速度训练的生物化学分析

谭冬平, 张枝尚, 杨贵明, 林文弢

(1.广东体育职业技术学院,广东 广州 510663; 2.广东医科大学,广东 东莞 523808; 3.中山大学 南方学院,广东 广州 510900; 4.广州体育学院,广东 广州 510500)

速度素质是指人体快速运动的能力。从生化角度分析,运动员的速度素质主要取决于体内能源物质——三磷酸腺苷(ATP)和磷酸肌酸(CP)的含量及其分解的化学反应速度等。速度是运动竞赛中许多项目运动员取胜的主要身体素质。例如:在短跑、跳跃及短距离游泳、自行车、滑冰等项目中,速度素质是运动员竞技能力的主导素质;在拳击、击剑、球类等运动项目中,速度起重要作用;在其他项目中,可以将速度训练作为提高训练强度的手段[1]。因此,速度素质几乎与所有运动项目有关。

1 速度素质的生化基础分析

速度素质的生化基础是运动员的无氧代谢能力,磷酸原和糖是速度素质的主要能源物质。在磷酸原(ATP—CP)供能系统中,ATP是肌肉活动的直接能源,但人体骨骼肌内ATP含量少,只能维持1 s左右的运动。这时体内 CP迅速分解释放能量合成ATP,以维持ATP的相对恒定。研究证明,CP是速度素质的主要能源物质,而肌肉中CP含量较少,仅能维持5～7 s的运动。当激烈运动超过数秒,肌浆内ADP和AMP浓度上升到一定水平即可激活无氧酵解系统,开始动用肌糖原进行无氧酵解产生乳酸供能,30～60 s后就要依靠有氧氧化供能。而在最大快速跑时,能量消耗极快,持续时间短,因而总能耗不多,磷酸原代谢和糖酵解是其主要供能方式。

2 速度素质的训练生化分析

在速度训练中,乳酸生成量较少,主要靠无氧代谢供能。因此,速度训练时间短、强度大,常用方法是最大速度间歇训练和重复训练法。

2.1 最大速度间歇训练

进行无氧—低乳酸间歇训练,间歇时间需适当,间歇时间太短或太长都不利于磷酸原供能能力的提高。采用最大速度间歇训练时,要求保持最大速度运动,同时产生最少的乳酸。最大强度练习时间应掌握在5～10 s,间歇30～90 s效果最佳。如Margaria运用10 s全力跑(间歇30 s),陈万通用全力蹬踏功率自行车10 s(间歇30 s),都收到了非常好的训练效果,并且产生的乳酸非常少[2]。5～10 s最大速度间歇训练时,磷酸原系统是其主要供能系统,恢复期间歇仅有少量乳酸产生,因而能保证快速运动的需求。每次练习间歇时间至少30 s,能在休息过程中保证ATP、CP有一定的恢复。另外,不同项目采用无氧—低乳酸间歇训练法训练时,间歇时间需根据项目进行设定。如在足球短冲训练中,保持10次6 s最大功率输出,采用30 s间歇休息,第10次时,做功能力下降13.2%;而用60 s间歇休息,第10次时,做功能力下降3%。因此,同样是发展速度素质,跑步与足球短冲训练的运动与间歇时间不一样。需根据不同项目运动员的专项能力,选择运动与间歇时间。此外,林文弢对广东省羽毛球队6名运动员进行 10组60 m跑、每次间隔30 s的训练,发现血乳酸峰值与安静值相差较低的运动员,运动成绩较好[3]。训练中乳酸产生的量与运动成绩密切相关。

2.2 最大速度重复训练

进行最大速度重复训练时,要求强度达到最大,运动时间在10 s以内,间歇时间不少于30 s。一方面能在休息过程中恢复一定量的ATP、CP,以维持下一次运动时运动强度和运动速度;另一方面,ATP、CP恢复一半的时间为20～30 s,而ATP、CP超代偿时间需要3 min,组间间歇不能少于3 min,这样可以保证下一组训练时运动员有足够的能量完成要求的强度。如短跑训练中20～60 min的行进间跑、30～60 min成组跑;篮球训练中10 s内的30 m跑、运球跑、曲线变向跑、10 m冲刺跑;网球训练中10 s内的30 m碰线折返跑、快速移动挥拍、高抬腿原地收腹跳、原地快速击打多球;排球训练中10 s内起跳扣半快球等训练方法,都能发展运动员的磷酸原供能能力。此外,研究发现,乒乓球训练中,80球、间歇50 s、共20次的多球训练,对高水平女子乒乓球运动员较适宜,既能达到大强度、大运动量训练的要求,又能保持较高的击球成功率,是发展专项素质较适宜的训练方法,有利于提高乒乓球运动员的磷酸原供能能力[3]。

3 速度素质训练效果的生化分析

快速运动时,机体能量来源主要是ATP和CP,因此,速度素质训练效果可通过定量负荷下磷酸原的供能能力进行评定。10 s内快速运动和磷酸原能商(AQ)评定法是磷酸原供能能力的主要评定方法。

3.1 10 s内快速运动评定法

以最大强度快速运动时,磷酸原供能时间在10 s内。在此过程中,糖酵解供能比例的大小取决于磷酸原供能能力,而糖酵解代谢产物血乳酸是其供能比例大小的标志物。因此,测定10 s内最大负荷前后血乳酸变化,可间接反映磷酸原系统供能能力。

磷酸原供能系统具有快速和最大功率输出的特点,是进行10 s内最大功率输出运动的基本能量来源。运动员在10 s内进行最大负荷运动时,完成的最大跑速快,且运动前后乳酸差值少,说明其磷酸原供能系统供能能力强。

另外,10 s内最大负荷快速运动还可用于监控磷酸原供能系统能力训练。如羽毛球多球训练,从训练内容分析,其可训练运动员的技术,而从多球训练的组合、时间和球数来看,则可训练运动员的各供能系统供能能力。可监测训练后血乳酸值,了解训练对发展运动员磷酸原供能系统能力的情况。林文弢报道,运动员进行10球、20组羽毛球训练与60 m跑后的血乳酸值接近。用血乳酸评定磷酸原供能能力时,运动后的血乳酸量越少越好,血乳酸增加值越低,磷酸原能商值越大,说明运动员的磷酸原供能能力越强[3]。

3.2 磷酸原能商(AQ)评定法

乳酸是糖无氧酵解的产物,在短时间大强度运动或比赛时,如果运动员乳酸的生成速率或量增大,说明此时糖无氧酵解代谢占优势;若相反,则说明以磷酸原代谢为主。因此,缺氧状态下运动,乳酸生成量可作为区别磷酸原供能系统和糖酵解供能系统供能能力的主要指标。

AQ测定可反映机体在极量负荷运动时磷酸原与糖酵解供能的比例。在15 s的极量负荷运动中,若完成总功多,运动过程乳酸生成少,运动后最高血乳酸浓度低,磷酸原能商值大,表示运动员的磷酸原供能能力强。因此,AQ测试适合于评价短跑、短跨、跳跃、投掷和25 m游泳等速度项目运动员的运动能力,以及速度素质训练的效果。如许玲对短跨运动员夏训期前后AQ进行2次测试发现,在15 s极大强度运动中,机体主要以磷酸原供能系统为主,糖酵解供能系统为辅,机体产生乳酸较少,血乳酸浓度较低[3]。

4 小结

速度素质主要取决于运动员体内的磷酸肌酸含量和无氧代谢供能能力。发展速度素质主要采用最大速度间歇或重复训练法,评定速度素质训练的效果主要采用10 s内快速运动评定法和磷酸原能商(AQ)评定法。

[1] 图多·博姆帕.运动训练理论与方法[M].北京:人民体育出版社,1990

[2] 陈万通,田诗彬.游泳运动员短时间高强度间歇训练中肌氧含量及相关指标的变化特征[J].成都体育学院学报,2015,41 (5):42-46

[3] 林文弢.运动生物化学[M].北京:人民体育出版社,2009