人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)

黎涌明，紀(jì)曉楠，資 薇

人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)

黎涌明1,2，紀(jì)曉楠3，資 薇4

從動(dòng)作和能量代謝角度重新認(rèn)識(shí)人體運(yùn)動(dòng)。人體運(yùn)動(dòng)的外在本質(zhì)是動(dòng)作，內(nèi)在本質(zhì)是能量代謝。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目的是以動(dòng)作為載體，注重動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，無(wú)傷化和有效性發(fā)展三大供能系統(tǒng)供應(yīng)能量的能力和動(dòng)作技術(shù)利用能量的能力。我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中存在的眾多問(wèn)題可以從動(dòng)作和能量代謝兩個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)和解決。

動(dòng)作；能量代謝；無(wú)傷化；有效性

競(jìng)技體育是人類(lèi)挑戰(zhàn)自身極限的一個(gè)過(guò)程。在這一過(guò)程中，不同學(xué)科分別從各自的角度出發(fā)，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)不斷進(jìn)行探索，試圖解析人體運(yùn)動(dòng)的奧秘所在。作為一門(mén)研究人體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用性學(xué)科，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)致力于整合各個(gè)學(xué)科的研究成果，并將其應(yīng)用于提高人體對(duì)外做功的能力。在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，尤其是近20年來(lái)，各個(gè)學(xué)科在各自領(lǐng)域內(nèi)分別取得了新的發(fā)展，并推動(dòng)了人類(lèi)在各個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中達(dá)到一個(gè)又一個(gè)新的高度。我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)自20世紀(jì)80年代誕生之后，對(duì)競(jìng)技體育活動(dòng)進(jìn)行了積極探索，提升了我國(guó)競(jìng)技體育的理論和實(shí)踐水平。但是，與世界競(jìng)技體育的高速發(fā)展相比，我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的理論發(fā)展?jié)M足不了競(jìng)技訓(xùn)練的實(shí)踐需求，而由此對(duì)我國(guó)競(jìng)技體育帶來(lái)的制約也越來(lái)越明顯。本文擬從運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的角度來(lái)重新認(rèn)識(shí)人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，為我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中存在的眾多問(wèn)題提供解決思路。

1 我國(guó)現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的誕生是以前東德萊比錫體育學(xué)院Harre博士著的《訓(xùn)練學(xué)》(Trainingslehre)為標(biāo)志。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)作為一門(mén)學(xué)科在我國(guó)的建立歸功于我國(guó)20世紀(jì)70年代的留德、留蘇學(xué)者。但是，鑒于歷史局限性，我國(guó)早期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)著作以翻譯國(guó)外的教材為主，而我國(guó)原創(chuàng)性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)理論的代表是“項(xiàng)群訓(xùn)練理論”。項(xiàng)群訓(xùn)練理論的提出和建立被認(rèn)為在一般訓(xùn)練理論和專項(xiàng)訓(xùn)練理論之間架起了溝通的橋梁[14]。根據(jù)項(xiàng)群訓(xùn)練理論，體育項(xiàng)目被按照競(jìng)技能力的主導(dǎo)因素劃分為體能主導(dǎo)類(lèi)和技能主導(dǎo)類(lèi)。這種劃分在特定階段對(duì)中國(guó)競(jìng)技體育的發(fā)展發(fā)揮了積極的作用。

隨著競(jìng)技體育的發(fā)展，將體育項(xiàng)目人為地劃分為體能主導(dǎo)和技能主導(dǎo)破壞了體能和技能的一體性，間接導(dǎo)致我國(guó)體能類(lèi)項(xiàng)目忽視技術(shù)，技能類(lèi)項(xiàng)目忽視體能的傾向。技術(shù)不足是限制我國(guó)體能類(lèi)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)突破的障礙，體能不足成為制約我國(guó)技能類(lèi)項(xiàng)目進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。如果按照項(xiàng)群訓(xùn)練理論將奧運(yùn)項(xiàng)目分為體能主導(dǎo)類(lèi)和技能主導(dǎo)類(lèi)，可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)體育代表團(tuán)在兩類(lèi)項(xiàng)目上歷屆奧運(yùn)會(huì)的金牌數(shù)都呈上升趨勢(shì)(圖1)。技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目金牌數(shù)由2000年前的10幾枚提高到2000年后的20幾枚，2008年北京奧運(yùn)會(huì)更是借助主場(chǎng)優(yōu)勢(shì)使金牌數(shù)直逼40枚，但金牌主要集中于乒乓球、羽毛球、跳水和體操等少數(shù)幾個(gè)項(xiàng)目。體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目金牌數(shù)盡管也有上升，但是，無(wú)論是增幅還是總金牌數(shù)都遠(yuǎn)不如技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目。而且，一個(gè)不能忽視的事實(shí)，是體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目的金牌數(shù)中將近一半來(lái)自舉重項(xiàng)目(48.1%)。2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)后，以重點(diǎn)發(fā)展田徑、游泳、自行車(chē)和水上項(xiàng)目的“119工程”被提出，這4個(gè)大項(xiàng)所涉及的奧運(yùn)會(huì)項(xiàng)目數(shù)占奧運(yùn)會(huì)總項(xiàng)目數(shù)的40.7%之多，而我國(guó)在這幾個(gè)項(xiàng)目中的金牌數(shù)更是寥寥無(wú)幾，北京奧運(yùn)會(huì)水上項(xiàng)目的3枚金牌和倫敦奧運(yùn)會(huì)游泳項(xiàng)目的5枚金牌被認(rèn)為是“119工程”自提出后的少數(shù)亮點(diǎn)之一。我國(guó)體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目的普遍低迷以及技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目?jī)?yōu)于少數(shù)幾個(gè)項(xiàng)目的現(xiàn)象與目前國(guó)外競(jìng)技體育的現(xiàn)狀和趨勢(shì)形成明顯反差。

圖 1 我國(guó)歷屆夏季奧運(yùn)會(huì)金牌分布情況示意圖

2 世界競(jìng)技體育的現(xiàn)狀和趨勢(shì)

在過(guò)去一百多年內(nèi)，眾多體育項(xiàng)目通過(guò)不斷提高比賽成績(jī)來(lái)演義人類(lèi)追求更高、更快、更強(qiáng)的歷程。圖2是多個(gè)體育項(xiàng)目在近百年內(nèi)的成績(jī)提高幅度。借由生理學(xué)和生物力學(xué)兩方面的發(fā)展，100 m跑比賽成績(jī)提高了25%之多，而提高幅度最大的要屬自行車(chē)(218%)，并且，對(duì)器材依賴越大的項(xiàng)目從生物力學(xué)方面的發(fā)展中獲利越多，如賽艇和自行車(chē)高達(dá)57%和46%之多，而對(duì)器材依賴越小的項(xiàng)目從生理學(xué)方面的發(fā)展中獲利越多，如100 m跑高達(dá)84%之多。男子單人皮艇1 000 m(MK1-1 000 m)和女子單人皮艇500 m(WK1-500m)在過(guò)去75年內(nèi)分別提高32.5%和42.1%(圖3)，而背后的原因同樣包括生理學(xué)和生物力學(xué)兩方面的發(fā)展。更高、更強(qiáng)壯的運(yùn)動(dòng)員的招募帶來(lái)了皮劃艇運(yùn)動(dòng)員生理能力的增加，對(duì)專項(xiàng)供能特點(diǎn)認(rèn)識(shí)的深入促進(jìn)了對(duì)有氧能力的重視，器材的不斷發(fā)展使得運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的效率不斷提高，訓(xùn)練量的減少和訓(xùn)練結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提高了運(yùn)動(dòng)員能力適應(yīng)的有效性，生理學(xué)和生物力學(xué)監(jiān)控診斷的進(jìn)步增進(jìn)了對(duì)專項(xiàng)特征的了解和訓(xùn)練科學(xué)化的程度[8]。

圖 2 各體育項(xiàng)目近百年來(lái)成績(jī)提高幅度[22,43]示意圖

圖 3 靜水皮劃艇奧運(yùn)會(huì)和世界錦標(biāo)賽比賽成績(jī)?cè)谶^(guò)去75年內(nèi)的變化[8]示意圖

2.1 體能類(lèi)項(xiàng)目重視技術(shù)

縱觀20世紀(jì)各體能類(lèi)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的形態(tài)特征可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員在身高和體重方面都呈上升趨勢(shì)。運(yùn)動(dòng)員身高、體重的增加意味著肌肉量的增加，而由此對(duì)運(yùn)動(dòng)能力帶來(lái)的最直接影響是身體能量供應(yīng)的增加。但是，近十幾年來(lái)，各體能類(lèi)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員形態(tài)學(xué)特征已進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定水平，運(yùn)動(dòng)員身高、體重未出現(xiàn)無(wú)限制的增加，這意味著運(yùn)動(dòng)員身體能量供應(yīng)量逼近人類(lèi)的極限。而人類(lèi)追求更高、更快、更強(qiáng)的過(guò)程是由能量供應(yīng)和能量利用兩方面決定的。因此，眾多體能類(lèi)項(xiàng)目近十幾年來(lái)加大了對(duì)能量利用的重視，即從生物力學(xué)方面追求器材的優(yōu)化和技術(shù)的完善。對(duì)于一名體能類(lèi)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員而言，進(jìn)入成年后體重將維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平，其能量供應(yīng)量同樣也受到限制，其運(yùn)動(dòng)能力的保持或提高需要在保持能量供應(yīng)能力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善技術(shù)，提高能量利用的效率。Jones[33]對(duì)一名女子馬拉松世界紀(jì)錄保持者進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)6年的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，其最大耗氧量在6年內(nèi)未發(fā)生明顯變化，而2 mM對(duì)應(yīng)的跑速提高了25%，跑步經(jīng)濟(jì)性提高了15%。這名運(yùn)動(dòng)員最大耗氧量未發(fā)生明顯變化是因?yàn)槠潴w重或肌肉量在進(jìn)入成年后維持在一定水平，2 mM對(duì)應(yīng)的跑速提高主要是因?yàn)槠浼∪獾慕Y(jié)構(gòu)(如線粒體)得到改善，跑步經(jīng)濟(jì)性的提高主要來(lái)自其技術(shù)的完善。近兩屆奧運(yùn)周期國(guó)內(nèi)興起了“核心力量訓(xùn)練”和“功能性訓(xùn)練”的熱潮[7,11]，盡管?chē)?guó)內(nèi)對(duì)此認(rèn)識(shí)有失全面和理性，但卻是受美國(guó)體能訓(xùn)練界的影響，體能訓(xùn)練中增加對(duì)動(dòng)作有效性和功能化的重視也是體能類(lèi)項(xiàng)目重視技術(shù)的一個(gè)表現(xiàn)。

2.2 技能類(lèi)項(xiàng)目重視體能

與體能類(lèi)項(xiàng)目重視技術(shù)相對(duì)的，在過(guò)去一個(gè)世紀(jì)內(nèi)技能類(lèi)項(xiàng)目重視體能。作為一個(gè)技能主導(dǎo)型項(xiàng)目，花樣滑冰一直被認(rèn)為是一個(gè)無(wú)氧供能為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目(有氧供能百分比為約為20%[18])。但是，德國(guó)萊比錫大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院的研究人員的研究結(jié)果表明，持續(xù)時(shí)間在4 min左右的花樣滑冰有氧供能百分比卻高達(dá)74.1%之多[26]。以往對(duì)花樣滑冰這一運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)低估了有氧供能的重要性，這可能也是一些技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目在后程出現(xiàn)技術(shù)難度和技術(shù)穩(wěn)定性下降的原因之一。同樣，在技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目的足球運(yùn)動(dòng)中，世界頂級(jí)球隊(duì)在過(guò)去30年內(nèi)一直在致力于提高運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)能力(或體能)[44]。足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中的跑動(dòng)距離多達(dá)10 000～12 000 m，但是，這其中80%以上屬于走動(dòng)和中低速度跑動(dòng)[44]，這種強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)是以有氧供能為主的。Helgerud等人[25]的研究表明，有氧能力的改善增加了足球運(yùn)動(dòng)員比賽跑動(dòng)距離、跑動(dòng)強(qiáng)度、沖刺數(shù)量和帶球時(shí)間。

綜合以上分析似乎可以發(fā)現(xiàn)，體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目并不是體能主導(dǎo)，而技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目并不只有技術(shù)。造成這種困惑的原因，可能在于對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目體能主導(dǎo)和技能主導(dǎo)的主觀劃分破壞了人體運(yùn)動(dòng)的一體性，造成體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目忽視技術(shù)，技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目忽視體能。為了消除這一困惑，需要跳出對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目體能主導(dǎo)和技能主導(dǎo)主觀劃分的框架，從人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)出發(fā)來(lái)重新認(rèn)識(shí)人體運(yùn)動(dòng)，并在此基礎(chǔ)上來(lái)分析和解決運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

3 人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)

人體運(yùn)動(dòng)是在能量供應(yīng)下肌肉收縮牽動(dòng)骨繞關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。人體運(yùn)動(dòng)不存在單一肌肉的運(yùn)動(dòng)，任何肌肉的收縮都需要其他肌肉共同參與來(lái)完成[27-30]。不同肌肉的這種組合收縮就表現(xiàn)為動(dòng)作(如拉、推和旋)，而不同動(dòng)作在空間上的組合則表現(xiàn)為技術(shù)(如扣球、跳躍等)。不同動(dòng)作在時(shí)間上的組合或同一動(dòng)作在時(shí)間上的重復(fù)，甚至單一動(dòng)作的完成，都需要人體通過(guò)代謝提供能量來(lái)完成。而力量、速度和耐力只不過(guò)是在能量供應(yīng)下動(dòng)作的不同重復(fù)方式，如動(dòng)作的最大重復(fù)表現(xiàn)為最大力量，動(dòng)作的快速重復(fù)表現(xiàn)為速度，動(dòng)作的多次重復(fù)表現(xiàn)為耐力。因此，可以發(fā)現(xiàn)，人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)為動(dòng)作和能量代謝，動(dòng)作是人體運(yùn)動(dòng)的外在本質(zhì)，能量代謝為人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在本質(zhì)。

3.1 動(dòng)作

動(dòng)作可以按參與部位分為上身動(dòng)作、下身動(dòng)作和全身動(dòng)作，動(dòng)作也可以按完成方式分為推(離心)、拉(向心)和旋，而推和拉又可分為水平方向和垂直方向的推和拉，旋又可分為內(nèi)旋和外旋(圖4)。對(duì)動(dòng)作的這種劃分是分析項(xiàng)目特征并制定相應(yīng)訓(xùn)練方法的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，如賽艇項(xiàng)目的技術(shù)分為4個(gè)環(huán)節(jié)(蹬腿、倒體、拉槳和回槳)，其中3個(gè)主要發(fā)力環(huán)節(jié)(蹬腿、倒體和拉槳)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作為下肢的推、下肢的拉和上肢的拉。因此，賽艇項(xiàng)目的訓(xùn)練任務(wù)主要為發(fā)展這3個(gè)動(dòng)作的能量供應(yīng)能力，而陸上力量練習(xí)動(dòng)作則以深蹲(下肢推+下肢拉)、硬拉(下肢拉)和臥拉(上肢拉)為主[38]。

圖 4 動(dòng)作類(lèi)型示意圖

根據(jù)動(dòng)作的完成是否符合人體解剖學(xué)原理和人體運(yùn)動(dòng)的專項(xiàng)技術(shù)要求，動(dòng)作有正確和錯(cuò)誤之分。正確的動(dòng)作具備完成動(dòng)作所需要的靈活性和穩(wěn)定性，既能夠減小動(dòng)作完成過(guò)程中對(duì)骨骼和肌肉帶來(lái)的傷害，又能夠降低動(dòng)作完成過(guò)程中的能量損耗；錯(cuò)誤的動(dòng)作則不具備完成動(dòng)作所需要的靈活性和穩(wěn)定性，而由此帶來(lái)的是傷病風(fēng)險(xiǎn)和能量損耗的增加。例如，跑步所涉及的動(dòng)作之一是下肢的推，而下肢推動(dòng)作的正確方式要求膝關(guān)節(jié)沿足尖的方向運(yùn)動(dòng)，避免膝關(guān)節(jié)的內(nèi)扣或外翻；如果下肢推動(dòng)作的穩(wěn)定性不足，出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)扣，則會(huì)降低下肢推的發(fā)力，增加膝關(guān)節(jié)半月板和十字韌帶受傷的風(fēng)險(xiǎn)[42]。有研究表明，膝關(guān)節(jié)損傷與髖關(guān)節(jié)外展和外旋力量不足有關(guān)，而髖關(guān)節(jié)外展和外旋力量不足則具體表現(xiàn)為下肢推動(dòng)作中膝關(guān)節(jié)的內(nèi)扣[31,32,34,39,40]。又如，賽艇運(yùn)動(dòng)所涉及的動(dòng)作之一是下肢的拉(即倒體動(dòng)作)，而下肢拉的正確方式是軀干穩(wěn)定前提下以髖關(guān)節(jié)為軸的臀大肌和腘繩肌的發(fā)力[41]，避免腰部出現(xiàn)矢狀面內(nèi)的前屈和后伸；如果下肢拉的靈活性不夠，出現(xiàn)骨盆前傾不充分，腰椎代償性前屈，則會(huì)降低下肢拉的發(fā)力，增加腰部肌肉的代償性發(fā)力，增加腰椎受傷的風(fēng)險(xiǎn)[42]。McGregor等人[37]研究了英國(guó)女子國(guó)家賽艇隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，發(fā)現(xiàn)其在入水動(dòng)作時(shí)存在骨盆前傾不夠現(xiàn)象，出現(xiàn)腰部代償性前屈，此后針對(duì)性地進(jìn)行了2年的訓(xùn)練，旨在改善下肢拉的靈活性，結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)員骨盆前傾幅度增加，由此帶來(lái)的是拉槳幅度增加15～19 cm，拉槳力提高40～80 N。

從縱向發(fā)展來(lái)看，人體運(yùn)動(dòng)能力的提高應(yīng)優(yōu)先發(fā)展動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，使動(dòng)作的完成功能化，然后再考慮動(dòng)作的難度(如增加負(fù)重和動(dòng)作速度)和重復(fù)方式(如增加次數(shù))，以發(fā)展動(dòng)作的力量、速度和耐力。假如運(yùn)動(dòng)員不具備深蹲動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，出現(xiàn)膝內(nèi)扣和腰部松弛，而教練員卻安排運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行深蹲的負(fù)重練習(xí)，那么，由此帶來(lái)的后果很可能是受傷(如膝傷和腰傷)。在實(shí)際訓(xùn)練過(guò)程中，我國(guó)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練往往對(duì)動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性(或動(dòng)作的質(zhì)量)重視不夠，運(yùn)動(dòng)員在青少年訓(xùn)練階段以錯(cuò)誤的動(dòng)作進(jìn)行力量、速度和耐力的訓(xùn)練，造成運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)入省隊(duì)和國(guó)家隊(duì)后動(dòng)作和技術(shù)不正確，傷病多。

3.2 能量代謝

人體生命的維持是因?yàn)槿梭w能夠源源不斷地通過(guò)代謝獲得能量以維持機(jī)體的運(yùn)轉(zhuǎn)，包括食物消化、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、血液循環(huán)、組織合成和腺體分泌等[36]。人體運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的代謝原料(如氧氣)需要經(jīng)由血液流至代謝的組織細(xì)胞，而代謝后的廢物(如二氧化碳)同樣需要經(jīng)由血液進(jìn)行排除，因此，血液量是能量代謝程度的一個(gè)重要標(biāo)志。安靜狀態(tài)下，心臟每分泵出的血液量只有1 200 ml，其中，21%流往了肌肉；但是，最大運(yùn)動(dòng)時(shí)心臟每分泵出的血液量高達(dá)22 000 ml之多，且88%的血液流往了肌肉[16]。因此，人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，尤其是高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，肌肉是能量代謝的主要場(chǎng)所。

肌肉收縮做功的直接能量來(lái)源是三磷酸腺苷(ATP)，但是，ATP在肌肉內(nèi)的儲(chǔ)量非常有限(約5～7 mmol/kg濕肌[23])，只夠肌肉進(jìn)行3～4次最大收縮或者1～2 s的最大持續(xù)做功[24]。此后，肌肉需要通過(guò)其他途徑合成ATP，以繼續(xù)收縮做功。ATP的合成包括無(wú)氧非乳酸(磷酸原)[35]、無(wú)氧乳酸(無(wú)氧糖酵解)[17]和有氧(葡萄糖和脂肪的氧化)3種途徑。ATP合成的3條途徑也被稱為人體能量代謝的3大供能系統(tǒng)，三大供能系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的代謝原料、功率和做功能力如表1所示[21]，其中，磷酸原供能系統(tǒng)的功率最大，但是做功能力最小，有氧供能系統(tǒng)的功率最小，但是做功能力最大。

ATP合成的這3條途徑在任何時(shí)候都是同時(shí)存在的，只是不同強(qiáng)度的肌肉收縮三者參與的比例不一樣。圖5是三大供能系統(tǒng)在不同最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間下的供能比例圖[19]，從中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間<10 s時(shí)，肌肉收縮的能量供應(yīng)以磷酸原為主，且隨著最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，磷酸原供能比例下降，糖酵解供能比例增加，而有氧供能在<10 s的最大運(yùn)動(dòng)中比例很小。當(dāng)最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間在10～60 s之間時(shí)，肌肉收縮的能量供應(yīng)以糖酵解為主，隨著最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，糖酵解供能比例下降，有氧供能比例增加，磷酸原供能比例也繼續(xù)下降。此外，當(dāng)最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間在10～30 s間時(shí)，磷酸原供能比例高于有氧供能，當(dāng)最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間在30～60 s時(shí)，有氧供能比例高于磷酸原供能。當(dāng)最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間>60 s時(shí)，肌肉收縮的能量供應(yīng)以有氧為主，且隨著最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，有氧供能比例增加，而糖酵解和磷酸原供能比例下降。此外，有氧供能和無(wú)氧供能(無(wú)氧非乳酸和無(wú)氧乳酸)主導(dǎo)供能的臨界點(diǎn)約為75 s[9]，即最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間短于75 s時(shí)，能量供應(yīng)以無(wú)氧為主，最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)于75 s時(shí)，能量供應(yīng)以有氧為主。

表 1 人體能量代謝三大供能系統(tǒng)代謝原料、功率和做功能力[21]一覽表Table 1 Substrates,Power andCapacity of Energy Supply Systems

圖 5 人體能量代謝三大供能系統(tǒng)在不同最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間下的供能比例[19]示意圖

圖6是兩種不同類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)員在完成90 s功率自行車(chē)全力運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三大供能系統(tǒng)的能量供應(yīng)變化[20]。不管運(yùn)動(dòng)員屬于耐力型還是速度型，三大供能系統(tǒng)的總供能量在運(yùn)動(dòng)的前5 s內(nèi)都急劇增加，5 s后總能量供應(yīng)量都急劇下降，直至40 s才進(jìn)入緩慢下降區(qū)。三大供能系統(tǒng)在此期間有著不同的特征，磷酸原供能在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后急劇增加，在2～3 s內(nèi)達(dá)到最高峰，然后急劇下降，到第10 s時(shí)幾乎接近能量供應(yīng)的最低值；糖酵解供能在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后也急劇增加，并在第10～12 s時(shí)達(dá)到最高峰，之后急劇下降至第40 s，然后進(jìn)入緩慢下降區(qū)；有氧供能在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)也迅速增加，但增加的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磷酸原和糖酵解系統(tǒng)，30 s時(shí)接近最高水平。速度型運(yùn)動(dòng)員由于在磷酸原和糖酵解供能系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的前30 s內(nèi)能量的總供應(yīng)量大于耐力型運(yùn)動(dòng)員，但是，耐力型運(yùn)動(dòng)員憑借有氧供能的優(yōu)勢(shì)在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始30 s后能量總供應(yīng)量大于速度型運(yùn)動(dòng)員。

圖 6 90 s最大運(yùn)動(dòng)(自行車(chē))過(guò)程中能量供應(yīng)特點(diǎn)[20]示意圖

綜上可知，人體運(yùn)動(dòng)的外在本質(zhì)是動(dòng)作，內(nèi)在本質(zhì)是能量代謝。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目的之一在于改善人體的動(dòng)作，以提高動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，提高能量利用的效率，并減小運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中傷病出現(xiàn)的機(jī)率。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目的之二在于發(fā)展人體的能量代謝能力，使人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠產(chǎn)生更多的能量。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論中所對(duì)應(yīng)的力量、耐力和速度都是對(duì)人體運(yùn)動(dòng)外在本質(zhì)和內(nèi)在本質(zhì)的描述，力量是肌肉高強(qiáng)度、短時(shí)間做功的能力，速度是肌肉中高強(qiáng)度、中短時(shí)間做功的能力，而耐力是肌肉中低強(qiáng)度、中長(zhǎng)時(shí)間做功的能力。力量、速度和耐力都是能量供應(yīng)下動(dòng)作的不同重復(fù)方式，力量是磷酸原供能為主的動(dòng)作的最大(或大)強(qiáng)度、少次數(shù)的重復(fù)，速度是磷酸原和糖酵解供能為主的動(dòng)作的中高強(qiáng)度、中少次數(shù)的重復(fù)，耐力是糖酵解和有氧供能為主的動(dòng)作的中低強(qiáng)度、中多次數(shù)的重復(fù)(圖7)。

圖 7 人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)示意圖

4 對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)的意義

4.1 對(duì)我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中存在問(wèn)題的分析

我國(guó)競(jìng)技體育整體表現(xiàn)為體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目的普遍低迷和技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目?jī)?yōu)于少數(shù)幾個(gè)項(xiàng)目，造成這種局面的原因包括生物學(xué)理論基礎(chǔ)薄弱[6]、對(duì)專項(xiàng)特征認(rèn)識(shí)不足[3]、專項(xiàng)能力訓(xùn)練錯(cuò)位[1]、體能類(lèi)項(xiàng)目技術(shù)不足[2]、訓(xùn)練質(zhì)量不高[5]、盲目提高訓(xùn)練強(qiáng)度[4]等。這些原因歸根結(jié)底，是缺乏對(duì)人體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。動(dòng)作和能量代謝特征是專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)最基本的兩個(gè)特征，片面地從動(dòng)作或能量代謝的角度來(lái)認(rèn)識(shí)一個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目只會(huì)帶來(lái)對(duì)專項(xiàng)特征認(rèn)識(shí)的不足，并且，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的從業(yè)人員對(duì)動(dòng)作或能量代謝的認(rèn)識(shí)往往浮于表象，如靜水皮劃艇表面看來(lái)是一個(gè)上半身為主的運(yùn)動(dòng)，但是，通過(guò)與國(guó)外運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，軀干部位肌肉(背闊肌)利用不夠是造成我國(guó)運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外運(yùn)動(dòng)員差距的主要原因之一。另外，靜水皮劃艇500 m比賽后的血乳酸>10 mM，但是，約2 min的全力劃過(guò)程中有氧供能比例卻高達(dá)59.6%之多[10]。造成專項(xiàng)能力訓(xùn)練錯(cuò)位的原因，在于運(yùn)動(dòng)員的縱向培養(yǎng)過(guò)程中沒(méi)有處理好動(dòng)作和能量代謝的關(guān)系。

能量代謝是以動(dòng)作為載體的，不存在單一肌肉的力量、速度和耐力，而只有某一動(dòng)作的力量、速度和耐力，如果沒(méi)有優(yōu)先發(fā)展動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，過(guò)早地讓運(yùn)動(dòng)員以錯(cuò)誤的動(dòng)作進(jìn)行力量、速度和耐力的訓(xùn)練，就會(huì)造成運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)技術(shù)差、傷病多。我國(guó)體能類(lèi)項(xiàng)目技術(shù)不足可能也是由此造成的。造成訓(xùn)練質(zhì)量不高的原因不是訓(xùn)練強(qiáng)度不夠，而是對(duì)專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作特征認(rèn)識(shí)不夠或要求不嚴(yán)。例如，專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作往往是多肌肉參與的多關(guān)節(jié)多維的非對(duì)稱性發(fā)力，需要身體整體穩(wěn)定前提下的局部發(fā)力，近端穩(wěn)定前提下的遠(yuǎn)端發(fā)力，而力量訓(xùn)練過(guò)程中卻只采用單關(guān)節(jié)單維的對(duì)稱性發(fā)力，對(duì)身體的穩(wěn)定性也沒(méi)有做出要求。我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中存在的一般力量與專項(xiàng)力量脫節(jié)問(wèn)題也可能是由此造成的。我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中盲目提高訓(xùn)練強(qiáng)度的理論根源于“超量恢復(fù)”，而超量恢復(fù)理論的提出本身就缺乏生物學(xué)基礎(chǔ)。發(fā)展不同供能系統(tǒng)的負(fù)荷量和強(qiáng)度不一樣(圖5)，發(fā)展磷酸原供能系統(tǒng)的最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間需<10 s，發(fā)展糖酵解供能系統(tǒng)的最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間為10～60 s，而發(fā)展有氧供能系統(tǒng)則需要以低強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)為主。缺乏對(duì)不同訓(xùn)練方法手段能量代謝特征的認(rèn)識(shí)，容易帶來(lái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中無(wú)氧訓(xùn)練負(fù)荷量過(guò)多、無(wú)氧訓(xùn)練負(fù)荷過(guò)早以及有氧訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度過(guò)高等問(wèn)題。

4.2 對(duì)“體能”概念的審視

在我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論和實(shí)踐過(guò)程中，“體能”是一個(gè)被過(guò)度使用卻依然模糊的概念。盡管有關(guān)體能這一概念的詞源無(wú)法考究，但對(duì)中國(guó)期刊網(wǎng)體育學(xué)科領(lǐng)域以“體能”為文獻(xiàn)標(biāo)題、關(guān)鍵詞對(duì)歷年來(lái)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行搜索，以國(guó)內(nèi)體育學(xué)科領(lǐng)域第一篇 “體能”有關(guān)的文獻(xiàn)出現(xiàn)(《幫助體能差的學(xué)生提高體育成績(jī)》，上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1983年[12])為起點(diǎn)，我國(guó)過(guò)去的30年內(nèi)對(duì)體能的相關(guān)研究經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)期，基本對(duì)應(yīng)為每10年一個(gè)時(shí)期(圖8)。1983—1993年每年的文獻(xiàn)量為<10篇；1994—2002年每年的文獻(xiàn)量為<50篇；2003—2013年每年的文獻(xiàn)量>50篇。與體能相關(guān)研究變化趨勢(shì)相似的是我國(guó)項(xiàng)群訓(xùn)練理論的發(fā)展。據(jù)熊焰等人[15]分析，1981—1990年是項(xiàng)目訓(xùn)練理論提出和創(chuàng)立的時(shí)期，1991—1998年是項(xiàng)群訓(xùn)練理論豐富和完善的時(shí)期，1999年后則是項(xiàng)群訓(xùn)練理論實(shí)踐指導(dǎo)和拓展提升的時(shí)期。

圖 8 我國(guó)過(guò)去30年體能和核心力量相關(guān)研究文獻(xiàn)量的變化示意圖

我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論和實(shí)踐過(guò)程中對(duì)體能的關(guān)注程度很大程度上是受項(xiàng)群訓(xùn)練理論的影響，項(xiàng)群訓(xùn)練理論對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目體能主導(dǎo)和技能主導(dǎo)的劃分，將體能這一概念突顯出來(lái)。盡管體能包括形態(tài)、機(jī)能和素質(zhì)，但是，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中卻主要涉及的是素質(zhì)，包括力量、耐力、速度、柔韌、協(xié)調(diào)和靈敏[13]。

北京奧運(yùn)周期后，體能訓(xùn)練領(lǐng)域出現(xiàn)了一個(gè)新的熱點(diǎn)——核心力量訓(xùn)練。對(duì)中國(guó)期刊網(wǎng)“核心力量”相關(guān)文獻(xiàn)的搜索表明，相關(guān)文獻(xiàn)在2008年后急劇增加(至2012年109篇，圖8)。國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐過(guò)程中一度出現(xiàn)“談體能必談力量，談力量必談核心力量”的現(xiàn)象，核心力量與傳統(tǒng)力量的關(guān)系也成為訓(xùn)練實(shí)踐過(guò)程中爭(zhēng)議的話題之一[11]。造成這一現(xiàn)象的原因之一，是對(duì)人體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的局限所致。以往體能訓(xùn)練關(guān)注的主要是不同負(fù)荷對(duì)肌肉和神經(jīng)的生理學(xué)刺激效果，而較少關(guān)注柔韌、協(xié)調(diào)和靈敏的訓(xùn)練。核心力量訓(xùn)練(以及功能訓(xùn)練)在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)后，提出了動(dòng)作這一概念，強(qiáng)調(diào)動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，強(qiáng)調(diào)在柔韌、協(xié)調(diào)和靈敏的基礎(chǔ)上發(fā)展力量、速度和耐力。正是以往體能訓(xùn)練對(duì)柔韌、協(xié)調(diào)和靈敏的忽視，以及核心力量訓(xùn)練和功能訓(xùn)練出現(xiàn)后對(duì)其理解的片面，造成了二者的對(duì)立。而本質(zhì)上，核心力量訓(xùn)練和功能訓(xùn)練的精髓在于其吸收了物理治療領(lǐng)域?qū)Α皠?dòng)作”的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)度無(wú)傷化和有效性發(fā)展力量、速度和耐力。

但不足的是，吸收了動(dòng)作這一概念后的體能訓(xùn)練仍然存在對(duì)體能訓(xùn)練生理學(xué)反應(yīng)的忽視。這一點(diǎn)集中體現(xiàn)在“力量耐力”這一概念上。眾多持續(xù)時(shí)間為20 s～10 min的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目都被認(rèn)為是力量耐力型項(xiàng)目，而發(fā)展力量耐力相應(yīng)的體能訓(xùn)練方法則是以專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行力量訓(xùn)練[如賽艇進(jìn)行200次(約為6 min)的臥拉]。然而，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的能量代謝研究表明，>75 s的全力運(yùn)動(dòng)都是以有氧供能為主(圖5)[9]，即決定所謂的力量耐力的是有氧能力。對(duì)力量耐力認(rèn)識(shí)的誤區(qū)是我國(guó)力量耐力型運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目落后的重要原因之一。

6 總結(jié)

我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)現(xiàn)有理論對(duì)人體運(yùn)動(dòng)體能主導(dǎo)和技能主導(dǎo)的劃分造成我國(guó)體能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目忽視技術(shù)及技能主導(dǎo)類(lèi)項(xiàng)目忽視體能。人體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是動(dòng)作和能量代謝，力量、速度和耐力都是能量供應(yīng)下動(dòng)作的不同重復(fù)方式。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目的是以動(dòng)作為載體，注重動(dòng)作的靈活性和穩(wěn)定性，無(wú)傷化和有效性發(fā)展三大供能系統(tǒng)供應(yīng)能量的能力和動(dòng)作技術(shù)利用能量的能力。我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中存在的眾多問(wèn)題不妨從動(dòng)作和能量代謝兩個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)和解決。

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NatureofHumanExercise

LI Yong-ming1,2,JI Xiao-nan3,ZI Wei4

Human exercise is recognized from the view of movement and energy metabolism,with the fore as the external nature and the after as the internal nature of human exercise.The goal of sport training should be considered to injury-free and efficiently improve the capacity of energy supply,as well as the capacity of energy utilization,given the emphasis on movement mobility and stability.Movement and energy metabolism could provide some solutions for the current problems in sport training in China.

movement;energymetabolism;injury-free;efficiently

1000-677X(2014)02-0011-07

2013-12-18；

：2014-01-15

國(guó)家體育總局科教司資助項(xiàng)目(2012B064)。

黎涌明(1985-)，男，湖南汩羅人，在讀博士研究生，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生理學(xué)和訓(xùn)練學(xué)，Tel：(020)37418035，E-mail：liyongming08@gmail.com；紀(jì)曉楠(1987-)，女，山東萊西人，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)，E-mail：jixiaonan866@163.com；資薇(1981-)，男，湖南衡陽(yáng)人，講師，博士，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)，E-mail：bighuntersee@126.com。

1.德國(guó)萊比錫大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院，德國(guó) 萊比錫 04109；2.廣東省船艇訓(xùn)練中心，廣東 廣州 510545；3.寧波大學(xué) 體育學(xué)院，浙江 寧波 315211；4.河南大學(xué) 體育學(xué)院，河南 開(kāi)封 475000 1.Faculty of Sport Science,University of Leipzig,Leipzig 04109,Germany；2.Guangdong International Rowing and Canoeing Center,Guangzhou 510545,China;3.Faculty of Physical Education,Nibong University,Ningbo 315211,China；4.Faculty of Physical Education,Henan University,Kaifeng 475000,China.

G804.2

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