力量、速度、耐力、靈敏和柔韌素質的生物學基礎

力量、速度、耐力、靈敏和柔韌素質的生物學基礎與評價方法人體在運動中所表現出來的力量、速度、耐力、靈敏、柔韌等身體基本狀態(tài)和功能能力，這就是所稱的身體素質。它是人體的各種與運動相關的綜合功能狀態(tài)，同時也包括運動員在其特殊運動項目中的運動能力。身體素質的發(fā)展水平不僅取決于肌肉本身的結構和功能特點，而且還與肌肉工作時的能量供應、內臟器官的機能以及神經調節(jié)能力有關，即身體素質是人體各器官系統的功能在肌肉工作中的綜合反映。良好的身體素質是掌握運動技能、提高運動成績的基礎。沒有良好的身體素質，就不能形成完善和高難度的運動技能。因此，在運動訓練中都十分重視身體素質的訓練與提高。力量素質的生物學基礎與評價方法肌肉力量是絕大多數運動形式的基礎，運動員的肌肉力量的大小與其它身體素質如速度、耐力、靈敏等密切相關。因此，力量素質是一切身體素質的基礎。教練員和運動員應掌握好力量素質的生物學基礎以及評價方法，對于運動訓練的科學化是十分必要的。力量的分類絕對力量絕對力量是一塊肌肉或一組肌肉群中總的力量潛力，通常用肌肉收縮時所能克服的最大阻力負荷來表示。絕對力量不等于最大力量。正常人只能隨意調動自己力量潛力的70%左右，那些非隨意支配的力量潛力只在應激狀態(tài)、藥物或興奮劑的使用及非隨意最大收縮（離心收縮）的狀態(tài)下被動用。因此，在正常情況下，人們所表現出的最大力量與理論上的絕對力量是有差異的。通過力量訓練可以降低人體的這種非隨意支配的力量潛力。相對力量相對力量是單位體重所能發(fā)揮出來的力量。通常用不同負荷條件下所發(fā)揮出的力量與體重的比值予以評定。相對力量通過計算出單位體重的肌力以排除運動員體重差異對其力量大小的影響，從而有利于在個體或群體間進行比較。速度力量速度力量是指肌肉在運動時快速克服阻力的能力。速度力量是力量和速度有機結合的一種特殊力量素質。肌肉在運動時克服阻力的過程中，阻力越大，速度越慢。在許多運動項目中，運動員克服的阻力大多是恒定的，如田徑投擲項目的器械重量是恒定的，這些項目運動員的速度力量實際是在恒定阻力條件下所表現出來的最大“動作速度”。這類項目的速度力量訓練主要是最大“動作速度”的訓練。速度力量最典型的表現形式就是通常所說的爆發(fā)力。爆發(fā)力要求運動員在運動時，在盡可能短的時間內，爆發(fā)出盡可能大的力量。4．力量耐力力量耐力分為靜力性和動力性力量耐力兩種。運動員在靜力性工作中長時間保持相應強度的肌緊張稱為靜力性力量耐力；在動力性工作中多次完成相應強度的肌收縮的能力稱為動力性力量耐力。動力性力量耐力又可區(qū)分為最大力量耐力、快速力量耐力以及長時間力量耐力。力量耐力是力量與耐力的復合素質，其水平亦取決于運動員力量素質與耐力素質的水平，須通過較長時間的肌肉用力練習來提高。力量素質的生物學基礎肌肉收縮的基本形式肌肉收縮的基本形式，如下圖所示。以肌肉長度變化分類可分為向心收縮、離心收縮、靜力性收縮；以不同負荷分類可分為等長收縮、等張收縮、等速收縮。肌肉長度發(fā)生變化的收縮類型均屬于動力性工作，反之則屬于靜力性工作。向心收縮：當肌肉所產生的張力大于外加阻力（負荷）時，肌肉的長度縮短，牽拉它附著的骨杠桿做向心運動。向心運動時人體實現各種加速度運動的基礎。等張收縮：由于活體上基本不存在真正的等張收縮，因此等張訓練的概念，可泛指一般的抗阻訓練。離心收縮：當肌肉收縮所產生的張力小于外加阻力（負荷）時，雖然肌肉處于收縮狀態(tài)，但仍然被拉長，稱為離心收縮。等長收縮：當肌肉在兩端被固定或負有不能拉起的重量情況下收縮時，肌肉雖積極收縮，但長度并不變化。等速或等動收縮：在肌肉收縮時，以關節(jié)為軸移動的肢體的角速度保持不變，并允許肌肉在全幅度運動過程中始終保持100％的最大用力收縮。肌肉適應性肥大的生物學基礎肌肉適應性肥大主要表現為肌纖維的增粗，也有人認為是肌纖維數目增多。不同項目肌肉增大的部位和程度不同。就其生物學基礎來講，肌肉的適應性肥大一方面是指肌纖維非收縮蛋白成分的增加所致的肌肉體積增加，如線粒體、肌糖原、磷酸肌酸、肌紅蛋白等數量的增加，即肌漿型功能型肥大。這種肥大可有效提高肌肉的有氧工作能力和收縮耐力，但對肌肉最大肌力作用不明顯。通常較小強度長期運動會導致此類功能性肥大，肥大出現的部位主要是慢紅肌和快紅肌肌纖維。耐力性運動主要使慢肌產生肌漿型功能性肥大。另一方面肌肉的適應性肥大表現在肌纖維中的收縮蛋白含量增加，肌原纖維的體積明顯增加，即肌原纖維型功能性肥大，長期大負荷力量訓練可使絕對肌力和相對肌力均顯著提高，產生部位主要在快白肌纖維中。力量性和速度性全力運動最終主要是達到肌原纖維型適應型肥大。肌肉適應性肥大是一種綜合表現，其中既包含非收縮成分的增加，也有收縮成分的增加，同時肌外結構如毛細血管數量及體積增加等也對肌肉肥大有一定的影響。決定肌肉力量的生物學因素決定肌肉力量的生物學因素有許多，主要有肌纖維收縮時的初長度、肌纖維的橫斷面積、肌纖維類型和運動單位、肌肉的收縮速度、神經系統的機能狀態(tài)、年齡與性別以及體重等方面。（1）肌纖維收縮時的初長度肌纖維的收縮初長度極大地影響著肌肉最大肌力。肌纖維處于一定的長度時，肌纖維收縮力最大。肌小節(jié)過短和過長都將因肌球蛋白橫橋與肌動蛋白結合的數目減少而導致肌力下降。另外，肌肉被拉長后立即收縮所產生的肌力遠大于肌肉先被拉長、間隔一定時間之后再收縮所產生的肌力。這是因為除肌肉處于最適初長度外，快速收縮使肌肉出現牽張反射，反射性地提高了肌肉力量。為什么原地下蹲后立即起跳要比先下蹲、間隔一段時間后再跳要跳得更高就不難解釋了。（2）肌纖維的橫斷面積肌肉力量的大小與肌肉的體積有關，力量訓練引起的肌肉力量增加，主要是由于肌纖維橫斷面積增加造成的。由運動訓練引起的肌肉體積增加，主要是由于肌纖維中收縮成分增加的結果。運動后，激素和神經調節(jié)對肌肉代謝產生作用，使蛋白質合成增多，引起肌纖維中收縮成分的增加。力量訓練引起的肌肉橫斷面增大，除蛋白質增多外，同時伴隨著肌肉膠原物質的增多。（3）肌纖維類型和運動單位肌肉力量受肌纖維類型和運動單位大小、類型的直接影響。同樣肌纖維數量的快肌纖維的收縮力明顯大于慢肌纖維，因為快肌纖維內含有更多的膠原纖維，無氧代謝酶活性高，供能速率快，單位時間內可完成更多的機械功。運動單位是指一個α-運動神經元及其所支配的骨骼肌纖維，慢肌運動單位神經元的興奮性較高，快肌運動單位神經元的興奮性較低。通常情況下，運動神經元支配的肌纖維數量多，產生的肌肉力量就相應增大。運動中募集的運動單位越多，產生的肌肉力量會越大。（4）肌肉的收縮速度肌肉力量與肌肉縮短速度之間存在著一定的關系。對于需要爆發(fā)力的運動項目而言，在訓練中發(fā)展高速度下增加肌肉力量，顯然要比在低速度下增加肌肉力量更為重要。因此，在訓練中要注意運動負荷和運動速度適當結合。（5）神經系統的機能狀態(tài)神經系統的機能狀態(tài)主要是通過協調各肌群活動、提高中樞興奮程度、增加肌肉同步興奮收縮的運動單位數量來提高肌肉最大肌力。中樞神經系統的興奮程度對提高最大肌力具有重要的作用。克服最大負荷甚至超過最大負荷的訓練有助于提高中樞神經系統的興奮性，將有效地提高肌肉最大肌力。同時，骨骼肌中的本體感受器肌梭受到牽張后反射性引起肌肉產生收縮，使肌肉力量增大。（6）年齡與性別人在成年之前，力量的增長很快，通常在20～30歲時達最大，以后逐漸下降。身體發(fā)育成熟以后，只有經過超負荷訓練才能使肌肉力量增加。如果不進行力量訓練，隨著年齡的增長，肌肉力量會同其他器官系統功能一樣開始減弱。女孩大約在10歲以前與男孩的力量增長一致。進入青春期后，力量的性別差異加大，由于雄性激素分泌的增多，有效地促進了男孩肌肉和骨骼體積的增大。成年女子由于性激素等原因，其肌肉發(fā)達程度遠較男性差，故肌肉平均力量大約僅為男性肌力的2/3，但不同肌群力量差異較大。男子經常參加一些能發(fā)展力量和爆發(fā)力的體育活動，使他們比女子更接近自己潛在的最大力量水平。（7）體重體重大的人一般絕對力量較大，體重較輕的人相對力量可能比體重大的人大。根據不同的運動項目，運動員要求的絕對力量和相對力量也不同，如投擲項目運動員絕對力量較大，因為他們必須克服外部阻力完成技術動作，而短跑等項目需要克服體重且對速度、靈敏和協調要求較高，其該類項目運動員相對肌肉力量較大。力量訓練的基本原則及方法力量訓練的基本原則（1）超負荷原則若要提高肌肉的最大力量，必須使肌肉克服的阻力足夠大，阻力應接近（至少超過肌肉最大負荷能力2/3以上）或達到甚至略超過肌肉所能承受的最大負荷。只有力量訓練的負荷逐漸增大，超過過去的負荷，才能發(fā)展力量。通常低于最大負荷80％的力量練習對提高最大肌力的作用不明顯。（2）專門性原則從事的肌肉力量練習應與運動項目相結合。進行負重抗阻練習時，應包含直接用來完成動作的肌肉群，并盡可能地模擬實際的動作結構及動作的節(jié)奏與速度。身體部位的專門性和動作結構的專門性，有利于神經系統的協調調節(jié)能力，以及肌肉內一系列適應性生理和生化變化。（3）漸增負荷原則通過一段力量訓練后，力量獲得增長，就要及時增加負荷量，才能使肌肉力量持續(xù)提高。某一負荷最初對某一個練習者來說可能是超負荷，但隨著訓練水平的提高，這一負荷對他來說已經平常負荷，不是超負荷了。此時若不增加負荷，則后面的練習將逐漸轉向發(fā)展肌肉耐力而不是發(fā)展最大肌力。因此，應逐漸增大負荷，使其訓練的肌肉經常處于大負荷狀態(tài)，才能有效地提高最大肌力。（4）有效運動負荷原則當運動強度和運動量太小時，對身體機能沒有明顯的影響，只有足夠大的運動強度和足夠長的運動時間才會對身體機能產生運動痕跡和效果，長期的身體機能運動變化最終將導致身體形態(tài)結構的一系列變化。這種將導致身體產生運動痕跡和效果的最小運動強度叫做靶強度，此時的心率稱為靶心率。通常每次力量訓練應有不少于三組接近或達到肌肉疲勞的力量練習，才能使肌肉力量逐漸提高。（5）負荷順序原則力量練習過程中要考慮前后練習動作的科學性和合理性。應遵循先練大肌肉、后練小肌肉、前后相鄰運動避免使用同一肌群的原則。大肌肉相對不易疲勞，可延長練習時間，而小肌肉練習容易疲勞，將影響大肌肉練習動作的完成。前后相鄰動作若使用同一肌群，由于前一動作練習已經使該肌群疲勞，所以完成后一動作時，既不能保證動作質量，又容易出現肌肉過度疲勞和肌肉損傷。（6）合理訓練間隔原則兩次訓練課之間的間隔時間要適宜，下次力量訓練應在上次訓練出現的超量恢復期內進行，從而使運動訓練效果得以積累。訓練間隔時間與訓練強度和訓練量相關，訓練強度和訓練量大，間隔時間應長。不同訓練水平者出現超量恢復的時間不同，應根據不同情況確定訓練的間隔時間。對初次參加運動的訓練者，隔天訓練的效果較好。一般經訓練力量增加后，每兩周進行一次力量訓練可使已獲得的力量得到保持。力量訓練的基本方法最大力量、相對力量、速度力量和力量耐力的發(fā)展，受各種不同主要因素的影響，訓練過程中應根據各種力量的影響因素采取相應的方法發(fā)展不同種類的力量。各種不同力量的影響因素見圖4－2。靜力訓練為了改善肌肉力量耐力或傷后恢復初期時，靜力訓練是可行的，因為其肌肉收縮強度較小，而一般以改善肌肉最大力量為目的的是等長收縮訓練。等長訓練主要改善其訓練角度±15o以內的肌力，因此若要提高全關節(jié)活動幅度的肌力，則必須每隔30o角進行訓練。進行等長訓練后提高肌力的訓練效果容易進入停滯階段（一般8周左右），對肌肉爆發(fā)力會產生不良的干擾。等張訓練等張訓練比等長訓練更易客觀地評價訓練負荷。逐步提高負荷，力量就可逐步增強。重復次數少而阻力大的練習，可很快提高力量，重復次數多而阻力中或小的練習，可增大肌肉體積及肌肉耐力。等速訓練等速訓練是較為有效的訓練方法，因為它對肌肉的刺激最深刻，并能按照專項需要，通過預定訓練速度而分別訓練不同類型的力量素質。在利用等速練習器進行訓練時，器械所產生的阻力總是和用力的大小相適應，這種練習比較符合運動實際的需要。超等長訓練肌肉的向心收縮如果緊接在同一肌肉的離心收縮之后，會更為有力，利用這種方法進行力量訓練就稱為超等長訓練。其目的主要是改善訓練部位的爆發(fā)力，這種訓練方法對肌肉的離心收縮功能有較強的刺激，加之訓練負荷強度大，動作速度快，與專項動作結合好，使其受到對爆發(fā)力要求高的項目運動員的青睞。電刺激訓練電刺激訓練對力量素質的改善較全面，并對肌肉損傷的防治有一定的作用，因此受到力量性項目運動員的重視。電刺激訓練是以附加電流刺激替代機械運動單位發(fā)放的神經沖動，其刺激強度可引發(fā)肌肉絕對力量，通常形成的是等長收縮訓練。但電刺激訓練帶來的效果不易迅速直接轉化為訓練者自身所能隨意控制發(fā)揮的能力，同時如使用過多，容易降低肌肉收縮速度。組合訓練多種力量訓練方法配合進行，可滿足各類力量素質改善的需要，而且增加了機體對刺激適應的難度，提高了刺激作用，從而能更快提高力量素質改善的效果。表4－1三種力量訓練的抗阻練習的利與弊評定標準比較級別等動等長等張力量增加率優(yōu)秀差良好耐力增加率優(yōu)秀差良好整個運動范圍的力量增加優(yōu)秀差良好每次訓練所用的時間良好優(yōu)秀差訓練設備的資金消耗差優(yōu)秀良好完成訓練的容易性良好優(yōu)秀差進展評定的容易性差良好優(yōu)秀對專項運動樣式的適應性優(yōu)秀差良好減小肌肉疼痛的可能性優(yōu)秀良好差減小肌肉損傷的可能性優(yōu)秀良好差技術的提高優(yōu)秀差良好（引自《實用運動生理學》北京體育大學出版社1998年）速度素質的生物學基礎與評價方法在大多數體育運動項目中速度占有非常重要的地位，有些項目直接比賽速度，如各種徑賽項目以及游泳、賽艇、皮劃艇、自行車等都是比賽速度。速度素質是指人體進行快速運動的能力或在最短時間完成某種運動的能力。按其在運動中的表現可分為反應速度、動作速度和周期性運動的位移速度三種形式。速度的分類反應速度反應速度是指有機體對外界信號刺激作出應答的速度，它是運動員速度素質之一。體育運動中特別是在速度性項目、球類項目、拳擊、擊劍、摔跤和柔道等對抗性項目中，運動員的反應速度對于取得優(yōu)異成績有重要作用。通常對簡單信號的反應速度比對復雜信號的快，完成訓練過的練習者比未訓練的練習者的反應速度快，年輕人比年老人反應速度快。動作速度人體某一部分完成特定動作的移動速度。身體組成部分的動作速度既可以相對于身體外部的參考體而言，也可以相對于身體其他部位而言。既可以是線速度，也可以是角速度。動作速度的快慢，主要取決于中樞神經系統的功能，以及引起該部位運動的肌肉力量的大小。周期性運動的位移速度位移速度是運動員在特定方向上快速移動的能力，以單位時間里人體位移的距離為評定指標。周期性項目運動員的位移速度，主要取決于動作頻率以及每一個動作周期在特定運動方向上的位移幅度。速度素質的生物學基礎反應速度的生物學基礎反應速度的快慢與運動員反應時、中樞神經系統的機能狀態(tài)、運動條件反射的鞏固程度、訓練水平與運動項目、遺傳因素等因素有關。反應時反應時是指對感受器施加刺激起到肌肉產生收縮前的一段時間。這個過程通過反射?。ǜ惺芷鳌獋魅肷窠洝袠小獋鞒錾窠洝鳎┑膫鬟f而完成。反應速度的高低在一定程度上取決于感受器接受刺激產生興奮的快慢，興奮沿神經傳到速度的快慢；興奮通過中樞神經系統的快慢；效應器接受刺激產生興奮的快慢。傳入神經和傳出神經的傳導速度基本上是固定的，若要提高反應速度，就應把重點放在感受器的敏感度、中樞神經系統的靈活性和興奮性，以及效應器的興奮性上。中樞神經系統的機能狀態(tài)良好的興奮狀態(tài)及其靈活性，能夠加速機體對刺激的反應，使效應器由相對安靜狀態(tài)或抑制狀態(tài)迅速轉入活動狀態(tài)。運動員處于良好的賽前狀態(tài)時，反應時縮短。反之，如果運動員大腦皮層的興奮性降低或靈活性低，反應時將明顯延長。運動條件反射的鞏固程度運動技能的形成其本質就是建立復雜的、連鎖的、本體感受性的運動條件反射。運動技能越熟練，條件反射的程度就越鞏固，且大腦皮層運動中樞內支配肌肉活動的神經元在機能上進行最優(yōu)化排列組合，興奮和抑制過程運動中樞內越來越有順序、有規(guī)律、有嚴格時間間隔地交替進行，表現在肌肉上就是反應時間明顯縮短，動作速度明顯提高。換句話說，訓練水平高的運動員反應速度比訓練水平低的運動員反應速度快，運動技能熟練是其原因之一。隨著運動技能的日益熟練，反應速度加快。通過訓練，反應速度可以縮短11％～25％。遺傳因素反應速度受遺傳因素的影響，有人研究證明，反應速度的遺傳度相關達0.75以上。訓練水平與運動項目訓練水平高、賽前狀態(tài)調整的好、準備活動做的充分、速度性項目特點強的運動員反應速度快，說明訓練、賽前狀態(tài)、準備活動及項目的不同均可影響反應速度的提高，這些因素可以影響感受器敏感度、中樞神經系統的靈活性和興奮性以及效應器的興奮性。動作速度的生物學基礎（1）肌肉力量肌力越大，越能克服肌肉內部及外部阻力完成更多的工作。肌力的大小又受到如單個肌纖維的收縮力、肌肉中肌纖維的數量和體積、肌肉收縮前的初長度、中樞神經系統的機能狀態(tài)等多種因素的制約。同時，肌肉收縮過程中參與肌肉能量代謝有關的重要酶的活性增加、肌毛細血管、肌纖維內肌紅蛋白、肌酸、肌糖原數量的增加均對肌肉力量的大小起到重要的作用。(2)肌纖維的類型肌肉中快肌纖維占優(yōu)勢其速度素質一般較高，快肌纖維百分比越高且快肌纖維越粗，肌肉收縮速度則越快。優(yōu)秀速度性項目運動員肌肉中快肌纖維百分組成（％）及面積均較其他項目大，認為速度運動員腿部肌肉中快肌纖維較多，使之能獲得較大的動作速度。快肌纖維的多少成為獲得該項運動優(yōu)異成績的先決條件之一。（3）肌肉收縮時的阻力運動員在運動過程中，當阻力固定不變時，肌肉收縮所發(fā)揮的力量越大，動作速度就越大，如果力量固定不變或已發(fā)揮出最大收縮力量時，動作速度就會隨著阻力的增大而減小。（4）肌纖維的興奮性肌纖維的興奮性受許多因素影響，如刺激強度的大小、刺激時間的長短、刺激強度的變化。訓練水平提高、賽前狀態(tài)適宜、準備活動充分、具備良好的心理素質均會使肌纖維的興奮性增加，從而提高運動員的動作速度。（5）條件反射的鞏固程度條件反射的鞏固程度對動作速度的大小是十分重要的。平時在訓練中掌握的技術動作越熟練，在比賽中技術動作穩(wěn)定發(fā)揮，無疑可提高動作速度。位移速度的生物學基礎以跑為例，影響跑速的因素如下圖所示：跑速跑速步長步頻協調性肌力腿長柔韌性運動技能鞏固程度肌肉放松能力快肌數量及面積神經過程的靈活性圖4－3影響步長、步頻的主要生物學因素（引自《運動生理學》人民體育出版社1989年）步長的影響因素腿部的肌力：腿部的肌肉力量越大，則步幅相對就越大。腿長和關節(jié)的柔韌性：腿長且髖關節(jié)柔韌性好的運動員，其步幅相對就大，而個子小的運動員步幅一定小，我國優(yōu)秀的短跑運動員與國外優(yōu)秀運動員相比，身高（主要是腿長）因素是影響他們與其競爭的重要限制要素。步頻的影響因素肌肉中快肌纖維百分比及其肥大程度：速度性項目運動員肌肉中快肌纖維百分組成及其肥大程度均明顯高于其他項目運動員，因此認為這種速度運動員腿部肌肉中快肌纖維占優(yōu)勢的特征，使之能獲得較大的動作速度，加上神經過程靈活性的不斷提高，位移速度也必將不斷得到提高。神經過程的靈活性：大腦皮層運動中樞興奮與抑制的轉換速度是影響位移速度的重要因素。肌肉的收縮和放松均由運動中樞的興奮和抑制過程來控制，如果運動中樞興奮與抑制轉換速度慢，即神經過程的靈活性較低，肌肉的收縮與放松的轉換速度也必將受到影響，結果將導致位移速度降低。步長和步頻的共同影響因素肌肉放松能力：肌肉放松能力表現在該收縮時肌肉收縮，該放松時肌肉就應放松，這種表現的內在機制是大腦皮質內參與肌肉運動的各個中樞間的協調性，其協調性的提高，能增加動作的速度，也能加大肌肉的收縮力量。更重要的由于各個中樞間協調性的提高，減少了因對抗肌群的緊張而產生的不必要的阻力。大量的研究發(fā)現，位移速度提高的過程中，肌肉放松能力的改善所占的比例要高于力量增加所占的比例。運動技能鞏固程度：運動技能越鞏固，運動員越能發(fā)揮自身的潛力，表現在動作速度上，即動作的協調性增加，進而動作速度加快。耐力素質的生物學基礎與評價方法耐力素質通常理解為人體長時間進行肌肉工作的運動能力或抗疲勞的能力。從運動生理學角度，耐力素質一般分為無氧耐力和有氧耐力。本節(jié)主要討論耐力素質的分類、耐力素質的生物學基礎、耐力素質的訓練以及評價方法。耐力的分類無氧耐力無氧耐力是指人體處于氧供應不足的情況下較長時間進行肌肉活動的能力。無氧耐力有時也稱為無氧能力。提高無氧耐力的訓練稱為無氧訓練。有氧耐力有氧耐力是指人體長時間進行有氧工作（該工作靠糖、脂肪有氧氧化供能）的能力。有氧耐力有時也被稱作有氧能力。肌肉要持久地工作，必須有充足的能量供應。因此，充分的氧供應及糖和脂肪的有氧氧化能力是影響有氧耐力的關鍵因素。運動中氧的供應受多種因素的制約。耐力素質的生物學基礎無氧耐力的生物學基礎無氧耐力的提高主要依賴肌肉糖酵解能力的增強、肌肉緩沖乳酸的能力提高和腦細胞耐受血液pH值變化的能力的增強。（1）肌肉無氧糖酵解能力。無氧耐力的主要能源靠糖酵解供給，因此糖酵解供能能力的優(yōu)劣是無氧耐力強弱的主要因素。肌糖原的含量、糖酵解酶活性、快肌纖維比例等因素直接影響機體的無氧耐力。肌糖原含量高、糖酵解酶活性高、快肌纖維比例高，肌肉無氧糖酵解能力強。有學者發(fā)現，優(yōu)秀賽跑運動員腿肌中快慢肌纖維百分比及乳酸脫氫酶活性隨項目不同而異，長跑運動員慢肌纖維百分比高，中跑居中，短跑最低；而乳酸脫氫酶和磷酸化酶的活性卻相反，短跑運動員最高、中跑居中、長跑最低。（2）肌肉緩沖乳酸的能力乳酸是一種較強的酸（pH＝3.5），在運動過程中糖無氧酵解代謝的產物乳酸一經產生后迅速進入血液，使血液酸性升高。但血液中存在多種緩沖物質，能夠中和進入血液的酸性物質，使血液的酸堿度改變得較少，以維持人體內環(huán)境的相對穩(wěn)定性。同時肝臟也具有緩沖和消除乳酸的能力。機體緩沖乳酸的能力主要取決于碳酸氫鈉的含量及碳酸酐酶的活性。其中，緩沖物質碳酸氫鈉是最重要得一種化合物，稱為“堿儲備”。一些研究表明，經常進行無氧耐力訓練，可以提高“堿儲備”，同時也可提高血液中碳酸酐酶（促進碳酸分解的酶）的活性。因而認為運動訓練可以提高機體緩沖和消除乳酸的能力。（3）腦細胞耐受血液pH值變化的能力。乳酸增多可使血液pH值降低，雖然血液中的緩沖物質能中和一部分進入血液的乳酸，但進入血液的乳酸量大，血液的pH值仍向酸性方向發(fā)展，同時氧供應不足而導致代謝產物堆積，加強了其對腦細胞工作能力的影響。另外，腦細胞自身對血液pH值的變化又十分敏感，因而造成腦細胞工作能力下降。經常進行無氧耐力訓練可提高腦細胞對這些不利因素的耐受能力，從而提高無氧運動能力。如短跑和短泳運動員對靜脈血CO2含量增多的耐受力比長跑和長泳運動員強，這是短跑和短泳運動員對長期無氧訓練產生的適應結果。有氧耐力的生物學基礎（1）最大攝氧量與有氧耐力最大攝氧量是反映心肺功能的一項綜合生理指標，也是衡量人體有氧耐力水平的重要指標之一。因此有必要對其進行單獨分析。研究證明，有訓練的耐力項目運動員最大攝氧量大，并且最大攝氧量百分利用率也高。凡是能影響最大攝氧量的因素均能影響運動員的有氧耐力水平。影響最大攝氧量的因素有肺的通氣與換氣機能、血紅蛋白的含量及載氧能力、心臟機能、肌肉組織利用氧的能力、遺傳、年齡、性別和訓練等因素。研究表明，最大攝氧量受遺傳因素的影響較大。有人研究最大攝氧量的遺傳度為93.5％。許多學者的研究也指出，最大攝氧量與遺傳的關系十分密切，其可訓練性即訓練使最大攝氧量提高的可能性較小，一般為20％～25％。最大攝氧量在少兒期間隨年齡增長而增加，并于青春發(fā)育期出現性別差異，男子大于女子。男子一般在18～20歲時最大攝氧量達峰值，并能保持到30歲左右；女子在14～16歲即達峰值，一般可保持到25歲左右。以后，最大攝氧量將隨年齡的增加而遞減。經訓練最大攝氧量是可以得到一定程度的提高的。最大攝氧量的提高與運動員所從事的運動項目有密切關系。耐力性項目的運動員最大攝氧量最大，明顯高于非耐力性項目運動員和無訓練者。最大攝氧量的大小與耐力訓練密切相關，。但由于受遺傳因素限制，最大攝氧量提高幅度受到一定制約。（2）呼吸系統機能運動中氧的提供首先要通過呼吸器官彌散入血液，因此呼吸系統的機能在一定程度上也影響著有氧耐力的提高。反映呼吸系統機能的重要指標是肺通氣量，肺通氣量大，吸入體內的氧必然就多。同時吸入體內的氧量的多少還與呼吸頻率和呼吸深度的匹配相關，雖然肺通氣量相同，但呼吸深度大、呼吸頻率小更易于運動，因為呼吸深度大吸入體內的新鮮空氣更多，氣體交換后進入體內的氧量更多。肺泡與血液間的氣體交換是靠純物理過程實現的，運動時深吸氣導致肺泡膜變薄，肺毛細血管開放增多，肺泡與靜脈血氧分壓差增大，這些變化都大大促進了彌散過程的進行。（3）心臟泵血功能強有力的心臟功能是運動中供氧充足的保證，它是有氧耐力素質的重要生理基礎。優(yōu)秀耐力運動員在系統訓練的情況下，心臟形態(tài)和機能都會發(fā)生適應性的改變。表現為左心室內腔擴張，心容積增大，安靜時心率減慢、每搏輸出量增加、心肌收縮力量加強，心肌有氧代謝條件改善，心力貯備增大，表明心臟的工作效率得到明顯的提高，這樣才能適應長時間持續(xù)運動的需要。（4）血液運輸氧的能力血液中紅細胞所含的血紅蛋白承擔著運動氧的功能。血紅蛋白的數量是影響有氧耐力的一個因素。單位時間內血液循環(huán)量越多，運輸氧的能力越強。因此血液運輸氧的能力其實也是心臟泵血機能的另一種表現。研究表明運動員血紅蛋白量下降，往往會引起運動成績的下降，尤其是在耐力性項目運動員中。（5）骨骼肌利用氧的能力骨骼肌利用氧的能力與有氧耐力密切相關。肌纖維氧化酶活性是骨骼肌有氧代謝能力增加的適應性表現，同時還伴有肌紅蛋白、線粒體及毛細血管數量增加等。另外，肌纖維類型的百分組成及其氧化供能能力被認為是決定有氧能力的外周機制。優(yōu)秀耐力運動員慢肌纖維百分比高，其有氧耐力高。許多研究表明，慢肌纖維具有豐富的毛細血管分布，肌纖維中的線粒體數量多、體積大且氧化酶活性高，肌紅蛋白含量也高。慢肌纖維的這些特征都有利于增加肌纖維的攝氧能力。研究發(fā)現，慢肌纖維的百分組成與最大攝氧量有密切關系。優(yōu)秀的耐力專項運動員慢肌纖維百分比高并出現選擇性肥大現象，使其攝氧和利用氧的能力增加。（6）能量供應能力糖和脂肪有氧氧化為長時間運動提供大量能量，體內肌糖原的貯備量以及肌肉氧化脂肪酸的能力是影響有氧耐力的重要因素。系統的耐力訓練可以提高有氧氧化效率、各種氧化酶的活性及機體動用脂肪供能的能力。有氧能力強的運動員動員脂肪供能的能力強，從而節(jié)省了糖原的利用。（7）神經系統的調節(jié)能力各中樞間興奮和抑制協調性提高使肌肉活動節(jié)律化、能量消耗節(jié)省化及吸氧量與需氧量相對平衡，從而能長時間保持運動。神經過程的相對穩(wěn)定及各中樞之間的協調性是提高有氧能力的重要前提。長期進行耐力訓練能提高神經過程的穩(wěn)定性、改善各中樞間的協調關系，使肌肉收縮與放松更加協調，如主動肌、對抗肌、協調肌間的配合更為完善，避免消耗不必要的能量；同時內臟器官的活動能夠與肌肉活動更好地適應。持續(xù)訓練法持續(xù)訓練法是在相對較長的時間內，選用相對穩(wěn)定的運動速度（勻速），不間斷地連續(xù)進行訓練的方法。持續(xù)訓練一般強度較低、持續(xù)時間較長且不間歇地進行訓練，主要用于提高心肺供能和發(fā)展有氧代謝能力。Astrand指出，對于發(fā)展有氧代謝能力來說，總的工作量遠比強度更為重要。由于機體內臟器官的機能惰性較大，需在運動開始后約3分鐘才能發(fā)揮最高機能水平。因此，為發(fā)展有氧代謝能力而采取的訓練，練習時間要在5分鐘以上，甚至可持續(xù)20～30分鐘以上。采用持續(xù)訓練法一次練習的時間相對較長，負荷的數量相對較多，負荷的強度相對較小，一般為最大強度的65％～75％左右。持續(xù)訓練法對有機體產生的刺激較緩和，疲勞的產生較為緩慢，負荷后恢復較快。長時間持續(xù)運動對人體生理機能產生諸多良好的影響。對發(fā)育期的少年運動員及訓練水平低者尤其要以低強度的勻速持續(xù)訓練為主。間歇訓練法間歇訓練法是指在兩次練習之間有適當的間歇，并在間歇期進行強度較低的練習，而不是完全休息。由于間歇訓練對練習的距離、強度及每次練習的間歇時間有嚴格的規(guī)定，往往不等身體機能完全恢復就開始下一次練習，因此，對機體機能要求較高，能引起機體結構、機能及生物化學等方面較深刻的變化。間歇訓練完成的總工作量要比持續(xù)訓練法能完成更大的工作量，對于發(fā)展有氧代謝能力來說，總的工作量遠比強度更為重要。同時間歇訓練用力較少，而呼吸、循環(huán)系統和物質代謝等功能得到較大的提高。目前在許多項目的訓練中，都大量采用了間歇訓練法。其方法運用成功與否的關鍵要根據不同年齡、不同訓練水平及不同項目的特點，科學合理地安排每次練習的距離、強度及間歇時間。高原訓練法高原訓練法是利用高原低壓、缺氧環(huán)境激發(fā)運動員機體的補償機制，提高氧代謝能量的訓練方法。隨著運動水平的不斷提高，人們在謹慎加大運動負荷的同時，著眼于提高訓練難度，給予機體更強烈的刺激，以調動人體的最大潛力。高原訓練法就是基于這種設想逐漸開展起來的一種訓練方式。研究表明，高原訓練能使紅細胞和血紅蛋白數量增加，并使呼吸和循環(huán)系統的工作能力增強，肌肉利用氧的能力提高，從而使有氧耐力得到提高。目前，很多項目都依據項目特點積極探索利用高原訓練手段的方法，許多研究者提出了“高住低訓”“仿高原訓練器”“低壓艙”等方法以便在平原即可獲得高原訓練的效果。在高原訓練中要注意解決高原訓練消耗能量大，易疲勞、恢復過程長、訓練負荷數量和強度難于控制等問題。一般認為，在2000～2500米是最佳高度，該高度對提高運動員有氧耐力水平效果最佳。高原訓練強度相對較低、量相對較大，其持續(xù)時間最少要4周，因為平原到高原要有一個適應過程。耐力素質的評價方法無氧耐力的評定無氧耐力不僅對2～3分鐘的運動項目十分重要，而且對中長跑項目運動員也很重要，因為這是變速、沖刺的能量來源。無氧耐力的評定是以評定糖酵解代謝能力為基礎的，因為無氧耐力是人體處于氧供應不足的情況下較長時間進行肌肉活動的能力，主要靠糖酵解提供能量。一般通過30～90秒的最大能力持續(xù)運動實驗來完成。基本評價標準是：做功越多，運動前后血乳酸值增加越多，是糖酵解代謝供能能力強的標志。具體評價方法如下Wingate無氧試驗讓受試者先做準備活動，在功率自行車上騎2～4分鐘，使其心率達到150～160次/分，其中2～3次（每次持續(xù)4～8秒）為全力蹬騎。準備活動后休息3～5分鐘，之后進行正式實驗，受試者盡力快騎，同時阻力遞增，在2～4秒內達到規(guī)定負荷，之后開始計算騎行圈數，并持續(xù)做30秒最快速度蹬騎，每隔5秒記錄騎速和心率。試驗結束后進行2～3分鐘放松蹬騎。功率車阻力設置為：系數×體重（kg）（下肢蹬車時，成年男子系數為0.83，兒童和女子為0.75；用上肢搖柄時，成年男子為0.58，女性為0.50，單位為公斤體重）。通過上述實驗可得到最大功值、平均功值及疲勞指數（最大功值與最低功值差/最大功值的百分比），若最大功值和平均功值大，疲勞指數小，是糖酵解能力強的表現，即表明了無氧耐力較強。Wingate無氧試驗可根據不同的測試要求規(guī)定測試時間，如15秒、30秒、40秒、1分鐘；運動負荷設定主要在于每次功率車阻力系數的選取，該系數也可根據不同項目采用不同的系數。靈敏素質的生物學基礎與評價方法靈敏素質是指運動員迅速改變體位、轉換動作和隨機應變（特別是對抗性項目中）的能力?？梢哉f是運動員運動技能和各種素質在運動活動中的綜合表現，是一種復雜的素質。（一）靈敏素質的生物學基礎1．大腦皮層神經過程的靈活性與分析綜合能力神經過程的靈活性好，興奮與抑制轉換得快，機體在環(huán)境發(fā)生變化時能夠迅速地作出判斷和反應。在對抗性項目中，如球類、擊劍和摔跤等，隨著運動形式的變化，動作的性質及強度都將發(fā)生變化，機體必須迅速對情況作出判斷。2．感覺器官的機能狀況在完成動作過程中，需要運動員具有良好的感覺機能，表現為動作準確，變換迅速，并且在空間和時間上表現出準確的定時定向能力，這就要求各種感覺器官如視、聽、位和本體感覺等器官具有高度的敏感性。同時，做好充分的準備活動，適度降低肌緊張度，解除肌肉活動時內在的阻力，也可以提高靈敏素質的水平。3．運動技能的鞏固程度靈敏素質是多種運動技能和身體素質在運動中的綜合表現，掌握的運動技能數量越多而且越熟練時，靈敏素質才能越充分地表現出來，動作協調穩(wěn)定且高度自動化，在活動中表現靈活而省力。4.影響靈敏素質的其他因素提高靈敏素質還需要有一定的力量、速度、耐力及柔韌性等素質，才能真正地適應復雜的環(huán)境變化，作出準確的反應。此外，靈敏素質還受年齡、性別、體重和疲勞等因素的影響。一般認為，少年時期靈敏素質發(fā)展最快；男孩較女孩靈活，尤其在青春期后，男孩的靈敏性更好；體重過重會影響靈敏素質的發(fā)展；身體疲勞時，爆發(fā)力、動作速度、反應速度及協調性等都下降，靈敏素質也會顯著下降。（二）發(fā)展靈敏素質的訓練通過讓運動員隨各種信號改變動作的訓練，可以提高大腦皮層神經過程的靈活性，并通過各種手段（如利用聲、光等信號刺激）提高各種感覺器官的機能和加強身體素質的訓練，熟練掌握多方面的運動技能，以促進靈敏素質的發(fā)展。（三）靈敏素質的測試方法1．立臥撐測驗測定身體由立姿經下蹲到俯臥撐姿勢，再恢復到立姿的變換速度。使用儀器：秒表方法：由站立姿勢開始，受試者聽到“開始”的信號后，迅速屈膝、彎腰、下蹲、兩手在足前撐地，兩腿向后伸直成俯撐，然后再經過屈蹲、恢復成正常的站立姿勢。共進行10秒，計算受試者完成動作的得分。評定：以10秒內完成正確動作的次數作為測驗成績。把整個動作分為四部分，每部分計1分。第一部分：站立——下蹲，手撐地；第二部分：下蹲——俯撐；第三部分：俯撐——下蹲第四部分：下蹲——站立。在測驗過程中，凡有在俯撐時兩腿彎曲及站立時身體不直者均要扣除1分。評定：得分越高，說明靈敏素質越好。2．側跨步測驗儀器：秒表、2米長1米寬地一塊場地。方法：開始時兩腿立于中線位置，當聽到“開始”信號時，受試者向右跨步，到右腳觸及端線，再收回右腿成開始姿勢。然后再向左跨步到左腳觸及斷線，再收回左腿成開始姿勢。再10秒鐘內統計完成動作的得分。評定：在中線到兩側線50cm處各劃一條標志線（如圖4－6）?？绮綍r，腳越過標志線得1分觸及端線得2分腳收回時越過標準線得3分回到中線得4分計算10秒鐘內能得多少分。得分越高，靈敏素質越好。100cm50cm中線50cm100cm圖4－6側跨步距離圖示（依Nelson）3．象限雙腳跳測驗儀器：秒表及一塊劃有“十”字線的小場地（每條線長1米左右）。方法：受試者聽到“開始”信號后，按圖4－7的順序，做雙腳同時并跳（面向一個序號），順序是由起點—1－2－3－4－1……直到聽到“停止”的信號時停止，計算10秒內跳的次數。評定：計算在10秒內雙腳準確落在象限內的次數作為所得的測驗成績，每跳一個象限可得1分，如果踏線或跳錯了象限，每次扣半分。3214圖4－7象限雙腳跳順序圖示（依Nelson）4．側劃步倒跑測驗儀器：秒表，5米長與寬得正方形場地一塊。方法：測定身體向前、向后及側身移動的靈敏性。讓受試者站在起點上，當聽到“開始”信號后，沿著圖4－8的順序和動作要求迅速移動身體。評定：記錄完成一圈所需的時間，但要求測試者在測跑時背部必須和跑的方向成垂直線，并不得采用交叉步跑。BC52431DA起點6A D C A B D A側倒直倒直側圖4－8側滑步倒跑路線圖示（依