运动训练的生化原理

翁锡全（广州体育学院，广东广州510500）

运动训练的生化原理

翁锡全
（广州体育学院，广东广州510500）

从运动时骨骼肌供能、能源物质恢复的生化特点，分析运动训练时间和间歇时间安排的生化原理。认为：运动训练中应根据不同运动项目供能系统的供能特征，遵循专项供能能力为主、其他供能能力为辅的全面发展原则，依据专项供能系统的供能时间长短安排运动时间，选择适宜的间歇，使运动员尽量恢复。

能量供应系统；运动时间；间歇时间；生化原理

运动能力受遗传和环境的影响，在人体运动能力发展过程中，运动训练是挖掘运动潜能的重要手段。因此，从运动生化角度看，不同项目和运动员的训练，应根据运动时骨骼肌能源物质利用、恢复与机体适应的生化特点制订训练计划。科学的运动训练计划应使不同个体通过训练获得专项极限负荷下的良性适应，即运用运动时机体代谢的特点及规律指导训练，针对性地改善不同项目运动员的身体化学组成，发挥其专项身体素质的运动能力。

1 运动训练时间安排的生化原理

从运动时骨骼肌供能系统供能过程来看，首先是ATP—CP供能系统供能，由于其储量少，供能时间只维持6～8 s，但该系统的输出功率最大，是力量、速度项目运动时主要的供能系统。显然，在发展爆发力、爆发速度、冲刺速度和力量耐力专项素质时，应采用短时间最高强度训练，一般每次最大用力或最大速度练习时间不超过10 s。

当运动持续进行，除了ATP—CP供能系统供能外，糖酵解供能系统供能比例逐渐加大，并过渡至以糖酵解供能系统供能为主。该系统供能数量相对较多，时间较长，然而其输出功率只有ATP—CP供能系统的一半。一般来说，最大输出功率时间在30～90 s，最长可维持2～3 min。可见，从供能时间来看，糖酵解供能系统是速度耐力项目的主要供能系统，因此，发展速度、速度耐力素质时应进行长时间大强度的训练，每次大强度运动时间控制在1 min左右。

在ATP—CP供能系统和糖酵解供能系统供能的过程中，由于机体获氧量增加，且糖有氧氧化供能在利用氧的效率上明显大于脂肪酸和蛋白质氧化供能（在相同氧量的情况下，糖有氧氧化供能约比脂肪氧化供能多10 ），骨骼肌的能量主要来自于糖有氧氧化供能系统。可见，糖有氧氧化供能系统是数分钟以上大强度耐力性运动项目的重要能量来源。当运动持续至一定时间，机体进入稳定耗氧状态，即运动时间越长、强度越小时，骨骼肌利用脂肪有氧氧化供能的比例越大。所以，有氧耐力训练的关键在于提高运动员的有氧代谢能力。针对不同专项耐力素质的要求，适当安排运动强度和时间。如有氧代谢间歇训练时，运动强度在（乳酸阈强度）以内，一次运动持续时间为3～5 min，这时可动用更多的脂肪酸参与供能，并起到糖节省化作用，更有利于发展长时间大强度的运动耐力。

不同运动项目的运动强度和运动时间不同，运动中各供能系统参与供能的比例也不一样，因此，运动训练要以发展专项供能系统为主，其他供能系统为辅，身体素质全面发展。如对于10 s以内（100 m跑）的运动专项主要由磷酸原系统供能，糖酵解供能也占一定比例，故在发展这类项目运动员体能能力训练时，必须以发展磷酸原供能能力为主，但也要注意加强糖酵解能力的训练，即安排一定比例的运动时间长于10 s的高强度速度耐力训练。

2 运动训练间歇时间安排的生化原理

2.1 训练课中间歇时间安排的生化原理

10 s的全力运动中消耗的ATP和CP，运动后恢复时间在10 s以内，磷酸原只有少量恢复，而要达到一半的恢复程度，需要20～30 s；力竭性运动后30 s，CP恢复约70 ，基本恢复的时限为2～5 min。这就意味着在10 s以内的全力运动训练中，二次运动间歇时间不能短于30 s，保证磷酸原在尽可能短的时间内至少恢复一半以上，可维持下一次训练的运动强度。组间休息间歇控制在机体磷酸原完全恢复，以4～5 min为宜，这样可使骨骼肌的活动在磷酸原完全恢复后开始。

如果运动肌中有大量的乳酸生成，则选择H+透过肌膜1/2量的时间，作为适宜间歇休息时间。但是，由于运动强度和时间不同，骨骼肌中生成的乳酸数量不一样，乳酸水解出的H+半时反应时间也不一样。研究认为，30 s全力运动的H+半时反应时间为60 s，其最适宜的休息间歇为60 s左右；而1 min全力运动的H+半时反应时间约为3～4 min，因此，1 min全力运动后休息时间至少要4～5 min；而4×400 m跑后血乳酸消除的半时反应为15 min左右。当然，运动后恢复期骨骼肌乳酸的消除速率也受休息方式的影响，活动性的休息有助于乳酸的消除。如力竭运动后休息性恢复血乳酸消除的半时反应需要25 min，恢复至运动前水平则需要2 h；活动性休息血乳酸消除半时反应为11 min，恢复至运动前水平只需要1 h。实验证明，进行轻量的活动（如散步、慢跑）比静坐和躺卧休息方式对乳酸的消除速度快。因为轻量活动时，血液循环较快，输送至肌肉中的氧较静坐状态多，肌肉中有氧代谢水平也较高，有利于血乳酸的消除。

2.2 训练课后恢复期时间安排的生化原理

大强度间歇性耐力训练后肌糖原恢复较快，前5 h恢复速度最快，24 h后即可完全恢复。也就是说，肌糖原储备在运动后5～24 h后便可恢复。因为在大强度间歇运动过程中，肌糖原不会大量消耗而引起血糖降低，相反，间歇运动后血糖上升，血乳酸也较高，血糖可用于合成肌糖原，血乳酸也可经肝脏糖异生作用转变为葡萄糖而被肌肉利用。因此，大强度间歇性耐力运动后间歇休息可根据具体情况选择在运动后5～24 h进行。

长时间大强度训练后肌糖原的恢复速度和数量受到膳食中糖含量的影响，若采用高糖膳食最快也需48 h才能恢复，但在前10 h恢复速度最快，因为这时体内糖异生作用较强，肌肉中糖原合成酶活性较高。因此，进行长时间大强度训练课的间隔最好在48 h。

体内能源物质被消耗后，其恢复与膳食有关，膳食补充可以加快能源物质的恢复和超代偿。因此，恢复期一定要合理补充营养。比赛期运动时能源物质主要来源于糖，体内糖储备的恢复和膳食中糖含量关系密切。赛前或大负荷训练期食物中糖类占总热量的60 ～70 ，每天糖类补充在600 g左右。蛋白质消耗后的恢复比糖原需要更多的时间，恢复期食物中的蛋白质供给量要充足，尤其在力量训练期间，合理增加动植物蛋白质的摄入量，可加快机体蛋白质的合成，缩短训练课后的恢复时间，同时也能提高训练效果。

3 小结

运动训练中应根据不同运动项目供能系统的供能特征，遵循专项供能能力为主、其他供能能力为辅的全面发展的原则。同时，以专项供能系统的供能时间长短安排运动时间，选择适宜的间歇，使运动员尽量恢复。这样才能在运动员承受的能力范围内使训练课的负荷总量达到最大。

[1]冯连世,冯美云,冯炜权.运动训练的生理生化监控方法[M].北京:人民体育出版社,2006:6

[2]林文弢.运动生物化学[M].北京:人民体育出版社,2009:1

[3]翁锡全.运动训练生物化学[M].广州:广东高等教育出版社,2016:5