优秀运动员运动训练的生理生化监控

The Physiological and Biochemical Monitoring of Training in Elite Athlete

张漓   冯连世

国家体育总局体育科学研究所，北京100061  

Zhang Li,   Feng Lianshi

 China Institute of Sport Science，General Administration of Sport, Beijing 100061

Abstract: The physiologic and biochemical monitoring of training becomes very popular nowadays. There is some different between research in Chinaand in foreign country. The foreign researchers mainly study on non-athletes people and emphasis on theoretical and experimental studies. However, Chinese researchers use large number of elite athletes as their main subject and emphasis on application study. It seems that tight communication becomes more and more valuable. Now most study on field of physiologic and biochemical monitoring of training focus on 3 topics: (1)Research on building a monitoring indexes system combined physical evaluation indexes to physiological and biochemical indexes, so that can provide more complete information of competitive status of athletes; (2)Research on individual character and evaluation standard of indexes among different athletes. Elite athletes must be trained under standards come from the test of their own; (3) Research on finding new physiologic and biochemical indexes.

    近十几年来，伴随着体育竞技水平的快速提高，运动训练的生理生化监控在国内外竞技体育训练中得到了广泛的应用，不断推出新的研究成果，为不断更新的训练理念提供了理论基础。运动训练的生理生化监控研究内容直接来源于训练实践的需求，因此具有应用性极强的特点。当前生理生化监控在运动训练中应用的主要目的：一是项目特征（运动员能量代谢特征）研究的主要内容之一，其研究结果将直接应用于专项技术和专项体能训练的监控，以保障训练的有效；二是监控训练负荷，确保训练负荷在不超过运动员恢复能力的范围内达到最大限度，在避免过度训练的同时达到训练负荷最大化的目的，最大限度提高一定训练时期内训练工作的效率，保障训练的安全与高效性。

一、国内外研究比较

尽管国外的运动训练的生理生化监控研究已经有很长的历史，但是相关研究成果并不多。目前国外关于“训练监控”的最系统的论著是2001年Viru. A和Viru. M等出版的《运动训练的生化监控》(Biochemical Monitoring of Sport Training)一书，该专著对国外上世纪后半叶训练监控研究进行了系统总结，认为训练监控是应用综合手段来评估与控制训练效果研究，适应理论和代谢适应是运动员改善专项能力、一般和专项运动素质的基础，研究代谢和激素、功能的变化，可用于监控训练手段的效果。从这本著作我们可以发现国外训练监控研究的两个特点：（一）大多数研究的直接研究目的是以探究运动对人体的影响为主，而提高运动成绩并非近期主要目的；（二）研究内容和研究方法多以基础研究为主，只有少数研究为应用性研究。因此这是一本适合于进行生化训练监控基础研究的科研人员阅读的参考书，而并不适于直接应用于高水平运动训练实践。

由于竞技体育训练和管理体制的不同，西方学者几乎不可能接触到大规模的优秀运动员人群，更无法以他们为研究对象进行系统的研究，因此所做的研究多数以普通人为研究对象，研究内容往往为基础研究性质。例如，如果以无氧阈（anaerobic threshold）为检索词在NCBI的Pubmed库中进行检索，能够查询到2787篇文献，其中以运动员（athletes）为研究对象的仅有22篇，近3年内（2004－2007年）的仅有5篇（1篇2004年，3篇2005年，1篇2006年），其他大量的研究则是以病人、老年人、大中小学生、业余运动爱好者、实验动物甚至家畜为研究对象。虽然在这样的研究对象身上研究的成果很难被应用于高水平运动员，但由于样本量大，受试者容易获得，可以进行血液、排泄物、甚至肌肉样本的研究，因此可以开展严谨的、高水平的机理性研究，这使得西方学者能够进行深层次的研究和新指标的创新性研究，不断提出新的基础理论，但却很难产生直接用于指导运动训练的系统的训练监控研究成果。

苏联和东德曾经在训练监控研究中取得过丰硕的成果，并且研究的目的以快速提高运动成绩为主，所以应用性很强。但他们在上世纪七十年代以后就很少将自己的研究成果向外界公布，上世纪八十年代末又将训练监控研究一度中断，直至近几年才得以部分恢复。由于缺少交流，很多研究成果都不为人所知。

我国的训练监控研究最初的架构是基于苏联和东德的研究基础之上的，研究目的也是以帮助运动员尽快提高训练水平和运动成绩为主。在“举国体制”的帮助下，我国的训练监控研究人员能够以大量高水平的优秀运动员为研究对象开展应用性研究。因此，如果以研究对象是“运动员”还是“普通人”来划分“竞技体育训练监控研究”和“群众体育训练监控研究”的话，那么可以说我国目前竞技体育训练监控研究的水平要远远高于群众体育训练监控研究，这是我国在训练监控研究上与西方国家主要的不同之处。近几年，伴随着“奥运争光”计划的实施，围绕着近三届奥运会备战工作的开展，我国学者以优秀运动员为研究对象，结合运动训练的实践，系统研究了运动训练的生理生化监控理论、方法、手段和应用，通过大量的实证性研究，建立了优秀运动员运动训练的生理生化监控系统，并出版了供科研人员和教练员参考的《运动训练的生理生化监控》（2006年）和专供教练员在运动训练实践中使用的《优秀运动员训练中的生理生化监控实用指南》（2007年）等专著。这些专著围绕着运动训练各个环节论述生理生化训练监控指标的使用方法和评价方法，并介绍了约30多个运动项目开展训练监控工作的大量实例，凸显了研究成果的应用性价值。但是，由于以优秀运动员为研究对象在训练控制、测试条件和采样方面都存在着难以克服的局限性，因此很难进行机理性研究。

二、研究进展及展望

综观近年来运动训练的生理生化监控研究的发展变化，可以发现当前训练监控研究内容主要集中在以下三方面。

（一）“训练－生理生化”监控体系的建立

生理生化监控系统与运动训练过程有着非常紧密的联系，在将生理生化训练监控理论成果应用到训练实践的过程当中涉及到以下两个大的环节：

1、实验室检测成果向训练实践的转化

实验室检测出来的结果由于能够严格控制实验条件和实验环境，产生的数据影响因素相对较少，但这些数据在训练实践中应用时会受到其他因素影响，从而产生偏差。所以实验室测试结果究竟能否用于评价训练一直受到教练员的质疑，如何将实验室测试结果转化为训练实践中能够应用的标准是许多研究者关心的研究内容。最近的研究发现，并非所有指标从实验室到运动场都需要重新定标。例如法国的Bourdin发现，高水平赛艇运动员在实验室测得的运动心率标准可以直接用于水上训练强度监控；德国的Coen, Urhausen和 Kindermann等著名训练监控研究者也证实用在赛艇测功仪测试中获得的心率标准可以用于水上训练中监控训练强度。澳大利亚的Bourdin则提出，测功仪上测得的心率标准可以用于水上训练的强度监控，但测得的血乳酸标准却不能用于水上训练强度监控。当然，其机理如何？其他项目是否也如此？都还有待于各个运动项目训练监控的研究者进一步研究。

2、训练学指标与生理生化训练监控指标的有机结合

一直以来生理生化训练监控工作都存在一个缺陷，即单纯用一些生理生化指标只能评价运动员的机能状态，或分析其训练负荷，但不能确定运动员的竞技状态和运动水平。因此目前许多训练监控研究者都在试图将“专项训练学指标”与“生理生化指标”相结合，建立一套“训练－生理生化”监控系统。如德国的Coen, Urhausen和 Kindermann等计划设计一套评价赛艇运动员专项有氧能力测试方法，将训练学指标与生理生化指标相结合，建立评价赛艇运动员专项有氧能力的标准，这样一套标准将全面而客观地反映运动员的机能状态与竞技状态，更有助于对训练过程的控制。

（二）个体化训练监控特征的研究

最近巴西的Simões报道用“个体血糖阈”也可以象“个体乳酸阈”一样准确地评估田径运动员的有氧能力；英国的Forsyth研究认为生理周期变化会影响人体乳酸阈值，所以同样的测试应尽量安排在每天的同一时刻进行。可以看出，随着训练水平的提高，运动员个性化特征逐渐被重视，人们早已经不能满足于用4mmol/L的乳酸水平去确定所有运动员的有氧训练强度，虽然已经有了一些公认的测定方法，但个体乳酸阈的确定一直是一个热门的研究方向。与乳酸一样，其他一些生理生化指标的个体化研究也在开展中，国内的研究者也已经开始重视运动员个性化生理生化监控的研究。

（三）新的训练监控指标的研究

    创新研究始终是训练监控研究的一个热点，人们一直在不断努力寻找能够更准确反映运动能力的指标，虽然象“乳酸”这样的“金指标”已经很难再被发现了，但随着测试手段的不断丰富，还是有许多新的测试指标不断涌现。例如 “个体血糖”指标，将可能被用于评价运动员的有氧能力；芬兰的Nummela提出可以用“神经肌肉”指标AEMG（Average EMG）反映高水平长跑运动员的5000米跑步成绩及跑节省化状态；日本的Ando提出用“周围视野反应时间”评估运动员的有氧能力，其研究表明，有氧能力越强的运动员周围视野反应时间越短。

    总的来看，训练监控的研究领域还有许多有待研究和解决的问题，正如冯连世博士所说的，“训练监控最大的特点就是其理论和方法之根本都是来自于实践，完善于基础研究中，最后仍然需要完成于实践应用中……其中应用基础理论研究的水平仍然是制约整个训练监控水平的最大瓶颈。”未来训练监控研究的水平将最终取决于基础理论研究的水平。

主要参考文献：

1           Atko Viru, Mehis Viru. Biochemical Monitoring of Sport Training[M]. Human Kinetics Publishers, 2001.

2           冯连世，冯美云，冯炜权主编. 运动训练的生理生化监控方法. 人民体育出版社, 2006.

3           冯连世，张漓编著. 优秀运动员训练中的生理生化监控实用指南. 人民体育出版社, 2007.

4           Bourdin M, Messonnier L, Lacour JR. Laboratory blood lactate profile is suited to on water training monitoring in highly trained rowers[J]. J Sports Med Phys Fitness. 2004, 44(4):337-41.

5          Coen B, Urhausen A, Kindermann W. Sport specific performance diagnosis in rowing: an incremental graded exercise test in coxless pairs[J].Int J Sports Med. 2003, 24(6):428-32.

6          Bishop D.The validity of physiological variables to assess training intensity in kayak athletes[J]. Int J Sports Med. 2004, 25(1):68-72.

7          Simões HG, Grubert Campbell CS, Kokubun E, Denadai BS, Baldissera V. Blood glucose responses in humans mirror lactate responses for individual anaerobic threshold and for lactate minimum in track tests[J]. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1999, 80(1):34-40.

8          Forsyth JJ, Reilly T. Circadian rhythms in blood lactate concentration during incremental ergometer rowing[J]. Eur J Appl Physiol. 2004, 92(1-2):69-74.

9          张漓，路瑛丽，徐建方，冯连世.　优秀跳水运动员部分机能监控生化指标个体化特点分析[J]. 中国运动医学杂志. 2007，26（5）：585－587.

10      Nummela AT, Paavolainen LM, Sharwood KA, Lambert MI, Noakes TD, Rusko HK. Neuromuscular factors determining5 kmrunning performance and running economy in well-trained athletes[J]. Eur J Appl Physiol. 2006, 97(1):1-8.

11      Ando S, Kimura T, Hamada T, Kokubu M, Moritani T, Oda S. Increase in reaction time for the peripheral visual field during exercise above the ventilatory threshold[J]. Eur J Appl Physiol. 2005, 94(4):461-7.