運動生物化學(xué)對體育教練員的重要性

●廣州體育學(xué)院 林文弢

運動生物化學(xué)對體育教練員的重要性

●廣州體育學(xué)院 林文弢

林文弢，廣州體育學(xué)院運動生物化學(xué)教授、科研處處長，享受國務(wù)院特殊津貼專家，上海體育學(xué)院博士生導(dǎo)師，運動生物化學(xué)廣東省重點教學(xué)實驗室主任，國家級精品課程運動生物化學(xué)負(fù)責(zé)人，國家特色專業(yè)建設(shè)點運動人體科學(xué)專業(yè)帶頭人，中國運動醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會常委，全國運動生理生化專業(yè)委員會常委，全國運動人體科學(xué)專業(yè)委員會副主任委員。

林教授長年負(fù)責(zé)廣東省游泳、羽毛球、田徑等優(yōu)秀運動隊的科研保障及攻關(guān)工作。 2009年榮獲“北京奧運科研服務(wù)一等獎”。從2014年起，本刊設(shè)立“運動生化監(jiān)控”專欄，邀請林教授及其團隊成員就運動員身體機能、運動負(fù)荷評定等的最新研究成果展開論述，以饗廣大讀者。

隨著2008年北京奧運會我國金牌“大豐收”，科技奧運不再是一句口號，已融入廣大教練員和運動員的“血液”中?？梢哉f，奧運會的每一枚金牌，不僅凝聚著運動員的辛勤汗水，也凝聚著教練員的心血和科研人員的研究成果。在運動訓(xùn)練中，運動生物化學(xué)越來越顯示其前所未有的應(yīng)用價值和潛力。運動選材、訓(xùn)練計劃的制訂與修改、負(fù)荷強度和量的客觀評定、運動性疲勞的診斷與預(yù)防、運動員的合理營養(yǎng)等，都與運動生物化學(xué)密切相關(guān)?？梢姡\動生物化學(xué)已成為運動訓(xùn)練中必不可少的基礎(chǔ)知識，也是體育教練員必須熟練掌握的一門重要學(xué)科。

一、科學(xué)訓(xùn)練與運動生物化學(xué)

人體由水、糖、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、核酸、礦物質(zhì)等組成。不同的人，其組成比例不同；不同的生命階段，各物質(zhì)的組成比例也不同。如剛出生的嬰兒，水分含量較多，故其皮膚呈現(xiàn)水靈靈的狀態(tài)；而成年人水分含量較少，皮膚質(zhì)量較嬰兒差，且年紀(jì)越大皺紋越多；青春發(fā)育期的少年性激素分泌增多，故肌肉發(fā)達。研究人體生長、發(fā)育、衰老、死亡過程中水、糖、蛋白質(zhì)、脂肪等的變化及其規(guī)律的學(xué)科，就是生物化學(xué)。

人體從安靜狀態(tài)進入運動狀態(tài)，身體的組成成分會發(fā)生相應(yīng)變化。運動時，肌肉不斷收縮、舒張，需要大量的能量。肌肉收縮的最直接且唯一的能量來源是三磷酸腺苷（ATP），由于ATP含量很少，只能供給0.5～0.8 s最大強度的運動，所以，只能靠磷酸肌酸（CP）的轉(zhuǎn)化和糖、蛋白質(zhì)、脂肪等的氧化分解生成能量。人體內(nèi)的維生素、酶、微量元素等也參與物質(zhì)代謝，當(dāng)進行100 m跑時，ATP-CP被大量動員，糖也參與無氧代謝輔助供能。研究運動時人體化學(xué)組成的變化及其規(guī)律，特別是能量代謝規(guī)律的學(xué)科，就是運動生物化學(xué)。

不同運動，由于項目特點、強度、運動量不同，人體的物質(zhì)代謝和能量代謝也不同。通過運動生物化學(xué)的原理，可了解訓(xùn)練的本質(zhì)和原理。教練員作為運動訓(xùn)練的主導(dǎo)者和實施者，可運用運動生物化學(xué)的原理科學(xué)指導(dǎo)運動訓(xùn)練，最大限度地挖掘運動員的潛力，提高運動成績。

接受運動刺激后，人體狀態(tài)從平衡轉(zhuǎn)為不平衡；運動停止后，機體經(jīng)過恢復(fù)又達到平衡狀態(tài)?！捌胶狻黄胶狻胶狻保绱朔磸?fù)，人體的運動能力得到不斷提高?？茖W(xué)的運動訓(xùn)練效果取決于外部刺激的強度與量。如果運動強度、量過大，超過運動員的身體承受能力，極易導(dǎo)致過度疲勞，甚至產(chǎn)生運動損傷和疾??；如果運動強度、量太小，對人體刺激不夠，機體達不到應(yīng)有的不平衡狀態(tài)，也很難達到理想的訓(xùn)練效果。從運動生物化學(xué)角度分析，運動時能量代謝需要的反應(yīng)底物如糖、脂肪、蛋白質(zhì)等會發(fā)生變化，代謝過程中也有很多中間產(chǎn)物、終產(chǎn)物，通過身體循環(huán)系統(tǒng)運輸?shù)窖?、尿液和汗液中。通過分析運動后的血液、尿液和汗液，就能了解運動時人體化學(xué)組成發(fā)生的變化，從而科學(xué)指導(dǎo)運動訓(xùn)練。

二、運動生物化學(xué)對體育教練員的作用

優(yōu)秀運動員的運動成績往往是科學(xué)訓(xùn)練的結(jié)果。在中國競技體育“金字塔”模式下，位于最底層的是青少年運動員群體。這個群體的運動能力、發(fā)展?jié)摿?，決定我國競技體育的未來。在基層運動員培訓(xùn)體系中，教練員位于絕對主導(dǎo)地位。教練員科學(xué)的訓(xùn)練手段、管理方法，既能提高運動員的運動成績，又能保證青少年運動員身體健康，促進我國競技體育的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，多數(shù)運動隊科研人員只有運動生物化學(xué)知識，沒有運動經(jīng)歷，無法聯(lián)系運動實際對訓(xùn)練效果、運動負(fù)荷、運動員身體機能及營養(yǎng)狀況進行評估。因此，若熟知項目規(guī)律的教練員具備運動生物化學(xué)專業(yè)知識，對其科學(xué)訓(xùn)練無異于錦上添花。

1. 科學(xué)選材的“指南針”

在運動員選材工作中，基層教練員的作用不可或缺。以往基層選材，一般是教練員先根據(jù)經(jīng)驗進行廣泛篩選，再通過觀察、集訓(xùn)、測試或模擬比賽等進行選拔。隨著運動生物化學(xué)專業(yè)的發(fā)展，運動選材已進入科學(xué)化階段。教練員可運用運動生物化學(xué)知識，客觀地從基因、身體形態(tài)、生化指標(biāo)、身體機能等方面進行綜合評估，將有潛力、有運動天賦的人才選拔出來，對日后的運動訓(xùn)練、比賽也有促進作用。

2. 有助于科學(xué)制訂訓(xùn)練計劃

由于運動項目的特點不同，人體的物質(zhì)代謝和能量代謝特點也不同。根據(jù)項目供能特點選擇合理的訓(xùn)練方法，是提高運動員運動能力的關(guān)鍵。短時間、大強度運動時（100 m跑、50 m游泳、舉重、柔道、摔跤等項目），能量主要來自磷酸原供能系統(tǒng)，所以，在提高運動員的速度、力量素質(zhì)時，首先應(yīng)發(fā)展磷酸原供能系統(tǒng)的供能能力。無氧耐力素質(zhì)取決于糖無氧酵解能力，由于磷酸原代謝系統(tǒng)時間短，故無氧耐力的基礎(chǔ)是糖無氧酵解供能能力。因此，要提高無氧耐力，必須發(fā)展糖無氧酵解系統(tǒng)的供能能力，如200 m跑、400 m跑、100 m游泳等項目。馬拉松跑等有氧耐力項目，運動員的能力取決于其有氧代謝能力，可通過運動訓(xùn)練改善其糖、蛋白質(zhì)、脂肪的有氧代謝協(xié)同能力。

因此，教練員應(yīng)根據(jù)項目供能特點，制定合理的訓(xùn)練計劃，提高對應(yīng)供能系統(tǒng)的供能能力。如采用無氧—低乳酸訓(xùn)練法可發(fā)展磷酸原供能系統(tǒng)的供能能力；采用最大乳酸間歇法、乳酸耐受力訓(xùn)練法，可提高糖無氧酵解供能系統(tǒng)的供能能力；采用乳酸閾強度訓(xùn)練法、有氧代謝的間歇訓(xùn)練法等，可提高有氧代謝能力。

3. 科學(xué)評定訓(xùn)練負(fù)荷強度及負(fù)荷量

“三從一大”是運動訓(xùn)練指導(dǎo)方針，但長期大運動量訓(xùn)練，運動員容易產(chǎn)生運動性疲勞；而運動性疲勞有一定潛伏期，很難用一般方法進行評定。潛伏期機體的某些化學(xué)物質(zhì)會發(fā)生變化，導(dǎo)致運動員免疫水平和激素水平下降等，因此，可通過生化指標(biāo)測試，評定運動員是否處于疲勞狀態(tài)。教練員運用生物化學(xué)知識，結(jié)合自身經(jīng)驗，就能很快診斷出運動員是否處于運動性疲勞階段。隨后根據(jù)情況調(diào)整訓(xùn)練計劃，避免因疲勞累積而出現(xiàn)傷病。如采用血乳酸、尿蛋白、血清肌酸激酶等生化指標(biāo)評定運動負(fù)荷強度；采用血尿素、血紅蛋白、血睪酮和尿膽原等指標(biāo)評定負(fù)荷量。這些指標(biāo)的評定簡單易行，教練員完全有能力根據(jù)測試結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整訓(xùn)練計劃。

4. 為評定訓(xùn)練效果提供依據(jù)

教練員往往根據(jù)運動員的身體素質(zhì)測試和運動成績，評定一段時期的訓(xùn)練效果；然而，運動成績受很多因素影響，故上述方法不能客觀、真實地反映其運動水平。運動生物化學(xué)從分子水平分析人體對運動的適應(yīng)性反應(yīng)，故采用生化指標(biāo)評定訓(xùn)練效果更為客觀、有效。如尿肌酐系數(shù)能評定磷酸原供能系統(tǒng)供能能力，通過一段時期的訓(xùn)練后，可根據(jù)此指標(biāo)評定運動員磷酸原供能能力是否提高。

此外，教練員可運用生物化學(xué)知識實時監(jiān)控運動員的機能狀況和營養(yǎng)狀態(tài)。大負(fù)荷的運動訓(xùn)練導(dǎo)致身體出現(xiàn)“不平衡”狀態(tài)，糖、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗，通過相關(guān)生化指標(biāo)可了解運動員機體的營養(yǎng)水平，在訓(xùn)練中與訓(xùn)練后及時進行營養(yǎng)補充，幫助其恢復(fù)體能，減輕運動性疲勞的程度。

三、小 結(jié)

自“奧運爭光計劃”實施以來，運動成績幾乎成為評定運動員的唯一標(biāo)準(zhǔn)，教練員的執(zhí)教藝術(shù)顯得尤為重要。競技體育的國際化和可持續(xù)性，要求教練員對運動員的運動生涯負(fù)責(zé)，因此，教練員的轉(zhuǎn)型勢在必行。具備運動生物化學(xué)專業(yè)知識的教練員，能更好地完成基層選材工作，制訂完善的訓(xùn)練計劃，科學(xué)評定訓(xùn)練效果，實時監(jiān)控訓(xùn)練強度和訓(xùn)練量，綜合評定運動員的機能水平和營養(yǎng)狀況。然而，要完成這樣的轉(zhuǎn)變，需要一套完善的運動生物化學(xué)基礎(chǔ)知識培養(yǎng)體系，需要教練員真正意識到運動生物化學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識的重要性，在訓(xùn)練中自覺運用運動生物化學(xué)的理論和手段，為我國競技體育的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。