力量、速度、耐力的生理学基础

第十一章力量、速度、耐力的生理学基础

【主要掌握内容】

决定肌肉力量的主要因素

力量训练应遵循的原则

发展最大肌力与发展肌肉耐力所采用的训练

影响速度素质的生理因素

有氧耐力的生理基础及发展有氧耐力的训练方法

无氧耐力的生理基础及发展无氧耐力的训练方法

第一节力量素质

肌肉力量是绝大多数运动形式的基础。肌肉力量可表现为最大肌力、相对肌力、肌肉爆发力和肌肉耐力等几种形式。最大肌力是指肌肉作最大收缩时所能产生的张力，通常用肌肉收缩时所能克服的最大阻力负荷来表示。相对肌力又叫比肌力，是指肌肉单位生理横截面积（常以1cm2为单位）肌纤维作最大收缩时所能产生的肌张力。肌肉爆发力是指肌肉在最短时间收缩时所能产生的最大张力，通常用肌肉单位时间的做功量来表示。肌肉耐力是指肌肉长时间收缩的能力，常用肌肉克服某一固定负荷的最多次数（动力性运动）或最长时间（静力性运动）来表示。通常所说的肌肉力量主要是指绝对肌力，它是上述各种肌力形式的基础。

一、决定肌肉力量的生物学因素

（一）肌纤维的横断面积

力量训练引起的肌肉力量增加，主要是由于肌纤维横截面积增加造成的。

训练引起的肌肉中蛋白质增加，主要是使肌球蛋白增加。

力量训练引起的肌肉横断面增大，除蛋白质增多外，同时伴随着肌肉胶原物质的增多。肌肉周围结缔组织中的胶原纤维起着肌纤维附着框架的作用。

（二）肌纤维类型和运动单位

（三）肌肉收缩时动员的肌纤维数量

在其它条件相同的情况下，动员的肌纤维数量多少成为影响肌力的主要因素。但即使运动中枢处于最大兴奋状态，也不能使所有的肌纤维同时参与收缩。

（四）肌纤维收缩时的初长度

肌纤维的收缩初长极大地影响着肌肉最大肌力。肌肉在收缩前常会先做离心收缩将肌肉拉长，然后再做向心收缩，这即通常所说的超等长收缩。研究表明，肌纤维处于一定的长度时，粗肌丝肌球蛋白横桥与细肌丝的肌动蛋白结合的数目最多，从而使肌纤维收缩力增加，肌肉收缩时肌纤维所处的这种长度叫做最适初长。

（五）神经系统的机能状态

神经系统的机能状态主要通过协调各肌群活动、提高中枢兴奋程度、增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量来提高肌肉最大肌力。

（六）年龄与性别

10到12岁以下的儿童，男孩的力量仅比女孩略大。进入青春期后，力量的性别的差异加大，由于雄性激素分泌的增多，有效地促进了男孩肌肉和骨骼体积的增大，使其力量明显大于女孩。成年女子由于性激素等原因，其肌肉发达程度远较男性差，故肌肉平均力量大约仅为男性肌力的2/3，但不同肌群力量差异不同。如女子前臂屈、伸肌群的力量只有男子的50%，

而大腿屈、伸肌群的力量是男子的80%左右。

造成男女力量差异的另一原因是后天参加的体力活动有所不同。男子经常参加一些能发展力量和爆发力的体育活动，使他们比女子更接近自己潜在的最大力量水平。

（七）体重

体重大的人一般绝对力量较大。而体重较轻的人可能具有较大的相对力量。

除了上述因素，肌糖原和肌红蛋白含量和毛细血管分布密度也会影响肌肉力量。肌糖原和肌红蛋白是分布在肌浆中的能量物质和氧贮备物质，其含量的增加有助于肌肉长时间进行较低强度收缩时的能量和氧供应。肌肉毛细血管数量的增加有助于肌肉运动所产生的酸性物质和CO2等代谢产物的运输与氧气和营养物质的供应。这些因素都与肌肉的耐力有关。

二、肌肉力量的可训练因素

力量素质可训练因素主要有以下几种。

（一）肌纤维的收缩力

（二）神经系统的机能状态

（三）肌纤维类型

三、力量训练原则

（一）大负荷原则

此原则是指要有效提高最大肌力，肌肉所克服的阻力要足够大，阻力应接近（至少超过肌肉最大负荷能力2/3以上）或达到甚至略超过肌肉所能承受的最大负荷。该原则的生理学机制在于，足够大的负荷对中枢神经系统的刺激大，能使运动中枢发出更强的信号，从而调动更多的运动单位参加同步收缩，肌肉表现出更大的肌张力。通常低于最大负荷80％的力量练习对提高最大肌力的作用不明显。

（二）渐增负荷原则

此原则是指力量训练过程中，随着训练水平的提高，肌肉所克服的阻力也应随之增加，才能保证最大肌力的持续增长。

（三）专门性原则

专门性原则是指所从事的肌肉力量练习应与相应的运动项目相适应。力量训练的专门性原则包括：

①进行力量练习的身体部位的专门性；

②练习动作的专门性。即：进行负重抗阻练习时，应包含直接用来完成动作的肌肉群，并尽可能地模拟其实际的动作结构及动作的节奏与速度。身体部位的专门性和动作结构的专门性，有利于神经系统的协调调节能力，以及肌肉内一系列适应性生理、生化变化。

运动技术的专门性有时显得更为重要。

（四）负荷顺序原则

负荷顺序原则是指力量练习过程中应考虑前后练习动作的科学性和合理性。总的来说应遵循先练大肌肉，后练小肌肉、前后相邻运动避免使用同一肌群的原则。其生理机制为，大肌肉在训练时运动中枢的兴奋面广，兴奋程度高，在提高自身力量的同时，由于兴奋的扩散作用，练习过程对其它肌肉也有良性刺激作用。此外，由于大肌肉相对不易疲劳，可延长练习时间，而小肌肉练习很易疲劳，将影响大肌肉练习动作的完成。

（五）有效运动量原则

在运动生理学中，将导致身体产生运动痕迹和效果的最小运动强度叫做靶强度，此时的心率称为靶心率。通常每次力量训练应有不少于3组接近或达到肌肉疲劳的力量练习，才能肌肉力量逐渐提高。

（六）合理训练间隔原则

合理训练间隔原则就是寻求两次训练课之间的适宜间隔时间，使下次力量训练在上次训练出现的超量恢复期内进行，从而使运动训练效果得以积累。

四、力量训练要素

（一）运动强度

运动强度可分为绝对强度和相对强度。绝对强度是指机体所承受的物理负荷量（如做了多少功等），所以叫做物理负荷强度。常用最大重复次数（RM）来表示力量训练的负荷强度。最大重复次数是指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数

（二）练习次数和频度

在力量训练中，练习次数和训练频度的安排，受训练目的、运动形式和练习者身体训练水平等因素的影响。

（三）运动量

运动量包括运动强度和运动时间两个因素，是二者的乘积。三者之间的关系是：运动量=平均运动强度×运动时间。在一段时间如1周或1月训练的运动总量除了运动强度和运动时间外，还要考虑这段时间的训练频度，即：运动总量=（平均运动强度×运动时间）×训练频度。

第二节速度素质

速度素质是指人体进行快速运动的能力或最短时间完成某种运动的能力。按其在运动中的表现可以分为反应速度、动作速度和周期性运动的位移速度三种形式。

一、速度素质的生理基础

（一）反应速度

反应速度（reaction speed）是指人体对各种刺激发生反应的快慢。

1、反应时与反应速度

从感受器接受刺激产生兴奋并沿反射弧传递开始，到引起效应器发生反应所需要的时间称为反应时。

2、中枢神经系统的机能状态与反应速度

中枢神经系统的机能状态与反应速度有密切关系。良好的兴奋状态及其灵活性，能够加速机体对刺激的反应，使效应器由相对安静状态或抑制状态迅速转入活动状态。运动员处于良好的赛前状态时，反应时缩短。反之，如果运动员大脑皮层的兴奋性降低或灵活性低，反应时将明显延长。

3、运动条件反射的巩固程度与反应速度

随着运动技能的日益熟练，反应速度加快。研究发现，通过训练，反应速度可以缩短11~25%。（二）动作速度

动作速度（movement speed）是指完成单个动作时间的长短。

动作速度主要是由肌纤维类型的百分组成及其面积、肌肉力量、肌肉组织的兴奋性和运动条件反射的巩固程度等因素所决定的。

1、肌纤维类型与动作速度

肌肉中快肌纤维占优势是速度素质重要的物质基础之一，快肌纤维百分比愈高且快肌纤维愈粗，肌肉收缩速度则愈快。研究证实，优秀短跑运动员腿部肌肉中快肌纤维百分比高，并且快肌纤维出现选择性肥大。

2、肌肉力量与动作速度