短跑專項體能特征的綜合分析

劉祥宏

（廣西師范大學(xué)體育學(xué)院,廣西 桂林 541006）

1 能量供應(yīng)與專項特征

能量是制定訓(xùn)練計劃，實現(xiàn)某一運動技能或運動活動所必需的專門生理機能能力，是人們認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)人體生理機能內(nèi)在規(guī)律的手段。在人體中，輸出高能量的快肌纖維和輸出低能量的慢肌纖維是田徑短跑項目中能量供應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而ATP-CP、糖酵解和糖的有氧氧化三大供能系統(tǒng)則是機體能量供能的反應(yīng)機理。在探尋專項特征時，應(yīng)該以專項為核心。短跑的距離不同，尤其是能量供應(yīng)系統(tǒng)的特征不同是區(qū)別專項特征的有效手段，因此，認(rèn)識能量供應(yīng)的專項特征能夠為專項訓(xùn)練提供目標(biāo)和依據(jù)?；诠┠芟到y(tǒng)，加強短跑專項特征的認(rèn)識，可為專項訓(xùn)練提供相應(yīng)理論依據(jù)。

認(rèn)識專項特征是科學(xué)訓(xùn)練的需要。專項特征是一個項目運動特點的集中表現(xiàn)，是區(qū)別不同運動項目之間異同的主要標(biāo)志。徐本力[1]在論述現(xiàn)代訓(xùn)練與現(xiàn)代運動訓(xùn)練科學(xué)學(xué)科體系的構(gòu)建中，提出最終的目標(biāo)是專項訓(xùn)練實踐。應(yīng)認(rèn)識到各項目的特性和特征是發(fā)展專項訓(xùn)練理論的重要內(nèi)涵[2]?；趯ｍ椨?xùn)練這一特征可把握運動項目的專項特點，在細(xì)節(jié)上對專項進行細(xì)節(jié)上的訓(xùn)練和指導(dǎo)。認(rèn)識項目的專項特征可以更好的為訓(xùn)練和教學(xué)服務(wù)。

目前基于生理學(xué)能量供應(yīng)這一視角對專項特征的研究發(fā)現(xiàn)，總體上存在局限在專項特征的總體認(rèn)識，忽視專項運動內(nèi)在的生理、生化特點；方式上以靜態(tài)的專項模型作為項目的主要特征，忽視了運動過程中機體反應(yīng)的特點；在程度上過于宏觀，運用一般或項群的共性特點代替專項特征等問題[1]。

2 短跑供能特點綜述

田徑運動員的積極狀態(tài)可從其訓(xùn)練水平的兩個方面來確定，有一個方面是穩(wěn)定的，另一個則是缺失變化的。第一個是運動員集體形態(tài)、生理、生化、心理方面的變化，這是由于訓(xùn)練的結(jié)果，另一個方面是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的工作能力。有利的中樞神經(jīng)系統(tǒng)高度緊張將使運動員更有效的表現(xiàn)出自己的速度、意志品質(zhì)等。但若長時間的保持高度的興奮和神經(jīng)的高度緊張，則易導(dǎo)致神經(jīng)活動受挫，神經(jīng)系統(tǒng)的衰竭。目前對于短跑供能特點的闡釋如下：

短跑運動員肌肉中白肌纖維和無氧代謝酶占優(yōu)勢，而長跑運動員肌肉中則幾乎全部是紅肌纖維和有氧代謝酶[3]。王春平（2006）短跑運動持續(xù)時間長短及肌肉中糖原、磷酸肌酸、二磷酸腺苷、乳酸含量的變化，證明了無氧代謝是短跑活動中最主要的供能方式。孫哲東（2001）在100米跑運動員的磷酸原供能能力與場地運動成績具有高度的相關(guān)性，并建立了對應(yīng)的回歸方程。對于100米而言，主要以無氧非乳酸系統(tǒng)供能為主，200米則是高能磷酸化合物及乳酸混合供能，而400米主要以乳酸系統(tǒng)供能為主[4]。

3 短跑供能的專項特征分析

3.1 短跑的速度特征

3.1.1 100米跑的速度特征

根據(jù)博爾特在奧運會和世錦賽百米決賽美10成績改編。

表1 每10米的平均速度（m/s）[5]

在短跑項目中，速度是由步頻和步長決定的，一個優(yōu)秀運動員的步頻與步長結(jié)構(gòu)不同，但是成績相近的運動員必然有著相近似的跑動速度，否則丟失任意一個指標(biāo)都會造成運動成績的大幅改變。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，運動員開始階段是呈加速運動，當(dāng)速度達到最大速度后，運動員的步頻和步長會達到一個相對的穩(wěn)定狀態(tài)，這時運動員做勻速直線運動。我們認(rèn)為在此階段的運動能量充足，由（ATP-CP）直接供能，博爾特這樣的世界頂級短跑運動員其磷酸原系統(tǒng)供能能持續(xù)供能。當(dāng)機體直接供能物質(zhì)不足時，需要能量的替代物繼續(xù)供其運動。在短跑中，我們認(rèn)為在這階段由糖的無氧酵解繼續(xù)為其供能，基于生理生化的思考，這種合成ATP供能的形式需要的時間較磷酸元系統(tǒng)供能多，速度會相應(yīng)下降。當(dāng)人體乳酸積累過多，無氧供能必然會參與消除乳酸和提供能量，速度會進一步減慢，100米最后20米必定有糖酵解參與。

3.1.2 200米跑的速度特征

表2 以第廿屆奧運會決賽200米分段成績[3]

200米跑成績在相當(dāng)程度上取決于速度耐力水平[3]。經(jīng)過以上表中信息，我們可以明確的發(fā)現(xiàn)第一個100米的成績要小于第二個100米，通過差數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，前后兩個100米分段的時間不會差距過大。經(jīng)由第一個100米的跑動，第二個100米速度曲線同樣是逐漸減慢的，體現(xiàn)出速度分配問題和明顯的速度耐力趨向。

從100-150米的速度水平可以發(fā)現(xiàn)，短跑主要任務(wù)之一就是要提高絕對速度水平。200米世界紀(jì)錄保持者博爾特其主項就是200米，后來才改跑100米、200米。在適當(dāng)進行有氧代謝訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，大量采用以混合性代償性為主的訓(xùn)練手段，優(yōu)先發(fā)展絕對速度，逐步而謹(jǐn)慎地變?yōu)樗俣扰c耐力緊密相結(jié)合的快速耐力訓(xùn)練，提高單個較長段落跑的強度。[7]由博爾特的速度分析可以看出，每秒12.35的速度水平體現(xiàn)的是絕對速度水平，由此作為發(fā)展運動員速度水平的指標(biāo)之一，每10米的平均速度是步頻與步長綜合作用的結(jié)果，對于形態(tài)各異的運動員，把握好步頻和步長的關(guān)系，并且提升全程跑動的保持能力是發(fā)展100米、200米短跑成績的關(guān)鍵。在短跑項目中，有的運動員身高不占優(yōu)勢，但是步頻快尤其是在啟動加速階段，這樣的結(jié)果是步幅不是特別大，步頻很快，如我國短跑運動員蘇炳添。還有一類身高適中，步頻快速如美國短跑運動員加特林。再一種便是如博爾特這種身高明顯占優(yōu)勢，頻率快的運動員。在這三種運動員的類型中，必然會有優(yōu)缺點，但這也是短跑項目發(fā)展過程中的必然結(jié)果。

3.1.3 400米跑速度特征

表3 世界優(yōu)秀運動員400米跑的分段距離成績[3]

400米的速度特征具有明顯的速度變化，從總體的反應(yīng)來看，最開始100米的時間要保持在11秒以內(nèi)，即速度特征為9-10m/s,速度持續(xù)保持到300米的距離，最后100米明顯的相對前300米有所下降。這是人體生理機能能量供應(yīng)的結(jié)果，是無氧代謝功能適應(yīng)的結(jié)果。400米世界紀(jì)錄是美國運動員邁克爾·約翰遜保持的為43.18s。根據(jù)這一成績100米的平均速度為9.27m/s，若按照100米的速度10m/s來計算，全程要保持最快速度的93%。以目前100米取得的突破性進展，100米平均速度10.43m/s，那么需要保持最快平均速度的88.88%以上。那么，400米必定會有所突破，重點是在如何保持長時間的速度耐力基礎(chǔ)，以上表中，400米明顯與200米跑不同，200米跑后半程要快于前半程。

3.1.4 短跑無氧供能的預(yù)測

基于此，思考200米運動的供能方式，若以以上數(shù)據(jù)作為參考，100米之后，后程將繼續(xù)做減速運動其成績最高不會超過17.88s，200米世界紀(jì)錄的保持者博爾特其實際紀(jì)錄成績?yōu)?9.19s。然而成績19.19s的展現(xiàn)從速度上說明，200米必然需要無氧糖酵解系統(tǒng)供能參與，之余還需要少量的有氧供能作為補充。相應(yīng)的400米跑，是建立在200米后速度繼續(xù)下滑的基礎(chǔ)上，以100米之后每100米下降1.31s，則400米成績?yōu)?1s。目前400米世界紀(jì)錄43.18s，必然是磷酸原系統(tǒng)、糖酵解系統(tǒng)、有氧氧化系統(tǒng)共同作用的結(jié)果。

3.2 肌肉力量特征

在評價運動員無氧代謝能力時，要考慮到體重因素，特別是克服重力做功的項目，無氧代謝能力與肌肉的量有關(guān)，要提高無氧能力應(yīng)強化力量訓(xùn)練。原因在于肌肉具有儲存人體運動所需能量的作用，增加人體的能量儲備功能，要相應(yīng)增加肌肉的量，進而才能提升無氧能力。優(yōu)秀的短跑運動員在加速能力，最高速度能力和保持速度能力方面都發(fā)展到了很高的水平。不同水平運動員之間存在姿勢發(fā)展程度上的差異。從項目的特征看，快速伸髖在短跑力量方面的影響遠遠超過快速伸腿。股四頭肌與股后肌群力量最適宜的比例是10：6[8]。另一方面，提升無氧能力，血乳酸的積累就會增多，當(dāng)血乳酸達到一定程度就會造成酸中毒，不利于身體機能的發(fā)展，有氧供能的優(yōu)勢是保持心血系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的水平，提高機體消除乳酸能力具有積極意義。此前得到過關(guān)于我國短跑運動員的運動特點，“中國運動員的步頻過快，步長過小”的結(jié)論[9]。運動中的有氧、無氧是協(xié)同發(fā)展的，因此發(fā)展運動員的肌肉力量的過程中要增加相應(yīng)的堿儲備。

3.3 有氧供能與無氧供能特征

各專項運動員的有氧和無氧能力并無顯著相關(guān)，更不存在此消彼長的負(fù)相關(guān)。這說明，不同專項，在運動過程中各供能系統(tǒng)都起著一定的作用，只不過存在何者為主，何者為輔的區(qū)別。由于訓(xùn)練手段不同，無氧能力和有氧能力增加的幅度不同。[9]基于以上的分析發(fā)現(xiàn)，有氧、無氧這一評定指標(biāo)對于短跑來說是訓(xùn)練選擇的結(jié)果，在運動過程中都有著各自的功能，我們可以認(rèn)為，在運動過程中，根據(jù)專項特征采用合適的方法提升運動員的運動能力，對于占主導(dǎo)因素的方面就要多強化，由于有氧能力、無氧能力在運動中是相互協(xié)同的，要把握訓(xùn)練的正確方向。

對一般人而言，當(dāng)PH=7.10時，神志昏迷，降到7以下可引起生命危險。希爾發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)PH值降低到6.3時，乳酸生成反應(yīng)即停止[10]?；谌梭w乳酸供能的科學(xué)依據(jù)發(fā)現(xiàn)，人體不能無限制的進行無氧運動，因而后期達到這個相應(yīng)的極限程度，人體將會逐漸消除無氧供能造成的積累，速度進一步下降。這是朝著人體運動及極限思維思考的結(jié)果，前提是距離的長度在人體承受的極限之內(nèi)。否則，人體仍然需要有氧供能來承擔(dān)人體的過量氧耗，因此，有氧能力和無氧能力是協(xié)同增加的。

3.4 血乳酸的生理學(xué)指標(biāo)與無氧供能

肌肉酸痛是人體開始動用糖酵解系統(tǒng)功能的標(biāo)志之一。400米是以乳酸原供能為主，運動時血乳酸濃度可達19.08mMol/L[10]。這一觀點中，機體在運動過程中隨著距離的增長，能量消耗的增多，逐漸產(chǎn)生乳酸這一代謝產(chǎn)物，肌肉疼痛應(yīng)是乳酸積累的結(jié)果。運動醫(yī)學(xué)上將運動引起的肌肉酸痛分為兩種：一種是運動后疼痛立即出現(xiàn)，但其消失得也快，這種叫做急性肌肉酸痛。另一種是在運動后幾小時或一夜之后才出現(xiàn)，并伴有疲倦乏力，甚至?xí)霈F(xiàn)肌肉痙攣、僵硬等癥狀。這種癥狀則稱為延遲性肌肉酸痛或運動后疲勞。我們常說的肌肉酸痛主要是指后一種，即延遲性肌肉酸痛。如果說肌肉酸痛是人體無氧酵解產(chǎn)生乳酸的開始，這明顯是錯誤的。

以無氧代謝為主是短跑能量代謝的主要特點。當(dāng)組織缺氧70%或者肌肉中ATP和CP余下的數(shù)量約為原來的50%左右時，肌肉便開始糖酵解供能，所以肌糖元含量及其酵解能力是速度耐力的物質(zhì)基礎(chǔ)[11]。有觀點認(rèn)為，在進行高強度運動時能量供給主要來自三磷酸腺苷和磷酸肌酸儲備，當(dāng)磷酸肌原儲備還沒消耗完時，糖原無氧分解及其產(chǎn)物乳酸是不會產(chǎn)生的[12]。觀點的沖突造成人們認(rèn)識的沖突，說明人們在對短跑能量供應(yīng)上的認(rèn)識還有不足,對于機體的內(nèi)在專項特征還要進一步挖掘。

4 小結(jié)

隨著現(xiàn)代科技的進步，在競技運動競爭日趨激烈的今天，各項目的發(fā)展越來越體現(xiàn)項目極致的專項化特點。高水平運動員之間的差距越來越小，處于同一層次運動員的數(shù)量也日益增多。在這種趨勢下，優(yōu)秀運動員之間的競爭更多地集中在對訓(xùn)練和比賽細(xì)節(jié)的把握上。專項化的發(fā)展已成為現(xiàn)代競技體育發(fā)展最為明顯的趨勢。對專項的微觀、內(nèi)在動態(tài)和運動特征進行深入了解已成為教練員重新探尋專項特征的重點。

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