人体运动是在能量供应下肌肉收缩牵动骨绕关节的运动。人体运动不存在单一肌肉的运动,任何肌肉的收缩都需要其他肌肉共同参与来完成。不同肌肉的这种组合收缩就表现为动作(如拉、推和旋),而不同动作在空间上的组合则表现为技术(如扣球、跳跃等)。不同动作在时间上的组合或同一动作在时间上的重复,甚至单一动作的完成,都需要人体通过代谢提供能量来完成。而力量、速度和耐力只不过是在能量供应下动作的不同重复方式,如动作的最大重复表现为最大力量,动作的快速重复表现为速度,动作的多次重复表现为耐力。因此,可以发现,人体运动的本质为动作和能量代谢,动作是人体运动的外在本质,能量代谢为人体运动的内在本质。
动作可以按参与部位分为上身动作、下身动作和全身动作,动作也可以按完成方式分为推(离心)、拉(向心)和旋,而推和拉又可分为水平方向和垂直方向的推和拉,旋又可分为内旋和外旋(图1)。
对动作的这种划分是分析项目特征并制定相应训练方法的一个重要标准,根据动作的完成是否符合人体解剖学原理和人体运动的专项技术要求,动作有正确和错误之分。正确的动作具备完成动作所需要的灵活性和稳定性,既能够减小动作完成过程中对骨骼和肌肉带来的伤害,又能够降低动作完成过程中的能量损耗;错误的动作则不具备完成动作所需要的灵活性和稳定性,而由此带来的是伤病风险和能量损耗的增加。例如,跑步所涉及的动作之一是下肢的推,而下肢推动作的正确方式要求膝关节沿足尖的方向运动,避免膝关节的内扣或外翻;如果下肢推动作的稳定性不足,出现膝关节内扣,则会降低下肢推的发力,增加膝关节半月板和十字韧带受伤的风险。有研究表明,膝关节损伤与髋关节外展和外旋力量不足有关,而髋关节外展和外旋力量不足则具体表现为下肢推动作中膝关节的内扣。从纵向发展来看,人体运动能力的提高应优先发展动作的灵活性和稳定性,使动作的完成功能化,然后再考虑动作的难度(如增加负重和动作速度)和重复方式(如增加次数),以发展动作的力量、速度和耐力。假如运动员不具备深蹲动作的灵活性和稳定性,出现膝内扣和腰部松弛,而教练员却安排运动员进行深蹲的负重练习,那么,由此带来的后果很可能是受伤(如膝伤和腰伤)。
2 能量代谢
人体生命的维持是因为人体能够源源不断地通过代谢获得能量以维持机体的运转,包括食物消化、肌肉收缩、神经传导、血液循环、组织合成和腺体分泌等。人体运动时所需要的代谢原料(如氧气)需要经由血液流至代谢的组织细胞,而代谢后的废物(如二氧化碳)同样需要经由血液进行排除,因此,血液量是能量代谢程度的一个重要标志。安静状态下,心脏每分泵出的血液量只有1200ml,其中,21%流往了肌肉;但是,最大运动时心脏每分泵出的血液量高达22000ml之多,且88%的血液流往了肌肉。因此,人体运动过程中,尤其是高强度运动过程中,肌肉是能量代谢的主要场所。
肌肉收缩做功的直接能量来源是三磷酸腺苷(ATP),但是,ATP在肌肉内的储量非常有限(约5~7mmol/kg湿肌),只够肌肉进行3~4次最大收缩或者1~2s的最大持续做功。此后,肌肉需要通过其他途径合成ATP,以继续收缩做功。ATP的合成包括无氧非乳酸(磷酸原)、无氧乳酸(无氧糖酵解)和有氧(葡萄糖和脂肪的氧化)3种途径。ATP合成的3条途径也被称为人体能量代谢的3大供能系统,3大供能系统对应的代谢原料、功率和做功能力如表1所示,其中,磷酸原供能系统的功率最大,但是做功能力最小,有氧供能系统的功率最小,但是做功能力最大。
综上可知,人体运动的外在本质是动作,内在本质是能量代谢。运动训练的目的之一在于改善人体的动作,以提高动作的灵活性和稳定性,提高能量利用的效率,并减小运动训练过程中伤病出现的机率。运动训练的目的之二在于发展人体的能量代谢能力,使人体运动过程中能够产生更多的能量。运动训练理论中所对应的力量、耐力和速度都是对人体运动外在本质和内在本质的描述,力量是肌肉高强度、短时间做功的能力,速度是肌肉中高强度、中短时间做功的能力,而耐力是肌肉中低强度、中长时间做功的能力。力量、速度和耐力都是能量供应下动作的不同重复方式,力量是磷酸原供能为主的动作的最大(或大)强度、少次数的重复,速度是磷酸原和糖酵解供能为主的动作的中高强度、中少次数的重复,耐力是糖酵解和有氧供能为主的动作的中低强度、中多次数的重复。