内部与外部训练负荷的概念最初于2003年在奥地利萨尔茨堡举行的欧洲运动科学学院第八届年会上提出1,当时是在汤姆·赖利(Tom Reilly)组织的特邀会议和专题研讨会上。该演讲内容被纳入后续两篇论文中,首次阐述了训练刺激的分类学2,3。尽管这些概念最初是在团队运动的背景下提出的,但“内部训练负荷”和“外部训练负荷”这两个术语如今已在研究和实践中被更广泛地使用4-7。
在最初的文章中,我们引入了内部负荷和外部负荷的概念,但未进行深入探讨。因此,本文旨在扩展、澄清和完善这一理论框架以及内部和外部训练负荷的定义,以避免这些概念在最初提出时被误用或误读。
一、理论框架
运动训练被定义为通过系统地进行练习以提高身体能力和获得特定运动技能的过程8。当练习施加适当时,会引发功能性适应反应。正是这些功能性适应构成了各种训练结果(如运动表现、抗损伤能力或健康状况)变化的基础。
一次练习会引发心理生理反应,而正是这种反应(而非练习任务本身)提供了适应的刺激9。理论上,任何能引发相同反应的策略(如药物干预)都可能产生相似效果10。运动员对刺激的反应以及刺激本身,都与练习任务的性质、强度和持续时间相关8。
单次练习可产生刺激,引发短暂的急性适应反应;而要引发慢性适应,则需要系统重复这种刺激及相关反应。此外,训练刺激的施加需间隔足够时间且强度适宜,以防止适应能力在比赛前消退。根据可逆性原则,如果刺激中断,之前的适应会逆转,表现会下降11。
二、训练负荷:内部负荷与外部负荷
在运动训练中,训练负荷被描述为可操控的输入变量,用于引发预期的训练反应12。训练负荷可分为外部负荷和/或内部负荷2,3,这取决于我们所指的是运动员体内还是体外可测量的方面。
外部负荷由练习的组织方式、质量和数量(即训练计划)决定,定义为训练计划中规定的身体工作量2,3,12。因此,外部负荷的测量方法与所进行的训练性质相关。例如,抗阻训练中的外部负荷通常指举起的负荷(外部阻力),但也可表示为完成的功或举起时产生的速度13。同样,在团队运动中,外部负荷可通过总跑动距离(或特定速度区间的距离)、加速度或代谢功率等指标来描述14。尽管“代谢功率”一词看似涉及运动员体内的代谢过程,但它实际上是通过速度-时间曲线数学推导得出的,因此仍属于外部负荷指标。
无论如何量化,教练都是通过设定外部负荷来引发预期的心理生理反应,而这种反应对应的就是内部训练负荷。因此,内部负荷的测量指标可反映身体为应对外部负荷需求而启动的实际心理生理反应。基于此定义,内部负荷的概念涵盖了运动员在执行教练规定的练习(单次或系列练习)过程中产生的所有心理生理反应。
根据我们的定义,外部负荷和内部负荷均没有单一的或“金标准”的测量方法,而是可通过多种变量来量化,这些变量分别描述练习中的外部负荷或内部反应。此外,负荷指标的有效性取决于具体情境。例如,心率是耐力训练中有效的内部负荷指标,但在抗阻训练中并非如此。即使在相同情境下,单一负荷指标的有效性也可能不同(例如,与长距离或间歇训练相比,心率在短时、间歇性高强度运动中作为内部负荷指标的有效性较低)。
三、内部负荷优先于外部负荷
由于内部训练负荷决定训练结果,我们建议将其作为监测运动员时的主要指标。这是因为,特定外部负荷所引发的内部负荷可能因运动员之间或运动员自身的特定情境因素而有所不同。例如,训练状态、营养、健康、心理状态和遗传等可改变和不可改变的因素,可能导致运动员在承受相同外部负荷时,体验到不同的内部负荷(以及适应过程的个体差异15)(图1)16-18。由于这些特征并非固定不变,当这些因素发生改变(如训练状态、健康状况变化等)时,特定运动员在给定外部负荷下所体验的内部负荷也可能发生变化。
此外,其他应激源(如训练时的高温环境)可能影响运动中的心理生理反应,进而影响应激反应(即内部负荷)。因此,从实践角度来看,很难在运动前精确预估个体的实际内部负荷。在具有自发性活动和/或受自我 pacing 与保留行为影响的运动中(如小型比赛、正式比赛或格斗项目的对练),情况尤其如此。
基于这些因素,我们建议直接评估内部负荷,以确保按计划引发了预期的心理生理反应。
近年来,更精密的(微型)技术发展使得获取更详细的外部负荷信息成为可能19。例如,借助全球定位系统(GPS)、加速度计和陀螺仪,现在可以相对简便地量化运动中的加速度、减速度、速度和功率。然而,由于这些设备的普及,教练和科研人员的注意力似乎转向了外部负荷,而非实际的心理生理反应(即内部负荷)。在监测运动员时,这种注意力的转移需要谨慎对待。在这种情况下,最终决定训练功能结果的是内部负荷而非外部负荷,因此应重点监测内部负荷。不过,获取更详细的外部负荷信息也有优势,即有助于更精确地设定外部负荷。
四、外部负荷优先于内部负荷
在实际应用中,并非总能测量内部负荷,因为某些情况下可能没有现成的有效内部负荷指标。例如,与其他涉及较长时间、较低速度的高强度训练相比,单次和重复冲刺间歇训练会引发更强的神经肌肉反应(内部负荷)20。然而,目前尚无成熟的神经肌肉参与度指标可用于实际训练监测。相比之下,速度或完成冲刺的时间等外部负荷指标易于测量,因此被广泛应用。通常认为,随着跑步速度的增加,神经肌肉成分的参与度会提高21。类似地,抗阻训练中常用的外部负荷指标包括举起的重量、完成的功和张力时间等。不过,针对力量训练方法,也有基于自觉劳累程度的内部负荷测量方法被提出13。
从业者通常会根据这些外部负荷指标间接估算内部负荷,但如前所述,这种方法在概念上存在局限性,因为不能假设外部负荷与内部反应之间存在直接对应关系。
五、整合内部与外部负荷
尽管外部负荷评估工具日益普及,但我们仍需警惕仅使用外部负荷来监测运动员的做法,因为这种方法存在概念上的局限性。例如,很难准确比较不同运动员对训练的反应(或适应)情况(如低反应者与高反应者)。事实上,根据定义,低反应者是指对相同内部负荷反应较弱的运动员,这意味着此类评估需要内部负荷测量。在这方面,使用合适的内部负荷指标也至关重要。例如,众所周知,最大摄氧量(VO₂max)的百分比可能对应不同的乳酸阈值百分比22。因此,以相同VO₂max百分比运动的运动员,可能会有不同的内部负荷反应(乳酸阈值),这也解释了为何以VO₂max百分比作为内部负荷指标时,会出现明显的训练适应差异(反应者与无反应者)23。
此外,从概念上讲,整合内部和外部负荷测量对监测训练有额外优势。例如,内部与外部负荷的分离可用于判断运动员对训练计划的适应情况:在相似条件下完成标准化外部负荷时,内部负荷较低的运动员可能体能有所提升;相反,若此时内部负荷升高,则可能表明运动员体能下降或处于疲劳状态。
再者,结合内部训练负荷的心理和生理指标,可判断运动员所经历的疲劳类型。具体而言,肌肉疲劳会同时提高心率和自觉劳累程度24,而精神疲劳仅会提高自觉劳累程度25。这一知识有助于选择最合适的干预措施来缓解疲劳,例如减少肌肉损伤性练习或改善睡眠卫生。
六、明确内部负荷指标
如前所述,内部负荷被定义为运动过程中的心理生理反应。一个常见的误解是,运动后(即刻或次日早晨)采集的心率恢复或心率变异性等指标属于内部负荷指标。但根据定义,这些指标不能被视为内部负荷指标,因为它们是运动后而非运动过程中的反应。
我们认为,当运动后反应与内部负荷存在强相关性时,可将其作为内部负荷的间接(替代)指标。但即便如此,严格来说,这种指标测量的并非内部负荷本身,而是身体对内部负荷的运动后反应。同样,运动后的激素反应、用于评估神经肌肉疲劳的跳跃测试,或运动后症状(如疲劳、肌肉酸痛)的自我报告等常见运动员监测指标,均不应被视为内部负荷测量方法。
一个简单的判断标准是:内部训练负荷指标应是可用于设定运动强度的指标。
七、实际应用与结论
自该概念模型首次提出15年来,内部负荷和外部负荷的概念已在研究和实践中得到广泛应用。本文中,我们澄清了内部负荷和外部负荷的定义,并解释了这些概念在训练过程中的相关性。此外,我们强调了使用内部负荷的重要性(尤其是在监测运动员时),并讨论了仅使用外部负荷的局限性。最后,我们阐述了结合内部和外部负荷来理解训练过程的(概念上的)优势。
由于该模型可用于理解训练与个体适应反应之间的联系,因此适合作为开发运动员监测系统的理论框架。当这些系统得到有效实施时,能够帮助教练和科研人员更好地控制和优化训练过程。
Internal and External Training Load: 15 Years On,International Journal of Sports Physiology and Performance, (Ahead of Print),2018