第29届奥运会优秀竞走运动员速度变化的生理学分析

2011-10-25董思建李建军

运动 2011年14期

关键词：后半程半程有氧

董思建，李建军

（徐州师范大学体育学院，江苏徐州 221116）

理论与方法探索

第29届奥运会优秀竞走运动员速度变化的生理学分析

董思建，李建军

（徐州师范大学体育学院，江苏徐州 221116）

本文通过对北京奥运会20公里竞走优秀运动员速度变化进行统计分析，运用生理学知识解释速度变化机理，探讨速度变化的生理学机制，从而为运动员进行训练及比赛提供参考。

竞走；速度；生理学；北京奥运会；疲劳

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

参加29届奥运会女子20公里及男子20公里竞走比赛获得前4名的运动员。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法收集整理相关文献资料，为本研究指标的确定、方法学的运用及撰写论文提供了较为充足的理论基础和依据。

1.2.2 数理统计法将收集到的运动员不同区段速度情况进行数据处理，采用Excel2003对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 女子20公里竞走前4名情况分析

2.1.1 女子前4名个人基本资料及成绩分析从表1中可以看出，卡尼斯金娜的成绩明显高于其他3名选手，并且前4名都打破了王丽萍在悉尼奥运会创造的1∶29∶05的奥运会纪录，这可能是由于比赛是在雨中进行的，有利于运动过程中热量的散失，抑制了机体高温，延缓了疲劳过程。

由表1发现，4名优秀竞走运动员身体普遍偏瘦，这是对长期训练的一种适应，由于长期的耐力训练使体内脂肪比例降低骨骼肌比例增加，发达的骨骼肌为运动提供持久的动力，同时体重下降，提高了能量利用率，这也是对训练的一种适应。

2.1.2 女子前4名速度变化状况分析为了研究方便，把20公里平均分成10段，每段2公里，每一个2公里段内的平均速度如表2。

由表2可以看出，在前8个区段，第1名的速度一直处于领先地位且速度一直上下波动，而当距离终点4公里时速度迅速下降，即出现疲劳现象，第1名在前2公里的平均速度是最高的，比第2名高0.13m/s。从运动水平上来看，第1名比其他3名运动员能力要强很多。为了体现出各段速度变化特征利用excell2003绘制出各段速度变化折线图如图1。从图1可以看出，除第1名外，在前10公里内，其余3名选手的速度变化基本保持一致并且显现出逐步上升的趋势，然后速度开始下降，到终点冲刺阶段有小幅度的上升。

2.1.3 对奥运冠军卡尼斯金娜速度变化进行分析卡尼斯金娜在起步后就一直处于领先地位，以自己的运动能力为基础，一直处于领先地位，在前16公里内，速度以波浪式变化，到达16公里后体能大幅度的下降，产生疲劳现象，表现在运动速度的急剧下降。由于在16公里前拥有了很大的领先距离，即使速度降下来也不会被超越。同时由于一直处于领先地位，可以在运动时自由调节运动负荷，使机体某些机能得到暂时性的恢复。

由于竞走运动是长时间性耐力性运动项目，其能量供应特点除了需要有氧供能外，糖酵解和磷酸原供能也是必要的供能途径，磷酸供能及糖酵解供能途径疲劳快恢复也快，而有氧供能疲劳速度慢恢复也慢。卡尼斯金娜在前16公里内速度的波动，除了受其战术意识支配外，也是由于其主要供能系统的转变所表现出的现象，在速度升段无氧供能所占的比例较大，在速度下降阶段，无氧供能系统疲劳受到抑制，引起速度的下降，这样可以使无氧供能系统得到暂时的休息以达到一定的恢复，接着无氧供能系统供能比例增大，使速度有一定的上升。当她行走到16公里后，由于机体高能磷酸物资大量消耗，血糖含量下降，糖原含量下降，代谢产物的堆积使能量供给速度下降，从而引起工作能力下降。

从其全程速度变化情况来看，卡尼斯金娜比赛的目的不仅仅为了获得冠军，更在于打破记录创造个人最好成绩，她把自己的体能毫不保留的消耗在竞走过程中。从能量利用率来看，她的利用率比其他运动员要高。

2.1.4 对刘虹速度变化进行分析我国运动员刘虹前半程速度有稍微波动，速度与其他两名运动员相差不大，但10公里后运动能力大幅度下降，可能是在10公里段想超出第二集团，缩小同卡尼斯金娜的差距，导致体能的过分利用，引起运动能力下降。

在第12 ～ 18公里段由于运动负荷的降低使机体得到了一定的恢复，因而在最后两千米速度大幅的上升，然而即使最后2公里拥有较大的速度，也难以弥补前面所拉下的距离。在最后阶段加速也存在技术上的不足，因为竞走速度较高情况下容易出现腾空现象，受到判罚的几率增大。

刘虹在12公里段已经出现疲劳现象，比其他运动员提前了2 ～ 4公里，为提高成绩，训练过程中应当重视体能的训练，加强耐力素质训练增加体内能源物质储备，以及在比赛过程中合理分配体能提高能量利用率。

2.1.5 对4名运动员的总体分析由图1看出，在8公里段，出现了速度的下降现象，这是由于在运动开始阶段，由于植物性神经系统的机能动员速率明显滞后于躯体神经系统，导致植物性神经与躯体神经系统机能水平的动态平衡关系失调，内脏器官的活动满足不了运动器官的需要，出现一系列的暂时性生理机能低下综合症，引起运动能力的降低，经过一定时间的调整，植物性神经与躯体神经系统机能水平达到了新的动态平衡，生理机能低下综合症症状明显减轻或消失，这时，人体的动作变得轻松有力，呼吸变得均匀自如，又恢复运动能力。10公里段，出现了速度的恢复，即极点现象消失了，运动能力得到了恢复。12 ～ 16公里段又出现速度下降，是由于机体的疲劳所导致的，这时运动能力在低负荷下可得到暂时性的休息，为最后冲刺阶段储蓄能量。最后两千米速度有稍微的上升，是由体能得到恢复和战术安排决定的。比较前后半程运动能力，前半程优于后半程，这与传统观念不太相符。

2.2 男子20公里竞走前4名情况分析

男子20公里竞走前4名运动员及各段速度情况如表3和表4，折线图如图2。

奥运会前4名运动员的各段速度变化情况基本是一致的，只是在后6公里出现了差距。

由图2可以直观看出，在18公里以前阶段，各运动员的速度整体趋势是持续上升的，在8公里段，4名运动员的速度都有所下降，这与女子运动员第一个速度下降点出现在同一个距离段，该段速度的下降是由于极点现象所引起的，当极点现象消除后，速度有所上升。直至16 ～ 18公里段，由于运动员的运动能力不同依次出现了疲劳现象，最后冲刺阶段速度都是下降的。

从前半程与后半程运动能力对比可以看出，后半程运动能力都高于前半程，这也符合当今对竞走运动的传统观念。

比较我国运动员王浩与国外运动员速度变化，发现王浩过早的出现运动疲劳导致速度下降，且其最大速度又不及国外选手。因此，中国运动员在体能方面与国外存在着较大的差距，需要在训练中加以重视。

表1 女子20公里竞走前4名运动员基本情况及成绩

表2 女子20公里竞走前4名各段速度情况

表3 男子20公里竞走前4名运动员基本情况及成绩

2.3 比较男女竞走运动员各段速度变化的异同

从总体趋势来看，女子速度变化先缓慢升，然后缓慢下降，后半程运动能力的低于前半程；男子速度变化趋势是持续上升，直至疲劳后大幅下降，下降后的速度也仍比前半程的最大速度高。从各分段速度离散程度上来讲，女子离散性比男子要大，即女子运动员的运动水平不是处于同一个级别的。从极点出现时段来看，男女都出现在8公里段，这揭示极点的出现与运动距离相关性较大，与性别关系不大。从疲劳发生时段来看，女子比男子疲劳的发生要提前，这是由于女子运动员身体机能比男子运动员差所引起的。在冲刺阶段女子速度有所回升，而男子速度一直下降。传统观念认为：“当今世界优秀竞走运动员比赛中基本上前半程慢后半程快。”男子20公里竞走的速度变化特征符合该观念，而女子20公里竞走的速度变化特征与此观念正好相反。

2.4 对竞走运动的供能方式分析

竞走运动是典型的周期性耐力性项目，其能量代谢特点是有氧代谢，糖酵解和磷酸原3种供能系统兼有的混合代谢。在起步阶段，由于运动强度不会太大，主要以有氧供能为主，但起步时骨骼肌血液供应较少，所以糖酵解也构成供能的途径之一；当血液在机体重新分配后，糖酵解供能比例下降，有氧供能比例上升，在途中加速阶段，糖酵解及磷酸原供能系统提供能量比例显著增加。在运动的后半程，机由于体代谢产物的堆积，使骨骼肌细胞对氧气的利用率降低，导致机体的相对缺氧，有氧呼吸受到一定的抑制，从而使糖酵解供能比例增加。因此训练过程要进行有氧耐力训练和无氧耐力训练。

从能量供给方面分析各段速度变化情况，竞走开始阶段，运动强度并不高，首先动员了机体内的慢收缩单位，由于慢收缩单位支配的骨骼肌以有氧代谢为主，在相当一段时间内，机体以有氧供能为主，然而，由于在刚开始阶段骨骼肌内仅有少量的血液供应，结合在肌红蛋白与血红蛋白上的储存氧只能供少量肌糖原氧化产能，远不能满足运动肌的需要，因此需要ATP-CP及糖酵解供能。当机体血液进行重新分配后，大量血液流经骨骼肌为骨骼肌有氧代谢提供氧气，促进机体的氧化供能，这时机体以有氧供能为主并且保持相当长的一段稳定工作状态，使速度缓慢上升。在8公里时段男女运动员的速度出现第一次下降期，在10 ～ 16公里段不同运动员出现第二次工作能力下降的状况，并且随着运动员水平的高低疲劳时间向后推迟。

竞走运动是一种长时间耐力性运动项目，虽然以有氧供能为主，但无氧供能途径也不应忽视，当有氧供能系统产生疲劳迹象时，可以利用无氧供能系统来维持运动能力，同时使有氧供能系统得到暂时性的休息，当无氧供能系统受阻时，有氧供能系统由于得到恢复而发挥作用。

表4 男子20公里竞走前4名各段速度情况

图1 女子20公里竞走前4名各段速度变化特征

2.5 对竞走疲劳的分析

2.5.1 中枢性疲劳的产生由于竟走运动对技术要求比较严格，如果动作不到位就会受到判罚，这使中枢神经系统一直保持紧张状态，这诱发了中枢性疲劳的发生；再者，竞走运动又是周期性耐力运动，由于运动过程中的单调刺激，进一步加深了中枢疲劳。

2.5.2 可利用能源物质的缺乏竞走运动时，全身大部分肌肉都在运动，运动时耗能部位较多，运动时间较长，20公里竞走将近一个半小时，在此过程中主要以糖类和脂肪提供能源，前半程以糖类的氧化提供能量，后半程以脂肪的分解提供能量，在此过程中，由于代谢产物的堆积及线粒体损伤，使机体的有氧氧化及脂肪的分解受到抑制，从而导致了可利用的能源物质的缺乏，运动能力下降。这可能是引起竞走运动员疲劳的主要因素。