2013年11月22日 星期五

第二堂 週期化訓練概念、有氧及無氧訓練適應


第二堂課程中與同學們分享兩個在編排體能訓練計畫中非常重要的概念,

週期化訓練模式以及有氧和無氧訓練的適應.

我認為這兩種概念是在規劃體能訓練課表時的框架,

就如同蓋房子一樣,先把房間格出來,才能去規劃房間裡面的擺設.




這堂課的內容,是以NSCA出版的Essensial of Strength Training & Conditioning

第二版中-第八章 無氧和有氧耐力訓練計畫的生理適應及第二十二章 訓練的變化:

週期性;以這兩章節的主要概念為主軸,搭配運動訓練法(林正常 等譯).


各章節概念擷取所編的教材,之所以會放在第一堂學科的原因 ,

在於這兩個觀念貫穿體能訓練的整體;若訓練沒有變化,

則選手很快就容易厭倦、甚至過度訓練(overtraining, OT),

若不瞭解有氧及無氧訓練的相關適應,讓肌力爆發力型選手做過多耐力訓練,

反而會影響其專項表現,因此把這兩個觀念當作訓練的鋼架,

在不同時期放入不同的訓練目標、做最有效的體能監控,雖然不能說是十全十美,

但離理想的訓練模式也相去不遠.


(圖一)圖片出處:


課程第一個部分介紹週期化訓練的概論,之所以稱為概論,是因為週期化訓練

本身非常的複雜,牽涉到許多生理學的背景知識, 這堂課只是將週期化訓練的精神

及常用名詞做一些介紹,週期化訓練大師 Dr.Bompa(圖一左下) 著作,

目前已經出至第五版,是目前世界上公認最具權威的書籍,Dr.Bompa出生羅馬尼亞,

於加拿大約克大學退休,訓練過許多世界級的運動員(許多東歐國家發展週期化訓練

的概念,遠超過美國),在第五版中,任教於西維吉尼亞大學的 Dr.Haff 也加入著作,

Dr. Haff 過去是國家級的舉重選手(美國),專精領域為爆發力訓練和運動生理學,

且曾任NSCA的副會長第五版比前四版更加的科學化(文獻就40多頁),

添加了許多應用的章節(如速度敏捷性的訓練週期).

課程第二部分將介紹有氧及無氧訓練的生理適應,

簡單回顧三大能量代謝系統,更重要的是,讓同學們理解各種運動的生理特質,

藉由分析不同運動的需求,將能量代謝系統的訓練概念導入其中

並介紹阻力訓練和耐力訓練的相容性.同時做兩種訓練好嗎?

耐力選手適合做阻力訓練嗎?   

這是許多教練/選手的疑問,希望這邊的資料可以稍微解決一些大家的疑惑.

根據Dr. Stone(東田納西州大教授,博班老闆),


所謂的訓練(Training):

不只在身體(體能)、技巧(技術)、更包含了心理(意志)層面

一位優秀的選手,除了在技術、體能等方面優於對手外,

往往有著過人的意志力,極高的求勝意志,對訓練的執著,及對自我的約束。

因此教練在訓練的同時,不要忘記對選手心理(mental)層面的訓練.

因每個人都有其天生的基因限制,因此訓練所扮演的角色,是在最快速,

但卻又安全(很多速成,但不安全)的情況下,秉持著道德良知(不使用運動禁藥),

讓選手們去接近自身基因的極限(Genetic Potential).


(圖二



引用 Dr.Stone 書中所提到的,運動表現的好壞,會牽涉到很多的限制因子,

如教練跟選手的關係(比賽前爭執,表現打折扣)、學生運動員對於課業的負荷

(要期中考卻接近比賽)等突發情況,但其中最關鍵的三項是:

1.基因(遺傳):上面有解釋過.

2.訓練:包含合理的訓練計畫、有效率的執行,以及良好的監控.

3.恢復(再生):這是目前台灣普遍缺乏的概念,休息是為了走更長遠的路,

所言不假,但如何休息、如何恢復,卻又是一門大學問(Issue),

本次內容只針週期化及超補償的概念加以解釋.對於訓練的原則,

不同的作者、教練都會有自己獨到的見解。在Dr. Bompa 的書中,

甚至提到了十幾種原則,在此我只是針對三種較常見的訓練原則來進一步描述.


第一:專項性原則:

訓練必須專項化,這是無庸置疑的,在我們操弄的變項中(如,拔河、柔道上半身需要

等長肌力、下半身卻是需要等張肌力),專項動作模式(如,籃球防守動作,

overhead squat很像,而排球卻和front squat很像),對神經肌肉的適應而言,

身體無法去分辨今天你是在訓練還是真的比賽,因此平時的動作越相似,

身體在比賽中越能做出相同動作(這就是為什麼學新動作,總是會比較彆扭的原因)。

此外,比賽季節也牽涉到這個概念,稍後會做更詳細解說.


第二:超載原則:

Overload是我們最常聽到的訓練概念,"今天舉20公斤,

過兩天增加2公斤"這就是一種最簡單的超負荷觀念,但問題是!

教練們怎麼知道該增加多少負荷?靠感覺?靠經驗? 

常常聽到的回答:"我當選手就是這樣練,所以我看選手感覺就知道了",這樣的話,

大家是否很熟悉呢?其實,只要拿起一張紙跟一枝筆,把每天所訓練的次數、組數

(不限於阻力訓練)寫下來,這就是訓練當中最重要的觀念之一,

那就是"量化"的概念因為量化,所以可以跟自己比較、跟對手比較、

跟其他國家選手比較,將訓練課表週期化,這樣才能夠說是真的達到Overload. 


美國知名體能教練Steven Plisk 認為:

教練就是實務訓練場上的科學家!


我非常認同!因為有了每天訓練的數據,我們可以將週期訓練的原則套入,

依照運動員"個別"狀況,逐漸增加負荷,並做監控觀察,來調整訓練計畫。

看到這,大家覺得訓練科不科學呢?


第三:個別化原則:

如同上面所提到,就算是雙胞胎,也會在性格上有極大的差異,更何況是一般人。

理論上,就算是團體運動項目的選手,也應該要有屬於自己的訓練計畫,

過去在中華隊裡,我會將肌力相當的選手排在一起做肌力訓練,有些選手甚至都還會

再做細微調整,若是要做到個別化,紀錄的工作絕對不能少( ATPT的復健計畫

也是相同道理).

週期化訓練來自 Period這個字, 意思是將時間分成較小且容易管理的片段.

古希臘運動員將四天分成一個小週期,藉此安排合理的:訓練(Training)

恢復(Recovery)以及再生(Regeneration)的生理適應.

以上的文字是引用Dr. Bompa書中的內容,證明週期的概念並不是新發現。

心情會有高低起伏,生理狀況的起伏當然也會有,

要精準的拿捏訓練的負荷是非常困難的。目前在美國東田納西州大(ETSU)

將運動部門與運動科學系做緊密合作,藉由規律、定期並且長期監控(Monitoring

選手的體能表現,給予技術教練(Sport Coach)、體能教練(SC coach

及運動傷害防護員(AT)回饋,讓每個專業發揮最大成效,

有興趣的朋友可以參考ETSU的網站  http://www.sportscienceed.com/.


超補償  Supercompesation:

主要是指訓練和能量再生的關係,做為比賽之前生理和心理的主要基礎.

super 這個字首就是"超越"的意思,顧名思義,超補償的意思,

便是藉由適當的訓練及恢復,讓選手的身體及心裡狀況,"超越"先前的水準,

達到提升表現的目的,再次強調,心裡的超補常也是很重要的。

有些時候,選手可能處於體能的顛峰,但因為長期承受壓力造成心裡疲乏,

所以成績也出不來,教練必須多多注意這個層面.


(圖三) Hans一般適應症候群(General Adaptation Syndrome, GAS)



Hans 是加拿大的內分泌學家,在1960年代提出了一般適應症候群理論(GAS),

認為人體在經過刺激(stress)之後,各系統(免疫、心血管)的功能會下降,

但只要透過適當恢復,便可以比先前的水平還要高,但這也不是永遠往上攀升,

而是會到一個高原期(Plateau),如此反覆這樣的過程,因為運動訓練本身就是

一個刺激,因此運動界普遍引用此理論當作 訓練-適應的解釋,但當壓力太大,

持續太久,就會造成身體機能失調,也就是過度訓練的產生,

因此,適當的訓練時機及恢復方法,是目前競技運動科學持續努力的目標.

人體的生理狀態是恆定的,因此當身體當中血糖濃度過高,胰導素就會分泌以降低血糖

(負回饋機轉)。同樣道理,身體機能到達高峰時,便會往下回到正常水平,

好的訓練應該是在尚未恢復時給予下一個刺激(訓練),讓身體做下一次超補償,

否則,中間間隔時間過久,之前訓練所產生的效應卻又會消失,

產生停止訓練(Detraining)的效果.



(圖四



訓練需要過負荷(overload),但這個過程卻不是持續不斷,否則就會變成前面所述

的過度訓練,以(圖四)為例,在進入下個訓練階段的前一個階段,實施減量訓練,

如此一來,身體及心理都能夠達到超補償,繼續下一個階段負荷更大的訓練.

俄國科學家瑪拖維耶夫在1965年提出運動員年度計畫的週期性概念,

他認為在開始訓練時,應該以高訓練量、低強度的方式,建立良好的體能基礎,

越接近比賽,加入越多技/戰術訓練,提高體能訓練強度,降低訓練量。

這樣的觀念,在1980年代被Dr.Stone等人做略微的修正,

但基本週期化訓練概念就如此成形,直到今日,雖然演變成好多種不同的模式,

有線性(Linear)、非線性(波動)等,但基本的概念還是共通的.

接下來解釋一些週期訓練中常見的名詞,因為不同作者會有不同名詞解釋,

但普遍接受大週期、中週期、和小週期三種不同長度的訓練分.

一般把大週期設定為準備一個最重要比賽的所有時間,以奧運為例就是四年。

但不要誤會只能有一個大週期,如前面所描述,週期只是一個時間的概念,

因此教練可以自己去設訂大週期的長度,也可依此類推到中週期和小週期.


 
(圖五




用圖五來表示大、中、小週期的階層概念就會清楚許多,

由此可理解,為何優秀選手需要有較多的週期安排,

因為優秀選手對於訓練所產生的適應較初學者快,

因此過長的週期則達不到該有的訓練適應,

初學者則剛好相反,需要有較多時間讓身體適應訓練。

問題是,該如何知道這個時間是多長,只單單靠一項訓練負荷的紀錄可能難以判斷,

我的經驗是讓選手每天填寫監控表格(Monitorning Chart,其中有許多選項,

包括睡眠品質、時間、安靜心率、疲勞層度...等等,從多方面的角度考量,

然後是try看看,去看選手身體反應是否異常,除了科學之外,

這個部分的捏拿需要靠經驗,也是一門藝術,

沒有"最好"的課表,只有"最適合"的課表.

針對可能會混淆的名詞做解釋,因為週期化就是時間分割的概念,

因此英文中的Off-Season可解釋為準備期,因為概念相同,只是說法不同。

相信只要解釋角度不同,也會有不同的對應方式,

在此我以NSCA的書當作解釋的依據.



週期中的時期(Periodization Periods):


1.準備期 : Preparatory (Off-season)

2.過渡期一 : Transition 1 (Preseason)

3.競賽期 : Competition (In-season) 
 
4.過渡期二 : Transition 2(Postseason)


準備期(Off-Season的訓練目標為建立體能的基礎,但對於職業選手而言,

他們原本體能的基礎就不錯了,這時候就以補強能力不足為目標,

因此旅美好手們到費雪運動中心時,只有及少數時間會練專項,

其他時候就針對核心、肌力、爆發力等不同特質,做"個別化"的訓練。

以瑪拖維耶夫的論點,這時候體能教練和防護員的功能遠大於技術教練,

NCAA甚至明訂,在某個off-season時期,技術教練是完全不能接觸選手的,

目的就是希望選手們把目標好好放在體能訓練上,以應付整年度高強度的比賽或訓練。




(圖六




理論上,第一過渡期(T1)介於準備期與競賽期中間,目的在於將高訓練量和高強度

做個分割(圖中紅色圈圈),隨著強度提高(肌力訓練可能由最大肌力漸漸進入爆發力

換期),訓練的份量就必須下降,來平衡選手身/心狀態。

此外,在這個時期的尾聲,

會接近季前期(Preseason),在NBA中稱做Training Camp

這時訓練強度會非常高、甚至高過比賽,但在進入比賽前,

必須再次降低強度,讓身體超補償,以更好的體能狀態迎接比賽。



 
(圖七




當進入競賽期(In-Season),這時對於體能教練就充滿無比的挑戰,

原因在於每種運動項目的競賽期時間都不一樣,如國內選拔賽只有幾天,

長的甚至像NBA可以到8個月,但技/戰術練習的時間又占多數,若體能份量不下降,

馬上就會造成過度訓練,從這裡可以說明為何需要準備期去做建立體能的基礎,

若在準備期的訓練量不夠,那麼進入比賽期便無法負荷高強度的訓練了。

圖七的紅圈圈代表一個大週期中,有個最重要的比賽,

適時在賽前進行減量訓練(Tapering),可讓體能在最重要比賽時達到高峰.



 
(圖八




第二過渡期(T2)又稱為動態休息(Active rest,其中包含了兩個概念;

一、若以一年只有一個重要比賽的運動項目,


T2代表重要比賽後到下一個Off-Season之前,

許多職業選手會在這時讓身心徹底放鬆,甚至為了維持一定體能,

做不同項目的運動,但以休閒為主,例如,棒球選手做腳踏車訓練維持心肺耐力.



二、很多運動項目,如網球,在一年中會有很多重要比賽,如前面所述,


必須要在一年中調整幾個主要週期(不一定是大週期),


因此T2也可能代表減量期(圖八第一個紅圈),以避免過度訓練產生.




(圖九
http://www.amazon.com/Periodization-5th-Edition-Theory-Methodology-Training/dp/073607483X





對於大週期訓練計畫有興趣的朋友可以參考運動訓練法這本書

裡面有很多範例的介紹:




第二部分要開始談到有氧及無氧訓練的適應, 健力(Powerlifting)、

舉重(Weightlifting)健美(Bodybuilding),都是以阻力訓練為主的運動,

但訓練的適應卻截然不同,因此,良好的去操弄不同的訓練變相,

就會有不同的訓練效應.



(圖十)





首先回顧三大能量代謝系統,這邊並不是要上基礎的運動生理學,

只是讓同學們的觀念再次釐清。所謂有氧及無氧,千萬不要誤會成運動時有呼吸


就叫有氧,沒呼吸就叫無氧阿! 這是很容易被字面上名詞搞混的地方。

簡單來說,在運動過程中,氧氣來不及參與能量代謝路徑的,稱為無氧運動

因此磷化物(ATP-CP)系統,醣酵解系統提供主要無氧能量來源,



有氧系統提供長時間輸出動力能量及運動後的恢復.因此能量系統的動員,

取決於運動的特性,當運動強度高,時間短,則能量系統偏重於無氧代謝,

反之則偏向有氧代謝.




(圖十一)
http://www.yihsient.com.tw/front/bin/ptdetail.phtml?Part=55029&Category=0


2~10秒內的運動,如跳高、鉛球等項目,幾乎完全倚賴磷化物系統提供能量來源。

當時間繼續增加,如30~2分鐘的運動項目,主要動員醣解系統,

例如200公尺或400公尺的衝刺,當持續時間超過2~3分鐘,

有氧系統便成為主要供應ATP的系統。

這樣的描述只是個簡單的分類,

事實上,每種運動幾乎都牽涉到2種,或是3種能量系統,

考驗著體能教練該去如調配每種系統的訓練比率.



(圖十二)
http://www.yihsient.com.tw/front/bin/ptdetail.phtml?Part=55029&Category=0


大家從(圖十二)中可以發現,除了少數幾種運動,只有一種系統占優勢外,

其餘的運動都是混和多種能量系統.

磷化物系統(The Phosphagen System):

經由短時間、高強度的訓練,可以提高體內肌酸(Creatin)的儲存量,

因此,可以延長高動力輸出的運動表現。換句話說,就是"爆發力Power"的表現

但大家常有的迷思是,"我是耐力型選手,所以我不用訓練磷化物系統吧?

那問題來了,當你準備超越對手,做最後衝刺時,難道你還是用一樣的配速嗎?

還是你會加快腳步,甚至盡全力衝刺,若你平時沒訓練磷化物系統,

難道比賽就會自己顯現出來嗎?

醣解作用(Glycolysis):

當運動時間持續增加,而強度仍然處於高強度時,醣解系統就會扮演主要的能量來源。

因醣解系統代謝的產物為乳酸(lactate),造成體內PH值下降,

而不利於肌肉的收縮,以上描述是我們對於醣解系統的傳統認知。

在競技運動中,越能忍耐體內酸化環境的選手,好的運動表現可以持續越久,

最近研究也證實,乳酸對於接下來能量的供應有實質上的幫助

(在此不做詳細探討,有興趣的朋友可參考林正常教授出版運動生理學-師大書苑).

因此,不要再把乳酸當作"壞孩子"(林教授說的),而運動過後的延遲性疼痛(DOMS)

跟本和乳酸沒有關係,千萬別再搞混了.

 







在此提供的觀念是,當我們能夠找出選手的乳酸閾值(Lactate threshold),

就能成功利用此時的運動強度,作為訓練不同能量系統的依據(概念為,比LT低訓練

有氧系統居多,比LT高,訓練無氧系統居多),後面提到耐力訓練時,

會有更詳細的描述。若沒有儀器可以測量,最簡單的方法便是透過運動後心跳率

的測量,在教練的訓練中,又可以加入一項簡單又可靠的參考工具.




有氧系統(The Oxidative System):


有氧系統的概念不困難(長時間、低強度), 有氧系統可使用不同受質做為燃料

(脂質、醣類和蛋白質),因此可以產生大量的ATP供身體使用。

例如足球比賽一場90分鐘,若沒有良好的有氧系統做後盾,下半場體能就會下降,

那週期該怎麼安排,後面會有一些概念上的解釋。

無氧訓練的方式和形式(Methods & Models):


前面所提到的三大能量代謝系統,相信對於運動生理學背景的朋友們一定都不陌生。

但如何將這樣的概念做轉換,運用到實際運動場上呢?

因此接下來要對每種能量系統的訓練方式和方法,做簡單描述。


針對磷化物系統的訓練:

首先是磷化物系統,對於短時間,高爆發力表現的運動項目,

如:美式足球(football)就是訓練的重點。因此,短時間(小於10秒)

的增強式訓練、衝刺、跑階梯、循環訓練、拖輪胎.....任何想的到的方式,

只要在持續時間還沒讓乳酸快速堆積時,都可以屬於此訓練範圍內。

特別注意"速度"的訓練,因為速度訓練需要良好的動作技巧,

因此休息時間必須足夠,否則在疲勞時做訓練,

無疑就是強迫你的神經肌肉系統去記憶這樣疲勞的動作模式.


針對醣酵解作用的訓練:

在能量系統回顧時,所描述約介於30~2分鐘的高強度運動,醣解系統會開始動員,

因此選手必須忍耐這樣的環境。 前面所提到的訓練模式(衝刺...等)只要將時間拉長

到這個範圍,就是在訓練選手耐乳酸的能力,因此400公尺衝刺就是一個很好的例子,

但千萬別忘記週期化訓練的觀念,因為這是高強度的訓練,必須在選手有比較好的體能

及心理水準下進行(有多累,想試試看的朋友可以全力衝幾次400公尺就知道),

越接近比賽期,教練可以設計屬於運動專項(Sport Specificity)的訓練,


同時顧及良好的恢復策略,讓生理的適應可以更接近比賽情境。









(圖十四)點出在訓練無氧系統時最重要的概念(有氧系統也適用),

那就是運動時間-休息的比值,想想看,如果有一天看到王建民的教練瘋狂

的帶他做衝刺訓練,把他操到動都動不了,這樣的訓練方式是對的嗎?



這樣的描述或許太誇張,但同時顯示出安排好的體能計畫,

對於運動專項的 運動-休息 比值觀察的重要性週期的概念是一個框架

教練們在依照不同時期的體能需求,將體能、技、戰術及心智訓練放入這些框框中,

依照每個選手的狀況去調整,大致就可算是合理的訓練了!

那有人會問,當個教練(不論是戰術或體能)不是累死了,要注意那麼多細節,

沒錯!教練本身就不是一個輕鬆的工作,更不是一個"靠感覺"的工作,

而是需要付出、投入非常多時間,經歷才會有成果的工作.


有氧訓練(Aerobic Training):

這部分是大家比較熟悉的,有氧運動可以動員較多脂肪當作燃料,

增加最大攝氧量等等,因此更多形式的訓練法會在"耐力訓練"的時候作介紹.

剛才所提到的足球例子中,提到足球選手需要良好的有氧系統,

但實際上,當我們在觀看足球比賽時,每個過人、剷球都是非常"Power"的動作,

這時候我們應該如何調配有氧及無氧訓練的時間分配呢? 

這將會教練們非常困難的挑戰.

一般的耐力訓練方式,選手(不管什麼項目)最直接的反應就是LSD的訓練,

也就是LongSlow and Distance。這樣的訓練固然對有氧系統有幫助,

但對於肌力-爆發力型選手,在比賽前做這樣訓練,不但花時間,且有可能對於力量表現

有負面的影響,在希望維持心肺耐力的情況下,

可使用間歇訓練(Interval Training也有人稱作 HIIT High Itensity 

Interval Training的方式,研究證實對於攝氧量的提升有幫助。

沒有一種訓練是萬能的,就如同前面所提到健美、舉重的差別,

每種訓練模式都有其特殊的生理適應,這裡只是提供一個研究上的參考,

適當的把週期化概念(準備期用LSD,越接近比賽漸漸變成Interval)帶入,

才不會又出現過度訓練的現象.




(圖十五)
http://www.yihsient.com.tw/front/bin/ptdetail.phtml?Part=55029&Category=0





圖十五是給大家最個參考,藉由阻力訓練(無氧)和心肺耐力(有氧)之後,



一些體能指標的變化情形.




(圖十六)



許多人一定對於阻力訓練和有氧耐力同時訓練,會有哪些生理上的適應感到好奇,

尤其是許多耐力型選手,害怕經過阻力訓練後降低專項的運動表現。阻力訓練的好處,

不但可預防運動傷害、維持良好體態、及增加運動表現,

因此阻力訓練對於肌力-爆發力選手的體能訓練,佔了極大的比重,

若肌力-爆發力選手做太多有氧耐力訓練,則可能造成最大肌力、爆發力表現、衝刺、

垂直跳能力的下降。若耐力選手做阻力訓練可能會有哪些好處,

我在這邊轉貼一篇,之前回答一位長跑選手的短文給大家參考,




阻力訓練對於跑者運動表現的幫助:

一. 加跑步經濟性(動作模式的經濟性): 所謂跑步經濟性是指同樣的距離,

用更少的步頻與更大的步幅完成,因此動作(movement)更具經濟性,

速度當然也會變快,由於跑步具有彈射(projection)的特質,

所以增加肌肉伸張、收縮的速度(Stretch-Shotren Cycle, SSC)可增加此能力,

漸進式的增強式訓練(plyometric training)會有顯著幫助.


.增加最大肌力:

耐力項目選手往往害怕做重負荷的阻力訓練⋯⋯3~5RM),

但根據牛頓第三運動定律,作用力等於反作用力,

當你每一步伐所施予地面的力越大,地面所反彈的力也就越大,

因而能夠增加更大的步幅。關於重負荷的下肢訓練,其實只要透過週期化的訓練模式,

就可以避免肌肉疼痛而影響專項訓練(耐力訓練).


根據大小原則(Size Principle,當外在負荷低時,運動神經元會先動員運動單位

較小的肌纖維,但隨著負荷持續增加,就必須動員運動單位更大的肌纖維來抵抗外在的

阻力(或負荷)。所以只要合理的安排肌力訓練的週期,耐力選手可以在越接近比賽時

採用高強度(3~5RM)低反覆次數(小於5下),同時提升最大肌力且顧及肌耐力,

當然這是必須要有良好的訓練經驗為前題。

現在已經有許多回顧性的學術文章去證實提升最大肌力(strength,

可同時提高肌耐力(Muscle endurence)的表現.




(圖十七)
http://www.amazon.com/Essentials-Strength-Training-Conditioning-Edition/dp/0736058036



此篇文章不是非常深入的去探討能量代謝系統的每個環節,只是截取概念來解釋應用

的層面,週期化訓練的部分也是如此。歡迎同好們能分享一些經驗,

不管是理論或是應用層面,相信對我及大家的學習都是有幫助的,謝謝大家!





* 引用或節錄限全文三分之一內,請注明作者、原文標題與連結。其他問題,請來信與我聯繫



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