糖有氧运动后骨骼肌超量恢复的相关研究

姜燕 殷劲 武俸羽

(1.齐齐哈尔大学体育学院 黑龙江齐齐哈尔 161000; 2.成都体育学院 四川成都 610041;3.哈尔滨冬训中心 黑龙江哈尔滨 150000)

超量恢复理论发展至今已有几十年的历史,关于超量恢复在运动训练中的应用仍需进一步完善,糖酵解供能运动的恢复规律现已有了研究成果,但以糖有氧供能为主的超量恢复理论及应用,至今仍鲜有研究,糖的有氧氧化作为有氧运动的主要供能形式,其超量恢复的研究对运动成绩的提高及运动员机能的恢复,均具有重要意义。因此,本文通过对骨骼肌能源物质的恢复及代谢酶活性的变化,去推断超量恢复规律从而将其应用到有氧训练上,为运动员的训练和比赛提供相关的理论支持。

1 超量恢复理论

1.1 超量恢复理论的提出与发展

超量恢复理论是由前苏联科学家雅科甫列夫发现的,现已成为经典体育理论和训练原则,已在体育科研、竞技训练界中得到了认可,对训练和比赛的指导起到了重要作用。

超量恢复是指运动消耗掉的能源物质及其所降低的各器官系统机能在运动后恢复期内不仅恢复到原来水平,还会超过原来的水平。这也指当机体承受了超过了原有的运动负荷后,达到的适应性恢复水平与原有恢复水平之差。[1]

超量恢复理论也被认为是训练负荷刺激超出了打破机体已经形成的内环境平衡,物质能量的贮备超过原来的水平,从而提高机体的工作能力,建立了新的平衡。[2]

1.2 超量恢复的规律

(1)在一定范围内,能源物质消耗越多,机体恢复潜力越大,超量恢复效果就越明显,故训练应采取较大的负荷量,但不宜过大。

(2)超量恢复不可能持续太长时间,为了使超量恢复进一步提高,就必须要重复训练,并进行小周期的训练。[3]

(3)在训练后的超量期内安排下一次重复性训练,才能不断提高运动能力,使机能水平呈持续上升的趋势。

(4)在训练过程中,休息期和训练期同样重要,应该把运动计划和机体恢复的方式统一起来进行合理安排,以达到最佳效果。[4]

根据以上超量恢复理论的特点,训练时应该合理安排训练周期,调整训练强度,进而促进超量恢复。

2 糖有氧运动的代谢特征

2.1 糖有氧代谢的生理特点

糖的有氧代谢,即以糖质为供能底物,在氧气的参与下彻底分解生成ATP的过程。三大能源物质在氧化供能时,一分子葡萄糖彻底氧化成二氧化碳和水,可生成38分子ATP,而同一分子的脂肪甘油,氧化分解只能合成22分子ATP。故糖原的氧化供能能力最强,生成ATP的数量最多,因此有氧氧化过程中对能源底物的利用率最高。

2.2 运动时糖有氧代谢的特点

机体进行耐力运动时,运动3分钟时供能系统从糖酵解转向了有氧供能为主的方式,先将糖原分解的丙酮酸,经三羧酸循环,彻底氧化成二氧化碳和水并生成大量ATP为机体供能,运动持续30min之后,当糖原逐渐被耗尽,脂肪和蛋白质才开始依次分解。

相比其他能源物质,糖质供能的利用率最高,且过程中不产生乳酸等代谢产物,故糖原被称为有氧氧化系统主要能量物质的来源。因此,糖有氧代谢是以消耗糖原氧化供能为主的能量代谢系统。

3 糖有氧运动后机体指标的变化与恢复

有氧训练使骨骼肌产生的变化,主要体现在骨骼肌能源物质、有氧代谢酶活性的变化等方面。

3.1 糖有氧运动与骨骼肌糖原

糖有氧运动中的供能底物主要为糖原,出现超量恢复的必要条件首先就是能源物质的恢复,并且能量的消耗也是运动疲劳产生的原因之一,所以运动后恢复过程中糖原含量的变化决定了能否出现超量恢复。

实验证明长时间耐力运动时糖原供能可达95%左右,故糖原是维持机体工作的重要能源,充足的糖原储备是耐力训练的基础。有关研究显示:训练持续第二十周时,有氧训练组的肌糖原含量显著增加,且训练时间越长肌糖原增加得越明显。[6]耐力训练会消耗体内大量的能量物质,故每次训练后肌糖原的含量都会明显下降,经过一段耐力训练的实验组其肌糖原的水平高于对照组;说明耐力训练能促进体内能源物质的合成,使机体对训练产生适应性变化。因此,耐力训练能增加机体的能源储量,提高骨骼肌的抗疲劳能力,[7]从而促进超量恢复。

3.2 糖有氧运动对骨骼肌有氧代谢酶活性的影响

3.2.1 骨骼肌中琥珀酸脱氢酶的变化

琥珀酸脱氢酶(SDH)是有氧氧化系统中重要的有氧代谢酶。琥珀酸脱氢酶存在于所有需氧细胞的线粒体中,在三梭酸循环过程中起到重要作用的限速酶,琥珀酸脱氢酶作为评定运动员有氧代谢能力的常用指标,以反映运动训练对机体的有氧氧化能力产生的影响。有研究结果表明,长跑运动员训练后骨骼肌中琥珀酸脱氢酶活性明显高于非耐力训练运动员,间歇重复训练可使SDH活性增高27.5%,耐力训练可以显著提高SDH活性,而力量训练和短时间速度训练却不能。[8]通过长时间的有氧耐力训练,可提高骨骼肌细胞的有氧代谢酶的活性和氧化磷酸化能力,从而增强机体的抗疲劳能力。

3.2.2 肌酸激酶活性的变化

肌酸激酶(CK)主要存在于骨骼肌和心肌,是骨骼肌细胞能量代谢的主要催化酶,并且在肌肉收缩与ATP再合成过程中起重要作用。

肌酸激酶是评价运动员的训练强度和运动时间的指标,CK活性升高的幅度与运动量的大小成正比,尤其当训练的强度增大会使CK上升得更明显,很多研究表明,剧烈运动后往往CK活性会明显升高,这种活性的升高可能与骨骼肌组织的微细损伤有关;定量负荷运动后,训练水平高的运动员肌酸激酶活性上升幅度小于训练水平低的运动员,恢复得也较快,[9]因此CK活性的变化也可作为评定机体恢复能力和骨骼肌微细结构损伤及其适应的重要生化指标。

3.2.3 超氧化物歧化酶的变化

超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内重要的抗氧化酶,是需氧生物体内清除自由基的首要物质。

运动时可使体内自由基生成增加,大量自由基可使细胞和组织损伤,堆积的自由基是产生运动性疲劳的重要原因,超氧化物歧化酶是专一对抗体内自由基的酶,以消除自由基氧化体内的某些组成成分而造成的机体损害,所以SOD的补充有助于降低氧化的速度,可减慢细胞衰老与疲劳。

有关研究证明运动后即刻机体内SOD活性降低,在恢复过程中其活性逐渐恢复正常值甚至高于运动前水平,可见运动后机体组织中SOD酶活性的高低可以反映机体的疲劳恢复程度,并有研究发现一段时间的耐力训练可提高SOD酶的活性,所以有氧运动可提高SOD的活性进而增强机体的恢复能力。

4 小结与展望

综上所述,糖有氧供能运动后,外周疲劳在物质代谢上主要靠肌糖原的恢复;而机体能量代谢的恢复则体现在有氧代谢酶的变化上。

有氧训练的适应会使骨骼肌糖原与有氧代谢酶出现超量代偿,表现在肌糖原储备量增加,骨骼肌细胞内SDH、SOD酶活性的提高,利于增强骨骼肌的耐疲劳性,提高有氧代谢潜能,促进机体的超量恢复。

可见糖有氧运动能使骨骼肌产生适应性变化,再次证明了超量恢复理论适用于有氧训练,应该将其运用到实践中去,合理地安排训练周期,产生超量恢复叠加的效果,以增强运动员的身体机能和训练成绩。

[1]王瑞元.运动生理学[M].人民体育出版社,2002:323.

[2]殷劲.糖酵解供能运动“超量恢复区间”的研究[J].成都体育学院学报,2007,4.

[3]张蕴琨.运动生物化学[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]冯炜权.运动后恢复过程规律的生化研究进展[J].沈阳体育学院学报，2004,1(23).

[5]姜燕.糖有氧供能条件下不同训练周期的游泳训练后骨骼肌恢复规律的研究[J].成都体育学院,2012.

[6]熊茂湘.运动训练中运用超量恢复理论的再思考[J].体育科学,2002,22(2).

[7]叶宇阳.“超量恢复”理论的运动训练[J].体育科技,1998(19).

[8]骆建.对运动训练中的超量恢复现象与超量恢复原理的审视[J].中国体育科技,2001,37(6).

[9]童涛.有氧耐力训练对不同周龄小鼠骨骼肌代谢酶活性的影响[J].武汉体育学院硕士学位论文,2007.

[10]熊茂湘.运动训练中运用超量恢复理论的再思考[J].体育科学,2002,22(2).

[11]朱晗,曾凡星.运动对大鼠骨骼肌形态和代谢机能的影响[J].西安体育学院学报,2005,3(22).