楊 玲
(韶關(guān)學院 體育學院,廣東 韶關(guān) 512005)
糖無氧酵解與運動訓練
楊玲
(韶關(guān)學院 體育學院,廣東 韶關(guān) 512005)
簡述糖酵解的生物化學過程、特點與意義,分析糖無氧酵解在運動訓練中的作用,進而提出發(fā)展糖無氧酵解供能能力的科學訓練方法。
糖酵解;乳酸;無氧訓練
糖在氧氣供應不足的情況下,經(jīng)細胞液中一系列酶催化,最后生成乳酸和ATP(三磷酸腺苷)的過程稱之為糖酵解。在人類、動物、植物、微生物等許多生物機體內(nèi),糖的無氧酵解幾乎都按完全相同的過程進行。人體肌肉組織中的肌糖原在缺氧條件下,首先與磷酸化合而分解,經(jīng)過己糖磷酸酯、丙糖磷酸酯、丙酮酸等一系列中間產(chǎn)物,最后生成乳酸。
糖無氧酵解可將整個過程分為4個階段:第一階段,葡萄糖或糖原磷酸化為果糖-1,6-二磷酸葡萄糖,該階段的反應主要為葡萄糖磷酸化,起始物是糖原和葡萄糖;第二階段,丙糖磷酸酯的生成和互變,此反應在磷酸己糖異構(gòu)酶催化下進行,是一個醛—酮異構(gòu)變化;第三階段,丙酮酸的生成,該階段的反應是釋放能量;第四階段,乳酸的生成。
乳酸是運動過程中糖酵解的最終產(chǎn)物,也是體內(nèi)葡萄糖代謝過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物。運動時,骨骼肌是乳酸生成的重要場所,乳酸生產(chǎn)量與收縮肌的肌纖維類型、運動強度及持續(xù)時間有關(guān)。短時間、極量運動時乳酸生成增多,這是由于運動對收縮肌的能量需求超過有氧代謝的最大能力,必須由糖酵解代謝提供能量的結(jié)果。這時,乳酸生成能力越強,速度耐力能力發(fā)揮越好。長時間、亞極量運動時,乳酸生成主要是在運動開始階段和達到穩(wěn)定氧耗速率以前;運動中和運動后,乳酸的消除則體現(xiàn)在有氧氧化能力的高低。但若要獲得好的成績,糖酵解在保證速度方面起非常重要的作用。
乳酸的消除時間與運動時間、運動方式和休息方式有關(guān),活動性乳酸消除的半時反應比靜止性休息消除速率快;同時訓練水平高的運動員,血乳酸的消除能力強。
糖酵解是生物界普遍存在的供能途徑,但其釋放的能量不多,且在一般生理情況下,大多數(shù)組織有足夠的氧供有氧氧化之需,很少進行糖酵解,因此,這一代謝途徑供能意義不大。但少數(shù)組織,如視網(wǎng)膜、睪丸、腎髓質(zhì)和紅細胞等組織細胞,即使在有氧條件下,仍需從糖酵解中獲得能量。
在某些情況下,糖酵解有特殊的生理意義。例如,劇烈運動時,能量需求增加,糖分解加速,此時即使呼吸和循環(huán)加快以增加氧的供應量,仍不能滿足體內(nèi)糖完全氧化所需要的能量,這時肌肉處于相對缺氧狀態(tài),必須通過糖酵解過程以補充所需的能量。在劇烈運動后,血中乳酸濃度成倍升高,這是糖酵解加強的結(jié)果。又如,人們從平原地區(qū)進入高原初期,由于缺氧組織細胞往往通過增強糖酵解獲得能量。
在某些病理情況下,如嚴重貧血、大量失血、呼吸障礙、腫瘤組織等,組織細胞也需通過糖酵解來獲取能量。倘若糖酵解過度,可因乳酸產(chǎn)生過多而導致酸中毒。
人體的運動能力受許多因素的影響,如先天遺傳和后天環(huán)境因素,存在明顯的個體差異。影響運動能力的后天環(huán)境因素主要包括訓練負荷的安排及訓練環(huán)境、訓練后的營養(yǎng)、恢復及其他物質(zhì)手段。另外,運動時能量的供應也是影響運動能力,導致運動成績好壞的重要因素。運動時能量的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、利用和運動后物質(zhì)再合成,是影響運動能力的主要環(huán)節(jié),影響這些環(huán)節(jié)的因素均對運動能力產(chǎn)生影響。
糖酵解供能是無氧耐力運動的主要供能方式,提高無氧耐力必須提高糖酵解供能能力。
如:超范圍超標準支付專家咨詢費、勞務(wù)費;向有工資收入的項目(課題)、課題參加人員發(fā)放勞務(wù)費;同一個人在課題組中既領(lǐng)取勞務(wù)費又領(lǐng)取專家咨詢費;發(fā)放的勞務(wù)費和專家咨詢費,未按要求通過銀行支付的形式,而是違規(guī)發(fā)放現(xiàn)金;項目(課題)負責人代領(lǐng)學生勞務(wù)費,無再轉(zhuǎn)付學生的相關(guān)證明;列支與項目(課題)任務(wù)無關(guān)的支出,如學生論文答辯老師的評審費、博士生外出的培養(yǎng)費等。
3.1糖酵解代謝的生化原理
實驗證明,30 s和45 s最大強度運動時,ATP(三磷酸腺苷)變化不大,CP(磷酸肌酸)和肌糖原下降,45 s運動時比30 s運動時下降得多,乳酸升高也較30 s運動時多。通常,在1~2 min運動時肌肉血液乳酸增多。從訓練的生化原理角度分析,運動時乳酸積累導致機體疲勞或機能衰減,影響運動能力;但大量積累乳酸可刺激機體對酸性物質(zhì)的緩沖和適應,從而提高糖酵解供能能力。
血乳酸是糖酵解的代謝產(chǎn)物。運動后血乳酸越多,說明運動中糖酵解的供能比例越大,因此,為了發(fā)展運動員的無氧耐力,必須進行短時間較高強度的運動訓練,使機體既能保證糖酵解的主要供能,又能接受乳酸的刺激,提高運動員機體的耐乳酸能力和糖酵解的代謝能力,從而提高其無氧耐力。
3.2訓練方法的生物化學分析
目前常用的提高糖酵解供能能力的訓練方法是最高乳酸訓練和乳酸耐受力訓練2種。
3.2.1最高乳酸訓練
乳酸是糖酵解的最終產(chǎn)物。運動中乳酸生成量越大,說明糖酵解供能的比例越大,無氧耐力素質(zhì)越好,所以,最高乳酸訓練的目的是使糖酵解供能能力達到最高水平,以提高400 m跑和100 m、200 m游泳以及最大強度運動1~2 min運動項目的運動能力。如全力跑1 min左右達力竭狀態(tài)時,血乳酸最高只有15 mmol/L左右。如能進一步提高乳酸生成能力,就可刺激機體產(chǎn)生更強的抗酸、耐酸能力,提高抗疲勞能力。
最高乳酸訓練通常采用1~2 min大強度運動、休息3~5 min的間歇訓練法。訓練中,可調(diào)整間歇休息時間和運動與休息的比例來提高乳酸生成量。以400 m跑為例,生成乳酸的最大能力和機體對乳酸的耐受力與運動成績直接相關(guān)。研究認為,血乳酸在12~20 mmol/L是最大無氧代謝訓練的敏感范圍,要達到這個目標,采用一次1 min左右的超量負荷可以實現(xiàn),但完成的訓練量太小。為了實現(xiàn)超負荷訓練,在訓練課中必須重復多次?;袈℉emnanen,1971)讓5名運動員進行持續(xù)1 min的超量強度跑,休息間歇4 min,跑5次后,血乳酸濃度達到32 mmol/L。這一結(jié)果說明1 min左右的超量強度間歇運動,可以使身體獲得最大的乳酸刺激,是提高最大乳酸能力的有效訓練方法。
在我國短跑訓練中也觀察到相似的結(jié)果。一名以200 m跑為主的運動員,以95%的強度連續(xù)跑3個150 m后,又以95%的強度跑1個300 m,血乳酸可達23.33 mmol/L,而400 m比賽后的血乳酸只有19 mmol/L。1 min左右的超量強度跑時,第1次跑后,肌肉乳酸可升至較高水平,在間歇休息時,骨骼肌細胞的氫離子向細胞外間隙彌散出一半量的時間約為39 s,而乳酸根從骨骼肌彌散出細胞一半量的時間為9 min。因此,在4 min的休息期間,肌肉中已升高的氫離子降到接近運動前水平,使氫離子對糖酵解的抑制作用明顯減弱,繼續(xù)運動時,骨骼肌中糖原可持續(xù)分解供能,使間歇運動時血乳酸大大高于一次力竭性運動后血乳酸的濃度,從而提高身體的最大乳酸耐受力。
在訓練課中,注意掌握運動強度的休息間歇時間。華羅科夫(Banokob)曾報道,重復性訓練中休息間歇對訓練效果的影響:在休息間歇恒定的4×400 m跑的最后2次跑中,運動員的血乳酸下降,而遞減間歇休息時血乳酸會升得更高。運動負荷雖然相同,由于休息間歇不同造成不同的訓練效果。為了掌握適宜的強度和休息間歇,在訓練課中應經(jīng)常進行血乳酸的測定。
3.2.2乳酸耐受力訓練
不同訓練水平的運動員對乳酸有不同的耐受力。提高運動員的乳酸耐受力,機體不易疲勞,運動能力也隨之提高。有研究報道,當乳酸耐受力提高時,游泳運動成績也隨之提高。因此,乳酸耐受力訓練對中跑和100 m、200 m游泳運動員尤其重要。乳酸耐受力訓練常采用超量負荷的方法。在第1次練習后使血乳酸達到較高水平,目前認為以12 mmol/L的血乳酸濃度為宜,然后保持在這一水平上,使機體在訓練中忍受較長時間的刺激,從而產(chǎn)生生理上的適應,提高耐受力。訓練中可采用運動1~1.5 min、休息4~5 min的多次重復間歇訓練法。1 min的運動可使血乳酸達到12 mmol/L左右,休息4~5 min,使血乳酸有一定的轉(zhuǎn)移,再進行下一次練習,使血乳酸又回升至12 mmol/L左右。運動重復進行,血乳酸保持在較高水平,使機體適應這種刺激,體液和組織的堿儲備增多,對酸的緩沖能力增大,從而提高乳酸耐受力。如果強度過大,休息時間過短,間歇休息中體力恢復少,在2~3次運動后血乳酸下降,運動能力也隨之下降。
短時間劇烈無氧運動時主要由糖酵解提供能量。一般來說,運動員運動后的血乳酸越多,說明其糖酵解能量越強,無氧耐力越好。因此,在運動訓練中,常采用最高乳酸訓練和乳酸耐受力訓練來提高運動員的糖酵解能力,從而提高其無氧耐力。
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