我们该如何知道自己的最大摄氧量？
量化体能的关键指标：最大摄氧量
我的孩子在2015年1月底来到这个世界，在产房里看到她出生后所做的第一件事就是哇哇大哭，与此同时吸到了人世间的第一口空气。我们呼吸的主要目的，是为了让空气中的氧气通过肺泡交换到血液中，再由心脏这个有力的帮手输送到全身 去进行代谢，产生能量供各种器官及肌肉等使用。人活着，就需要消耗氧气，就算安静不动时也是一样。就算在最深沉的睡眠里，心脏在跳、血液在流，自律神经系统仍管理着身体各系统的运作，你的身体需要运用最低限量的氧气，才能活下去。
当你开始活动身体时，肌肉的用氧需求增加，此时就要通过血液运送更多的氧气过去，氧气被送到有需求的肌纤维组织，再交换进入线粒体中跟能量与酶进行化学反应，代谢成为三磷酸腺苷（ATP）和体热，ATP可供肌肉收缩使用以驱动骨骼，体热经过血液送到皮肤再经过汗水蒸散排出。这个运作过程很完美，让我们能利用身体储存的能量来跑完一场全马，就像汽车利用油缸里储存的燃料来驱动车体前进一样。
那么体能的高下从何判别？是身体储存燃料的多寡吗？体能优劣与否并非由油箱的大小来决定，而是由发动机的效能。我们在比较每个汽车发动机的效能时，主要看它有几毫升，还有它里头有几个气缸，像我父亲的TOYOTA CAMERY里有一个3000 毫升的 V6 发动机，意思是发动机里头有 6 个气缸来驱动曲轴，每个气缸 500 毫 升，总共 3000 毫升，燃料越多，产生的动能也越大。
关于体能的高下从何判别这个问题，要先了解身体里的发动机在哪里——在肌纤维里的线粒体。因为驱动肌肉伸缩的 ATP 都是从线粒体里代谢而来，线粒体就像身体里的微小气缸，气缸越多，所能产生的动能越大。但在这个微小气缸里代谢的过程还需要氧气、燃料和其他酶，当肌肉间的毛细血管越密集（能送越多氧气进去）、酶浓度越高，输出的效能就越高。但我们如何知道身体里能量输出的效能有多少呢（每分钟代谢多少ATP）？方法很简单，我们可以先忽略细节，因为能量消耗与氧气消耗之 间有着基本的对应关系：消耗 1 升的氧气可产生 5 千卡（1千卡=4185焦）的能量与热量。因此，我们可以直接从身体在运动过程中总共消耗了多少氧气(摄氧量)，知道身体里的发动机总共创造多少能量出来，再把氧气量除以时间，效能就量化了。
当我们把油门踩到底,功率加到最大时，会得到一个氧气最大消耗量，在运动生理学上的专业术语称为“最大摄氧量”（VO2max），它指的是身体每分钟每公斤体重所消耗的氧气量，谁测量出来的数值最高，谁的体能就最好。因此，最大摄氧量就成为评估耐力跑者有氧能力的最佳指标。优秀长跑选手的最大摄氧量可超过 70 毫升/（公斤·分钟），也就是这位跑者在最激烈的运动状况下，每分钟每公斤体重可以消耗70毫升的氧气，而一般甚少进行耐力训练的人通常都在 40毫升 /（公斤·分钟）以下。
目前最大摄氧量的世界纪录，来自于挪威的奥斯卡·斯文森（Oskar Svendsen），1994 年出生的他，于 2012 年的最大摄氧量测试中，创下了惊人的 97.5 毫升 /（公斤·分钟）的世界纪录，打破了同样来自挪威的前世界纪录保持者埃斯本·赫隆·伯利格（Espen Harald Bjerke）所创下的96毫升/（公斤·分钟）；斯文森目前为一位职业自行车选手，并于 2012 年的自行车世界锦标赛中夺得青年组（U23）个人计时赛冠军。
我们该如何知道自己的最大摄氧量
一般实验室中的最大摄气量测试，都会在跑步机或固定式脚踏车上进行，受试者在脸上戴上面罩（用于收集呼出的每一口气），并运用气体分析仪来测量消耗的氧气量。以跑步机为例，跑者在测试刚开始时先从低强度慢跑开始，每隔一段时间提高跑步机的速度，一直重复此动作直到受测者无法维持该速度为止，分析仪器会记录下受测者在整个过程中所呼出的气体，并分析当中的含氧量，从而得知受测者在运动过程中消耗了多少氧气(亦即摄取了多少空气中的氧气)。由于摄氧量随着运动强度的增加而等比例增大，因此在受测者衰竭前的摄氧量会达到“高原值”，这就是他们的最大摄氧量。但我们不可能每回在路上跑步时都戴着面罩进行监控，因此最大摄氧量的测试只限于在实验室或医院进行。
如果我想要知道自己的体能等级，有没有比较简易的测试方式呢？有的。美国运动医学学会（ACSM）给出一套公式，可以预测出跑者的最大摄氧量。事前有两项准备工作。
1. 测试前几天的训练要先减量，让身体恢复，测出来的数据会比较准确。
2. 需要一台可以调坡度的跑步机。测试前先站在跑步机上逐渐把速度调整到每小时 9.6 公里，再把坡度调到 2%，当作热身。接着，每 2 分钟调整一次速度，各阶段的速度如下表，跑步强度会越来越高，直到你在该阶段无法撑完 2 分钟为止。
你最后停在哪个阶段，就可以依上述表格对照找出自己的最大摄氧量。假设有位跑者 A 的体重是 65 公斤，跑到阶段 10 的时候撑不下去了，我们就知道他的最大摄氧量是：67.7 毫升 /(公斤·分钟)，也就是说每分钟他的身体可以消耗 4.4 升的氧气（67.7×65=4400 毫升 =4.4 升）。因为我们知道消耗 1 升的氧气可产生 5 千卡的能量与 热量，所以跑者 A 每分钟最多可以产生 22 千卡的能量与热量（4.4×5=22 千卡）。这22 千卡，并非全部都能够拿来当作你跑步的动能，大部分都会变成无用的体热。就像火力发电厂一样，设备越先进，把煤炭燃烧后转换成电能的百分比就越高。这就像发动机的功率，也是运动科学中常说的经济性（Economic）。
代谢能量=动能 + 热能,
动能比例较高代表跑步的经济性较好
没有经过耐力训练的人，有氧代谢的效能为17%~18%，接受过训练的一般跑者大约为 20%，长年训练的精英马拉松选手可到22% ~ 23%。研究显示，有氧代谢的效能跟肌肉内的慢缩肌比例成正比，而训练年数跟慢缩肌比例也成正比。以上述的例子而言，如果跑者的有氧代谢效能是 20%，身体每分钟所生成的 22 千卡中，只有 4.4 千卡（22×20%）变成动能，其余 17.6 千卡都变成热能。
*本文封面图来自摄影师 Matthaw Thorne
关于作者
徐国峰，跑步学院官方总教练。曾担任Garmin总教练、姿势跑法中国地区总教练、UnderArmour Taiwan第一位签约跑步教练。
徐国峰的标铁纪录是2小时5分，大铁记录是9小时44分，全程马拉松的最佳纪录三小时以内，在耐力运动方面已有十本相关著作与译作。曾担任了2015、2016年Garmin上海、北京、台北地区训练营的总教练，指导和参与了中国地区所有姿势跑法的教练认证，对于跑步的技术、体能与肌力训都有着相当丰富的理论研究与实务经验。
本文选自徐国峰新书《马拉松全方位科学训练指南》