运动生物化学对体育教练员的重要性

●广州体育学院 林文弢

运动生物化学对体育教练员的重要性

●广州体育学院 林文弢

林文弢，广州体育学院运动生物化学教授、科研处处长，享受国务院特殊津贴专家，上海体育学院博士生导师，运动生物化学广东省重点教学实验室主任，国家级精品课程运动生物化学负责人，国家特色专业建设点运动人体科学专业带头人，中国运动医学专业委员会常委，全国运动生理生化专业委员会常委，全国运动人体科学专业委员会副主任委员。

林教授长年负责广东省游泳、羽毛球、田径等优秀运动队的科研保障及攻关工作。 2009年荣获“北京奥运科研服务一等奖”。从2014年起，本刊设立“运动生化监控”专栏，邀请林教授及其团队成员就运动员身体机能、运动负荷评定等的最新研究成果展开论述，以飨广大读者。

随着2008年北京奥运会我国金牌“大丰收”，科技奥运不再是一句口号，已融入广大教练员和运动员的“血液”中。可以说，奥运会的每一枚金牌，不仅凝聚着运动员的辛勤汗水，也凝聚着教练员的心血和科研人员的研究成果。在运动训练中，运动生物化学越来越显示其前所未有的应用价值和潜力。运动选材、训练计划的制订与修改、负荷强度和量的客观评定、运动性疲劳的诊断与预防、运动员的合理营养等，都与运动生物化学密切相关。可见，运动生物化学已成为运动训练中必不可少的基础知识，也是体育教练员必须熟练掌握的一门重要学科。

一、科学训练与运动生物化学

人体由水、糖、脂肪、蛋白质、维生素、核酸、矿物质等组成。不同的人，其组成比例不同；不同的生命阶段，各物质的组成比例也不同。如刚出生的婴儿，水分含量较多，故其皮肤呈现水灵灵的状态；而成年人水分含量较少，皮肤质量较婴儿差，且年纪越大皱纹越多；青春发育期的少年性激素分泌增多，故肌肉发达。研究人体生长、发育、衰老、死亡过程中水、糖、蛋白质、脂肪等的变化及其规律的学科，就是生物化学。

人体从安静状态进入运动状态，身体的组成成分会发生相应变化。运动时，肌肉不断收缩、舒张，需要大量的能量。肌肉收缩的最直接且唯一的能量来源是三磷酸腺苷（ATP），由于ATP含量很少，只能供给0.5～0.8 s最大强度的运动，所以，只能靠磷酸肌酸（CP）的转化和糖、蛋白质、脂肪等的氧化分解生成能量。人体内的维生素、酶、微量元素等也参与物质代谢，当进行100 m跑时，ATP-CP被大量动员，糖也参与无氧代谢辅助供能。研究运动时人体化学组成的变化及其规律，特别是能量代谢规律的学科，就是运动生物化学。

不同运动，由于项目特点、强度、运动量不同，人体的物质代谢和能量代谢也不同。通过运动生物化学的原理，可了解训练的本质和原理。教练员作为运动训练的主导者和实施者，可运用运动生物化学的原理科学指导运动训练，最大限度地挖掘运动员的潜力，提高运动成绩。

接受运动刺激后，人体状态从平衡转为不平衡；运动停止后，机体经过恢复又达到平衡状态。“平衡—不平衡—平衡”，如此反复，人体的运动能力得到不断提高。科学的运动训练效果取决于外部刺激的强度与量。如果运动强度、量过大，超过运动员的身体承受能力，极易导致过度疲劳，甚至产生运动损伤和疾病；如果运动强度、量太小，对人体刺激不够，机体达不到应有的不平衡状态，也很难达到理想的训练效果。从运动生物化学角度分析，运动时能量代谢需要的反应底物如糖、脂肪、蛋白质等会发生变化，代谢过程中也有很多中间产物、终产物，通过身体循环系统运输到血液、尿液和汗液中。通过分析运动后的血液、尿液和汗液，就能了解运动时人体化学组成发生的变化，从而科学指导运动训练。

二、运动生物化学对体育教练员的作用

优秀运动员的运动成绩往往是科学训练的结果。在中国竞技体育“金字塔”模式下，位于最底层的是青少年运动员群体。这个群体的运动能力、发展潜力，决定我国竞技体育的未来。在基层运动员培训体系中，教练员位于绝对主导地位。教练员科学的训练手段、管理方法，既能提高运动员的运动成绩，又能保证青少年运动员身体健康，促进我国竞技体育的可持续发展。当前，多数运动队科研人员只有运动生物化学知识，没有运动经历，无法联系运动实际对训练效果、运动负荷、运动员身体机能及营养状况进行评估。因此，若熟知项目规律的教练员具备运动生物化学专业知识，对其科学训练无异于锦上添花。

1. 科学选材的“指南针”

在运动员选材工作中，基层教练员的作用不可或缺。以往基层选材，一般是教练员先根据经验进行广泛筛选，再通过观察、集训、测试或模拟比赛等进行选拔。随着运动生物化学专业的发展，运动选材已进入科学化阶段。教练员可运用运动生物化学知识，客观地从基因、身体形态、生化指标、身体机能等方面进行综合评估，将有潜力、有运动天赋的人才选拔出来，对日后的运动训练、比赛也有促进作用。

2. 有助于科学制订训练计划

由于运动项目的特点不同，人体的物质代谢和能量代谢特点也不同。根据项目供能特点选择合理的训练方法，是提高运动员运动能力的关键。短时间、大强度运动时（100 m跑、50 m游泳、举重、柔道、摔跤等项目），能量主要来自磷酸原供能系统，所以，在提高运动员的速度、力量素质时，首先应发展磷酸原供能系统的供能能力。无氧耐力素质取决于糖无氧酵解能力，由于磷酸原代谢系统时间短，故无氧耐力的基础是糖无氧酵解供能能力。因此，要提高无氧耐力，必须发展糖无氧酵解系统的供能能力，如200 m跑、400 m跑、100 m游泳等项目。马拉松跑等有氧耐力项目，运动员的能力取决于其有氧代谢能力，可通过运动训练改善其糖、蛋白质、脂肪的有氧代谢协同能力。

因此，教练员应根据项目供能特点，制定合理的训练计划，提高对应供能系统的供能能力。如采用无氧—低乳酸训练法可发展磷酸原供能系统的供能能力；采用最大乳酸间歇法、乳酸耐受力训练法，可提高糖无氧酵解供能系统的供能能力；采用乳酸阈强度训练法、有氧代谢的间歇训练法等，可提高有氧代谢能力。

3. 科学评定训练负荷强度及负荷量

“三从一大”是运动训练指导方针，但长期大运动量训练，运动员容易产生运动性疲劳；而运动性疲劳有一定潜伏期，很难用一般方法进行评定。潜伏期机体的某些化学物质会发生变化，导致运动员免疫水平和激素水平下降等，因此，可通过生化指标测试，评定运动员是否处于疲劳状态。教练员运用生物化学知识，结合自身经验，就能很快诊断出运动员是否处于运动性疲劳阶段。随后根据情况调整训练计划，避免因疲劳累积而出现伤病。如采用血乳酸、尿蛋白、血清肌酸激酶等生化指标评定运动负荷强度；采用血尿素、血红蛋白、血睾酮和尿胆原等指标评定负荷量。这些指标的评定简单易行，教练员完全有能力根据测试结果，适当调整训练计划。

4. 为评定训练效果提供依据

教练员往往根据运动员的身体素质测试和运动成绩，评定一段时期的训练效果；然而，运动成绩受很多因素影响，故上述方法不能客观、真实地反映其运动水平。运动生物化学从分子水平分析人体对运动的适应性反应，故采用生化指标评定训练效果更为客观、有效。如尿肌酐系数能评定磷酸原供能系统供能能力，通过一段时期的训练后，可根据此指标评定运动员磷酸原供能能力是否提高。

此外，教练员可运用生物化学知识实时监控运动员的机能状况和营养状态。大负荷的运动训练导致身体出现“不平衡”状态，糖、蛋白质、脂肪等营养物质被大量消耗，通过相关生化指标可了解运动员机体的营养水平，在训练中与训练后及时进行营养补充，帮助其恢复体能，减轻运动性疲劳的程度。

三、小 结

自“奥运争光计划”实施以来，运动成绩几乎成为评定运动员的唯一标准，教练员的执教艺术显得尤为重要。竞技体育的国际化和可持续性，要求教练员对运动员的运动生涯负责，因此，教练员的转型势在必行。具备运动生物化学专业知识的教练员，能更好地完成基层选材工作，制订完善的训练计划，科学评定训练效果，实时监控训练强度和训练量，综合评定运动员的机能水平和营养状况。然而，要完成这样的转变，需要一套完善的运动生物化学基础知识培养体系，需要教练员真正意识到运动生物化学等相关专业知识的重要性，在训练中自觉运用运动生物化学的理论和手段，为我国竞技体育的可持续发展作出贡献。