□馬曉瑜(中國海洋大學基礎教學中心體育系山東青島266100)
血乳酸在運動訓練中的應用分析
□馬曉瑜(中國海洋大學基礎教學中心體育系山東青島266100)
本文從運動時血乳酸的生成機制、血乳酸與運動強度的關系、運動后血乳酸的清除這三個角度出發,通過測定分析5名青島市運動學校不同性別、不同運動項目運動員血乳酸安靜狀態、運動后規定時段內濃度變化,通過數據分析依賴于不同供能系統的運動項目與血乳酸的關系,找出可能導致血乳酸濃度出現這種變化的原因,從運動生物化學角度分析血乳酸在運動訓練中的重要應用。并據相關數據分析為參照,為體校教練員指導運動訓練提供有力依據。
血乳酸運動訓練數據分析
1.1、人體安靜時的血乳酸水平
一般人在空腹、休息時血乳酸濃度為1-2 m m o l/l;且運動員在安靜時血乳酸水平和正常人并無差異。但是,有些運動員由于賽前緊張兒茶酚胺類物質分泌增多,使糖無氧代謝加強,在比賽或賽前安靜時血乳酸可比平時訓練高2-3倍。
1.2、運動時乳酸的生成
骨骼肌是運動時乳酸堆積的主要部位,是人體主要的運動器官。劇烈運動時,體內供氧不足,糖經一系列反應生成乳酸。運動強度、持續時間、各器官的代謝機能與運動后血乳酸水平有很大關系。根據能量代謝的特點,1-3 m i n的高強度運動可使血乳酸達到最高水平。
運動時血乳酸濃度的變化與運動強度關系密切。在超過數秒的極限運動中,因為A T P、C P的消耗,使細胞中的A D P、A M P、磷酸及肌酸的含量增多,導致激活分解糖原,糖酵解速度大大加快,最大速度約出現在運動3 0-6 0秒之間。肌乳酸的迅速增多,最高可達3 2 m m o l/l,直到運動結束。
長時間次最大強度運動時,運動肌的能量主要由糖、脂肪的有氧代謝提供。在運動開始時,肌肉中僅有少量血液供應,從而局部性缺血引起暫時供氧不足,導致乳酸生成量增加。大約在運動5-1 0分鐘時,氧耗速率處于穩定狀態后,糖酵解供能相應減少,乳酸生成速率下降。
在中、低強度運動時,肌肉并不缺氧,所有的肌纖維都進行有氧代謝,由糖原形成的丙酮鹽在肌纖維線粒體內被完全氧化成為二氧化碳和水。終產物終乳酸含量同樣也很少,因為來自脂肪氧化的能量產物都進入了三羧基循環。
大強度負荷后一個明顯的生化指標特征是血乳酸增多。研究證明,乳酸大量堆積易引起運動疲勞,遲發性肌肉酸痛與血乳酸濃度有很大的關系。因此為保持運動能力以及提高日后運動效果,在大強度負荷后迅速的清除乳酸、減緩乳酸量堆積非常重要。
3.1、在骨骼肌內氧化成二氧化碳和水
骨骼肌細胞的線粒體中廣泛存在著乳酸脫氫酶,乳酸在其催化作用下能夠迅速將氧化成二氧化碳和水。因此提高線粒體數量對乳酸清除的速率有積極的意義。研究證明,耐力訓練能夠提高型慢肌纖維線粒體的含量,提高其含量有助于迅速清除乳酸。
3.2、在心肌內氧化成丙酮酸和水
部分未被肌細胞氧化的乳酸穿出肌細胞膜彌散進入到毛細血管中,再通過血液運送至心臟。由于心肌細胞中含有豐富的l d h 1,很快將乳酸氧化為丙酮酸和水,可以降低血乳酸的濃度。
3.3、在肝臟和骨骼肌內重新合成葡萄糖和糖原
由于糖異生作用,部分乳酸在肝臟和骨骼肌內重新合成葡萄糖和糖原,這對于維持血糖濃度、神經系統的供能、紅細胞的能量代謝、氧的運輸以及運動肌的糖供應都有積極意義。
3.4、血液中的緩沖降低血乳酸的濃度
血液中存在大量的緩沖對,肌肉運動時的代謝產物—乳酸肌肉血液后。在血漿與碳酸鹽類結合形成碳酸緩沖血液的酸度,維持血液P H值的穩定,對運動能力的保持具有重要作用。
3.5、隨汗、尿排除體外
少量乳酸在運動過程中直接隨汗、尿排除體外(約占乳酸消除總量的5%左右)。
4.1、評定有氧耐力
評定運動員所具有的有氧能力可通過多級負荷實驗和兩點法做出血乳酸—速度曲線來進行,血乳酸達到4 m m o l/l時所對應的速度越高,則說明其有氧能力越強。另外,通過同等條件的第二次測試,在記錄成績的同時檢測血乳酸的變化。如果所對應的速度越高了,說明該運動員的有氧能力通過了。如果4 m m o l/l時所對應的速度下降了,說明該運動員有氧能力下降了。
4.2、評定無氧能力
(1)A T P-C P系統能力的評定。
A T P-C P系統能力的評定體現在做功大小與乳酸值大小的關系上。做功大而乳酸值低者,則說明A T P-C P系統儲備高,做功小乳酸值高,則說明A T P-C P系統儲備低。
(2)糖無氧代謝能力的評定。
糖無氧代謝能力的評定主要是測定最大血乳酸值。高水平運動員血乳酸值越高說明運動員機體耐受乳酸能力越高,肌肉適于參與劇烈運動,即無氧能力較好;反之,即無氧能力較差。
(3)預測成績。
運動員通過一段時間系統訓練,血乳酸—速度曲線會發生右移。想要知道該運動員此時所能創造的最好成績,只需將該曲線延伸至本人以往的最大血乳酸處,其所對應的速度即為該運動員具有的最大速度能力。
根據體校當日所測數據,進行整理,制表如下所示:

表1

表2
5.1、不同性別、不同項目運動員安靜時血乳酸水平
安靜數據分析。如表測數據分析可知,A和C運動前扎針測得第一個血乳酸濃度均高于一般人安靜狀態下2 m m o l/L,導致這種情況的原因可能是這兩名運動員心理素質稍差一些,測試之前有點緊張;A和C安靜時第二個數據均在2 m m o l/L左右,說明扎針之后,慢慢開始放松下來,血乳酸濃度降低。同時可以看出E的心理素質比較好,安靜狀態下的兩個血乳酸濃度都在2 m m o l/L以下。B和D的數據安靜數據只測得一個,但也均在正常范圍內。
5.2、血乳酸代謝與不同項目肌肉能量代謝
(1)A和D兩男生比較。
①不同運動項目,由于供能方式不同,運動后機體產生的血乳酸量也不同。以A和D這兩個男生相比,A的專項是1 1 0米欄,運動負荷強度高、時間短(1 0 s左右),主要依靠A T P-C P供能(磷酸原供能系統),運動后產生的血乳酸量少,A所測的最高血乳酸濃度為1 4.2 1 m m o l/L,出現在運動后1分鐘左右;D的專項為4 0 0米欄,負荷強度高、時間為2 0-6 0 s(高峰期維持約4 5 s)的運動,主要依靠糖酵解供能,運動后產生的血乳酸量最高,D所測的最高血乳酸濃度為1 8.7 5 m m o l/L,出現在運動后2-3分鐘左右。
②高水平運動員血乳酸值越高,機體耐受乳酸能力就越強,無氧能力越優秀,由項目特征可知,A(1 1 0米欄)的A T P-C P供能能力較好,血乳酸濃度不高;而D(4 0 0米欄)專項主要依靠糖酵解供能,相比于A血乳酸值高,機體耐受乳酸能力強,無氧能力好。從這點可以看出,A比較適合1 1 0欄項目,D比較適合4 0 0米欄項目。
③從乳酸消除能力的角度分析,A和D的比較中可以看出,D的消除速度更快(趨勢),說明D的耐乳酸能力更強,運動后產生的多,消除的快,D相比于A更適合4 0 0米欄項目;相反A的耐乳酸能力要差一些,乳酸消除速率低,消除乳酸的能力差一些,即有氧能力不好,因此在接下來的訓練中,教練要有針對性的加強A的有氧能力練習。
(2)B、C和E三個女生比較。
①三個人同屬于一個項目,供能方式相同,運動后機體產生血乳酸量具有很大的可比性。她們都是4 0 0米欄專項,主要以糖酵解供能系統供能,乳酸是該系統供能的終產物,又是有氧代謝系統的重要氧化物質,運動時乳酸主要在骨骼肌中生成,可在肝內經糖異生途徑轉變為葡萄糖,在供能體系中占有重要地位,可直接用運動后的血乳酸的濃度來評定無氧代謝的能力。4 0 0米欄專項測試完之后,血乳酸低于1 0 m m o l/L表明無氧代謝能力差,從測定的數據中可以看出她們三個人的血乳酸濃度均在1 2 m m o l/L以上,B的甚至達到1 6.7 6 m m o l/L,這說明她們三個人的無氧代謝能力都還不錯,尤其是B的無氧代謝能力最好,動員的快。
②同時從后面的數據可以看出,基本在3-4分鐘的時候她們的血乳酸濃度達到最高值,而且在此之后她們的血乳酸溶度開始下降,C和E的濃度下降趨勢較大,B的數據過少,但是也是呈下降趨勢。
③在運動后8分鐘左右,B、E的血乳酸濃度還在1 4-1 5 m m o l/L左右,濃度還挺高,說明她倆的乳酸消除能力不夠好,即有氧能力差一些,因此她倆需要在后來的訓練中加強有氧能力練習。而推測C的有氧能力應該和B的不相上下,只是C運動后缺少第一個數據,但是不難推斷,而且C的血乳酸濃度在4-5分鐘時達到2 0 m m o l/L以上,但是在運動后8分鐘左右很快降到1 3 m m o l/L左右,幅度還是挺大的,說明她的乳酸消除能力不錯。排除年齡的影響,血乳酸濃度會隨年齡增加而上漲的,B、C均是2 0 0 0年出生,年齡相仿,她倆的運動后即刻的血乳酸濃度就高于E(2 0 0 3年)的。如果說是運動成績的話,C的成績應該要比B的好一些,這個還有待于考證。
安靜狀態下,不同項目運動員的血乳酸濃度均在2 m m o l/L以下。運動中,A T P-C P供能時,運動員的血乳酸濃度較低;糖無氧酵解供能時,血乳酸濃度高;有氧代謝供能時,血乳酸濃度較低。日常訓練中,可通過檢測不同項目運動員訓練后的血乳酸值,客觀了解運動中的能量代謝特點,進而科學指導運動訓練。
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