超级耐力运动的运动生理生化特征_向芸萩.pdf

第3 7卷 第4期河 北 体 育 学 院 学 报V o l.3 7 N o.42 0 2 3年7月J o u r n a l o f H e b e i S p o r t U n i v e r s i t yJ u l.2 0 2 3超级耐力运动的运动生理生化特征向芸萩1,梁 斌2(1.重庆幼儿师范高等专科学校 体育学院,重庆 4 0 4 0 4 7;2.重庆工商大学 体育学院,重庆 4 0 0 0 6 7)摘 要:运用文献资料法和逻辑分析法,从概念界定、负荷量化、能量消耗、底物氧化和营养补给等方面对超级耐力运动的生理生化特征展开研究。超级耐力运动为持续时间超过6 h的单日、多日、单站、多站赛运动,学界对其与一般耐力运动负荷特点对比分析后提出超耐阈概念,并采用E C O s方法对超级耐力运动负荷进行量化。超级耐力运动会产生巨大的能量消耗,能量不足成为该运动的限制性核心问题。在训练过程中,可通过低碳水高脂肪或生酮饮食结构实现“生酮适应”,或在比赛前期采用“脂肪负荷”方法以提高脂肪氧化率,使参与者在强度不变的前提下,让脂肪提供大量能量。建议根据超级耐力运动不同项目的特点,制定不同的运动强度监控和营养补充方案以提高运动成绩。关键词:超级耐力运动;超耐阈;负荷量化;能量代谢;生酮适应中图分类号:G 8 0 4.2 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 8-3 5 9 6(2 0 2 3)0 4-0 0 8 8-0 9 收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 8作者简介:向芸萩(1 9 9 7),女,重庆万州人,助教,硕士,研究方向为运动训练。通讯作者:梁 斌(1 9 7 7),男,山西运城人,教授,博士,研究方向为体育教育。文本信息:向芸萩,梁斌.超级耐力运动项目的运动生理生化特征J.河北体育学院学报,2 0 2 3,3 7(4):8 8-9 6.耐力运动是全球性运动,可分为一般耐力运动和超级耐力运动。过去4 0年,随着超级耐力运动的推广,其赛事数量、参与人数及完赛人数在国际和国内呈“井喷式”增长。参赛选手不再局限于专业运动员,更多业余爱好者也加入其中1。持续的负荷输出、能量代谢以及极端环境对生理、心理造成的巨大压力决定了此项目的参与难度2。对超级耐力运动的负荷特征、能量代谢及营养补充等方面的理论与实践研究有助于全面了解项目特征,提高训练的科学化水平。1 超级耐力运动界定超级耐力运动(U l t r a-e n d u r a n c e,以下简称超耐运动)的雏形是1 9 2 5年创立的9 0 k m南非卡门马拉松(C o m a r a d e s M a r a t h o n)3,随后众多新型长距离或长时间项目不断出现。1 9 8 0年A p p l e g a t e等4将I R ONMAN铁 人 三 项 赛(2 2 6 k m)归为超耐铁人三项,并提出比赛日的饮食建议。K r e i d e r5首次将超耐运动定义为持续时间超过4 h的耐力运动,获得了L a u r s e n等6的赞同,并运用于研究中。但Z a r y s k i等3发现如果以4 h为超耐运动界限,不足以突出其运动特征,最终将超耐运动定义为持续时间超过6 h的运动。Z a r y s k i的观点得到了多位学者的 认 可,K n e c h t l e等7、S c h e e r等8、A r d i g 等9、R o t h s c h i l d等1 0基于此观点,认为超耐运动可以是以公里或英里为单位的限时赛,或以小时或天数为单位的长距离比赛(以运动员完赛总距离为比赛成绩认定标准),还有多赛段的比赛,例如超级铁人三项赛、超级游泳赛、超级自行车赛、超级马拉松赛、超级赛艇赛及跨国家或者跨州的比赛等1 1。因此,综合已有研究分析认为,超耐运动主要包括超长时间或超长距离的运动,其持续时间普遍在6 h以上的单项或多项、单日或多日、单赛段或多赛段运动。第4期向芸萩,等:超级耐力运动的运动生理生化特征表1 常见超级耐力运动比赛类别复合型单一型项目超级铁人三项赛超级游泳赛超级自行车赛超级马拉松赛I R O NMA N铁人三项赛2 4 h超级游泳赛2 4 h超级自行车赛2 4 h超级马拉松赛比赛名称5倍铁人三项赛(Q u i n t u p l e I r o n m a n T r i a t h l o n)“苏黎世湖”马拉松游泳赛(2 6.4 k m)巴黎布列斯特巴黎自行车赛八百流沙极限赛1 0倍铁人三项赛(D e c a I r o n U l t r a T r i a t h l o n)横跨“英吉利海峡”(3 4 k m)环法赛(L e T o u r d e F r a n c e)环勃朗峰越野跑(U l t r a-T r a i l d u M o n t-B l a n c)2 超级耐力运动负荷特征及量化2.1 超级耐力运动负荷特征超耐项目具有持续6 h以上、能量不足、疲劳产生及底物代谢转变等特征,其与一般耐力项目中的奥林匹克标准距离铁人三项赛或马拉松等比赛的最大摄氧量(V O2m a x)、心率(H R)、血乳酸(L T)等生理生化指标显著不同。例如,在奥林匹克标准距离铁人三项赛中平均最大摄氧量为3 6 0 0 m l/k g1 2,而超级铁人三项赛中平均最大摄氧量为3 0 0 0 m l/k g1 3。在马拉松赛中全程平均心率可达最大心率的8 8.8%1 4,而在1 6 8 k m的环勃 朗 峰 越 野 跑 中 平 均 心 率 为 最 大 心 率 的7 4%1 5。在奥林匹克标准距离铁人三项赛中平均心率为最大心率的9 0%1 6,而超级铁人三项赛中平均心率为最大心率的7 1%1 3。C e j u e l a等1 7发现在奥林匹克标准距离铁人三项赛与超级铁人三项赛中游泳能量消耗(k c a l/m i n/k g)分别为0.3 0.4和0.2 30.1 8,自行车为0.1 50.2 9和0.1 5,跑步为0.3 6和0.1 9。从上述研究中得出,在超耐运动中,每分钟最大耗氧量、心率及能量消耗方面均比一般耐力运动略低。L a u r s e n等6研究认为,在超耐运动初期,因心血管循环转变(c a r d i o v a s c u l a r d r i f t)等因素,心率在一定时间范围内可维持在无氧阈(A T)以上,但约在3 h以后,碳水化合物氧化比例降低,脂肪氧化供能占比增加并逐渐成为主要供能系统,由于脂肪氧化供能效率比碳水化合物低,运动强度难以维持原有强度,心率逐渐下降到无氧阈以下,并随后在比赛中保持相对稳定。OT o o l e等1 8发现在1 9 5 8年的夏威夷铁人三项赛(2 2 6 k m)中,若运动员的运动强度维持在无氧阈值,无法持续运动超过6 h,而当强度控制在最大摄氧量的5 0%时,可至少维 持8 h运 动。随 后M u o z等1 9、B a r r e r o等1 3均发现在超耐运动中强度均低于无氧阈。因此,为了在超耐比赛中获得更好的运动表现和成绩,需要在6 h及以上时间中保持最佳的运动强度,L a u r s e n等6基于心率,针对超耐运动提出了一 个 新 概 念,即“超 耐 阈(U l t r a-e n d u r a n c e t h r e s h o l d)”,其值大致低于无氧阈。随后L a u r s-e n等2 0研究发现,强度低于第一通气阈以下会取得更好的运动成绩,验证了超耐阈低于无氧阈。近年,国外一系列研究也验证了超级耐力运动强度低于超耐阈(表2)2 1-2 4。同时,超耐运动因项目特点的不同,可能存在不同超耐阈,在单项赛中,超耐自行车赛和超耐游泳赛可以通过外界(自行车、水)提供一定支撑力,而超耐跑克服自重的做功更大,所以跑步的超耐阈值会明显低于自行车和游泳的超耐阈值。在复合型超耐铁人三项赛中,前项对后项的负荷有较大的影响,与超耐自行车相比,经游泳后的自行车运动将会导致更高的生理成本,跑步阶段同理。因此,在超耐运动中对于超耐阈值的准确把握是比赛或安排训练计划的关键。2.2 超级耐力运动负荷量化把握好超耐运动的负荷强度、负荷量、负荷密度、负荷形式等,可有效提高运动成绩并预防伤病2 8-2 9。在一般耐力运动中训练强度常以乳酸阈、通气阈或最大乳酸稳态为依据划分为3个区间,分别对应有氧强度(或低强度)、有氧-无氧混合强度(或中等强度)和无氧强度(或高强度)区间3 0。B a n n i s t e r等3 1最初基于心率的“剂量-反应”模型,提 出 训 练 冲 量(t r a i n i n g i m p u l s e,T R I M P)概 念 来 量 化 体 力 活 动,后 经 过L u c i a等3 2、F o s t e r等3 3不断完善,已广泛应用于耐力运动中。现今超级铁人三项(2 2 6 k m)、超级自行车或超级马拉松等业余爱好者们常采用商业化的运动员监控系统,例如通过自行车测功仪S RM或跑步测功仪S T R Y D测试平均功率、标准功率、速度、配速等指标,确定其强度系数(I F),然后98河 北 体 育 学 院 学 报第3 7卷利用V a n c e等3 4发明的T r a i n i n g P e a k s转为训练压力指数(T S S),最终将训练负荷量化。表2 超级耐力运动比赛强度指标文献研究对象人数及性别比赛名称距离/k m时间强度指标O T o o l e M L,等(1 9 8 9)1 8参赛选手1 4名男子1 0名女子夏威夷铁人三项锦标赛2 2 6%H Rm a x=7 5N e u m a y r G,等(2 0 0 4)2 1精英运动员1 0名男子阿尔卑斯山自行车赛5 2 52 7 h 2 5 m i n%H Rm a x=7 0B e s c s R,等(2 0 1 2)2 2优秀运动员1名男子2 4 h超耐自行车赛5 5 7.32 4 h%H Rm a x=6 9G e e s m a n n B,等(2 0 1 4)2 3训练有素的业余运动员1 4名男子巴黎布列斯特巴黎自行车赛1 2 3 04 2 h 4 7 m i n%V O2 m a x=4 3.6F o r n a s i e r o A,等(2 0 1 8)2 4业余运动员1 7名男子6名女子维戈咯超级山地马拉松赛6 51 1 h 2 0 m i n%H Rm a x=7 7.1%V O2 m a x=6 3.2K n e c h t l e B,等(2 0 1 8)7业余运动员1名男子2 4 h超级马拉松赛2 9 1.52 4 h%V O2 m a x 4 7K n e c h t l e B,等(2 0 0 4)2 5运动员1名男子苏黎世游泳赛2 6.67 h 4 0 m i n%V O2 m a x=5 6%C a s t r o R R T D,等(2 0 2 0)2 6优秀运动员1名男子多勒梅奥蓬塔尔游泳赛3 61 1 h 1 6 m i n%H Rm a x=7 0K n e c h t l e B,等(2 0 1 1)2 7业余运动员1名男子2 4 h超级游泳赛4 1.12 4 h%V O2 m a x=4 1 而在超耐运动最具代表性的超级铁人三项赛中,C e j u e l a等1 7根据3个子项目每分钟消耗能量、运动后肌肉反应、训练密度等因素,拟定跑步系数为1,则游泳为0.7 5、骑车为0.5,并根据铁人三项赛中3个运动的连续性特征,将游泳到骑车和骑车到跑步之间分别相加0.1和0.1 5的加权系数,并且将心率进一步细分,划分为8个区间,总结了“客观负荷量表”(o b j e c t i v e l o a d e q u i v a l e n t s,西 班 牙 语 缩 写 为E C O s)。E C O s是T R I MP计算方法的进一步细化,使参与者在训练中的负荷量化更精确,通过将一次训练的总持续时间(以分钟为单位)乘以15 0之间的权重值,再分