科学2026年11月5日
按你的乳酸阈值训练:CAROL Bike 现在能通过心率变异性找到 LT1 和 LT2
从应用 3.9 版起,CAROL 递增测试可以测出你的第一和第二乳酸阈值以及最大心率,Metabolic Zone-Based 骑行会把它们变成你的个性化功率区间和心率区间,而全新的 Metabolic Zone 2 Free Ride 会在每次训练前找出你当天的阈值。你只需要一条适合心率变异性(HRV)分析的胸带。下面介绍我们做了什么、为什么这样做,以及背后的科学。
首先要说的是:REHIT 仍然是你的首选
这次更新不会改变我们的核心建议。低负荷高强度间歇训练(REHIT),即每周两到三次、每次两组 20 秒全力冲刺,仍然是我们所知提升心肺耐力和 VO₂max 最省时的方法。这正是 Metcalfe、Vollaard 及其同事的 REHIT 研究所证明的(Metcalfe et al., 2012),也是成千上万 CAROL 骑行者在自己的 Fitness Score 中看到的。如果你只有十分钟,就把它用在 REHIT.
很多人告诉我们,他们的时间比这更多,想加入更长、更轻松的耐力骑行,也就是通常所说的区间2 训练。我们认为这是个好主意,但有一个条件:强度必须正确。骑得太猛,你只会积累疲劳,却得不到想要的适应,这就是耐力教练常警告的“垃圾里程”。骑得太轻松,也不会有多少效果。正确的强度就在一个叫作第一乳酸阈值的生理标志点之下,而在此之前,你需要去实验室才能找到它。这正是这次更新要解决的问题。
两个阈值,三个强度域
运动生理学家把运动强度分为三个域,由两个阈值隔开。
第一乳酸阈值(LT1)以下是中等强度域。肌肉的大部分能量来自脂肪,以及在充足氧气下燃烧的碳水化合物;乳酸是碳水化合物快速分解的副产物,它的产生和清除速度相同,因此保持在静息水平。呼吸轻松,你能说完整的句子,而且可以持续好几个小时。这就是区间2。
LT1 与第二乳酸阈值(LT2)之间是大强度域。碳水化合物成为主要燃料,乳酸上升,但会稳定在一个新的、更高的水平。这种强度可以维持很长时间,但已经不轻松了。功能阈值功率(FTP)位于这个域的上端附近。
LT2 以上是极高强度域。乳酸和呼吸不断攀升、无法稳定,时间在倒计时:能坚持的是几分钟,而不是几小时。REHIT 冲刺位于这个域的最远端,这也正是它见效如此之快的原因。
三个强度域
两个阈值划分每一次骑行
LT1 是第一乳酸阈值,LT2 是第二乳酸阈值。两者都会随训练变化,而且因人而异。
在 LT1 以下训练之所以有价值,是因为这个强度你的身体可以日复一日地重复,同时打造耐力的基础:肌纤维中的线粒体更多、更大,输送氧气的毛细血管更多,燃烧脂肪和清除乳酸的能力更强。Iñigo San-Millán 和 George Brooks 等研究者把这种通常被称为代谢灵活性的能力,不仅与更好的耐力,也与更好的代谢健康联系起来(San-Millán and Brooks, 2018)。经过几个月的训练,LT1 本身会上移:在乳酸开始上升之前,你能输出更大的功率。
对于把 REHIT 和耐力训练结合起来的骑行者,训练研究给出的图景很简单。Stephen Seiler 关于两极化训练的研究是最著名的例子(Seiler, 2010):大部分时间远低于 LT1,少量时间远高于 LT2,中间区域很少。
为什么测阈值曾经需要实验室,而现在不再需要
LT1 和 LT2 的参考测量方法有两种:一是乳酸曲线,需要在递增负荷测试中多次采集指尖血样;二是气体交换分析,需要面罩和代谢分析仪来找出对应的通气阈值。两者都准确,也都昂贵,而且都不是你周二晚上能在家里做的事。基于最大心率或 FTP 百分比的公式虽然便宜,但对个体的误差很大:最大心率相同的两名骑行者,LT1 可能相差 30 次心跳。
过去几年出现了第三种方法,它只需要心电图级别的心率信号。你的心跳并不像节拍器那样均匀。相邻两次心跳之间的间隔会有几十毫秒的变化,而这种变化的模式,也就是你的心率变异性,会随运动强度以一种非常特定的方式改变。在静息和轻松运动时,相邻心跳间隔彼此高度相关:一个长间隔后面往往跟着另一个长间隔,形成分形的、自相似的模式。随着强度上升,自主神经系统从副交感神经主导转向交感神经主导,这种相关性就会瓦解,间隔变得更加随机。
一个叫作去趋势波动分析短期标度指数的指标,即 DFA alpha1,可以捕捉到这一点。接近 1.0 或更高的值表示强相关;0.5 表示不相关的白噪声。以 Thomas Gronwald、Bruce Rogers 和 Olaf Hoos 为核心的研究团队,在 2020 年以来的一系列研究中证明:alpha1 会在递增测试中平稳下降(Gronwald et al., 2020),alpha1 穿过 0.75 的点与第一通气阈值和乳酸阈值高度吻合(Rogers et al., 2021),而穿过 0.5 的点与第二阈值吻合(Rogers et al., 2021)。简而言之,你的心律会告诉你两个阈值,而要听到它,只需要一个能以毫秒精度报告每一次心跳的传感器。
DFA alpha1
你的心律透露了哪些强度信息
这些阈值已通过实验室气体交换和乳酸测量验证(Rogers et al., 2021)。
传感器需要做到什么
最后这一点很重要。这种方法依赖的是逐搏间隔,即 RR 间期,而不是心率数值。手表和臂带中的光学传感器通过血流估算心率,并做了大量平滑处理;它们无法足够清楚地识别每一次心跳。带电极的胸带直接读取心脏的电信号,并以约 1 毫秒的分辨率报告每个间隔。CAROL H1 和 Polar H10 等胸带可以做到;CAROL H3 臂带做不到,应用会提示你。
现在,CAROL Bike 会在每次使用胸带的骑行开始的几分钟内检查胸带信号的质量:间隔的分辨率、是否接收到每一次心跳,以及间隔是否与心率一致。只有通过检查的信号才会用于阈值分析。如果没有通过,骑行会按你的 FTP 数值继续,并告诉你原因,因此一次糟糕的读数绝不会悄无声息地变成错误的阈值。
我们自己的测试得出两条实用建议。胸带要贴合,但不要太紧:在胸前勒得很紧的胸带,可能会在每分钟 130 到 150 次心跳的范围内漏掉个别心跳,而这恰恰是 LT1 常出现的区间。另外,开始前把电极弄湿;干燥的胸带在最初几分钟会产生噪声较大的信号,而质量检查正是在这时进行。
应用 3.9 版的新功能
CAROL 递增测试
CAROL 的递增测试一直以来都会测量你的最大有氧功率(MAP)并估算 FTP。现在,配合适合 HRV 分析的胸带,它还会实时追踪 alpha1,在你越过 LT1 和 LT2 时提示你,并把两个阈值以瓦特和每分钟心跳数保存下来,同时保存你的最大心率。有一点需要知道:LT2 会在测试结束前出现。看到 LT2 提示时,请继续骑到你的极限,因为 MAP、FTP 和最大心率都是根据最后一分钟测得的,在 LT2 停下会让这三项都被低估。
Metabolic Zone-Based Free Ride
递增测试给出 LT1 和 LT2 之后,这个骑行会据此建立六个训练区间,功率和心率各一套:低于 LT1 70% 的恢复区,从那里到 LT1 的区间2,LT1 与 LT2 之间的节奏区和阈值区,以及 LT2 以上用于 VO₂max 和无氧训练的两个区间。选择一个区间,无论你的踏频如何,单车都会调整阻力让你保持在其中。基于 FTP 百分比的经典Zone-Based 骑行仍然保留,喜欢的话你可以继续使用。
Metabolic Zone 2 Free Ride
这是我们最兴奋的一项骑行,因为它解决了一次性测试无法解决的问题。你的阈值不是固定的数字。睡眠不好、前一天训练留下的疲劳、高温、咖啡因或感冒,都会让 LT1 偏移几个百分点,有时更多;忽略这一点的区间2 骑行,在当天要么太难,要么太轻松。
因此,骑行从一个迷你递增开始:从你平时 LT1 功率的一半起,每三分钟升一级,同时单车在每一级追踪 alpha1。一旦某一级显示你已越过阈值,骑行就知道了你当天的 LT1,先放松两分钟让心率和 HRV 平稳下来,然后让你保持在今天 LT1 的 90%。保持期间它会持续监测:如果 alpha1 往下漂移,说明你比计划更接近 LT1,功率就会略微降低;如果 alpha1 回升,功率就会恢复。略高于你 LT1 心率的心率上限作为安全网。整个识别过程大约需要十二分钟,之后你想骑多久都可以。
如果你没有合适的胸带,Metabolic Zone 2 Free Ride 依然可以使用:它会用你的 FTP 估算区间2,并在心率上限内保持该功率。它会告诉你它正在这样做。
这些数字可信度有多高?
关于这一点,我们想说得准确一些。基于 HRV 的阈值是估算值,已在运动员和业余骑行者群体中对照实验室方法进行验证,其一致程度正如一种好的现场测试方法所能达到的:平均而言很接近,个体差异在几个百分点。它们远胜于最大心率的固定百分比,也是唯一一种可以在每次骑行开始时免费重复的方法。它们不是实验室测试,而实验室测试也不是每天都能做的测量。请把它们用在擅长的地方:为眼前这次骑行设定耐力强度,并观察几周内的趋势。
有几件事可以提高读数的准确性。在休息充分的状态下、在你平时训练的相同条件下做递增测试。迷你递增期间要踩得平稳;停顿或突然冲刺都会让这一级重新开始。另外,每隔两个月左右,或者在应用建议时,重做一次递增测试,因为骑行会把你当天的 LT1 与上一次递增测试进行比较,并在两者偏离时提醒你。
本次更新的其他内容
单车应用现已支持西班牙语,你可以在注册界面选择语言。在底层,我们重新设计了递增测试、骑行上传和心率传感器的处理,单车和服务器上的 DFA 计算现在使用完全相同的方法,因此你在骑行中看到的阈值,就是最终保存到你个人资料中的阈值。
一如既往,欢迎告诉我们你的发现。阈值功能已经经过数百次测试骑行,其中不少是我们自己骑的,而你的骑行会比我们的骑行教给我们更多。
CAROL 团队
延伸阅读
- Gronwald T, Rogers B, Hoos O. Fractal correlation properties of heart rate variability: a new biomarker for intensity distribution in endurance exercise and training prescription? Frontiers in Physiology, 2020.
- Rogers B, Giles D, Draper N, Hoos O, Gronwald T. A new detection method defining the aerobic threshold for endurance exercise and training prescription based on fractal correlation properties of heart rate variability. Frontiers in Physiology, 2021.
- Rogers B, Giles D, Draper N, Mourot L, Gronwald T. Detection of the anaerobic threshold in endurance sports: validation of a new method using correlation properties of heart rate variability. Journal of Functional Morphology and Kinesiology, 2021.
- San-Millán I, Brooks GA. Assessment of metabolic flexibility by means of measuring blood lactate, fat, and carbohydrate oxidation responses to exercise in professional endurance athletes and less-fit individuals. Sports Medicine, 2018.
- Seiler S. What is best practice for training intensity and duration distribution in endurance athletes? International Journal of Sports Physiology and Performance, 2010.
- Metcalfe RS, Babraj JA, Fawkner SG, Vollaard NBJ. Towards the minimal amount of exercise for improving metabolic health: beneficial effects of reduced-exertion high-intensity interval training. European Journal of Applied Physiology, 2012.
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