人体系统和运动极限(组图)

奥运会客厅

　　奥运会客厅第八期我们请来了沈阳体育学院运动生理生化学教授常波，由他为我们讲述——

　　绝大多数的竞技体育项目都有世界纪录，而现代体育发展至今，多数世界纪录已经越来越难于被刷新，愈发接近人体运动极限。那么人体运动极限是由怎样的生理生化原因形成的？为什么男子百米的世界纪录是9秒74，而不是5秒74呢？

　　这要从人体的供能说起。从生物化学的角度讲，人体内的供能系统分为三种：磷酸元（ATP-CP）功能系统、糖酵解供能系统和有氧代谢供能系统。人体肌肉中储藏着多种能源物质，根据运动项目所要求的供能效果、运动强度、运动持续时间等因素，以不同能源物质为能量代谢起点的三种供能方式按照一定顺序和相应比率被选择性利用，进行能量供应。由单一系统供能的情况是不存在的，一般来讲，在数分钟之内的短时间、大强度运动中，人体主要依靠磷酸元（ATP-CP）和糖无氧酵解来供能。随着运动时间的延长，身体内的糖、脂肪、蛋白质就在氧气充足的情况下开始分解产能。在有氧代谢功能系统中，大强度运动1～2小时，肌糖原才接近耗尽。脂肪储量丰富，可以维持更长时间的运动，理论上其时间不受限制。

　　那么人体系统又和运动极限有什么关系呢？我们以100米跑为例。人体运动是借助骨骼肌的收缩来完成的，骨骼肌收缩实际上就是将机体能量代谢产生的化学能转变为机械能的过程，而这个过程中惟一的直接能源物质就是一种含有高能磷酸键的有机化合物——ATP。100米跑是典型的短时间极量运动，象征着人体尽快向前运动的极限能力。其极限强度决定了身体要以动员速度快、单位时间内输出功率最高的无氧代谢系统供能，肌肉以人体储备非常有限的ATP、CP供能为主。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1~3秒，CP在合成ATP后释放能量，其供能时间为5~8秒，一旦超过8秒，人体就要启动糖酵解系统参与供能。人们挑战速度极限，就是要尽量消耗ATP-CP，力争减少糖酵解参与供能，ATP—CP系统综合换算下来可维持10秒肌肉活动，所以人类百米跑的时间应该在10秒左右。

　　其他项目也同理可证，人体不同的能源系统的供能能力决定了运动能力的强弱，也相应决定了运动极限。当然，随着科学技术的发展，人们在挑战极限的道路上始终不断前行。

　　本栏主持人：王乐乐

　　专家简介：常波，男，教授，沈阳药科大学博士后，沈阳体育学院学报编辑部主任。从事运动人体科学运动生物化学方向的研究。