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关于FTP,你的想法可能全都是错的

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发表于 2023-4-10 08:18:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
没有人比自行车运动员更懂FTP,我们用它衡量车手的有氧能力,以它为基础划分训练区间,计算训练强度、负荷。然而从学术意义上来说,FTP这个概念背后完全没有任何生理意义;而且上面提到的基于FTP的诸多应用也存在很大的局限性;很多人关于FTP的想法全都是错误的!
Functional Threshold Power功能性阈值功率,也就是大家耳熟能详的FTP,这个概念大概是这样形成的:人们想要定义一个量来衡量“维持某一个特定的功率输出持续足够长的时间”的能力。太短的时间肯定不能算是功能性,但到底多长的时间算得上是具有“功能性”?从来没有准确的定义。阈值给人的感觉好像是一个分界线,但是,FTP也并不是有氧和无氧的界限。

  • 定义
    FTP的准确定义就是1个小时可以输出的最大平均功率,想要测试FTP也非常容易,全力骑一个小时得到的平均功率就是FTP。很多人也知道其他的测试方法:经过一系列标准化热身后的20分钟功率x0.95,或者8分钟功率x0.9。两种简化的方法测得的结果都是对FTP很好的近似,但它们从来不能给出真实的FTP数值,而且其估算结果和真实FTP的差异也是因人而异、各不相同。按照定义,你想要知道自己的FTP,唯一的方法就是全力骑一个小时,别无他法。
  • 理解
Q1:真实的FTP和20分钟测试等估算出来的FTP20是什么关系?
Q2:FTP、乳酸阈值以及最大乳酸稳态(mlss),这些概念好像十分类似,他们是同一回事吗?
接下来我们来看这篇文献:Functional threshold power in cyclists: validity of the concept and physiological responses ,根据其研究脉络来理解以上两个问题。


    该实验招募了23名受过训练的男性自行车运动员,分别测试他们的个体无氧阈值功率IAT(individual anaerobic threshold),标准的60分钟FTP,以及由20分钟功率估算的FTP20。同时,实验过程中也记录了如心率、最大摄氧量、血乳酸等相关数据。
    实验首先进行阶梯测验,从100w开始,每4min增加40w,直到力竭。通过这个测试可以得到最大摄氧量、IAT以及对应的心率和功率。
    接下来则是按照标准方法、20分钟估算方法对受试者的FTP、FTP20进行了测试。
根据得到的测试数据,每位受试者我们至少知道种情况下的功率数据:IAT、FTP、FTP20。如果这三者功率数值相等或者差不多,这就意味着:
1.20分钟的简化测试估算出的FTP数值和真实的FTP非常接近(也就是说简化方法非常好)

  • FTP从数值上来说就是无氧阈值,这样我们就给FTP赋予了很好的生理学意义!
实验结果:FTP20(236 ± 38 W) 、 FTP(231 ± 33 W) 和IAT (237 ± 29 W) 之间没有显著性差异。这就说明,在实验样本容量下,我们可以认为FTP就是无氧阈值下的功率,并且20分钟功率x0.95就是FTP。
不仅如此,FTP、FTP20和IAT都和最大摄氧量之间有着很好的相关性。最大摄氧量是衡量有氧能力的金标准,这样的高相关性也让FTP成为了反映有氧能力的好指标。
3.1应用
既然FTP有这么好的性质,那自然要在实践中好好用一用。能否按FTP的百分比来对训练强度进行分区呢?比如心率随着强度增加而增加,并且具有不错的线性关系,于是就按照心率的百分比来划分强度区间。


而且现在FTP又可以和无氧阈值挂上钩了,这听起来FTP就是乳酸稳态和非稳态的天然界限,似乎以FTP为依据进行训练分区是非常合理的。


(在强度达到无氧阈值前,乳酸浓度几乎是缓慢线性增加,突破阈值后乳酸浓度快速增加)
在这样的指导思想(类比心率分区的建立)下,并且在无氧阈值这个生理意义的支撑下,就可以按照FTP进行功率区间的划分:


     上图的功率分区来自于Coggan的Training and Racing using a powermeter:an introduction,算是早期的功率训练指导了吧!有动态恢复、耐力、节奏、阈值、无氧等区间以及对应的FTP百分比。我相信这样的强度分区很多人仍在采用,网上也很容易找了类似的其他分区方法。
3.2局限性
    你们从标题也能看出来,本文的主要目的可不是给FTP歌功颂德。更多的是要揭露其
局限性,用更为全面的眼光去分析这个概念。看到这里,你也可以带上批判的思想回过头去重读前面的部分,看看哪些地方不够严谨,找一找统计上的漏洞。
首先,FTP这个概念非常好,含义明确简单,哪怕是新手也能很快掌握“按FTP分区”的训练方法;而且FTP在阈值上和IAT是几乎相等的,可以用简单的FTP测试来取代复杂的乳酸阈测试。但是,FTP在阈值附近的有效性真的可以推广吗?
先来举几个例子:以50%和75%FTP的强度进行长时间持续训练,按照FTP的分区无法反映二者的差别(前者有更多的脂肪供能);在冲刺训练中,功率为500%FTP,此时FTP的百分比已经不能衡量训练强度;FTP相同的两个人进行同样的无氧间歇训练,体感RPE完全不同。
很多文献也对FTP的有效性进行了质疑,一起来看一看吧!
槽点1:假设有瑕
文献Evaluation of a Cycling Exercise Test. Is Functional Threshold Power an Accurate Measure of Endurance Capacity 就FTP概念提出了三条假设:


第一,呼吸通气表现和FTP(由20分钟测试得到)数值相关
第二,相比于普通人,有经验的自行车运动员可以在20min测试中维持更高相对于最大摄氧量比例的功率
第三,FTP等效于VT2,即后一个换气阈值。
注:第二点类似于呼吸经济性的提高,高水平耐力运动员的无氧阈值会更接近最大摄氧量,这里假设FTP也具有同样性质;VT2和无氧阈是不同的两个有关阈值的概念,前者是呼吸的阈值,后者是根据乳酸定义的。
在这篇文章中的三个假设里只有第一个是正确的。


第二个假设完全是错误的,在20min测试过程中,功率所占最大摄氧量的比例在运动员、普通人两个群体中没有显著性差异!


第三个假设也不正确,FTP和VT2之间并没有很强的相关性。至少在前文提到的文献中,FTP和IAT之间的相关性要大得多。


当然,两个实验样本容量不同,实验条件和方法也不一致,没有横向比较对意义。但我们已经可以从上面这些例子来看出FTP概念是存在缺陷的。
槽点2:个体差异
    不同个体的FTP和IAT、VO2max、FTP20之间存在巨大的个体差异,这是在应用过程中最可能出现的问题。虽然研究证明了FTP、FTP20和IAT之间没有显著性差异,但是这是在该实验样本下得到的结论!个体所表现出来的,可能和该结论差异很大,结论只是反映了一个平均效果罢了。


这是不同受试者FTP和阈值功率之间的关系(ABCD分别是四种方法得到的阈值),可以看到虽然整体呈现出较好的线性关系,但是个体却以散点分布在拟合线周围。从上面的散点分布就可以看出巨大的个体差异。
而且对于个体来说,FTP、估算FTP和IAT之间可能会存在较大差异。对于那些有较大差异的个体,FTP的种种优势就荡然无存了。
在文章Comparison of a Field-based test to estimate functional threshold power output at lactate threshold中有一个测试是采用4mmol/L的乳酸浓度的功率对比8分钟测试估算FTP。


在测试中出现个别受试者估算FTP比相应阈值功率高很多的情况,这可能是由于测验采用了固定乳酸浓度,无法随个体特点进行调整。一些人可以忍受4mmol/L乳酸浓度很久,有些人很快就无法承受了。
FTP一刀切地把功能性定义为一个小时,这种规定显然没有充分考虑到个体差异。95%20分钟的强度,有些人可以维持一小时,有些人甚至可以维持90分钟以上;有些人可以在20分钟维持110%以上FTP的强度。
先前的研究都是以较小的样本容量得到的结论,研究对象选取上也有一定的局限性。所以啊,FTP真的不是所有人的万金油。如果按照FTP分区训练发现得到的反馈和自己体感差异很大,我还是倾向于相信自己的身体。
槽点3:文献矛盾
   你可能不知道,有关FTP的研究结论很多是存在互相矛盾的。这种矛盾有些是由于FTP概念的模糊造成的,有些是由于统计偏差所致,有些是因为研究对象的选取。
由于FTP这一概念已经深入人心,很多人想要知道自己的FTP。大多数人认可的FTP定义:一小时最大平均功率。此处概念模糊之处在于,将“功能性”用“一小时”代替了,从而催生了2种流传广泛的FTP测试方法:0.95x20分钟功率,0.9x8min功率。就持续时间而言,20分钟难道就不具备功能性吗?8分钟难道不具备功能性吗?当你测得20分钟、8分钟的功率数值后,你就已经得到“功能性功率”了,实在没必要再转一道去推算另一个时间的功能性功率,白白增大误差而已。
在不同文章中,不仅采用20分钟方法估算FTP和采用8分钟估算FTP得到的结果有差别。哪怕采用同样FTP估算方法的文章中,结论都会有差异。
比如槽点3中提到的那篇文章和这篇A field-based cycling test to assess predictors of endurance performance and establishing training zones都采用8分钟FTP测试方法。


在有关估算FTP和4.0mmol/L血乳酸浓度功率关系上,前者的数据显示二者没有显著差异,后者数据显示二者具有显著差异。且二者都采用固定乳酸浓度的情况下,个体差异将带来较大影响。样本规模n1=7,n2=19,后者19人中用了7个不同品牌的功率计——这两个研究的准确度都不高。


   左图:估算FTP和4.0mmol/L的功率无显著差异
右图:估算FTP和4.0mmol/L的功率有显著差异
统计变量的选取也会导致一定的偏差,比如是测定无氧阈值还是换气阈值?阈值是否像上面那样固定?用什么方法确定阈值?不同文章的方法手段不禁相同。
在研究对象的选取上,普通人、业余运动员、专业运动员、精英高水平运动员的表现完全不同。就目前搜索到的文章来看,不同群体间的对比研究做得不多,因此很少有人能够明确说出高水平运动员的FTP除了在数值上更高外还有什么其他的特点。当然,针对高水平运动员FTP的个案研究并不缺乏,比如某高水平车手可以按120%FTP输出20分钟,有铁三运动员可以按0.95FTP持续数小时——这些个案无法刻画群体特征,而且高水平运动员之间个体差异也是非常大的!
槽点4:生理意义的缺失
FTP的背后是没有生理学意义的。它不是有氧和无氧的界限,它也不反映体内环境的稳态。就拿功率-时间曲线来说吧,这条曲线反映了一个车手从几秒钟到数小时功率输出的全面能力;FTP,仅仅是这条曲线上在t=60min的一个点而已!
看到这儿,我终于要忍不住提临界功率(CP)这个概念了。它和FTP也很像,很多人也会把他们搞混。而且,CP也是没有生理学意义的,它只不过是数学模型中的一个参量而已。恰好这个参量又有着很好的一些性质,在预测短时间无氧功率输出和功率衰减上非常好用。关于CP不再多说了,你只要记住,用CP模型预测无氧糖酵解阶段到脂肪大量参与供能前(2-30min左右)是极其精准的(做线性拟合的时候0.99起步的那种),有机会我会专门写文章进行介绍。
生理意义缺失其实无伤大雅,能找到合适的应用范围也是可以的。那么,说说FTP适用哪些范围吧。虽然严格意义上来说,FTP只是功率-时间曲线上的一个点,但好在这个点在功率数值上和无氧阈值功率非常接近。综上所述,FTP 在阈值附近还是非常好用的,比如在0.95-1.05FTP这个区间内,基本上就是围绕阈值在训练了~的确是个,呃,小范围。要问应用举例,那只能是个人计时赛了。更遗憾的是,只有一部分人的无氧阈值和FTP是接近的,在用FTP代替无氧阈这件事情上,到底出了多大偏差?会有多大影响?我们完全不知道。毕竟不是所有人都有条件去测无氧阈值,只能用FTP来将就了。


灰色部分:根据两个换气阈值分为三个区间
蓝色部分:根据FTP一个“点”分出了n个区间
4.结论
(1)最好的FTP测试方法:60分钟的一丝不苟 (定义就是这样)
(2)尚可接受的估测FTP方法:按照标准化流程测出20分钟功率x0.95 (大多数文献说的)
(3)最容易高估的估测FTP方法:8分钟功率x0.95 (有些文献说这样也行)
看到这儿,大家应该知道FTP是什么了吧?它什么也不是,它就是FTP。这篇文章算是
一篇批判性综述吧,因为我发现有关FTP的研究特别少,也没有系统的文献综述。很多不那么经得起推敲的结论甚至以讹传讹到最后被奉为圭臬,但是正确的训练理念又很难为精炼的语言所描述,让大家熟知。
我想要说的是,FTP以及相关的训练方法是一个很基础的东西,不需要太多的训练知识,拿来就可以用。
依靠FTP,努力训练,你可以练到比较不错的水平。但是没有一个车手只围绕FTP相关的训练就能上场取得比赛的胜利。FTP这个概念随着功率设备的推广而深入人心,至少在商业上是极其成功的。可是,太多人知道FTP了;又有太多人只知道FTP了。
FTP是一个简单的概念,真正的训练远远没有那么简单。我的很多朋友都是水平极高的自行车运动员,他们每个人的训练方式和成长轨迹都不太一样,依我看,他们的成功是来自于不断学习、反复摸索、坚持自我。
   最后,感谢阅读。写得不好,希望和大家多交流。
参考文献:

  • Coggan A R.Training and racing using a power meter:an introduction
  • Jeffries O.Simmons R.Patterson SD.Waldron M.Functional threshold power is not quivalent to lactate parameters in trained cyclists
  • Gavin.Comparison of a field-based test to estimate functional threshold power and power output at lactate threshold
  • Borszcz, Fernando and Tramontin, Artur and Bossi, Arthur and Carminatti, Lorival and Costa,Vitor (2018) Functional Threshold Power in Cyclists: Validity of the Concept and Physiological Responses
  • Valentin Nußer.Evaluation of a Cycling Exercise Test. Is Functional Threshold Power an Accurate Measure of Endurance Capacity
  • Sanders.A Field-Based Cycling Test to Assess Predictors of Endurance Performance and Establishing Training Zones
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