不同间歇休息时长对短跑运动员速度耐力训练中能量代谢特征的影响

《Scientific Reports》：Energy metabolism characteristics of sprinters in speed endurance training with different intermittent rest periods

本研究旨在解决短跑运动员在速度耐力训练中，不同间歇休息时长对能量代谢系统具体贡献的差异问题。研究人员通过对比1分钟与2分钟间歇休息方案，发现1分钟间歇训练能更有效地激活磷酸原系统，并提升总能量消耗，为优化短跑运动员的训练方案提供了精准的代谢学依据。

　　

在竞技体育的赛场上，速度耐力是决定短跑运动员能否在百米冲刺后程或200米、400米项目中保持高速、减少降速的关键能力。它不仅仅是一种体能，更是一种复杂的生理品质，要求运动员在多次高强度冲刺中，即使恢复不完全，也能维持接近最大速度的能力。对于教练员和运动员而言，如何通过科学的训练方法精准地刺激目标能量系统，是提升运动表现的核心。

传统的速度耐力训练通常采用高强度间歇训练（High-Intensity Interval Training, HIIT）的模式，但其中关于间歇休息时长的选择，一直存在争议。是选择较短的休息时间（如1分钟）来制造更强的生理应激，还是选择较长的休息时间（如2分钟）以保证每次冲刺的质量？这个问题背后，是不同能量系统（磷酸原系统、糖酵解系统、有氧系统）在训练中如何被动员和恢复的复杂生理学问题。虽然理论上，较短的休息时间会限制磷酸原（Phosphocreatine, PCr）的再合成，从而可能更多地依赖糖酵解供能，但这一过程在训练有素的短跑运动员身上具体如何表现，尚缺乏精确的量化数据。

为了回答这个问题，来自上海体育大学和北京体育大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了一项研究，他们通过精密的实验设计，直接测量并比较了短跑运动员在1分钟和2分钟间歇休息方案下，三大能量系统的具体贡献。研究结果挑战了传统认知，发现1分钟的短间歇方案不仅没有削弱磷酸原系统的贡献，反而使其激活程度更高，为优化短跑训练方案提供了颠覆性的科学证据。

关键技术方法

本研究招募了12名训练有素的男性短跑运动员，采用交叉设计，分别完成两种速度耐力训练方案：1分钟间歇（HV-1）和2分钟间歇（HV-2）。训练内容均为2组×3次200米跑，强度控制在个人最大速度的75%。研究人员利用Cosmed K5便携式气体代谢分析仪，通过“逐次呼吸”模式连续监测受试者的摄氧量（VO₂），并利用耳垂毛细血管血样，通过EKF台式乳酸分析仪测量血乳酸（Blood Lactate, BLA）浓度。基于经典的PCr-La-O₂能量代谢计算框架，研究人员将运动后过量氧耗（Excess Post-exercise Oxygen Consumption, EPOC）的快速成分归因于磷酸原系统的恢复，将血乳酸的净积累量归因于糖酵解系统的供能，将运动过程中的净摄氧量归因于有氧系统的供能，从而精确量化了三大能量系统在训练中的具体贡献。

研究结果

训练强度评估结果

数据显示，两种训练模式中，受试者的实际训练强度（平均速度）无显著差异，确保了实验变量仅为间歇休息时长，排除了强度不同带来的干扰。

心率指标测试结果

虽然两种模式下的平均峰值心率（HR_peak）无显著差异，但存在显著的“训练模式×时间点”交互效应。具体而言，在训练的中后期（如第一组的第2、3次跑，第二组的第1、2次跑），1分钟间歇组（HV-1）的峰值心率显著高于2分钟间歇组（HV-2）。这表明，较短的休息时间对心血管系统造成了更大的负荷，尤其是在训练的持续阶段。

血乳酸指标测试结果

尽管两种模式下的血乳酸浓度随时间变化的整体模式相似，但在多个关键时间点，1分钟间歇组（HV-1）的血乳酸浓度显著高于2分钟间歇组（HV-2）。例如，在第一组的第3次跑、第二组的第1次和第3次跑后，HV-1组的血乳酸值均显著更高。此外，HV-1组的乳酸生成率也显著高于HV-2组。这些结果表明，较短的休息时间导致了更强烈的糖酵解代谢反应。

能量代谢特征测试结果

这是本研究最核心的发现。研究人员通过精确计算，得出了三大能量系统的具体供能量及其占总能量消耗的百分比。

• •
  磷酸原代谢特征：1分钟间歇组（HV-1）的磷酸原系统供能（W_PCr）为109.03±12.34 kJ，显著高于2分钟间歇组（HV-2）的82.33±18.04 kJ。在供能比例上，HV-1组的磷酸原系统贡献了23.83±3.22%的总能量，而HV-2组仅为19.90±2.52%。这一结果出乎意料，因为传统理论认为更长的休息时间有利于磷酸原系统的恢复和利用。
• •
  糖酵解代谢特征：1分钟间歇组（HV-1）的糖酵解系统供能（W_[lactate]）为189.79±43.48 kJ，也显著高于2分钟间歇组（HV-2）的167.45±47.14 kJ。然而，在供能比例上，两组之间没有显著差异，均约为40%。这表明，虽然较短的休息时间增加了糖酵解系统的绝对供能量，但其在总能量供应中的相对地位并未改变。
• •
  有氧代谢特征：两种模式的有氧系统绝对供能量（W_aer）没有显著差异。但在供能比例上，2分钟间歇组（HV-2）的有氧系统贡献了40.05±4.92%的总能量，显著高于1分钟间歇组（HV-1）的35.44±3.83%。这说明，较长的休息时间允许有氧系统在总能量供应中扮演更重要的角色。
• •
  总能量供应特征：1分钟间歇组（HV-1）的总能量消耗（W_tot）为460.85±44.61 kJ，显著高于2分钟间歇组（HV-2）的412.61±63.96 kJ。这表明，较短的休息时间显著提升了训练的总负荷。

研究结论与讨论

本研究通过精密的能量代谢计算，揭示了不同间歇休息时长对短跑运动员速度耐力训练中能量系统动员的深刻影响。研究结论挑战了传统认知，并具有重要的实践指导意义。

首先，研究最核心的发现是，1分钟的短间歇方案（HV-1）比2分钟的长间歇方案（HV-2）更能有效激活磷酸原系统。这一发现与“长间歇更利于磷酸原恢复”的直觉相悖。研究人员推测，这可能是因为1分钟的休息时间不足以让磷酸原（PCr）完全恢复，导致在后续的冲刺中，身体为了维持预定的高强度，必须更早、更多地动用磷酸原系统来快速供能。这种“不完全恢复”的状态，反而创造了一个更强烈的刺激，迫使磷酸原系统在疲劳状态下被反复激活，从而提升了其在整个训练中的总贡献。

其次，虽然糖酵解系统的绝对供能量在短间歇下更高，但其相对贡献比例在两种模式下保持稳定。这表明，在75%最大速度的强度下，糖酵解系统是维持该强度运动的核心供能途径，其相对重要性不受间歇时长变化的显著影响。短间歇方案通过增加总能量消耗，同步提升了糖酵解系统的绝对工作量，从而提供了更强的代谢刺激。

第三，长间歇方案（HV-2）下，有氧系统的相对贡献显著更高。这是因为更长的休息时间允许身体在两次冲刺之间进行更充分的恢复，使得有氧系统在总能量供应中的“权重”得以增加。这提示教练员，如果训练目标是同时发展有氧能力，2分钟的间歇可能是一个更平衡的选择。

最后，从总能量消耗来看，1分钟间歇方案（HV-1）显著高于2分钟方案（HV-2）。这意味着，在相同的训练时长和强度下，采用更短的间歇可以显著提升训练密度和效率，让运动员在单位时间内完成更大的总功。

综上所述，这项研究为短跑训练提供了精准的代谢学依据。对于旨在提升磷酸原系统能力和代谢功率的运动员，1分钟的短间歇速度耐力训练是一个高效的选择。它不仅能够更有效地刺激目标能量系统，还能在单位时间内产生更大的训练负荷，实现训练效率的最大化。