運動生理週訊(第357期)
ARC、Vmax--跑步無氧運動能力指標(April.17.2017)
王順正、林玉瓊、林冠宇、王頌方
人體的無氧運動能力可以簡化為速度性無氧運動能力、質量性無氧運動能力兩類，速度性無氧運動能力代表人體在懂時間內產生最大負荷 (或速度) 的能力，質量性無氧運動能力則代表人體在短時間內的最大作功能力，二種無氧能力雖然互相關連，卻也同時代表不同的無氧運動能力 (呂香珠，1991)。
有關長距離跑步選手的無氧運動能力，由於不是影響跑步表現的最主要指標 (主要指標是有氧運動能力)，讓一般參與跑步的社會大眾不太重視，但是如果無氧運動能力不佳時，很容易在較快速度條件下進行間歇訓練時，容易出現過早疲勞現象；在長距離跑步最後的衝刺階段，也會比較沒有速度與動力。由此可見，提升長距離跑者的無氧運動能力，也是提升跑步表現的重要步驟。
過去有關跑步選手的無氧運動能力測驗，除了最簡單且直接的短距離最大努力跑步測驗之外，幾乎皆是以非跑步型態的間接測量方式來進行，例如垂直跳測驗、Margaria動力測驗 (跑台階)、Wingate無氧運動能力測驗 (使用腳踏車測功器)，最大累積缺氧 (maximal accumulated oxygen defcit, MAOD) 測驗，則由攝氧分析的方式進行氧不足的總量評量。事實上，透過速度耐力數學模式進行臨界速度 (critical velocity, CV) 與無氧跑步能力 (anaerobic running capacity, ARC) 的評量，是長距離耐力運動表現評量的有效方法 (Housh等, 2001; Berthoin等, 2003; Bull等, 2008)。王順正等 (2002)、吳忠芳等 (2000) 的研究指出，三參數非線性數學模型 (3個參數分別是CV、ARC、以及最大瞬間速度maximal instantaneous velocity, Vmax) ，獲得的ARC、Vmax評量結果，可以有效評量跑步選手的無氧運動能力。整體來看，
三參數非線性數學模型推算的無氧運動能力，ARC屬於跑步選手的質量性無氧運動能力、Vmax則屬於跑步選手的速度性無氧運動能力。實際進行跑步選手的無氧運動能力評量時，無氧跑步能力的評量結果會受到選定的數學模式顯著影響。
有關跑步選手ARC (質量性無氧運動能力) 的相關研究。Bosquet等 (2006)、Bosquet等 (2007) 以17名經常訓練的跑者 (VO
2max 66.54±7.29 ml/kg/min) 為對象，進行五個不同距離的最大表現測驗，透過不同速度耐力數學模式獲得的ARC，分別為線性總距離模型 (Linear total distance) 推算的ARC為205±70 m、線性速度模型 (Linear velocity) 推算的ARC為186±75 m、非線性兩參數模型 (Nonlinear 2 parameter) 推算的ARC為222±61 m、非線性三參數模型 (Nonlinear 3 parameter) 推算的ARC為467±123 m，顯然以三參數數學模型推算的ARC的結果最高。非線性三參數模型推算的ARC與其他方式推算ARC的相關，介於0.65-0.75之間 (皆有顯著相關)。當研究者採用不同的數學模型評量時，ARC的評量結果會有顯著的不同，特別是在採用三參數模型時，ARC的評量會明顯高出很多。
當採用線性總距離模型進行ARC的評量時，Berthoin等 (2003) 針對8-11歲年輕人的研究結果顯示，ARC (m) 的評量結果與MAOD (ml/kg) 沒有顯著相關。Zagatto等 (2013) 的研究也發現中距離跑者分析ARC (m) 與MAOD也沒有顯著相關。Fukuda等 (2010) 的研究則發現肌酸 (Creatine) 攝取會顯著提高男性受試者的ARC能力，女性受試者則沒有顯著改變 (右上圖)。透過線性的數學模式所推算的跑步無氧運動能力，似乎與實際的跑步MAOD沒有顯著關係。
有關跑步選手Vmax (速度性無氧運動能力) 的相關研究。Bosquet等 (2006) 針對耐力跑者的Vmax (8.43±0.33 m/s, 以40公尺衝刺的最後10公尺平均速度) 與透過數學模式推算的Vmax (7.80±0.93 m/s)有明顯的差異。有關長距離跑步選手的Vmax研究還不多，實際上透過跑步速度耐力數學模式推算的Vmax，是否具備測驗的信度與效度？仍然需要進一步的研究來證實。事實上，Zacca等 (2010) 以游泳選手為對象，發現三參數數學模型推算短距離游泳選手的Vmax (2.53±0.15 m/s)，顯著高於耐力游泳選手的Vmax (2.07±0.19 m/s)。由於，Vmax代表跑步選手的速度性無氧運動能力，相關的研究仍然還沒有太多，期待有更多跑步耐力選手的Vmax研究成果。
運動生理學網站提供了
一般人跑步成績預測、訓練處方服務，透過二個特定距離跑步成績進行跑步能力預測的線上程式，可以獲得跑者的無氧運動能力指標 (ARC、Vmax) 評量，請參考下表的資料內容。
跑步無氧運動能力指標--ARC、Vmax評量表
5000公尺
跑步成績範圍 | ARC (m)
質量性無氧運動能力 | Vmax (m/s)
速度性無氧運動能力 |
| 小於 15' 0" | 600 - 1200 | > 6.0 |
| 17' 0" - 15' 0" | 600 - 1200 | 5.8 - 8.0 |
| 19' 0" - 16' 0" | 600 - 1200 | 5.4 - 7.0 |
| 22' 0" - 18' 0" | 600 - 1200 | 4.5 - 6.2 |
| 25' 0" - 21' 0" | 600 - 1200 | 4.0 - 5.6 |
| 30' 0" - 24' 0" | 600 - 1200 | 3.2 - 4.8 |
| 大於 29' 0" | 600 - 1200 | < 4.0 |
跑者要進行跑步無氧運動能力的指標評量時，有需要明確了解使用的數學模式，以便確認ARC、Vmax的實際評量方法。採用三參數數學模式進行評量時，跑者的跑步能力越佳，臨界速度與Vmax的評量結果越好，ARC (無氧跑步作功能力) 則需視跑者的實際能力而定，有關ARC、Vmax的跑步無氧運動能力評量的效度，仍然有需要進一步釐清。
引用文獻
王順正、林玉瓊、吳忠芳、林正常 (2002)。速度耐力模式評量無氧跑步能力與最大瞬間速度之研究。體育學報，33，1-10。
呂香珠 (1991)。無氧動力測驗的新詮釋及其應用時機。中華體育季刊，4(4)，61-69。
吳忠芳、王順正、林玉瓊、莊泰源、林正常 (2000)。長跑選手無氧跑步能力判定法之比較研究。體育學報，28，369-378。
Berthoin, S., Baquet, G., Dupont, G., Blondel, N., & Mucci, P. (2003). Critical velocity and anaerobic distance capacity in prepubertal children. Canadian Journal of Applied Physiology, 28(4), 561-575.
Bosquet, L., Duchene, A., Lecot, F., Dupont, G., & Leger, L. (2006). Vmax estimate from three-parameter critical velocity models: validity and impact on 800m running performance prediction. European Journal of Applied Physiology, 97, 34-42.
Bosquet, L., Delhors, P. R., Duchene, A., Dupont, G., & Leger, L. (2007). Anaerobic running capacity determined from a 3-parameter systems model: relationship with other anaerobic indices and with running performance in the 800 m-Run. International Journal of Sports Medicine, 28, 495-500.
Bull, A. J., Housh, T. J., Johnson, G. O., & Rana, S. R. (2008). Physiological responses at five estimates of critical velocity. European Journal of Applied Physiology, 102, 711-720.
Fukuda, D. H., Smith, A. E., Kendall, K. L., Dwyer, T. R., Kerksick, C. M., Beck, T. W., Cramer, J. T., & Stout, J. R. (2010). The effects of creatine loading and gender on anaerobic running capacity. Journal of Strength and Conditioning Research, 24(7), 1826-1833.
Housh, T. J., Cramer, J. T., Bull, A. J., Johnson, G. O., & Housh, D. J. (2001). The effect of mathematical modeling on critical velocity. European Journal of Applied Physiology, 84, 469-475.
Zacca, R., Wenzel, B. M., Piccin, J. S., Marcilio, N. R., Lopes, A. L., & Castro, F. A. S. (2010). Critical velocity, anaerobic distance capacity, maximal instantaneous velocity and aerobic inertia in sprint and endurance young swimmers. European Journal of Applied Physiology, 110, 121-131.
Zagatto, A. M., Kalva-Filho, C. A., & Loures, J. P. (2013). Anaerobic running capacity determined from the critical velocity model is not significantly associated with maximal accumulated oxygen deficit in army runners. Science & Sports, 28(6), e159-e165.
