自從發現動物肌纖維的顏色有深有淺,早期便根據肌纖維的顏色分為紅肌(red muscle)與白肌(white muscle)兩類;後來又按肌纖維的生理特點而分為慢縮肌(slow twitch 或 Type I)及快縮肌(fast twitch 或 Type II);更有人把快縮肌再分為 Type IIA、Type IIB 及 Type IIC。然而,在每一個運動單位內的肌纖維都只會屬於同一類形,亦即是說,「快」運動單位內只包含有快肌纖維,「慢」運動單位內則只有慢肌纖維。只是在同一塊肌肉之內,可以由不同數量的「快」和「慢」運動單位所組成。
按照肌纖維在結構與功能上的分別,白肌纖維目前被分為五種,紅肌纖維為兩種。紅肌纖維具有非常高的有氧能力與疲勞阻力,但是糖酵解(無氧)能力差、收縮速度慢、以及運動單位肌力較低,屬於低強度、長時間運動的肌肉類型。白肌則具有最高的糖酵解能力與運動單位肌力,但是,在有氧能力、收縮速度、以及疲勞阻力方面較差,屬於高強度、短時間運動的肌肉類型。
在人體肌肉中,紅、白肌纖維的比例往往都會受遺傳基因影響,因此有的人白肌纖維比例大,有的人則紅肌纖維比例大,但每一個人身體不同部位的肌肉中紅白肌纖維的比例也不盡相同,導致在不同負荷、不同動作、不同速度等運動條件下,肌肉收縮的肌纖維類型也不同。一般來說,在一定負荷強度下用較慢的速度完成動作,就是紅肌纖維起主導作用,如果要快速完成動作,則是白肌纖維起主導作用。
當嬰兒出生後第五個月時就已經確定紅肌與白肌的多寡,然後再過一年,就會形塑肌纖維的數量以及紅、白肌纖維的比例。這些肌纖維的組成就算透過後天的鍛鍊仍是無法改變的 ; 也就是說,如果你自身的紅肌纖維數量比例高,你有成為優秀長跑運動員的潛力;如果你自身的白肌纖維比例數高,你有成為優秀舉重選手或短跑運動員的潛力,這就是先天上的肌肉纖維比例,影響人們在不同運動所呈現的不同天賦。
訓練者鍛鍊肌肉時想要增長肌肉,也就是讓肌肉肥大的意思,要讓肌肉肥大主要是鍛鍊白肌。然而白肌會很快產生疲勞,因此在鍛鍊時,慢慢做很多次的訓練,是不會幫助肌肉增大的,要讓白肌成長,就是需要高強度配合更快的速度來進行,就像是舉重、衝刺等高強度、短時間、低次數,甚至需要爆發力來完成的運動。另一方面,長時間的進行有氧運動、低強度以及低重量高次數的訓練,主要用以鍛鍊紅肌纖維,讓紅肌纖維起作用 ,比如長跑、競走、騎車、跳舞、有氧等。
研究結果還顯示速度性項目運動員主要運動肌肉內,快縮肌纖維的比例較高。例如,世界級優秀運動員小腿肌內的快縮肌可佔到 70 至 90%。反過來說,耐力性項目運動員主要運動肌肉內,慢縮肌纖維的百分比較高,一些頂級長跑運動員小腿肌內慢縮肌的比例可以高達 90%。當然,一般認為這種現象便是自然選擇的結果。
以奧運等級的運動員來說,研究顯示短跑選手普遍擁有較多的白肌,馬拉松選手則紅肌比較多,研究說明肌肉中紅肌與白肌的比例是由遺傳決定,也就是一出生下來,就己決定一個人的體質是屬於短跑健將、舉重選手,或是一般人的體質。研究也發現,兄弟、雙胞胎的肌肉類型比例具有顯著的相關,因此我們常見家族性的運動團隊。非洲黑人的快縮肌比例,顯著高於北美白人,因此黑人選手能夠在爆發性的運動項目中展現優異的表現,顯然與骨骼肌纖維的比例有關。因此,是否擁有特殊的肌纖維比例,是判斷一個人運動潛能的重要參考因素。
雖然大部分學者都認為每塊肌肉內兩種肌纖維的比例是遺傳決定的,訓練並不會改變肌肉內慢縮肌和快縮肌的百分比組成,但是有許多研究顯示,訓練會使得各種肌纖維無論在大小和功能上均有所增長,這也是人們強調利用訓練與活動狀況的改變,增大骨骼中纖維肌類型比例的重要因素。
參加過長距離鐵人賽事的朋友們都知道,常常會發現騎完車之後,要開始跑步時雙腿好像綁著鉛塊一樣重,抬都抬不起來。有時候以為是誰抓著自己的腳,低頭一看才發現根本就沒有(有才可怕吧…)。尤其是比 226,游完了 3.8km、騎完那漫長的 180km 之後,全身上下到處都在痠痛。不要說跑步了,連站著都覺得很累,根本跑不起來,到底要怎麼訓練才能改善這個問題呢?
許多鐵人訓練課表中,都會加入騎完車後的轉換跑、或是跑步的間歇課表來提升跑步能力,但是這樣的訓練真的對於騎車完的跑步成績會有幫助嗎?
轉換跑訓練對於長距離鐵人賽的跑步段表現,根據之前我讀過一些研究,其實並沒有顯著影響。若說有幫助的話,能看到的是剛開始跑的前面 15 分鐘表現會有差異,後續表現就沒甚麼很大差異了,因此對於標鐵之類的短距離賽事是相對比較有效的。
另外,跑步能力的優劣對於在 226 等長距離賽事,最後一項的成績來說是不是關鍵因素?之前其實也有肯亞的長跑高手在沒甚麼單車訓練的狀況下,試圖挑戰 226 長距離賽事,不過就如同你所猜測的,他們最後的跑步成績其實相當平凡,遠低於該有的水準。
我也曾經有幾位馬拉松在 3 小時內的好友試圖挑戰 226,最後騎完車幾乎都是抽筋,花了 6 小時以上才走完一場馬拉松距離,真是相當辛苦。因此,馬拉松很強的選手來玩三鐵,最後跑步段是否能有好的表現,重點還是要看前二項的能力如何。
我們可以肯定地說,單車能力與配速是影響後段跑步速度的重要關鍵之一。當然補給也是一個重要因素,但是這個要另外撰文說明了。而我們在做單車訓練時,除了測驗自己的 FTP 數值以外,如何知道自己是否有進步呢?
一個很重要的觀察指標就是 ”Aerobi Power Ratio”,計算方式為:
20 分鐘平均最大功率輸出 / 5 分鐘平均最大功率輸出 = APR(Aerobic Power Ratio)
APR 的值越高,通常代表你可以穩定維持高強度輸出時間也比較長,菁英選手一般可以達到 85% 左右,而初學者的 APR 大概只有 70-75% 之間。
根據上圖顯示,APR 在 85% 的菁英選手,馬拉松最佳成績與 226 賽事跑步段的最佳成績比較起來,差距只有 10% 左右。意思就是說,如果他的馬拉松最佳成績是 3 小時,則他 226 最後一項還可以跑在 3hr18m 左右。
而初學者 APR 只有70-75%,與馬拉松時間差會擴大到 40% 以上,因此若馬拉松最佳成績是 4 小時,則 226 鐵人賽最後可能跑出 5 個半小時以上的時間。可見 APR 對於長距離鐵人賽的意義滿明顯的。
根據我這幾年幫學生測試的實際經驗來看,也是呈現類似上述狀況。當我們在做 5+20 的 FTP 測驗時,不是只去計算 20mins 的平均功率是多少,而是也要看 5mins 全開的功率與心率數值去做比對,一方面判斷他是否真的有盡力、一方面看他的兩種能力差距有多大,才能針對弱點去規畫後續的課表安排。
許多未經訓練的學員,都會出現 5 分鐘功率可以踩很高,但是 20 分鐘只能做出很低的功率、甚至還沒踩完就軟掉。因此 APR 都會低於 0.75。舉例來說,不少人、尤其是男性選手,5 分鐘全開都可以做出 200W 以上的均瓦,但是 20 分鐘可能只能踩不到 150W。顯示大部分男性都是充滿爆發力,但是卻不持久....
反觀女性選手大部分不會出現這種情形,通常未經訓練的女性選手,5 分鐘全開也開不了太高,反倒是 20 分鐘可以用穩定瓦數維持很久。但經過一段時間訓練後,許多選手的 20 分鐘與 5 分鐘的均瓦就會拉近,APR 大部分都可以提升到 0.80 以上。像是以下是我一位學員近期測驗的例子,5mins 做到 271w、20mins 做到 234w,計算起來 APR 是 0.86,算是相當不錯。
當然上圖的曲線並不算是非常理想的測驗,因為 5 分鐘與 20 分鐘並沒有真的 all-out。至於怎樣才算是有 all-out? 其實看一下你的功率與心率測驗曲線,很容易就可以判斷測驗是否有成功。
上面我有強調一個重點,你要計算自己的 APR,就要用 5 分鐘盡全力、盡全力去踩的數值,還有 20 分鐘盡全力、盡全力的數值去計算才有意義。如果保守去做出來的數值算起來就沒意義了啊!!!
要特別注意的是,並不是 APR 很高就表示你跑步一定會跑得很好。上面有提到,許多耐力型選手(通常是女性),因為爆發力不強,5 分鐘功率踩不高,所以跟 20 分鐘表現都差不多,這樣 APR 很容易出現 0.90 的高數值。但這並不表示跑步賽段就一定會跑得很快,還是要取決於個人跑步能力與平常的訓練安排等等因素。我們只能說,APR 數值高的選手,最後跑步段大幅衰退的機會是比較小的。
我的課表學員若要挑戰 113 或 226 的距離,我一定要求他們必須特別加強單車能力,花 50% 以上的時間都在做單車訓練(當然前提是游泳也不能太差)。而單車訓練不只是長距離耐力加強,每週也會根據週期需求給予不同的強度去強化,把整體能力往上提升。當然跑步訓練也要根據每個人狀況,針對缺點去加強,但是絕對不是一味把訓練量提升而已。