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本文参考文献

原文标题: The Maximal Metabolic Steady State: Redefining the ‘Gold Standard’

原文作者: Andrew M. Jones, Mark Burnley, Matthew I. Black, David C. Poole, Anni Vanhatalo

一、什么是最大代谢稳态？

    在运动生理学中，最大代谢稳态（Maximal Metabolic Steady State，MMSS）是指运动员在特定功率输出或速度下，能够维持最长时间的氧化代谢平衡状态，即身体产生的能量和所需能量达到平衡，从而避免快速疲劳。这一概念的应用范围非常广泛，对耐力训练的指导、运动表现的评估等都具有重要意义。

为什么最大代谢稳态重要？

    在耐力运动中，例如长跑、自行车等，最大代谢稳态可以帮助运动员找到一个“临界点”，在这个点上他们可以最大化地利用身体的氧化代谢系统，同时不引发过度的无氧代谢，从而延长运动持续时间。对于教练和运动员而言，明确这一点可以让训练更加科学高效，同时减少因过度训练或不合理强度分配导致的疲劳和损伤。

最大代谢稳态的生理基础

    当运动强度达到一定程度后，身体会从氧化代谢逐步过渡到无氧代谢，导致乳酸在肌肉中积累。当乳酸无法被快速清除，运动员将会感到肌肉疲劳和酸痛。最大代谢稳态的概念就是寻找一个临界点，使运动员在强度和耐力之间找到平衡，避免过多的乳酸堆积。正是基于这个临界点，研究者提出了两个重要的评估方法：最大乳酸稳态（MLSS）和临界功率（CP）。

二、最大乳酸稳态（MLSS）：传统的“金标准”

    过去，最大乳酸稳态（Maximal Lactate Steady State, MLSS）被广泛视为衡量最大代谢稳态的“金标准”。MLSS定义为在一定运动强度下，运动员的血乳酸浓度在连续的30分钟内保持基本恒定，即在10到30分钟之间的变化不超过1mmol/L。

MLSS的测试方法

    MLSS测试通常通过一系列的连续运动试验来完成。在每次试验中，运动员需要在不同的固定功率输出下进行30分钟的持续运动，每隔5分钟测量一次血乳酸浓度。这一过程通常需要4-5次测试，以确定最大乳酸稳态的功率输出。具体的步骤如下：

• ‍试验初步设定：首先，通过一组低强度的测试，确定运动员的初始血乳酸水平。

• 逐步提高功率：根据每次测试的血乳酸结果，逐步增加功率，直到找到一个功率水平，在该水平下运动员的血乳酸变化在10到30分钟内不超过1mmol/L。

• 判定稳态功率：根据多次测试结果，最终确定最接近稳态的最大功率输出。

    

‍MLSS的局限性

    尽管MLSS被认为是耐力训练的“金标准”，但它在实际应用中存在以下几个问题：

• 测量误差：由于测量误差和生物体的自然变异，血乳酸浓度的微小变化可能导致误判。血乳酸检测仪的误差通常在0.2-0.4 mmol/L之间，这增加了判断难度。

• 测试耗时且复杂：MLSS测试需要运动员连续进行多日试验，以确保功率输出的准确性。同时，由于运动员的饮食、休息和水分摄入会影响测试结果，因而MLSS的测试过程十分繁琐。

• 低估最大代谢稳态：由于MLSS的功率输出是基于乳酸的变化来判断，因此它往往会低估真正的代谢稳态功率，尤其是在高水平运动员中更为明显。

    这些问题限制了MLSS的普及和实际应用。特别是在高强度的专业运动员训练中，MLSS的低估现象可能会导致训练强度的偏低，无法充分开发运动员的代谢潜能。

    图：在一个恒定功率输出的测试中，黑色实线代表符合最大乳酸稳态（MLSS）的血乳酸反应，虚线则表示在严格的MLSS定义下被认为超出MLSS的血乳酸反应——这种定义仅考虑10分钟和30分钟时的绝对血乳酸值。然而需要注意的是，尽管虚线表现为“超出MLSS”，但在15到30分钟之间，血乳酸浓度已趋于稳定。这一现象揭示了仅依据两个数据点并采用相对随意的容差（即血乳酸在10到30分钟之间增加不超过1.0 mmol/L）来定义MLSS可能导致的误差。

三、临界功率（CP）：更科学的评估标准

    在最近的研究中，临界功率（Critical Power, CP）被认为更具科学性，也更加准确地反映了最大代谢稳态。CP概念最早由A.V. Hill在1925年提出，其核心在于功率输出与运动持续时间之间的双曲关系，定义了一个可以让运动员实现稳态的“临界点”。

CP的科学基础

    CP是基于功率和持续时间的关系定义的，其理论基础非常稳固。CP的关键在于其界定了“重度”与“极重度”运动强度的边界。运动员在临界功率以下的功率输出中可以实现代谢稳态；一旦功率输出超过CP，运动员就会进入非稳态区域，导致快速疲劳的发生。

    CP的优势在于其能够准确地划分不同的运动强度领域，并且在每个领域中，运动员的生理反应是截然不同的。例如，在CP以下的重度运动中，运动员可以通过氧化代谢维持较长时间，而在CP以上的极重度运动中，身体将迅速转向无氧代谢，导致乳酸快速积累并最终导致疲劳。

CP的测试方法

    CP的测试方式相对简单，并且可以通过单次测试完成，主要包括以下两种方法：

• 传统方法：通过不同强度的运动测试来确定功率和持续时间之间的关系。这种方法需要运动员进行多次高强度运动，以确定功率-时间的双曲关系。

• 3分钟全力测试：在该测试中，运动员在固定阻力下进行3分钟全力输出，通过最后阶段的平均功率估算CP。

    相比MLSS，CP测试方法更加简单，不仅降低了测试复杂性，也提高了测试结果的准确性。

CP作为评估标准的优势

    CP在实际应用中展现了多方面的优势：

• 精准性：CP不仅提供了一个稳定的代谢稳态点，还能够明确地划分不同的生理反应区域。

• 预测性强：通过CP的测量，可以准确预测运动员在不同功率下的耐力极限，为教练和运动员制定训练计划提供科学依据。

• 操作简便：与MLSS相比，CP测试不需要多日重复实验，操作简便且结果可靠，适合应用在日常训练和比赛中。

四、MLSS和CP的对比分析

    尽管MLSS和CP都用于评估运动员的代谢稳态能力，但二者有着明显的差异。以下从概念、测量方式、结果解读和应用场景等方面进行对比：

    通过以上对比可以看出，CP不仅在测试便捷性和科学性上具有优势，其结果也更适用于实际训练和高强度运动场景。

五、CP的实际应用：如何利用CP优化训练？

    CP的实际应用价值在于其可以为运动员的训练和比赛提供科学的量化依据。以下是一些CP的应用场景：

耐力训练计划的制定

    根据CP可以为运动员制定个性化的耐力训练计划。例如，在高强度间歇训练中，CP提供了明确的功率阈值，训练师可以根据这个阈值设计运动强度和恢复间隔，以最大化训练效果。

预测表现和赛前准备

    CP能够帮助教练和运动员准确预测比赛表现。例如，马拉松选手可以通过CP来估算自己在比赛中的最佳配速，从而合理安排体能消耗，避免过早达到极限。此外，CP还可以帮助运动员合理规划赛前准备，比如调整饮食和休息，以达到最佳表现。

疲劳管理和恢复策略

    由于CP能够清晰地划分重度和极重度运动域，它可以用于监测运动员的疲劳状态。通过观察运动员在不同强度下的生理反应，教练可以调整训练强度，安排适当的恢复时间，以避免过度疲劳导致的运动损伤。

六、MLSS和CP的未来研究方向

    尽管CP在现代运动生理学中被广泛认可为MMSS的“金标准”，但未来的研究依然有很多可以探索的方向。例如，针对CP和MLSS在不同运动项目中的适用性、CP的个体化影响因素等问题进行深入研究，有望进一步提升代谢稳态评估的准确性和实用性。

七、结论

    综上所述，临界功率（CP）在运动生理学和训练实践中逐渐取代了最大乳酸稳态（MLSS），成为更为科学、准确的最大代谢稳态评估标准。CP不仅具有可靠的理论基础，还能通过简单的测试过程为运动员提供准确的功率阈值，助力其优化训练和提升表现。因此，建议教练和运动员在训练和比赛中采用CP作为代谢稳态的评估标准，以实现更科学的训练管理和表现提升。