科學訓練 騎車時你的身體內會發生什麼?

出處 : CyclingWeekly 作者 : Nick Busca/劉俊聰 譯

科學訓練 騎車時你的身體內會發生什麼?

騎行時,我們身體內都會發生什麼?

我們先來看一個例子,發生在去年環法第十賽段的最後衝刺階段,在距離終點僅剩300米的時候,快步車隊率先發難,薩姆·本內特在帶衝手的協助下發起了衝刺,身後的薩甘和尤安不甘示弱,也緊隨其後發起了進攻,然而為時已晚,薩姆·本內特成功斬獲了賽段冠軍。儘管薩甘和尤安用盡了最大的努力,也沒能在終點線前“翻盤”。

科學訓練 騎車時你的身體內會發生什麼?

薩姆·本內特的奪冠看似非常簡單,但你要想想,在騎行長達168公里的賽段後還能有餘力發起如此毀滅性的衝刺,這不僅是說說那樣輕鬆了。為了能在最後“衝贏”,薩姆·本內特不僅要制定縝密的戰術,還必須在生理上出類拔萃。穩定強大的體力自然不用多說,如果你連大集體都跟不上,那一切都免談了。薩姆·本內特需要躲在一群車手之中,儘可能地節省體力,最後在整個車隊手術刀般精確的協助下發起致命進攻,將勝利收入囊中。

那麼像薩姆·本內特這樣成功的車手,在騎行之中身體的能量系統是如何運作的呢?今天我們就來研究一下吧!

ATP的作用

ATP在高中生物課有介紹過,不知道大家是否還記得,反正我是忘了……這種被稱為三磷酸腺苷的高能磷酸化合物是我們人體能量的重要來源,薩姆·本內特獲勝的關鍵便是ATP的再合成機制。首先,我們人類和植物獲取能量的方式非常不同,植物是透過葉綠體來捕捉光能,動物則是透過細胞呼吸來釋放化學能,但化學能是不可以直接驅動我們人體運動的,而是要使人體內的ADP(腺苷二磷酸)將其利用,與PI(有機磷酸鹽)和其它化合物(磷酸、碳水化合物、脂肪)結合,生成ATP。

而在ATP水解酶的作用下,ATP中遠離A的高能磷酸鍵水解,釋放出其中的能量,同時又生成ADP和Pi。ATP水解所釋放的能量,是供給人體生命活動的重要來源,從運動員的肌肉層面看,ATP不斷為橫橋週期提供能量,透過橫橋週期完成肌絲滑行而實現肌肉的收縮,實質上是透過肌動蛋白與肌球蛋白的相互作用,將分解ATP的化學能轉化為機械能的過程。看到這裡,你是不是已經開始頭暈了?而我們的身體可是要不斷重複這個迴圈機制的。

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1、全速衝刺階段

專業名詞:磷酸肌酸系統

在腳踏車賽中的作用:能讓你全力輸出力量10至15秒,是車手們進行最後衝刺的“好幫手”。

磷酸肌酸是在肌肉和其它可興奮性組織(如大腦和神經)中儲存的一種高能磷酸化合物,磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下,將其磷酸基轉移到 ADP分子中,轉換生成ATP。肌肉細胞的磷酸肌酸不僅數量多(含量是其ATP含量的3至4倍),而且再生成ATP的速度又快,因此磷酸肌酸在衝刺中扮演著重要的角色。

那麼問題來了,為什麼我們不在身體內保留更多的ATP,以取代磷酸肌酸的作用來創造新的ATP呢?肯特大學運動生理學高階講師馬克·伯恩利表示:“ATP是一個相當重的分子,如果你完全靠ATP來支撐一場馬拉松賽事的話,你將不得不增加體重100公斤左右,聽起來就很難受。因此我們人體也會將脂肪和碳水化合物作為能量儲存,它們的重量相較於ATP會更輕。”

磷酸肌酸再生成ATP的速度非常之快,最重要的是不需要氧氣的參與便能完成ATP的生成,而且還不會有任何副作用。然而,雖說磷酸肌酸在肌肉中的數量較多,但其儲備還是有限的,因此你的衝刺並不能持續太長的時間。我們聰明的身體早就想到了這一點,當身體內的磷酸肌酸分解得差不多時,你不會因能量不足而瞬間“撲街”,而是會由身體內的其它能量機制來接管磷酸肌酸生成ATP。

簡單來說,這套磷酸肌酸系統非常活躍,它不僅能夠快速高效地生成ATP以供立即使用,而且還會“先發制人”,當磷酸肌酸開始水解後,它會向你體內的線粒體發出“訊號”,使其開始增加耗氧量,為之後的ATP生成機制的交接工作提前做好準備。

如何訓練這套系統

首先我們要注意一點,磷酸肌酸系統本身是不能獨立工作的,而是要與其它能量生成機制共同運作。要增強這套磷酸肌酸系統的最好辦法就是進行衝刺訓練,如果你想提高你衝刺時的功率輸出,那你就要增加每輪衝刺訓練之間的休息時長。不過如果你想用衝刺訓練來提升你的有氧能力,那你就要縮短你每輪衝刺的休息恢復時間。

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2、從集體中突圍階段

專業名詞:糖酵解系統

在腳踏車賽中的作用:能讓你堅持輸出最大輸出功率90-120秒,常用於車手從大集體中突圍

糖酵解系統是再合成ATP的又一能量機制,和磷酸肌酸的合成方式不同,糖酵解系統是依賴儲存在肌肉和肝臟中的葡萄糖或糖原來再合成ATP的。雖然說這一過程可以在沒有氧氣的情況下進行,但這套系統依然能被視為身體有氧系統運轉的第一階段。同磷酸肌酸相似,糖酵解系統的優勢便是不利用氧迅速提供能量,對肌肉收縮更為重要,但同樣只能支援很短的時間。這套系統產生的能量大概能達到普通有氧系統的100倍。

再次重申一下,這些不同的能量機制系統不是獨立工作的,它們的“工作交接”也是非常自然的。腳踏車教練和運動生理學家詹姆斯·斯普拉格表示:“身體中的有氧、糖酵解、磷酸肌酸系統都在互相配合進行運轉,只是在每個階段它們所佔能量供給的百分比不同罷了。”

很多研究比較深的小夥伴會知道,糖酵解系統會產生乳酸。而乳酸往往會和肌肉疲勞聯絡到一起,讓很多車友們唯恐避之而不及。這其實完全是一種誤解,乳酸並不會導致肌肉疲勞,相反,我們的肌肉細胞會透過乳酸迴圈將乳酸轉移至肝臟,進行糖異生為葡萄糖,重新為肌肉供能。

“你可以把乳酸系統視為一種緩衝劑。”斯普拉格解釋到。“甚至有跡象表明,當我們開始運動時,不工作的肌肉會把乳酸運往肝臟,以作為燃料,從而導致我們體內血液乳酸含量的增加。”

如何訓練這套系統

任何30到90秒的高強度力量輸出都依賴於這套糖酵解系統,比如車手在車群中的突圍行動。如果你想訓練好這套糖酵解系統,你必須要試著在短時間內進行高強度的運動,所謂的高強度是指超過你VO2MAX的(最大攝氧量)90%以上,或者你也可以選擇將訓練強度定在乳酸閾值附近。大多數的教練會建議採用兩級分化的方法,80%的訓練計劃是在低強度下進行的,只有20%的訓練計劃會高於乳酸閾值。

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3、耐力騎行階段

專業名詞:氧化磷酸化

在腳踏車賽中的作用:讓你以足夠的耐力支撐完整場比賽

除了透過磷酸肌酸、糖酵解和乳酸來合成ATP外,我們的身體在低強度運動狀態下,也還會通它途徑給肌肉輸送能量。在長時間的耐力騎行之中,線粒體內的酶氧化營養物質(脂肪酸)會持續不斷地為你供能,但是“成本”會高一些。

巴斯大學體育學講師尼古拉斯·威爾斯默表示:“氧化磷酸化會消耗大量的氧氣,能夠產生的能量是糖酵解系統的20倍。不過它再合成ATP的速度會比較慢,因此,只有在運動強度較低時,氧化磷酸化才能更好地發揮它的作用。它是任何低功率長距離運動的首選能量供給系統。”

如何訓練這套系統

訓練這套系統的最好辦法就是以輕鬆的速度進行長跑,如何定義“輕鬆的速度”呢?就是低於你跑步最高速度的75%。在這種強度下,這套系統能以其最大的ATP轉換率進行工作。此外,長而慢的騎行活動還能夠培養你的整體適應能力,例如增加你的毛細血管數量。你體內的毛細血管越多,進入細胞內的氧氣就越多,你的賽場表現會更加優秀。

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俗話說,知彼知己,百戰不殆。想要達到更好的訓練效果,首先得了解自己的身體。看完這篇文章,你是不是已經按耐不住出去騎一圈的衝動了?歡迎評論、轉發,聊一聊你平時都是如何科學訓練的。



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