□馬曉瑜(中國海洋大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中心體育系山東青島266100)
血乳酸在運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用分析
□馬曉瑜(中國海洋大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中心體育系山東青島266100)
本文從運(yùn)動時血乳酸的生成機(jī)制、血乳酸與運(yùn)動強(qiáng)度的關(guān)系、運(yùn)動后血乳酸的清除這三個角度出發(fā),通過測定分析5名青島市運(yùn)動學(xué)校不同性別、不同運(yùn)動項目運(yùn)動員血乳酸安靜狀態(tài)、運(yùn)動后規(guī)定時段內(nèi)濃度變化,通過數(shù)據(jù)分析依賴于不同供能系統(tǒng)的運(yùn)動項目與血乳酸的關(guān)系,找出可能導(dǎo)致血乳酸濃度出現(xiàn)這種變化的原因,從運(yùn)動生物化學(xué)角度分析血乳酸在運(yùn)動訓(xùn)練中的重要應(yīng)用。并據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析為參照,為體校教練員指導(dǎo)運(yùn)動訓(xùn)練提供有力依據(jù)。
血乳酸運(yùn)動訓(xùn)練數(shù)據(jù)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(yùn)動員在安靜時血乳酸水平和正常人并無差異。但是,有些運(yùn)動員由于賽前緊張兒茶酚胺類物質(zhì)分泌增多,使糖無氧代謝加強(qiáng),在比賽或賽前安靜時血乳酸可比平時訓(xùn)練高2-3倍。
1.2、運(yùn)動時乳酸的生成
骨骼肌是運(yùn)動時乳酸堆積的主要部位,是人體主要的運(yùn)動器官。劇烈運(yùn)動時,體內(nèi)供氧不足,糖經(jīng)一系列反應(yīng)生成乳酸。運(yùn)動強(qiáng)度、持續(xù)時間、各器官的代謝機(jī)能與運(yùn)動后血乳酸水平有很大關(guān)系。根據(jù)能量代謝的特點,1-3 m i n的高強(qiáng)度運(yùn)動可使血乳酸達(dá)到最高水平。
運(yùn)動時血乳酸濃度的變化與運(yùn)動強(qiáng)度關(guān)系密切。在超過數(shù)秒的極限運(yùn)動中,因為A T P、C P的消耗,使細(xì)胞中的A D P、A M P、磷酸及肌酸的含量增多,導(dǎo)致激活分解糖原,糖酵解速度大大加快,最大速度約出現(xiàn)在運(yùn)動3 0-6 0秒之間。肌乳酸的迅速增多,最高可達(dá)3 2 m m o l/l,直到運(yùn)動結(jié)束。
長時間次最大強(qiáng)度運(yùn)動時,運(yùn)動肌的能量主要由糖、脂肪的有氧代謝提供。在運(yùn)動開始時,肌肉中僅有少量血液供應(yīng),從而局部性缺血引起暫時供氧不足,導(dǎo)致乳酸生成量增加。大約在運(yùn)動5-1 0分鐘時,氧耗速率處于穩(wěn)定狀態(tài)后,糖酵解供能相應(yīng)減少,乳酸生成速率下降。
在中、低強(qiáng)度運(yùn)動時,肌肉并不缺氧,所有的肌纖維都進(jìn)行有氧代謝,由糖原形成的丙酮鹽在肌纖維線粒體內(nèi)被完全氧化成為二氧化碳和水。終產(chǎn)物終乳酸含量同樣也很少,因為來自脂肪氧化的能量產(chǎn)物都進(jìn)入了三羧基循環(huán)。
大強(qiáng)度負(fù)荷后一個明顯的生化指標(biāo)特征是血乳酸增多。研究證明,乳酸大量堆積易引起運(yùn)動疲勞,遲發(fā)性肌肉酸痛與血乳酸濃度有很大的關(guān)系。因此為保持運(yùn)動能力以及提高日后運(yùn)動效果,在大強(qiáng)度負(fù)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(nèi)氧化成二氧化碳和水
骨骼肌細(xì)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(shù)量對乳酸清除的速率有積極的意義。研究證明,耐力訓(xùn)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(nèi)氧化成丙酮酸和水
部分未被肌細(xì)胞氧化的乳酸穿出肌細(xì)胞膜彌散進(jìn)入到毛細(xì)血管中,再通過血液運(yùn)送至心臟。由于心肌細(xì)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(nèi)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(nèi)重新合成葡萄糖和糖原,這對于維持血糖濃度、神經(jīng)系統(tǒng)的供能、紅細(xì)胞的能量代謝、氧的運(yùn)輸以及運(yùn)動肌的糖供應(yīng)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(yùn)動時的代謝產(chǎn)物—乳酸肌肉血液后。在血漿與碳酸鹽類結(jié)合形成碳酸緩沖血液的酸度,維持血液P H值的穩(wěn)定,對運(yùn)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(yùn)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(yùn)動員所具有的有氧能力可通過多級負(fù)荷實驗和兩點法做出血乳酸—速度曲線來進(jìn)行,血乳酸達(dá)到4 m m o l/l時所對應(yīng)的速度越高,則說明其有氧能力越強(qiáng)。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(yīng)的速度越高了,說明該運(yùn)動員的有氧能力通過了。如果4 m m o l/l時所對應(yīng)的速度下降了,說明該運(yùn)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(tǒng)能力的評定。
A T P-C P系統(tǒng)能力的評定體現(xiàn)在做功大小與乳酸值大小的關(guān)系上。做功大而乳酸值低者,則說明A T P-C P系統(tǒng)儲備高,做功小乳酸值高,則說明A T P-C P系統(tǒng)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(yùn)動員血乳酸值越高說明運(yùn)動員機(jī)體耐受乳酸能力越高,肌肉適于參與劇烈運(yùn)動,即無氧能力較好;反之,即無氧能力較差。
(3)預(yù)測成績。
運(yùn)動員通過一段時間系統(tǒng)訓(xùn)練,血乳酸—速度曲線會發(fā)生右移。想要知道該運(yùn)動員此時所能創(chuàng)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(yīng)的速度即為該運(yùn)動員具有的最大速度能力。
根據(jù)體校當(dāng)日所測數(shù)據(jù),進(jìn)行整理,制表如下所示:
表1
表2
5.1、不同性別、不同項目運(yùn)動員安靜時血乳酸水平
安靜數(shù)據(jù)分析。如表測數(shù)據(jù)分析可知,A和C運(yùn)動前扎針測得第一個血乳酸濃度均高于一般人安靜狀態(tài)下2 m m o l/L,導(dǎo)致這種情況的原因可能是這兩名運(yùn)動員心理素質(zhì)稍差一些,測試之前有點緊張;A和C安靜時第二個數(shù)據(jù)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(zhì)比較好,安靜狀態(tài)下的兩個血乳酸濃度都在2 m m o l/L以下。B和D的數(shù)據(jù)安靜數(shù)據(jù)只測得一個,但也均在正常范圍內(nèi)。
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(yùn)動項目,由于供能方式不同,運(yùn)動后機(jī)體產(chǎn)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(yùn)動負(fù)荷強(qiáng)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(tǒng)),運(yùn)動后產(chǎn)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(xiàn)在運(yùn)動后1分鐘左右;D的專項為4 0 0米欄,負(fù)荷強(qiáng)度高、時間為2 0-6 0 s(高峰期維持約4 5 s)的運(yùn)動,主要依靠糖酵解供能,運(yùn)動后產(chǎn)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(xiàn)在運(yùn)動后2-3分鐘左右。
②高水平運(yùn)動員血乳酸值越高,機(jī)體耐受乳酸能力就越強(qiáng),無氧能力越優(yōu)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(jī)體耐受乳酸能力強(qiáng),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(qiáng),運(yùn)動后產(chǎn)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(xùn)練中,教練要有針對性的加強(qiáng)A的有氧能力練習(xí)。
(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(yùn)動后機(jī)體產(chǎn)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(tǒng)供能,乳酸是該系統(tǒng)供能的終產(chǎn)物,又是有氧代謝系統(tǒng)的重要氧化物質(zhì),運(yùn)動時乳酸主要在骨骼肌中生成,可在肝內(nèi)經(jīng)糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?,在供能體系中占有重要地位,可直接用運(yùn)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(shù)據(jù)中可以看出她們?nèi)齻€人的血乳酸濃度均在1 2 m m o l/L以上,B的甚至達(dá)到1 6.7 6 m m o l/L,這說明她們?nèi)齻€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(shù)據(jù)可以看出,基本在3-4分鐘的時候她們的血乳酸濃度達(dá)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(shù)據(jù)過少,但是也是呈下降趨勢。
③在運(yùn)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(xùn)練中加強(qiáng)有氧能力練習(xí)。而推測C的有氧能力應(yīng)該和B的不相上下,只是C運(yùn)動后缺少第一個數(shù)據(jù),但是不難推斷,而且C的血乳酸濃度在4-5分鐘時達(dá)到2 0 m m o l/L以上,但是在運(yùn)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(yùn)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(yùn)動成績的話,C的成績應(yīng)該要比B的好一些,這個還有待于考證。
安靜狀態(tài)下,不同項目運(yùn)動員的血乳酸濃度均在2 m m o l/L以下。運(yùn)動中,A T P-C P供能時,運(yùn)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(xùn)練中,可通過檢測不同項目運(yùn)動員訓(xùn)練后的血乳酸值,客觀了解運(yùn)動中的能量代謝特點,進(jìn)而科學(xué)指導(dǎo)運(yùn)動訓(xùn)練。
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