运动生物化学第十二章

第十二章提高运动能力方法的生化分析教学目标了解影响运动能力的生化因素，掌握提高机体代谢能力的训练方法和提高运动能力的常用物质手段，熟悉提高运动能力物质手段的生化原理，并能在体育教学和运动训练中结合实际灵活运用。第一节影响运动能力的生化因素一、影响磷酸原供能系统的生化因素（一）ATP、CP的储量以磷酸原供能为主的运动项目，ATP、CP的储量及其供能能力是短时间无氧运动能力的限制因素之一。（二）ATP分解和再合成的速率ATP生成速率依赖于CP分解的代谢能力，这取决于CK活性的高低，也依赖于参与高强度收缩肌纤维的特性和数目。二、影响糖酵解供能系统的生化因素（一）糖酵解过程的限速酶（二）乳酸生成三、影响有氧代谢供能系统的生化因素（一）供能底物有氧代谢能力与能源物质的储备量，尤其与肌糖原储量有关，在60-85%VO2max强度运动时，运动前肌糖原的储备量多少是有氧代谢能力的限制因素。长时间耐力运动中，脂肪的动员、游离脂肪酸的转运和利用也是影响有氧代谢能力的因素之一。（二）线粒体氧化磷酸化能力第二节提高机体代谢能力训练方法的生化分析一、发展磷酸原代谢能力的训练（一）生物化学理论依据1、磷酸原的供能时间磷酸原供能系统的供能特点是供能时间短（常为６－８秒），输出功率最大，因此，磷酸原供能系统的训练可采用专项或专门的最大用力５－１０秒重复性练习。且在恢复间歇中仅有少量乳酸的生成。2、磷酸原的恢复时间ＡＴＰ－ＣＰ半时反应约为２０－３０秒，故其最适宜的间歇时间应为３０秒左右。但训练中应根据运动员的具体情况，区别对待，适宜安排间歇时间。从生化原理出发，发展磷酸原供能能力常采用最大速度（力量）的间歇（重复）训练，无氧——低乳酸训练。（二）训练方法的生化分析1、最大速度或最大力量，练习时间不超过１０秒；无氧-低乳酸训练的原则是：2、每次练习的休息间歇不能低于30秒，根据运动员的训练水平休息间歇可选范围是30-90秒；3、成组练习后，组休息间歇不能短于3分钟，通常在3-4分钟。跑的间歇休息时间与血乳酸、跑次的关系020406080100120140160180123456运动次数血乳酸（mg%)10-1010-2010-30提高糖酵解供能能力的最有效方法是高强度运动，保证运动中主要由糖酵解供能，运动机体内有明显量的乳酸积累。二、发展糖酵解系统供能能力的训练（一）生物化学理论依据糖酵解供能的最大速率约在30-90秒之间，故最大强度运动1-2分钟为宜。在1-2分钟最大强度运动时，乳酸积累会导致机体疲劳或机能衰减，影响运动能力。但大量积累乳酸可刺激机体对酸性物质的缓冲和适应，从而提高糖酵解供能能力。1、最大强度运动时间如果运动肌中有大量的乳酸生成，则选择H+透过肌膜达二分之一量的时间，作为适宜休息间歇的最适宜的时间。1分钟全力运动后，半时反应约为3-4分钟，因此，休息时间要长达4-5分钟。2、适宜休息间歇时间的选择（二）训练方法的生化分析提高糖酵解供能能力的训练，目前常采用最高乳酸训练和乳酸耐受力训练两种方法。1、最高乳酸间歇训练训练目的：使糖酵解供能能力达到最高水平，提高以糖酵解供能为主的运动项目如400m跑和100m、200m游泳以及最大强度运动1-2分钟运动的运动能力。训练方法：大强度运动1-2min，间歇休息3-5min的间歇训练法。（1）运动次数与血乳酸血乳酸在12-20mmol/L是最大无氧代谢训练的敏感范围，要达到这个目标，采用一次1分钟左右的超量负荷是可以实现的，但完成的训练量太小。为实现超负荷训练，在训练课中必须重复多次。即1分钟左右的超量强度间歇运动，可以使身体获得最大的乳酸刺激，提高最大乳酸能力。（2）1分钟左右大强度间歇运动提高最大乳酸能力分析①1分钟左右的超量强度跑时，基本由糖酵解供能，运动后，可使肌肉乳酸升高到较高水平；②在4分钟的间歇休息，可使骨骼肌细胞中已升高的H+降到接近运动前水平，使H+对糖酵解的抑制作用明显减弱，在继续运动时，骨骼肌中糖原可持续分解供能，结果使间歇运动时血乳酸大大高于一次力竭性运动后血乳酸的浓度，从而提高身体的最大乳酸耐受力。（3）休息间歇时间与血乳酸变化因此，在训练中，可调整间歇休息的时间和运动与休息的比例来提高乳酸的生成量。运动负荷相同，而间歇休息时间安排不同，运动后血乳酸变化不同。2、乳酸耐受力训练乳酸耐受力训练：以1-2分钟的较大强度进行间歇运动，休息间歇在4-5分钟，每次运动后使血乳酸维持在12毫摩尔/升左右，多次重复运动，使机体长时间承受较高但非最高的酸环境刺激，从而产生生理上的适应和提高酸耐受力的训练方法。（1）训练方法乳酸耐受力训练常采用超量负荷的方法。在第一次练习后使血乳酸达到较高水平，目前认为以12mmol/L的血乳酸浓度为宜，然后保持在这一水平上，使机体在训练中忍受较长时间的刺激，从而产生生理上的适应和提高耐受力。在训练中可采用１-1.5分钟运动和4-5分钟休息的多次重复的间歇训练方法。024681012141618Bla(mmol/L)次1234561'游泳，1'30休息1'游泳，4'休息（2）生化分析１分钟的运动可使血乳酸达到12mmol/L左右，休息４－５分钟，血乳酸有一定的转移，再进行下一次练习，使血乳酸又上升至１２mmol／Ｌ左右，运动重复进行，血乳酸保持在较高水平，使机体适应这种刺激，从而提高耐受力，提高运动能力。三、发展有氧代谢供能系统供能能力的训练（一）生物化学理论依据有氧代谢供能的先决条件是氧，运动时机体只有在中、低强度运动时才能获得充足的氧气。所以，根据有氧代谢供能的特点，在进行有氧代谢能力训练时，除要求运动时间长以外，还要求降低运动强度，间歇时间也需延长。即要遵循量大、时间长、强度相对较小的原则。。（二）训练方法的生化分析1、间歇训练（1）运动强度选择在以发展有氧代谢耐力为目的的间歇训练中，运动强度要求在接近80-85%最大摄氧量强度或接近无氧阈强度。（2）间歇时间安排运动时间3-5分钟，间歇休息时间与运动时间相同2分钟、4分钟间歇运动时能源物质供能情况间歇运动供能血糖供能百分比肌糖原供能（%）脂肪酸供能有氧供能与无氧供能比2`运动、2`休息5-2357-9518-313：14`运动、4`休息23-2447-5019-344：1（2）乳酸阈训练乳酸阈训练：在训练中控制运动强度使血乳酸达4毫摩尔/升左右的长时间运动，以发展最大有氧代谢供能能力的训练方法。①生化分析：用乳酸阈强度训练，刺激乳酸的生成和消除，体内不产生酸血症，又能长时间进行训练，不断提高身体的适应能力。②训练方法：乳酸阈强度训练属强化耐力训练，按这样的强度训练，每次跑或游泳30-45分钟，每周训练1-2次即可。（3）最大乳酸稳态训练进行一般性耐力训练时，强度要降低，比乳酸阈强度低10-15%，跑或游的时间在30分钟以上。在相对较长的时间里，用较稳定的不太大的强度，不间歇地连续进行练习的方法，这期间血乳酸达到一个最大的稳态水平。这是提高有氧代谢供能能力最大负荷强度和量度最适宜的训练方法。其训练的强度可用接近比赛的强度。男女马拉松运动员在达到比赛速度时的血乳酸值（四）高原训练高原训练的目的在于提高运动员机体组织在缺氧条件下ATP再合成能力。即利用高原缺氧训练提高组织细胞获得氧和利用氧的能力，使机体的有氧代谢能力得以加强。在利用高原环境进行有氧代谢训练时要注意以下问题：1、高原适宜高度2、训练的量和强度3、高原训练的持续时间第三节提高运动能力的物质手段及生化基础一、补糖与运动能力补糖不仅有助于长时间、耐力性运动项目运动员的运动能力，也有益于短时间、大强度的间歇性运动项目。（一）补糖的意义可以防止运动疲劳的过早发生，延长运动时间，提高运动能力。运动前补糖可优化肌肉和肝脏糖原储备，维持运动时血糖稳定，保障1h内快速运动能力和长时间运动末期的冲刺力。运动中补糖可显著改善糖代谢环境，保持运动中血糖浓度，维持高的糖氧化速率，节省肝糖原，减少蛋白质消耗。运动后补糖可以加强肝、肌糖原的合成和储存，促进疲劳消除和体能恢复。（二）补糖的方法1、运动前补糖在大运动负荷训练或比赛前数日增加膳食中糖类食物的摄入（糖类摄入占摄入总能量的60%-70%或10g/kg体重）或采用改良的糖原负荷法。或在赛前1-4h补糖1-5g/kg体重，糖原填充法糖原填充法是一种比较常用的补糖方法，它结合运动和饮食二方面进行调整，用这种方法可将糖原含量提高到正常水平的2-3倍。表表一一种种一一周周糖糖负负荷荷的的安安排排范范例例时时间间膳膳食食安安排排与与运运动动负负荷荷第第一一天天中中等等长长时时间间运运动动（（不不要要达达到到衰衰竭竭））第第二二至至第第四四天天混混合合膳膳食食，，中中等等量量糖糖摄摄入入（（220000--330000克克//日日））；；强强度度降降低低的的运运动动第第五五天天高高糖糖膳膳食食（（550000--660000克克//日日）），，强强度度降降低低的的运运动动第第六六至至第第七七天天高高糖糖膳膳食食（（550000--660000克克//日日）），，强强度度降降低低的的运运动动或或休休息息第第八八天天比比赛赛2、运动中补糖运动中每隔20分钟补充含糖饮料或容易吸收的含糖食物，补糖量一般推荐20-60g/h，多达40-102g/h，或1-2g/Kg体重，不低于21.5g/h。运动中摄入果糖或等量混合果糖和葡萄糖或低聚糖的效果要比单独葡萄糖好。3、运动后补糖运动后开始补糖的时间越早效果越好，理想的是在运动后即刻、运动后2小时内以及每隔1-2小时连续补糖，补糖量为0.75-1.0g/kg体重，24小时内补糖总量达到9-16g/kg体重。运动后最好补充葡萄糖-果糖及低聚糖，这样可使胃的排空速率增加，小肠吸收速度加快，利于合成肌糖原。运动后即刻补糖的效果优于运动后稍后时间，原因在于运动后及早补糖能尽快提供肌糖原合成的原料。表表运运动动后后补补糖糖时时间间与与肌肌糖糖原原合合成成补补糖糖时时间间肌肌糖糖原原合合成成速速度度（（mmmmooll//KKgg..MM..hh））运运动动后后即即刻刻最最快快，，22小小时时内内为为77..77运运动动后后稍稍后后减减慢慢，，为为44..11运运动动后后几几小小时时少少补补或或不不补补最最慢慢，，约约为为22..55（三）补充糖类物质类型的选择1、单糖补充葡萄糖有利于合成肌糖原，补充果糖有利于合成肝糖原，果糖和葡萄糖联合使用更加有利于糖的吸收和能量的补充2、低聚糖应用含4～8个葡萄糖单位的低聚糖，有助于降低饮料的渗透压和提高糖的供应3、淀粉类食物二、补液与运动能力（一）运动时水的失衡体液丢失的现象叫脱水。不同环境、不同性质运动时机体的脱水程度不同。1、轻度脱水以丢失细胞外液为主，失水量约为体重的2％。轻度脱水可影响运动能力。3、重度脱水失水量为体重的6-10%，细胞内液丢失比例增加。将严重影响身体健康。2、中度脱水失水量达体重的4%左右，细胞内外失水量约相等。可引起运动能力下降。（二）补液的意义合理补液可以维持血浆容量，防止运动中心率和体温的过度升高，有助于提高运动能力。（三）补液的方法补液应该遵循的原则：预防性补充和少量多次。补液的总量一定要大于失水的总量。特别是钠的补充量一定要大于丢失的量。1、运动前补液运动前2小时内可以饮用400-600ml的含电解质和糖的运动饮料。2、运动中补液每隔15-20分钟补充含电解质和糖的运动饮料150-300ml，补液的总量不超过800ml/h。3、运动后补液运动后要及时补液，使进出机体的液体达到平衡。（三）运动饮料理想的运动饮料必须具备的三个条件：①促进饮用；②迅速恢复和维持体液平衡；③提供能量，增进运动能力1、饮料的渗透压低渗性或等渗性2、饮料中的糖糖含量应在4%~8%之间，可使用葡萄糖、蔗糖、低聚糖、短链淀粉等。3、饮料中的钠盐含量含少量钠盐有利于糖和水分的吸收，一般应低于汗液中的钠盐含量。4、饮料的口味微酸的运动饮料可增加口感，促进饮用5、饮料的温度高温环境下运动饮料的温度应低于环境温度，5℃~13℃的饮料能降低体温，也有利于摄入。三