它们共同影响着耐力运动员的表现。通过针对性的训练，可以提高这两个参数，从而改善运动员在长时间、高强度运动中的表现。
高原训练对精英耐力表现
高原训练被广泛用于耐力运动员中，旨在通过模拟高海拔环境来提高运动表现。这种训练通常包括“高住高练”（LHTH）模型，即在中等海拔高度（通常1500米以上）的地方进行居住和训练。高原训练的主要目的是增加血液中的红细胞质量（Hbmass），从而提高氧气携带能力，这对于耐力运动至关重要。
高原训练对精英耐力表现的影响：
1. 增加血液红细胞质量（Hbmass）：
高原训练可以刺激身体增加红细胞的产生，因为高海拔地区的氧气稀薄，身体为满足氧气需求会自然增加红细胞的数量。
增加的Hbmass可以提高血液的氧气携带能力，这对于耐力项目如马拉松、长距离自行车赛等需要长时间持续供氧的运动尤其重要。
2.改善运动经济性：
一些研究表明，高原训练可能改善运动经济性，即运动员使用更少的能量完成同样的工作。
这可能是由于肌肉对氧气的利用效率提高，以及可能的生物力学和技术上的改变。
3.训练适应性：
高原训练可以增强肌肉的耐力和力量，特别是在模拟比赛条件时。
这种训练还可能促进心肺功能的适应，提高最大摄氧量（VO2max）。
4.心理和生理的挑战：
高原训练也是一种心理挑战，可以帮助运动员适应压力和逆境，这对于比赛表现至关重要。
5.存在的问题和限制：
尽管高原训练有潜在的好处，但其效果因人而异，且并非所有运动员都能从中受益。
高原训练可能伴随有适应问题，如高原病，这需要适当的管理和适应策略。
对精英运动员的具体影响：
对于已经处于顶尖水平的耐力运动员，高原训练可能提供额外的表现提升，尤其是在需要长时间保持高能量输出的比赛中。
然而，是否所有精英运动员都能从高原训练中获得显著益处，仍然是一个开放的问题，需要更多的个体化研究。
高住高练
传统的“高住高练”（LHTH）高原训练方法存在一些悖论。尽管它在血液学方面（如增加血红蛋白质量Hbmass）为运动员带来了一些好处，但对照研究显示，这种训练方法并不一定能提高训练有素个体的运动表现。这可能是因为在低氧环境下难以管理训练强度，从而影响了运动员的有氧能力。
尽管如此，LHTH仍然广受欢迎，这可能是因为许多世界级运动员报告了在LHTH之后取得的良好比赛成绩。通常认为，LHTH未能提高运动表现的原因是，在低氧环境中训练时，运动员无法保持正常的训练强度，尤其是在中距离跑者中，他们对训练强度的控制比较固定。
此外，低氧环境下感知到的努力的微小变化可能会对运动员的配速感知产生负面影响。通常在LHTH期间降低训练强度可能不是最佳策略，因为这样做可能没有科学依据。实际上，保持与海平面相同的绝对训练强度可能会更有利于取得积极结果。
“低住高练”模型的见解表明，以与海平面相同的绝对强度训练不会对运动表现产生负面影响。但是，由于对高原训练的反应存在高度的个体差异，目前科学与实践之间存在差距，这使得对LHTH的好处难以得出明确结论。因此，需要对训练有素的个体进行进一步研究，以确定LHTH方法的实际效果。
高住低练
高住低练（LHTL）模型是一种高原训练方法，它尝试结合高海拔的红细胞生成刺激和低海拔的训练优势，以提高运动表现。尽管有研究显示LHTL能在一定程度上提高训练有素个体的运动表现，但对于顶级运动员的效果并不明显。使用模拟高原环境进行的LHTL研究结果表明，对于已经具有较高血红蛋白质量和最大摄氧量的运动员，LHTL可能不会带来显著的性能提升。尽管有推测认为在低氧环境下进行LHTL可能促进更强的生理适应，但目前这仍然是未经证实的假设。目前的研究结果提示，无论是在正常气压还是低气压的低氧环境中，LHTL引起的生理变化（如循环中的EPO增加和红细胞体积的增加）是相似的。
低氧训练
低氧训练，也称为“低住高练”，通过在低氧环境下进行训练来提高运动表现，旨在增加代谢压力以促进生理适应和表现提升。然而，研究显示这种方法对未训练和训练有素的个体效果不一致，对精英运动员的海平面表现也没有一致的优势。尽管高强度间歇训练或重复冲刺训练与低氧结合可能对性能有积极影响，但这种好处是否能延伸到精英运动员尚不明确。
高原训练方法，包括基于血液学变化和骨骼肌内变化的方法，对精英运动员的效果仍不确定，且实施这些方法的时间、成本和后勤限制了其广泛应用。自然低氧环境中的生活和训练可能是精英耐力运动员的最佳选择，但需要更多研究来探索最佳的低氧剂量和训练模式。
VO2max是耐力表现的关键生理决定因素，但其可训练性有限，尤其是随着年龄的增长。提高血红蛋白质量（Hbmass）可能是进一步提升最大氧气传输的途径。其他生理因素，如运动经济性、乳酸阈值和临界功率，即使在精英运动员中也可能通过艰苦训练得到改善。然而，随着运动员接近生理极限，这些因素的改善可能会受到限制。
