运动员身体内的奥秘

2016-05-30 10:48颜士州
阅读(科学探秘) 2016年9期
关键词:强有力长跑肌纤维

颜士州

举世瞩目的第三十一届奥林匹克运动会在巴西里约热内卢拉开帷幕。透过电视荧屏,精彩纷呈的大赛场面在深深地吸引你。当你看到马拉松运动员惊人的耐力、举重大力士巨大的爆发力,以及篮球明星们灵巧的运球技术时,你的脑海里可能会升起这样的问题:普通人和运动员同为血肉之躯,为什么运动员身体内竟会蕴藏着那么大的潜力!难道这里面有什么奥秘吗?

心脏历来被誉为生命之“泵”,人体“生命大厦的马达”。从生命的诞生直至生命的终结,心脏永不停息地在工作。运动员剧烈地运动时,心脏担负的工作繁重得惊人。据测定,一次马拉松跑,2个多小时中心脏的工作量约等于平常16小时的工作量。可见,没有强有力的心脏,长跑运动员维持不了长时间奔跑,也创造不出优秀的成绩。

科学家们发现,运动员往往有功能良好而且明显增大的心脏。首先,是心脏的重量比一般人的重。德国心脏学家赖因德尔等人研究了34名运动员的心脏,发现其中心脏重350克以上的占82.4%(一般人约重300克)。生理学家还发现,有46%的长跑运动员的左心室明显肥大。其次,长跑者的心脏体积比一般人要大得多。我国科研人员研究发现,马拉松运动员的心脏体积平均比常人约大24%。另外,生理医学研究还发现,长跑者心脏的心室腔较大,容血量较多,心脏收缩一次喷出的血量也多。这种心脏往往比一般人强大而不易疲劳。可见,长跑运动员惊人的耐久力,首先就是由于得到了这种强有力的心脏的支持。

科学家认为,运动员强有力的心脏是长期锻炼的结果。在锻炼中,由于心脏担负的任务繁重,流经心脏的血流量要比平时多得多,所以心脏就可以从血液中获得更多的养料和氧气,从而使心脏的结构和功能大大增强。这就是长跑者为什么具有强有力心脏的奥秘。

肌肉是人体力量的源泉,力举干钧的举重健儿的惊人力量,来自他们那身健壮结实的肌肉。

人体的肌肉是由一根根肌纤维组成的,在全身六百多块肌肉中,总共包含约三亿多根肌纤维,肌肉的力量就来自这些肌纤维的收缩。有人计算后发现,如果人体全身三亿根肌纤维同时按一个方向收缩,产生的力量竟有25吨之多。当然,事实上这三亿根肌纤维都是固定在人体各个部位的,收缩力方向并不一致,因此不可能产生这么大的力量。

那么,为什么我们和举重健儿的身上有同样多的肌纤维,他们却能产生如此大的力量呢?科学研究告诉我们,人体肌纤维的成分,除75%~80%是水分外,其余均为固体物质。在这些固体物质中,和收缩力量有关的主要是收缩性蛋白质,举重健儿的肌纤维中,这类蛋白质就比一般人多得多。生理学家在动物实验中早就发现,在作力量性训练的动物中,肌肉内收缩性蛋白质的含量要比未经训练的动物增加50%以上,当然收缩时力量就大了。

舉重运动员奋力一举是在很短时间内完成的,这个功率强大的动作得有足够的能量保证。科学研究又发现,经常的力量训练,能使动物肌肉中糖元含量、携带氧气的肌红蛋白以及毛细血管网均得到增加,这样,肌肉在短时间内就可以得到较充分的养料和氧气的供应,从而发挥出巨大的力量。

除举重外,铅球、标枪、铁饼、柔道、摔跤等运动员的巨大力量,也都来自他们强壮的肌肉。

“飞毛腿”的能源

跑道上激烈的争夺是很吸引入的,赛跑运动员素有“飞毛腿”之美誉,他们中有的能以不到10秒的时间跑完100米,有的能保持极快的速度连续长跑2个多小时。他们体内的巨大能源来自何处?

人体肌肉运动如同机械运动一样,都需要足够的能量供应。在人体内,运动的能源是由一种高能磷酸化合物——三磷酸腺苷(ATP)分解后释放的。据计算,分解1摩尔ATP能释放出8~10千卡能量。人体内ATP含量并不多,要保证能量源源不断地供应,就得在运动时依靠自身来合成ATP以供需要。

据研究,在人体内部供给ATP再合成能源的有下列三个能源系统:第一是磷酸原系统,第二是乳酸能系统,第三是有氧氧化系统。

短跑运动员身体内磷酸原系统及乳酸能系统的能力较强,在缺氧情况下能保证能源供应,因此在激烈的短跑比赛中,肌肉能发挥强大功率,他们能够健步如飞。而长跑运动员体内有氧氧化系统供给能源的能力较强,糖及脂肪贮量较一般人多,又有强有力的心肺功能,保证了氧气的充分供应,所以,即使在40000米长的漫长道路上飞奔,也不会出现“能源危机”。

实践告诉我们,运动员经过刻苦的锻炼,身体内确实可以具备常人所不及的力量、速度、灵巧及其他优良的素质。然而,同样从以上可以看到,这些优良的素质并不是人天生就有的。

只要坚持科学、刻苦地锻炼,你同样可以获得长跑运动员的心脏、“大力士”的肌肉、“飞毛腿”的能源,成为一个运动健将。

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