不同短跑運動項目的能量供應特點分析及訓練策略

李 鋒

（廣西民族師范學院 體育與健康教育系，廣西 崇左 532200）

體育學研究

不同短跑運動項目的能量供應特點分析及訓練策略

李 鋒

（廣西民族師范學院 體育與健康教育系，廣西 崇左 532200）

短跑包括100 m、200 m、400 m，它們的距離不同，運動強度和時間亦不相同，運動時，能量供應的形式各有特點；根據能量供應方式的特點，采取相應的訓練方法和輔助措施來提高該項目的供能能力是提高該項目運動成績的重要方法。通過分析短跑項目的供能特點，提出相應的訓練策略。

短跑；能量供應；訓練方法；運動成績

短跑比賽項目主要包括100 m、200 m和400 m三項，其特點是距離短、速度快、強度大。短跑成績的好壞取決于工作肌群的收縮力量、收縮速度及速度耐力等方面的能力，而肌群的收縮能力又取決于肌肉的供能能力；肌肉供能能力則取決于肌纖維的類型、能源含量、肌纖維內部結構、神經系統(tǒng)靈活性及供能系統(tǒng)特征等眾多方面。肌肉的能量供應是其中的一個重要方面。由于各項目的距離不同，運動強度和持續(xù)時間亦不相同，因此運動時所需的能量供應形式也不相同。按照能量連續(xù)統(tǒng)一體理論，100 m項目以磷酸原系統(tǒng)（ATP-CP）為主供能，200 m、400 m以磷酸原系統(tǒng)和乳酸能系統(tǒng)混合供能[1]。因此，為有效提高運動成績，在訓練過程中應采取著重發(fā)展以主要供能系統(tǒng)為主的訓練形式。

1 短跑項目的運動單位募集特征

100 m、200 m和400 m均屬于短時間速度型運動項目，工作中主要以募集快運動單位為主進行收縮，故肌肉組成中快肌纖維所占肌纖維類型百分比和收縮機能是影響速度素質的主要因素。當前理論認為，快肌纖維可以通過訓練提高其收縮力量、收縮速度，卻不能增加其數(shù)量[2]。通過長期有效的訓練，提高神經的快速反應能力、大α神經元的支配與傳導能力以及神經肌肉接點的信息傳遞能力是提高速度素質的生理基礎。通過速度素質訓練也可以提高快肌纖維的直徑、肌纖維內部結構及無氧代謝酶類活性等，從而提高快肌纖維的收縮力量和速度。另外，通過速度素質訓練，增加工作時快運動單位的募集百分比也是提高運動成績的重要方面。據研究顯示，優(yōu)秀的運動員，在運動時肌纖維的募集比例可以高達90%以上[3]。

2 不同短跑運動項目能量供應特點

100 m、200 m、400 m雖都屬于速度型項目，但因運動時間有較大差異（分別多出一倍時間以上），從能量供應系統(tǒng)特點角度看，其供能系統(tǒng)的組成有較大差別。

2.1 100 m項目的供能特點

男子優(yōu)秀短跑運動員的100 m成績約在10～11 s之間，目前世界紀錄為博爾特保持的9.69 s。根據能量供應系統(tǒng)組成及項目特征，100 m供能以磷酸原系統(tǒng)為主，乳酸能系統(tǒng)供能為輔，100 m項目強度之高對能量供應效率要求極高，有氧氧化系統(tǒng)在供能系統(tǒng)中所占比例幾乎可以忽略不計。根據Margaria計算，人體高能磷酸化合物含量為23～25 mmol/kg濕肌重，其中ATP含量約為4～5 mmol/kg濕肌重，CP含量約為18～20 mmol/kg濕肌重，該系統(tǒng)最大供能速率為56 J/kg.s，以最大功率輸出強度運動供能持續(xù)時間僅能維持6～8 s左右[4]。

2.2 200 m項目的供能特點

世界優(yōu)秀男子短跑運動員的200 m成績約為20～22 s之間，當前世界紀錄創(chuàng)造者博爾特的成績是19.19 s。根據能量統(tǒng)一體理論，200 m各能量系統(tǒng)所占比例為，ATP-CP和LA（乳酸能系統(tǒng)）占98%，LA和有氧系統(tǒng)占2%[1]?？梢姡姿嵩到y(tǒng)和乳酸能系統(tǒng)在200 m項目中供能比例相當，整個過程中，若磷酸原系統(tǒng)提供8 s的能量供應，其余12 s為乳酸能系統(tǒng)供能。乳酸能系統(tǒng)是糖原或葡萄糖在細胞漿內無氧分解生成乳酸過程中再合成ATP的能量系統(tǒng)，即糖酵解。人體骨骼肌中肌糖原含量約為50～90 mmol/kg濕肌重，據此計算的乳酸能系統(tǒng)供能的最大容量約為962 J/kg體重，其最大供能速率為29.3 J/kg.s，供能持續(xù)時間為33 s左右。在20 s以內的高強度運動，主要由ATP-CP系統(tǒng)供能；在30-60 s之間大強度運動時，糖酵解供能是主要的；而有氧代謝供能和運動時間成正比。因此，200 m項目仍需著重發(fā)展磷酸元系統(tǒng)供能能力，增加CP儲備，增加磷酸原系統(tǒng)供能、同時降低糖酵解供能比例是提高200 m運動成績的關鍵。

2.3 400 m項目的供能特點

世界優(yōu)秀的400 m短跑運動員的成績能達到45 s以內，當前世界紀錄保持者邁克爾·約翰遜的成績是43.18 s。根據能量統(tǒng)一體理論，400 m各能量系統(tǒng)所占比例為，ATP-CP和LA占80%，LA和有氧系統(tǒng)占15%，有氧系統(tǒng)占5%[1]。以400 m成績?yōu)?5 s成績?yōu)槔?，磷酸原系統(tǒng)以最大輸出功率供能維持8 s，乳酸能系統(tǒng)最大輸出功率供能維持33 s，其余4 s為有氧供能，可見，在400 m整個運動過程，糖酵解供能占主要地位。因此，400 m運動時維持糖酵解最大輸出功率以及提高機體的乳酸耐受能力是提高400 m運動成績的關鍵。

3 不同短跑運動項目訓練策略

運動訓練能夠提高運動成績的生理學原理在于生物體對刺激的應激性和適應性，長期的運動訓練使機體各器官系統(tǒng)的形態(tài)、結構、生理機能以及生物化學等方面發(fā)生一系列適應性改變。通過以上分析，按照強化供能系統(tǒng)的原則，不同短跑運動的訓練方法應有所不同。但目的都是要提高肌纖維能量供應效率，涉及增加機體能源貯備（即糖原）、提高ATP酶、CK及無氧代謝酶類活性、改善肌纖維內部結構、提高支配神經的快速反應能力及增強機體最大乳酸耐受能力等方面。這些方面，除專門的訓練方法外，通過營養(yǎng)、物理調節(jié)等措施亦可提升相關素質。

3.1 100 m項目訓練方法及輔助措施

根據100 m的供能特點，訓練目的是提高ATP-CP系統(tǒng)的供能能力，在訓練中必須使ATP、CP達到最大的消耗，且不過多地動用糖酵解供能，使血乳酸基本維持在安靜或較低水平，即“無氧-低乳酸訓練”。可采用重復訓練法，如采取10 s以內的短距離反復疾跑來發(fā)展ATP-CP系統(tǒng)，要求訓練強度應達到本人最大強度的95%以上，訓練重復次數(shù)不宜過多，否則會降低訓練強度使供能系統(tǒng)發(fā)生改變，且在重復訓練中應保證足夠的間歇時間，使ATP得以再合成，這樣才能有效地利用磷酸原提供能量，從而提高肌肉中ATP和CP的儲備量及其代謝能力。

神經系統(tǒng)靈活性是實現(xiàn)高頻率動作的重要因素，可采用變換各種信號讓運動員迅速做出反應，采用牽引跑、下坡跑和順風跑等練習提高動作頻率以提高神經系統(tǒng)的靈活性。增加機體CP貯備是提高磷酸原系統(tǒng)供能的關鍵，可以在運動前、后補充肌酸，運動前補充肌酸使肌肉內磷酸肌酸含量增加，有利于運動成績的提高；運動后補充肌酸，有助于恢復期磷酸肌酸的再合成增加儲備[5]。另外，腿部力量對增加步長十分重要，在訓練中可采用大負荷負重訓練和一些超等長練習，如多級跳、連續(xù)單腿跳、屈腿跳等。

3.2 200 m項目訓練方法及輔助措施

根據200 m跑的供能特點，訓練應著重發(fā)展ATP-CP系統(tǒng)的供能能力，提高ATP-CP系統(tǒng)在整體供能中所占比例，同時亦應提高200 m跑運動員無氧糖酵解供能能力，糖酵解供能占200 m全程供能約60%左右，為最后沖刺提供能力支持和保障。乳酸能系統(tǒng)的訓練主要是提高肌肉內糖原無氧酵解的能力，緩沖乳酸的能力和機體耐受乳酸的能力。200 m-400 m之間的運動距離缺氧最嚴重，而且隨著距離的增加氧債就越高，特別到400 m時，氧債為8 119 ml[6]。所以通過改善技術符合力學特點、提高肢體的協(xié)調能力和合理有序的節(jié)奏，能夠最大限度的利用無氧糖酵解釋放的能量，降低乳酸供能系統(tǒng)的消耗率，延長乳酸供能的使用時間。200 m訓練涉及到兩個供能系統(tǒng)的平衡提高，采用100 m最大速度訓練提高磷酸原系統(tǒng)供能能力，采用250 m訓練提高糖酵解供能及機體乳酸耐受力是常用的方法。100 m的其他輔助訓練措施同時適應200 m。

3.3 400 m項目訓練方法和輔助措施

400 m屬于典型的無氧耐力項目，以糖酵解供能為主。無氧耐力的高低主要取決于肌肉內糖元氧酵解供能能力、緩沖乳酸的能力以及腦細胞對血液PH值變化的耐受能力[7]。肌肉無氧酵解能力主要取決于肌糖原含量和無氧酵解酶的活性，研究表明，大強度訓練后的高糖飲食有利于糖原貯備的增加[8]。緩沖乳酸的能力和提高機體對血液PH值變化的耐受力主要采用最大乳酸訓練和耐乳酸能力訓練的方法。血乳酸在12～20 mmol/L是最大無氧代謝訓練敏感區(qū)，采用1 min大強度、間歇4 min的重復多次的間歇訓練可以使身體獲得最大乳酸刺激，是提高最大乳酸能力和發(fā)展糖酵解供能水平的有效訓練方法。最大乳酸訓練亦是耐乳酸能力的訓練方法，一般采用1～1.5 min的90%以上強度運動，4～5 min休息的多次重復訓練。另外，采取缺氧訓練可以通過造成體內缺氧提高無氧耐力如在高原環(huán)境或利用低氧口罩、低氧倉等進行訓練。

4 結論

通過以上分析可見，100 m、200 m、400 m的供能系統(tǒng)組成有較大差別，以能量供應系統(tǒng)適應訓練的方法應各具針對性。100 m以以磷酸原系統(tǒng)為主，訓練中應使ATP、CP達到最大的消耗，運動后盡可能的增加機體CP貯備；200 m以ATP-CP和LA供能為主，且比例相當，訓練中應著重發(fā)展ATP-CP系統(tǒng)的供能能力，提高ATP-CP系統(tǒng)在整體供能中所占比例，同時亦應提高200 m跑運動員無氧糖酵解供能能力，為最后沖刺提供支持和保障；400 m運動糖酵解供能占主要地位，在訓練中應著重發(fā)展乳酸能系統(tǒng)供能和機體對乳酸的耐受能力。

[1] Mathews D K, Fox E L. The physiological basis of physical education and athletics. Philadelphia (PA)∶ W. B. Saunders, 1971.

[2] 田野,洛建.運動與骨骼肌機能研究進展[J].北京體育大學學報,1999,22(4)∶52-57.

[3] 王瑞元,蘇全生.運動生理學[M].北京∶人民體育出版社, 2012∶335-336.

[4] Fox EL, Robinson S, and Wiegman DL. Metabolic energy sources during continuous and interval running. Journal of Applied Physiology, 1969, 27(2)∶ 174-178.

[5] Green A L, Hultman E, Macdonald I A, et al. Carbohydrate ingestion augments skeletal muscle creatine accumulation during creatine supplementation in humans. Am J Phvslol 1996∶ 271(5 Pt I)∶ ER21-6.

[6] 萬文君.速度耐力跑運動員乳酸耐受訓練的理論與實踐[J].西安體育學院學報,2002,19(1)∶51-53.

[7] 鄧樹勛,等.運動生理學[M].北京∶高等教育出版社,2005(7)∶208-209.

[8] 劉小杰,石磊,熊正英.補糖與運動后糖原合成[J].陜西師范大學學報(自然科學版),1999,27(2)∶89-93.

（責任編輯、校對：孫海祥）

Studies of Characteristics of Energy Supply and Training Strategies for Different Sprints

LI Feng

(Department of Sports and Health Education, Guangxi Minorities Normal College, Chongzuo 532200, China)

The sprints consist of 100 m, 200 m and 400 m. The forms of energy supply present various characteristics due to the different distances, intensities and time in sprints. Based on the characteristics of the energy supply, taking corresponding training methods and auxiliary measures to improve the ability of the project power is an important way to enhance its performance. The paper puts forward some training strategies by analyzing the characteristics of the energy supply in the sprints.

sprints; energy supply; training method; sport achievement

G804.2

A

1009-9115(2015)02-0072-03

10.3969/j.issn.1009-9115.2015.02.022

廣西民族師范學院教育教學研究項目（JGYB201335）

2014-08-28

李鋒（1978-），男，黑龍江望奎人，博士研究生，講師，研究方向為運動生理學。