心率知识

1、心率的意义

绿巨人2》中的男主角既不骑车也很少运动，然而手上总带着运动心率表——每当心跳加速——无论是激动还是冲动的时候，心率表都会不失时机的报警、抢走镜头、打断情节的延续，按剧情的发展成功阻止了多次不必要的变身……

除了防止变身成为绿巨人，心率的监控对运动还有何指导意义呢？在介绍心率概念之前，先要了解下自然赋予我们用于运动的动力之源，精密与和谐的身体发动机系统，它主要分为以下几个部分：

燃料部分：糖原质、脂肪、蛋白质、碳水化合物(葡萄糖等),动力装置：肌肉——为运动提供卓越的动力

呼吸系统：肺和呼吸道——为燃料充分燃烧提供氧气并排出二氧化碳

循环系统：心血系统——实现了燃料运输、气体循环以及散热液运输调节等一系列功能

以及散热部分、控制系统、润滑系统以及传动轴系统等，其中散热部分实现了以水分为主的汗液实现水蒸发冷却功能，控制系统包括脑与神经系统，润滑为体液及传动为筋骨系统。(后三部分系统的障碍涉及运动伤害部分内容，本文略)

本文将重点讨论发动机的工作瓶颈之一——循环系统：在有氧模式下，心脏的每一次跳动都将呼吸系统输送的大量新鲜氧气不停地输送到全身各个动力装置参与燃料氧化(转化为所需能量)，同时把代谢废物如二氧化碳通过呼吸系统排出。因此对心跳频率的监控，可以在一定程度上反映运动的生理强度。同时引入心率(Heart Rate)的概念，单位为每分钟心跳次数(BPM. Beats per Minute)。一般情况下，每个人的心率存在差异且有相应的极值，其下限为静息心率(HR repose)——大约可以等同于早上起床时的心率，其上限为最大心率可以通过以下计算得出：HR max1=220 - 年

龄 (或者HR max2=208 - 0.7*年龄)。关于心率下限，医生常常会面对病人低于静息心率的窘境，然而这种情况在运动中比较少见；在日常锻炼中，心肺和身体的循环系统有相应的生理限制，因此长时间超越生理极限是不推荐的，并且稍有不慎则会陷入变身绿巨人的无尽烦恼……2、心率无氧阈（乳酸阈）值

上文提到心率的生理上限值HR max的理论计算，在实际的运动中，有一个更有意义的参考值——心率无氧阈值，这个指标的引入基于身体发动机为运动提供能量模式过渡，作为背景简单了解一下提供能量的三种工作模式：

1、有氧模式

燃料主要是蛋白质、脂肪和碳水化合物，氧气参与氧化释放能量。该模式所需燃料存储量大，能够长时间持续提供能量。

2、无氧无乳酸模式

燃料为三磷酸腺苷(ATP)和磷酸肌酸(CP. Creatine Phosphate)，无需氧气与糖原质(Glycogen)

参与，无乳酸产生。该模式燃料肌肉中储备较少，仅能够短时间大量释放能量，且恢复期需要3分钟以上。

3、无氧乳酸模式

燃料为糖原质(Glycogen)，无氧条件下分解为三磷酸腺苷(ATP)和乳酸，该模式能量释放缓慢而且超过乳酸分解与吸收的极限后，在肌肉与血液中

迅速堆积并产生酸痛。

实际的运动中，在强度负荷递增的情况下，循环系统的携氧效率会逐渐落后能量转化的需求，在这个过程中存在一个明显的有氧代谢向无氧代谢转化(有氧模式向无氧乳酸模式转化)的临界值，这个值称为无氧阈(AT. Anaerobic Threshold)，通常血液中乳酸浓度在4mmol/L左右达到无氧乳酸阈值(LT. Lactate Threshold)，用心率表示的AT为心率无氧阈。不同的无氧阈值反映了不同的“发动机”性能，无氧阈值越高其耐力与速度的素质就

越高。由此可以推论：

A、心率控制在心率无氧阈值以内的运动强度，主要工作在有氧模式下。

B、心率值持续在心率无氧阈值附近区域，为有氧运动强度极限。

那么我们如何测定公路骑行中的心率无氧阈值呢？下面提供一种简单易实现的粗略测定法：

器材：带有心率表、阻力调解的健身房踩踏车。

首先低强度热身3分钟以上，然后从低阻力开始骑行持续3分钟，注意保持踏频(保持健身自行车的速度值不变)并记录阻力值与心率值；保持踏频依次提高阻力骑行3分钟，并记录阻力值与心率值……。当负荷达到一定程度后，出现下列情况则为心率无氧阈值判定标准：阻力增加心率不变；

阻力增加心率下降；阻力-心率曲线第一次非线性拐点出现。

(本方法较乳酸测试法优点是回避了乳酸代谢的个体差异，但是无法忽略耐力的个人差异)

下面试举例说明，某27岁的很普通的男性自行车运动爱好者使用该方法，在某体育用品超市健身自行车展品上经过多次测定，结果不均分布于138~150 BPM.之间，那么其HR lt/HR at参考值为138~150 BPM.对比运动员动辄160BPM. 到170BPM.甚至更大的心率无氧阈值，如果忽略测定

误差与运动员的差异似乎并没有想象那么巨大，真的是这样么？

3、骑行中的心率分析

通过以上计算，可以得到有氧运动的心率参考值——HR at心率值，在差值过百的HR max与HR repose的区间(心率储备)中，HR lt处于什么位

置？对公路骑行有何意义呢？

此处，引用某心率计使用说明书示意参考(心率百分比对应脂肪、糖消耗参考)

如图可以得出四个主要区域：

50%~60% HR区域(中等、缓和区)

运动在该区域的脂肪(Fat)消耗增加明显，糖(Sugar)消耗较少。

60%~70% HR区域(体重控制区)

运动在该区域的脂肪消耗量最大，糖消耗按比例增加。

70%~80% HR区域: (有氧区)

该区域内，脂肪消耗降低明显，糖消耗持续按比例增加。

80%~90% HR区域: (竞赛训练区)

该区域脂肪消耗锐减，糖消耗继续增加至最大值

(以上各种情况为假定无呼吸系统瓶颈及其他意外情况的参考值。在公路骑行中呼吸系统的配合也十分重要，本文略)

对以上区域选择的计算举例说明，同上27岁的普通男性自行车运动爱好者(Average < 50km per week)在单位体检中得到静息心率为56 BPM.且身体比较瘦(Not low-fat)，在不让孱弱的身体更加单薄的前提下，为了促进心肺功能与促进食欲，他骑行时优先选择的HR区域是70%~80%，计

算方法如下：

HR max = 220-27=193 BPM.

HR repose = 56 BPM.

目标下限为 70%( HR max- HR repose)+ HR repose=152 BPM.

目标上限为 80%( HR max- HR repose)+ HR repose=165 BPM.

所以他的优先训练心率范围参考值是152~165 BPM.