田徑訓練短跑運動員生理機能評定及負荷診斷研究

田徑運動員的生理機能狀態直接決定著訓練的負荷量和運動員在賽場上發揮水平。為了進行更為科學有效的訓練，充分發掘田徑短跑運動員的運動潛能，應正確認識運動員機能評定的標準與負荷診斷過程中各項生理生化指標的測定方法。本文研究了田徑短跑運動員體內各項生理生化指標[心率（HR）、血壓（BP）、免疫球蛋白（Ig）、血睪酮（T）、皮質醇（C）、血紅蛋白（Hb）、肌酸激酶（CK）、血乳酸（BL）、血尿素（BU）等]的變化規律及其與不同訓練負荷強度之間的關系，以期為運動員日常及賽前訓練任務的安排提供科學依據。

在田徑運動中，運動員體內各項生理生化指標的變化，是其在不同訓練負荷強度下的應激反應。客觀正確掌握運動員的心率（HR）、血壓（BP）、免疫球蛋白（Ig）、血睪酮（T）、皮質醇（C）、血紅蛋白（Hb）、肌酸激酶（CK）、血乳酸（BL）、血尿素氮（BUN）等生理生化指標所代表的含義及其發生變化的特點和規律，是了解和評定運動員機能狀態的重要前提。一般，運動員機能狀態越好，越有利于發掘自身潛能，創造良好的成績。因此，通過測定和分析田徑運動員的各項生理生化指標，可準確地判斷運動員的生理機能狀態，從而安排更為科學有效的訓練負荷。本文將從心血管系統、免疫系統、內分泌系統、氧轉運系統和物質能量代謝系統五個方面出發，研究田徑短跑運動員在訓練過程中機體各項生理生化指標的變化規律及其與不同訓練負荷強度之間的關系，以期完善田徑短跑運動員的生理機能評定系統及負荷診斷系統，提升運動員日常及賽前的專項化訓練水平。

1 田徑訓練短跑運動員生理生化指標的變化規律和機能評定

1.1 生理生化指標的測定

心率（HR）和血壓（BP）可直接測得，由于心率與脈搏相一致，可通過捫診法測量脈搏來代表心率，也可采用心率表、心率遙測儀等進行測量，包括基礎心率、運動時心率等;血壓的測定，常以肱動脈血壓為準，檢測儀器有水銀血壓計、電子感應血壓計等。

免疫球蛋白（Ig）、血睪酮（T）、皮質醇（C）、血紅蛋白（Hb）、肌酸激酶（CK）、血乳酸（BL）、血尿素（BU）等采用血檢和尿檢的測定方式。

1.2 心血管系統

良好的心臟泵血功能，是維持正常血液循環，保證機體能量代謝需求的生理基礎，對田徑短跑運動員而言尤其重要。對運動員進行機能評定的心血管系統指標有：心率（HR）、血壓（BP）等。

HR基礎脈搏取運動員較為平穩的晨脈，關吉臣研究表明，男女田徑短跑運動員的基礎脈搏分別為53次/分和57次/分。應注意，田徑短跑等耐力項目運動員的基礎心率較其他項目偏低，且隨著機能狀態的提高而減慢。若基礎心率加快超過基礎脈搏的15%或突然減慢，則提示運動員存在過度疲勞或疾病狀態，應及時調整運動負荷，防止運動員的生理機能和運動能力下降。

BP在一次心循環中，動脈壓隨著心房的收縮與舒張而出現規律性的改變，即收縮壓與舒張壓，兩者分別反映每搏輸出量與外周阻力大小。若每搏輸出量增大，則心臟射血增多，收縮壓升高，反之亦然;而舒張壓的大小則與外周阻力的變化相一致。據研究，在中國健康成人的平均收縮壓是90～130mmHg，而舒張壓則是70～90mmHg。對田徑運動員而言，每天的訓練負荷、飲食習慣及精神狀態等，都是影響血壓的重要因素。當運動員訓練后收縮壓明顯上升時舒張壓上升，或血壓反應與訓練負荷強度不一致時，說明運動員的機能狀態不佳，應當注意綜合調節運動員的生理及心理狀態。

1.3 免疫系統

Ig人體免疫系統的B淋巴細胞，在受到抗原刺激后可增殖分化為漿細胞，進一步合成lgG、lgA、lgM等各類免疫球蛋白，參與集體的免疫應答反應。大量文獻表明，體育鍛煉能夠增強人體的抵抗力，但現在實際訓練中卻發現，部分田徑運動員在訓練或比賽后抵抗力反而下降。經研究測定發現（表1，表2），相較于中等負荷強度的訓練，運動員在大負荷強度訓練后體內lgG顯著下降（plt;0.01）;lgA和lgM無顯著變化。這是因為在高強度的運動負荷下，某些激素水平的變化引起神經內分泌平衡失調，免疫球蛋白受到抑制，以及乳酸等酸性物質的積累導致pH值降低。即適量的運動負荷可促進免疫機制的增強，而高強度訓練負荷則會導致免疫抑制。因此，在田徑訓練過程中可利用免疫系統的指標對運動員自身的機能狀態進行評定。

1.4 內分泌系統

田徑運動員的負荷訓練作為一種對其自身的刺激，可引起運動員內分泌腺體和腺細胞的激素分泌水平發生變化，即機體免疫系統改變，進而影響運動員的內穩態平衡和機能狀態。其中，雄激素血睪酮（T）和糖皮質激素皮質醇（C），分別對人體形態功能的建構以及糖代謝、糖異生和脂肪的氧化分解在內的物質代謝具有重要的調節作用。

T男性體內的睪酮大多來自于睪丸，受血漿黃體生成素（LH）和卵泡雌激素（FSH）的影響;女性體內的睪酮，則來自于卵巢、腎上腺皮質及肝臟、脂肪和皮膚組織。人體血睪酮的濃度受到運動負荷量與負荷強度的影響，在安靜狀態下，男性和女性體內的濃度分別為：300至1300ng/dl和20至100ng/dl。研究表明，當運動員體內的血睪酮含量增加時，機體合成代謝旺盛，可提高訓練負荷強度，達到最佳鍛煉成效。需要注意的是，睪酮作為一種代謝的調節激素，完成全部新陳代謝過程必須一段時間，這也表明，睪酮水平的高低和機體生理機能狀況的變化并不相符，在實際訓練中體現為：血睪酮不高，但運動員的機能狀況較好;或血睪酮高，而運動員機能狀況不佳。此時，若血睪酮不高，可測定LH和FSH的含量，如果LH和FSH升高，則垂體功能良好，運動員無大礙;若血睪酮升高且LH和FSH含量不變或下降，則代表垂體功能受損，運動員已經出現過度疲勞。

C研究表明，皮質醇的濃度與運動員的機能狀態呈正相關。在一次高強度負荷訓練后，若皮質醇濃度上升或下降較少，代表該運動員能夠適應大負荷訓練，更容易創造出好成績;反之亦然。同時，也應當注意到如若訓練后皮質醇仍維持在較高水平，則不利于運動員緩解疲勞，且會抑制機體的免疫系統，導致田徑運動員的機能狀態不佳。

1.5 氧轉運系統

血紅蛋白（Hb），又稱血紅素，是紅細胞中的一種含鐵蛋白質，在氧轉運系統中居于核心地位，主要功能是運輸氧和二氧化碳，同時Hb也是緩沖系統的一員，可以緩沖機體內的酸性物質。血紅蛋白的含量對機體運動能力的影響相當大，可有效反映田徑短跑運動員的生理機能狀態。研究顯示，我國普通人群包括運動員在內，男女血紅蛋白的含量分別為12～16g/dl和11～15g/dl，當運動員進行高強度負荷訓練時，血紅蛋白含量有所降低。若持續性進行高強度負荷訓練，導致Hb含量下降超20%且恢復緩慢，則示意運動員已過度疲勞。

1.6 物質能量代謝系統

新陳代謝，是機體生命活動的基本特征，是生物體所進行的各種生物化學反應的總和，包括物質代謝和與其相伴的能量代謝。其中，能量代謝的突出特點是以ATP為核心，即在機體內由化學能轉化為熱能的過程中，能量必須先從化學鍵轉移至ATP等的高能磷酸鍵中。影響能量代謝的因素主要有肌肉活動、神經活動、環境溫度和特殊營養物質的攝入，以骨骼肌細胞的能量代謝為例：在相關酶的催化作用下，短時內即可提供巨大能量，賦予機體運動能力。但在實際運動中，如田徑短跑運動園在高強度負荷之后會出現肌肉疼痛的現象。研究發現，反復高強度負荷量的運動，可導致運動性肌肉損傷（EIMI），表現為肌肉疼痛和血清酶活性升高與血清肌紅蛋白含量增高，其中血清酶包括具有催化作用的功能性血清酶和無催化功能的非功能性酶。非功能性酶主要來源于外分泌腺和更新、破壞的組織細胞，如肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶等。即高強度負荷訓練后的肌肉疼痛與CK存在高度相關性。此外，機體進行物質代謝所產生的代謝產物，如血乳酸（BL）、血尿素 （BU）等，均會匯集至體液。因此，通過對體液成分的血檢、尿檢等，亦可監測田徑短跑運動員的機能狀態。

CK CK是參與CP和ATP間能量代謝的酶類物質，存在于人體骨骼肌、心肌以及腦中。有研究顯示，骨骼肌細胞內的CK在正常情況下由于細胞膜結構與功能完整，極少透出進入體液。機體進行負荷活動后，無論是高強度還是低強度的負荷量，均會立即引起CK活性的增強，且當機體進行為期30～300min的負荷運動時，CK的活性變化與運動時間呈現正相關。

BL乳酸是機體物質能量代謝系統中的一個重要中間代謝產物，它由糖酵解生成的丙酮酸轉化而成，可作為底物參與有氧氧化過程，也可經由糖異生轉化為葡萄糖。當機體進行運動時，BL在肌細胞內生成后可透過細胞膜進入血液。研究證明，進行速度耐力型運動后，血乳酸含量更高，且運動成績越好。對于優秀的耐力型運動員而言，在高強度負荷訓練后機體血乳酸值較其他運動員相對較低。所以血乳酸可作為衡量運動員生理機能的重要指標，通過對比運動員在訓練前后的BL水平，即可評定此次訓練的收效和運動員的生理機能狀態，見表3。

BU機體內的蛋白質和氨基酸經分解代謝可生成氨，進一步通過肝臟作用生成尿素（BU），即BU是機體蛋白質和氨基酸分解代謝的終產物。正常情況下，尿素的生成和排泄處于平衡狀態，在干擾因素作用如機體進行運動，其平衡態將被破壞，導致上述分解過程加強，BU含量升高。研究證明，BU含量與機體對運動負荷的適應性呈現負相關。因此，BU可用作衡量運動員機能狀況的重要的生化指標。經調查研究，中國優秀運動員的晨血尿素濃度在4～7mmoL/l。此外，有研究提出相較于運動強度，運動量對BU的改變幅度有更為顯著的影響。以BU為指標進行運動員的生理機能評估時，有以下三種類型：①訓練后晨BU含量不變，代表訓練負荷強度和負荷量較低，運動員機能狀態良好;②訓練中測定BU含量，在訓練初期BU值上升，日后漸趨平穩，則說明運動員的機能狀態較好，能夠適應高強度的訓練負荷任務;③訓練中晨BU含量上升且逐日遞增，提示運動員的訓練負荷過大，機體不能很好的適應。

2 田徑訓練短跑運動員負荷診斷

當下各類競技運動的角逐愈發激烈，運動員和教練都在極力尋求訓練負荷任務與運動員機能狀態的均衡，以期最大程度挖掘運動員的運動潛力。這就要求教練員及時正確地通過檢測運動員的各種生理生化指標，來掌握運動員的生理機能狀況和負荷能力。對于運動員機能狀況的監測與評定，前文已做闡明，不再贅述。負荷能力是指運動員在訓練和競賽的過程中，對負荷量和負荷強度的適應能力，它主要與運動員的發展水平、機能狀態、生活管理等因素有關。負荷量是指運動員所接受的負荷訓練任務的數量指標，如訓練時間、練習次數等;負荷強度則以訓練密度、負荷重量等進行衡量。

3 結束語

機體的各項生理生化指標，反映了在各種刺激下人體的應激反應，是監測人體機能狀態的重要依據。對運動員，尤其是田徑短跑運動員而言，運動可刺激機體的心血管系統、免疫系統、內分泌系統、氧轉運系統、物質能量代謝系統等，引起諸多生理生化指標的改變，教練員需及時準確地加以監測和評定診斷：

①HR和BP可有效監測運動員的機能狀態，訓練時應使其趨于平穩水平;②訓練過程的高強度負荷使運動員的免疫系統受到抑制，造成免疫活性蛋白lgG、lgA和lgM的活性下降，尤其是lgG對訓練負荷強度的反映更為敏捷，可作為長期耐力訓練的重要評價指標;③若能在賽前使運動員的T值維持在較高水平，則有利于創造較好的運動成績;④機體的C值可作為對訓練負荷強度和運動員發揮情況的判定標準;⑤高強度負荷的專項訓練，是造成Hb下降的主要因素⑥CK作為肌肉負荷及組織損傷檢測的重要指標，對運動員特別是田徑短跑運動員尤為重要，應根據CK值的恢復情況合理制定訓練計劃;⑦高強度耐力訓練是導致BL值升高的主要原因;⑧BU值的水平更能評定訓練的負荷量，應合理安排運動員的訓練任務，時BU趨于平穩。

（作者單位：浙江金華體育學校）