短跑運(yùn)動(dòng)的生理特點(diǎn)以及體能提高之對(duì)策性研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1009-9328（2012）12-000-02

摘 要 短跑通常包括100m，200m和400m距離的跑，是田徑比賽的所有項(xiàng)目當(dāng)中是距離最短、速度最快的，屬于極限速度運(yùn)動(dòng)。短跑運(yùn)動(dòng)員的供能主要依靠無(wú)氧代謝，因此要求磷酸原供能系統(tǒng)和無(wú)氧糖酵解系統(tǒng)都要有較高水平。本文從運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的角度分析短跑的生理特點(diǎn)，并提出提高體能的可行性建議，為短跑訓(xùn)練提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞 高強(qiáng)度 無(wú)氧代謝 次極限耐力 體能提高

短跑運(yùn)動(dòng)是體育運(yùn)動(dòng)中最基本的一個(gè)項(xiàng)目，它是一切體育運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。任何體育項(xiàng)目的基本素質(zhì)訓(xùn)練都離不開(kāi)短跑訓(xùn)練，短跑成績(jī)的高低直接關(guān)系著一個(gè)國(guó)家的體育運(yùn)動(dòng)水平高低。而短跑成績(jī)的好壞主要由運(yùn)動(dòng)員的體能水平?jīng)Q定，并且通過(guò)速度、力量和耐力這些指數(shù)表現(xiàn)出來(lái)。因此，對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)的生理特點(diǎn)以及恢復(fù)和提高運(yùn)動(dòng)員體能的探討研究工作被擺在了田徑界工作的重要位置，意義深遠(yuǎn)。

一、短跑運(yùn)動(dòng)的生理特點(diǎn)

短跑是一種周期性的速度、速度力量與技術(shù)相結(jié)合的體能類(lèi)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。它要求運(yùn)動(dòng)員在比賽的時(shí)候盡自己最大能力、用最短的時(shí)間來(lái)跑完全程。短跑在田徑比賽的所有項(xiàng)目當(dāng)中是距離最短、速度最快的，是屬于極限速度運(yùn)動(dòng)。并且由于短跑運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的供氧時(shí)間耗時(shí)較長(zhǎng)，因此短跑運(yùn)動(dòng)員主要以無(wú)氧代謝的方式供能。具體講，短跑的生理特點(diǎn)包含以下幾個(gè)方面：

（一）短跑的高強(qiáng)度

從生理特點(diǎn)上看，短跑是周期性運(yùn)動(dòng)中強(qiáng)度最大的活動(dòng)。短跑運(yùn)動(dòng)的高強(qiáng)度體現(xiàn)在延長(zhǎng)最高速度時(shí)間保持的距離，步頻與步幅高度協(xié)調(diào)，以及對(duì)耐力和爆發(fā)力的要求較高。目前世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在全程跑中最高即時(shí)速度最大值達(dá)到12米/秒以上，加速過(guò)程達(dá)到極限速度后，運(yùn)動(dòng)員需要加速段向后延伸，使減速段縮小到最小。世界級(jí)100米運(yùn)動(dòng)員在比賽中表現(xiàn)出最高速度時(shí)保持的距離的延長(zhǎng)是取勝的關(guān)鍵，也是目前提高100米成績(jī)的突破口。而100米跑的速度則取決于步長(zhǎng)與步頻。步長(zhǎng)在一定程度上取決于運(yùn)動(dòng)員的身高和腿長(zhǎng)，也與肌肉的柔韌性以及主動(dòng)肌與對(duì)抗肌的協(xié)調(diào)放松用力有關(guān)，在一定程度上是可以通過(guò)訓(xùn)練提高的。步頻主要取決于肌纖維的類(lèi)型和神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的靈活性，神經(jīng)興奮與抑制過(guò)程的靈活性越高轉(zhuǎn)換能力越強(qiáng)，人體的兩腿交換頻率就越快。只有高步頻和大步幅相結(jié)合，才能體現(xiàn)出高水平的速度。

（二）無(wú)氧代謝的方式供能為主

無(wú)氧代謝能力是運(yùn)動(dòng)員速度和速度耐力的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。短跑主要包括100m，200m和400m三個(gè)項(xiàng)目，由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，速度快，且內(nèi)臟器官機(jī)能存在惰性，每分吸氧量不能滿(mǎn)足每分需氧量。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)員是靠無(wú)氧代謝的方式來(lái)供能，即在氧不足的情況下，由ATP-CP分解供能（非乳酸能）和糖無(wú)氧酵解供能（乳酸能）。但是短跑項(xiàng)目中的100m，200m和400m代謝供能方式各不相同，其中100m屬于磷酸原代謝類(lèi)型；200m是磷酸原代謝-糖酵解代謝類(lèi)型；400m屬于糖酵解類(lèi)型。具體講，在100m短跑中，主要是CP（磷酸肌酸）的分解供能占81%，少量是糖酵解（16%）；而在400m跑中，主要是糖酵解供能，占供能的84%；200m也是糖酵解起主要作用。在此，我們主要討論磷酸原代謝和糖酵解這兩種代謝類(lèi)型。

100m專(zhuān)項(xiàng)的能量代謝特征。100米項(xiàng)目屬于以磷酸原供能為主的極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。但是磷酸原系統(tǒng)從儲(chǔ)量上不能完全滿(mǎn)足百米運(yùn)動(dòng)的需要，糖酵解和有氧氧化就必然參與供能。Hirvonen研究指出，在進(jìn)行100米跑或10秒左右的運(yùn)動(dòng)時(shí)，大量消耗體內(nèi)ATP和CP，能量供應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)而由糖酵解來(lái)維持，這會(huì)使血乳酸增加，在100米跑后達(dá)到8-8.3毫摩爾/升。這時(shí)，由于越來(lái)越多的肌糖參與酵解供能，輸出功率減少，跑速隨之下降。由此可見(jiàn)，在100米跑訓(xùn)練中，我們需要同時(shí)兼顧磷酸原系統(tǒng)能力的訓(xùn)練和糖酵解系統(tǒng)的能力訓(xùn)練。

400m專(zhuān)項(xiàng)速度的能量代謝特征。400米屬于速度耐力項(xiàng)目，通過(guò)糖酵解供應(yīng)能量，運(yùn)動(dòng)員在比賽中負(fù)的氧債最大。因此，運(yùn)動(dòng)員的400米跑成績(jī)直接與其生成乳酸的最大能力和機(jī)體對(duì)它的耐受能力有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)氧耐力水平越高的運(yùn)動(dòng)員能夠耐受較高的乳酸水平，血液中堿儲(chǔ)備要比一般人多10%。在訓(xùn)練中，為了更好的提高400米運(yùn)動(dòng)成績(jī)，除加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員肌肉內(nèi)無(wú)氧酵解能力外，還要提高緩沖乳酸的能力。

（三）注重短跑運(yùn)動(dòng)中的次極限耐力

在短跑運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員往往會(huì)感到在起跑后步頻比步幅增長(zhǎng)得快：起跑時(shí)增長(zhǎng)最快，途中跑時(shí)，步頻就似乎有些下降，代之以步幅的加大。其實(shí)不然，經(jīng)過(guò)生理測(cè)定，發(fā)現(xiàn)途中跑的步頻非但沒(méi)有下降，反而增加了。這一階段發(fā)揮出的最大速度是由于最大的步頻和最大的步幅的高效完美的結(jié)合。然而，運(yùn)動(dòng)員必須注意的是，以最高速度到達(dá)終點(diǎn)是難度最大的，甚至是不可能的。因此，需要發(fā)展“次極限耐力”來(lái)彌補(bǔ)。何為次極限耐力？以100m為例，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員跑到70-90m之后，其速度有輕微下降，而使這段距離速度盡量減少的能力稱(chēng)為“次極限耐力”。由于短跑運(yùn)動(dòng)劇烈，肌肉活動(dòng)達(dá)到最大強(qiáng)度，整個(gè)機(jī)體處于緊張狀態(tài)之中，尤其是大腦皮質(zhì)興奮，抑制過(guò)程要迅速頻繁地轉(zhuǎn)換交替。這樣，就會(huì)使大腦皮質(zhì)細(xì)胞很快疲勞，工作能力下降，不能長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)高速運(yùn)動(dòng)，也就是達(dá)到所謂的耐力極限。因此，為了提高運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)，就必須忍受短跑中高強(qiáng)度活動(dòng)造成的體能消耗，以盡可能持續(xù)的最大速度到達(dá)終點(diǎn)。

二、提高體能的可行性對(duì)策

短跑是典型的體能類(lèi)速度型競(jìng)技項(xiàng)目，體能在短跑運(yùn)動(dòng)員的竟技能力構(gòu)成中居于主導(dǎo)和核心地位。所謂體能，是指人的身體能力、人體機(jī)能、身體素質(zhì)和身體適應(yīng)能力等。廣義上，運(yùn)動(dòng)員體能發(fā)展水平是由其身體形態(tài)、生理機(jī)能及運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的發(fā)展?fàn)顩r決定的；狹義上，運(yùn)動(dòng)員的體能水平主要通過(guò)運(yùn)動(dòng)素質(zhì)表現(xiàn)出來(lái)，國(guó)外近年來(lái)常把運(yùn)動(dòng)素質(zhì)稱(chēng)之為體能，通常包括力量、速度、耐力和柔韌等素質(zhì)。而在通常的研究中，體能較多的是指身體功能、生理機(jī)能和運(yùn)動(dòng)能力，有氧和無(wú)氧能力都屬于體能的范圍。因此，“如何提高短跑運(yùn)動(dòng)員的體能”，也就簡(jiǎn)化為對(duì)運(yùn)動(dòng)代謝能力和運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的研究。

（一）營(yíng)養(yǎng)攝入法

要想提高與人的身體功能和生理機(jī)能有關(guān)的體能指標(biāo)，最簡(jiǎn)單最直接的方法就是攝入營(yíng)養(yǎng)成分。

首先，短跑運(yùn)動(dòng)員要保持身體內(nèi)水分的平衡。由于短跑運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中流失大量的水分，存在不同程度的缺水狀態(tài)，體溫也會(huì)隨之升高，因此需要積極的補(bǔ)充水分，以保持身體的水分平衡。

其次，無(wú)機(jī)鹽是構(gòu)成人體組織細(xì)胞和維持人體正常生理功能不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。適當(dāng)?shù)厥秤煤瑹o(wú)機(jī)鹽的食品和飲品有助于調(diào)節(jié)人體體液平衡，維持人體持續(xù)運(yùn)動(dòng)的能力。

再次，維生素在運(yùn)動(dòng)員短跑過(guò)程中起著很重要的作用。維生素B1在能量代謝和糖代謝生成ATP過(guò)程中至關(guān)重要；維生素B2與人體的呼吸細(xì)胞有關(guān)，在提高速度耐力的訓(xùn)練中起重要作用。

最后，是對(duì)運(yùn)動(dòng)中供能物質(zhì)的補(bǔ)充。補(bǔ)充肌糖元，可以促使肝臟和肌肉糖元得到充足的貯儲(chǔ)備，以便于運(yùn)動(dòng)中的能量供應(yīng)；補(bǔ)充氨基酸--肌酸，可以提高骨骼肌內(nèi)肌酸含量，進(jìn)而加速CP的生成（CP是維持爆發(fā)力的能源）。

（二）體能訓(xùn)練法

眾所周知，短跑競(jìng)技是以提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，奪取比賽勝利為主要目的一種極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，而比賽的勝負(fù)主要取決于運(yùn)動(dòng)成績(jī)，運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高又主要取決于體能訓(xùn)練。當(dāng)然，也不能否定其它因素對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的影響力，所以我們認(rèn)為體能訓(xùn)練是提高短跑運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要手段，是針對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)、身體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)素質(zhì)所組織的，使運(yùn)動(dòng)員承受大負(fù)荷高強(qiáng)度訓(xùn)練的，以及保持良好的比賽心里狀態(tài)和預(yù)防傷病，延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)壽命的一系列過(guò)程。我們通常所指的體能是運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)素質(zhì)，因此體能訓(xùn)練通常是對(duì)力量、速度和耐力的訓(xùn)練。

1.力量素質(zhì)的訓(xùn)練

速度力量素質(zhì)取決于神經(jīng)肌肉興奮與抑制的快速轉(zhuǎn)換能力。在百米途中跑階段，支撐腿從著地至蹬地結(jié)束大約需要0.09-0.11s，而肌肉收縮產(chǎn)生的最大力量則需要0.5-0.6s。這就是說(shuō)，任何一名運(yùn)動(dòng)員在高速運(yùn)動(dòng)中都不可能發(fā)揮出最大肌肉力量。因此，100m跑運(yùn)動(dòng)員的力量訓(xùn)練只能在提高快速力量基礎(chǔ)上發(fā)展最大力量。發(fā)展最大力量有兩種能取得相同結(jié)果的途徑：一是依靠改善肌肉內(nèi)和協(xié)調(diào)肌間的協(xié)調(diào)能力；二是依靠肌肉體積的增大來(lái)增加力量。

跳深是短跑運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中提高力量不可缺少方法。跳深可以使短跑運(yùn)動(dòng)員增強(qiáng)對(duì)不同方向作用力的運(yùn)用與控制能力，能提高快速緩沖和蹬伸能力。跳深練習(xí)的基本原理是：肌肉在做離心收縮后緊接著進(jìn)行向心收縮，利用重力去儲(chǔ)備肌肉中的能量，使肌肉的自然彈性產(chǎn)生動(dòng)能，并釋放更大的收縮力，隨后這個(gè)能量立即又被運(yùn)用到相反的運(yùn)動(dòng)方向。目前，對(duì)跳深練習(xí)的變換形式主要有兩種：跳上和跳下練習(xí)。切記，做跳深練習(xí)時(shí)，對(duì)跳上或跳下的高度、角度、距離、次數(shù)等訓(xùn)練規(guī)格需要視運(yùn)動(dòng)員的不同身體和生理狀況而定。

2.速度素質(zhì)的訓(xùn)練

有些學(xué)者認(rèn)為增加肌肉力量就可以提高短跑運(yùn)動(dòng)員的絕對(duì)速度。但是，研究表明：當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的最大力量、速度力量和爆發(fā)力等增強(qiáng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)并沒(méi)有顯著的提高。也就是說(shuō)，發(fā)展速度素質(zhì)不單純是力量問(wèn)題。速度素質(zhì)在訓(xùn)練的方法、手段、內(nèi)容、強(qiáng)度等方面都有明確性。

在短跑訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的提高主要依靠步幅與步頻的高度協(xié)調(diào)，即在保持高步頻的條件下發(fā)展步長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)運(yùn)動(dòng)員與外國(guó)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的差別不是步頻，而是步長(zhǎng)。發(fā)展加速跑階段的步長(zhǎng)主要是通過(guò)在斜坡上做下坡加速跑；發(fā)展途中跑階段的步長(zhǎng)是通過(guò)設(shè)定單步長(zhǎng)度，利用斜坡使身體重心實(shí)現(xiàn)超前運(yùn)動(dòng)，從而使運(yùn)動(dòng)員以較大步長(zhǎng)、較高步頻來(lái)提高跑速。另外，高抬腿性質(zhì)的各種速度練習(xí)同樣是提高速度素質(zhì)的有效方法。

短跑中速度訓(xùn)練的關(guān)鍵在于提高最大速度。當(dāng)然，發(fā)展最大速度的各種訓(xùn)練方法與手段有一定的規(guī)律性特征：首先，可以利用斜坡助力，實(shí)現(xiàn)身體重心的“超前運(yùn)動(dòng)”，從而提高絕對(duì)速度；第二，運(yùn)用牽引裝置打破原有的步頻或步長(zhǎng)節(jié)奏，建立新的節(jié)奏以提高最大速度；第三，合理使用機(jī)械裝置使跑動(dòng)時(shí)的體重減輕，實(shí)現(xiàn)增大步頻的目的，并在保持最大速度的前提下將最大速度的時(shí)間延長(zhǎng)。

3.耐力素質(zhì)的訓(xùn)練

很多資料表明：中國(guó)運(yùn)動(dòng)員在短跑進(jìn)入80m后，速度明顯下降，而國(guó)外的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員速度也有所下降，但不明顯。由于短跑運(yùn)動(dòng)員不可能在比賽距離內(nèi)始終保持最大速度，因此， 如何在全程跑中盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保持最大速度，是該項(xiàng)目耐力素質(zhì)訓(xùn)練的核心。耐力訓(xùn)練的方法主要是長(zhǎng)距離和比賽距離的各種重復(fù)跑與間歇跑。

與速度素質(zhì)類(lèi)似，耐力素質(zhì)的訓(xùn)練也與速度有關(guān)，其關(guān)鍵在于提高速度耐力。短跑主要是高能磷酸化合物（ATP-CP）分解供能，發(fā)展速度耐力時(shí)間在10—60m，在手段上可以通過(guò)短于專(zhuān)項(xiàng)距離和超專(zhuān)項(xiàng)距離的反復(fù)跑，配合不完全休息或完全休息等方式。此外，在訓(xùn)練機(jī)制上還需要通過(guò)逐漸加大負(fù)荷量和重復(fù)跑的次數(shù)。

綜上所述，短跑運(yùn)動(dòng)有其獨(dú)特于其它田徑項(xiàng)目的生理特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度高，以無(wú)氧代謝為主要供能方式，且要求一定的次極限耐力。這些特點(diǎn)對(duì)短跑訓(xùn)練中體能的恢復(fù)和提高提出了要求。短跑訓(xùn)練需要綜合提高運(yùn)動(dòng)員的力量、速度和耐力，只有三者的協(xié)調(diào)表現(xiàn)，才能有效提高短跑運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技水平。

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