极化训练与阈值训练:哪种训练强度分布更优,助力提升 VO2max、耐力及线粒体功能?

《Journal of Physiology and Biochemistry》:Polarized or threshold training: is there a superior training intensity distribution to improve V?O2max, endurance capacity and mitochondrial function? A study in Wistar Rat models

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Journal of Physiology and Biochemistry 3.7

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  在耐力训练中,极化训练(POL)和阈值训练(THR)哪种强度分布更优尚无定论。研究人员对此开展研究,对比二者对大鼠 VO2max、耐力容量(EC)和线粒体功能的影响。结果显示,8 周训练后二者效果相似,这为教练和运动科学家提供了参考 。

  在运动训练领域,耐力训练强度的合理分配一直是备受关注的焦点。极化训练(POL)和阈值训练(THR)是常见的训练强度分布模式,但哪种更能有效提升运动员的耐力表现,学界尚无定论。过去的研究存在争议,部分支持 POL,认为其能通过刺激细胞内钙信号和激活 5'-AMP 激活蛋白激酶(AMPK)信号通路,促进线粒体生物发生;而 THR 曾因优化有氧代谢募集备受青睐。然而,此前研究在训练变量控制上不够严谨,导致结果可信度存疑。在此背景下,为明确 POL 和 THR 对耐力训练效果的影响差异,来自葡萄牙等研究机构的 Pedro Oliveira 等人开展了相关研究,研究成果发表于《Journal of Physiology and Biochemistry》 。
研究人员选用 15 只雄性 Wistar 大鼠,将其随机分为 POL 组(n = 5)、THR 组(n = 5)和对照组(CON,n = 5)。实验过程中,所有大鼠被饲养在配备跑轮的笼子里,以保证自由活动。研究人员采用多种关键技术方法开展研究,主要包括:通过间接测热法和跑步机力竭试验分别测定大鼠的 VO2max 和 EC;运用高分辨率呼吸测定法检测线粒体呼吸功能;借助 Western blot 分析线粒体生物发生和动力学相关蛋白的表达;采用组织学分析观察膈肌肌肉纤维横截面积变化;测定柠檬酸合酶(CS)活性评估线粒体功能 。

研究结果如下:

  1. 体重、食物摄入和自愿体力活动:实验初期,三组大鼠体重无差异。实验过程中,POL 组体重增长低于 CON 组,但实验结束时 POL 和 THR 组最终体重无差异。三组在平均每周食物摄入量和跑轮活动距离上相似12
  2. VO2max 和耐力容量:训练前,三组大鼠的相对 VO2max 和绝对 VO2max 无差异。训练后,THR 组的相对 VO2max 显著高于 CON 组,但 POL 和 THR 组之间无差异。在耐力容量方面,POL 和 THR 组在中期和最终评估时均显著高于 CON 组,但 POL 和 THR 组之间无差异34
  3. 高分辨率呼吸测定:训练增加了比目鱼肌和胫骨前肌非磷酸化静息状态(泄漏),但 OXPHOS 呼吸、呼吸控制比(RCR)等在各组间无显著差异。此外,不同训练组在添加细胞色素 c 后的呼吸速率、最大解偶联线粒体呼吸等方面也无显著差异56
  4. 膈肌组织学分析:各组间膈肌肌纤维横截面积无显著差异,仅在 901 - 1100μm2范围内,POL 组纤维数量显著多于其他组7
  5. 柠檬酸合酶(CS)活性:在左心室心肌、膈肌、比目鱼肌和胫骨前肌等组织样本中,各组间 CS 活性无显著差异8
  6. 线粒体生物发生和动力学生物标志物:除胫骨前肌中 OPA1 表达在 THR 组高于 POL 组外,其余线粒体生物发生和动力学生物标志物(PGC - 1α、TFAM、MFN1、MFN2、DRP1、TOM20)在各组间无显著差异9

研究结论和讨论部分指出,8 周耐力训练后,POL 和 THR 在提升 VO2max、耐力容量方面效果相当,在膈肌肌纤维横截面积、线粒体 OXPHOS 容量、CS 活性以及线粒体生物发生和动力学相关蛋白表达等方面也表现出相似的生物能量适应性。这一结果表明,POL 和 THR 训练方法在实现相似生理结果方面具有可互换性,为教练和运动科学家制定训练方案提供了重要参考。不过,该研究存在一定局限性,如样本量较小、未进行电子显微镜观察评估线粒体形态和嵴密度等。未来研究可进一步扩大样本量,深入探究不同训练强度分布对线粒体结构和功能的影响,以及对血液 O2运输能力等方面的影响,从而更全面地评估 POL 和 THR 训练方法的优劣。

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