速度訓(xùn)練的生物化學(xué)分析

譚冬平, 張枝尚, 楊貴明, 林文弢

(1.廣東體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510663; 2.廣東醫(yī)科大學(xué),廣東 東莞 523808; 3.中山大學(xué) 南方學(xué)院,廣東 廣州 510900; 4.廣州體育學(xué)院,廣東 廣州 510500)

速度素質(zhì)是指人體快速運(yùn)動(dòng)的能力。從生化角度分析,運(yùn)動(dòng)員的速度素質(zhì)主要取決于體內(nèi)能源物質(zhì)——三磷酸腺苷(ATP)和磷酸肌酸(CP)的含量及其分解的化學(xué)反應(yīng)速度等。速度是運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽中許多項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員取勝的主要身體素質(zhì)。例如:在短跑、跳躍及短距離游泳、自行車、滑冰等項(xiàng)目中,速度素質(zhì)是運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的主導(dǎo)素質(zhì);在拳擊、擊劍、球類等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中,速度起重要作用;在其他項(xiàng)目中,可以將速度訓(xùn)練作為提高訓(xùn)練強(qiáng)度的手段[1]。因此,速度素質(zhì)幾乎與所有運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有關(guān)。

1 速度素質(zhì)的生化基礎(chǔ)分析

速度素質(zhì)的生化基礎(chǔ)是運(yùn)動(dòng)員的無(wú)氧代謝能力,磷酸原和糖是速度素質(zhì)的主要能源物質(zhì)。在磷酸原(ATP—CP)供能系統(tǒng)中,ATP是肌肉活動(dòng)的直接能源,但人體骨骼肌內(nèi)ATP含量少,只能維持1 s左右的運(yùn)動(dòng)。這時(shí)體內(nèi) CP迅速分解釋放能量合成ATP,以維持ATP的相對(duì)恒定。研究證明,CP是速度素質(zhì)的主要能源物質(zhì),而肌肉中CP含量較少,僅能維持5～7 s的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)激烈運(yùn)動(dòng)超過(guò)數(shù)秒,肌漿內(nèi)ADP和AMP濃度上升到一定水平即可激活無(wú)氧酵解系統(tǒng),開(kāi)始動(dòng)用肌糖原進(jìn)行無(wú)氧酵解產(chǎn)生乳酸供能,30～60 s后就要依靠有氧氧化供能。而在最大快速跑時(shí),能量消耗極快,持續(xù)時(shí)間短,因而總能耗不多,磷酸原代謝和糖酵解是其主要供能方式。

2 速度素質(zhì)的訓(xùn)練生化分析

在速度訓(xùn)練中,乳酸生成量較少,主要靠無(wú)氧代謝供能。因此,速度訓(xùn)練時(shí)間短、強(qiáng)度大,常用方法是最大速度間歇訓(xùn)練和重復(fù)訓(xùn)練法。

2.1 最大速度間歇訓(xùn)練

進(jìn)行無(wú)氧—低乳酸間歇訓(xùn)練,間歇時(shí)間需適當(dāng),間歇時(shí)間太短或太長(zhǎng)都不利于磷酸原供能能力的提高。采用最大速度間歇訓(xùn)練時(shí),要求保持最大速度運(yùn)動(dòng),同時(shí)產(chǎn)生最少的乳酸。最大強(qiáng)度練習(xí)時(shí)間應(yīng)掌握在5～10 s,間歇30～90 s效果最佳。如Margaria運(yùn)用10 s全力跑(間歇30 s),陳萬(wàn)通用全力蹬踏功率自行車10 s(間歇30 s),都收到了非常好的訓(xùn)練效果,并且產(chǎn)生的乳酸非常少[2]。5～10 s最大速度間歇訓(xùn)練時(shí),磷酸原系統(tǒng)是其主要供能系統(tǒng),恢復(fù)期間歇僅有少量乳酸產(chǎn)生,因而能保證快速運(yùn)動(dòng)的需求。每次練習(xí)間歇時(shí)間至少30 s,能在休息過(guò)程中保證ATP、CP有一定的恢復(fù)。另外,不同項(xiàng)目采用無(wú)氧—低乳酸間歇訓(xùn)練法訓(xùn)練時(shí),間歇時(shí)間需根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)定。如在足球短沖訓(xùn)練中,保持10次6 s最大功率輸出,采用30 s間歇休息,第10次時(shí),做功能力下降13.2%;而用60 s間歇休息,第10次時(shí),做功能力下降3%。因此,同樣是發(fā)展速度素質(zhì),跑步與足球短沖訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)與間歇時(shí)間不一樣。需根據(jù)不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)能力,選擇運(yùn)動(dòng)與間歇時(shí)間。此外,林文弢對(duì)廣東省羽毛球隊(duì)6名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行 10組60 m跑、每次間隔30 s的訓(xùn)練,發(fā)現(xiàn)血乳酸峰值與安靜值相差較低的運(yùn)動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)成績(jī)較好[3]。訓(xùn)練中乳酸產(chǎn)生的量與運(yùn)動(dòng)成績(jī)密切相關(guān)。

2.2 最大速度重復(fù)訓(xùn)練

進(jìn)行最大速度重復(fù)訓(xùn)練時(shí),要求強(qiáng)度達(dá)到最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間在10 s以內(nèi),間歇時(shí)間不少于30 s。一方面能在休息過(guò)程中恢復(fù)一定量的ATP、CP,以維持下一次運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)速度;另一方面,ATP、CP恢復(fù)一半的時(shí)間為20～30 s,而ATP、CP超代償時(shí)間需要3 min,組間間歇不能少于3 min,這樣可以保證下一組訓(xùn)練時(shí)運(yùn)動(dòng)員有足夠的能量完成要求的強(qiáng)度。如短跑訓(xùn)練中20～60 min的行進(jìn)間跑、30～60 min成組跑;籃球訓(xùn)練中10 s內(nèi)的30 m跑、運(yùn)球跑、曲線變向跑、10 m沖刺跑;網(wǎng)球訓(xùn)練中10 s內(nèi)的30 m碰線折返跑、快速移動(dòng)揮拍、高抬腿原地收腹跳、原地快速擊打多球;排球訓(xùn)練中10 s內(nèi)起跳扣半快球等訓(xùn)練方法,都能發(fā)展運(yùn)動(dòng)員的磷酸原供能能力。此外,研究發(fā)現(xiàn),乒乓球訓(xùn)練中,80球、間歇50 s、共20次的多球訓(xùn)練,對(duì)高水平女子乒乓球運(yùn)動(dòng)員較適宜,既能達(dá)到大強(qiáng)度、大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練的要求,又能保持較高的擊球成功率,是發(fā)展專項(xiàng)素質(zhì)較適宜的訓(xùn)練方法,有利于提高乒乓球運(yùn)動(dòng)員的磷酸原供能能力[3]。

3 速度素質(zhì)訓(xùn)練效果的生化分析

快速運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)體能量來(lái)源主要是ATP和CP,因此,速度素質(zhì)訓(xùn)練效果可通過(guò)定量負(fù)荷下磷酸原的供能能力進(jìn)行評(píng)定。10 s內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)和磷酸原能商(AQ)評(píng)定法是磷酸原供能能力的主要評(píng)定方法。

3.1 10 s內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)評(píng)定法

以最大強(qiáng)度快速運(yùn)動(dòng)時(shí),磷酸原供能時(shí)間在10 s內(nèi)。在此過(guò)程中,糖酵解供能比例的大小取決于磷酸原供能能力,而糖酵解代謝產(chǎn)物血乳酸是其供能比例大小的標(biāo)志物。因此,測(cè)定10 s內(nèi)最大負(fù)荷前后血乳酸變化,可間接反映磷酸原系統(tǒng)供能能力。

磷酸原供能系統(tǒng)具有快速和最大功率輸出的特點(diǎn),是進(jìn)行10 s內(nèi)最大功率輸出運(yùn)動(dòng)的基本能量來(lái)源。運(yùn)動(dòng)員在10 s內(nèi)進(jìn)行最大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí),完成的最大跑速快,且運(yùn)動(dòng)前后乳酸差值少,說(shuō)明其磷酸原供能系統(tǒng)供能能力強(qiáng)。

另外,10 s內(nèi)最大負(fù)荷快速運(yùn)動(dòng)還可用于監(jiān)控磷酸原供能系統(tǒng)能力訓(xùn)練。如羽毛球多球訓(xùn)練,從訓(xùn)練內(nèi)容分析,其可訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員的技術(shù),而從多球訓(xùn)練的組合、時(shí)間和球數(shù)來(lái)看,則可訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員的各供能系統(tǒng)供能能力。可監(jiān)測(cè)訓(xùn)練后血乳酸值,了解訓(xùn)練對(duì)發(fā)展運(yùn)動(dòng)員磷酸原供能系統(tǒng)能力的情況。林文弢報(bào)道,運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行10球、20組羽毛球訓(xùn)練與60 m跑后的血乳酸值接近。用血乳酸評(píng)定磷酸原供能能力時(shí),運(yùn)動(dòng)后的血乳酸量越少越好,血乳酸增加值越低,磷酸原能商值越大,說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員的磷酸原供能能力越強(qiáng)[3]。

3.2 磷酸原能商(AQ)評(píng)定法

乳酸是糖無(wú)氧酵解的產(chǎn)物,在短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或比賽時(shí),如果運(yùn)動(dòng)員乳酸的生成速率或量增大,說(shuō)明此時(shí)糖無(wú)氧酵解代謝占優(yōu)勢(shì);若相反,則說(shuō)明以磷酸原代謝為主。因此,缺氧狀態(tài)下運(yùn)動(dòng),乳酸生成量可作為區(qū)別磷酸原供能系統(tǒng)和糖酵解供能系統(tǒng)供能能力的主要指標(biāo)。

AQ測(cè)定可反映機(jī)體在極量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)磷酸原與糖酵解供能的比例。在15 s的極量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,若完成總功多,運(yùn)動(dòng)過(guò)程乳酸生成少,運(yùn)動(dòng)后最高血乳酸濃度低,磷酸原能商值大,表示運(yùn)動(dòng)員的磷酸原供能能力強(qiáng)。因此,AQ測(cè)試適合于評(píng)價(jià)短跑、短跨、跳躍、投擲和25 m游泳等速度項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力,以及速度素質(zhì)訓(xùn)練的效果。如許玲對(duì)短跨運(yùn)動(dòng)員夏訓(xùn)期前后AQ進(jìn)行2次測(cè)試發(fā)現(xiàn),在15 s極大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中,機(jī)體主要以磷酸原供能系統(tǒng)為主,糖酵解供能系統(tǒng)為輔,機(jī)體產(chǎn)生乳酸較少,血乳酸濃度較低[3]。

4 小結(jié)

速度素質(zhì)主要取決于運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的磷酸肌酸含量和無(wú)氧代謝供能能力。發(fā)展速度素質(zhì)主要采用最大速度間歇或重復(fù)訓(xùn)練法,評(píng)定速度素質(zhì)訓(xùn)練的效果主要采用10 s內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)評(píng)定法和磷酸原能商(AQ)評(píng)定法。

[1] 圖多·博姆帕.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論與方法[M].北京:人民體育出版社,1990

[2] 陳萬(wàn)通,田詩(shī)彬.游泳運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練中肌氧含量及相關(guān)指標(biāo)的變化特征[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào),2015,41 (5):42-46

[3] 林文弢.運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2009