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身体素质的生理学基础

身体素质的生理学基础


身体素质的生理学基础

人体的一切随意运动,都是在神经系统支配下所实现的不同形 式的肌肉活动。这些肌肉活动的基本能力可表现为收缩力量的大小、 收缩速度的快慢、持续时间的长短、关节活动的范围以及迅速改变 体位,转换动作的应变能力等等。通常把人体在运动过程中所表现 的力量、速度、耐力、柔韧及灵敏等机能能力称为身体素质。 身体素质的发展水平,不仅决定于骨骼肌本身的形态、结构和 功能特点,而且与其能量供应、神经系统的调节能力以及内脏器官 的机能等因素有着密切的关系。因此,身体素质是人体各器官、系 统机能能力在肌肉活动中的综合反映。 良好的身体素质是学习和掌握运动技能、提高运动成绩的基础。 但是,身体素质的训练效果是可逆的。停训后身体素质趋于下降, 其下降速度和程度与训练水平及停训时间有关。训练水平高、停训 时间短者,身体素质下降速度缓慢且程度较小;反之,下降速度及 程度较大。所以在体育教学与运动训练中合理安排身体素质的训练 具有重要意义。

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第一节

力量素质

力 量 素 质 是 指 肌 肉 收 缩 对 抗 或 克 服 阻 力 的 能 力 。人 体 的 所 有 运 动 几乎都是对抗阻力而产生的,所以良好的力量素质是取得优异运动 成绩的重要基础。例如跑速、游速等需要强大的肌肉力量;运动持

续时间的长短有赖于力量的大小;柔韧、灵敏、协调、平衡等机能 能力也与力量素质有着密切的关系。因此,力量素质是人体最重要 的身体素质,是其它身体素质的基础,是素质的素质。 一、力量素质的分类 力量素质的分类较为复杂。按照肌肉收缩的形式可分为静力性 力量和动力性力量。静力性力量是指肌肉进行等长收缩时所产生的 力量,其特点是从事力量练习时肢体维持或固定于某一位置或姿势, 但无明显的位移运动。例如体操运动中的十字支撑、倒立、悬垂、 耗腿、平衡,武术运动中的马步桩等。动力性力量是指肌肉进行等 张收缩时所产生的力量,其特点是进行力量练习时肢体产生明显的 位移运动,但不出现明显的停顿或固定姿势。例如,田径运动中的 跑、跳、投,游泳运动中的蝶、仰、蛙、爬以及推举杠铃、引体向 上 等 。由 于 力 量( F )等 于 质 量( m )与 加 速 度( a )的 乘 积 ,即 F = m . ? a 。 因此,动力性力量又可分为重量性力量和速度性力量。其中,重量 性力量以改变质量为主,其大小由肌肉活动时所对抗的器械重量来 反映,如举重等;而速度性力量则以改变速度为主,通常用器械运 动时所产生的加速度来评定,如投掷标枪等。 按照肌肉力量的表现形式及构成成分可将其分为绝对力量、相 对力量、力量耐力和快速力量等。绝对力量又称为最大力量,它是 指肌肉做最大用力收缩时所产生的力量,通常用肌肉收缩时所能克 服的最大负荷来表示。绝对力量的大小与体重有关,一般情况下, 体重越大绝对力量也越大。相对力量又称为比肌力,是指单位生理 横 断 面 积 ( 以 1cm2 为 单 位 ) 肌 肉 做 最 大 收 缩 时 所 产 生 的 力 量 。 由 于 人体体重与肌肉重量密切相关,因此通常把整个人体所能克服的最 大阻力称为绝对力量,而把每公斤体重所能克服的阻力称为相对力

量。力量耐力是指肌肉收缩对抗阻力过程中抵抗疲劳的能力。常用 肌 肉 克 服 某 一 固 定 负 荷 的 最 多 次 数( 指 动 力 性 练 习 ) 或 最 长 时 间( 指 静力性练习)来表示。快速力量是指肌肉在最短时间内产生最大张 力的能力,或者肌肉在极短的时间里,通过迅速强有力的的收缩产 生最快加速度去克服阻力的能力,通常用肌肉单位时间的做功量来 表示,例如爆发力等。 应该指出,力量分类是相对的。而人体在运动时所表现的力量 素质往往是多种力量成分共同作用的结果。因此,在力量训练过程 中根据运动项目的力量特点,选择合理的练习方法,才能促进力量 素质的全面发展。 二、决定力量素质的生理学基础 (一)骨骼肌的形态及机能特点 肌肉力量的大小取决于肌肉的形态、结构、肌纤维百分组成以 及生理、生化特点。 1. 肌 肉 的 生 理 横 断 面 积 肌肉生理横断面积是指垂直通过某一块肌肉所有肌纤维的横断面 积,它是影响肌肉力量的主要因素。研究表明,肌肉横断面积的大 小取决于肌纤维的数量、肌纤维的直径和肌纤维的排列方向。通常 肌肉生理横断面积越大力量也越大。 力量训练可引起肌肉体积和横断面积增大,主要是由于肌纤维 横 断 面 积 增 大 的 结 果 。 日 本 学 者 猪 饲 和 福 永 ( 1968 年 ) 利 用 超 声 技 术对青少年上肢屈肌肌力与横断面积的关系进行了研究,结果发现 二者之间呈线性关系。而且这种关系不受年龄和性别的影响。业已 证明,力量训练引起肌纤维增粗,主要是肌纤维内收缩蛋白增加所 致。收缩蛋白作为肌纤维内的重要蛋白,其含量的增加不仅可使肌

原纤维直径增粗,而且能使肌原纤维数目增加,从而提高肌肉的收 缩力量。这种肌原型功能肥大可能是由于某些激素(如生长素、雄 性激素等)促使氨基酸向肌纤维内转运速度加快、导致蛋白质合成 增加的缘故。 力量训练过程中,随着肌肉体积的增大还可引起一系列生物化 学变化。例如高强度、慢速度的力量练习可以增加肌红蛋白、肌糖 原及磷酸肌酸的含量,提高三磷酸腺苷酶、磷酸果糖激酶的活性, 使肌肉活动时的能量供应速率得以提高,从而导致肌肉力量增加。 2. 肌 肉 结 缔 组 织 肌肉结缔组织是肌肉的弹性成分,主要包括肌束膜、韧带和肌 腱三个部分。结缔组织不仅能产生一定的弹力,而且具有传递肌肉 收缩力量的作用,因此,发达的结缔组织对于提高肌肉力量具有重 要意义。研究表明,在长期的力量训练过程中对肌肉结缔组织产生 的紧张与牵拉刺激,能使其增厚、增粗而坚实有力,具体表现为肌 束膜增厚,肌腱和韧带组织增粗,肌腱与骨骼附着点结合力增强, 抗牵拉力量增大等。 3. 肌 肉 长 度 肌肉长度是指肌肉两端肌腱之间的长度。在自然状态下肌肉的 长度越长,所含的肌小节越多,故肌肉产生的力量越大。研究发现, 肌肉长度与其横断面积及体积的发展潜力有关。例如两个人肱二头 肌 的 长 度 分 别 是 3 0 c m 和 2 0 c m ,前 者 肌 肉 长 度 是 后 者 的 1 . 5 倍 。那 么 前 者 肌 肉 横 断 面 发 展 潜 力 是 后 者 1.52=2.25 倍 , 肌 肉 力 量 发 展 潜 力 是 后 者 1.53=3.375 倍 。 由 于 肌 肉 长 度 主 要 受 遗 传 的 影 响 , 因 此 肌 肉 长 度可作为运动选材的参考指标。 此 外 ,肌 纤 维 的 初 长 度 也 影 响 着 肌 肉 的 最 大 肌 力( 详 见 肌 肉 章 )。

通常肌肉在收缩前先做离心收缩而使其初长度增加,从而产生较大 的肌肉收缩力量。例如跳跃前先屈膝以拉长股四头肌而后起跳等。 另外,肌肉被拉长后立即收缩产生的力量远大于间隔一段时间后再 收缩时所产生的力量。其原因是肌肉被拉长后快速收缩,可使肌肉 在获得最适初长度同时,产生牵张反射,从而反射性地提高肌肉收 缩力量。例如原地下蹲后快速起跳要比先下蹲、间隔一段时间后再 起跳跳得更高或更远。 4. 肌 纤 维 类 型 快肌纤维收缩力量明显大于慢肌纤维,人体肌肉中快肌纤维横 断面积及百分组成较高的个体,其肌肉收缩力量也较大,但是在上 述两种因素中快肌纤维的横断面积对力量影响更为明显。两种肌纤 维收缩力量的差异与本身的组成及支配它的神经元的兴奋性有关。 由于快肌纤维内具有更多的肌原纤维和较快供能速率,故快肌纤维 输出功率较大。因此,对于同样数量肌纤维的肌肉而言,快肌纤维 百分率越高,其收缩时产生的力量也越大。此外,由于支配慢肌纤 维的运动神经元兴奋阈值较低,因此较小的刺激即可使其兴奋,从 而使其支配的肌纤维产生较小的收缩力量;而支配快肌纤维的运动 神经元兴奋阈值较高,所以需要较大的刺激才能引起兴奋,故快肌 纤维收缩时产生的力量较大。 (二)神经系统的调节能力 神经系统对肌肉的调节能力主要通过协调各肌群活动,以及增 加同步兴奋收缩运动单位的数量实现的。长期从事力量训练可使神 经系统的调节能力日臻完善。 1. 中 枢 神 经 系 统 的 募 集 能 力 中枢神经系统通过改变发放神经冲动的强度和频率来影响肌肉

的收缩力量。当中枢神经系统兴奋性提高时,支配肌肉活动的运动 神经元同时兴奋的数目增加,因而参与收缩的运动单位增多,并使 肌肉中每一运动单位发生较大紧张性收缩,所以肌肉产生的力量增 大 。研 究 表 明 ,当 肌 肉 克 服 相 当 于 最 大 肌 力 2 0 % ~ 8 0 % 的 阻 力 负 荷 时 , 肌肉力量的增加主要依赖神经系统不断募集更多的运动单位来实 现 ; 当 阻 力 负 荷 超 过 80%时 , 主 要 通 过 提 高 神 经 中 枢 发 放 神 经 冲 动 的频率来完成。实验证明,克服最大负荷的力量训练有助于提高中 枢神经系统的兴奋性,从而提高肌肉的绝对肌力。例如,有训练的 优 秀 运 动 员 , 在 最 大 用 力 收 缩 时 , 神 经 系 统 可 以 动 员 90%的 肌 纤 维 参 与 收 缩 , 而 训 练 水 平 较 低 的 运 动 员 只 有 60%的 肌 纤 维 参 与 收 缩 。 可见,运动训练可改善神经系统募集运动单位的能力,增加参与收 缩肌纤维的数目,提高肌肉的收缩能力。 2. 神经系统的协调能力 中枢神经系统在调节肌肉收缩活动时,除主动肌兴奋收缩外, 还需协同肌的配合及对抗肌的放松。中枢间良好的协调能力可减少 无谓的能量消耗,有助于主动肌发挥更大的收缩效率,产生更大的 收缩力量。实验证明,长期的力量训练,可使大脑皮质支配肌肉活 动的神经中枢在时间、空间上准确而及时地产生兴奋与抑制,并在 完成动作过程中兴奋和抑制能够适时转化,使主动肌、协同肌及对 抗肌之间的协调能力得以提到。通过对不同训练水平运动员肌电图 的研究发现,优秀运动员完成动作过程中肌肉动作电位集中发生在 动作时相,表明中枢活动的协调及运动神经中枢内兴奋过程高度集 中,从而使动作更加协调,力量增大;而缺乏训练者,肌肉动作电 位持续时间延长,甚至延续到肌肉的舒张期,从而导致肌肉收缩力 量减小。例如手持哑铃做屈肘动作,除肱二头肌强烈收缩外,伸肘

的肱三头肌必须适时地放松。假如对抗肌不能及时放松,必然会影 响其力量的发挥。由此可见,支配各肌群的中枢间良好的协调能力 对于提高力量素质至关重要,特别是对抗肌放松能力的提高,其效 果更加明显。

三、力量训练的原则 (一)超负荷原则 超负荷是指练习时所采用的阻力负荷超过本人已经适应的负 荷,或超过平时训练的负荷。这种相对较大的负荷对肌肉会产生较 大的刺激,使肌肉产生相应的适应性变化,从而使肌肉收缩力量增 强。该训练原则的生理机制是:当负荷较小时,中枢只能募集兴奋 性较高的小运动单位参与收缩;当负荷增大时,中枢募集的运动单 位逐渐增多,较大的负荷会对中枢神经系统产生强烈的刺激,使运 动中枢发出更强的信号,募集更多、更大的运动单位参与收缩,从 而产生较大的力量。例如,人体腓肠肌中最大运动单位的紧张度比 最 小 运 动 单 位 大 200 倍 , 所 以 , 当 这 种 较 大 的 运 动 单 位 参 与 收 缩 时 会产生较大的力量。

通 常 低 于 最 大 负 荷 80%的 力 量 练习对提高最大肌力不明显。但 是 ,如 果 负 荷 过 大 ,不 但 达 不 到 良 好 的 训 练 效 果 ,反 而 容 易 发 生 运 动 损伤, 不利于提高肌力 ( 图 13—1) 。 图 13—1 训 练 强 度 适 当 范 围 模 式图 特别是少年儿童表现得更为明显。 伯 杰 认 为 用 3 组 4RM 和 8RM 的 负

荷进行练习,力量增长最快; Astrand 认 为 静 力 性 练 习 应 持 续 6 s ,而 动 力 性 练 习 时 , 5 R M 到 6 R M 比 2RM 和 10RM 练 习 能 更 有 效 地 发 展 力 量 。 ( RM: 表 示 按 规 定 次 数 所 能 完 成 的 最 大 负 荷 量 , 如 5RM 则表示能重复 5 次的最大重量)

(二)渐增负荷原则 渐增负荷原则是指力量练习过程中,随着训练水平的提高,肌 肉克服的阻力逐渐增加的训练原则。该训练方法能使肌肉经常在超 负荷条件下训练而产生适应性变化。随着肌肉力量地增加,原来的 超负荷已经变成了小负荷,此时克服该负荷已不需要动员大量的肌 纤维参与收缩。如果不增加负荷,那么肌肉力量不但不能继续增加, 反而使力量练习逐渐转向耐力练习。因此,力量练习只有逐渐增大 负荷,坚持渐增负荷原则,才能有效地发展肌肉力量。 渐 增 负 荷 大 小 可 因 个 体 训 练 水 平 而 定 , Fox 提 出 , 以 8RM 负 荷 进 行 练 习 , 随 着 肌 肉 力 量 的 增 加 , 负 荷 次 数 逐 渐 增 加 , 直 至 12 次 ( 12RM) , 此 时 增 加 负 荷 再 到 8RM, 即 “负 荷 8, 训 练 到 12”。 如 果 训 练 水 平 较 低 ,可 采 取 “负 荷 10,训 练 到 15”或 “负 荷 15,训 练 到 20” 的 训 练 方 法 。 若 发 展 绝 对 力 量 , 可 采 用 “负 荷 1, 训 练 到 5”等 等 。 (三)有效运动负荷原则 有效运动负荷原则是指以足够大的运动负荷和足够长的运动时 间进行力量练习的训练原则。当运动强度和运动量较小时,对身体 机能不会产生明显的影响,只有足够大的运动强度和足够长的运动

时间才会对身体机能产生运动痕迹和训练效果,使机体的形态、结 构及机能产生一系列良好的适应性变化。通常将导致身体产生运动 痕迹和训练效果的最小运动强度称为靶强度,此时的心率称为靶心 率。正常情况下每次力量练习应有不少于三组接近或达到肌肉疲劳 的力量练习,才能使肌肉力量得到提高。 (四)专门性原则 专门性原则是指训练手段应尽量和专项力量的要求及专项技术 结构相一致的训练原则。其生理机制是:不同的动作结构、不同的 肌肉活动形式对神经系统的协调、运动单位的募集以及局部肌肉代 谢特征的影响不同。专门性原则主要包括两方面内容,一是力量练 习与正式动作结构应非常相似;二是力量练习与正式动作的发力特 点非常相似。这种一致性可表现在身体的姿势、动作的幅度、方向、 节奏及速度等方面。而且力量练习还应考虑不同运动项目对力量能 力的需求程度。例如排球扣球的专门练习,可采取助跑起跳掷实心 球,并结合左右手扣球进行练习。这样不仅能发展相应的肌肉力量、 培养运动员在动作最关键的时刻集中用力的能力,而且有利于提高 神经系统的协调能力,并使肌肉产生一系列适应性变化。 为了增强对机体的刺激,也可采用较大负荷的杠铃进行练习。 练习过程中应结合正式动作的发力特点进行练习。如果发力开始就 需爆发力,力量练习时就应结合这一特点,在举起杠铃时应尽量快 速地完成。 (五)合理练习顺序原则 合理练习顺序原则是指力量练习过程中先练习大肌群,后练习 小肌群,前后相邻肌肉练习避免使用同一肌群的练习原则。其生理 机制是:大肌群在练习时运动中枢的兴奋程度高,在提高自身力量

的同时,由于兴奋的扩散作用,对其它肌肉也会产生一定的刺激作 用。另外,由于大肌群不易疲劳,因此练习过程中应从大肌群开始 到 小 肌 群 。对 此 , Fox 做 了 大 量 的 研 究 ,并 提 出 了 一 些 主 要 肌 群 的 练 习顺序可供参考:①大腿和髋部;②胸和上臂;③背和大腿后部; ④小腿和踝;⑤肩带和上臂后部;⑥腹部;⑦上臂前部。 如果前后相邻力量练习使用同一肌群,不仅不能保证动作质量, 而且容易出现肌肉过度疲劳及运动损伤。因此,在力量练习过程中 应尽量避免在相邻的练习中使用同一肌群,以保证肌肉在每一次练 习后有足够的恢复时间。

(六)系统性原则 系统性原则是指力量练习 应进行全年系统性安排的训练 原 则 。训 练 频 率 愈 高 ,肌 肉 力 量 增长愈快, 停止训练后肌肉力量 消 退 也 愈 快 ;训 练 频 率 较 低 ,训 练时间较长, 肌肉力量增长也较 慢,但力量保持时间相对较长。 研 究 表 明 ,力 量 增 长 后 如 果 每 2 周训练 1 次, 肌肉力量可保持原 增 长 水 平 ;每 6 周 训 练 1 次 ,可 保 持 较 长 时 间 ;不 进 行 训 练 , 3 0 周后原增长水平完全消退(图 13—2) 。 图 13—2 不同力量训练安排后力量 素质消退的情况

四、影响力量训练效果的因素 (一)运动强度 运动强度包括物理负荷强度和生理负荷强度。物理负荷强度是 指机体所承受的物理负荷强度;生理负荷强度是指根据个体最大摄 氧量百分数或最大心率百分数等生理指标所间接表示的负荷强度。 运动生理学中常采用生理负荷强度来衡量运动强度。 通常负荷越大,力量增长越快,力量增长的效果也越好。毛纳 尔 认 为 , 采 用 5RM 的 负 荷 能 使 肌 肉 横 断 面 积 增 大 , 力 量 和 速 度 得 到 发 展 , 但 不 能 提 高 耐 力 , 适 用 于 举 重 及 投 掷 项 目 运 动 员 ; 采 用 6~ 10RM 负 荷 , 可 使 肌 肉 增 粗 , 力 量 和 速 度 得 到 提 高 , 但 耐 力 提 高 不 明 显 , 适 用 于 100m 跑 和 跳 跃 运 动 员 ; 采 用 10~ 15RM 负 荷 , 肌 肉 增 粗 不 明 显 , 但 力 量 、 速 度 及 耐 力 提 高 , 适 用 于 400m 和 800m 运 动 员 ; 采 用 3 0R M 负 荷 ,可 使 肌 肉 毛 细 血 管 增 加 、耐 力 提 高 ,但 对 力 量 和 速 度提高不明显,适用于中长跑运动员。 (二)重复次数 力量练习重复次数决于负荷强度的大小。负荷强度越大,重复 次数越少, 动作速度越慢。 实验证明, 最大力量训练时 ( 90%~ 175%) , 重 复 次 数 很 低 ( 1~ 3 次 ) , 而 且 完 成 速 度 很 慢 ; 爆 发 力 训 练 时 ( 最 大 负 荷 的 30%~ 80%),重 复 次 数 适 中( 5~ 10 次 ),完 成 速 度 较 快 ; 肌 肉 耐 力 训 练 时 , 重 复 次 数 较 高 , 有 时 甚 至 达 到 最 高 重 复 次 数 ( 250 次或更高),但完成速度适中或较低。非周期性项目的肌肉耐力训 练 重 复 次 数 在 10~ 30 次 之 间 , 周 期 性 项 目 则 接 近 最 高 重 复 次 数 。 (三)练习组数 每组力量练习包括一定的重复次数,并在练习结束后间歇休息。 练习负荷量、重复次数与练习组数间呈负相关,即负荷量和重复次

数越多,练习组数越少。另外,练习组数还与运动员的训练潜力、 练习肌肉群的数量、一次的训练内容等因素有关。一般认为一次练 习 可 在 3~ 6 组 之 间 。 (四)间歇时间和间歇方式 力量训练中,随着运动员对训练的逐步适应,间歇休息时间应 相应缩短;而随着负荷量的增加,间歇休息时间应有所延长。间歇 时间的长短还取决于力量训练的类型、运动员的训练状态、完成动 作的节奏、运动持续时间以及参与练习的肌肉数量等因素。力量练 习各组间的间隔时间一般以肌肉能完全恢复为标准。 奥 佐 林 认 为 , 发 展 最 大 力 量 的 练 习 , 其 休 息 间 歇 应 在 2~ 5min 之 间 为 宜 ; 竭 尽 全 力 的 力 量 练 习 休 息 间 歇 应 为 5~ 10min 之 间 ; 发 展 肌 肉 耐 力 练 习 的 休 息 间 歇 时 间 为 1~ 2min。 舍利希提出,间歇时间,特别是循环练习的间歇时间应根据运 动员对训练刺激的生理反应(通常用心率表示)来安排。当心率下 降 到 120 次 /分 时 , 可 开 始 下 一 次 练 习 。 此 外 , 由 于 不 同 运 动 员 对 同 一训练刺激的反应不同,所以教练员还应考虑到运动员的恢复速度, 从而制定出有效的训练计划。为了在两组练习之间尽快达到恢复, 可让运动员在休息间歇进行一些积极性活动。 (五)运动量 运 动 量 包 括 运 动 强 度 和 运 动 时 间 两 个 方 面 的 因 素 ,运 动 量 =平 均 运 动 强 度 ×运 动 时 间 。 一 段 时 间 ( 如 一 周 或 一 个 月 ) 的 训 练 总 量 除 了 运动强度和运动时间外,还要考虑这段时间的训练频度,即运动总 量 = ( 平 均 运 动 强 度 ×运 动 时 间 ) ×训 练 频 度 。 发展力量的运动训练总量与专项运动对力量的需要及特点有 关 。 例 如 举 重 运 动 员 有 时 一 次 需 要 完 成 30 吨 的 训 练 总 量 。 而 一 次 力

量训练课的持续时间主要取决于专项运动对力量素质的要求程度、 运动员年龄以及训练程度等因素。不同运动项目优秀运动员的力量 训 练 总 量 见 表 13—1。

表 13—1

不同运动项目优秀运动员全年的力量训练总量

年负荷量 序 号 运动项 各训练阶段每个小周期的负荷量 ( ×1 0 0 0 k g ) 目 准备阶段 1 2 3 4 5 6 7 8 铅球 跳高 篮球 标枪 排球 短跑 体操 拳击 20~ 40 16~ 18 12~ 24 12~ 24 12~ 20 10~ 18 10~ 16 8~ 14 比赛阶段 8~ 12 8~ 10 4~ 6 4 4 4 4 3 休整阶段 4~ 6 2~ 4 2 2 2 2 4 1 最小 900 620 850 450 450 400 380 330 最大 1450 1000 2450 800 700 600 600 500

五、力量练习方法 肌肉工作方式不同,产生的力学效应及运动效果也不相同。故深刻 认识肌肉收缩方式与力量效应的关系,可有针对性地选择力量训练 手段,减少训练的盲目性,提高力量训练的效果。 (一)等张练习 等张练习(又称为动力性练习)是指肌肉以等张收缩的形式进行负 重或不负重的动力性练习方法。

等张练习的训练效果主要取决于负荷的大小、练习的快慢及重复次 数的多少。当这些因素发生改变时,将会对肌肉形态、结构、代谢 及其神经调节能力产生不同的影响,从而影响训练效果。它的训练 效果一般是整体性的。 等张练习的不足之处在于不能在整个动作过程中肌肉每一次收缩的 负荷都相等,容易出现在某些关节角度上肌肉训练不足现象。 (二)等长练习 等长练习(又称为静力性练习)是指肌肉以等长收缩的形式使 人体保持某一特定姿势对抗外界负荷的练习。 等长练习与等张练习一样,都能使肌力和肌肉体积增大。此外, 等长练习对于肌红蛋白的增加、慢肌纤维的选择性肥大、肌肉中毛 细血管数量的增加均有重要作用,但这种效果往往是局部性的。 等长练习的不足之处在于缺乏张驰交替的协调支配,对改善神经肌 肉的协调性效果不明显;在大强度等长练习过程中,由于憋气和外 周阻力增大,容易引起血压升高。所以在运动实践中应采取动、静 练习相结合的训练形式,以取得相辅相成的训练效果。 费 林 等 通 过 对 60 名 少 年 田 径 运 动 员 研 究 发 现 , 从 事 动 力 性 练 习 运动员,其速度和弹跳力增幅最大,力量增加次之;从事静力性练 习则使力量增长幅度最大,但速度及弹跳力增幅较小。可见,动力 性练习能更快地发展动力性力量,如速度及爆发力等,而静力性练 习对提高静力性力量效果比较明显,如十字支撑、马步等所需要的 力量。 (三)等动练习 等动练习是指借助等动练习器进行的练习。其特点是运动过程 中器械产生的阻力始终和用力的大小相适应。等动练习的最大优点

在于:整个练习过程中关节运动在各个不同角度时均能受到较大负 荷刺激,从而使肌肉在整个练习过程中能产生较大的力量,因而运 动效果较为明显。例如游泳划水动作,在划臂动作的前三分之一, 拉 力 是 2 9 . 5 k g ,中 三 分 之 一 是 2 2 . 6 k g ,后 三 分 之 一 又 回 升 到 3 2 . 6 k g 。 表明两臂通过胸前、提肘划水时,因骨杠杆处于不利位置而导致力 量最小。如果用动力性练习来发展划水力量,由于肌群在整个活动 过程中所受到的阻力是恒定的,所以不符合游泳运动过程的真实情 况,而用等动练习器进行练习,就能满足游泳运动的需求,达到良 好的训练效果。 美国学者霍· 西尔斯研究发现,在分别进行 8 周每周 3 天的动力 性、静力性及等动力量训练过程中,等动练习效果最佳,其总工作 能 力 和 最 大 力 量 分 别 提 高 35.4%和 47.2%; 其 次 是 动 力 性 练 习 , 分 别 提 高 2 7 . 5 % 和 2 8 . 6 % ;而 静 力 性 练 习 效 果 最 差 , 仅 提 高 9.2%和 13.1%。 可见,等动练习能使肌肉在整个动作范围内得到全面训练,并能使 肌肉力量在较短的时间内得到明显的提高。但是,由于等动练习的 速度受到控制,因此该练习不利于爆发力的发展。 (四)超等长练习 超等长练习是指肌肉离心收缩之后,紧接着迅速进行向心收缩 的练习。体育运动中不少动作(如跳跃或投掷等)都是如此进行的。 研究证明,超等长练习对发展运动员的支撑能力及爆发力具有良好 的 效 果 。例 如 前 苏 联 著 名 短 跑 运 动 员 鲍 尔 佐 夫( 1972 年 奥 运 会 冠 军 ) 就 是 采 取 这 种 练 习 方 法 ( 单 腿 和 双 腿 跳 30~ 100m) 进 行 训 练 。 虽 然 超等长练习能有效挖掘肌肉的潜力,提高力量练习的效果。但是, 由于超等长练习较为剧烈,故容易发生运动损伤。所以,在运动实 践中应根据运动员的实际情况合理安排超等长练习。

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第二节

耐力素质

一、耐力的概念及其分类 耐 力 ( endurance) 是 指 人 体 进 行 长 时 间 肌 肉 工 作 的 能 力 ; 或 者 人体对抗疲劳的能力。按照运动时的外在表现,可将耐力分为速度 耐力、力量耐力和静力耐力;按照参与的主要器官,可分为呼吸循 环耐力和肌肉耐力;按照参加主要工作所动员肌群的数量,可分为 全身耐力和局部耐力;按照运动时能量代谢的特点,可分为有氧耐 力和无氧耐力;按照耐力素质和专项运动的关系,可分为一般耐力 和专项耐力等。本节将着重从能量代谢角度讨论有氧耐力和无氧耐 力。 二、有氧耐力 (一)有氧耐力的生理学基础

有氧耐力 ( aerobic e n d u r a n c e )是 指 人 体 长时间进行有氧工作 的能力。氧供应充足 是实现有氧工作的先 决条件,也是制约有 图 13—3 最 大 摄 氧 量 的 生 理 学 基 础 示 意 图 氧工作的关键因素。 而运动中氧的供应受

多种因素制约。研究 表明,影响骨骼肌有 氧供能状况的主要因 素有肺功能、血液携 氧功能、循环功能及 肌肉组织有氧代谢功 能 等 ( 图 13—3) 。

1. 肺 通 气 功 能 肺通气量增大,可提高摄入体内的氧气量。然而摄入体内氧气 量的多少,除了与肺通气量有关之外,还与呼吸频率和呼吸深度的 匹 配 有 关 。 例 如 , 当 呼 吸 频 率 为 20 次 /分 , 呼 吸 深 度 为 2L 时 , 肺 通 气 量 为 40L/min; 当 呼 吸 频 率 为 40 次 /分 , 呼 吸 深 度 为 1L 升 时 , 肺 通 气 量 同 样 为 4 0 L / m i n 。但 哪 一 种 呼 吸 频 率 与 呼 吸 深 度 的 匹 配 更 适 宜 呢?显然是前者。因为较大的呼吸深度,可有效地提高肺泡通气量, 从而提高肺泡内氧气的分压,加速肺换气,使更多的氧气进入体内, 从而提高摄氧量。由此可见,一个运动员经过训练后,如果肺通气 机能得到提高、并且在运动中能够掌握合理的呼吸方法(即适当增 加呼吸深度、节制呼吸频率),对于提高摄氧能力具有重要意义。 2. 肺 换 气 功 能 肺换气是靠物理扩散实现的。其动力是肺泡与血液间的气体分 压差。运动时由于深吸气导致肺泡与静脉血液间氧气分压差增大, 肺泡膜变薄,肺毛细血管大量开放,因而大大促进了气体的扩散过 程。 肺 换 气 能 力 是 以 单 位 时 间 内 肺 泡 膜 两 侧 的 氧 气 分 压 差 为 1mmHg

时 所 扩 散 的 氧 气 量 来 表 示 。 安 静 时 人 体 的 氧 扩 散 能 力 约 为 20~ 50ml/mmHg/min。 有 人 计 算 , 当 最 大 摄 氧 量 为 4L/min 时 , 氧 扩 散 能 力 应 达 60 ml/mmHg/min; 若 最 大 摄 氧 量 为 6 L/min, 扩 散 能 力 可 达 100 ml/mmHg/min。因 此 扩 散 能 力 不 足 可 能 是 限 制 最 大 摄 氧 量 的 一 个 重要因素。但扩散能力的大小主要受肺循环血量和肺泡通气量的限 制。 实验证明,耐力性运动员肺容积,如补吸气量、补呼气量、肺 活量、肺总容量等均大于同性别、同年龄的非运动员;肺通气机能 和肺换气功能也大于一般人。肺功能的改善为耐力性运动员运动时 氧气的充分供应提供了重要条件。 3. 血 液 运 氧 能 力 血液中红细胞所含的血红蛋白执行着运输氧气的任务。血红蛋 白的含量是影响最大摄氧量的一个重要因素,当运动员血红蛋白含 量 下 降 10%以 上 往 往 会 引 起 运 动 成 绩 下 降 ; 当 红 细 胞 、 血 红 蛋 白 的 量适当增多后,机体运输氧气的能力会明显提高。如自体输血(即 从 运 动 员 身 上 抽 出 2 0 0 ~ 4 0 0 m l 血 液 ,经 冰 藏 冷 冻 处 理 后 ,储 存 6 ~ 8 周,待比赛前再回输运动员本人体内,直接增加循环血液中红细胞 及血红蛋白的量,从而增强氧气的运输能力。 4. 血 液 循 环 功 能 心输出量是反映心脏功能的重要指标。研究表明,心输出量越 大,运输氧气的能力越强,最大摄氧量也越大。由费可氏公式可见, 摄氧量的增加有赖于心输出量和动、静脉氧差的增加。而心输出量 的大小等于心率与每搏输出量的乘积。因此,血液循环机能对机体 的摄氧能力具有重要影响。即 VCO2= CO( Cao2-Cvo2) = HR· SV( Cao2-Cvo2)

式 中 :V C O 2 :摄 氧 量 ;C O :每 分 输 出 量 ;C a o 2 :动 脉 血 氧 含 量 ; C v o 2 : 静脉血氧含量; SV: 每 搏 输 出 量 ; HR: 心 率 ; 业 已 证 明 , 运 动 训

练对最大心率影响不大,但可导致安静心率降低。尤其是耐力性训 练 , 其 效 果 更 加 明 显 。 如 优 秀 耐 力 性 运 动 员 的 安 静 心 率 仅 为 40 次 / 分左右。因此,有训练者心率储备比一般人高。 每搏输出量的大小决定于心脏的容积和心肌收缩力量。研究表 明 ,耐 力 训 练 可 使 心 室 腔 容 积 增 大 ,一 般 人 心 容 积 约 为 7 0 0 ~ 8 0 0 m l , 而 耐 力 运 动 员 可 达 9 0 0 ~ 1 0 0 0 m l 。耐 力 训 练 引 起 心 容 积 增 大 为 每 搏 输 出量的增大创造了一定的条件。虽然心容积与最大摄氧量密切相关 ( r=0.762) 。 但 更 重 要 的 是 耐 力 训 练 能 够 导 致 心 肌 收 缩 力 量 增 强 。 目前认为,心肌收缩力量是影响每搏输出量的主要因素。安静时男 子 每 搏 输 出 量 约 为 70ml, 运 动 时 最 大 每 搏 输 出 量 可 达 120ml。 奥斯特朗研究证明,运动训练初期最大摄氧量的增大主要依赖 最大心输出量,随着训练水平的提高,最大摄氧量的增大则主要依 赖 于 动 、 静 脉 氧 气 分 压 差 。 赛 尔 亭 研 究 发 现 , 中 年 人 ( 30~ 50 岁 ) 通 过 训 练 最 大 摄 氧 量 可 增 加 20%~ 40%。这 种 增 加 是 由 于 动 、静 脉 氧 气分压差增大的缘故,而不是心输出量增大的结果。日本学者山地 启司通过对大学生的研究发现,有些人虽然最大摄氧量增大,但心 输出量并无改变。因此,有些学者认为心脏的泵血功能是影响最大 摄氧量的中心限制因素。 5. 组 织 换 气 氧气由血液向肌组织扩散的能力,与肌肉内毛细血管开放的数 量及毛细血管与组织间的氧分压差大小有关。 运动时,由于舒血管物质及局部温度升高,使活动肌肉中毛细 血管进一步扩张,导致活动肌肉血流量大大增加,从而提高组织换

气 能 力 和 最 大 摄 氧 量 。 据 报 道 , 安 静 时 , 人 体 每 100g 肌 肉 中 血 流 量 为 2~ 5ml/min; 极 量 运 动 时 可 达 70~ 100ml/min。 另 据 Rowell 研 究 证明,在最大负荷运动时,即使心输出量不增加,仅靠腹腔内脏器 官 血 管 收 缩 分 配 到 活 动 肌 肉 中 的 血 液 量 可 达 2.2L/min, 使 摄 氧 量 可 增 加 0.5L/min。 可 见 , 运 动 时 腹 腔 内 脏 器 官 血 管 收 缩 , 肌 肉 中 毛 细 血管网开放数量增加,有利于血液携带更多的氧气供应给肌肉,从 而增加摄氧量。 此外,运动时由于肌肉组织消耗的氧气增多,肌组织氧分压显 著下降,故毛细血管血液与肌组织间氧分压差增大,加之局部肌肉 温度及二氧化碳分压升高,因而促进氧离,使更多的氧气扩散到肌 肉组织。 6. 肌 肉 组 织 有 氧 代 谢 能 力 肌组织的有氧代谢能力是影响肌组织利用氧气的根本因素。如 果肌肉组织有氧代谢能力强,动、静脉氧分压差就增大,最大摄氧 量就增大。 肌肉组织有氧代谢能力决定于肌纤维的百分组成及其氧化供能 能力。实验证明,优秀耐力运动员慢肌纤维百分比较高,而且会出 现肌浆型功能肥大(即非收缩成分如糖元、磷酸肌酸、肌红蛋白、 线粒体及毛细血管数量增加等)。柯斯蒂尔发现,优秀长跑运动员 慢肌纤维百分组成及最大摄氧量最大,其次是中跑运动员,短跑运 动 员 最 小 。此 外 ,长 跑 运 动 员 肌 组 织 中 琥 珀 酸 脱 氢 酶( SDH)的 活 性 最 高 ,短 跑 运 动 员 最 低 ;而 乳 酸 脱 氢 酶( LD H )、磷 酸 化 酶( P H O SP ) 活性却恰恰相反,短跑运动员最高,长跑运动员最低。尔夫伯尔吉 发现,有训练的运动员腿肌中慢肌纤维百分组成与最大摄氧量密切 相 关 ( r=0.72) , 麦 克 撕 威 尔 通 过 对 20 名 体 育 运 动 参 加 者 进 行 肌 肉

活检发现,肌肉中丙酮酸氧化能力与最大摄氧量同样有着十分密切 的 关 系 ( r=0.81) 。 由 此 可 见 , 肌 纤 维 的 百 分 组 成 及 其 氧 化 供 能 能 力 是影响最大摄氧量的重要因素。目前大多数学者认为,肌纤维的百 分组成及其氧化供能能力是最大摄氧量的外周限制因素。 (二)有氧耐力的评价指标 有氧耐力的评价指标包括最大摄氧量 ( VCO2max) 和无氧阈 ( AT) ( 一 般 概 念 见 呼 吸 章 ) 。 常 人 VCO2max 约 为 2~ 3L/min, 优 秀 耐 力 性 运 动 员 可 达 4~ 6L/min。 AT 通 常 用 % VCO2max 来 表 示 , 常 人 无 氧 阈 约 为 55%~ 65%VCO2max, 优 秀 耐 力 性 运 动 员 可 达 80% VCO2max 以 上 。可 见 ,有 训 练 的 耐 力 运 动 员 不 仅 较高。 据奥斯特朗的研究,优秀耐力项目运动员的最大摄氧量比其它 项 目 运 动 员 高 , 男 子 平 均 为 5.75L/min, 女 子 为 3.6L/min。 世 界 著 名 中 长 跑 运 动 员 凯 诺 ( 5000m 成 绩 为 13ˊ 24″2) 的 最 大 摄 氧 量 为 5.5 L/min, 美 国 运 动 员 赖 恩 ( 1500m 成 绩 为 3ˊ 33″1) 为 5.6 L/min。 另 据 尔 弗 柏 格 研 究 发 现 ,最 大 摄 氧 量 最 高 值 男 子 为 7 .3 8 L/ mi n ;女 子 为 4.34 L/min。 由于每个人的身材大小不同,所以最大摄氧量的相对值更能反 映运动员的有氧能力。例如,日本优秀马拉松运动员宇佐美, VCO2max 仅 为 4.9 L/min, 但 最 大 摄 氧 量 的 相 对 值 却 达 83ml/kg/min 的极高水平。 法 国 学 者 罗 朗 德 赛 尔 认 为 最 大 摄 氧 量 超 过 80ml/kg/min, 才能在耐力项目比赛中达到国际水平。 很 多 学 者 发 现 , 耐 力 性 项 目 的 运 动 成 绩 与 VCO2max 高 度 相 关 。 如 桑 塔 新 诺 发 现 , 优 秀 运 动 员 800m 游 泳 成 绩 与 VCO2max 高 度 相 关 ( r = - 0 . 7 5 )。根 据 最 大 摄 氧 量 可 以 预 测 中 长 跑 运 动 如 马 格 利 亚( 1 9 7 5 VCO2max 较 大 , 而 且 AT 也

年)还推算出回归方程,来预测中长跑运动员的运动成绩: M= 5( V- 6) T+ 5V 式 中 : M 代 表 跑 距 ( m) , V 代 表 VCO2max( ml/kg/min) , T 代 表 待 测 的 运 动 成 绩 ( min) 但是,有氧耐力项目的运动成绩并非完全决定于最大摄氧量,还与 运动员的心理因素,技、战术水平以及运动员身体机能状态等因素 有关。因此最大摄氧量只能看作是取得耐力性项目优异成绩的一个 必要条件,而不是充要条件。 VCO2max 和 AT 都 可 作 为 反 映 有 氧 耐 力 的 指 标 。 但 是 , VCO2max 是 在极量负荷运动时测得的,而有氧运动都属于亚极量运动,况且极 量 运 动 与 亚 极 量 运 动 间 有 着 本 质 的 不 同 , 所 以 VCO2max 仅 反 映 其 最 大 摄 氧 能 力 的 可 能 性 。 而 AT 则 反 映 了 人 体 对 VCO2max 的 实 际 利 用 百 分 比 。 研 究 证 明 , 优 秀 的 耐 力 性 运 动 员 经 多 年 训 练 后 , VCO2max 变 化 不 明 显 , 但 AT 却 明 显 增 加 , 并 与 耐 力 性 运 动 成 绩 的 提 高 相 关 。 故 亚 极 量 负 荷 运 动 时 测 得 的 AT 值 比 极 量 负 荷 运 动 时 所 测 得 的 VCO2max, 对 于 评 价 有 氧 耐 力 能 力 更 有 意 义 。 (三)有氧耐力的训练 1. 训 练 方 法 有氧耐力训练方法主要包括持续训练法和间断训练法两大类(图 13—4) 。

间断训练法可分 为间歇训练和重复训 练 。如 果 两 次 练 习 间 休 息 时 间 较 短 ,人 体 运 动 能力尚未完全恢复就 进 行 下 一 次 练 习 ,称 为 间 歇 训 练 ;如 果 两 次 练 习 间 休 息 时 间 较 长 ,人 体运动能力在下一次 练习前能够完全恢复, 称 为 重 复 训 练 。而 持 续 训练法则可根据运动 过程中速度是否变化 分为匀速练习和变速 练习。 发展有氧耐力所 图 13—4 采 取 的 方 法 ,原 则 上 宜 采 用 强 度 较 低 、持 续 时 间较长的匀速练习和 长 段 落 的 间 歇 练 习 。对 儿童少年以及训练程 度 较 低 的 个 体 ,宜 采 用 低强度的匀速持续性 练习。 几种训练方法示意图

有氧耐力的训练方法除上述两种外,还有高原训练法等。在训 练过程中,可根据运动员的年龄、训练水平及不同运动项目的特点, 科学合理地安排运动训练,促进耐力素质的提高。 2. 不 同 训 练 方 法 的 生 理 学 作 用 间歇性训练可使机体完成较大的运动量,该训练方法对于提高 呼吸及循环系统的机能具有良好的效果。在间歇期内,虽然肌肉得 到一定的恢复,但呼吸及循环系统的机能仍处于较高的水平(短时 间运动更加明显,因为短时间运动引起的内脏机能变化在间歇期内 达到较高的水平)。由此可见,无论运动时还是间歇期,均对呼吸 及循环系统产生较大的刺激,因此长期的间歇性训练可使呼吸及循 环系统的机能得到明显提高。 长期的持续性训练能提高大脑皮质神经过程的均衡性及机能的 稳定性,改善运动中枢间的协调性,提高心肺功能,并可引起肌纤 维的选择性肥大,肌红蛋白增加,导致最大摄氧量提高。 3. 运 动 强 度 耐力训练过程中选择适宜的运动强度至关重要。如果运动强度 过低,既不能充分动员人体输氧系统的机能潜力,也不能有效地发 展有氧代谢能力;假如运动强度过大,持续时间必然缩短,能量代 谢系统将向无氧代谢途径转变。同样也不能有效地发展有氧能力。 目 前 , 发 展 有 氧 耐 力 多 采 用 超 过 本 人 VCO2max50%的 强 度 进 行 训 练 。 另外,不少学者根据自己的研究结果提出了各自的训练强度。如美 国 学 者 库 珀 提 出 , 只 要 运 动 过 程 中 心 率 保 持 在 150 次 /分 , 并 至 少 维 持 5min, 就 可 以 达 到 发 展 心 肺 功 能 的 目 的 ; 德 国 学 者 克 莱 斯 提 出 确 定 适 宜 运 动 强 度 的 公 式 : ( H R m a x - H R r e s ) ÷2 + H R r e s ; 荷 兰 学 者 卡沃宁提出的适宜运动强度公式为: ( HRmax- HRres) ×6 0 % + H R r e s ,

其 公 式 中 的 60%可 因 人 而 异 , 训 练 水 平 高 者 可 乘 以 70%, 训 练 水 平 低 者 可 乘 以 50%。 近年来,国内外学者普遍认为个体乳酸阈强度是发展有氧耐力 的最佳强度。业已证明,个体乳酸阈具有较强的可训练性,随着训 练水平的提高,其运动强度可根据新的个体乳酸阈来确定。目前, 个体乳酸阈训练法已广泛用于发展有氧耐力的运动训练之中,并且 取得了良好的训练效果。 4.运 动 训 练 时 间 运动持续时间对训练效果同样具有明显的影响。由于机体内脏 器 官 的 机 能 惰 性 较 大 , 需 要 在 运 动 开 始 后 3min 左 右 才 能 达 到 最 高 的 机 能 水 平 。 故 发 展 有 氧 耐 力 所 持 续 的 最 短 时 间 限 度 应 为 5min 以 上 , 甚 至 可 持 续 2 0 ~ 3 0 m i n 。运 动 持 续 时 间 的 长 短 与 运 动 强 度 有 关 ,较 小 的运动强度可持续较长的运动时间;反之,运动持续时间可相对较 短 ( 表 13—3) 。

表 13—3 运动时间与运动强度的组合

时间

低强度训练

中强度训练

大强度训练

( min) ( %VCO2max) ( %VCO2max) ( %VCO2max) 5 10 15 30 60 70 65 60 50 40 80 75 70 60 50 90 85 80 70 60

三、无氧耐力 (一)无氧耐力的生理学基础 无 氧 耐 力 ( anaerobic endurance) 是 指 机 体 在 缺 氧 情 况 下 , 进 行 较长时间肌肉活动的能力。在长时间缺氧情况下,体内主要采用糖 酵解供能方式提供能量。 1. 肌 肉 中 糖 酵 解 供 能 能 力 糖酵解供能能力取决于快肌纤维的百分组成、肌糖原的含量及 糖酵解酶的活性。柯斯蒂尔等发现,优秀赛跑运动员腿肌中慢肌纤 维百分比及乳酸脱氢酶活性,随运动项目的不同而不同。长跑运动 员慢肌纤维百分比高,中跑居中,短跑最低;而乳酸脱氢酶的活性 恰恰相反,短跑运动员最高,中跑居中,长跑最低。这种现象可视 为不同训练出现的适应性变化。 2. 消 除 乳 酸 的 能 力 肌肉糖酵解过程中产生的乳酸进入血液后,将直接影响血液的 酸碱度。但由于血液有缓冲作用,使血液酸碱度不至于发生太大的 变化。机体缓冲能力的大小主要取决于碳酸氢钠的含量及碳酸酐酶 的活性。研究表明,经常进行无氧训练的运动员,碱储备比一般人 高 10%左 右 ; 而 促 使 碳 酸 分 解 的 碳 酸 酐 酶 活 性 也 明 显 提 高 , 经 常 进 行无氧训练可使其消除乳酸的能力大大提高。 3. 脑 细 胞 耐 受 酸 能 力 尽管血液中的缓冲物质能够中和进入血液的一部分乳酸,但因 进入血液的乳酸较多,血液的酸碱度不可避免地向酸性方面变化; 加上氧气供应不足而导致的代谢产物堆积,都会影响脑细胞的工作 能力。脑细胞对体内缺氧及血液酸碱度变化十分敏感,这些因素的 不良变化都会促进疲劳的发展。因此,脑细胞耐受酸的能力是影响

无氧耐力的重要因素。 研究表明,经常从事无氧训练的运动员脑呼吸中枢对静脉血中 二氧化碳含量增多的耐受性明显提高,如短跑运动员对静脉血二氧 化碳的耐受性比长跑运动员强,长跑运动员静脉血中二氧化碳含量 稍有增加,就可引起呼吸中枢兴奋性提高,呼吸加强;而短跑运动 员静脉血中二氧化碳含量显著增加时才能导致呼吸中枢兴奋性提 高。这种现象无疑是短跑运动员对长期无氧训练的一种适应性变化。 (二)无氧耐力的训练 无氧耐力的训练方法有间歇训练法、缺氧训练法及高原训练法 等。目前认为,在发展无氧耐力的各种训练方法中,间歇训练法效 果最佳。 1. 间 歇 训 练 法 作为发展无氧耐力的间歇性练习应考虑运动强度、运动持续时 间及间歇时间的组合与匹配。以产生较大的血乳酸浓度为依据。间 歇 性 无 氧 训 练 强 度 应 大 于 90%VCO2max; 练 习 时 间 一 般 要 长 于 30s, 以 1~ 2min 为 宜 ;间 歇 时 间 约 为 2~ 4min。实 验 证 明 ,利 用 这 种 方 法 进行练习能有效地发展糖酵解供能能力,提高无氧耐力。 Astrand 研 究 了 练 习 及 休 息 时 间 不 同 组 合 时 的 血 乳 酸 变 化 情 况 , 结 果 发 现 : 休 息 时 间 不 变 ( 如 15s) , 练 习 时 间 越 长 , 产 生 的 乳 酸 越 多。如果练习时间不变,血乳酸则随休息时间的延长而减少。例如, 练 习 及 休 息 时 间 之 比 由 1 ﹕ 1 向 1 ﹕ 5 变 化 ,间 歇 训 练 后 3 0 m i n ,血 乳 酸 呈 递 减 趋 势 。 如 间 歇 时 间 不 变 , 练 习 时 间 由 5s 向 60s 改 变 时 , 凡 20s 以 内 的 练 习 血 乳 酸 维 持 在 低 水 平 ; 60s 练 习 可 使 血 乳 酸 值 高 达 150mg%; 练 习 时 间 由 20s 向 60s 增 加 时 , 血 乳 酸 值 呈 梯 形 升 高 。 2. 高 原 训 练

高原训练除具有低气压、低温、低湿度及昼夜温差大等环境因 素外,缺氧是高原训练的主要刺激因素。机体在缺氧情况下进行训 练,对心肺功能产生更大的影响,提出更多的要求,从而使人体对 缺氧产生适应,提高无氧耐力。 3. 缺 氧 训 练 缺氧训练是指在减少吸气或憋气条件下进行的练习,其目的是 造成体内缺氧以提高无氧耐力。缺氧训练不仅可以在高原环境中进 行,而且在平原特定环境条件下人工模拟高原训练,同样可以取得 良好的训练效果。例如低氧训练等。

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第三节

速度素质

一、速度素质的概念及分类 速度素质是指人体进行快速运动的能力或人体在最短的时间完 成一定运动的能力。按照速度素质在运动中的表现形式可将其分为 反应速度、动作速度及周期性运动的位移速度。 反应速度是指人体对刺激发生反应的快慢。如短跑运动员从听 到发令声到起动的快慢。 动作速度是指机体完成单个动作的速度,如投掷运动员器械出 手的速度。 位移速度是指人体在单位时间通过的距离或人体通过某一特定 距离的快慢,如跑速、游速等。 在大多数运动项目中,上述三种速度素质往往会综合表现出来, 但是不同的运动项目中,三者结合的比例和形式不同。

二、速度素质的生理学基础 ( 一 ) 反 应 速 度 ( reaction speed) 1. 反 应 时 反应速度的快慢可用反应时来表示,所谓反应时是指由

刺激作用于感受器开始到效应器开始活动为止所需要的时间。在构 成反射弧的五个环节中,传入神经和传出神经的传导速度较快,故 反应时的长短主要取决于:①感受器的敏感程度;②中枢延搁;③ 效应器的兴奋性。其中,中枢延搁是影响反应速度的关键因素,反 射活动越复杂,历经的突触数目越多,反应时越长。 2. 中 枢 神 经 系 统 的 兴 奋 性 和 灵 活 性 良好的兴奋状态及其灵活性能

够提高反应速度。实验证明,当运动员处于良好的赛前状态时,反 应时缩短;反之,如果运动员兴奋性及灵活性降低,反应时将会明 显延长。 3 .条 件 反 射 的 巩 固 程 度 随 着 运 动 技 能 的 日 益 熟 练 ,反 应 速 度 加 快 。

研 究 发 现 , 通 过 训 练 , 反 应 速 度 可 以 缩 短 11%~ 25%。 ( 二 ) 动 作 速 度 ( movement speed) 动作速度的生理指标是动作时。动作时是指从动作开始到完成 动作所需要的时间。影响动作速度的生理因素有: 1. 肌 纤 维 的 百 分 组 成 及 其 面 积 快肌纤维的百分比越大,直径越大

(快肌纤维越粗),肌肉收缩速度越快。实验证明,优秀短跑运动 员快肌纤维百分比较高。长期的速度性训练可引起快肌纤维出现选 择性肥大。 2. 肌 肉 收 缩 力 量 肌肉收缩力量越大,肌肉克服内外阻力的能力越

强,完成动作的速度也越快。凡能影响肌力的因素都影响着动作速 度。 3. 肌 肉 组 织 兴 奋 性 肌肉组织兴奋性越高,引起组织产生兴奋所需

的刺激强度越小,作用时间越短,完成动作的速度也越快。 4. 条 件 反 射 的 巩 固 程 度 在运动技能的发展过程中,随着条件反射

的逐渐巩固,动作时进一步缩短,动作速度加快。

5. 神 经 系 统 的 调 节能力 神经系

统 对 主 动 肌 、协 同 肌及对抗肌的协 调 能 力 越 强 ,动 作 速度越快。 (三)位移速 度 ( displacement speed) 影响周期性位移 速度的因素较多, 而 且 比 较 复 杂 。以 跑 速 为 例 ,跑 速 主 要决定于步长和 步频两个方面因 素 ,而 步 长 和 步 频 又受多种生物学 因素的影响(图 13—5) 。

图 13—5

影响步长、步频的主要生物学因素示意 图

步长主要取决于肌力的大小、下肢的长度及髋关节的柔韧性等。 而步频的快慢取决于:①大脑皮层运动中枢的灵活性。神经系统的 灵活性愈高,中枢兴奋和抑制转化速度愈快,肢体动作交换的速度 也愈快;②肌肉中快肌纤维的百分组成及其肥大程度。快肌纤维百 分比越高,肌肉收缩速度越快,步频越快;③中枢神经系统各中枢 间的协调性。中枢间协调性的改善可有效提高各肌群间协调关系, 减少因对抗肌紧张而产生的阻力,有利于更好地提高速度。研究证 明,肌肉放松能力的改善,是提高速度的一个重要因素。 三、速度素质的训练 (一)提高动作速度的训练 大脑皮质神经过程的灵活性是实现高频动作的关键因素。为了 改善和提高神经系统的灵活性,可采用变换各种刺激信号让练习者 及时对其作出反应的练习,也可以做各种高频率动作的练习,如牵 引跑等。这些练习均可提高神经过程的灵活性,使练习者在不缩短 步长的情况下发展步频。 (二)发展磷酸原系统供能的能力 速 度 性 练 习 是 强 度 大 、 时 间 短 的 无 氧 训 练 , 主 要 依 靠 ATP—CP 系统供能。因此,速度训练应着重发展磷酸原系统的供能能力。一 般 常 用 的 方 法 是 重 复 训 练 法 , 一 般 常 用 30—60m 或 10s 以 内 的 短 距 离反复疾跑,来发展磷酸原系统的供能能力。 (三)提高肌肉的放松能力 肌肉的协调放松能力对提高速度素质具有重要意义。研究表明, 肌肉放松练习对力量及速度素质的发展都有良好的影响。这种练习 不 仅 可 减 少 肌 肉 收 缩 时 的 阻 力 , 而 且 有 利 于 ATP 的 再 合 成 及 速 度 素 质的提高。

(四)发展腿部力量及关节的柔韧性 腿部力量及关节的柔韧性对发展步长是十分重要的,因此在短 跑训练中应重视腿部力量及关节的柔韧性的练习。腿部力量练习除 利用杠铃等举重器械进行训练外,还可通过蛙跳、单腿连续跳、上 坡跑及负重跑等方式进行练习。

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第四节

柔韧和灵敏素质

一、灵敏素质 灵 敏 素 质( agility)是 指 人 体 迅 速 改 变 体 位 、转 换 动 作 及 随 机 应 变的能力。它是机体各种运动技能及身体素质在运动中的综合表现, 所以灵敏素质是综合素质。 (一)灵敏素质的生理基础 灵敏素质是一种复杂的素质。因此,灵敏素质的高低受多种因 素的影响,主要生理基础为:①大脑皮质的灵活性及分析综合能力。 神经过程的灵活性高,机体对内外环境变化作出的反应越迅速,调 整及修正动作的能力越强;②感觉器官的机能状态。良好的感觉机 能可提高动作的准确性及转换动作的速度;③运动技能及身体素质 水平。掌握的运动技能越多、越熟练,建立的动力定性越完善,大 脑皮质中暂时性神经联系的接通越迅速、准确,完成的动作越灵巧。 (二)灵敏素质的训练 提高灵敏素质,必须提高大脑皮质神经过程的灵活性。如让运 动员随各种信号做改变动作练习等;通过各种手段(如利用各种性 质的刺激)提高各种感觉器官的机能;熟练掌握多方面的运动技能;

加强力量、速度、耐力及柔韧素质的训练。 二、柔韧素质 柔 韧 素 质 ( flexibility) 是 指 运 动 时 关 节 活 动 的 范 围 或 幅 度 。 良 好的柔韧素质对于提高动作的质量具有重要意义,一般情况下柔韧 性越好,动作就越协调、舒展、忧美。另外,柔韧素质的发展还可 有效地减少肌肉酸疼,避免肌肉损伤。 (一)柔韧素质的生理基础 影响柔韧素质的生理因素有:①肌肉、韧带及肌腱的伸展性。 肌肉、韧带及肌腱的伸展性不仅与年龄和性别有关,而且与肌肉的 温度有关,准备活动可提高肌肉的温度,降低肌肉的粘滞性,提高 肌肉的伸展性,有利于柔韧性的提高;②关节周围的体积。脂肪、 结缔组织及肌肉体积过大影响着邻近关节的活动范围,使柔韧性降 低;③神经系统对骨骼肌的调节能力。神经系统对骨骼肌的调节主 要表现在主动肌与对抗肌之间的协调关系,以及对抗肌的放松能力。 上述因素得到改善后,可扩大关节的活动范围,提高柔韧素质;④ 关节的结构。 (二)柔韧素质的训练 发展柔韧素质一般采用伸展性练习,即拉长肌肉及结缔组织的 方法。伸展性练习包括爆发式牵拉练习(如摆腿及踢腿等练习)和 缓慢牵拉练习(如拉韧带及压腿等练习)两种。以上两种方法都能 有效地提高柔韧素质,但前者在准备活动不充分时容易拉伤肌肉, 而后者不易引起损伤,且能有意识地放松对抗肌群,使之缓慢拉长, 故缓慢牵拉练习是发展柔韧素质的有效方法。

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[小 结 ]

1. 肌 肉 力 量 是 绝 大 多 数 运 动 形 式 的 基 础 。 决 定 肌 肉 力 量 的 生 理 学 基 础主要有肌纤维的横断面积、肌纤维类型和运动单位、肌肉收缩时 动员的肌纤维数量、肌纤维收缩时的初长度、神经系统的机能状态 等因素。提高单根肌纤维的收缩力量和运动中枢间的协调性和同步 兴奋能力,是增加最大肌力最为重要和可行的途径。长期的肌肉运 动可导致肌肉功能性肥大。在力量训练中应遵循大负荷、递增负荷、 专门性、负荷顺序和有效负荷量等训练原则。发展最大肌力、肌肉 爆发力和肌肉耐力等不同训练目的的力量练习所采用的训练强度、 练习次数和训练频率等方面的组合有所不同,力量练习应主要以相 对运动强度(生理学强度)作为衡量评定标准。 2. 速 度 素 质 是 指 人 体 进 行 快 速 运 动 的 能 力 或 最 短 时 间 完 成 某 种 运 动 的能力。按其运动中的表现可分为反应速度、动作速度和周期性运 动的位移速度三种形式。 3. 反 应 速 度 的 快 慢 主 要 取 决 于 兴 奋 通 过 反 射 弧 所 需 要 的 时 间 ( 即 反 应时)的长短、中枢神经系统的机能状态和运动条件反射的巩固程 度。动作速度是指完成单个动作时间的长短。动作速度主要是由肌 纤维类型的百分组成及其面积、肌肉力量、肌肉组织的兴奋性和运 动条件反射的巩固程度等因素所决定的。位移速度是指周期性运动 (如跑步和游泳等)中人体通过一定距离的时间。提高动作速率、 发展磷酸原系统供能的能力、提高肌肉的放松能力、发展肌肉力量 及关节的柔韧性等是提高速度素质的良好训练方法。 4. 耐 力 是 指 人 体 长 时 间 进 行 肌 肉 工 作 的 运 动 能 力 。 按 参 加 运 动 时 能 量供应的特点划分为有氧耐力和无氧耐力。有氧耐力是指人体长时

间进行以有氧代谢供能为主的运动能力。心肺功能、肌纤维类型及 其代谢特点、中枢神经系统机能和能量供应特点等因素可以影响有 氧耐力水平。无氧耐力是指机体在无氧代谢(糖无氧酵解)的情况 下较长时间进行肌肉活动的能力。无氧耐力的高低,主要取决于肌 肉 内 糖 无 氧 酵 解 供 能 的 能 力 、 缓 冲 乳 酸 的 能 力 以 及 脑 细 胞 对 血 液 pH 值变化的耐受力。 5. 灵 敏 素 质 是 指 人 体 迅 速 改 变 体 位 、 转 换 动 作 和 随 机 应 变 的 能 力 。 影响灵敏素质的因素包括大脑皮层神经过程的灵活性及分析综合能 力、各感觉器官的机能状态、掌握的运动技能及其他身体素质水平 等。

6. 柔 韧 素 质 是 指 用 力 做 动 作 时 扩 大 动 作 幅 度 的 能 力 。 关 节 的 构 造 及 其周围组织的伸展性、神经系统对骨骼肌的调节能力等因素可影响 柔韧素质。

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[思 考 题 ] 1. 决 定 肌 肉 力 量 的 生 理 学 基 础 有 哪 些 ? 其 中 后 天 可 训 练 程 度较大的因素有哪些? 2. 肌 肉 肥 大 的 形 式 及 其 特 点 是 什 么 ? 3. 简 述 力 量 训 练 应 遵 循 的 原 则 。

4. 发 展 最 大 肌 力 与 发 展 肌 肉 耐 力 所 采 用 的 训 练 有 什 么 不 同? 5. 试 述 影 响 速 度 素 质 的 生 理 因 素 , 并 结 合 实 际 谈 谈 速 度 训 练问题。 6. 试 述 有 氧 耐 力 的 生 理 基 础 及 发 展 有 氧 耐 力 的 训 练 方 法 。 7. 试 述 无 氧 耐 力 的 生 理 基 础 及 发 展 无 氧 耐 力 的 训 练 方 法 。 8. 阐 述 灵 敏 及 柔 韧 素 质 的 生 理 基 础 。


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