“超量恢復”與“爆胎”訓練理論的研究

石 坤

(菏澤學院體育系，山東菏澤274000)

運動員的機能能力是其參加訓練、比賽的基礎。運動員機能能力的提高對促進運動員的競技能力有極其重要的作用。對運動員機能能力在訓練條件下變化的機制，在訓練學界長期以來一直沿用超量恢復理論進行評價。近些年來此理論受到諸多學者的質疑和批判，其確實存在某些缺陷，但一定范圍內，在競技體育的教學、科研、訓練中，該理論已經被廣泛的認同和接受，成為經典的競技體育基礎理論和訓練的原則之一。超量恢復是指人體機能能力和能量儲備由負荷后暫時下降和減少狀態恢復到負荷前水平，在恢復的過程中，能源物質的補償在一段時間內超過原有水平，這種現象叫做超量恢復［1］。但當負荷刺激超過超量恢復的臨界點時，機體必將出現機能能力下降甚至崩潰。本文將引用爆胎理論對現有的超量恢復理論進行補充，并將其組合，使機體機能能力的發展過程從理論上趨于完善，同時也有利于對機體的機能能力有一個更加全面、科學的認識。

1 關于超量恢復理論

1.1 超量恢復理論的提出

1948年原蘇聯列寧格勒體育科研所運動生化實驗室的雅克夫列夫(Yakovlev)和雅姆珀里斯卡婭(Yampolyskaya)等人進行了大量動物和人體試驗。研究運動時，特別是做不同負荷的耐力運動時，機體的肌肉和能量代謝系統的變化。雅姆珀里斯卡婭運用電刺激的方法對冬蛙運動后肌糖原儲備的變化進行了測試，她的實驗結果表明，冬蛙肌肉在104次/min收縮頻率下肌糖原出現持續的下降，在刺激停止后的休息期肌糖原出現明顯和穩定的超量恢復現象，肌肉運動后肌糖原的超量恢復量和穩定性取決于肌肉收縮的節奏和運動的持續時間。作者在這篇研究論文中首次提出了“超量恢復”的概念，并對運動后肌糖原超量恢復的程度做了初步的定性分析。

1972年雅克夫列夫根據人體負荷后肌糖原儲備出現的“下降、恢復和超量恢復”的特性，提出了運用“超量恢復”解釋運動訓練對人體機能能力的影響作用，即將運動訓練對人體機能能力產生影響作用的機制歸結為“超量恢復”。他認為，訓練負荷就是打破機體已經形成的“內環境平衡(Homoeostasis)”，運動能力的提高就是通過“超量恢復”的機理在高的層次上建立新的“平衡”［2］。上世紀1975年他又撰文對蘇聯運動生物化學的起源、發展和研究現狀做了深入的分析與總結，對訓練過程中機體內環境的破壞與重新構建的機理問題進行了較大篇幅的論述，進一步提出通過增加訓練的負荷量和強度使機體(特別是肌肉系統)出現“超量恢復”，進而達到改善機能能力的訓練效果［3］。上世紀1977年在他的專著中首次完整地提出了“超量恢復”學說，并將其作為解釋運動訓練效果的理論基石［4］。由此可見，盡管早在上世紀40年代在一些生理、生化的研究論著中就出現了“超量恢復”的名詞，但那時“超量恢復”的內涵還只限于解釋肌肉在運動負荷刺激下肌糖原的“下降—恢復—超量恢復”現象，而將這一研究結果擴展延伸到解釋整個人體機能能力增長機制的“理論模型”，則是以雅克夫列夫的“運動生物化學”專著的發表為標志。此后，“超量恢復”學說逐漸得到運動生理、生化和運動訓練界的廣泛認同和接受，被大量研究課題、學術論著以及課程教材所引用，成為指導競技運動訓練和體育健身的“經典基礎理論”。

1.2 超量恢復理論的理論缺失

從“超量恢復”理論問世的30多年來對該理論的爭論一直沒有停止，主要的批評和質疑集中在以下幾個方面:

缺乏足夠的科學實驗數據的支持。對體內肌糖元代謝的研究結果不能輕易延伸到對整個機體不同器官和系統的復雜適應機制進行解釋;

“超量恢復”學說在人體能力極限方面的不足，而實際上機體的能力，尤其是最大運動能力受到遺傳因素的影響，并表現出很大的個體差別，它們的發展是有限度的，且具有鮮明的個體差異;

忽視了人體不同能力具有不同發展空間和不同發展速度的問題，只是從綜合能力的角度描述了機能能力的增長;

“超量恢復”學說強調了機能能力在負荷刺激下的提高，而忽視了機能能力的保持和在不良刺激下的下降。

2 超量恢復理論的完善——爆胎訓練理論

2.1 訓練學中的“爆胎”現象

生活中不止一次見過這種現象:當用充氣泵對機動車輪胎進行充氣時，隨著充氣時間的延長，車胎由扁到鼓，最后超過輪胎的承受能力，發生爆胎，這就是生活中的爆胎現象。而在訓練學中，當負荷刺激超過人體承受能力的極限時導致運動員機體產生嚴重的裂變，情況與此有著驚人的相似。

2.1.1 運動損傷與“爆胎”現象 當施加的負荷刺激超過運動員所能承受的極限時，其最明顯的癥狀就是運動能力下降。過度的負荷致使運動能力下降是由于運動訓練負荷過大，超過機體的承受能力，導致多器官功能紊亂，進一步將出現運動損傷。損傷涉及神經系統、肌肉肌腱、骨關節、軟組織、生殖系統、免疫系統、呼吸系統、消化系統等器官系統的損傷。運動損傷一旦發生，運動員的機能能力必將大幅下降甚至崩潰，即發生“爆胎現象”。

2.1.2 部分生化指標的變化與“爆胎”現象 超過極限的負荷必將伴隨著內分泌的變化。劉建華［5］等用安靜組和運動組(至力竭)的大白鼠研究過度的負荷刺激對大白鼠的影響發現:在實驗中，經過6周遞增負荷的游泳，運動組大鼠目光呆滯，神情疲憊，毛色晦暗，有脫毛現象;在后兩周增加負荷后，游泳至力竭的時間縮短，中途休息的時間、次數增加，運動能力下降。6周遞增負荷游泳后與安靜組相比，運動組血睪酮下降了74%，血睪酮/皮質酮下降了86.97%，血紅蛋白下降了20.14%，血尿素氮升高了107.19%，尿蛋白升高了202.69%，且差異極顯著(P＜0.01)(表1、表2)。

表1 6周遞增負荷游泳后各組大鼠血睪酮、皮質酮、睪酮/皮質酮值

表2 6周遞增負荷游泳后各組大鼠血尿素氮、尿蛋白和血紅蛋白值

通過對運動組大鼠一般狀況的觀察和訓練后血尿生化指標的測定，參照朱全、鄭陸、馮煒權等［6-8］提出的判斷過度負荷訓練的標準，認為運動組大鼠經過6周遞增負荷訓練已經超過其承受能力的極限，其運動能力發生“爆胎”現象。

2.1.3 心肌組織的變化與“爆胎”現象 心臟是機體血液循環的能量站，而心肌正是完成這一唯一樞紐的唯一動力，所以心肌組織活性的變化對研究過量負荷有極其重要的參考價值。劉鐵民［9］等對大白鼠采用一般性訓練和過度負荷訓練，第八周周末取出兩組大白鼠的左心室內兩條完整的腱索乳頭肌，發現過度負荷訓練組心肌線粒體MDA的含量SOD、GSH-px和PLA2的活性與普通訓練組比較均發生了顯著性變化，表現為丙二醛(MDA)生成增加，抗氧化酶活性降低，磷脂酶PLA2活性升高(表3)。表明過度訓練后大鼠心肌線粒體的結構和功能發生顯著變化，致使心肌組織突發性的損傷，從而發生“爆胎”現象。

表3 受試大鼠第八周末線粒體MDA含量、SOD、GSH－px和PLA2活性、運動能力變化一覽表(n=10)

2.2 爆胎訓練理論的提出

“爆胎現象”在訓練學中的存在具有普遍性、一般性特征。爆胎訓練理論是基于爆胎現象的直觀認識而提出的，即當負荷累積刺激達到個體機能能力承受的極限時，機體機能能力達到最大值，此時負荷刺激哪怕再增加一點也將導致機體機能能力大幅下降甚至崩潰。當然，在訓練學中，機體機能能力的增加要遠比輪胎充氣復雜得多，但借助這一生活中的普通現象可以更直觀形象地展現出負荷與機能能力之間的關系。當機體接受負荷刺激在到達“飽和”之前，機體受到的刺激都是以良性為主導的，即機能能力是隨負荷的增加不斷提高的，負荷對機體的刺激越是接近這個潛接受能力的極限，訓練的效果越好，就像超量恢復理論所描述的:運動負荷越大，消耗越劇烈，恢復過程就越長，超量恢復越明顯［1］(圖1)。當負荷刺激到達“飽和”時，即機體機能能力表現為最大值，機能能力的訓練所追求的理想狀態就是保持在這個“飽和”(圖2)。當負荷刺激超過這種“飽和”狀態時，負荷超出機體所能承受的極限，機能能力出現爆胎現象，機能能力減少的不是一點，而將導致機能能力大幅下降或崩潰(圖3)。(注:圖1～圖3，引自過家興《運動訓練學》，黑色區域表示訓練課)。

圖1 機能能力出現“超量恢復”現象

圖2 機能能力達到“飽和”現象

圖3 機能能力出現“爆胎”現象

2.3 爆胎訓練理論的理論基礎

2.3.1 系統理論 按照現在系統研究的開拓者貝塔朗菲(Von Bertalanffy)的定義，系統是“相互作用的多元素的復合體”［10］。這個定義規定系統的第一個特點是多元性。系統是多樣性的統一，差異性的統一，存在有差別的多個事物才能在一定條件下出現整合成為一個系統的要求。定義的第二個特點是相關性或相干性。系統中不存在與其他元素無關的孤立元素或組分，所有元素或組分都按照該系統特有的、足以與別的系統相區別的方式彼此關聯在一起，相互依存、相互作用、相互激勵、相互補充、相互制約。這兩個特點又決定了系統的另一個重要特點:整體性。系統是由它的所有組分構成的統一整體，具有整體的結構、整體的狀態、整體的行為與功能［11］。系統的核心思想是整體性觀念。貝塔朗菲強調，任何系統都是一個有機的整體，系統的整體功能是一個要素在孤立狀態下所沒有的新質，同時認為，系統中各要素不是孤立存在著，每個要素在系統中都處于一定的位置上并起著特定的作用，要素間相互關聯，構成一個不可分割的整體，要素是整體中的要素，如果將要素從系統中隔離出來，它將失去要素的作用［10］。

運動員機能能力的發展變化是一個復雜的多維系統，其形式結構特征表現為整體的、相互關聯的統一體。因此，在解釋運動員機能能力時要充分考慮到其系統性特征，即機能能力發展變化的整體性，其內部動態關系的相互關聯性，以及與外界環境的互動關系。

2.3.2 混沌理論 混沌理論(Chaos Theory)是對確定性系統中出現的內在“隨機過程”形成的途徑、機制的研討。它是一種兼具質性思考與量化分析的方法，用以探討動態系統中無法用單一的數據關系，而必須用整體、連續的數據關系才能加以解釋及預測的行為［12］。混沌現象發生于易變化的物體或系統，該物體在行動之初極為單純，但經過一定規則的連續變動后，卻產生始料不及的后果，也就是混沌狀態。混沌系統的最大特點就在于系統的演化對初始條件十分敏感，因此，從長期意義來看，系統的未來行為是不可預測的。

由于機能能力的對象是人，人是隨時變動起伏的個體。而負荷刺激的過程基本上依循一定的規律和準則，并歷經長期的互動，所以，相當符合混沌理論的架構。也因此，依據混沌理論，人體機能能力系統容易產生無法預測的后果。結果可能是機能能力的增長，可能是保持，也可能是下降。因此，在分析時更要注重各個可能的方面，以增加訓練效果分析的科學性，并運用其擴大訓練效果。

2.3.3 突變理論 勒內·托姆(Renethom)將系統內部狀態的整體性“突躍”稱為突變，其特點是過程連續而結果不連續。突變理論研究的是從一種穩定組態躍遷到另一種穩定組態的現象和規律。如果系統受到外界變化力量作用，系統起初將試圖通過反作用來吸收外界壓力。如果可能的話，系統隨之將恢復原先的理想狀態。如果變化力量過于強大，而不可能被完全吸收的話，突變(Catastrophic Change)就會發生，系統隨之進入另一種新的穩定狀態，或另一種狀態范圍。在這一過程中，系統不可能通過連續性的方式回到原來的穩定狀態。Thom的突變理論意味著，系統變化是通過連續性的和非連續性的兩種變化模式來實現的［14］。

人體機能能力的一大特點也是過程連續而結果不連續，因此，當機能能力超過某個臨界點時也符合突變理論。機體在承受外界負荷刺激時，一定范圍內可以保持一種理想的穩定狀態，系統起初將試圖通過反作用來吸收外界壓力，當負荷刺激過于強大，而不可能被完全吸收的話，突變也會發生，即進入另一種狀態。

3 超量恢復理論與爆胎訓練理論的組合

3.1 超量恢復理論與爆胎訓練理論組合的構建與科學表述

超量恢復理論和爆胎訓練理論從不同視角分析了負荷刺激對機體的作用過程。兩種理論在揭示這一關系時各有長短，如果將其合二為一，形成組合理論，機體機能能力與負荷刺激關系論述中存在的瓶頸就會消失。由于超量恢復理論和爆胎訓練理論構建與刻畫了運動員機能能力的內部形態特征和變化規律，兩種理論可以互為補充和說明，這彌補了超量恢復理論沒有給出人體機能能力極限的不足，同時，組合理論不僅強調了機能能力在負荷刺激下的提高，又重視了機能能力的保持和不良負荷刺激下的下降。所以，將超量恢復理論與爆胎理論進行組合來分析運動員機體機能能力的發展變化更為科學，它給出了負荷刺激對人體機能能力作用的所有可能，而不僅僅是一味的提高，使我們更加清楚地認識機能能力結構之間的動態關系與效能。

超量恢復理論和爆胎訓練理論適用于不同的運動員或同一運動員的不同階段。所以，兩個理論是相輔相成、互為補充的，共同反映和表述了運動員機能能力的變化過程。

3.2 超量恢復理論與爆胎訓練理論組合的理論價值和實踐意義

組合理論的提出將大大彌補超量恢復理論的不足，首先，它在人體機能能力的極限方面，解決了超量恢復理論機能能力接受負荷無限上漲的最大缺陷;其次，組合理論圖線模型中機能能力保持時所對應的最大機能能力是因人而異、因項而異的，它給出了人體各種能力發展的速度和空間的差別;再次，它給出了機體接受負荷時的各種可能的表現:上升、保持、下降，解決了超量恢復理論接受負荷即上漲的缺陷。

長期以來，當一個運動員的運動成績出現停滯時，在超量恢復理論的指導下，教練員的首選措施是增加訓練的負荷，試圖通過負荷的增加得到更多的超量恢復，而其次考慮的是其他因素。我國許多教練員甚至認為高水平的運動員訓練的主要特征應集中體現在“大運動量”和“高強度”上，將訓練質量簡單的與高負荷掛鉤。通過組合理論我們可知，最大的訓練負荷并不一定獲得最好的超量恢復效應，最佳的訓練效果肯定位于運動員可承受的范圍之內。因此，運用兩種理論的組合，在運動訓練過程中，根據運動員在特定階段、特定時期機能能力的不同特征，可以有選擇地確定訓練的主攻方向，更好地發揮理論的指導作用。同時，可以正確處理負荷刺激對機體影響的辯證關系，以求高效益地改善和發展運動員總體的機能能力。

3.3 應用超量恢復理論與爆胎訓練理論應注意的問題

組合理論只是適用于運動員一定的訓練階段和生理范圍，并不適用于所有的訓練過程，不能用組合理論去解釋所有的機能能力變化的現象。

爆胎訓練理論畢竟只是一次探討性的研究，給大家以啟示，并不能全面的解釋過量負荷刺激對機能能力的影響。人體系統是非線性的開放系統，運動訓練與疲勞積累以及機能增長的關系不可能如此簡明，只是從綜合能力的角度描述了機能能力的變化。

4 結語

超量恢復理論作為訓練學中的經典理論，應以科學和發展的態度看待它，使其既能保持基本框架的穩定，又能在具體問題上因時而變，在更多的維度和更大的范圍內解釋更多的經驗事實，從而更好地指導訓練實踐。爆胎訓練理論彌補了超量恢復理論的諸多不足，解決了超量恢復理論解決不了的問題，將超量恢復理論與爆胎訓練理論相結合來解釋機能能力的變化將更加科學和嚴謹。

任何一種理論的提出必定要經過一個充滿爭議和質疑的過程，在此也期待在不斷的爭議與修正的過程中，更深刻地理解機體機能能力的動態發展，這也是筆者撰寫此文的目的之一。

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