运动训练的生理生化监控课件.ppt

高级运动生理学及应用,汤长发,第 四 讲 运 动训练的生理生化监控,目 录,第 一 节 运动训练生理生化监控含义及内容,一、运动训练的生理生化监控含义、内容二、运动训练的生理生化监控对运动训练 的作用及其意义,一、运动训练的生理生化监控含义、内容,“运动训练的生理生化监控”是近年来才逐渐被人们应用的一个概念，并成为引起重视的一个研究领域。迄今为止，在国内的文献和专著中尚未见对“运动训练的生理生化监控”这一概念的探讨。运动训练是运动员在教练员指导下通过训练提高运动能力，从而创造优异运动成绩的过程。当前竞技体育的运动训练，已发展成为一门多学科、综合性的交叉学科，在运动训练和竞赛中，多种因素和学科的科学技术、科研成果的应用会对训练水平和运动成绩产生影响。其中，运动医学、运动生理学、运动生物化学、运动生物力学、运动心理学、运动营养学和训练器械的设计技术、信息等，构成了重要的运动训练科技保障系统(图1)。,提高训练水平和运动成绩,训练监控就是将运动医学、运动生物力学、运动心理学和运动生理学、运动生物化学等学科的理论和方法应用于训练过程中，应用综合方法和手段研究训练过程和训练效果，其最终目的就是为了帮助教练员不断调整训练计划，使运动员达到体能、心理和技术等最佳状态，从而最大限度提高训练效果和运动能力。,运动能力在运动员身上表现为竞技能力，在运动训练学中竞技能力由体能、技能、战术能力、智能和心理能力等构成。但运动能力的最终关键是能量产生和动员要达到最佳状态，因为能量是运动训练中所有活动的基础。一般讲在某种程度上控制最佳运动能力的障碍有三种基本类型，即生理学、心理学和生物力学障碍。生理学障碍限制了能量的产生，心理学障碍限制对能量的控制，而生物力学障碍限制了最有效地使用能量。这三个障碍又是相互关联的。例如，对运动能力的心理学障碍可通过生理学过程干扰最佳的能量产生，也可以破坏最佳的生物力学的能量利用。因此，在运动训练中研究限制运动能力三大障碍的医务监督、生理生化检测与评定、心理测试和评定、生物力学的技术分析和诊断等，构成了训练监控的主要组成部分(图2)。,图2：运动能力的主要限制因素及训练监控的主要组成部分,运动训练的生理生化监控是训练监控的一个主要组成部分，它通过利用生理生化的原理和方法，测定运动训练过程中运动员体内的一些生理生化指标，以评价运动员训练时的负荷强度和量、训练方法和手段的合理性与有效性以及机体对运动训练产生的适应信息、恢复效果等，从而帮助教练员了解训练效果，正确评价和调整训练方案。运动训练的生理生化监控涵盖了运动训练过程前、中、后以及动态的和静态的全方位的监控，包含的研究内容见图3。,图3 运动训练的生理生化监控基本内容及其关系,二、运动训练的生理生化监控对运动训练的作用及其意义,运动训练的生理生化监控对运动训练的作用主要体现在以下几个方面：,1评价训练负荷的大小及合理性,2评价专项训练方法和手段的合理性与有效性,3评价辅助性训练方法和手段的合理性,4评定身体机能状态,5评估恢复过程、恢复方法和手段的效果,1评价训练负荷的大小及合理性,通过测定某些针对性很强的生理生化指标(如心率、血乳酸、血清CK、血尿素等)来反映训练负荷强度、训练负荷量的大小，并通过相关的训练学和生理生化指标来评定训练效果。,2评价专项训练方法和手段的合理性与有效性,主要包括评价专项训练方法的合理性和有效性，其主要意义在于评价专项训练方法的针对性，了解其是否能够达到提高专项能力的目的，能够达到什么水平和标准，并提出改进建议等。,3评价辅助性训练方法和手段的合理性,包括了准备活动、训练间歇时间、恢复性训练、放松方法和赛前训练等的合理性的评估，甚至还包括对减体重训练或增体重训练等非提高专项能力为目的的训练方法和手段的评估。,4评定身体机能状态,主要是利用多项生理生化指标对运动员承受训练负荷的状态、机体的疲劳程度及恢复情况进行综合评定和诊断，特别是在大负荷训练期间，及时了解运动员的机能状态及体能恢复情况，为教练员提供训练安排的依据和建议，以防止过度疲劳及运动损伤的发生。运动员身体机能评定的基本原理和方法，已在优秀运动员身体机能评定方法(冯连世等，2003)一书中详细地进行了阐述。,5评估恢复过程、恢复方法和手段的效果,在科学的训练安排中，恢复应贯穿于整个训练过程，没有恢复的训练是无效的训练。优秀运动员的恢复手段和方法，主要包括合理的训练安排(充分的准备活动、合理的训练交叉和间歇、合理的恢复性训练)、合理的膳食及营养补充、运动营养品的合理使用、有效的物理性恢复手段和中医药恢复方法、适宜的心理恢复措施等。这些方法的合理性和有效性可以通过运动员身体中某些生理生化指标的变化来反映，并据此对这些方法和手段进行改进。,另外，运动员受伤后体内的某些生理生化指标也会出现变化，例如肌肉拉伤可以引起血清CK大幅度升高，通过该指标的变化可以反映肌肉损伤的恢复情况，起到监测伤病恢复过程的作用。多年来，我国体育科技工作者已对运动营养、物理性恢复手段和中医药恢复方法、心理恢复措施等，开展了大量的研究和论述，并积累大量的科研成果。有关运动性疲劳与恢复的生理生化评定方法及运动员营养的生化监控，可以参阅优秀运动员身体机能评定方法(冯连世等，2003)一书中的有关章节。,6为探讨创新性训练方法提供帮助,生理生化的训练监控不仅能为提高一般或专项能力的创新性训练方法提供评价手段，并且其基础理论与应用研究也是训练方法创新和改进的主要理沦依据。总之，运动训练的生理生化监控的主要意义在于：以运动时物质和能量代谢的规律来为训练提供理论依据，通过选择合理的训练手段和运动负荷并进行合理的组合与调配，使训练能够达到专项要求，最终真正实现科学化训练。,第 二 节 运 动 训 练 的 生 理 生 化 监 控 原 理,一、训练过程中能量代谢方式与身体素质关系二、无氧训练的生理生化特点,一、训练过程中能量代谢方式与身体素质关系,要用生理生化的方法与手段监控运动训练过程，首先必需了解训练过程中不同训练负荷时运动人体的生理生化代谢特点以及对应发展的身体运动素质。,图4 不同训练负荷人体内能量动员的顺序、生理生化代谢特点及对应发展的身体运动素质的关系,注：其他氧化供能包括脂肪分解供能和蛋白质分解供能。,运动人体能量产生的过程包括无氧代谢(磷酸原供能系统、糖酵解供能系统)与有氧代谢(有氧氧化供能系统)两种供能方式。实际上在任何运动中这两种供能方式均同时发生，只不过依据运动强度和运动持续时间的不同两种供能方式占的比重有所不同，只有主次之分而没有绝对界限。无氧代谢供能的特点是供能效率较高，但供能时间很短；有氧代谢供能的特点是供能效率较低，但供能时间很长。因此，在需要大功率能量输出的快速运动和力量运动中无氧代谢是主要的供能系统，而在输出功率不大但持续时间很长的耐力运动中，有氧代谢则成为了主要的供能系统。,人体运动时，不同训练负荷能量动员的顺序、生理生化代谢特点及对应发展的身体运动素质，可以用图10-4进行简单描述。应当注意的是图中各系统供能的多少指的是各供能系统参与供能的比例，而不是绝对值。例如在长时间耐力运动中ATP-CP系统供能的绝对量肯定大于短时间最高强度运动中ATP-CP供能的绝对值，只是在耐力运动中该绝对值所占比例极小。,以训练时间和强度进行归类时，如果各供能系统以最大输出功率供能，则它们维持运动的强度和时间分别为：,1.磷酸原供能系统可供极限强度运动6-8s，最多不 超过10s；2.糖酵解供能系统可供最大摄氧量强度运动30-90s；3.糖有氧氧化供能系统可供亚极限强度运动约90min；4.脂肪酸氧化供能的供能时间不受限制，适宜于中和低强度运动；5.蛋白质和氨基酸供能时间可从运动开始后30-60min起，直到运动结束。,运动机体骨骼肌中不同能源物质转化为能量的转换情况见表,表1 骨骼肌不同能源物质的输出功率,注：1m mol ATP/kg：每千克肌肉每秒动用ATP的毫摩尔数。2mmolO2ATP：每生成1毫摩尔ATP需要消耗的氧毫摩尔数。(引自Sahlin，1986),从表1我们可以看出，由于运动开始后各个能量系统基本都是同时开始动员，只是达到最大输出功率需要的时间不同，而发生作用的时间是交叉的，因此在运动训练中各供能系统的供能很难准确定量，但在训练实践中，我们还是习惯将ATP-CP与糖酵解供能为主的训练称为无氧训练，将以糖有氧氧化供能为主的训练称为有氧训练。在实际应用中，教练员还习惯将较长时间亚最大强度的训练(95-100VO2max强度训练2-10min)称为有氧无氧混合训练，或俗称混氧训练，实际上这是属于有氧代谢和无氧代谢几乎各占40-60的训练。尼曼(1988)总结了不同运动时间全力运动的强度以及有氧代谢、无氧代谢供能占的比例(表10-2)。他提供的资料表明有氧、无氧供能各占一半的运动时间大概在全力运动2-10 min。而Gastin(2001)在综述了最新的研究成果后，提出有氧、无氧供能各占一半的时间应该是在全力运动1-2min，平均出现时间为75s，比前人提出的时间段大大提前了，这对1-2min全力运动项目的训练指导和监控意义非常重大。,Spencer等人(1996)也认为由于过去测试方法的缺陷使有氧供能在400m、800m和1500m跑中的比例被低估了，他们采用了更准确的氧债堆积测定法(Accmnulated Oxygen Deficit method)把运动员个体做功效率作为参数之一，精确测定了有氧和无氧在中距离跑中的相对供能比例，认为在这些项目中有氧供能的比例要明显高于前人的测定结果，这结论与Gastin的观点是一致的。无论如何，从现代竞技体育运动的趋势来看，竞技能力越强的运动员无氧代谢（尤其是糖酵解）输出功率的能力就越大，无氧代谢参与比赛供能的比例越高。因此，对每个运动员来说，无氧代谢供能能力都是关键时刻顽强拼搏战胜对手的物质基础。,表2 运动员在不同时间全力运动时能量供应比例,世界上很难找到一个有氧代谢能力和无氧代谢能力都是一流的运动员，还从来没有哪个运动员同时获得过短跑和超长距离跑两项世界冠军。所有同时获得多个项目冠军的运动员都是在同一类项目的范围内，如欧文斯在1936年奥运会上获得的4项冠军也是在100m跑、200m跑、跳远和4100m接力四个项目中。从代谢过程上来分析，这是由于有氧代谢和无氧代谢的矛盾造成的。当葡萄糖分解为丙酮酸之后，丙酮酸可以还原成乳酸而进入无氧代谢，也可以脱氢脱羧转化成乙酰CoA而进入有氧代谢。,因此，当有氧代谢系统能力强大的时候，必然能够获得更多的底物参加有氧代谢，而无氧代谢系统能力强大的时候，能够竞争获得更多的代谢底物参加无氧代谢。从这个角度来说，两者是竞争能源底物的关系，必然存在一个相互对抗的作用。因此，有些“混氧代谢”项目，即那些既需要无氧，又需要有氧代谢的运动项目，如400、800m跑等，这些运动员运动能力的提高主要取决于教练员在制定训练计划时无氧训练和有氧训练的搭配是否合理，是否适合运动员自身的先天素质等。因此，在这类项目进行严密的训练监控以摸索出最佳的训练搭配是非常重要的。,二、无氧训练的生理生化特点,无氧训练主要参与供能的是无氧代谢供能系统，它由两部分组成，即由ATP-CP分解供能(磷酸原供能）和糖无氧酵解供能。ATP-CP是无氧功率的物质基础，冲刺、短跑、投掷、跳跃等短时间湿肌60mmol/L葡萄糖，约为安静时的1000倍，但最大输出功率只能达到磷酸原系统最大输出功率的一半。从理论上讲，如果肌肉内储备的糖原能够完全被用于糖酵解，可以持续运动2.5min，但实际上人体肌肉内环境的剧烈变化，尤其是酸性代谢产物的堆积会抑制糖酵解酶(尤其是限速酶)的活性，使骨骼肌内储备的糖原不能被完全利用，所以以最大速率糖酵解供能的持续运动时间只能在30-90s。糖酵解最后的产物是乳酸，乳酸解离产生的氢离子(H+)占全部酸性物质解离产生氢离子的85以上，是降低细胞内pH值的主要因素。,另外，乳酸还能够透出细胞膜随细胞间液或血液扩散到非运动肌肉，降低非运动肌肉细胞内乃至人体全身体液的pH值，并且参与运动的肌肉群数量和体积越大乳酸生成量就越多，pH值也降得越低。pH值的下降能够使糖酵解限速酶活性下降，特别是PFK(磷酸果糖激酶)的活性下降，糖酵解速度随之下降，科学而有系统的耐乳酸训练不仅能够提高肌肉缓冲H+能力和糖酵解生成乳酸的能力，还能够提高这些酶在高乳酸环境下做功的能力。,Ross等(2001)在综合大量文献成果后，亦说明长时间短跑训练对肌激酶、肌酸激酶活性增加很少，但在67周训练期间，采用10s或10s短冲练习后，糖酵解酶(乳酸脱氧酶、磷酸果糖激酶和糖原磷酸化酶)活性增加，而停止训练7周到6个月后，这些酶活性将回到正常水平。同时，系统训练与科学补糖能够提高肌糖原的储备，从而提高速度耐力。研究证实，剧烈运动35 s时，乳酸产生达到最高值，而要发展速度耐力，必须使磷酸肌酸(CP)耗竭和乳酸堆积，35 s左右是最基本的持续运动时间，如持续运动时间太短，磷酸肌酸(CP)还未消耗到一定程度，不能造成乳酸明显堆积，不利于提高肌肉对乳酸的耐受力。,一般来讲，发展速度耐力训练运动持续时间因个体差异和训练水平不同而异，在实际训练中一般不应少于30s，训练水平高的运动员可以达到1 min左右，以使乳酸充分堆积，有利于发展糖酵解酶在高乳酸环境下工作的能力。但要注意运动持续时间也不宜太长，时间太长说明运动强度不够，不能使肌肉糖酵解速度达到最高。除了乳酸以外，在无氧运动中可能产生明显变化的是血氨水平。在短时间激烈运动时，尤其是在糖酵解供能为主的运动中，ATP大量消耗，其浓度下降到一定水平后会激活肌激酶(MK)，MK催化2分子ADP相互作用生成一分子ATP和一分子AMP。,在激烈运动中ATP迅速被消耗，因此AMP也迅速堆积，当肌乳酸和AMP堆积到一定程度时，将激活腺苷酸脱氨酶，后者将AMP脱氨生成次黄嘌吟核苷酸(IMP)和氨，通过这种途径产生的氨是无氧运动中氨的主要来源。无氧运动中，参与运动做功的能量主要来自肌肉自身储备的快速能量库，有氧代谢参与很少，因此与有氧代谢能力密切相关的心肺功能对无氧运动影响有限。但由于在短时间高强度的运动中神经系统的高度兴奋，肾上腺激素的大量分泌，心功能往往自动调节到最大，所以在无氧运动后即刻心率基本上均为最大心率。,综上所述，无氧运动中产生的主要代谢产物是乳酸和氨，一般我们以血液中血乳酸浓度评定糖酵解供能能力和功率，以血氨的浓度评定ATP-CP系统供能能力和功率。对这两种物质的监测是监控无氧训练强度的主要生化手段。另外，最大心率也可以作为判定无氧训练强度的辅助性生理指标。,第 三 节 运动训练的生理生化监控常用指标,运动时机体通过不同的代谢途径会在体液中产生相应的代谢产物，肌肉活检组织测试虽然最有价值，但受实验条件及运动员心理因素的影响，很难实现。而测定不同训练前、中、后的某些生理指标和血液、尿液等体液的某些生化成分，可以间接地揭示运动对机体的刺激程度和运动时物质能量代谢的特点和规律，反映机体对训练的适应状况，为真正实现科学的训练监控提供了一种可能。运动训练的生理生化监控主要包括对训练负荷的监控和对训练方法的监控，而对训练负荷的监控又分为对负荷强度的监控和对负荷量的监控。训练负荷强度和负荷量对机体刺激所引起的反应是不同的。,一般来说，人体对训练负荷强度刺激反应比较强烈，能够较快地提高机体各器官系统的机能水平，所产生的适应性影响比较深刻，但相对来说这种适应不太稳定，容易消退；而人体对训练量刺激的反应不强烈，比较和缓，产生的适应程度也较低，但相对来说这种适应比较稳定，消退也较慢。但由于训练负荷强度和训练负荷量是运动训练相互关联，密不可分的两个方面，有一定的量就有一定的强度，反之有一定强度的练习就有一定的量，有机体能够承载较小强度的较大的量，也能够承载较大强度的较小的量；量的增加能为强度的提高打好基础，强度的提高又可为量的积累创造有利条件。因此，量和强度这两个因素是互相制约、互相影响，但又相辅相成、相互促进的关系。,正因如此，所有在训练监控中使用的生理生化指标都难免受到训练负荷量和训练负荷强度的共同影响，难以把两者的影响完全割裂开来分别分析。我们之所以能够把这些指标分为反映训练负荷强度和反映训练负荷量的指标，也是根据两者对人体产生的刺激不同而引起人体出现的反应不同，科研人员经过多年的理论研究和实践应用，将能够最大限度体现这种不同的指标筛选出来，尽量真实而独立地量化训练负荷量与训练负荷强度对人体的刺激程度。而有些指标，如血红蛋白、尿蛋白等受到训练负荷强度和训练负荷量两个因素的影响都较大。因此，在训练监控实践中只能根据训练实际完成情况来区分究竟哪个因素影响更为主要一些。所以，在实际应用中，这样的指标不能单独作为评价训练负荷强度和训练负荷量的有效指标，而只能是作为辅助指标。目前常用训练监控的生理生化指标见表3。,一、监控训练负荷强度的常用生理生化指标,训练负荷强度指单位时间内单个或单组动作中运动员身体承受的外部刺激原所引起的内部应答反应的程度。20世纪50-60年代比较流行提高训练量来提高运动成绩，而现代训练中大训练强度才是提高运动成绩的主要手段。因此，科学评定负荷强度不仅能防止运动损伤和过度疲劳的发生，而且能够有效提高训练科学性与训练效果。用于评价训练负荷强度的指标大多是在大强度训练中变化显著的指标，目前主要有心率、血乳酸、血清CK、血红蛋白(某些项目)、尿蛋白等。心率和血乳酸的结合是目前训练中应用最普遍的强度监控手段，它们能够在一次动作完成后即刻测定机体对训练强度的反应，或对有目的地发展运动员某种能量代谢系统供能能力的训练方法和手段进行监控(表10-4)。,表4 心率和血乳酸结合评定训练负荷强度,血清肌酸激酶(CK)、尿蛋白和血红蛋白等指标一般用来评定一堂训练课结束后，该堂训练课或该训练日的总体训练负荷强度，可以使教练员了解该堂训练课或该训练日的训练负荷强度是否给予了运动员身体足够的刺激、是否符合教练员的预期目的、达到了怎样的训练效果。同时，利用这些指标还可以监控运动员的疲劳程度和恢复情况，尤其是进行连续系统的监控更有意义，既可为教练员制定连续大强度训练的训练计划提供参考，也可以预防出现过度训练和运动伤病(表5)。,表5 用尿蛋白、血清CK和血红蛋白监控训练负荷强度,（一）心率,心率是肌肉活动时反映心脏承受负荷大小的常用指标。运动开始后，肾上腺素分泌增多，交感神经紧张度迅速提高，使心率升高。在一定的范围内，心率随着运动强度的增加而升高，即心率与运动强度之间呈良好的线性相关，因此，心率是监控训练强度的有效指标。但是当以同样的强度持续运动超过2-10min后，心率就停留在一个稳定状态，并且在短暂的强度改变后不会有明显的变化，这是因为人体的一种生理隋性现象造成的。因此，评定运动强度时往往需要用尽可能均匀的速度和力量持续运动10s以上，然后测定心率。,在运动训练中，教练员常用的心率有晨脉、安静心率、运动心率(运动后即刻值)、最大心率、恢复心率(运动后在一定时间内心率的恢复值)及心率储备等指标。测定心率的最佳位置是腕部(腕部的动脉)、颈部(颈动脉)、太阳穴(太阳穴动脉)或左胸。测定心率比较方便的方法是采用10s计数乘以6(10s计数法)或15s计数乘以4(15s计数法)，但在测定运动心率时该方法不够准确，因为，运动后心率会急速下降而造成较大的误差。运动后心率最好用10次计数法，即运动员在运动后即刻用秒表计数10次心率耗时，心率可以根据表6查得。用本法测得的心率略低于实际心率。,表6 10次心率计数法时间心率对应值,1晨脉、安静心率和最低心率,晨脉是指在醒后未下床前安静状态下计数的脉搏数，安静心率基础值一般是指起床后未进行活动时测定的脉搏数，两者之间存在2-5 b/min的差别。最低心率(HRest)指运动员在赛后调整期的最低晨脉。训练有素的耐力项目运动员(如自行车或马拉松运动员)晨脉一般为40-50b/min，有些人甚至更低，而未经训练者晨脉在70-80b/min之间，但耐力水平提高后，晨脉会逐渐下降。普遍认为运动员的晨脉越低表明体能状况越好，但这种看法并不正确。晨脉低并不能说明身体状况良好，但对评估恢复情况更有意义。通过测定晨脉可以早期诊断运动员对训练负荷的适应情况，过度训练及所有的病毒性感染疾病(如感冒和流感)都能引起晨脉的变化，运动员对当前的训练负荷不适应、过度训练或病毒性感染后晨脉会升高，而运动员身体恢复或康复后晨脉则逐渐下降。,2最大心率与心率储备,未经系统训练的运动员最大心率在200b/min左右，在训练水平很高的运动员，训练还可能使最大心率略为下降，训练有素的运动员的最大心率一般略低于未经训练者。最大心率只有在运动员充分休息后才能够测得。测量最大心率时，运动员先用低强度活动进行热身，然后用大强度运动4-5min，最后进行20-30s全力运动，同时使用心率表，显示出的心率最高值即为该运动员的最大心率(HRmax)。测定运动后即刻的心率作为最大心率是不准确的，因为最大心率不一定出现在运动后即刻，并且运动后心率也会迅速下降。,最大心率不能只用一次测试来确定，而应该在几周内多次测定，最高的一次测试结果为真正的最大心率。另外，同一个受试者采用不同运动方式可以得到不同的最大心率，他跑步时最大心率为203b/min，而骑车时最大心率为187b/min。运动员应确定其在不同运动方式下的最大心率，训练计划可以根据其最大心率和安静心率来进行改进。如果没有一定的设备条件很难测得一名运动员的最大心率，有人利用公式(HRMAX=220-年龄)推算最大心率，该公式算出的只是一个估计值，并不准确。心率储备(HRreserve)是指最大心率(HRmax)与最低心率(HRrest)之间的差值(HRreserve=Hrmax-HRrest)。,例如，一名运动员最低晨脉为50b/min，最大心率为200b/min，则其心率储备为：HRreserve：20050=150b/min。芬兰科学家JKarvonen提出用心率储备的百分数来表示运动强度的观点，即动员最大心率储备为100强度，相应地动员70心率储备为70最大强度。例如：运动员最低心率为50b/min，心率储备为150b/min，则90心率储备强度心率(90强度靶心率)为：HR90=50+(90150)=185 b/min。需要说明的是，随着运动员训练水平的提高和训练年限的增加，其最低晨脉会逐渐减小，而最大运动心率会逐渐增加，一般每半年要调整一次最高心率和最低心率。,在运动训练中，如果一起训练的运动员人数较多或训练水平相差较大时，很难精确地对每一位运动员的训练强度进行控制。表7中列出了利用心率进行训练强度监控的参考值。使用这个表前必须知道运动员的最大心率和心率储备，教练员在当天训练前根据计算绘制一张表，写出每一个运动员在训练中要控制的心率范围，运动员在训练中佩戴心率表，教练员可以在训练中随时询问运动员的心率，对照计划表控制每一位运动员的训练强度。,表7 利用心率进行训练强度的一般监控,但应当注意的是，在大强度运动时心率升高的速度较快，并当运动到一定时间后，心率就停留在一个稳定状态。因此，单用心率指标监控训练强度时，不能反映强度的积累，一般结合血乳酸指标进行综合评价。另外，利用心率还可以对训练课前的准备活动、训练课中大强度间歇时间进行监控。训练课前准备活动后的心率可以反映运动员的身体调动状况，使教练员了解运动员是否为专项训练做好了充分的身体准备。训练课中通过测定运动员专项训练后的即刻心率和间歇恢复后的心率变化，可判断训练间歇时间是否合理。,一般来说，大强度专项训练与中等强度的训练应交替进行，有利于参与大负荷训练的肌群在训练过程中得到适当的恢复。同时，在安排几组大负荷专项训练和中等强度的专项训练时，也要注意合理的间歇时间。如果在增大运动量和训练强度时，所进行的大强度专项动作练习较紧凑及两组之间的间歇时间过短，在机体没有得到必要的恢复，马上就进行下一组练习时，易造成局部肌群疲劳的过度积累和运动能力下降，从而诱发运动损伤。如果间歇时间过长，则导致在进行下一个专项训练时机体又有一个重新动员的过程，从而影响训练效果。因此，在连续进行大强度专项练习时，各组之间的间歇时间应该是使心率恢复到一定水平(一般在100-125 b/min)再进行下一组练习，这样才能保证训练强度和训练效果。,（二）血乳酸,血乳酸是目前在训练监控中应用最多、最广，被研究最深入和透彻的训练负荷强度评价指标。通过测定训练后血乳酸指标的变化能够很好地区分有氧训练和无氧训练，并且血乳酸的升高与训练负荷强度的增加呈正相关关系。因此，血乳酸的测试能够帮助我们了解和阐明训练的过程与机理，制定和修改训练计划，调节和控制训练负荷强度，评定与预测训练水平。在运动训练中，血乳酸有“训练标尺”之美称。,1用血乳酸指标评价训练强度,血乳酸的产生需要具备3个主要条件，一是运动开始后磷酸原系统(ATP-CP)储备消耗到一定程度，ATP合成的速度已经不能再维持运动强度；二是肌肉做功输出功率超过有氧代谢最大的输出功率，这是乳酸产生的充分条件；三是氧的供应不能满足代谢的需要，这是乳酸产生的必要条件。,在任何强度运动的起始阶段人体首先动用ATP-CP系统供能，此时糖酵解参与供能的比例很小，肌肉乳酸产生也很少，血乳酸水平很低；如果运动强度低于最大有氧代谢能力强度时，肌肉乳酸生成后就会很快被氧化代谢掉，血乳酸不会大幅度升高，一般都在4mmol/L以下；当运动强度达到某一个水平并持续一定时间之后，人体的有氧代谢最大功率输出开始不能满足运动需要的时候，糖酵解代谢水平迅速提高，乳酸开始大量生成，此时的运动强度水平被称为“乳酸阈”。,因此，用乳酸的生成量可以很好的区分磷酸原供能系统、糖酵解供能系统和糖有氧代谢系统。需要注意的是，在安静条件下还有一些组织和细胞通过糖无氧酵解以获得大部分或全部的能量，同时生成乳酸。如皮肤上皮细胞、视网膜、睾丸、肾上腺髓质、白细胞和成熟红细胞等，其中以上皮细胞糖酵解速度最快，而成熟红细胞几乎完全靠糖无氧酵解产生能量，而红细胞内没有有氧代谢酶系来氧化产生的乳酸，因此生成的血乳酸会全部扩散进入血液，被带到其他组织和器官用于氧化供能。最近同位素研究更进一步证明，在安静状态下几乎所有细胞都仍然在进行糖酵解和生成乳酸，所以安静情况下，血液中也有一定的乳酸浓度。,据文献报道正常人在空腹、安静状态下动脉血乳酸值为0.4-0.8mmol/L，静脉血乳酸值为0.45-1.30mmol/L。由于血液中红细胞大约占总血液体积的1/3，因此红细胞产生的血乳酸对血液乳酸水平的影响是不容忽视的。有些测试人员发现用保存时间比较长的血样进行乳酸测试结果往往比采样后马上测要高，并由此认为血样采取出来以后需要放置一段时间再进行测试才能得到准确的结果，这种观点是错误的。如上所述，放置后血样乳酸增高的原因是因为血样中的红细胞离开人体后仍然在不停地进行糖酵解而产生乳酸，因此测定的结果比真实结果偏高。这提醒我们在进行乳酸测试时，应该在采取血样后立即测试以获得真实准确的结果。,运动员在安静状态下平均血乳酸水平与正常人没有差别，在正常情况下，乳酸的生成和消除处于动态平衡中，血乳酸浓度为1-2mmol/L，运动员血乳酸安静值与常人无差异，但运动员在赛期、比赛前或上强度、上难度、学习新动作与新技术之前，血乳酸的安静值水平可以高于平常安静值，有可能升高到3 mmol/L左右，这是由于紧张引起儿茶酚胺类物质分泌增多，使骨骼肌、心肌等组织糖酵解加强的结果。还有研究表明，运动员在大运动量训练和比赛后机能下降时血乳酸的安静值也明显高于平常安静值，且与疲劳程度正相关。所以，测定运动员安静状态下的乳酸值可以反映运动员的机能状态，也可以反映运动员赛前的紧张程度等。,在训练监控实践中，我们测定血乳酸最好能够测到运动后血乳酸的最高值，因此确定采血时间是非常重要的。运动后血乳酸最高值与间歇训练的持续训练强度、间歇时间等有关，血乳酸采血时间的确定主要依训练强度和训练安排来定，而且不同个体的乳酸动力学情况也不相同，每个运动员都有适合自己的最佳采血时间。Fongo(1981)研究了不同强度600 m赛跑后的乳酸峰值，研究结果表明，强度不同血乳酸峰值出现的时间也不同，强度越高血乳酸达到峰值的时间越后延，如低强度跑后血乳酸峰值为6 mmol/L，出现在运动后l min，高强度跑后血乳酸峰值达到16 mmol/L，峰值出现时间在4-12 min之间。,运动时乳酸主要在肌肉内产生，肌乳酸透过肌细胞膜进入血液即为血乳酸。乳酸不能自由透过肌细胞膜，其由细胞内转移到细胞外的过程除了因为浓度梯度引起的自由扩散以外，还有一些强化或活化转运机制帮助乳酸转运到细胞外。一般从转运开始到肌细胞内外乳酸达到平衡需4-10 min，也就是从运动达到最大预定强度开始到血乳酸升高到最高水平需要4-10 min，依据不同个体的差异而不同。因此，在采集血乳酸反映运动员训练负荷强度时，也应该以该时间作为取血的参考时间点。,例如在乳酸阈以下的耐力训练后，需要即刻采血测定运动后的血乳酸值，作为运动引起的最高乳酸水平，因为这种训练一般持续时间比较长，超过了肌乳酸与血乳酸达到平衡的时间，运动后即刻血乳酸水平是最高点，并且随着运动的结束已经开始逐渐消除；而大强度运动后2-5 min取血才能抓住乳酸最高点，因为大强度运动时间往往很短，从几秒钟到2、3 min不等，这样短的的时间内肌肉内大量生成的乳酸大大超过血乳酸水平，还无法与血乳酸达到平衡，因此要在运动结束后数分钟左右测才能抓住最高点。,综上所述，强度较低主要以有氧代谢供能为主、血乳酸值在3-5 mmol/L之间的运动，应在长时间运动结束后20 s左右迅速采血测定乳酸；亚极量或中等强度、血乳酸在6-10 mmol/L之间的运动，血乳酸峰值出现时间常在运动后1-6 min之间；高强度运动、血乳酸在10-20 mmol/L之间时，血乳酸峰值出现时间常在运动后3-12 min。不同个体同样强度运动后血乳酸峰值出现的时间差别可以很大，但同一个体同样强度运动后血乳酸峰值出现时间变化则不大。,同此，优秀运动员为了使训练监控结果更加准确和有效，应该进行一次多点采样测试，找到血乳酸峰值出现时间点，在以后同样强度运动后的测试中可以固定该时间点进行测试。如果某一运动员是初次测试，还需要摸索最佳取血时间，一般在运动后1、3、5、7、9 min分别取血测试，以找到血乳酸峰值出现的时间。另外，当运动员的训练水平有较大提高后，血乳酸峰值出现时间可能会改变，需要重新摸索。,2.用血乳酸评价磷酸原供能能力和训练效果,在以短时间最大强度(如举重)运动时主要是磷酸原系统供能，对磷酸原供能能力进行评价性测试的原则是尽量减少测试运动中糖酵解供能的比例，即血乳酸升高越少越好。,Margaria提出的经典磷酸原系统测试方法为10 s最大用力运动，间歇30 s，每组3-5次，组间休息5-4 min，如每组运动后血乳酸不上升或上升很少，说明磷酸原系统供能能力和恢复能力都好、训练间歇时间合理；如每组运动后血乳酸上升幅度较大，说明磷酸原系统供能能力及恢复能力不好和/或训练间歇不合理。发展磷酸原供能能力的训练一般多采用30-60m跑，也可以根据具体运动专项安排10s以内的全力运动，如篮球10 s内的运球跑、曲线变向跑，羽毛球、乒乓球等的多球训练等，测定训练前后的血乳酸值。运动测试成绩越好、血乳酸水平提高得越少表明磷酸原供能能力越强、训练方法合理、有效。注意每次测试条件和方法都应该严格保持一致，这样才有纵向比较意义。,3.用血乳酸评价糖无氧酵解供能能力和训练效果,糖无氧酵解的终产物为乳酸，目前主要采用测定血乳酸的浓度来间接评定糖无氧酵解供能能力。在1-2 min的全力运动中，肌肉内糖酵解供能输出功率达到最大，大量的乳酸堆积并扩散进入周围组织和血液，使组织内pH值下降，并反馈抑制糖酵解酶系，降低糖酵解速度。同时，乳酸作为一种酸性代谢产物其浓度达到一定水平后还会造成神经细胞的神经肌肉接点兴奋传递受阻，肌细胞内外分子和离子浓度改变还会引起细胞代谢障碍，导致肌肉工作能力下降。因此，血乳酸不能够无限制地堆积，每个个体都有一个最大血乳酸浓度，这个浓度受遗传因素的影响较大，科学合理的运动训练能够提高人体肌肉细胞的抗酸能力，进而提高最大血乳酸浓度，而肌肉组织的抗酸能力则可作为评定乳酸能供能能力和缓冲酸的贮备能力的重要评价方式。,有研究表明，短距离游泳选手的赛后最大血乳酸水平与成绩相关性很大，比如:1979年我国优秀200m自由泳运动员平均成绩为21 01时平均血乳酸值为12 mmol/L(n=10)；1984年平均成绩为15929时平均血乳酸值为13.6 mmol/L(n=5);1986年平均成绩为15783时平均血乳酸值为16.2 mmol/L(n=6)。可以发现，血乳酸水平与成绩间有明显的正相关关系。而国外也有相关报道，如美国麦格利斯科等报道美国优秀200 m自由泳运动员最好成绩为1 min 40 s 63，比赛后血乳酸值为16.29mmol/L。,其他项目也有类似的研究结论，如魏燕君等曾报道过男女100 m跑和男子400 m跑运动员的成绩与血乳酸相关关系也很显著。Locatelli等研究了8名短跑运动员100 m比赛后血乳酸与运动成绩的关系(表8)，结果表明运动成绩与最大乳酸水平明显正相关，由此可见，血乳酸的最大浓度直接影响运动员的速度耐力素质。一般来说，运动员进行l min 左右最大强度运动后血乳酸如能达到14-15 mmol/L或者以上，说明其糖酵解供能能力好。,表8 100 m跑比赛时的血乳酸变化与运动成绩,4.用血乳酸评价有氧代谢供能能力和训练效果,自从Hollmann和Wasseman等发现并提出无氧阈的概念以来，国内外许多研究者均做了大量的研究，并把无氧阈直接应用于运动实践中。过去很长一段时间人们都习惯于用最大摄氧量(VO2max)评定运动员的有氧耐力水平，但近年来越来越多的学者研究表明乳酸阈比最大摄氧量更能客观、良好地反映运动员的有氧耐力的提高过程。Sjodin等测定了3.2 km和马拉松半程跑比赛成绩的乳酸阈强度之间的相关关系，相关系数分别为0.88和0.99；Fohrenbach等人计算得出34名马拉松运动员比赛速度和乳酸阈强度的相关系数为0.98；缪素堃等人计算得出我国中长跑运动员5000 m比赛成绩与乳酸阈强度之间相关系数为0.89，中长距离自行车运动员3000 m比赛成绩与乳酸阈强度的相关系数为0.90。,因此，目前普遍认为用乳酸阈强度来预测运动员的有氧代谢能力和评价耐力训练效果有非常显著的意义。除了乳酸阈强度以外，用经典的乳酸强度曲线(Intensity Blood Lactate，I-BLA曲线)(图5)也能够评定耐力水平。一般来说，随着耐力水平的提高，I-BLA曲线明显右移，乳酸阈功率增大；假如训练一段时间以后，I-BLA曲线反而左移，则说明运动员的耐力水平下降了；如果1-BLA曲线变化不明显，则表明运动员的耐力水平没有明显改善。,图5 乳酸-运动强度曲线,图5 乳酸-运动强度曲线,多年以来许多研究者、教练员都习惯用4 mmol/L作为乳酸阈值，研究表明大部分16岁以上的运动员乳酸阈的确都在4 mmol/L水平附近(AAscensao 2002)，然而也有许多事实证明不同运动员间乳酸阈值有明显的差别，不仅在不同项目的运动员间有差异，甚至在同个运动员不同的训练阶段中乳酸阈的值都是在变化的，这与运动员有氧代谢系统酶活性和糖酵解系统酶活性水平有着密切的相关性。有鉴于此，Kuel(1979)、Stegmann和Kindermann(1981)提出了个体乳酸阈(或称个体无氧阈)的概念与测定方法。1981年Stegmann用血乳酸动力学方法，根据递增负荷运动时和运动后血乳酸消除的规律测定个体无氧阈。采用个乳酸阈值的测定方法，可以比较和评判不同运动员个体有氧代谢能力的差异与优劣，可以根据运动员个体选择最佳训练强度和训练计划，也有助于专项选材。,Stegmann和Kindermann认为，由于个体的乳酸动力学特点不同，个体酸阈也不同，曲线越陡，斜率越大，个体乳