长距离跑体能特征及其耐力素质研究进展

张小航(首都经济贸易大学 北京 100070)

长距离跑体能特征及其耐力素质研究进展

张小航(首都经济贸易大学 北京 100070)

运动员所具备的体能尤其是耐力素质是长距离跑项目的取胜关键，也是当今长距离跑训练中的关键要素。通过查阅国内外有关文献，对长距离跑运动员的形态、机能以及运动素质进行了深入的分析，同时，有关耐力素质影响因素的研究进展为提高耐力素质提供了新的思路。本文旨在深入探讨长距离跑运动员的体能特征尤其是耐力素质这一问题，使训练手段更加符合专项特点及运动员的训练水平，并调节好其它因素，使训练更加科学化。

长距离跑 体能特征 耐力素质

1、长距离跑的体能特征

1.1、长距离跑运动员形态特征

长距离跑运动员的身高、体重和克托莱指数随竞赛距离的增加而趋于递减。长跑和超长跑运动员的身高是本项群中最矮的，而且长跑和超长跑运动员的身高基本没有差异，但是不同性别运动员的身高却存在微小区别。如女子马拉松运动员的身高最矮，平均身高在1．60－1．62m，而男子则是10000m运动员的身高最矮，平均身高在1．72－1．74m。根据邢文华、田兆钟、阚福林等人的测试数据分析，田径耐力性项目男子运动员的胸围/身高指数稍大于女子，但男、女运动员在这两项的指数仍然小于田径其他项目运动员，显示出长距离跑运动员不仅身材相对矮小，而且还表现出胸围相对较小、四肢相对较短的形态特征。从躯干上下端的肩、髂、髋的围度比例来看，该项群运动员具有瘦、窄的躯干特征。该项群运动员还普遍具有跟腱相对较短的特征，这可能与该项群运动员需要长时间持续运动，而不需较强的爆发力有关。

1.2、长距离跑运动员机能特征

优秀长跑运动员的心肺系统在形态、结构、机能等诸多方面都发生了良好的适应性变化，具体表现在安静时脉搏徐缓，每搏心输出量增大，以左心室腔扩大为主的运动性心脏肥大以及循环机能调节能力明显改善等。研究表明，长距离跑项目运动员的心肺系统特征明显不同于田径其他项目。运动中的心率随着运动距离的增加而减少。运动员的心率一般在160－180次/分，收缩压在160毫米汞柱（mmHg）左右，每搏心输出量在120ml左右，每分心输出量达25－30L/min。呼吸频率和肺通气量也有较大区别。

长距离跑项目对运动员中枢神经系统的稳定性和协调性要求较高。运动员需要在较长时间内保持神经兴奋和抑制的节律转换能力。不同运动中枢间交互神经支配和交互神经抑制的产生，以及大脑皮层与皮层下中枢间良好的诱导关系，使中枢神经系统具有良好的机能协调能力，并控制参与工作的运动单位轮流工作，以达到最大限度的能量节省化。

长距离跑的能量代谢涉及到了酵解能系统和有氧供能系统，且以有氧供能系统为主。长距离跑运动所需的能量有80%以上是靠有氧代谢体统提供的，大约5%－15%的能源来自于无氧糖酵解系统，无氧代谢提供的能量仅占5%以下。10000m和马拉松的能量代谢供应特点则明显地表现出随着比赛距离的延长，单纯的有氧代谢供能比例不断增加（由30%上升到50%），无氧代谢和混合供能的比例明显下降（由20%下降到5%），呈现出以有氧代谢供能为主，混合代谢供能为辅，无氧代谢供能适时辅之的能量供应特点。

1.3、长距离跑运动素质特征

运动素质在长距离跑项目竞技能力中占有重要地位，尤其体现在速度、耐力和力量素质。基于该项目比赛结果都是根据运动员在固定距离内所花费的时间多少确定的，所以运动员在固定距离内以尽可能高的平均速度完成比赛距离是该项群的共同特征。

1.3.1、速度素质的结构特点

长距离跑的速度并不是指单纯的某一种速度，而应包括三种互相独立，又相互联系的速度，即绝对速度、速度耐力、高乳酸状态下的速度，三种速度缺一不可。对长距离跑运动员来说，专项速度就是指速度耐力，它是运动员在最大程度上发挥和保持速度的能力。应该说，速度耐力是长距离跑的灵魂，制约着中长跑成绩的提高。绝对速度是速度耐力的基础，一切训练都应围绕着发展运动员的速度耐力来进行。另外，在发展速度耐力时所采用的距离应是短段落的多于长段落的。高乳酸状态下的速度主要体现在冲刺的速度上，它的好坏也已经成为比赛获胜不可缺少的因素。速度耐力的发展应在机体内乳酸大量积累的条件下进行，提高运动员在高乳酸状态下的工作能力。

1.3.2、耐力素质的结构特点

长距离跑运动员的耐力素质根据训练内容结构被划分为恢复性耐力、基础性耐力、专项耐力三部分。依据多年从事中长跑训练的经验和理论积累对中长跑项目的竞技能力结构概括成了“赛车模型”，对专项能力结构的特征以及各种运动素质之间的关系进行了阐述。该模型的核心理念是突出了在传统的耐力训练基础上更加注重发展力量耐力和速度力量耐力，也是目前提高中距离跑成绩的训练突破口。力量耐力训练层次结构被划分为最大力量耐力、快速力量耐力、有氧力量耐力，提出循环练习法的使用以及柔韧性、灵活性的综合运用。

1.3.3、力量素质的结构特点

长距离跑运动的力量素质训练主要是相对力量训练和力量耐力训练。长距离跑项目的比赛距离差异极大，不同主项所需要的力量性质也各有侧重。运动距离越短，肌肉用力次数越少，每次用力强度则越大。相反，距离越长，肌肉用力次数越少，每次用力强度则越小，对肌肉力量耐力要求也越高。对10000米和马拉松跑运动员来说，由于肌肉用力时间和用力次数相对较多，运动员必须相应地侧重发展相对力量和力量耐力，尤其是发展下肢股后伸肌群的力量耐力。

2、耐力素质概述

耐力素质是指机体在一定时间内保持特定强度负荷或动作质量的能力。“一定时间”是指不同专项对运动时间的规定性。保持特定运动强度或动作质量是耐力水平的体现。耐力水平的提高表现为更长时间保持特定强度或动作质量，或在一定时间内承受更高强度的能力。运动员要在竞赛全过程保持特定的运动强度，或动作质量，就必须具备良好的耐力素质。

耐力素质取决于运动员有氧代谢的能力、体内能源物质的储存、支撑运动器官承受长时间工作的能力，以及运动员的心理控制和对疲劳的耐受程度四个方面。提高运动员的摄氧、输氧及用氧能力，保持运动员体内适宜的糖元的储存量，提高肌肉、关节、韧带等支撑运动器官对长时间负荷的承受能力，加强运动员心理调节控制的能力，改进运动员在疲劳状态下动员机体潜力、持续工作的自我激励能力，是发展运动员耐力素质的重要途径。长时间的单一练习，如跑步、游泳、骑自行车等，既能发展机体有氧代谢的能力，又能发展进行该项运动主要工作肌群及关节、韧带的工作耐力；而长时间变换内容的练习，则减轻局部运动装置的工作负荷，着重培养运动员有氧代谢的能力。

3、耐力素质有关影响因素的研究进展

3.1、最大摄氧量速度的研究进展

1923年，Hill和Lupton发现：跑速超过256m/min时运动员摄氧量达到最大值，若超过这一速度，则需氧量增加，而吸氧量不再增加。Volkov等称这一速度为“临界速度”(critical velociity)，并把运动个体能维持此速度的最长时间作为最大有氧能力的一种评价指标。1984年，Daniels等提出了“Velocity associated with VO2max”(vVO2max，最大摄氧量速度)的概念，并认为这是一个整合了VO2max和RE(running economy，跑步效率)等参数的有效的有氧运动指标。

3.1.1、最大摄氧量速度的意义

vVO2max可在一定程度上反映运动者成绩。众多实验表明，vVO2max(或MAS)与高中女子5000m越野赛、男子1500m、3000m和5000m、男女1500m、10000m公路赛和21．1公里公路赛等成绩都有相关性。Takayoshi认为MAS可以用来预测运动员3000m跑的速度。Billat和Koralsztein认为一个VO2max为71mL·kg-1·min-1的运动员对应的MAS和Vmax分别为20km·h-1和21km·h-1。Daniels等认为优秀女子长跑运动员的vVO2max高于业余女子长跑运动员，并认为3000m以上赛事中优秀女子长跑运动员的速度与她们的vVO2max极为相似。Margan等以VO2max和RE推算vVO2max，发现VO2max水平相似的高水平运动员的10000m成绩与其个体vVO2max显著相关，并推测这种相关性在很大程度上可能是由RE所介导的。

3.1.2、最大摄氧量速度在训练中的应用

多数研究认为，vVO2max间歇训练可以提高训练个体在VO2max水平下的总训练时间。Billat等研究发现每次30s间歇训练(训练强度为100%vVO2max，休息强度为50%vVO2max)可使运动员在VO2max水平下的总训练时间提高到10min(83%Tmax)。Hill和Rowell发现60%Tmax（最大运动时间）的MAS（最大实际跑速）匀速跑能保证受试者有24s的时间在≥95%VO2max下运动，100%Tmax的MAS匀速跑中受试者有140s在≥95%VO2max下运动，因而认为可进行6组60%Tmax间歇训练(6×24s=144s)以代替MAS匀速力竭跑。但Billat等认为Tmax和tlim的个体差异太大，故不宜将个体Tmax应用于实际训练中。

不同模式的4周vVO2max强度间歇训练均能一定程度上提高受试者的vVO2max。Smith等的试验中，60%Tmax组的vVO2max提高超过1km·h-1；Billat等试验中运动员平均vVO2。

max提高了0．6km·h-1；Smith等的试验中则提高了0．8km·h-1。Smith等的研究还显示，4周66%-75%Tmax的MAS强度训练不仅可以显著提高运动员vVO2max，还可以显著提高运动员的Tmax(训练前225．5s，训练后300．9s)和VO2max(训练前61．5mL·kg-1·min-1训练后64．5mL·kg-1·min-1)。

vVO2max强度训练对运动能力的影响可能有多种原因。Demarle认为这是因为运动初期无氧成分减少，从而减少了氧债；Poole等认为这可能是因为VT和乳酸阈的提高。Billat等认为除了上述原因外，临界强度(CP，critical power)的提高以及在VO2max水平下的总训练时间的提高也是原因之一。

3.2、个体乳酸阈研究进展

多年以来许多研究者都习惯用4mmol/L作为乳酸阈值，但后来研究发现4mmol/L这个阈值不是适合所有的人。研究表明大部分16岁以上运动员的乳酸阈的确都在4mmol/L水平附近，然而也有很多事实证明不同运动员的乳酸阈值有明显的差异，不仅在不同项目的运动员间有差异甚至在同一个运动员不同训练阶段中乳酸的浓度也在变化，这与运动员有氧代谢系统酶的活性和糖酵解中酶的活性有关。不仅如此，乳酸阈也随着性别差异、营养状况、训练水平、情绪、环境等各种因素的变化而变化。因此，Kuel、Stegmann等人提出了个体乳酸阈的概念，即乳酸阈反映人体的代谢供能方式由有氧代谢为主开始向无氧代谢为主过渡的临界点。通常血液乳酸浓度4mmol/L，其变化范围大约在1．1-7．5mmol/L之间。因此，此时的拐点被称为个体乳酸阈。

根据逐级递增负荷测试中所获得的血乳酸及其对应速度，可以绘制血乳酸——速度曲线。通过此曲线，可以很方便地查出每一个血乳酸值所对应的速度，从而有利于针对性的训练。杨锡让等人通过对马家军运动训练初步探讨认为：马家军训练中虽然可能没有直接应用个体乳酸阈的强度方法，但其在训练强度选择上体现了个体乳酸阈这一概念。通过对运动员个体乳酸阈值的比较发现，不同个体之间存在差异，以用个体乳酸阈值可以进行运动员选材。1994年纪锦和认为，马家军取得成绩图突破的重要因素是大量的个体乳酸阈强度训练。1996年张芳梅等人在逐级递增负荷状态下测试运动员血乳酸值，根据个体乳酸阈值，教练员可以定量、有效地控制有氧运动训练，个体乳酸阈值是评价速滑运动员身体训练的有效生理指标。2006年朱荣等人对运动现场60名9-12岁游泳运动员采用个体乳酸阈测定，结果显示，青少年运动员较成年运动员乳酸阈峰值偏低，反映出青少年运动员机体代谢的特异性，因此在运动训练中应遵循少年儿童生长发育规律，合理安排运动训练，而且要根据青少年的生长发育情况定期测量个体乳酸阈调整运动负荷，提高运动训练效果。

3.3、影响耐力素质的潜在基因

人类最大有氧耐力的遗传度为25%-90%。随着分子生物学技术的发展，对运动员科学选材的研究已深入到遗传学领域。在影响运动员的选材中加入遗传指标，将使选材工作更趋科学和准确。周文婷、胡杨等选择了GHRL、GHSR、MCT1、MCT4、NHE1和CYBA基因，对其运动相关功能和多态研究结果加以分析。结果发现，目前虽然尚无确切报道，但这些基因可作为优秀耐力素质的潜在关联基因用于优秀运动员的分子选材研究，为探寻耐力素质的新关联基因提供了方向和依据。

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