【觀點(diǎn)】狠磕“CP” ，幫你PB？

馬拉松屬于體能主導(dǎo)耐力運(yùn)動。

? 為什么要有新概念

根據(jù)競技能力的主導(dǎo)因素、運(yùn)動項(xiàng)目的動作結(jié)構(gòu)以及能量代謝特點(diǎn)，馬拉松屬于體能主導(dǎo)耐力運(yùn)動。最大攝氧量（VO2max）雖能體現(xiàn)有氧代謝能力的上限，但無法直觀反映在長時(shí)間運(yùn)動中維持穩(wěn)定功率輸出的能力。精確測定VO2max需要?dú)怏w分析儀，成本高且需在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成。測定臨界功率（Critical Power，CP）測試僅需功率計(jì)，或通過分析日常訓(xùn)練或比賽中的功率數(shù)據(jù)推算得出。

? 臨界功率是個(gè)什么

CP是人體在穩(wěn)態(tài)代謝下可長時(shí)間維持的最高功率輸出，耐力是指在盡可能長的時(shí)段內(nèi)維持特定速度或功率輸出的能力，兩者存在高度關(guān)聯(lián)。目前，CP概念與思路已經(jīng)在馬拉松訓(xùn)練中獲得廣泛應(yīng)用，成為了優(yōu)化配速策略與評估耐力素質(zhì)的可量化生理指標(biāo)。粗略來說，CP強(qiáng)度通常介于VO2max和最大乳酸穩(wěn)態(tài)（MLSS）之間。

CP對于耐力運(yùn)動表現(xiàn)的重要性在于，代表生理穩(wěn)態(tài)下（即穩(wěn)定的肺部攝氧量、血乳酸含量、心率、肌肉磷酸肌酸含量、酸堿值以及肌肉氧飽和度）可維持的最大功率。通過精準(zhǔn)量化在特定時(shí)長內(nèi)可維持的最大功率，有助于為制定訓(xùn)練計(jì)劃與比賽策略提供更直接的依據(jù)。

? 詳解分析

為了簡化分析，我們可建立以下臨界功率雙曲線數(shù)學(xué)模型，便于理解與描述。功（W）與功率（P、CP）兩個(gè)物理學(xué)概念，是它的基礎(chǔ)。時(shí)間單位為秒（s），功率單位為瓦特（W）。至于這個(gè)數(shù)學(xué)模型的缺點(diǎn)，我們稍后分析。

影線框和灰色框內(nèi)的面積相等且保持恒定（W′），表示以超過CP強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)可完成的總功。當(dāng)功率輸出不超過CP時(shí)，無需依賴W′的能量供應(yīng)，理論上運(yùn)動能夠長時(shí)間持續(xù)進(jìn)行。

隨著運(yùn)動時(shí)間增加，完賽速度大致按照反比例函數(shù)的形式衰減，假設(shè)在理想情況下，完賽速度最終會衰減至臨界速度（Critical Speed，CS），以該強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)動，理論上可以一直持續(xù)。

我們開動腦筋，不難得出一個(gè)結(jié)論。那就是：沒有任何鍛煉可以無限期進(jìn)行，單一的血乳酸穩(wěn)態(tài)并不代表所有內(nèi)環(huán)境指標(biāo)的代謝穩(wěn)態(tài)，故無法全面反映內(nèi)環(huán)境的代謝平衡狀態(tài)。

但是呢，在接近CP的強(qiáng)度下運(yùn)動，人體的代謝反應(yīng)，如肌肉磷酸肌酸含量、心率、pH值和無機(jī)磷酸鹽等指標(biāo)，能在一定時(shí)間內(nèi)保持相對穩(wěn)定，且接近它們在這段運(yùn)動時(shí)間內(nèi)能達(dá)到的最大可持續(xù)穩(wěn)態(tài)。這才是上述看似“粗制濫造”數(shù)學(xué)模型背后的真正含義。

? 如何測定

既然CP和W′可以為理解人體運(yùn)動能力、為制定訓(xùn)練計(jì)劃以及評估運(yùn)動表現(xiàn)提供依據(jù)，辣么，該怎么準(zhǔn)確測定這2個(gè)指標(biāo)呢？目前有4種方法。

實(shí)驗(yàn)室中恒定負(fù)荷測試。在不同的恒定負(fù)荷輸出下持續(xù)運(yùn)動直至力竭，測試3-5次，將每次所作的總功和時(shí)間t代入到線性模型［式（2）］，估算CP和W′；或?qū)⒏鞔螠y試的P與t代入雙曲線模型［式（1）］，通過線性回歸得出CP。但是，測試時(shí)長、次數(shù)和恢復(fù)時(shí)間等因素都會影響CP估算結(jié)果。這里要運(yùn)用簡單的理工科或經(jīng)濟(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)知識。

實(shí)驗(yàn)室中斜坡遞增測試。它以平板監(jiān)測設(shè)備為基礎(chǔ)，能在10～20分鐘內(nèi)完成，適用于大規(guī)模樣本測試，是評估運(yùn)動能力的重要手段。運(yùn)動強(qiáng)度（如功率、速度或坡度）按照預(yù)設(shè)的固定速率持續(xù)線性增加，保持穩(wěn)定運(yùn)動節(jié)奏直至達(dá)到力竭狀態(tài)，期間持續(xù)監(jiān)測VO2max、血乳酸濃度多項(xiàng)生理指標(biāo)。該測試對設(shè)備要求高，因此較貴。

實(shí)驗(yàn)室中3分鐘全力運(yùn)動測試。原理是人體在全力運(yùn)動測試開始時(shí)的輸出功率高于CP，W′被大量使用。隨著運(yùn)動的繼續(xù)和功率的降低，W′也會降低。如果運(yùn)動持續(xù)時(shí)間足夠長，W′就會完全耗盡，因此在全力測試接近結(jié)束時(shí)的功率或能代表CP。，但測得功率可能高估。

基于比賽成績計(jì)算。優(yōu)勢在于能夠真實(shí)反映運(yùn)動員在實(shí)際比賽或訓(xùn)練場景中的運(yùn)動狀態(tài)。原理是通過獲取運(yùn)動員在不同距離或時(shí)間下的最佳運(yùn)動成績，依據(jù)功-持續(xù)時(shí)間線性模型或功率-持續(xù)時(shí)間雙曲線模型來估算CP。收集在1.5-42.195公里距離的個(gè)人最佳成績，通過距離與完成時(shí)間的線性關(guān)系估算出CS和D′。局限性在于易受比賽時(shí)的環(huán)境條件、身心狀態(tài)、戰(zhàn)術(shù)安排等影響。

? 通過CP看配速

配速是指在整個(gè)運(yùn)動過程中的速度分布。在比賽中，適當(dāng)?shù)呐渌俨呗允潜ＷC合理分配體能取得PB的基本要求，是規(guī)劃和控制運(yùn)動過程的關(guān)鍵指標(biāo)。并且依賴于持續(xù)的決策過程。或者說，如何對能量消耗分配進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳成績。

在馬拉松運(yùn)動中，CP/CS作為衡量運(yùn)動員耐力水平的關(guān)鍵生理參數(shù)，是決定配速策略的關(guān)鍵因素。這也可以解釋為什么采用勻速配速，有助于實(shí)現(xiàn)PB。精英運(yùn)動員通常能夠以接近自身CS的96%的速度完成全程馬拉松，大眾跑者的平均配速約為其CS的85%。

從馬拉松比賽階段來看，前期（2～16km）的配速對比賽結(jié)果影響重大。在前期速度超過自身CS的94%的運(yùn)動員，往往在后半程會面臨速度難以為繼的風(fēng)險(xiǎn)。這是因?yàn)榍捌谒俣冗^快會導(dǎo)致D′過度消耗，使后續(xù)階段難以維持速度。

如果我們在原有的CS公式中引入了可持續(xù)速度（Sustainable Velocity），用以取代傳統(tǒng)的CS，會得到：

SV與消耗區(qū)間速度（Velocity During A Depletion Interval，IV）、恢復(fù)區(qū)間速度（Velocity During A Recovery Period，RV）等概念相互關(guān)聯(lián)，共同影響D?的變化。SV強(qiáng)調(diào)在馬拉松全程中通過動態(tài)平衡消耗區(qū)間與恢復(fù)區(qū)間的速度分配，實(shí)現(xiàn)體能利用效率的最大化，進(jìn)而提升運(yùn)動表現(xiàn)。這提醒我們，在制定配速策略時(shí)，應(yīng)加重視體能在全程中的動態(tài)變化。

不過，在長時(shí)間運(yùn)動中，體能、代謝水平及肌肉疲勞程度等會隨時(shí)間發(fā)生復(fù)雜變化，CP/CS并非恒定不變。至于會呈現(xiàn)出何種變動趨勢，目前尚無定論。如何通過優(yōu)化訓(xùn)練與裝備，去穩(wěn)定這一指標(biāo)背后的生理過程，是個(gè)值得思考的問題。當(dāng)然，在真實(shí)世界中，W′的消耗和恢復(fù)未必、甚至并不可能如模型中那樣以線性方式進(jìn)行。

? 如何畫餅

盡管CP理論并不完美，但是它為預(yù)測馬拉松表現(xiàn)和制定配速策略提供了一個(gè)從運(yùn)動生理學(xué)定量分析的新視角，也為今后運(yùn)動手表與傳感器的研發(fā)打開了腦洞，或者說為買家們畫出了新餅。

例如，通過大樣本量實(shí)驗(yàn)開發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測CP值的智能算法。研究細(xì)分人群CP與無氧功儲備參數(shù)的動態(tài)變化規(guī)律。探究在不同外部環(huán)境中，CP衰減與W′恢復(fù)的特征與原因；從而讓我們的手表可以生成并顯示在比賽訓(xùn)練中可以隨時(shí)查看的實(shí)時(shí)配速策略。

文/王統(tǒng)領(lǐng)，湖州師范學(xué)院；博士， 碩士研究生導(dǎo)師

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