周蘇坡，袁 鵬，陳 偉，許貽林*

科學訓練通過增進運動技能、提高身體結構的功能和改善機體供能系統(tǒng)的能力來增強運動員的運動表現(xiàn)，發(fā)生于訓練或比賽中的傷害性事件，即運動損傷[1]，大大影響著運動員的競技水平[2]。研究表明運動隊中的損傷率與其成績存在顯著相關性，降低損傷發(fā)生可能有助于運動隊取得比賽勝利[3]。在運動損傷的病理學模型中，損傷發(fā)生是內部因素與外部因素在遭遇誘發(fā)事件時綜合作用的結果[4]，其中不當?shù)倪\動負荷安排是重要因素之一（圖1）[5]，當負荷帶來的疲勞效應高于機能提高效應時，運動員發(fā)生損傷的風險也大大增加。因此，通過科學調控運動訓練來有效控制運動損傷成為競技體育工作中的重要內容。

圖1 負荷-損傷病理學模型[5]Figure 1 The Load-Injury Pathology Model[5]

運動負荷指機體在一段時間內的比賽或訓練中承受的壓力[6]，經(jīng)典的運動負荷監(jiān)控與分析常從負荷量與負荷強度出發(fā)，探究機體所承受的生理與心理上的刺激，并由此確立了基于運動學、生理學、心理學等學科的描述指標[7]。但僅從量與強度的角度分析負荷特征已無法滿足競技運動發(fā)展的需要[8]。為了解決“海量數(shù)據(jù)”與“使用便捷”之間的矛盾，有學者提出淡化負荷的指標學科屬性，根據(jù)負荷與時間的關系將其分為絕對負荷（absolute load）與相對負荷（relative load）：絕對負荷是指機體在一段時間內的累積負荷，如課次負荷、日負荷、周負荷和月負荷以及賽季負荷等；相對負荷是指一段時間內的負荷變化情況，如周負荷變化率、周負荷變化量、急慢性負荷比等[8-10]。本文旨在從絕對負荷與相對負荷的視角，探討競技體育中運動負荷與損傷風險關系的研究進展，為我國體育科研工作者開展此類問題研究和進行相關服務工作提供參照。

1 絕對負荷與損傷風險的關系

1.1 課次負荷與損傷風險

課次負荷是指在一節(jié)訓練課或一場比賽中機體的累積負荷，當一天中只有一節(jié)訓練課時課次負荷也等同于日負荷。課次負荷是負荷安排的基本組成單元，具有一定的專項特征。在對棒球投球手在一節(jié)訓練課中的投擲次數(shù)、投擲球類型與上肢疼痛關系的研究，發(fā)現(xiàn)13~14歲投球手的投擲類型與手臂疼痛有明顯相關性：投擲滑球使肘部疼痛增加86%，投擲曲線球使肩部疼痛增加52%；而只考慮投擲次數(shù)時，一場比賽中投擲超過75次時，肘部疼痛風險增加35%、肩部疼痛風險增加52%[11]。Wheeler等[12]通過對水球運動員在一場比賽中射門次數(shù)的研究，指出水球運動員74%的肩部損傷與射門次數(shù)的增加以及2次射門間隔時間的減少有關。因此為了降低損傷風險，課次負荷的負荷量不能過大，同時還要注意負荷形式、練習密度的安排。

1.2 周負荷與損傷風險

周負荷是指在連續(xù)一周的時間內機體承受的累積負荷，不同學者[13-17]在分析周負荷與損傷風險的關系時均發(fā)現(xiàn)周負荷存在一個單邊的“安全閾值”，負荷超過此閾值時即引起損傷的風險顯著增大。如對橄欖球運動員的研究表明當運動員每周跑動距離≥28 798 m時損傷風險會增加1.9~13.9倍[13]；對排球運動員的研究表明每周增加1 h的訓練或每周增加一場比賽，損傷風險會增加1.7~3.9倍[14]；對足球運動員的研究表明當周負荷大于1 750 AU、2周負荷大于4 000 AU時損傷風險會增加2.4~4.7倍[15]。但Dennis等[18]對投球手進行2個賽季的跟蹤研究，發(fā)現(xiàn)比起每周投擲次數(shù)在123~188次，小于123次或大于188次的投球手損傷風險均明顯增加。

由于科學訓練的本質是通過給予機體適宜刺激，誘導機體出現(xiàn)最佳適應[19]，因此引起損傷風險顯著增大的周負荷的影響也可能是雙重的，即周負荷存在一個“安全范圍”。當超過此范圍時即進入過度負荷，機體疲勞加深，難以充分恢復；低于此范圍時即負荷不足，訓練無法提高身體機能，此二者均會引起損傷風險的增高。

1.3 其他絕對負荷與損傷風險

在一個更長的時間范圍內分析負荷累積與損傷風險關系時，眾多學者的研究結果趨向于一致，即運動員在負荷刺激下的機體反應可能是積極的（體能增強，損傷風險降低），也可能是消極的（損傷、疾病的風險增大，出現(xiàn)過度訓練或運動水平下降）[10]，絕對負荷與損傷風險間存在一定的劑量-效應關系（dose-response relationship）[11,20-22]。Blanch等[22]對235名投球手的投擲次數(shù)與比賽中的損傷進行15年的跟蹤調查，發(fā)現(xiàn)身體不同組織在接受相同負荷刺激后對損傷風險的耐受不同（見表1），如當3個月的累計投擲次數(shù)≥150次或職業(yè)生涯總投擲次數(shù)＜1 200次時，骨組織應力性損傷的風險顯著增加；當一個賽季中的累計投擲次數(shù)≥400次時，肌肉組織的損傷風險顯著減少，但這2種負荷刺激在肌腱組織中卻展現(xiàn)出相反的效應。原因可能在于不同組織對負荷的耐受性不同，在投擲動作中運動員常進行肌肉的超等長收縮，這對肌腱和骨組織都會產(chǎn)生較大的負擔。一旦負荷過高組織無法完全恢復，或負荷過低組織難以發(fā)生良好的適應，都會使損傷風險增大。

表1 投球手運動負荷與運動損傷的關系[22]Table 1 Relationship between Exercise Load and Sports Injury of Pitchers[22]

從負荷累積的角度來看，現(xiàn)有研究表明在一個較小的時間單位中，絕對負荷對損傷風險展現(xiàn)出一個安全閾值，當負荷超過此閾值時損傷風險會增大；而在一個較大的時間單位中，絕對負荷對損傷風險趨向于展現(xiàn)出一個安全范圍，當負荷低于或超過此范圍時損傷風險會增大。然而這種安全閾值或安全范圍在不同項目、不同年齡、不同水平的運動員甚至同一運動員的不同組織部位都不一致，為有效降低損傷風險，單次負荷不宜過高，且一段時間內的負荷不宜過高或過低。

2 相對負荷與損傷風險的關系

2.1 周負荷變化與損傷風險

周負荷變化（week-to-week change）指2個相鄰周負荷間的絕對變化量（本周負荷－上一周負荷）或相對變化率[（本周負荷－上一周負荷）/本周負荷]，是調控運動負荷時的主要著手點。在分析變化量時研究者習慣將這種連續(xù)變量轉化為分類變量，并以某一等級為參照計算風險比值。如Colby等[15]使用sRPE作為負荷指標，研究足球運動員的訓練負荷，在分析時將sRPE周變化量分為低變化組（＜250 AU）、中等變化組（250~750 AU）、高變化組（750~1 250 AU）和極高變化組（1 250 AU），并發(fā)現(xiàn)當運動員處于極高變化組時損傷風險明顯增加，是低變化組的2.8倍；而當運動員處于高變化組時損傷風險最低。此外分析移動總距離負荷指標，發(fā)現(xiàn)比起周負荷變化小于549 m，變化量在549~6 955 m時足球運動員有明顯較低的損傷風險[23]。

對周負荷變化率的研究發(fā)現(xiàn)，當周負荷變化率在5%~10%以內時，訓練負荷的波動是相對穩(wěn)定的，這時損傷風險較低（＜10%）；當變化率＞15%時，損傷風險將增至20%以上，且會隨著變化率的增加而繼續(xù)增大[24]。因此就預防損傷風險來說，周負荷的變化量或許存在一個“安全范圍”，但周負荷的變化率存在“安全閾值”[25]，中等程度的增減或10%左右的波動一般有較低的風險。

2.2 激增負荷與損傷風險

當描記一段時間內的負荷變化時出現(xiàn)錐形曲線，即表示負荷發(fā)生快速增長，Piggott第[26]將之稱為激增負荷（spike load），并在對16名職業(yè)足球運動員的研究中發(fā)現(xiàn)40%的損傷發(fā)生前都伴有激增負荷的出現(xiàn)。一項為期10個賽季對129名投球手的跟蹤調查，發(fā)現(xiàn)一場比賽中的投擲超過50次時（處于高負荷組，發(fā)生激增負荷），接下來21 d中損傷風險提高1.8倍；在一局比賽中投擲超過30次時（處于高負荷組，發(fā)生激增負荷），接下來的28 d中損傷風險提高2.4倍；超出此時間范圍后高負荷組和低負荷組球員的損傷風險并無顯著差異[27]。

早有學者[28]指出，當向機體組織傳導的能量超出其承受范圍時，組織就會發(fā)生損傷。在一次激增負荷中未成熟組織遭受破壞，但成熟組織短期內還可以繼續(xù)執(zhí)行功能，從而整體上未表現(xiàn)出功能缺失。但一段時間的自然代謝后，原本成熟的組織開始衰老，功能下降；而此時的成熟組織（由之前受到過破壞的未成熟組織發(fā)育而成）由于之前受到破壞，無法充分執(zhí)行成熟組織的功能，從而導致該組織整體上的功能下降、損傷風險增加[27]。因此激增負荷在引起損傷風險發(fā)生變化方面具有一定的延遲效應，可使運動員進入易患損傷的敏感期，此敏感期可持續(xù)4周[29]。

2.3 急慢性負荷比與損傷風險

急慢性負荷比（Acute Chronic Workload Ratio，ACWR）由Hulin等[30]根據(jù)運動表現(xiàn)的雙因素理論（Fitness-Fatigue Theory）提出，并規(guī)定算法為過去1周的周負荷除以過去4周的平均周負荷。在該理論中，訓練使體能水平提高的同時也帶來疲勞水平增加，而運動表現(xiàn)由體能與疲勞相互作用決定[31]。當體能效益高于疲勞效益時機體獲得積極的訓練效應，反映在急慢性負荷比中即為慢性負荷大于急性負荷，比值小于1；當疲勞效益高于體能效益時機體獲得消極的訓練效應，反映在急慢性負荷比中即為急性負荷大于慢性負荷，比值大于1。之后Blanch等[32]提出了通過本周ACWR預測下一周損傷風險的計算公式：y=9.98×a2-18.42×a+11.73（y表示接下來1周的損傷風險，即1周中的損傷次數(shù)/該周運動員暴露總次數(shù)×100%；a表示本周的急慢性負荷比值），并表明ACWR與損傷風險具有較強相關性（R2=0.53）；Gabbett[23]認為當比值大于1.5時，運動員即進入易患損傷的“危險區(qū)間”，而為了有效減少損傷發(fā)生應將比值控制在0.8~1.3這一“最適區(qū)間”。

隨著研究的不斷深入，Carey等[33]首先對比值的算法提出了質疑，認為這種算法的時間窗口選取只是基于20世紀80年代Banister對游泳運動員的研究，代表性不足，并提出更精準的急慢性負荷計算選取應以天為單位；Menaspà[34]認為過去1周/過去4周的滾動平均算法（Rolling Average，RA）有明顯的不足之處，主要表現(xiàn)在以周為單位的平均算法在日負荷偏離較大的情況下仍表現(xiàn)出同樣的周負荷，且沒有考慮大負荷刺激出現(xiàn)的具體日期；隨后Williams等[35]提出了急慢性負荷比的加權平均算法（Exponentially Weighted Moving Averages，EWMA），即根據(jù)日期對過去每一天的負荷賦予不同的權重系數(shù)（表2）。

表2 急慢性負荷比的主要算法Table2 Main Algorithms of ACWR

因此，從負荷變化的角度來看，相對負荷可以對接下來一段時間的損傷風險做出一定預測，且急慢性負荷比在這方面展現(xiàn)出了較好的敏感性[37]，吸引著眾多學者對如何構建最佳模型進行研究。盡管有學者認為對損傷采取何種界定標準會影響研究結果[38]，也有研究結果顯示急慢性負荷比與損傷風險間不存在顯著相關性[39]，但更多的研究表明急慢性負荷比與損傷風險間呈“U”形曲線，即存在一個最佳區(qū)間，在此區(qū)間中的ACWR有著最低的損傷風險。為有效控制損傷風險，課次負荷間的變化不應陡然增大，周負荷變化率應控制在10%，且急慢性負荷比不應超過1.5。

3 負荷-損傷悖論

研究發(fā)現(xiàn)高負荷的訓練或比賽會增大損傷風險[40]，但也有研究表明，運動員在聯(lián)賽準備期中每多參加10次完整的訓練，賽季中損傷的風險就會降低5%[41]；每周跑動距離處于較高水平組（16 001~22 364 m）的運動員損傷風險也會顯著低于跑動較少者（9 625~16 000 m）[13]。此外當急性負荷與慢性負荷相近時（比值接近于1），承受較高慢性負荷的運動員罹患損傷的風險也顯著下降[13,42]。這種高負荷卻帶來低損傷風險的現(xiàn)象被稱為負荷-損傷悖論（workload-injury paradox）。

一定范圍的高負荷使機體做出更強烈的應答式反應，帶來攝氧能力、高強度持續(xù)奔跑能力、力量水平等方面的提高；而對團體性項目運動員來說，這種高負荷訓練還可以強化與隊友的配合。此外，當運動員能夠接受高負荷的訓練刺激時，其在比賽中的相對負荷也會相對降低。因此一定范圍的高負荷可有效提高運動員的體能儲備，使來自訓練和比賽中的壓力大大減輕，從而降低機體的損傷風險[8,13,42-43]。而負荷-損傷悖論也是科學訓練的強有力說明，即在實現(xiàn)對機體進行充分改造和在有效控制損傷風險之間，負荷水平應處于某一特定范圍。

4 小結

科學訓練的本質是通過適宜負荷誘導機體產(chǎn)生最佳適應，運動負荷在使機體發(fā)生定向改造以適應專項特征的同時也使運動員罹患運動損傷的風險發(fā)生變化。運動負荷與損傷風險存在一定的相關性，通過對負荷的合理管理可有效控制損傷風險。從負荷累積的角度來看，絕對負荷可以較清晰表現(xiàn)出機體已承受負荷與已發(fā)生損傷間的關系。當選取一個較小的時間尺度時，絕對負荷展現(xiàn)出一個安全閾值；選取一個較長的時間尺度時，絕對負荷展現(xiàn)出一個安全范圍。從負荷變化的角度來看，相對負荷可以對接下來一段時間內的損傷風險做出預測，其中以急慢性負荷比的敏感性最為突出。為了降低損傷風險，在訓練安排時應避免長時間使用較低水平負荷或使用極高水平負荷，以及避免負荷的過快增長。

目前關于運動負荷與損傷風險關系的研究僅局限于少部分的運動項目和少部分的運動員，眾多研究者之間采取的損傷界定標準、負荷指標選取等方面并不一致，且研究設計多為隊列研究。未來的研究應納入更多的運動項目以及更多的運動員，采用大規(guī)模的隨機對照實驗，探索更完善的損傷界定標準和更有效的負荷指標，從而進一步揭示運動負荷與損傷風險的關系。