不同短跑运动项目的能量供应特点分析及训练策略

李 锋

（广西民族师范学院 体育与健康教育系，广西 崇左 532200）

体育学研究

不同短跑运动项目的能量供应特点分析及训练策略

李 锋

（广西民族师范学院 体育与健康教育系，广西 崇左 532200）

短跑包括100 m、200 m、400 m，它们的距离不同，运动强度和时间亦不相同，运动时，能量供应的形式各有特点；根据能量供应方式的特点，采取相应的训练方法和辅助措施来提高该项目的供能能力是提高该项目运动成绩的重要方法。通过分析短跑项目的供能特点，提出相应的训练策略。

短跑；能量供应；训练方法；运动成绩

短跑比赛项目主要包括100 m、200 m和400 m三项，其特点是距离短、速度快、强度大。短跑成绩的好坏取决于工作肌群的收缩力量、收缩速度及速度耐力等方面的能力，而肌群的收缩能力又取决于肌肉的供能能力；肌肉供能能力则取决于肌纤维的类型、能源含量、肌纤维内部结构、神经系统灵活性及供能系统特征等众多方面。肌肉的能量供应是其中的一个重要方面。由于各项目的距离不同，运动强度和持续时间亦不相同，因此运动时所需的能量供应形式也不相同。按照能量连续统一体理论，100 m项目以磷酸原系统（ATP-CP）为主供能，200 m、400 m以磷酸原系统和乳酸能系统混合供能[1]。因此，为有效提高运动成绩，在训练过程中应采取着重发展以主要供能系统为主的训练形式。

1 短跑项目的运动单位募集特征

100 m、200 m和400 m均属于短时间速度型运动项目，工作中主要以募集快运动单位为主进行收缩，故肌肉组成中快肌纤维所占肌纤维类型百分比和收缩机能是影响速度素质的主要因素。当前理论认为，快肌纤维可以通过训练提高其收缩力量、收缩速度，却不能增加其数量[2]。通过长期有效的训练，提高神经的快速反应能力、大α神经元的支配与传导能力以及神经肌肉接点的信息传递能力是提高速度素质的生理基础。通过速度素质训练也可以提高快肌纤维的直径、肌纤维内部结构及无氧代谢酶类活性等，从而提高快肌纤维的收缩力量和速度。另外，通过速度素质训练，增加工作时快运动单位的募集百分比也是提高运动成绩的重要方面。据研究显示，优秀的运动员，在运动时肌纤维的募集比例可以高达90%以上[3]。

2 不同短跑运动项目能量供应特点

100 m、200 m、400 m虽都属于速度型项目，但因运动时间有较大差异（分别多出一倍时间以上），从能量供应系统特点角度看，其供能系统的组成有较大差别。

2.1 100 m项目的供能特点

男子优秀短跑运动员的100 m成绩约在10～11 s之间，目前世界纪录为博尔特保持的9.69 s。根据能量供应系统组成及项目特征，100 m供能以磷酸原系统为主，乳酸能系统供能为辅，100 m项目强度之高对能量供应效率要求极高，有氧氧化系统在供能系统中所占比例几乎可以忽略不计。根据Margaria计算，人体高能磷酸化合物含量为23～25 mmol/kg湿肌重，其中ATP含量约为4～5 mmol/kg湿肌重，CP含量约为18～20 mmol/kg湿肌重，该系统最大供能速率为56 J/kg.s，以最大功率输出强度运动供能持续时间仅能维持6～8 s左右[4]。

2.2 200 m项目的供能特点

世界优秀男子短跑运动员的200 m成绩约为20～22 s之间，当前世界纪录创造者博尔特的成绩是19.19 s。根据能量统一体理论，200 m各能量系统所占比例为，ATP-CP和LA（乳酸能系统）占98%，LA和有氧系统占2%[1]。可见，磷酸原系统和乳酸能系统在200 m项目中供能比例相当，整个过程中，若磷酸原系统提供8 s的能量供应，其余12 s为乳酸能系统供能。乳酸能系统是糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中再合成ATP的能量系统，即糖酵解。人体骨骼肌中肌糖原含量约为50～90 mmol/kg湿肌重，据此计算的乳酸能系统供能的最大容量约为962 J/kg体重，其最大供能速率为29.3 J/kg.s，供能持续时间为33 s左右。在20 s以内的高强度运动，主要由ATP-CP系统供能；在30-60 s之间大强度运动时，糖酵解供能是主要的；而有氧代谢供能和运动时间成正比。因此，200 m项目仍需着重发展磷酸元系统供能能力，增加CP储备，增加磷酸原系统供能、同时降低糖酵解供能比例是提高200 m运动成绩的关键。

2.3 400 m项目的供能特点

世界优秀的400 m短跑运动员的成绩能达到45 s以内，当前世界纪录保持者迈克尔·约翰逊的成绩是43.18 s。根据能量统一体理论，400 m各能量系统所占比例为，ATP-CP和LA占80%，LA和有氧系统占15%，有氧系统占5%[1]。以400 m成绩为45 s成绩为例，磷酸原系统以最大输出功率供能维持8 s，乳酸能系统最大输出功率供能维持33 s，其余4 s为有氧供能，可见，在400 m整个运动过程，糖酵解供能占主要地位。因此，400 m运动时维持糖酵解最大输出功率以及提高机体的乳酸耐受能力是提高400 m运动成绩的关键。

3 不同短跑运动项目训练策略

运动训练能够提高运动成绩的生理学原理在于生物体对刺激的应激性和适应性，长期的运动训练使机体各器官系统的形态、结构、生理机能以及生物化学等方面发生一系列适应性改变。通过以上分析，按照强化供能系统的原则，不同短跑运动的训练方法应有所不同。但目的都是要提高肌纤维能量供应效率，涉及增加机体能源贮备（即糖原）、提高ATP酶、CK及无氧代谢酶类活性、改善肌纤维内部结构、提高支配神经的快速反应能力及增强机体最大乳酸耐受能力等方面。这些方面，除专门的训练方法外，通过营养、物理调节等措施亦可提升相关素质。

3.1 100 m项目训练方法及辅助措施

根据100 m的供能特点，训练目的是提高ATP-CP系统的供能能力，在训练中必须使ATP、CP达到最大的消耗，且不过多地动用糖酵解供能，使血乳酸基本维持在安静或较低水平，即“无氧-低乳酸训练”。可采用重复训练法，如采取10 s以内的短距离反复疾跑来发展ATP-CP系统，要求训练强度应达到本人最大强度的95%以上，训练重复次数不宜过多，否则会降低训练强度使供能系统发生改变，且在重复训练中应保证足够的间歇时间，使ATP得以再合成，这样才能有效地利用磷酸原提供能量，从而提高肌肉中ATP和CP的储备量及其代谢能力。

神经系统灵活性是实现高频率动作的重要因素，可采用变换各种信号让运动员迅速做出反应，采用牵引跑、下坡跑和顺风跑等练习提高动作频率以提高神经系统的灵活性。增加机体CP贮备是提高磷酸原系统供能的关键，可以在运动前、后补充肌酸，运动前补充肌酸使肌肉内磷酸肌酸含量增加，有利于运动成绩的提高；运动后补充肌酸，有助于恢复期磷酸肌酸的再合成增加储备[5]。另外，腿部力量对增加步长十分重要，在训练中可采用大负荷负重训练和一些超等长练习，如多级跳、连续单腿跳、屈腿跳等。

3.2 200 m项目训练方法及辅助措施

根据200 m跑的供能特点，训练应着重发展ATP-CP系统的供能能力，提高ATP-CP系统在整体供能中所占比例，同时亦应提高200 m跑运动员无氧糖酵解供能能力，糖酵解供能占200 m全程供能约60%左右，为最后冲刺提供能力支持和保障。乳酸能系统的训练主要是提高肌肉内糖原无氧酵解的能力，缓冲乳酸的能力和机体耐受乳酸的能力。200 m-400 m之间的运动距离缺氧最严重，而且随着距离的增加氧债就越高，特别到400 m时，氧债为8 119 ml[6]。所以通过改善技术符合力学特点、提高肢体的协调能力和合理有序的节奏，能够最大限度的利用无氧糖酵解释放的能量，降低乳酸供能系统的消耗率，延长乳酸供能的使用时间。200 m训练涉及到两个供能系统的平衡提高，采用100 m最大速度训练提高磷酸原系统供能能力，采用250 m训练提高糖酵解供能及机体乳酸耐受力是常用的方法。100 m的其他辅助训练措施同时适应200 m。

3.3 400 m项目训练方法和辅助措施

400 m属于典型的无氧耐力项目，以糖酵解供能为主。无氧耐力的高低主要取决于肌肉内糖元氧酵解供能能力、缓冲乳酸的能力以及脑细胞对血液PH值变化的耐受能力[7]。肌肉无氧酵解能力主要取决于肌糖原含量和无氧酵解酶的活性，研究表明，大强度训练后的高糖饮食有利于糖原贮备的增加[8]。缓冲乳酸的能力和提高机体对血液PH值变化的耐受力主要采用最大乳酸训练和耐乳酸能力训练的方法。血乳酸在12～20 mmol/L是最大无氧代谢训练敏感区，采用1 min大强度、间歇4 min的重复多次的间歇训练可以使身体获得最大乳酸刺激，是提高最大乳酸能力和发展糖酵解供能水平的有效训练方法。最大乳酸训练亦是耐乳酸能力的训练方法，一般采用1～1.5 min的90%以上强度运动，4～5 min休息的多次重复训练。另外，采取缺氧训练可以通过造成体内缺氧提高无氧耐力如在高原环境或利用低氧口罩、低氧仓等进行训练。

4 结论

通过以上分析可见，100 m、200 m、400 m的供能系统组成有较大差别，以能量供应系统适应训练的方法应各具针对性。100 m以以磷酸原系统为主，训练中应使ATP、CP达到最大的消耗，运动后尽可能的增加机体CP贮备；200 m以ATP-CP和LA供能为主，且比例相当，训练中应着重发展ATP-CP系统的供能能力，提高ATP-CP系统在整体供能中所占比例，同时亦应提高200 m跑运动员无氧糖酵解供能能力，为最后冲刺提供支持和保障；400 m运动糖酵解供能占主要地位，在训练中应着重发展乳酸能系统供能和机体对乳酸的耐受能力。

[1] Mathews D K, Fox E L. The physiological basis of physical education and athletics. Philadelphia (PA)∶ W. B. Saunders, 1971.

[2] 田野,洛建.运动与骨骼肌机能研究进展[J].北京体育大学学报,1999,22(4)∶52-57.

[3] 王瑞元,苏全生.运动生理学[M].北京∶人民体育出版社, 2012∶335-336.

[4] Fox EL, Robinson S, and Wiegman DL. Metabolic energy sources during continuous and interval running. Journal of Applied Physiology, 1969, 27(2)∶ 174-178.

[5] Green A L, Hultman E, Macdonald I A, et al. Carbohydrate ingestion augments skeletal muscle creatine accumulation during creatine supplementation in humans. Am J Phvslol 1996∶ 271(5 Pt I)∶ ER21-6.

[6] 万文君.速度耐力跑运动员乳酸耐受训练的理论与实践[J].西安体育学院学报,2002,19(1)∶51-53.

[7] 邓树勋,等.运动生理学[M].北京∶高等教育出版社,2005(7)∶208-209.

[8] 刘小杰,石磊,熊正英.补糖与运动后糖原合成[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1999,27(2)∶89-93.

（责任编辑、校对：孙海祥）

Studies of Characteristics of Energy Supply and Training Strategies for Different Sprints

LI Feng

(Department of Sports and Health Education, Guangxi Minorities Normal College, Chongzuo 532200, China)

The sprints consist of 100 m, 200 m and 400 m. The forms of energy supply present various characteristics due to the different distances, intensities and time in sprints. Based on the characteristics of the energy supply, taking corresponding training methods and auxiliary measures to improve the ability of the project power is an important way to enhance its performance. The paper puts forward some training strategies by analyzing the characteristics of the energy supply in the sprints.

sprints; energy supply; training method; sport achievement

G804.2

A

1009-9115(2015)02-0072-03

10.3969/j.issn.1009-9115.2015.02.022

广西民族师范学院教育教学研究项目（JGYB201335）

2014-08-28

李锋（1978-），男，黑龙江望奎人，博士研究生，讲师，研究方向为运动生理学。