運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)視域下的中長(zhǎng)跑項(xiàng)目分析,運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)論文

運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)視域下的中長(zhǎng)跑項(xiàng)目分析,運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)論文內(nèi)容摘要：該文通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)理論的深切進(jìn)入研究,淺析人體內(nèi)三大供能系統(tǒng)的能量供給,及運(yùn)動(dòng)時(shí)物質(zhì)和能量代謝規(guī)律。從運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)角度闡述中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)能量供給及代謝規(guī)律,目的在于為提高中長(zhǎng)跑運(yùn)發(fā)動(dòng)的能量供應(yīng)能力和運(yùn)動(dòng)能力科學(xué)訓(xùn)練提供理論根據(jù)和指導(dǎo)。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：運(yùn)動(dòng)生物化學(xué);供能系統(tǒng);代謝規(guī)律;運(yùn)動(dòng)能力;1問(wèn)題提出科學(xué)進(jìn)步引領(lǐng)著體育運(yùn)動(dòng)科學(xué)的發(fā)展,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練由摸爬滾打的經(jīng)歷體驗(yàn)式逐步走向以理論為指導(dǎo),理論實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,使大家愈加注重對(duì)理論的研究。劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)人們能夠感悟身體對(duì)能量的需要,能量缺乏難于支撐運(yùn)動(dòng)到達(dá)大家所期望的要求,而過(guò)早產(chǎn)生疲憊。那么運(yùn)動(dòng)中體內(nèi)發(fā)生如何一系列物質(zhì)代謝和能量變化,機(jī)體又是如何與環(huán)境間的物質(zhì)進(jìn)行著交換,運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)以其作為研究對(duì)象,進(jìn)行了科學(xué)闡述,怎樣消除或延緩運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的疲憊,到達(dá)預(yù)期運(yùn)動(dòng)目的,包括當(dāng)代競(jìng)技體育的劇烈競(jìng)爭(zhēng)中運(yùn)發(fā)動(dòng)在極限范圍內(nèi)如何才能最大限度的發(fā)揮自個(gè)的潛能,增加體內(nèi)能量物質(zhì)的儲(chǔ)備等,對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)成績(jī)的提高都有著至關(guān)重要的作用。2研究方式方法2.1理論研究運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)理論告訴人們,運(yùn)動(dòng)能夠改善機(jī)體的化學(xué)組成,比方可增加機(jī)體內(nèi)的糖量、蛋白質(zhì)數(shù)量,可以以減少體內(nèi)脂肪,而糖、蛋白質(zhì)和脂肪是提高身體素質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ),也是提高運(yùn)動(dòng)能力的主要因素,運(yùn)動(dòng)促進(jìn)身體的新陳代謝及能量轉(zhuǎn)換,能夠提高機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)更高層次的承受力。運(yùn)動(dòng)劇烈的短跑項(xiàng)目,有效促進(jìn)肌肉中的蛋白質(zhì)、磷酸肌酸CP增加,激發(fā)無(wú)氧代謝酶活性,改善無(wú)氧代謝能量供給經(jīng)過(guò),使乳酸調(diào)節(jié)能力得到加強(qiáng)。而長(zhǎng)跑、越野等長(zhǎng)時(shí)間的劇烈運(yùn)動(dòng)中,肌肉糖量增加,有氧代謝酶的活性和脂肪代謝能力及有氧代謝能量供應(yīng)經(jīng)過(guò)得到提高。與運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)的骨骼肌纖維的組成和代謝機(jī)能,可以以從生物化學(xué)的角度得到解釋,運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)中能量的供應(yīng)、轉(zhuǎn)移和利用的能力決定著運(yùn)動(dòng)能力高低,運(yùn)動(dòng)中能量供給的多少,對(duì)機(jī)體有氧或無(wú)氧代謝能力的影響,與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、強(qiáng)度,訓(xùn)練方式方法和運(yùn)動(dòng)時(shí)間都有關(guān)系。三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、磷酸肌酸(CP)等高能磷酸化合物對(duì)運(yùn)動(dòng)起著絕對(duì)的作用。不難知道ATP是運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉收縮的唯一直接能源,CP是使ADP迅速再合成為ATP的間接能源,通過(guò)水解ATP釋放出能量,ADP則經(jīng)過(guò)磷酸化作用后轉(zhuǎn)化為高能磷酸化合物儲(chǔ)存下來(lái),為運(yùn)動(dòng)提供能量支撐,但是ATP儲(chǔ)量有限,若消耗之后不及時(shí)補(bǔ)充就會(huì)影響機(jī)體運(yùn)動(dòng)。2.2人體三大供能系統(tǒng)ATP-磷酸肌酸供能系統(tǒng)、糖酵解(無(wú)氧呼吸)供能系統(tǒng)和有氧氧化供能系統(tǒng)是人體內(nèi)三大供能系統(tǒng)。2.2.1ATP-磷酸肌酸供能系統(tǒng)人們已經(jīng)知道ATP是唯一能直接供應(yīng)機(jī)體的能源,但在肌肉中的儲(chǔ)量很低,以致當(dāng)進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),能夠?yàn)樯眢w提供能量的時(shí)間僅在1~3s,之后的能量就要依靠磷酸肌酸水解后產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)移給ADP再生成ATP。體內(nèi)少量的磷酸肌酸所提供的能量也僅能維持幾秒的運(yùn)動(dòng)。這兩項(xiàng)供給的能量大約能夠維持6~8s左右的時(shí)間。接下的ATP由糖的無(wú)氧酵解合成。無(wú)氧酵解系統(tǒng)產(chǎn)生的能量能夠維持2~3min的時(shí)間。所以有限的ATP存儲(chǔ)量,在分解時(shí)必須通過(guò)不斷的再合成來(lái)及時(shí)補(bǔ)充,而ATP再合成的速率恰恰是影響短時(shí)、高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)鍵。研究表示清楚:ATP的再合成的轉(zhuǎn)換速率,能夠通過(guò)運(yùn)動(dòng)來(lái)提高ATP酶的活性,到達(dá)提高肌肉中CP的儲(chǔ)量和磷酸肌酸的活性,加快CP促成ADP轉(zhuǎn)化成ATP的速率,以保證在短時(shí)間內(nèi)劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉能量的供應(yīng)。磷酸原系統(tǒng)的最大輸出功率每千克濕肌0.48~0.9mmol/s~P,肌肉中原有的ATP可維持最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)6~8s。所以短跑時(shí)運(yùn)發(fā)動(dòng)以最大的速度跑時(shí)也只維持在6s左右,隨后速度減慢,由此可知除10s以?xún)?nèi)的短跑項(xiàng)目外其他運(yùn)動(dòng)僅僅靠這個(gè)供能系統(tǒng)提供能量是不夠的,還必須從其他供能系統(tǒng)得到能量。2.2.2糖酵解供能系統(tǒng)第二大系統(tǒng)糖酵解系統(tǒng),它是由一系列酶催化生產(chǎn)乳酸的同時(shí)合成了ATP。在這個(gè)供能系統(tǒng)中,糖原在無(wú)氧狀態(tài)下或氧供給缺乏時(shí)產(chǎn)生乳酸,太多的乳酸使肌肉產(chǎn)生酸痛,同時(shí)乳酸也會(huì)抑制ATP的再合成,若氧充分乳酸還可再被氧化,最終分解為水和二氧化碳。當(dāng)大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)超過(guò)6~8s后,糖酵解經(jīng)過(guò)被激活產(chǎn)生的能量,繼續(xù)為機(jī)體提供能源,在30~60s間的運(yùn)動(dòng),糖酵解速率到達(dá)最大輸出功為每千克濕肌0.33mmol/s~P,約是磷酸原系統(tǒng)的一半,糖酵解是極量運(yùn)動(dòng)的重要能量系統(tǒng),在運(yùn)動(dòng)中所提供的能量,表現(xiàn)出的肌肉氣力和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度雖不如磷酸原系統(tǒng),但維持運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),是30s~2min之間最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的主要供能系統(tǒng)。糖酵解供能能力對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)有決定性作用,是競(jìng)技技能充分發(fā)揮的先決條件。由于無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸導(dǎo)致肌肉酸痛影響速度的提升,所以有氧呼吸釋放的能量是長(zhǎng)時(shí)間的耐力運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源泉。2.2.3有氧氧化系統(tǒng)有氧代謝是人體能量代謝中最基本的方式。血紅蛋白運(yùn)送氧氣,氧化磷酸化作用合成大量的ATP。這一經(jīng)過(guò)消耗大量氧,故稱(chēng)之有氧氧化系統(tǒng)。有氧供能速度比無(wú)氧供能速度慢,反響的產(chǎn)物是CO2和H2O,所以它的反響充分完全,需要的時(shí)間長(zhǎng),沒(méi)有乳酸堆積的問(wèn)題。體內(nèi)儲(chǔ)存有較多的糖、脂肪,正常人的脂肪約占體重10%~20%,在較強(qiáng)的攝氧能力的情況下,調(diào)動(dòng)體內(nèi)脂肪持續(xù)運(yùn)動(dòng)1~2h是沒(méi)有問(wèn)題的。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度決定著糖和脂肪酸的有氧氧化經(jīng)過(guò)中供能的多少,有資料顯示:當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度到達(dá)最大攝氧量的75%或者以上時(shí),糖氧化供能所占的比例大,所以此時(shí)糖是主要的供能源;隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度降低至最大攝氧量的65%下面時(shí),脂肪供能的比例大大超過(guò)糖氧化所提供的能量而成為主要的供能源。有氧是體內(nèi)脂肪酸氧化的必要條件,若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增大,而攝入的氧缺乏時(shí),脂肪所提供的能量就很少。2.2.4供能系統(tǒng)的關(guān)系運(yùn)動(dòng)中能夠提供能量的物質(zhì)有多種,隨著運(yùn)動(dòng)情況的不同,各個(gè)不同時(shí)間所利用的能量物質(zhì)順序,以及所占比例都有所不同。例如屬于極量強(qiáng)度的100m跑,磷酸原最先提供能量,輸出功率大,速度提高的快,所以是以磷酸原供能為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。數(shù)秒鐘之后肌肉乳酸濃度升高了,糖酵解系統(tǒng)開(kāi)場(chǎng)供能,細(xì)胞內(nèi)所儲(chǔ)存的氧還可供機(jī)體中的糖進(jìn)行有限的有氧氧化。以有氧代謝為主的馬拉松跑,開(kāi)場(chǎng)的能量就是磷酸原首先供應(yīng)的,途中的加速跑及終點(diǎn)的沖刺需要瞬時(shí)加速,仍然要通過(guò)輸出功率較高的糖酵解供能完成。各系統(tǒng)輸出功率由大到小順序依次為:磷酸原系統(tǒng)糖酵解系統(tǒng)糖有氧氧化脂肪酸有氧氧化。綜上所述,短時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),主要依靠ATP-磷酸肌酸供能;長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),主要是有氧呼吸提供能量;而介于二者之間的中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)較短時(shí)間,則主要由無(wú)氧呼吸提供能量。3中長(zhǎng)跑項(xiàng)目分析3.1中長(zhǎng)跑三個(gè)階段以亞極量強(qiáng)度的比賽項(xiàng)目800m為例,由起跑、途中跑和沖刺三個(gè)階段構(gòu)成。3.1.1起跑階段起跑時(shí)運(yùn)發(fā)動(dòng)會(huì)以最快的速度搶占有利位置,此時(shí)啟用的是磷酸原供能系統(tǒng),以最快的供能速度和最大功率輸出,肌肉在運(yùn)動(dòng)約1~3s后由CP在肌酸激酶(CK)的催化下,將ADP再合成為ATP維持6~8s的供能,是供能最快的供能系統(tǒng)。假如想要運(yùn)發(fā)動(dòng)在起跑就占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì),那就需要最大限度的提高CP的濃度,以到達(dá)延長(zhǎng)CP供能的時(shí)間。在提高CK酶活性的同時(shí),提高運(yùn)動(dòng)的爆發(fā)力。3.1.2途中跑階段當(dāng)將進(jìn)入途中跑階段機(jī)體主要是由糖酵解系統(tǒng)供能的。起始的劇烈運(yùn)動(dòng)消耗了磷酸原提供的能量,糖酵解系統(tǒng)啟動(dòng),急促的呼吸造成氧的缺乏,在無(wú)氧條件下糖分解提供能量同時(shí)生成乳酸,造成肌肉酸疼。太多的乳酸使體內(nèi)平衡毀壞,降低代謝水平,以致難以保持較高的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,運(yùn)動(dòng)能力也就下降了。隨著氧供給的不斷增加,呼吸均勻心肺功能逐步加強(qiáng),有氧氧化供能開(kāi)場(chǎng),糖、脂肪在氧供給充足的條件下,開(kāi)場(chǎng)提供能量,糖在有氧條件下分解不會(huì)產(chǎn)生乳酸,供能時(shí)間較長(zhǎng),能夠更好的保持較高的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,充足的氧逐步消化堆積在肌肉中的乳酸,有氧代謝能力進(jìn)一步加強(qiáng),運(yùn)發(fā)動(dòng)的機(jī)體得到恢復(fù),建立新的代謝平衡,運(yùn)發(fā)動(dòng)繼續(xù)挑戰(zhàn)身體極限。3.1.3沖刺階段進(jìn)入沖刺階段呼吸加深加大,此時(shí)有氧呼吸無(wú)氧呼吸都有,當(dāng)有氧呼吸也不能知足機(jī)體需要,腿部肌肉進(jìn)行無(wú)氧呼吸來(lái)補(bǔ)充能量的缺乏。中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)的能量主要是糖酵解供能系統(tǒng)和有氧氧化系統(tǒng)提供的,既有氧代謝和無(wú)氧代謝,有氧代謝為主的能量代謝經(jīng)過(guò)。所以中長(zhǎng)跑訓(xùn)練本質(zhì)是提高機(jī)體有氧代謝和無(wú)氧代謝能力。3.2運(yùn)動(dòng)各階段糖攝取3.2.1運(yùn)動(dòng)前提高糖儲(chǔ)備糖類(lèi)是人體主要能源物質(zhì),較其他物質(zhì)有吸收速度快,食后迅速消化吸收進(jìn)入血液等特點(diǎn),為了提高運(yùn)動(dòng)能力,保障運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖的穩(wěn)定,提高糖的儲(chǔ)備是特別必要的。這就需要運(yùn)動(dòng)前適當(dāng)?shù)难a(bǔ)糖,以保障比賽時(shí)快速調(diào)動(dòng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)以及到最后的沖刺力,同時(shí)還要保障運(yùn)動(dòng)中胃腸等功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.2.2運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)糖運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)中適當(dāng)攝入糖,除了能夠保持血糖濃度外,還能夠提高攝氧能力,加強(qiáng)有氧代謝,減少蛋白質(zhì)的消耗,同時(shí)幫助消除產(chǎn)生的乳酸,很好的維持能量的平衡,亦可到達(dá)推延疲憊的過(guò)早產(chǎn)生。4結(jié)束語(yǔ)綜上所述,根據(jù)人體三大供能系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)時(shí)物質(zhì)和能量代謝規(guī)律,制定訓(xùn)練計(jì)劃,適時(shí)補(bǔ)充糖原,提高人的運(yùn)動(dòng)能量,能夠延緩運(yùn)動(dòng)疲憊發(fā)生,最終提高中長(zhǎng)跑的運(yùn)動(dòng)成績(jī)。競(jìng)技運(yùn)發(fā)動(dòng)在向生理極限挑戰(zhàn)中,才能有所突破,由此運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)為提高中長(zhǎng)跑運(yùn)發(fā)動(dòng)的供能能力和運(yùn)動(dòng)能力的科學(xué)訓(xùn)練提供了科學(xué)根據(jù)和理論指導(dǎo)。以下為參考文獻(xiàn)[1]馮煒勸王元?jiǎng)?運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)[M].北京:高等教育出版社199