●廣州體育學(xué)院 林文弢

運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)對(duì)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(yùn)動(dòng)生物化學(xué)教授、科研處處長(zhǎng)，享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家，上海體育學(xué)院博士生導(dǎo)師，運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)廣東省重點(diǎn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任，國(guó)家級(jí)精品課程運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)負(fù)責(zé)人，國(guó)家特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專(zhuān)業(yè)帶頭人，中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)常委，全國(guó)運(yùn)動(dòng)生理生化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)常委，全國(guó)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員。

林教授長(zhǎng)年負(fù)責(zé)廣東省游泳、羽毛球、田徑等優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)隊(duì)的科研保障及攻關(guān)工作。 2009年榮獲“北京奧運(yùn)科研服務(wù)一等獎(jiǎng)”。從2014年起，本刊設(shè)立“運(yùn)動(dòng)生化監(jiān)控”專(zhuān)欄，邀請(qǐng)林教授及其團(tuán)隊(duì)成員就運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評(píng)定等的最新研究成果展開(kāi)論述，以饗廣大讀者。

隨著2008年北京奧運(yùn)會(huì)我國(guó)金牌“大豐收”，科技奧運(yùn)不再是一句口號(hào)，已融入廣大教練員和運(yùn)動(dòng)員的“血液”中?？梢哉f(shuō)，奧運(yùn)會(huì)的每一枚金牌，不僅凝聚著運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)越來(lái)越顯示其前所未有的應(yīng)用價(jià)值和潛力。運(yùn)動(dòng)選材、訓(xùn)練計(jì)劃的制訂與修改、負(fù)荷強(qiáng)度和量的客觀評(píng)定、運(yùn)動(dòng)性疲勞的診斷與預(yù)防、運(yùn)動(dòng)員的合理營(yíng)養(yǎng)等，都與運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)密切相關(guān)。可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)已成為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中必不可少的基礎(chǔ)知識(shí)，也是體育教練員必須熟練掌握的一門(mén)重要學(xué)科。

一、科學(xué)訓(xùn)練與運(yùn)動(dòng)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(dá)。研究人體生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡過(guò)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(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，身體的組成成分會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(lái)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(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，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(jìn)行100 m跑時(shí)，ATP-CP被大量動(dòng)員，糖也參與無(wú)氧代謝輔助供能。研究運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)生物化學(xué)。

不同運(yùn)動(dòng)，由于項(xiàng)目特點(diǎn)、強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)量不同，人體的物質(zhì)代謝和能量代謝也不同。通過(guò)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的主導(dǎo)者和實(shí)施者，可運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)的原理科學(xué)指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，最大限度地挖掘運(yùn)動(dòng)員的潛力，提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

接受運(yùn)動(dòng)刺激后，人體狀態(tài)從平衡轉(zhuǎn)為不平衡；運(yùn)動(dòng)停止后，機(jī)體經(jīng)過(guò)恢復(fù)又達(dá)到平衡狀態(tài)。“平衡—不平衡—平衡”，如此反復(fù)，人體的運(yùn)動(dòng)能力得到不斷提高。科學(xué)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果取決于外部刺激的強(qiáng)度與量。如果運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、量過(guò)大，超過(guò)運(yùn)動(dòng)員的身體承受能力，極易導(dǎo)致過(guò)度疲勞，甚至產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)損傷和疾??；如果運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、量太小，對(duì)人體刺激不夠，機(jī)體達(dá)不到應(yīng)有的不平衡狀態(tài)，也很難達(dá)到理想的訓(xùn)練效果。從運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)角度分析，運(yùn)動(dòng)時(shí)能量代謝需要的反應(yīng)底物如糖、脂肪、蛋白質(zhì)等會(huì)發(fā)生變化，代謝過(guò)程中也有很多中間產(chǎn)物、終產(chǎn)物，通過(guò)身體循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)窖?、尿液和汗液中。通過(guò)分析運(yùn)動(dòng)后的血液、尿液和汗液，就能了解運(yùn)動(dòng)時(shí)人體化學(xué)組成發(fā)生的變化，從而科學(xué)指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

二、運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)對(duì)體育教練員的作用

優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)往往是科學(xué)訓(xùn)練的結(jié)果。在中國(guó)競(jìng)技體育“金字塔”模式下，位于最底層的是青少年運(yùn)動(dòng)員群體。這個(gè)群體的運(yùn)動(dòng)能力、發(fā)展?jié)摿?，決定我國(guó)競(jìng)技體育的未來(lái)。在基層運(yùn)動(dòng)員培訓(xùn)體系中，教練員位于絕對(duì)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(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，又能保證青少年運(yùn)動(dòng)員身體健康，促進(jìn)我國(guó)競(jìng)技體育的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，多數(shù)運(yùn)動(dòng)隊(duì)科研人員只有運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)知識(shí)，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷，無(wú)法聯(lián)系運(yùn)動(dòng)實(shí)際對(duì)訓(xùn)練效果、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能及營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行評(píng)估。因此，若熟知項(xiàng)目規(guī)律的教練員具備運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)其科學(xué)訓(xùn)練無(wú)異于錦上添花。

1. 科學(xué)選材的“指南針”

在運(yùn)動(dòng)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(yàn)進(jìn)行廣泛篩選，再通過(guò)觀察、集訓(xùn)、測(cè)試或模擬比賽等進(jìn)行選拔。隨著運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)選材已進(jìn)入科學(xué)化階段。教練員可運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)知識(shí)，客觀地從基因、身體形態(tài)、生化指標(biāo)、身體機(jī)能等方面進(jìn)行綜合評(píng)估，將有潛力、有運(yùn)動(dòng)天賦的人才選拔出來(lái)，對(duì)日后的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、比賽也有促進(jìn)作用。

2. 有助于科學(xué)制訂訓(xùn)練計(jì)劃

由于運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)不同，人體的物質(zhì)代謝和能量代謝特點(diǎn)也不同。根據(jù)項(xiàng)目供能特點(diǎn)選擇合理的訓(xùn)練方法，是提高運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)鍵。短時(shí)間、大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)（100 m跑、50 m游泳、舉重、柔道、摔跤等項(xiàng)目），能量主要來(lái)自磷酸原供能系統(tǒng)，所以，在提高運(yùn)動(dòng)員的速度、力量素質(zhì)時(shí)，首先應(yīng)發(fā)展磷酸原供能系統(tǒng)的供能能力。無(wú)氧耐力素質(zhì)取決于糖無(wú)氧酵解能力，由于磷酸原代謝系統(tǒng)時(shí)間短，故無(wú)氧耐力的基礎(chǔ)是糖無(wú)氧酵解供能能力。因此，要提高無(wú)氧耐力，必須發(fā)展糖無(wú)氧酵解系統(tǒng)的供能能力，如200 m跑、400 m跑、100 m游泳等項(xiàng)目。馬拉松跑等有氧耐力項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員的能力取決于其有氧代謝能力，可通過(guò)運(yùn)動(dòng)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(xiàng)目供能特點(diǎn)，制定合理的訓(xùn)練計(jì)劃，提高對(duì)應(yīng)供能系統(tǒng)的供能能力。如采用無(wú)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(wú)氧酵解供能系統(tǒng)的供能能力；采用乳酸閾強(qiáng)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(píng)定訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度及負(fù)荷量

“三從一大”是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練指導(dǎo)方針，但長(zhǎng)期大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞；而運(yùn)動(dòng)性疲勞有一定潛伏期，很難用一般方法進(jìn)行評(píng)定。潛伏期機(jī)體的某些化學(xué)物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員免疫水平和激素水平下降等，因此，可通過(guò)生化指標(biāo)測(cè)試，評(píng)定運(yùn)動(dòng)員是否處于疲勞狀態(tài)。教練員運(yùn)用生物化學(xué)知識(shí)，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，就能很快診斷出運(yùn)動(dòng)員是否處于運(yùn)動(dòng)性疲勞階段。隨后根據(jù)情況調(diào)整訓(xùn)練計(jì)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(píng)定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度；采用血尿素、血紅蛋白、血睪酮和尿膽原等指標(biāo)評(píng)定負(fù)荷量。這些指標(biāo)的評(píng)定簡(jiǎn)單易行，教練員完全有能力根據(jù)測(cè)試結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃。

4. 為評(píng)定訓(xùn)練效果提供依據(jù)

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

此外，教練員可運(yùn)用生物化學(xué)知識(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能狀況和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗，通過(guò)相關(guān)生化指標(biāo)可了解運(yùn)動(dòng)員機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)水平，在訓(xùn)練中與訓(xùn)練后及時(shí)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，幫助其恢復(fù)體能，減輕運(yùn)動(dòng)性疲勞的程度。

三、小 結(jié)

自“奧運(yùn)爭(zhēng)光計(jì)劃”實(shí)施以來(lái)，運(yùn)動(dòng)成績(jī)幾乎成為評(píng)定運(yùn)動(dòng)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(jìng)技體育的國(guó)際化和可持續(xù)性，要求教練員對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)生涯負(fù)責(zé)，因此，教練員的轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。具備運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)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(jì)劃，科學(xué)評(píng)定訓(xùn)練效果，實(shí)時(shí)監(jiān)控訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量，綜合評(píng)定運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能水平和營(yíng)養(yǎng)狀況。然而，要完成這樣的轉(zhuǎn)變，需要一套完善的運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)培養(yǎng)體系，需要教練員真正意識(shí)到運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的重要性，在訓(xùn)練中自覺(jué)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)的理論和手段，為我國(guó)競(jìng)技體育的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。