糖有氧運動后骨骼肌超量恢復的相關研究

姜燕 殷勁 武俸羽

(1.齊齊哈爾大學體育學院 黑龍江齊齊哈爾 161000; 2.成都體育學院 四川成都 610041;3.哈爾濱冬訓中心 黑龍江哈爾濱 150000)

超量恢復理論發展至今已有幾十年的歷史,關于超量恢復在運動訓練中的應用仍需進一步完善,糖酵解供能運動的恢復規律現已有了研究成果,但以糖有氧供能為主的超量恢復理論及應用,至今仍鮮有研究,糖的有氧氧化作為有氧運動的主要供能形式,其超量恢復的研究對運動成績的提高及運動員機能的恢復,均具有重要意義。因此,本文通過對骨骼肌能源物質的恢復及代謝酶活性的變化,去推斷超量恢復規律從而將其應用到有氧訓練上,為運動員的訓練和比賽提供相關的理論支持。

1 超量恢復理論

1.1 超量恢復理論的提出與發展

超量恢復理論是由前蘇聯科學家雅科甫列夫發現的,現已成為經典體育理論和訓練原則,已在體育科研、競技訓練界中得到了認可,對訓練和比賽的指導起到了重要作用。

超量恢復是指運動消耗掉的能源物質及其所降低的各器官系統機能在運動后恢復期內不僅恢復到原來水平,還會超過原來的水平。這也指當機體承受了超過了原有的運動負荷后,達到的適應性恢復水平與原有恢復水平之差。[1]

超量恢復理論也被認為是訓練負荷刺激超出了打破機體已經形成的內環境平衡,物質能量的貯備超過原來的水平,從而提高機體的工作能力,建立了新的平衡。[2]

1.2 超量恢復的規律

(1)在一定范圍內,能源物質消耗越多,機體恢復潛力越大,超量恢復效果就越明顯,故訓練應采取較大的負荷量,但不宜過大。

(2)超量恢復不可能持續太長時間,為了使超量恢復進一步提高,就必須要重復訓練,并進行小周期的訓練。[3]

(3)在訓練后的超量期內安排下一次重復性訓練,才能不斷提高運動能力,使機能水平呈持續上升的趨勢。

(4)在訓練過程中,休息期和訓練期同樣重要,應該把運動計劃和機體恢復的方式統一起來進行合理安排,以達到最佳效果。[4]

根據以上超量恢復理論的特點,訓練時應該合理安排訓練周期,調整訓練強度,進而促進超量恢復。

2 糖有氧運動的代謝特征

2.1 糖有氧代謝的生理特點

糖的有氧代謝,即以糖質為供能底物,在氧氣的參與下徹底分解生成ATP的過程。三大能源物質在氧化供能時,一分子葡萄糖徹底氧化成二氧化碳和水,可生成38分子ATP,而同一分子的脂肪甘油,氧化分解只能合成22分子ATP。故糖原的氧化供能能力最強,生成ATP的數量最多,因此有氧氧化過程中對能源底物的利用率最高。

2.2 運動時糖有氧代謝的特點

機體進行耐力運動時,運動3分鐘時供能系統從糖酵解轉向了有氧供能為主的方式,先將糖原分解的丙酮酸,經三羧酸循環,徹底氧化成二氧化碳和水并生成大量ATP為機體供能,運動持續30min之后,當糖原逐漸被耗盡,脂肪和蛋白質才開始依次分解。

相比其他能源物質,糖質供能的利用率最高,且過程中不產生乳酸等代謝產物,故糖原被稱為有氧氧化系統主要能量物質的來源。因此,糖有氧代謝是以消耗糖原氧化供能為主的能量代謝系統。

3 糖有氧運動后機體指標的變化與恢復

有氧訓練使骨骼肌產生的變化,主要體現在骨骼肌能源物質、有氧代謝酶活性的變化等方面。

3.1 糖有氧運動與骨骼肌糖原

糖有氧運動中的供能底物主要為糖原,出現超量恢復的必要條件首先就是能源物質的恢復,并且能量的消耗也是運動疲勞產生的原因之一,所以運動后恢復過程中糖原含量的變化決定了能否出現超量恢復。

實驗證明長時間耐力運動時糖原供能可達95%左右,故糖原是維持機體工作的重要能源,充足的糖原儲備是耐力訓練的基礎。有關研究顯示:訓練持續第二十周時,有氧訓練組的肌糖原含量顯著增加,且訓練時間越長肌糖原增加得越明顯。[6]耐力訓練會消耗體內大量的能量物質,故每次訓練后肌糖原的含量都會明顯下降,經過一段耐力訓練的實驗組其肌糖原的水平高于對照組;說明耐力訓練能促進體內能源物質的合成,使機體對訓練產生適應性變化。因此,耐力訓練能增加機體的能源儲量,提高骨骼肌的抗疲勞能力,[7]從而促進超量恢復。

3.2 糖有氧運動對骨骼肌有氧代謝酶活性的影響

3.2.1 骨骼肌中琥珀酸脫氫酶的變化

琥珀酸脫氫酶(SDH)是有氧氧化系統中重要的有氧代謝酶。琥珀酸脫氫酶存在于所有需氧細胞的線粒體中,在三梭酸循環過程中起到重要作用的限速酶,琥珀酸脫氫酶作為評定運動員有氧代謝能力的常用指標,以反映運動訓練對機體的有氧氧化能力產生的影響。有研究結果表明,長跑運動員訓練后骨骼肌中琥珀酸脫氫酶活性明顯高于非耐力訓練運動員,間歇重復訓練可使SDH活性增高27.5%,耐力訓練可以顯著提高SDH活性,而力量訓練和短時間速度訓練卻不能。[8]通過長時間的有氧耐力訓練,可提高骨骼肌細胞的有氧代謝酶的活性和氧化磷酸化能力,從而增強機體的抗疲勞能力。

3.2.2 肌酸激酶活性的變化

肌酸激酶(CK)主要存在于骨骼肌和心肌,是骨骼肌細胞能量代謝的主要催化酶,并且在肌肉收縮與ATP再合成過程中起重要作用。

肌酸激酶是評價運動員的訓練強度和運動時間的指標,CK活性升高的幅度與運動量的大小成正比,尤其當訓練的強度增大會使CK上升得更明顯,很多研究表明,劇烈運動后往往CK活性會明顯升高,這種活性的升高可能與骨骼肌組織的微細損傷有關;定量負荷運動后,訓練水平高的運動員肌酸激酶活性上升幅度小于訓練水平低的運動員,恢復得也較快,[9]因此CK活性的變化也可作為評定機體恢復能力和骨骼肌微細結構損傷及其適應的重要生化指標。

3.2.3 超氧化物歧化酶的變化

超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內重要的抗氧化酶,是需氧生物體內清除自由基的首要物質。

運動時可使體內自由基生成增加,大量自由基可使細胞和組織損傷,堆積的自由基是產生運動性疲勞的重要原因,超氧化物歧化酶是專一對抗體內自由基的酶,以消除自由基氧化體內的某些組成成分而造成的機體損害,所以SOD的補充有助于降低氧化的速度,可減慢細胞衰老與疲勞。

有關研究證明運動后即刻機體內SOD活性降低,在恢復過程中其活性逐漸恢復正常值甚至高于運動前水平,可見運動后機體組織中SOD酶活性的高低可以反映機體的疲勞恢復程度,并有研究發現一段時間的耐力訓練可提高SOD酶的活性,所以有氧運動可提高SOD的活性進而增強機體的恢復能力。

4 小結與展望

綜上所述,糖有氧供能運動后,外周疲勞在物質代謝上主要靠肌糖原的恢復;而機體能量代謝的恢復則體現在有氧代謝酶的變化上。

有氧訓練的適應會使骨骼肌糖原與有氧代謝酶出現超量代償,表現在肌糖原儲備量增加,骨骼肌細胞內SDH、SOD酶活性的提高,利于增強骨骼肌的耐疲勞性,提高有氧代謝潛能,促進機體的超量恢復。

可見糖有氧運動能使骨骼肌產生適應性變化,再次證明了超量恢復理論適用于有氧訓練,應該將其運用到實踐中去,合理地安排訓練周期,產生超量恢復疊加的效果,以增強運動員的身體機能和訓練成績。

[1]王瑞元.運動生理學[M].人民體育出版社,2002:323.

[2]殷勁.糖酵解供能運動“超量恢復區間”的研究[J].成都體育學院學報,2007,4.

[3]張蘊琨.運動生物化學[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]馮煒權.運動后恢復過程規律的生化研究進展[J].沈陽體育學院學報，2004,1(23).

[5]姜燕.糖有氧供能條件下不同訓練周期的游泳訓練后骨骼肌恢復規律的研究[J].成都體育學院,2012.

[6]熊茂湘.運動訓練中運用超量恢復理論的再思考[J].體育科學,2002,22(2).

[7]葉宇陽.“超量恢復”理論的運動訓練[J].體育科技,1998(19).

[8]駱建.對運動訓練中的超量恢復現象與超量恢復原理的審視[J].中國體育科技,2001,37(6).

[9]童濤.有氧耐力訓練對不同周齡小鼠骨骼肌代謝酶活性的影響[J].武漢體育學院碩士學位論文,2007.

[10]熊茂湘.運動訓練中運用超量恢復理論的再思考[J].體育科學,2002,22(2).

[11]朱晗,曾凡星.運動對大鼠骨骼肌形態和代謝機能的影響[J].西安體育學院學報,2005,3(22).