无氧运动锻炼的机制强度

更新于 2026年10月13日 版权声明
四、无氧运动锻炼的机制强度

(一)代谢适应

人体的供能系统有3种,共同为人体的各种活动提供能量。其中,ATP-CP供能系统主要为人体的短时间内高强度运动供能,主要是小于30秒的运动形式,并且是一些运动员需要尽最大努力的运动;糖酵解供能系统则能够为人体进行持续高强度运动提供2~3分钟的能量;有氧氧化供能系统则能够为人体提供较为低强度的长时间运动的能量。

无氧运动项目,如篮球、美式橄榄球等,其运动员的训练强度需要充分刺激其相应的无氧供能系统。这样才能够不断提升其无氧供能系统的工作水平。在进行运动训练时,必须针对比赛当中所使用的相应供能系统进行高强度的训练活动,促进运动员竞技水平的不断提升。

这3种供能系统都处于激活状态中,运动的强度决定了哪一种供能系统处于主导地位。ATP-CP供能系统和糖酵解供能系统不需要氧气,被称为“无氧供能系统”,而有氧氧化系统则需要氧气。

运动过程中,人体通过无氧代谢产生能量以维持正常运动的能力就是所谓的无氧运动能力。无氧运动能力的供能途径有2种,即由糖无氧酵解供能(乳酸能)和ATP-CP分解供能(非乳酸能),人体预存的ATP能量仅能维持极限强度运动大约2秒钟,随后由磷酸肌酸CP合成ATP,可以维持6秒钟,总共8秒钟。

如果超过了8秒钟,就要用血糖合成新的能源物质ATP来提供能量,如果是在缺氧状态下,副产品就是乳酸。无氧运动最大的特征就是供能速率快,氧气供应不足,无氧功率以ATP-CP为物质基础,在一定程度上决定了人们进行短时间、高功率运动时的运动能力,如田径运动中的投掷项目、跳跃项目以及足球射门等。

在制订相应的无氧训练计划时,练习时间和恢复时间应当与比赛当中专项运动的运动时间和间歇时间相同。此外,为了使运动员进一步生理适应,可在特定的时期增加训练的持续时间,从而使得运动员在比赛中有更好的体能表现。只有进行针对性训练才能够提高相应的供能系统的能力。在训练过程中,通过检查肌肉内部酶的变化来对运动训练进行科学的评估。

(二)肌纤维亚型的转化

生理学研究认为,人体肌纤维的类型比例是由遗传基因所决定的,Ⅰ型肌纤维和Ⅱ型肌纤维之间的比例在年龄很小时就已经确定。但是,有些研究表明,通过运动训练能够在一定程度上改变Ⅰ型肌纤维与Ⅱ型肌纤维的比率。

研究者认为,运动训练对于肌纤维类型所能实现的转化只限于某一类肌纤维,在每一种肌纤维类型中,存在着一定的能够对训练压力产生适应性的不同亚类。这些亚类肌纤维通过相应的运动训练会发生转变。

人体的肌肉纤维可分为2种,即慢肌纤维(Ⅰ型)和快肌纤维(Ⅱ型),不同的肌纤维类型的生理功能有一定的差异性。具体而言,其功能差异主要表现在发力特性、收缩速度和疲劳率等方面。运动生理学研究表明,Ⅰ型纤维具有较慢的收缩速度和较低的爆发力,但比较耐疲劳;Ⅱ型肌纤维具备很强的爆发力和很高的收缩速度,但很容易疲劳。在一些大强度运动项目中,运动员经常进行无氧耐力训练,其Ⅱ型肌纤维所占的比例相对较高。

(三)氧化酶

人体内进行的各项生物化学反应都是在催化剂的催化作用下发生的,而酶就是人体的催化剂。酶是人体产生的一种重要的具有催化作用的蛋白质,广泛分布在人体的细胞和组织中。科学研究表明,人体中的酶有一千三百多种。酶的主要作用是影响生物化学反应的速度,它本身在化学反应中并不会改变。(https://www.daowen.com)

新陈代谢是生命活动的基本特征,因此,人体受运动训练的影响,其身体机能或运动能力的提高就首先表现在代谢的改变和适应上。研究表明,机体代谢对运动训练的改变和适应取决于酶对运动训练的反应和适应。运动对机体是一种特殊的刺激,它可通过神经激素的作用,激活细胞内的酶分子,使酶的活性增强,从而促进物质代谢,适应急性运动的需要。

受长期运动训练的影响,人体运动能力的提高与酶对运动的适应有密切的关系。个体通过长期参与运动训练,可以刺激或诱导机体内部酶合成量的增加,使体内有关的酶产生与运动训练性质相适应的变化,从而提高人体的专项运动能力。

在运动训练实践中,有氧性训练和无氧性训练对机体主要代谢酶活性的影响是不同的。

有一些错误的观念认为,乳酸会导致肌肉疲劳,运动不能持久,但最新研究表明乳酸浓度上升不会导致酸中毒,也不是肌肉酸痛的原因。人体内的乳酸非常稳定,没有酸性。造成酸中毒的另一个原因是三磷酸腺苷被分裂释放能量时释放的一个质子,糖酵解时机体会产生大量丙酮酸等不能通过呼吸排出的中间代谢产物,酸性产物堆积在细胞和血液中,成了“疲劳毒素”,使人们感觉疲乏无力、肌肉酸痛,还会出现呼吸、心跳加快,严重时会酸中毒。

无氧运动有利于人体健康。根据研究显示,无氧运动的力量训练可以增加骨密度,其效果比有氧运动好。经过无氧运动后,损伤肌肉修复和乳酸的代谢需要消耗脂肪,增加肌肉新陈代谢的频率,增强身体的免疫力。其减脂的效果比有氧运动更加明显。无氧运动后,肌肉收缩的速度和力量都能够提高,降低了死亡的危险。

(四)缓冲能力

人体总的内环境是酸性的,安静状态下,人体血液的平均pH值为7.4,骨骼肌细胞液的平均pH值约为7.0。这是因为酸性物质在机体内积累的速度很快,肌肉和血液中存在的能缓冲酸碱的物质来不及进行足够的缓冲以维持酸碱平衡。在运动状态下,机体的骨骼肌细胞液和血液pH值会有所下降。其中,血液值可能降到7.0左右,骨骼肌细胞液的值可降到6.3。

细胞内以及机体内环境的理化性质的改变会影响机体的运动能力,尤其是影响机体的耐力。机体内部的理化性质的变化主要是由肌肉糖酵解引起的,H+是肌肉糖酵解的产物,它可以在机体的肌细胞内大量累积,甚至可以扩散到血液中改变血液的酸环境,进而导致肌肉中酸性物质增加,影响机体的耐力素质水平的正常发挥。长时间快速跑步过程中肌纤维和血液内的乳酸积累增加,运动员经常会有肌肉灼热感,迫使运动员放慢速度或停止训练。对无氧供能系统施加压力的训练能改变肌肉对高浓度的代谢性酸性物质的忍耐能力。

对无氧训练的一项基本生理适应就是缓冲能力得到提高,从而使得肌肉能够承受高浓度的乳酸积累。肌肉内部产生的缓冲物质,如碳酸氢盐和肌肉磷酸盐,有助于维持运动肌肉内部的酸碱平衡。在人体中,肌肉和血液中存在缓冲酸碱物质,有保持机体内环境稳定的作用。这种缓冲物质是一种混合液,由弱酸(H2CO3)与强碱生成的盐(NaHCO3)按一定比例组成。

研究表明,提高机体的耐酸能力是提高机体的无氧耐力水平的有效途径之一。当然,无氧耐力训练并不能直接提高运动员机体对酸碱物质的缓冲能力,而是训练提高和强化了运动员对因酸碱物质产生的不适应感,从而提高了运动员的耐受能力。

运动训练期间,肌肉内部的缓冲能力可以提高12%~50%,这取决于运动员的训练水平和训练计划的设计。总之,骨骼肌内部缓冲能力的增强对缓解高强度训练过程中的疲劳和提高受训运动员对高浓度酸累积的忍受能力都起到重要作用。

实践证实,机体的神经系统不仅可以协调运动肌肉的驱动,还可以协调不同肌肉群之间的活动。这对于提高运动员的无氧耐力水平具有十分重要的作用。而研究表明,神经系统的以上2个协调功能会受到机体大量酸性物质的影响。合理与科学的无氧耐力训练有助于运动员在运动中提高神经系统的耐受能力,对抗运动中产生的大量酸性物质,可以促进运动员无氧耐力水平的提升。

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