第29屆奧運會優秀競走運動員速度變化的生理學分析

2011-10-25 07:10:40董思建李建軍

運動 2011年14期

董思建，李建軍

（徐州師范大學體育學院，江蘇徐州 221116）

理論與方法探索

第29屆奧運會優秀競走運動員速度變化的生理學分析

董思建，李建軍

（徐州師范大學體育學院，江蘇徐州 221116）

本文通過對北京奧運會20公里競走優秀運動員速度變化進行統計分析，運用生理學知識解釋速度變化機理，探討速度變化的生理學機制，從而為運動員進行訓練及比賽提供參考。

競走；速度；生理學；北京奧運會；疲勞

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

參加29屆奧運會女子20公里及男子20公里競走比賽獲得前4名的運動員。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法收集整理相關文獻資料，為本研究指標的確定、方法學的運用及撰寫論文提供了較為充足的理論基礎和依據。

1.2.2 數理統計法將收集到的運動員不同區段速度情況進行數據處理，采用Excel2003對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 女子20公里競走前4名情況分析

2.1.1 女子前4名個人基本資料及成績分析從表1中可以看出，卡尼斯金娜的成績明顯高于其他3名選手，并且前4名都打破了王麗萍在悉尼奧運會創造的1∶29∶05的奧運會紀錄，這可能是由于比賽是在雨中進行的，有利于運動過程中熱量的散失，抑制了機體高溫，延緩了疲勞過程。

由表1發現，4名優秀競走運動員身體普遍偏瘦，這是對長期訓練的一種適應，由于長期的耐力訓練使體內脂肪比例降低骨骼肌比例增加，發達的骨骼肌為運動提供持久的動力，同時體重下降，提高了能量利用率，這也是對訓練的一種適應。

2.1.2 女子前4名速度變化狀況分析為了研究方便，把20公里平均分成10段，每段2公里，每一個2公里段內的平均速度如表2。

由表2可以看出，在前8個區段，第1名的速度一直處于領先地位且速度一直上下波動，而當距離終點4公里時速度迅速下降，即出現疲勞現象，第1名在前2公里的平均速度是最高的，比第2名高0.13m/s。從運動水平上來看，第1名比其他3名運動員能力要強很多。為了體現出各段速度變化特征利用excell2003繪制出各段速度變化折線圖如圖1。從圖1可以看出，除第1名外，在前10公里內，其余3名選手的速度變化基本保持一致并且顯現出逐步上升的趨勢，然后速度開始下降，到終點沖刺階段有小幅度的上升。

2.1.3 對奧運冠軍卡尼斯金娜速度變化進行分析卡尼斯金娜在起步后就一直處于領先地位，以自己的運動能力為基礎，一直處于領先地位，在前16公里內，速度以波浪式變化，到達16公里后體能大幅度的下降，產生疲勞現象，表現在運動速度的急劇下降。由于在16公里前擁有了很大的領先距離，即使速度降下來也不會被超越。同時由于一直處于領先地位，可以在運動時自由調節運動負荷，使機體某些機能得到暫時性的恢復。

由于競走運動是長時間性耐力性運動項目，其能量供應特點除了需要有氧供能外，糖酵解和磷酸原供能也是必要的供能途徑，磷酸供能及糖酵解供能途徑疲勞快恢復也快，而有氧供能疲勞速度慢恢復也慢。卡尼斯金娜在前16公里內速度的波動，除了受其戰術意識支配外，也是由于其主要供能系統的轉變所表現出的現象，在速度升段無氧供能所占的比例較大，在速度下降階段，無氧供能系統疲勞受到抑制，引起速度的下降，這樣可以使無氧供能系統得到暫時的休息以達到一定的恢復，接著無氧供能系統供能比例增大，使速度有一定的上升。當她行走到16公里后，由于機體高能磷酸物資大量消耗，血糖含量下降，糖原含量下降，代謝產物的堆積使能量供給速度下降，從而引起工作能力下降。

從其全程速度變化情況來看，卡尼斯金娜比賽的目的不僅僅為了獲得冠軍，更在于打破記錄創造個人最好成績，她把自己的體能毫不保留的消耗在競走過程中。從能量利用率來看，她的利用率比其他運動員要高。

2.1.4 對劉虹速度變化進行分析我國運動員劉虹前半程速度有稍微波動，速度與其他兩名運動員相差不大，但10公里后運動能力大幅度下降，可能是在10公里段想超出第二集團，縮小同卡尼斯金娜的差距，導致體能的過分利用，引起運動能力下降。

在第12 ～ 18公里段由于運動負荷的降低使機體得到了一定的恢復，因而在最后兩千米速度大幅的上升，然而即使最后2公里擁有較大的速度，也難以彌補前面所拉下的距離。在最后階段加速也存在技術上的不足，因為競走速度較高情況下容易出現騰空現象，受到判罰的幾率增大。

劉虹在12公里段已經出現疲勞現象，比其他運動員提前了2 ～ 4公里，為提高成績，訓練過程中應當重視體能的訓練，加強耐力素質訓練增加體內能源物質儲備，以及在比賽過程中合理分配體能提高能量利用率。

2.1.5 對4名運動員的總體分析由圖1看出，在8公里段，出現了速度的下降現象，這是由于在運動開始階段，由于植物性神經系統的機能動員速率明顯滯后于軀體神經系統，導致植物性神經與軀體神經系統機能水平的動態平衡關系失調，內臟器官的活動滿足不了運動器官的需要，出現一系列的暫時性生理機能低下綜合癥，引起運動能力的降低，經過一定時間的調整，植物性神經與軀體神經系統機能水平達到了新的動態平衡，生理機能低下綜合癥癥狀明顯減輕或消失，這時，人體的動作變得輕松有力，呼吸變得均勻自如，又恢復運動能力。10公里段，出現了速度的恢復，即極點現象消失了，運動能力得到了恢復。12 ～ 16公里段又出現速度下降，是由于機體的疲勞所導致的，這時運動能力在低負荷下可得到暫時性的休息，為最后沖刺階段儲蓄能量。最后兩千米速度有稍微的上升，是由體能得到恢復和戰術安排決定的。比較前后半程運動能力，前半程優于后半程，這與傳統觀念不太相符。

2.2 男子20公里競走前4名情況分析

男子20公里競走前4名運動員及各段速度情況如表3和表4，折線圖如圖2。

奧運會前4名運動員的各段速度變化情況基本是一致的，只是在后6公里出現了差距。

由圖2可以直觀看出，在18公里以前階段，各運動員的速度整體趨勢是持續上升的，在8公里段，4名運動員的速度都有所下降，這與女子運動員第一個速度下降點出現在同一個距離段，該段速度的下降是由于極點現象所引起的，當極點現象消除后，速度有所上升。直至16 ～ 18公里段，由于運動員的運動能力不同依次出現了疲勞現象，最后沖刺階段速度都是下降的。

從前半程與后半程運動能力對比可以看出，后半程運動能力都高于前半程，這也符合當今對競走運動的傳統觀念。

比較我國運動員王浩與國外運動員速度變化，發現王浩過早的出現運動疲勞導致速度下降，且其最大速度又不及國外選手。因此，中國運動員在體能方面與國外存在著較大的差距，需要在訓練中加以重視。

表1 女子20公里競走前4名運動員基本情況及成績

表2 女子20公里競走前4名各段速度情況

表3 男子20公里競走前4名運動員基本情況及成績

2.3 比較男女競走運動員各段速度變化的異同

從總體趨勢來看，女子速度變化先緩慢升，然后緩慢下降，后半程運動能力的低于前半程；男子速度變化趨勢是持續上升，直至疲勞后大幅下降，下降后的速度也仍比前半程的最大速度高。從各分段速度離散程度上來講，女子離散性比男子要大，即女子運動員的運動水平不是處于同一個級別的。從極點出現時段來看，男女都出現在8公里段，這揭示極點的出現與運動距離相關性較大，與性別關系不大。從疲勞發生時段來看，女子比男子疲勞的發生要提前，這是由于女子運動員身體機能比男子運動員差所引起的。在沖刺階段女子速度有所回升，而男子速度一直下降。傳統觀念認為：“當今世界優秀競走運動員比賽中基本上前半程慢后半程快。”男子20公里競走的速度變化特征符合該觀念，而女子20公里競走的速度變化特征與此觀念正好相反。

2.4 對競走運動的供能方式分析

競走運動是典型的周期性耐力性項目，其能量代謝特點是有氧代謝，糖酵解和磷酸原3種供能系統兼有的混合代謝。在起步階段，由于運動強度不會太大，主要以有氧供能為主，但起步時骨骼肌血液供應較少，所以糖酵解也構成供能的途徑之一；當血液在機體重新分配后，糖酵解供能比例下降，有氧供能比例上升，在途中加速階段，糖酵解及磷酸原供能系統提供能量比例顯著增加。在運動的后半程，機由于體代謝產物的堆積，使骨骼肌細胞對氧氣的利用率降低，導致機體的相對缺氧，有氧呼吸受到一定的抑制，從而使糖酵解供能比例增加。因此訓練過程要進行有氧耐力訓練和無氧耐力訓練。

從能量供給方面分析各段速度變化情況，競走開始階段，運動強度并不高，首先動員了機體內的慢收縮單位，由于慢收縮單位支配的骨骼肌以有氧代謝為主，在相當一段時間內，機體以有氧供能為主，然而，由于在剛開始階段骨骼肌內僅有少量的血液供應，結合在肌紅蛋白與血紅蛋白上的儲存氧只能供少量肌糖原氧化產能，遠不能滿足運動肌的需要，因此需要ATP-CP及糖酵解供能。當機體血液進行重新分配后，大量血液流經骨骼肌為骨骼肌有氧代謝提供氧氣，促進機體的氧化供能，這時機體以有氧供能為主并且保持相當長的一段穩定工作狀態，使速度緩慢上升。在8公里時段男女運動員的速度出現第一次下降期，在10 ～ 16公里段不同運動員出現第二次工作能力下降的狀況，并且隨著運動員水平的高低疲勞時間向后推遲。

競走運動是一種長時間耐力性運動項目，雖然以有氧供能為主，但無氧供能途徑也不應忽視，當有氧供能系統產生疲勞跡象時，可以利用無氧供能系統來維持運動能力，同時使有氧供能系統得到暫時性的休息，當無氧供能系統受阻時，有氧供能系統由于得到恢復而發揮作用。

表4 男子20公里競走前4名各段速度情況

圖1 女子20公里競走前4名各段速度變化特征

2.5 對競走疲勞的分析

2.5.1 中樞性疲勞的產生由于竟走運動對技術要求比較嚴格，如果動作不到位就會受到判罰，這使中樞神經系統一直保持緊張狀態，這誘發了中樞性疲勞的發生；再者，競走運動又是周期性耐力運動，由于運動過程中的單調刺激，進一步加深了中樞疲勞。

2.5.2 可利用能源物質的缺乏競走運動時，全身大部分肌肉都在運動，運動時耗能部位較多，運動時間較長，20公里競走將近一個半小時，在此過程中主要以糖類和脂肪提供能源，前半程以糖類的氧化提供能量，后半程以脂肪的分解提供能量，在此過程中，由于代謝產物的堆積及線粒體損傷，使機體的有氧氧化及脂肪的分解受到抑制，從而導致了可利用的能源物質的缺乏，運動能力下降。這可能是引起競走運動員疲勞的主要因素。