體能訓(xùn)練基本原理的生化分析

余帆

近年來，隨著運(yùn)動(dòng)科學(xué)的迅速發(fā)展，對(duì)體能訓(xùn)練規(guī)律的認(rèn)識(shí)，訓(xùn)練方法，模式不斷創(chuàng)新。體能訓(xùn)練的理論依據(jù)，重點(diǎn)在于有機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的生物適應(yīng)過程，任何一項(xiàng)體能的提高都是有機(jī)體自各系統(tǒng)，器官，肌肉在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激下的適應(yīng)性改變。通過訓(xùn)練，人體機(jī)能和素質(zhì)得到有效提高。因此尋，要把握體能訓(xùn)練的內(nèi)在規(guī)律。在訓(xùn)練過程中，根據(jù)這一原理，有目的的對(duì)機(jī)體進(jìn)行刺激，使有機(jī)體對(duì)負(fù)荷刺激產(chǎn)生良好的應(yīng)答，產(chǎn)生一系列生理上改變。以下，從訓(xùn)練和適應(yīng)性，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與能量消耗的恢復(fù)過程這兩個(gè)方面探索體能訓(xùn)練的基本原理。

1.訓(xùn)練與適應(yīng)性

1.1訓(xùn)練適應(yīng)的本質(zhì)

從生化角度來看，訓(xùn)練適應(yīng)是指不同運(yùn)動(dòng)方式所引起化學(xué)組成發(fā)生適應(yīng)變化的現(xiàn)象。訓(xùn)練適應(yīng)的結(jié)果被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)能力和身體機(jī)能提高的標(biāo)志。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的任務(wù)就是通過合理的訓(xùn)練負(fù)荷打破機(jī)體原有的生物適應(yīng)和平衡，使機(jī)體在新的水平上產(chǎn)生適應(yīng)與平衡，這就是訓(xùn)練適應(yīng)。訓(xùn)練適應(yīng)使反映運(yùn)動(dòng)員機(jī)體在長(zhǎng)期訓(xùn)練和外環(huán)境刺激下所產(chǎn)生的生物學(xué)的內(nèi)態(tài)平衡。這種適應(yīng)能滿足競(jìng)技比賽所需要的各種機(jī)能能力，并按照“刺激-反應(yīng)-適應(yīng)-再刺激-再反應(yīng)-再適應(yīng)”的規(guī)律變化，運(yùn)動(dòng)員通過長(zhǎng)期訓(xùn)練所獲得的生物學(xué)適應(yīng)，即為適應(yīng)比賽和訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)能力。

1.2訓(xùn)練適應(yīng)性變化的生化分析

1.2.1力量訓(xùn)練適應(yīng)性

（1）肌肉力量的生化特點(diǎn)

快肌纖維收縮時(shí)可產(chǎn)生高水平力量，但維持時(shí)間相對(duì)短，慢肌纖維募集比率高時(shí)，只能獲得較低的力量，但維持時(shí)間較長(zhǎng)。肌肉收縮時(shí)表現(xiàn)的力量潛能和最大輸出功率的能量基本上有磷酸原和糖酵解提供。

（2）力量訓(xùn)練的適應(yīng)性變化

力量訓(xùn)練最明顯的效果是肌纖維增粗，肌肉收縮力增大和橫截面增大，兩者存在明顯的增相關(guān)。

1.2.2 速度訓(xùn)練適應(yīng)性

（1）速度素質(zhì)真的生化特點(diǎn)

骨骼肌以快收縮肌纖維為主。磷酸原和糖酵解是主要供能來源，很少有氧代謝供能。供能物質(zhì)為肌肉CP和糖原，肌外能量物質(zhì)基本不起作用。

（2）速度訓(xùn)練的適應(yīng)性變化

磷酸原供能能力增強(qiáng)，糖酵解供能能力增強(qiáng)，快肌纖維選擇性肥大，收縮能力增強(qiáng)。

1.2.3速度耐力訓(xùn)練適應(yīng)性

（1）速度耐力訓(xùn)練的生化特點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)肌肉主要以募集快收縮肌纖維為主，運(yùn)動(dòng)時(shí)能量供應(yīng)以無氧代謝糖酵解為主。

（2）速度耐力訓(xùn)練的適應(yīng)性變化

提高糖酵解關(guān)鍵酶活性，耐酸能力增強(qiáng)，肌糖原恢復(fù)及合成能力提高，改善緩沖乳酸的能力。

1.2.4 耐力訓(xùn)練的適應(yīng)性

（1）耐力訓(xùn)練的生化特點(diǎn)

短時(shí)（2-10分鐘）耐力運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)肌快慢肌纖維募集同時(shí)增多，能量代謝以消耗肌肉內(nèi)CP和糖原為主，無氧代謝和有氧代謝協(xié)同供能。

長(zhǎng)時(shí)耐力運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)肌主要募集慢肌纖維，以有氧代謝供能為主。開始以肌糖原氧化供能起主要作用，當(dāng)超過1小時(shí)以后，脂肪酸氧化代謝逐漸代替糖代謝成為主要供能途徑，同時(shí)，也有一定量的血糖參與供能，血糖呈下降趨勢(shì)。

（2）耐力訓(xùn)練的適應(yīng)性變化

長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)耐力訓(xùn)練能明顯改善呼吸循環(huán)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)機(jī)能，有效提高轉(zhuǎn)運(yùn)氧和利用氧的能力，提高有氧耐力，肌纖維增粗效果不明顯。

在運(yùn)動(dòng)的影響下，人體的化學(xué)和代謝調(diào)節(jié)水平會(huì)發(fā)生適應(yīng)性變化。因此，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練適應(yīng)的生化研究，不但提示了訓(xùn)練效果生物化學(xué)本質(zhì)，而且還能指導(dǎo)選材和機(jī)能評(píng)定。

2.運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與能力消耗的恢復(fù)過程

體能訓(xùn)練的全過程是經(jīng)過對(duì)受訓(xùn)者施加運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，引起機(jī)體功能的改變和生物適應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的，訓(xùn)練中如機(jī)體沒有承受一定的負(fù)荷刺激，便不可能產(chǎn)生新的適應(yīng)現(xiàn)象，同時(shí)，在適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激之后，體內(nèi)被消耗的能源物質(zhì)需要有一個(gè)復(fù)原過程，訓(xùn)練才能持續(xù)不斷進(jìn)行。因此，負(fù)荷與恢復(fù)始終是兩個(gè)緊密相連的訓(xùn)練過程，是決定訓(xùn)練成效的兩個(gè)基本因素。

2.1運(yùn)動(dòng)負(fù)荷

負(fù)荷強(qiáng)度是反映負(fù)荷時(shí)對(duì)有機(jī)體的刺激深度，一般是由密度、難度、質(zhì)量及重量等因素構(gòu)成，如：周期性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的負(fù)荷強(qiáng)度，多次練習(xí)中所完成的時(shí)間、高度、遠(yuǎn)度及重量等來衡量，非周期性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，動(dòng)作難度與完成質(zhì)量則是反映負(fù)荷強(qiáng)度的兩個(gè)重要因素。在訓(xùn)練中，負(fù)荷強(qiáng)度的掌握應(yīng)因人而異，根據(jù)不同訓(xùn)練對(duì)象來合理安排。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常以本人最快速度、最大遠(yuǎn)度、高度以及最高負(fù)荷量的百分比值作為衡量強(qiáng)度大小的指標(biāo)。安排負(fù)荷強(qiáng)度時(shí)，必須遵循超負(fù)荷原則，即刺激必須超過已適應(yīng)的負(fù)荷強(qiáng)度。在原有的負(fù)荷水平基礎(chǔ)上，在可能范圍內(nèi)不斷增加負(fù)荷，已獲得超量恢復(fù)，使機(jī)體產(chǎn)生新的生理適應(yīng)，從而達(dá)到運(yùn)動(dòng)機(jī)能的不斷提高。

德國訓(xùn)練學(xué)博士黑廷格通過實(shí)驗(yàn)指出，發(fā)展力量訓(xùn)練的負(fù)荷強(qiáng)度，如果小于最大力量的30%，其訓(xùn)練效果等于零。只有采用最大力量的30%以上的負(fù)荷強(qiáng)度訓(xùn)練才會(huì)看到增長(zhǎng)的效果，當(dāng)力量得到增長(zhǎng)后，強(qiáng)度指標(biāo)的負(fù)荷值也要隨之改變。應(yīng)保證每一個(gè)負(fù)荷強(qiáng)度都在適應(yīng)前次負(fù)荷的基礎(chǔ)上逐步增長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)機(jī)能才會(huì)得到不斷改善，以獲得新的訓(xùn)練刺激。在實(shí)際訓(xùn)練中，負(fù)荷強(qiáng)度的大小決定了訓(xùn)練效果，因?yàn)樵跈C(jī)體可承受的范圍內(nèi)，刺激強(qiáng)度越大，機(jī)體所產(chǎn)生的變化就越明顯，運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的提高也就越快。

在力量訓(xùn)練時(shí)，采用低次數(shù)，大重量的負(fù)荷強(qiáng)度進(jìn)行訓(xùn)練，主要促進(jìn)肌蛋白的合成和最大神經(jīng)募集能力的增長(zhǎng)，能有效提高最大肌力，若采用能保持一定重復(fù)次數(shù)的中等負(fù)荷刺激，可有效提高肌肉收縮速度。重復(fù)次數(shù)加上輕重量的強(qiáng)度刺激，可提高肌肉，保持長(zhǎng)時(shí)間緊張及抗疲勞能力，達(dá)到發(fā)展力量耐力素質(zhì)的效果。

發(fā)展最快速度的訓(xùn)練強(qiáng)度刺激，并達(dá)到本人比賽強(qiáng)度的80%-100%才可能取得訓(xùn)練效果，非周期項(xiàng)目一般都以最大心率作為負(fù)荷強(qiáng)度的指標(biāo)。眾多學(xué)者的實(shí)驗(yàn)都證明，為使新陳代謝產(chǎn)生適應(yīng)，盡快提高機(jī)體對(duì)酸性代謝產(chǎn)物的補(bǔ)償和忍耐力，訓(xùn)練時(shí)心率必須超過130次/分鐘，由于負(fù)荷強(qiáng)度的刺激與人體的應(yīng)激反應(yīng)是相互聯(lián)系的，我們?cè)谟?xùn)練中一定要保持較高的負(fù)荷強(qiáng)度，才有可能對(duì)人體各大系統(tǒng)達(dá)到更有效的刺激。

由此，體能訓(xùn)練中一般基礎(chǔ)訓(xùn)練和一個(gè)訓(xùn)練周期的初期階段，通常以增加負(fù)荷量，使機(jī)體的適應(yīng)過程逐步實(shí)現(xiàn)。在專項(xiàng)訓(xùn)練和接近比賽期，體能訓(xùn)練則以提高負(fù)荷強(qiáng)度刺激來加深人體的適應(yīng)過程，訓(xùn)練水平越高，訓(xùn)練的負(fù)荷強(qiáng)度越大。在發(fā)展一般耐力、基礎(chǔ)力量等基礎(chǔ)素質(zhì)時(shí)，大多采用大強(qiáng)度，低負(fù)荷的方式，相反，發(fā)展最大力量、爆發(fā)力、速度等專項(xiàng)素質(zhì)的負(fù)荷主要特征是突出刺激強(qiáng)度，所以負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量是構(gòu)成運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的兩大要素，兩者之間相互依存，不可分割，任何量都是包含著強(qiáng)度的因素。而任何強(qiáng)度又都是通過量才可反映出來，整個(gè)訓(xùn)練過程實(shí)際就是通過調(diào)節(jié)變換負(fù)荷量和負(fù)荷強(qiáng)度的各組成因素來合理安排運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，使之提高運(yùn)動(dòng)素質(zhì)。

2.2 能量消耗與恢復(fù)過程

眾所周知，機(jī)體承受負(fù)荷需要消耗相應(yīng)的能量，能量耗盡后必須得到迅速補(bǔ)充，恢復(fù)是人體機(jī)能和能量物質(zhì)由負(fù)荷后的暫時(shí)性下降和減少狀態(tài)回到并超過負(fù)荷前水平的過程，它大致分為三個(gè)階段，即運(yùn)動(dòng)是恢復(fù)運(yùn)動(dòng)，停止后恢復(fù)和超量恢復(fù)。運(yùn)動(dòng)時(shí)恢復(fù)是運(yùn)動(dòng)中隨著能源物質(zhì)的分解就開始合成的過程，運(yùn)動(dòng)停止后的恢復(fù)使消耗過程減慢，恢復(fù)大于消耗，因而能源物質(zhì)和人體機(jī)能可逐步恢復(fù)到原有水平，超量恢復(fù)是運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)過程中，人體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的被消耗的能源物質(zhì)在一段時(shí)間內(nèi)，不僅能恢復(fù)到原有水平，而且還能超過原有水平，由此可見，超量恢復(fù)的形成與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷密切相關(guān)，在一定的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激下，有機(jī)體的消耗過程越激烈，超量恢復(fù)過程也越明顯。如不及時(shí)給予新的負(fù)荷，超量恢復(fù)在保持一段時(shí)間后，又會(huì)回到原有水平。超量恢復(fù)的客觀存在，為訓(xùn)練過程中如何提高機(jī)能、增進(jìn)素質(zhì)以及合理安排運(yùn)動(dòng)負(fù)荷提供了極為重要的生物學(xué)依據(jù)。這一規(guī)律和生物的應(yīng)激適應(yīng)性原理同等重要，也是我們?cè)谟?xùn)練中掌握體能訓(xùn)練的重要理論依據(jù)之一。

可見，在體能訓(xùn)練中，不僅必須掌握人體機(jī)能特點(diǎn)及訓(xùn)練規(guī)律，還應(yīng)遵循訓(xùn)練原則等運(yùn)動(dòng)水平才能穩(wěn)步提高。