1、身體素質的生理學基礎人體的一切隨意運動，都是在神經系統支配下所實現的不同形式的肌肉活動。這些肌肉活動的基本能力可表現為收縮力量的大小、收縮速度的快慢、持續時間的長短、關節活動的范圍以及迅速改變體位，轉換動作的應變能力等等。通常把人體在運動過程中所表現的力量、速度、耐力、柔韌及靈敏等機能能力稱為身體素質。 身體素質的發展水平，不僅決定于骨骼肌本身的形態、結構和功能特點，而且與其能量供應、神經系統的調節能力以及內臟器官的機能等因素有著密切的關系。因此，身體素質是人體各器官、系統機能能力在肌肉活動中的綜合反映。 良好的身體素質是學習和掌握運動技能、提高運動成績的基礎。但是，身體素質的訓練效果是可逆的

2、。停訓后身體素質趨于下降，其下降速度和程度與訓練水平及停訓時間有關。訓練水平高、停訓時間短者，身體素質下降速度緩慢且程度較小；反之，下降速度及程度較大。所以在體育教學與運動訓練中合理安排身體素質的訓練具有重要意義。返回本章第一節   力量素質     力量素質是指肌肉收縮對抗或克服阻力的能力。人體的所有運動幾乎都是對抗阻力而產生的，所以良好的力量素質是取得優異運動成績的重要基礎。例如跑速、游速等需要強大的肌肉力量；運動持續時間的長短有賴于力量的大小；柔韌、靈敏、協調、平衡等機能能力也與力量素質有著密切的關系。因此，力量素質是人體最重要的身體素質

3、，是其它身體素質的基礎，是素質的素質。 一、力量素質的分類 力量素質的分類較為復雜。按照肌肉收縮的形式可分為靜力性力量和動力性力量。靜力性力量是指肌肉進行等長收縮時所產生的力量，其特點是從事力量練習時肢體維持或固定于某一位置或姿勢，但無明顯的位移運動。例如體操運動中的十字支撐、倒立、懸垂、耗腿、平衡，武術運動中的馬步樁等。動力性力量是指肌肉進行等張收縮時所產生的力量，其特點是進行力量練習時肢體產生明顯的位移運動，但不出現明顯的停頓或固定姿勢。例如，田徑運動中的跑、跳、投，游泳運動中的蝶、仰、蛙、爬以及推舉杠鈴、引體向上等。由于力量（F）等于質量（m）與加速度（a）的乘積，即F=m.a。因此，動

4、力性力量又可分為重量性力量和速度性力量。其中，重量性力量以改變質量為主，其大小由肌肉活動時所對抗的器械重量來反映，如舉重等；而速度性力量則以改變速度為主，通常用器械運動時所產生的加速度來評定，如投擲標槍等。 按照肌肉力量的表現形式及構成成分可將其分為絕對力量、相對力量、力量耐力和快速力量等。絕對力量又稱為最大力量，它是指肌肉做最大用力收縮時所產生的力量，通常用肌肉收縮時所能克服的最大負荷來表示。絕對力量的大小與體重有關，一般情況下，體重越大絕對力量也越大。相對力量又稱為比肌力，是指單位生理橫斷面積（以1cm2為單位）肌肉做最大收縮時所產生的力量。由于人體體重與肌肉重量密切相關，因此通常把整個人

5、體所能克服的最大阻力稱為絕對力量，而把每公斤體重所能克服的阻力稱為相對力量。力量耐力是指肌肉收縮對抗阻力過程中抵抗疲勞的能力。常用肌肉克服某一固定負荷的最多次數（指動力性練習）或最長時間（指靜力性練習）來表示。快速力量是指肌肉在最短時間內產生最大張力的能力，或者肌肉在極短的時間里，通過迅速強有力的的收縮產生最快加速度去克服阻力的能力，通常用肌肉單位時間的做功量來表示，例如爆發力等。 應該指出，力量分類是相對的。而人體在運動時所表現的力量素質往往是多種力量成分共同作用的結果。因此，在力量訓練過程中根據運動項目的力量特點，選擇合理的練習方法，才能促進力量素質的全面發展。 二、決定力量素質的生理學基

6、礎    （一）骨骼肌的形態及機能特點 肌肉力量的大小取決于肌肉的形態、結構、肌纖維百分組成以及生理、生化特點。 1肌肉的生理橫斷面積 肌肉生理橫斷面積是指垂直通過某一塊肌肉所有肌纖維的橫斷面積，它是影響肌肉力量的主要因素。研究表明，肌肉橫斷面積的大小取決于肌纖維的數量、肌纖維的直徑和肌纖維的排列方向。通常肌肉生理橫斷面積越大力量也越大。 力量訓練可引起肌肉體積和橫斷面積增大，主要是由于肌纖維橫斷面積增大的結果。日本學者豬飼和福永（1968年）利用超聲技術對青少年上肢屈肌肌力與橫斷面積的關系進行了研究，結果發現二者之間呈線性關系。而且這種關系不受年齡和性別的影響。業已證明，

7、力量訓練引起肌纖維增粗，主要是肌纖維內收縮蛋白增加所致。收縮蛋白作為肌纖維內的重要蛋白，其含量的增加不僅可使肌原纖維直徑增粗，而且能使肌原纖維數目增加，從而提高肌肉的收縮力量。這種肌原型功能肥大可能是由于某些激素（如生長素、雄性激素等）促使氨基酸向肌纖維內轉運速度加快、導致蛋白質合成增加的緣故。 力量訓練過程中，隨著肌肉體積的增大還可引起一系列生物化學變化。例如高強度、慢速度的力量練習可以增加肌紅蛋白、肌糖原及磷酸肌酸的含量，提高三磷酸腺苷酶、磷酸果糖激酶的活性，使肌肉活動時的能量供應速率得以提高，從而導致肌肉力量增加。 2肌肉結締組織 肌肉結締組織是肌肉的彈性成分，主要包括肌束膜、韌帶和肌腱

8、三個部分。結締組織不僅能產生一定的彈力，而且具有傳遞肌肉收縮力量的作用，因此，發達的結締組織對于提高肌肉力量具有重要意義。研究表明，在長期的力量訓練過程中對肌肉結締組織產生的緊張與牽拉刺激，能使其增厚、增粗而堅實有力，具體表現為肌束膜增厚，肌腱和韌帶組織增粗，肌腱與骨骼附著點結合力增強，抗牽拉力量增大等。 3肌肉長度 肌肉長度是指肌肉兩端肌腱之間的長度。在自然狀態下肌肉的長度越長，所含的肌小節越多，故肌肉產生的力量越大。研究發現，肌肉長度與其橫斷面積及體積的發展潛力有關。例如兩個人肱二頭肌的長度分別是30cm和20cm，前者肌肉長度是后者的1.5倍。那么前者肌肉橫斷面發展潛力是后者1.52=2

9、.25倍，肌肉力量發展潛力是后者1.53=3.375倍。由于肌肉長度主要受遺傳的影響，因此肌肉長度可作為運動選材的參考指標。 此外，肌纖維的初長度也影響著肌肉的最大肌力（詳見肌肉章）。通常肌肉在收縮前先做離心收縮而使其初長度增加，從而產生較大的肌肉收縮力量。例如跳躍前先屈膝以拉長股四頭肌而后起跳等。另外，肌肉被拉長后立即收縮產生的力量遠大于間隔一段時間后再收縮時所產生的力量。其原因是肌肉被拉長后快速收縮，可使肌肉在獲得最適初長度同時，產生牽張反射，從而反射性地提高肌肉收縮力量。例如原地下蹲后快速起跳要比先下蹲、間隔一段時間后再起跳跳得更高或更遠。 4肌纖維類型 快肌纖維收縮力量明顯大于慢肌纖維

10、，人體肌肉中快肌纖維橫斷面積及百分組成較高的個體，其肌肉收縮力量也較大，但是在上述兩種因素中快肌纖維的橫斷面積對力量影響更為明顯。兩種肌纖維收縮力量的差異與本身的組成及支配它的神經元的興奮性有關。由于快肌纖維內具有更多的肌原纖維和較快供能速率，故快肌纖維輸出功率較大。因此，對于同樣數量肌纖維的肌肉而言，快肌纖維百分率越高，其收縮時產生的力量也越大。此外，由于支配慢肌纖維的運動神經元興奮閾值較低，因此較小的刺激即可使其興奮，從而使其支配的肌纖維產生較小的收縮力量；而支配快肌纖維的運動神經元興奮閾值較高，所以需要較大的刺激才能引起興奮，故快肌纖維收縮時產生的力量較大。    （

11、二）神經系統的調節能力 神經系統對肌肉的調節能力主要通過協調各肌群活動，以及增加同步興奮收縮運動單位的數量實現的。長期從事力量訓練可使神經系統的調節能力日臻完善。 1中樞神經系統的募集能力 中樞神經系統通過改變發放神經沖動的強度和頻率來影響肌肉的收縮力量。當中樞神經系統興奮性提高時，支配肌肉活動的運動神經元同時興奮的數目增加，因而參與收縮的運動單位增多，并使肌肉中每一運動單位發生較大緊張性收縮，所以肌肉產生的力量增大。研究表明，當肌肉克服相當于最大肌力20%80%的阻力負荷時，肌肉力量的增加主要依賴神經系統不斷募集更多的運動單位來實現；當阻力負荷超過80%時，主要通過提高神經中樞發放神經沖動的

12、頻率來完成。實驗證明，克服最大負荷的力量訓練有助于提高中樞神經系統的興奮性，從而提高肌肉的絕對肌力。例如，有訓練的優秀運動員，在最大用力收縮時，神經系統可以動員90%的肌纖維參與收縮，而訓練水平較低的運動員只有60%的肌纖維參與收縮。可見，運動訓練可改善神經系統募集運動單位的能力，增加參與收縮肌纖維的數目，提高肌肉的收縮能力。 2. 神經系統的協調能力 中樞神經系統在調節肌肉收縮活動時，除主動肌興奮收縮外，還需協同肌的配合及對抗肌的放松。中樞間良好的協調能力可減少無謂的能量消耗，有助于主動肌發揮更大的收縮效率，產生更大的收縮力量。實驗證明，長期的力量訓練，可使大腦皮質支配肌肉活動的神經中樞在時

13、間、空間上準確而及時地產生興奮與抑制，并在完成動作過程中興奮和抑制能夠適時轉化，使主動肌、協同肌及對抗肌之間的協調能力得以提到。通過對不同訓練水平運動員肌電圖的研究發現，優秀運動員完成動作過程中肌肉動作電位集中發生在動作時相，表明中樞活動的協調及運動神經中樞內興奮過程高度集中，從而使動作更加協調，力量增大；而缺乏訓練者，肌肉動作電位持續時間延長，甚至延續到肌肉的舒張期，從而導致肌肉收縮力量減小。例如手持啞鈴做屈肘動作，除肱二頭肌強烈收縮外，伸肘的肱三頭肌必須適時地放松。假如對抗肌不能及時放松，必然會影響其力量的發揮。由此可見，支配各肌群的中樞間良好的協調能力對于提高力量素質至關重要，特別是對抗

14、肌放松能力的提高，其效果更加明顯。 三、力量訓練的原則    （一）超負荷原則 超負荷是指練習時所采用的阻力負荷超過本人已經適應的負荷，或超過平時訓練的負荷。這種相對較大的負荷對肌肉會產生較大的刺激，使肌肉產生相應的適應性變化，從而使肌肉收縮力量增強。該訓練原則的生理機制是：當負荷較小時，中樞只能募集興奮性較高的小運動單位參與收縮；當負荷增大時，中樞募集的運動單位逐漸增多，較大的負荷會對中樞神經系統產生強烈的刺激，使運動中樞發出更強的信號，募集更多、更大的運動單位參與收縮，從而產生較大的力量。例如，人體腓腸肌中最大運動單位的緊張度比最小運動單位大200倍，所以，當這種較大的

15、運動單位參與收縮時會產生較大的力量。 圖 131 訓練強度適當范圍模式圖通常低于最大負荷80%的力量練習對提高最大肌力不明顯。但是，如果負荷過大，不但達不到良好的訓練效果，反而容易發生運動損傷，不利于提高肌力（圖131）。特別是少年兒童表現得更為明顯。伯杰認為用3組4RM和8RM的負荷進行練習，力量增長最快；Astrand認為靜力性練習應持續6s，而動力性練習時，5RM到6RM比2RM和10RM練習能更有效地發展力量。（RM：表示按規定次數所能完成的最大負荷量，如5RM則表示能重復5次的最大重量） （二）漸增負荷原則 漸增負荷原則是指力量練習過程中，隨著訓練水平的提高，肌肉克服的阻力逐漸增加的

16、訓練原則。該訓練方法能使肌肉經常在超負荷條件下訓練而產生適應性變化。隨著肌肉力量地增加，原來的超負荷已經變成了小負荷，此時克服該負荷已不需要動員大量的肌纖維參與收縮。如果不增加負荷，那么肌肉力量不但不能繼續增加，反而使力量練習逐漸轉向耐力練習。因此，力量練習只有逐漸增大負荷，堅持漸增負荷原則，才能有效地發展肌肉力量。 漸增負荷大小可因個體訓練水平而定，Fox提出，以8RM負荷進行練習，隨著肌肉力量的增加，負荷次數逐漸增加，直至12次（12RM），此時增加負荷再到8RM，即“負荷8，訓練到12”。如果訓練水平較低，可采取“負荷10，訓練到15”或“負荷15，訓練到20”的訓練方法。若發展絕對力量

17、，可采用“負荷1，訓練到5”等等。 （三）有效運動負荷原則 有效運動負荷原則是指以足夠大的運動負荷和足夠長的運動時間進行力量練習的訓練原則。當運動強度和運動量較小時，對身體機能不會產生明顯的影響，只有足夠大的運動強度和足夠長的運動時間才會對身體機能產生運動痕跡和訓練效果，使機體的形態、結構及機能產生一系列良好的適應性變化。通常將導致身體產生運動痕跡和訓練效果的最小運動強度稱為靶強度，此時的心率稱為靶心率。正常情況下每次力量練習應有不少于三組接近或達到肌肉疲勞的力量練習，才能使肌肉力量得到提高。 （四）專門性原則 專門性原則是指訓練手段應盡量和專項力量的要求及專項技術結構相一致的訓練原則。其生理

18、機制是：不同的動作結構、不同的肌肉活動形式對神經系統的協調、運動單位的募集以及局部肌肉代謝特征的影響不同。專門性原則主要包括兩方面內容，一是力量練習與正式動作結構應非常相似；二是力量練習與正式動作的發力特點非常相似。這種一致性可表現在身體的姿勢、動作的幅度、方向、節奏及速度等方面。而且力量練習還應考慮不同運動項目對力量能力的需求程度。例如排球扣球的專門練習，可采取助跑起跳擲實心球，并結合左右手扣球進行練習。這樣不僅能發展相應的肌肉力量、培養運動員在動作最關鍵的時刻集中用力的能力，而且有利于提高神經系統的協調能力，并使肌肉產生一系列適應性變化。 為了增強對機體的刺激，也可采用較大負荷的杠鈴進行練

19、習。練習過程中應結合正式動作的發力特點進行練習。如果發力開始就需爆發力，力量練習時就應結合這一特點，在舉起杠鈴時應盡量快速地完成。    （五）合理練習順序原則 合理練習順序原則是指力量練習過程中先練習大肌群，后練習小肌群，前后相鄰肌肉練習避免使用同一肌群的練習原則。其生理機制是：大肌群在練習時運動中樞的興奮程度高，在提高自身力量的同時，由于興奮的擴散作用，對其它肌肉也會產生一定的刺激作用。另外，由于大肌群不易疲勞，因此練習過程中應從大肌群開始到小肌群。對此，Fox做了大量的研究，并提出了一些主要肌群的練習順序可供參考：大腿和髖部；胸和上臂；背和大腿后部；小腿和踝；肩帶和上

20、臂后部；腹部；上臂前部。 如果前后相鄰力量練習使用同一肌群，不僅不能保證動作質量，而且容易出現肌肉過度疲勞及運動損傷。因此，在力量練習過程中應盡量避免在相鄰的練習中使用同一肌群，以保證肌肉在每一次練習后有足夠的恢復時間。      （六）系統性原則 系統性原則是指力量練習應進行全年系統性安排的訓練原則。訓練頻率愈高，肌肉力量增長愈快，停止訓練后肌肉力量消退也愈快；訓練頻率較低，訓練時間較長，肌肉力量增長也較慢，但力量保持時間相對較長。研究表明，力量增長后如果每2周訓練1次，肌肉力量可保持原增長水平；每6周訓練1次，可保持較長時間；不進行訓練，30周后原增

21、長水平完全消退（圖132）。圖132  不同力量訓練安排后力量素質消退的情況四、影響力量訓練效果的因素    （一）運動強度 運動強度包括物理負荷強度和生理負荷強度。物理負荷強度是指機體所承受的物理負荷強度；生理負荷強度是指根據個體最大攝氧量百分數或最大心率百分數等生理指標所間接表示的負荷強度。運動生理學中常采用生理負荷強度來衡量運動強度。 通常負荷越大，力量增長越快，力量增長的效果也越好。毛納爾認為，采用5RM的負荷能使肌肉橫斷面積增大，力量和速度得到發展，但不能提高耐力，適用于舉重及投擲項目運動員；采用610RM負荷，可使肌肉增粗，力量和速度得到提高，但耐力提

22、高不明顯，適用于100m跑和跳躍運動員；采用1015RM負荷，肌肉增粗不明顯，但力量、速度及耐力提高，適用于400m和800m運動員；采用30RM負荷，可使肌肉毛細血管增加、耐力提高，但對力量和速度提高不明顯，適用于中長跑運動員。    （二）重復次數 力量練習重復次數決于負荷強度的大小。負荷強度越大，重復次數越少，動作速度越慢。實驗證明，最大力量訓練時（90%175%），重復次數很低（13次），而且完成速度很慢；爆發力訓練時（最大負荷的30%80%），重復次數適中（510次），完成速度較快；肌肉耐力訓練時，重復次數較高，有時甚至達到最高重復次數（250次或更高），但完成速

23、度適中或較低。非周期性項目的肌肉耐力訓練重復次數在1030次之間，周期性項目則接近最高重復次數。    （三）練習組數 每組力量練習包括一定的重復次數，并在練習結束后間歇休息。練習負荷量、重復次數與練習組數間呈負相關，即負荷量和重復次數越多，練習組數越少。另外，練習組數還與運動員的訓練潛力、練習肌肉群的數量、一次的訓練內容等因素有關。一般認為一次練習可在36組之間。    （四）間歇時間和間歇方式 力量訓練中，隨著運動員對訓練的逐步適應，間歇休息時間應相應縮短；而隨著負荷量的增加，間歇休息時間應有所延長。間歇時間的長短還取決于力量訓練的類型、運動員的訓練

24、狀態、完成動作的節奏、運動持續時間以及參與練習的肌肉數量等因素。力量練習各組間的間隔時間一般以肌肉能完全恢復為標準。 奧佐林認為，發展最大力量的練習，其休息間歇應在25min之間為宜；竭盡全力的力量練習休息間歇應為510min之間；發展肌肉耐力練習的休息間歇時間為12min。 舍利希提出，間歇時間，特別是循環練習的間歇時間應根據運動員對訓練刺激的生理反應（通常用心率表示）來安排。當心率下降到120次/分時，可開始下一次練習。此外，由于不同運動員對同一訓練刺激的反應不同，所以教練員還應考慮到運動員的恢復速度，從而制定出有效的訓練計劃。為了在兩組練習之間盡快達到恢復，可讓運動員在休息間歇進行一些積

25、極性活動。    （五）運動量 運動量包括運動強度和運動時間兩個方面的因素，運動量=平均運動強度×運動時間。一段時間（如一周或一個月）的訓練總量除了運動強度和運動時間外，還要考慮這段時間的訓練頻度，即運動總量=（平均運動強度×運動時間）×訓練頻度。 發展力量的運動訓練總量與專項運動對力量的需要及特點有關。例如舉重運動員有時一次需要完成30噸的訓練總量。而一次力量訓練課的持續時間主要取決于專項運動對力量素質的要求程度、運動員年齡以及訓練程度等因素。不同運動項目優秀運動員的力量訓練總量見表131。表131  不同運動項目優秀運動員全年的力

26、量訓練總量 序號 運動項目 各訓練階段每個小周期的負荷量 年負荷量 （×1000kg） 準備階段 比賽階段 休整階段 最小 最大 1鉛球 20408124690014502跳高 16188102462010003籃球 122446285024504標槍 1224424508005排球 1220424507006短跑 1018424006007體操 1016443806008拳擊 81431330500五、力量練習方法 肌肉工作方式不同，產生的力學效應及運動效果也不相同。故深刻認識肌肉收縮方式與力量效應的關系，可有針對性地選擇力量訓練手段，減少訓練的盲目性，提高力量訓練的效果。 （一）

27、等張練習 等張練習（又稱為動力性練習）是指肌肉以等張收縮的形式進行負重或不負重的動力性練習方法。 等張練習的訓練效果主要取決于負荷的大小、練習的快慢及重復次數的多少。當這些因素發生改變時，將會對肌肉形態、結構、代謝及其神經調節能力產生不同的影響，從而影響訓練效果。它的訓練效果一般是整體性的。 等張練習的不足之處在于不能在整個動作過程中肌肉每一次收縮的負荷都相等，容易出現在某些關節角度上肌肉訓練不足現象。    （二）等長練習 等長練習（又稱為靜力性練習）是指肌肉以等長收縮的形式使人體保持某一特定姿勢對抗外界負荷的練習。 等長練習與等張練習一樣，都能使肌力和肌肉體積增大。此外

28、，等長練習對于肌紅蛋白的增加、慢肌纖維的選擇性肥大、肌肉中毛細血管數量的增加均有重要作用，但這種效果往往是局部性的。 等長練習的不足之處在于缺乏張馳交替的協調支配，對改善神經肌肉的協調性效果不明顯；在大強度等長練習過程中，由于憋氣和外周阻力增大，容易引起血壓升高。所以在運動實踐中應采取動、靜練習相結合的訓練形式，以取得相輔相成的訓練效果。 費林等通過對60名少年田徑運動員研究發現，從事動力性練習運動員，其速度和彈跳力增幅最大，力量增加次之；從事靜力性練習則使力量增長幅度最大，但速度及彈跳力增幅較小。可見，動力性練習能更快地發展動力性力量，如速度及爆發力等，而靜力性練習對提高靜力性力量效果比較明

29、顯，如十字支撐、馬步等所需要的力量。      （三）等動練習 等動練習是指借助等動練習器進行的練習。其特點是運動過程中器械產生的阻力始終和用力的大小相適應。等動練習的最大優點在于：整個練習過程中關節運動在各個不同角度時均能受到較大負荷刺激，從而使肌肉在整個練習過程中能產生較大的力量，因而運動效果較為明顯。例如游泳劃水動作，在劃臂動作的前三分之一，拉力是29.5kg，中三分之一是22.6 kg，后三分之一又回升到32.6 kg。表明兩臂通過胸前、提肘劃水時，因骨杠桿處于不利位置而導致力量最小。如果用動力性練習來發展劃水力量，由于肌群在整個活動過程中所受到

30、的阻力是恒定的，所以不符合游泳運動過程的真實情況，而用等動練習器進行練習，就能滿足游泳運動的需求，達到良好的訓練效果。 美國學者霍·西爾斯研究發現，在分別進行8周每周3天的動力性、靜力性及等動力量訓練過程中，等動練習效果最佳，其總工作能力和最大力量分別提高35.4%和47.2%；其次是動力性練習，分別提高27.5%和28.6%；而靜力性練習效果最差，僅提高9.2%和13.1%。可見，等動練習能使肌肉在整個動作范圍內得到全面訓練，并能使肌肉力量在較短的時間內得到明顯的提高。但是，由于等動練習的速度受到控制，因此該練習不利于爆發力的發展。 （四）超等長練習 超等長練習是指肌肉離心收縮之后

31、，緊接著迅速進行向心收縮的練習。體育運動中不少動作（如跳躍或投擲等）都是如此進行的。研究證明，超等長練習對發展運動員的支撐能力及爆發力具有良好的效果。例如前蘇聯著名短跑運動員鮑爾佐夫（1972年奧運會冠軍）就是采取這種練習方法（單腿和雙腿跳30100m）進行訓練。雖然超等長練習能有效挖掘肌肉的潛力，提高力量練習的效果。但是，由于超等長練習較為劇烈，故容易發生運動損傷。所以，在運動實踐中應根據運動員的實際情況合理安排超等長練習。 返回本章第二節  耐力素質 一、耐力的概念及其分類 耐力（endurance）是指人體進行長時間肌肉工作的能力；或者人體對抗疲勞的能力。按照運動時的外在表現，

32、可將耐力分為速度耐力、力量耐力和靜力耐力；按照參與的主要器官，可分為呼吸循環耐力和肌肉耐力；按照參加主要工作所動員肌群的數量，可分為全身耐力和局部耐力；按照運動時能量代謝的特點，可分為有氧耐力和無氧耐力；按照耐力素質和專項運動的關系，可分為一般耐力和專項耐力等。本節將著重從能量代謝角度討論有氧耐力和無氧耐力。 二、有氧耐力 （一）有氧耐力的生理學基礎圖133最大攝氧量的生理學基礎示意圖有氧耐力（aerobic endurance）是指人體長時間進行有氧工作的能力。氧供應充足是實現有氧工作的先決條件，也是制約有氧工作的關鍵因素。而運動中氧的供應受多種因素制約。研究表明，影響骨骼肌有氧供能狀況的主

33、要因素有肺功能、血液攜氧功能、循環功能及肌肉組織有氧代謝功能等（圖133）。 1肺通氣功能 肺通氣量增大，可提高攝入體內的氧氣量。然而攝入體內氧氣量的多少，除了與肺通氣量有關之外，還與呼吸頻率和呼吸深度的匹配有關。例如，當呼吸頻率為20次/分，呼吸深度為2L時，肺通氣量為40L/min；當呼吸頻率為40次/分，呼吸深度為1L升時，肺通氣量同樣為40L/min。但哪一種呼吸頻率與呼吸深度的匹配更適宜呢？顯然是前者。因為較大的呼吸深度，可有效地提高肺泡通氣量，從而提高肺泡內氧氣的分壓，加速肺換氣，使更多的氧氣進入體內，從而提高攝氧量。由此可見，一個運動員經過訓練后，如果肺通氣機能得到提高、并且在運

34、動中能夠掌握合理的呼吸方法（即適當增加呼吸深度、節制呼吸頻率），對于提高攝氧能力具有重要意義。 2肺換氣功能 肺換氣是靠物理擴散實現的。其動力是肺泡與血液間的氣體分壓差。運動時由于深吸氣導致肺泡與靜脈血液間氧氣分壓差增大，肺泡膜變薄，肺毛細血管大量開放，因而大大促進了氣體的擴散過程。 肺換氣能力是以單位時間內肺泡膜兩側的氧氣分壓差為1mmHg時所擴散的氧氣量來表示。安靜時人體的氧擴散能力約為2050ml/mmHg/min。有人計算，當最大攝氧量為4L/min時，氧擴散能力應達60 ml/mmHg/min；若最大攝氧量為6 L/min，擴散能力可達100 ml/mmHg/min。因此擴散能力不足

35、可能是限制最大攝氧量的一個重要因素。但擴散能力的大小主要受肺循環血量和肺泡通氣量的限制。 實驗證明，耐力性運動員肺容積，如補吸氣量、補呼氣量、肺活量、肺總容量等均大于同性別、同年齡的非運動員；肺通氣機能和肺換氣功能也大于一般人。肺功能的改善為耐力性運動員運動時氧氣的充分供應提供了重要條件。 3血液運氧能力 血液中紅細胞所含的血紅蛋白執行著運輸氧氣的任務。血紅蛋白的含量是影響最大攝氧量的一個重要因素，當運動員血紅蛋白含量下降10%以上往往會引起運動成績下降；當紅細胞、血紅蛋白的量適當增多后，機體運輸氧氣的能力會明顯提高。如自體輸血（即從運動員身上抽出200400ml血液，經冰藏冷凍處理后，儲存6

36、8周，待比賽前再回輸運動員本人體內，直接增加循環血液中紅細胞及血紅蛋白的量，從而增強氧氣的運輸能力。 4血液循環功能 心輸出量是反映心臟功能的重要指標。研究表明，心輸出量越大，運輸氧氣的能力越強，最大攝氧量也越大。由費可氏公式可見，攝氧量的增加有賴于心輸出量和動、靜脈氧差的增加。而心輸出量的大小等于心率與每搏輸出量的乘積。因此，血液循環機能對機體的攝氧能力具有重要影響。即 VCO2CO（Cao2-Cvo2）HR·SV（Cao2-Cvo2） 式中：VCO2：攝氧量；CO：每分輸出量；Cao2：動脈血氧含量； Cvo2：靜脈血氧含量； SV：每搏輸出量；HR：心率；業已證明，運動訓練對最

37、大心率影響不大，但可導致安靜心率降低。尤其是耐力性訓練，其效果更加明顯。如優秀耐力性運動員的安靜心率僅為40次/分左右。因此，有訓練者心率儲備比一般人高。 每搏輸出量的大小決定于心臟的容積和心肌收縮力量。研究表明，耐力訓練可使心室腔容積增大，一般人心容積約為700800ml，而耐力運動員可達9001000ml。耐力訓練引起心容積增大為每搏輸出量的增大創造了一定的條件。雖然心容積與最大攝氧量密切相關（r=0.762）。但更重要的是耐力訓練能夠導致心肌收縮力量增強。目前認為，心肌收縮力量是影響每搏輸出量的主要因素。安靜時男子每搏輸出量約為70ml，運動時最大每搏輸出量可達120ml。 &

38、#160;       奧斯特朗研究證明，運動訓練初期最大攝氧量的增大主要依賴最大心輸出量，隨著訓練水平的提高，最大攝氧量的增大則主要依賴于動、靜脈氧氣分壓差。賽爾亭研究發現，中年人（3050歲）通過訓練最大攝氧量可增加20%40%。這種增加是由于動、靜脈氧氣分壓差增大的緣故，而不是心輸出量增大的結果。日本學者山地啟司通過對大學生的研究發現，有些人雖然最大攝氧量增大，但心輸出量并無改變。因此，有些學者認為心臟的泵血功能是影響最大攝氧量的中心限制因素。     5組織換氣 氧氣由血液向肌組織擴散的能力，與肌

39、肉內毛細血管開放的數量及毛細血管與組織間的氧分壓差大小有關。 運動時，由于舒血管物質及局部溫度升高，使活動肌肉中毛細血管進一步擴張，導致活動肌肉血流量大大增加，從而提高組織換氣能力和最大攝氧量。據報道，安靜時，人體每100g肌肉中血流量為25ml/min；極量運動時可達70100ml/min。另據Rowell研究證明，在最大負荷運動時，即使心輸出量不增加，僅靠腹腔內臟器官血管收縮分配到活動肌肉中的血液量可達2.2L/min，使攝氧量可增加0.5L/min。可見，運動時腹腔內臟器官血管收縮，肌肉中毛細血管網開放數量增加，有利于血液攜帶更多的氧氣供應給肌肉，從而增加攝氧量。 此外，運動時由于肌肉組

40、織消耗的氧氣增多，肌組織氧分壓顯著下降，故毛細血管血液與肌組織間氧分壓差增大，加之局部肌肉溫度及二氧化碳分壓升高，因而促進氧離，使更多的氧氣擴散到肌肉組織。 6肌肉組織有氧代謝能力 肌組織的有氧代謝能力是影響肌組織利用氧氣的根本因素。如果肌肉組織有氧代謝能力強，動、靜脈氧分壓差就增大，最大攝氧量就增大。 肌肉組織有氧代謝能力決定于肌纖維的百分組成及其氧化供能能力。實驗證明，優秀耐力運動員慢肌纖維百分比較高，而且會出現肌漿型功能肥大（即非收縮成分如糖元、磷酸肌酸、肌紅蛋白、線粒體及毛細血管數量增加等）。柯斯蒂爾發現，優秀長跑運動員慢肌纖維百分組成及最大攝氧量最大，其次是中跑運動員，短跑運動員最小

41、。此外，長跑運動員肌組織中琥珀酸脫氫酶（SDH）的活性最高，短跑運動員最低；而乳酸脫氫酶（LDH）、磷酸化酶（PHOSP）活性卻恰恰相反，短跑運動員最高，長跑運動員最低。爾夫伯爾吉發現，有訓練的運動員腿肌中慢肌纖維百分組成與最大攝氧量密切相關（r=0.72），麥克撕威爾通過對20名體育運動參加者進行肌肉活檢發現，肌肉中丙酮酸氧化能力與最大攝氧量同樣有著十分密切的關系（r=0.81）。由此可見，肌纖維的百分組成及其氧化供能能力是影響最大攝氧量的重要因素。目前大多數學者認為，肌纖維的百分組成及其氧化供能能力是最大攝氧量的外周限制因素。 （二）有氧耐力的評價指標 有氧耐力的評價指標包括最大攝氧量（V

42、CO2max）和無氧閾（AT）（一般概念見呼吸章）。常人VCO2max約為23L/min，優秀耐力性運動員可達46L/min。AT通常用% VCO2max來表示，常人無氧閾約為55%65%VCO2max，優秀耐力性運動員可達80% VCO2max以上。可見，有訓練的耐力運動員不僅 VCO2max較大，而且AT也較高。 據奧斯特朗的研究，優秀耐力項目運動員的最大攝氧量比其它項目運動員高，男子平均為5.75L/min，女子為3.6L/min。世界著名中長跑運動員凱諾（5000m成績為13242）的最大攝氧量為5.5 L/min，美國運動員賴恩（1500m成績為3331）為5.6 L/min。另據爾

43、弗柏格研究發現，最大攝氧量最高值男子為7.38 L/min；女子為4.34 L/min。 由于每個人的身材大小不同，所以最大攝氧量的相對值更能反映運動員的有氧能力。例如，日本優秀馬拉松運動員宇佐美，VCO2max僅為4.9 L/min，但最大攝氧量的相對值卻達83ml/kg/min的極高水平。法國學者羅朗德賽爾認為最大攝氧量超過80ml/kg/min，才能在耐力項目比賽中達到國際水平。 很多學者發現，耐力性項目的運動成績與VCO2max高度相關。如桑塔新諾發現，優秀運動員800m游泳成績與VCO2max高度相關（r-0.75）。根據最大攝氧量可以預測中長跑運動如馬格利亞（1975年）還推算出回

44、歸方程，來預測中長跑運動員的運動成績： M5（V6）T5V式中：M代表跑距（m），V代表VCO2max（ml/kg/min），T代表待測的運動成績（min） 但是，有氧耐力項目的運動成績并非完全決定于最大攝氧量，還與運動員的心理因素，技、戰術水平以及運動員身體機能狀態等因素有關。因此最大攝氧量只能看作是取得耐力性項目優異成績的一個必要條件，而不是充要條件。 VCO2max和AT都可作為反映有氧耐力的指標。但是，VCO2max是在極量負荷運動時測得的，而有氧運動都屬于亞極量運動，況且極量運動與亞極量運動間有著本質的不同，所以VCO2max僅反映其最大攝氧能力的可能性。而AT則反映了人體對VCO2

45、max的實際利用百分比。研究證明，優秀的耐力性運動員經多年訓練后，VCO2max變化不明顯，但AT卻明顯增加，并與耐力性運動成績的提高相關。故亞極量負荷運動時測得的AT值比極量負荷運動時所測得的VCO2max，對于評價有氧耐力能力更有意義。    （三）有氧耐力的訓練 1訓練方法 有氧耐力訓練方法主要包括持續訓練法和間斷訓練法兩大類（圖134）。 間斷訓練法可分為間歇訓練和重復訓練。如果兩次練習間休息時間較短，人體運動能力尚未完全恢復就進行下一次練習，稱為間歇訓練；如果兩次練習間休息時間較長，人體運動能力在下一次練習前能夠完全恢復，稱為重復訓練。而持續訓練法則可根據運動過程

46、中速度是否變化分為勻速練習和變速練習。 發展有氧耐力所采取的方法，原則上宜采用強度較低、持續時間較長的勻速練習和長段落的間歇練習。對兒童少年以及訓練程度較低的個體，宜采用低強度的勻速持續性練習。 圖134  幾種訓練方法示意圖有氧耐力的訓練方法除上述兩種外，還有高原訓練法等。在訓練過程中，可根據運動員的年齡、訓練水平及不同運動項目的特點，科學合理地安排運動訓練，促進耐力素質的提高。 2不同訓練方法的生理學作用 間歇性訓練可使機體完成較大的運動量，該訓練方法對于提高呼吸及循環系統的機能具有良好的效果。在間歇期內，雖然肌肉得到一定的恢復，但呼吸及循環系統的機能仍處于較高的水平（短時間運動

47、更加明顯，因為短時間運動引起的內臟機能變化在間歇期內達到較高的水平）。由此可見，無論運動時還是間歇期，均對呼吸及循環系統產生較大的刺激，因此長期的間歇性訓練可使呼吸及循環系統的機能得到明顯提高。 長期的持續性訓練能提高大腦皮質神經過程的均衡性及機能的穩定性，改善運動中樞間的協調性，提高心肺功能，并可引起肌纖維的選擇性肥大，肌紅蛋白增加，導致最大攝氧量提高。 3運動強度 耐力訓練過程中選擇適宜的運動強度至關重要。如果運動強度過低，既不能充分動員人體輸氧系統的機能潛力，也不能有效地發展有氧代謝能力；假如運動強度過大，持續時間必然縮短，能量代謝系統將向無氧代謝途徑轉變。同樣也不能有效地發展有氧能力。

48、目前，發展有氧耐力多采用超過本人VCO2max50%的強度進行訓練。另外，不少學者根據自己的研究結果提出了各自的訓練強度。如美國學者庫珀提出，只要運動過程中心率保持在150次/分，并至少維持5min，就可以達到發展心肺功能的目的；德國學者克萊斯提出確定適宜運動強度的公式：（HRmaxHRres）÷2HRres；荷蘭學者卡沃寧提出的適宜運動強度公式為：（HRmaxHRres）×60%HRres，其公式中的60%可因人而異，訓練水平高者可乘以70%，訓練水平低者可乘以50%。 近年來，國內外學者普遍認為個體乳酸閾強度是發展有氧耐力的最佳強度。業已證明，個體乳酸閾具有較強的可訓練

49、性，隨著訓練水平的提高，其運動強度可根據新的個體乳酸閾來確定。目前，個體乳酸閾訓練法已廣泛用于發展有氧耐力的運動訓練之中，并且取得了良好的訓練效果。 4.運動訓練時間 運動持續時間對訓練效果同樣具有明顯的影響。由于機體內臟器官的機能惰性較大，需要在運動開始后3min左右才能達到最高的機能水平。故發展有氧耐力所持續的最短時間限度應為5min以上，甚至可持續2030min。運動持續時間的長短與運動強度有關，較小的運動強度可持續較長的運動時間；反之，運動持續時間可相對較短（表133）。表133  運動時間與運動強度的組合 時間（min） 低強度訓練 （%VCO2max） 中強度訓練 （%V

50、CO2max） 大強度訓練 （%VCO2max） 570809010657585156070803050607060405060三、無氧耐力 （一）無氧耐力的生理學基礎 無氧耐力（anaerobic endurance）是指機體在缺氧情況下，進行較長時間肌肉活動的能力。在長時間缺氧情況下，體內主要采用糖酵解供能方式提供能量。 1肌肉中糖酵解供能能力 糖酵解供能能力取決于快肌纖維的百分組成、肌糖原的含量及糖酵解酶的活性。柯斯蒂爾等發現，優秀賽跑運動員腿肌中慢肌纖維百分比及乳酸脫氫酶活性，隨運動項目的不同而不同。長跑運動員慢肌纖維百分比高，中跑居中，短跑最低；而乳酸脫氫酶的活性恰恰相反，短跑運動員

51、最高，中跑居中，長跑最低。這種現象可視為不同訓練出現的適應性變化。       2消除乳酸的能力 肌肉糖酵解過程中產生的乳酸進入血液后，將直接影響血液的酸堿度。但由于血液有緩沖作用，使血液酸堿度不至于發生太大的變化。機體緩沖能力的大小主要取決于碳酸氫鈉的含量及碳酸酐酶的活性。研究表明，經常進行無氧訓練的運動員，堿儲備比一般人高10%左右；而促使碳酸分解的碳酸酐酶活性也明顯提高，經常進行無氧訓練可使其消除乳酸的能力大大提高。 3腦細胞耐受酸能力 盡管血液中的緩沖物質能夠中和進入血液的一部分乳酸，但因進入血液的乳酸較多，血液的酸堿度不可避

52、免地向酸性方面變化；加上氧氣供應不足而導致的代謝產物堆積，都會影響腦細胞的工作能力。腦細胞對體內缺氧及血液酸堿度變化十分敏感，這些因素的不良變化都會促進疲勞的發展。因此，腦細胞耐受酸的能力是影響無氧耐力的重要因素。 研究表明，經常從事無氧訓練的運動員腦呼吸中樞對靜脈血中二氧化碳含量增多的耐受性明顯提高，如短跑運動員對靜脈血二氧化碳的耐受性比長跑運動員強，長跑運動員靜脈血中二氧化碳含量稍有增加，就可引起呼吸中樞興奮性提高，呼吸加強；而短跑運動員靜脈血中二氧化碳含量顯著增加時才能導致呼吸中樞興奮性提高。這種現象無疑是短跑運動員對長期無氧訓練的一種適應性變化。    （二）無氧耐

53、力的訓練 無氧耐力的訓練方法有間歇訓練法、缺氧訓練法及高原訓練法等。目前認為，在發展無氧耐力的各種訓練方法中，間歇訓練法效果最佳。 1間歇訓練法 作為發展無氧耐力的間歇性練習應考慮運動強度、運動持續時間及間歇時間的組合與匹配。以產生較大的血乳酸濃度為依據。間歇性無氧訓練強度應大于90%VCO2max；練習時間一般要長于30s，以12min為宜；間歇時間約為24min。實驗證明，利用這種方法進行練習能有效地發展糖酵解供能能力，提高無氧耐力。 Astrand研究了練習及休息時間不同組合時的血乳酸變化情況，結果發現：休息時間不變（如15s），練習時間越長，產生的乳酸越多。如果練習時間不變，血乳酸則隨

54、休息時間的延長而減少。例如，練習及休息時間之比由11向15變化，間歇訓練后30min，血乳酸呈遞減趨勢。如間歇時間不變，練習時間由5s向60s改變時，凡20s以內的練習血乳酸維持在低水平；60s練習可使血乳酸值高達150mg%；練習時間由20s向60s增加時，血乳酸值呈梯形升高。 2高原訓練 高原訓練除具有低氣壓、低溫、低濕度及晝夜溫差大等環境因素外，缺氧是高原訓練的主要刺激因素。機體在缺氧情況下進行訓練，對心肺功能產生更大的影響，提出更多的要求，從而使人體對缺氧產生適應，提高無氧耐力。 3缺氧訓練 缺氧訓練是指在減少吸氣或憋氣條件下進行的練習，其目的是造成體內缺氧以提高無氧耐力。缺氧訓練不僅

55、可以在高原環境中進行，而且在平原特定環境條件下人工模擬高原訓練，同樣可以取得良好的訓練效果。例如低氧訓練等。 返回本章第三節   速度素質 一、速度素質的概念及分類 速度素質是指人體進行快速運動的能力或人體在最短的時間完成一定運動的能力。按照速度素質在運動中的表現形式可將其分為反應速度、動作速度及周期性運動的位移速度。 反應速度是指人體對刺激發生反應的快慢。如短跑運動員從聽到發令聲到起動的快慢。 動作速度是指機體完成單個動作的速度，如投擲運動員器械出手的速度。 位移速度是指人體在單位時間通過的距離或人體通過某一特定距離的快慢，如跑速、游速等。 在大多數運動項目中，上述三種速

56、度素質往往會綜合表現出來，但是不同的運動項目中，三者結合的比例和形式不同。 二、速度素質的生理學基礎    （一）反應速度（reaction speed） 1反應時  反應速度的快慢可用反應時來表示，所謂反應時是指由刺激作用于感受器開始到效應器開始活動為止所需要的時間。在構成反射弧的五個環節中，傳入神經和傳出神經的傳導速度較快，故反應時的長短主要取決于：感受器的敏感程度；中樞延擱；效應器的興奮性。其中，中樞延擱是影響反應速度的關鍵因素，反射活動越復雜，歷經的突觸數目越多，反應時越長。 2中樞神經系統的興奮性和靈活性  良好的興奮狀態及其靈活性能夠提高反應

57、速度。實驗證明，當運動員處于良好的賽前狀態時，反應時縮短；反之，如果運動員興奮性及靈活性降低，反應時將會明顯延長。 3條件反射的鞏固程度  隨著運動技能的日益熟練，反應速度加快。研究發現，通過訓練，反應速度可以縮短11%25%。 （二）動作速度（movement speed） 動作速度的生理指標是動作時。動作時是指從動作開始到完成動作所需要的時間。影響動作速度的生理因素有： 1肌纖維的百分組成及其面積  快肌纖維的百分比越大，直徑越大（快肌纖維越粗），肌肉收縮速度越快。實驗證明，優秀短跑運動員快肌纖維百分比較高。長期的速度性訓練可引起快肌纖維出現選擇性肥大。 2肌肉收縮力量

58、  肌肉收縮力量越大，肌肉克服內外阻力的能力越強，完成動作的速度也越快。凡能影響肌力的因素都影響著動作速度。 3肌肉組織興奮性  肌肉組織興奮性越高，引起組織產生興奮所需的刺激強度越小，作用時間越短，完成動作的速度也越快。 4條件反射的鞏固程度  在運動技能的發展過程中，隨著條件反射的逐漸鞏固，動作時進一步縮短，動作速度加快。 圖135  影響步長、步頻的主要生物學因素示意圖5神經系統的調節能力  神經系統對主動肌、協同肌及對抗肌的協調能力越強，動作速度越快。    （三）位移速度（displacement speed） 影響周期性位移速度的因素較多，而且比較復雜。以跑速為例，跑速主要決定于步長和步頻兩個方面因素，而步長和步頻又受多種生物學因素的影響（圖135）。步長主要取決于肌力的大小、下肢的長度及髖關節的柔韌性等。而步頻的快慢取決于：大腦皮層運動中樞的靈活性。神經系統的靈活性愈高，中樞興奮和抑制轉化速度愈快，肢體動作交換的速度也愈快；肌肉中快肌纖維的百分組成及其肥大程度。快肌纖維百分比