以賽帶練的內穩態研究

摘要：運動訓練的目的是建立運動水平穩定發揮的項目內穩態(sport-specific homeostasis，SSH)。對于建立SSH，必須處于內穩態的系統稱為SSH必需系統(SSH-essential system，SES)，其它可以允許不處于內穩態的系統稱為SSH非必需系統(SSH-non-essential system，SNS)。從SSH的角度將運動訓練分為超常訓練(extraordinary training，ET)和常規訓練(ordinary training，OT)兩類。ET建立SES內穩態(SES homeostasis，SESH)，OT則是在維持SESH的前提下建立和維持SNS內穩態(SNS homeostasis，SNSH)。SESH的品質決定運動水平，SNSH的品質決定運動水平轉化為運動成績的程度。從SSH的角度可以將訓練系列描述為訓練階梯：ET1-OT1-ET2-OT2-…OTn-competition (EC)， EC1-EC2-…-。OT在消除ET的疲勞之后，進一步提高運動成績的關鍵是以賽帶練。

關鍵詞：運動訓練；內穩態；運動水平；運動成績；以賽帶練

中圖分類號：G808.1文獻標識碼：A文章編號：1006-7116(2008)05-0081-04

Homeostatic studies on performamce-enhanced competition

LIU Cheng-yi，YUAN Jian-qin，FU De-rong，WANG Hai-xia，LI Jiang-hua

（Laboratory of Laser Sports Medicine，South China Normal University，Guangzhou 510631，China）

Abstract: Homeostasis is the maintenance of a steady state and its steady functions. The homeostasis in sports training was found to be sport-specific so that it is called sport-specific homeostasis (SSH). Athletes’ systems might be classified as SSH-essential system (SES) and SSH-non-essential system (SNS). The quality of SES homeostasis (SESH) represents sports capacity. The higher the SESH quality， the higher the sports capacity. The quality of the SNS homeostasis (SNSH) represents the expression of sports capacity. The higher the SNS quality， the more improved the sports performance. Athletes’ training might be also classified into two kinds， the extraordinary training (ET) such as DOMS to establish the SESH of higher quality by destroying the former SESH， and the ordinary training (OT) such as tapering， fitness training， psychological training and spirit training to maintain SESH， and to establish and maintain SNSH. The training ladder should be ET1-OT1-ET2-OT2-…-OTn-competition (EC); EC1-EC2-…-. Performance-enhanced competition might be of critical importance after OT induced recovery from ET induced fatigue.

Key words: exercise training；homeostasis；sport capacity；performance；performance-enhanced competition

雖然以賽代練已經成為國際慣例[1]，但人們對其重要性的認識還遠遠不夠。在外語學習中，測試或考試只是檢驗學習效果的例行公事。最近的研究表明，在鞏固外語學習方面，復習與測試的效果相比，前者幾乎可以忽略不計[2]。本文從內穩態的角度來討論這一研究成果在運動訓練中的意義。

內穩態用于運動科學的描述并不少見，但大多數用于局部的內穩態描述，例如氧化-抗氧化內穩態(oxidant-antioxidant homeostasis，OAH)[3-4]和呼吸內穩態[5]，用于運動員競技水平的描述則很少。O'Toole等[6]指出，雖然鐵人三項運動的訓練和比賽有很多生理學機理不清楚，但維持內穩態是非常重要的。Naokes等人[7-8]和Lacour等人[9]分別從運動性疲勞和運動水平的表征兩方面提到了運動訓練對內穩態的維持，Glaister等人[10]提到運動性疲勞的消除在于恢復內穩態，但沒有展開深入的研究。前文首次利用內穩態來描述整個訓練過程[11]。本文將其用于研究以賽代練這一特殊的訓練現象。

1運動訓練中的內穩態現象

內穩態是由生物系統的各種調節機制調控而維持的一種動態平衡，是生物系統從進化適應中獲得的維持整個生物系統生存的基本條件[12]。內穩態的品質由內穩態抵抗外界干擾的能力或適應性和內穩態所維持的功能的水平等因素所確定[13-14]。內穩態表現為內環境的穩定和功能穩定。在運動訓練中存在大量的內穩態現象。

運動員對一套訓練方法的適應過程是內穩態建立的過程，內穩態一旦建立，原有的訓練方法就成為維持內穩態的必要條件，形成所謂的訓練平臺[15]、“競技穩定結構”[16]或競技能力非衡結構[17]。對于不同的項目，訓練平臺所表征的運動員內穩態是不同的，因此，這個運動員內穩態是項目特異的，可以稱為項目內穩態(sport-specific homeostasis，SSH)。在第二屆全運會游泳比賽中，馮煒權[18]觀察了前8名運動員在連續參加劇烈的預、復、決賽時尿蛋白的變化，發現它們沒有差異顯著性。李江華等[19]從晨尿代謝組學的角度研究了參加2006年亞運會前1個月的游泳運動員，發現表征運動水平的代謝組學主成分在連續3次或2次每周1次的測量中變化最小。根據以賽代練的慣例，我們分析了劉翔、Asafa Powell、Ian Thorpe和Allen Johnson 等優秀運動員的比賽成績，也發現了比賽成績的平臺現象。這些結果支持SSH的存在。

Yu等人[20]從解剖學的角度研究了延遲性肌肉酸痛(DOMS)現象，發現DOMS前后骨骼肌結構完整，DOMS之后的骨骼肌比之前的骨骼肌多了一個集結。這也可以說是內穩態現象的一種表現。DOMS前后骨骼肌結構都是完整的，運動員都可以穩定地發揮功能，它們都處于各自的內穩態。DOMS恢復后的骨骼肌可以完成水平更高的功能，因此，其內穩態的品質高于DOMS之前的骨骼肌。不同運動項目的DOMS所撕裂的骨骼肌是不同的，DOMS建立的當然是SSH。

Levine等人[21]對穩態代謝網絡的研究表明，網絡節點上的穩態漲落彼此是沒有關聯的。因此可以認為，雖然不同的系統之間會相互影響，但它們彼此還是相對獨立的。對于建立SSH，必需處于內穩態的系統稱為SSH必需系統(SSH-essential system，SES)，其它可以允許不處于內穩態的系統稱為SSH非必需系統(SSH-non-essential system，SNS)。SES內穩態(SES homeostasis，SESH)的建立通常稱為運動適應。運動適應是決定性的，沒有SESH就沒有運動水平。SESH的品質越高，運動水平越高。SNS內穩態(SNS homeostasis，SNSH)的品質表征了運動水平轉化為運動成績的程度。在建立SESH的基礎上，SNSH的品質越高，運動成績越好。對減量訓練[22-25]和停訓[22-23]等文獻的初步研究表明，SES是一個整體，其子系統包括骨骼肌子系統、供能子系統、神經子系統和氧化還原子系統等SSH必需的子系統；SNS也是一個整體，其子系統不但包括其它的骨骼肌子系統、供能子系統、神經子系統和氧化還原子系統，而且包括呼吸肌子系統，免疫子系統，植物神經子系統，生物節律、心理子系統和精神子系統等。進一步的研究正在進行。

2運動訓練的分類

從SSH的角度可以將運動訓練分為超常訓練(extraordinary training，ET)和常規訓練(ordinary training，OT)兩類。ET打破品質低的SSH，建立品質高的SESH；OT則是在維持SESH的前提下建立和維持SNSH并進一步提升SNSH的品質。因此，建立運動適應的訓練屬于ET，維持運動適應的減量訓練[22-25]屬于OT，破壞運動適應的停訓[22-23]則會降低SSH的品質。

減量訓練屬于OT。Mujika等人[23-24]綜述了大量的減量訓練研究后指出，強度是維持訓練誘導的適應的關鍵參數，必須保持；頻率可以稍微減低，但降低量不超過20%[24]。頻率的改變通常也與強度改變相關聯[26]。Bosquet等人[26]的研究表明，只要保持訓練強度和頻率，賽前2個星期的減量訓練可以改善運動水平。

要突破運動訓練平臺所代表的SSH，ET必須采用強度更大的訓練，通過生物適應建立SESH。Ferris等[27]從通氣閾(ventilatory threshold，VTh)的角度研究了運動強度對腦源神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)和認知功能的影響。對沒有參加過競技運動的健康年輕人年齡(25.4±1.0)歲、身高(74.7±1.9) cm、體重(71.0±3.1) kg、身體質量指數((23.1±0.6) kg#8226;m-2)，Ferris等[27]發現低強度(VTh-20)對BDNF和認知功能評分沒有影響，但高強度(VTh+10)增加了BDNF和認知功能評分。耐力訓練的研究表明，高強度的訓練可以提高沒有經過訓練的運動員的運動水平，但不能提高已經經過訓練的運動員的運動水平[28]。對于沒有參加過競技運動的年輕人來說，低強度運動屬于OT，而高強度運動則屬于ET。但對于已經參加過耐力訓練的運動員來說，高強度訓練就已經變成OT了。

為了建立運動訓練的C2C12肌管模型，我們最近研究了連續電刺激對C2C12肌管內穩態的影響。C2C12肌管電刺激（50 V，30 ms，3 Hz）每天一次，共5 d，第5次刺激后孵育24 h。根據刺激方式不同，電刺激分為兩組，E-45組每次刺激45 min，E2-90組前4天每次刺激45 min，第5天刺激90 min。為了探討電刺激的即刻影響，設定E1-90組，前4 d每次刺激45 min，第5天刺激90 min后即可測試指標。對照組不進行電刺激，但同步培養。E1-90的對照組為C1，E-45和E2-90的對照組為C2。C2C12肌管內外的測試指標包括乳酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶和超氧化物歧化酶(superoxidase dismutase，SOD)的活性。結果表明，E-45組每天刺激45 min連續5 d刺激保持C2C12肌管的內穩態。E1-90組前4 d每天刺激45 min且第5天刺激90 min至少可以在SOD活性方面提高C2C12肌管內穩態的品質。在這里，E-45組的電刺激屬于OT，但E1-90組最后一天的電刺激則屬于ET。

3以賽帶練

為了提高運動員的運動水平和運動成績，運動員必須開展一系列訓練。從SSH的角度可以將這些訓練系列描述為運動訓練階梯：

ET1-OT1-ET2-OT2-…OTn-competition (EC)

EC1-EC2-…-

訓練初期，運動員水平很低，應該通過ET提高運動水平。運動水平的提高不能一步登天，必須逐步完成，因此，ET-OT的訓練階梯必須重復多次。比賽前，運動員的SES和SNS都應該處于內穩態，因此，比賽前的訓練只能是OT。如果沒有OT仍然可以獲得好成績，說明運動員本來具備可以獲得更好成績的SESH，只是SNS的子系統沒有盡可能多地處于SNSH，影響了運動水平的發揮。

運動訓練與外語詞匯學習有一定的共同性。外語詞匯運用自如相當于SSH。初次學會詞匯相當于ET，鞏固詞匯相當于OT。鞏固詞匯的方法有復習和測試兩種。Karpicke等人[2]的研究表明，測試非常關鍵，但復習的效果幾乎可以忽略不計；測試可以是考試，也可以是自我測試，只有與最后測試一樣的測試模式才能有效提高成績。顯然，詞匯的復習和測試相當于運動員的OT和比賽，最后階段的OT即OTn的訓練強度與比賽的運動強度應當一致。Karpicke等人[2]的研究提示，在消除了ET產生的運動疲勞之后，參加比賽比普通的OT更加有利于運動成績的提高。因此，“以賽代練”的提法應該修改為“以賽帶練”，這種訓練方法對運動成績的提高具有關鍵性的作用。當然，Karpicke等人[2]的研究與訓練階梯的相互應證需要實驗和流行病學調查的進一步證實。

4討論

運動成績是由SSH的品質決定的。要建立SSH，所有SES的子系統必須處于內穩態，即SES處于SESH。我們認為，SESH的品質決定了運動員的運動水平。SESH的品質越高，運動水平越高。運動水平的提高必須借助于ET來完成。SNSH的品質決定了運動水平轉化為運動成績的程度。對于SSH的維持，所有SNS的子系統可以不是都處于內穩態，但處于內穩態的子系統越多，SNSH的品質越高，運動員的運動成績越好。顯然，在建立了SESH后，運動成績的提高必須借助于OT來完成。在消除了ET產生的疲勞之后，以賽帶練是效率最高的OT。

以賽帶練可以增加運動樂趣。多巴胺(dopamine， DA)是下丘腦和腦垂體腺中的一種關鍵神經遞質。DA直接影響人們的情緒，能影響每一個人對事物的歡愉感受[11]。從理論上來看，增加這種物質，就能讓人興奮，但是它會令人上癮[11]。長期強迫性的訓練削弱了獎賞的作用[29]，但訓練階梯可以強化獎賞作用。OT消除ET產生的疲勞之后，就可以享受訓練過程，所產生的多巴胺具有抗疲勞作用[30]。以賽帶練可以得到比賽成績的激勵，獎賞機制可以得到進一步的強化。對運動的喜好可以通過訓練階梯和以賽帶練所建立的運動享受來進一步強化。

享受運動過程本身是業余運動員成功的原動力。從訓練階梯的角度可以進一步理解業余運動員取得好成績的事實。ET可以建立SESH，但大部分SNS子系統沒有處于內穩態，其典型特征就是疲勞。OT的目的是消除ET形成的疲勞，建立和提高SNSH。當所有SNS子系統都處于品質很高的SNSH后，運動員就可以享受OT，進一步提高運動成績。

致謝：非常感謝博士生們的建設性意見，尤其感謝任占兵同學關于將“以賽代練”修改為“以賽帶練”的建議!

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[編輯：周威]