超人何來

呂　靜

訓練和獲勝的決心只是一個好的開始，要做一個耐力超群的運動員你還需要一些與生俱來的品質

即便你不是自行車賽迷也很難不為環法自行車賽運動員的過人體力而驚異。7月29日，決賽選手們歷時23天騎車3553公里終于抵達巴黎香榭麗舍大道。整個比賽過程中，他們需騎車爬上2000米高的山，并且要保持在每小時40公里的速度。

環法自行車賽的選手并不是惟體力和技術超人的運動員組群沙漠極地馬拉松賽被認為是世界上最艱苦的步行比賽競賽者要在6天之中短短的18個小時(每天3小時)內穿越243公里的撒哈拉沙漠。去年，來自舊金山44歲的超級馬拉松長跑運動員卡爾納塞斯曾連續50天在美國10個州跑50次馬拉松比賽，之前還跑了從紐約到密蘇里州圣路易斯一半的路程。

這些強人是如何做到這些的呢?

決定性的“發動機排量”

環法自行車賽是世界上最艱苦的身體耐力挑戰之一。這些自行車選手是極限耐力運動生物學很好的研究對象，這項比賽中最有名的運動員當數阿姆斯特朗。阿姆斯特朗曾連續7年獲得環法自行車賽的冠軍，并且這些榮譽是在他9年前被診斷出睪丸癌并實施了化療和手術后才獲得的。

阿姆斯特朗生來就具有異于常人的較大心臟和肺臟這是頂極競技自行車選手馬拉松跑步運動員和自由潛水運動員的普遍特征。這就是說氧氣泵人他們體內的速度比一般人快。

要成為一個具有極端耐力的運動員，你的身體必須超級高效地產能血液中的氧濃度是關鍵。細胞有2種產能方式是有氧呼吸二是厭氧呼吸。對于能量快速爆發，細胞被迫采取厭氧呼吸，即無氧氣代謝這種低效率的過程會產生乳酸，乳酸讓肌肉疲勞。厭氧呼吸是賽跑和舉重運動員供能的主要形式。一般正常情況下我們的細胞采取有氧呼吸，這是一種利用氧氣和葡萄糖或者脂肪的緩慢過程。耐力運動員大多數部以這種方式產能。

機體將氧氣送到肌肉繼而將燃料轉化為能量的最大速度稱一次最大耗氧量(Vo2max)，其單位是每分鐘每公斤體重所消耗的氧。一個健康男性平均的Vo2max在40～50，如果延長訓練Vo2max就上升到60～65。當阿姆斯特朗進行嚴格訓練的時候，他的Vo2max曾到達過83.2。其他頂級運動員也有類似的最大耗氧量。挪威的滑雪運動員戴里曾在1992～1998年期間共贏得12枚冬奧會獎牌其中8枚為金牌，據報道他的Vo2max曾到達過96，這是迄今為止的最高

紀錄。而以前連續五界環法自行車賽的冠軍安杜蘭也達到過88。

美國奧斯汀德州大學人類運動成績實驗室的古耶爾指出即便阿姆斯特朗是一個不愛運動的懶人他的Vo2max也不會低于60。這并不只是訓練造成的，阿姆斯特朗在遺傳上就傾向高于平均水平。

同睪丸摘除有關?

那么，這些優秀運動員還具有其他獲勝優勢嗎?美國威斯康辛大學麥迪遜分校的內分泌學家艾特伍德認為，阿姆斯特朗的例子中有一些特別的環境因素。他做了一個有爭議的假設；阿姆斯特朗的七連冠全因為他損失了右側睪丸。睪丸的摘除可能改變了他的激素水平影響到他的代謝。

脂肪和葡萄糖是我們身體所用的燃料，少量的糖能貯存在肌肉中形成糖原，這種葡萄糖多聚體比起儲存的體脂，是更為便于利用的燃料，它使每個氧分子產生更多能量。但是肌糖原的供應是有限的。這就是說只有耐力運動員保持很好的營養攝入，他們才可能在比賽的時候用上糖原儲備，否則，他們就會極度疲勞。

艾特伍德提出，在摘除了一側睪丸后，阿姆斯特朗的激素系統發生了變化，使他能夠利用以前所不能利用的體脂。對非運動員一側睪丸摘除的研究顯示，在術后一般促性腺激素水平會提高，這種激素被認為是促進脂肪代謝的，而負責肌肉構建的睪丸激素仍和過去一樣。

隨著男性年紀的增大會出現同樣的情形，睪丸所產生的激素包括睪丸酮通常可以限制促性腺激素的產生。“對于慣坐的人這些改變將使其在身體的不同部位利用和儲存脂肪，最典型的是腰部我們可以在老年人上看到這種情形。”艾特伍德說年輕活躍的人則可以從肌肉獲得很多自由脂肪酸，用做能源。

艾特伍德認為，睪丸摘除可能幫助了阿姆斯特朗利用多余的脂肪酸而不是肌肉中的糖原，這就是說，在每天比賽結束的時候，他只需補充少量糖原。而一般自行車運動員在連續比賽中需要很長的補充糖原時間，如果他們沒有恢復，就不能表現出良好的成績。

這些激素的改變也有助于我們解釋為什么絕大多數人在26歲時達到其耐力的高峰，這是促性腺激素水平自然開始增加的時候。耐力高峰將維持大約5年。絕大多數環法自行車賽冠軍的年紀都在27～32歲可能并不是偶然的巧合。

雖然還缺少直接的證據，艾特伍德的假設卻有其科學基礎。有人曾做過這樣的研究：在訓練前將舍有脂肪酸的乳劑靜脈注射到運動員的血流中，結果發現肌體對脂肪酸的利用增加，肌糖原的利用減少。

增加對肌肉的脂肪供應也會提高細胞能量站線粒體中的脂肪酸含量。斯普瑞特說雖然有一些研究人員在尋找另外一些為肌肉提供更多數量和種類能源的辦法，目前，最簡單增加產能量的辦法就是使細胞擁有更多線粒體，或者使得現存的線粒體體積增大，后者恰恰是我們所用強化訓練的辦法。

乳酸的“廢物利用”

古耶爾也同意，阿姆斯特朗肯定具有遺傳天分，他不同尋常的V02max就說明了這一點，但他認為不是手術，而是多年的訓練刺激了他的肌肉，造就了他的成績。在21～28歲間，阿姆斯特朗贏得了他第一次環法賽，古耶爾曾做過記錄，那時他的肌肉能力提高了8％同時也損失了相當多的身體脂肪，因而他的肌肉輕裝上陣產生了更為高效的能量。

讓阿姆斯特朗脫穎而出的還有一個因素是乳酸水平當古耶爾在訓練后測量他肌肉中的乳酸水平時，發現其水平比其他選手都低。

直到現在，人們一直都認為，肌肉中的乳酸是引起肌肉疲勞和痙攣的物質。但是，也有一些證據表明，如果機體可以利用它，乳酸也可以作為一種額外的能源。去年，加州大學伯克萊分校的布魯克斯和同事發現，肌肉細胞可以通過將乳酸從細胞質運送到線粒體，重新利用它產生能量。耐力訓練似乎就增加了被線粒體吸收的乳酸總量。當然，有些人的線粒體天生就能處理較多的乳酸。研究人員發現，那些能有效利用乳酸的人就像阿姆斯特朗一樣，在訓練后肌肉中的乳酸水平較低。布魯克斯認為，無論是得自先天遺傳，還是經后天訓練，阿姆斯特朗都可說是乳酸清理大師。

乳酸并不是惟一引起肌肉疲勞的原因。紐約哥倫比亞太學的馬克和同事發現，心肌和骨骼肌細胞中的鈣通道泄露也能引起肌肉疲勞。在心肌和骨骼肌中肌肉收縮都依賴于肌肉細胞內鈣存儲的釋放。當肌肉疲勞時，一種控制鈣通道的蛋白質被用完了。鈣從通道中不停地泄露出來，這就意味著肌肉不能再正常收縮了。美國國防部先進研究項目局先鋒士兵性能項目為馬克的研究投了一部分資金。馬克現在正在研究一種可以阻止心肌鈣泄露的藥物，并正在檢驗該藥能否阻止骨骼肌的迅速疲勞。

天才的代價

既然阿姆斯特朗的運動能力來自天賦，那么，是不是可以借助基因篩選的辦法在孩子中挑選有可能成為世界級選手的運動苗子呢?這恐怕還要拭目以待。假如只有少量效果很大的基因決定運動成績那么這種測試可能就相當有價值。但是我們要應對的基因數量相當龐大，而每個基因的作用又只占到3％～4％。到目前為止的發現表明，大約有50個基因影響到運動精英的表現型。

另外，不幸得很，擁有恰當的運動基因可能還會有負面作用。研究人員發現，這種天分可能是有代價的。保佑你成為超人的耐力基因也可能是一種詛咒。具有這樣基因的個體若不進行規律的訓練，患肥胖癥、糖尿病和癌的機會會更多。

舉個例子，有些人天生線粒體提供能量的效率非常高，它們可能會產生更活躍的氧——有害的自由基，特別是在當其產生的能量沒有被利用的情況下。所以，加州大學歐文分校線粒體醫學和遺傳學中心的華萊士說：一個人如果吃了很多巧克力卻在伏案工作，剛好他又具有高效的線粒體，那么，他體內就將產生很多活性氧。這將使他更容易患上很多退變性疾病、癌癥和過早老化。如果你生來就具有高效基因，要保持健康，你除了頻繁鍛煉身體使自由基的產生最小化外，別無他法。

古耶爾說：“假如阿姆斯特朗從來沒有訓練，那么一個運動天賦在平均水平的年輕人如能盡可能刻苦地訓練就有可能超過他。”即便沒有經過訓練，阿姆斯特朗也能贏過那些經過中等訓練的人，當然，刻苦訓練需要強大的精神動力和獲勝的決心這正是阿姆斯特朗的過人之處。

簇擁在香謝麗舍大街的人們希望看到下一個阿姆斯特朗。的確，就算選手有恰好的生理狀態并配各一流的教練，營養師以及運動科學家隊伍，可能還是遠遠不夠的。因為人們所能發現的最好基因可能就是想贏的基因——意志可能是所有因素中最重要的。