第一章 游泳训练的生理学基础

游泳运动训练的生理生化理论已有大量的研究成果。正确地分析和解读研究的内容，合理地考虑游泳运动中的生理生化问题是非常重要的。因此，有必要针对游泳运动的特点，对训练的生理生化影响进行再阐述。

游泳与走和跑在几个重要方面都有所不同。其中一个显著的差别是游泳时为了能漂浮，并同时用臂或腿或臂腿结合来进行水平运动，就必须消耗能量；其次，克服水面阻力运动时也需要消耗能量。阻力的大小取决于水质和游泳者的身材、体型和游速。这些差别，使得游一定距离的能耗比跑相同距离的能耗大4倍左右。不同的游姿，其能量消耗是不同的。在游手臂出水的爬泳时，身体阻力、机械效率和净氧耗都存在明显的性别差异。在游泳速度相同时，女子的阻力和净氧耗均较男子低。这表明，女子在游同样距离时，能耗较男子低（大约30%）。换言之，在能耗相同时，女子所达到的游泳速度比男子快得多。

总体而言，游泳运动以有氧代谢为主，距离越短，无氧代谢供能占的比重越大；距离越长，有氧代谢供能占的比重越大。

一、游泳运动的水环境特点

游泳是在人们不习惯的“水的环境”里凭借肢体动作同水的相互作用而进行的活动技能。

（一）水的浮力

入水后人体漂浮，没有支撑感觉；除部分躯干肌保持紧张外，很少有静力紧张动作。现已证明，各年龄段女子的体脂总量平均都比同年龄男子多，因为脂肪密度较小，易于漂浮，而肌肉和骨骼在水中是趋于下沉的，基于不同的身体特点，一般女子都得益于流体动力学的升力，在水中浮力比男子大。可能由于女子体脂较多，浮力较好，女子游泳的效率比较高。女子的体脂分布也可能不同于男子，她们的腿在水里的浮力大，身体呈水平状或呈流线型，而男子的腿较瘦，往往向下吊挂，在水中的浮力较小。两腿下沉可能增加身体的阻力，从而减低游泳的效率。所以，浮力的性别差异可用以解释游泳效率的性别差异。

（二）水的阻力

水的密度比空气大，所以水的阻力比空气大（大约800多倍）。游泳时受到的阻力主要有4种。

1.摩擦阻力：是由水的粘滞性造成的。水的粘滞性为空气的64倍，所以，水的摩擦阻力大。

2.形状阻力：物体在水中运动时，在物体前面的挡水面同物体后面的漩涡压产生的压力差引起的阻力。

3.波浪阻力：由于水的波浪破坏了水的平衡而形成的阻力。

4.惯性阻力：物体有维持固定运动或静止状态的特性称为惯性。惯性有阻碍物体向前运动的作用，称惯性阻力。由于水的阻力，人体在水中前进比较困难。

（三）水的压力

人在水中游泳时，水对人体有一定的压力。每下潜1米时，就增加0.1个大气压。所以，水给予胸廓很大的压力，给呼吸造成一定的困难。

（四）身体位置

游泳时，人体处在接近水平的位置，便于血液循环。

（五）水的温度

游泳时水温在20～26℃之间，低于体温。水传热能力比空气快25倍，人体散热越多，能量消耗也越多。在12℃的水中停留4分钟所散发的热量，相当于在陆地上1小时所散发的热量。在比较冷的水中游泳，游泳者处在温度应激当中，将产生与在温水中游泳不同的代谢和心血管适应。这些反应主要是维持深部体温的相对恒定，因为身体的热的对流是相当大的，特别是水温在25℃以下时。研究结果表明，对游泳运动员来说，大多数竞技游泳的最适应水温是28～30℃，在这个温度范围内，运动中的生成的代谢热容易传递给水，但这种热流梯度并不大，不会导致能量消耗显著增加或因冷应激而改变深部体温。

二、游泳运动的能量供给

（一）三种供能系统的分析

机体运动时所需的直接能源是ATP水解提供，而生成ATP的系统有3种：ATP-CP系统、乳酸—糖酵解系统和有氧系统。

1.磷酸盐（ATP-CP）系统

运动时前几秒所需的能量由这个供能系统提供，体内储存的ATP水解成ADP释放出能量，而同时机体内储存的磷酸肌酸提供磷酸再合成ATP（PCr+ADP=ATP）。理论上，此系统可提供能量直到磷酸源耗竭。

2.乳酸—糖酵解系统

ATP的合成是由糖酵解产生的。肌肉中的肌糖原和血糖在细胞中特定酶的作用下，通过一系列化学作用生产丙酮酸盐，同时释放出大量能量，这些能量用于合成ATP。当所需能量大且氧供不足时，丙酮酸则最终生成乳酸。所以此系统又称为乳酸—糖酵解供能系统。

3.氧饱和或稳态（有氧）系统

在此系统的供能过程中，需要氧的存在。能源物质通过一系列化学反应，被氧化成二氧化碳和水，伴随生成ATP。生成二氧化碳和水时所需的酶存在于细胞中的线粒体内，氧化过程包括三羧酸循环和电子传递链。

三种供能系统并不是独立运作的，而是都参与能量的产生过程，只是根据运动情况不同，其供能的比例有所不同。

磷酸盐供能系统只提供运动开始前几秒所需的能量，肌肉内磷酸根和ATP的储备可供全速跑很短一段时间（大约5～10秒）。而对于游泳运动员来说，这段时间只能全速游25米左右，如果想继续全速游的话，就必须从其他供能系统获取ATP。

短时间高强度训练可提高肌肉内磷酸根的储备。据研究报道，在进行短时间高强度训练后，在安静时ATP的生成储备可以增加，其中磷酸根可增加40%。因此，目的是为了提高ATP-CP储备的训练，可进行10组25米的冲刺训练，每次休息1分钟。

超过25米时所需的能量主要靠乳酸-ATP供能系统（糖酵解供能系统）提供。如磷酸盐供能系统一样，此系统能量的产生也不需要O2，糖酵解产生能量，同时造成乳酸堆积。通常乳酸的峰值出现在运动后2～3分钟，这时根据每个人的情况不同，运动员可游50米、100米甚至200米。此时，如果还保持一开始的强度，乳酸就会急剧升高，仅仅在此系统的供能下，ATP就会减少。通常，血液中乳酸急剧增多时的运动强度被称为无氧阈。传统观点认为，此时不论是氧气的供应量还是运输系统都满足不了氧的需求量。但现在有新的观点认为，无氧阈前后氧供都是充足的，并且氧缺乏并不是乳酸增多的惟一原因；而认为糖酵解过程中葡萄糖转变为ATP的限速步骤更为重要。当ATP需求增多而储备耗竭时，生成乳酸是产生更多ATP的一个较为迅捷的方式，虽然氧气并没有直接参与此过程，但如果没有氧的参与，乳酸的形成、糖酵解就会受到限制。教练员所要注意的就是乳酸升高的这一点，而训练的目的就是提升需求与输出不平衡的这一点的做功能力，保障在或低于此点的情况下做功。

以上这些过程都是在细胞质中进行的，因为胞质中有相应的酶，而这种能量供应的同时伴随着乳酸的产生（糖酵解为丙酮酸产生能量供ADP变成ATP，然后丙酮酸加氢变成乳酸）。一些学者认为，糖代谢的下一步是将糖酵解的终产物转运入线粒体内进一步代谢。而这一步是打破平衡的关键步骤，可引起丙酮酸堆积、乳酸产生。

最近的研究认为，由于一种所需辅酶（NAD，一种供应受限的H+接受体）的缺乏，乳酸的生产导致更多的糖酵解发生。一旦乳酸形成，在乳酸形成过程中脱氢的NAD可以再次接受H+，使得糖酵解过程得以循环。

由于乳酸可以自由转换而不需要消耗能量，并且大量的乳酸被认为可以在以后的训练或训练之后被氧化，所以认为运动能力的下降并不是乳酸堆积造成的，而是与H+堆积造成的酸中毒有关。训练可以提高血和组织内的碱储备，通过碱对酸的缓冲作用，可以提高在乳酸和自由基存在的情况下机体的工作能力。从理论上讲，任何形式的训练都可提高机体的碱储备，但那些强调无氧能力的训练方式更有效。这里所指的是强度训练方法，包括间歇训练和重复训练。此时心率可达170次/分甚至更高，可用脉搏监测训练强度。

碳酸盐可以非常有效地缓冲H+堆积造成的高酸状态。通常苏打被用来中和所产生的酸，但却不能替换它。很明显，它可以使工作继续，同时使糖酵解过程继续进行，毫不减弱地满足能量的需求。

理论上讲，当运动强度达不到乳酸阈时，运动员可以持续运动（至少在糖原供应充足的情况下），因为ATP消耗的同时又可大量生成，就像一个封闭式循环。像1500米或4000米游泳均属于此类。现在这种训练方式一般使用于中级或初级游泳运动员。在这种训练中，氧的供应充足，乳酸可以被最终氧化成二氧化碳、水和其他产物而不发生堆积，同时产生能量。当以这种强度运动时，身体处于一种稳定状态，而在三种供能物质——糖、脂肪和蛋白质中，脂肪的供能是最主要的，且在线粒体中进行。

从20世纪70年代中期以来，体育科学的一个重要的进展就是发现了葡萄糖对运动的影响。这方面的很多研究进展多受马拉松运动和运动饮料商业发展的影响。然而，有关对游泳运动员影响的研究近几年才较为丰富。饮食中的碳水化合物对运动成绩是很关键的。现已证明，一星期的训练后肌糖原水平有所减弱，即训练后的肌糖原含量明显低于训练前的水平。而这正是运动员训练几周后产生疲劳的关键方面。现代研究建议，如果从训练开始尽早获取葡萄糖，对于机体糖原的再合成是很关键也是最有效的。

大多数的游泳比赛至少需动用前面所提到的两种供能系统，有一些项目三种系统都用，像200米和400米比赛。（表1-1）列出了不同形式训练时能量的供应方式以及无氧和有氧的供能比例。

在少于2分钟的持续训练中（大约可游200米），机体可保持高强度的运动而没有乳酸增加。这之后，机体长时间保持中等或高强度运动的能力，反映出机体无氧阈提高的状态水平。对于未受过专业训练的个体来说，无氧阈发生在本人最大运动强度的65%～70%时，这就意味着，这些人要是以大于70%的强度长时间运动是比较困难的。而高水平的运动员，其无氧阈一般出现在本人最大运动强度的90%甚至更高，因此，他们可以以高强度运动很长时间，有时可达几个小时。在1500米训练中，主要是有氧系统供能，因此，从事这种项目的运动员的训练应侧重于机体运输氧和利用氧的能力的提高，而这方面最好的长距离训练方法，有持续性的和间歇性的两种。

（二）训练的分级模式

1.美国分级模型

美国运动生理学家福克斯认为：训练计划应选择发展运动专项中主要的供能系统。根据运动项目供能特点，安排训练计划是近代科学训练中受到推崇的流行观点。同时大多数运动生理和运动生化专家认为，训练负荷仅以有氧代谢和无氧代谢来划分是不全面的。

根据游泳竞赛项目及主要供能系统和不同肌纤维的代谢特点，以及运动员之间最高心率的差异等，训练负荷的划分已越来越精细和准确，它表明当今的训练有更明确的训练目的而不是追求片面数量与强度，在训练方法上则要求更加有针对性地个体化。

美国游泳模式，经过多年实践证明有效，并为国际上众多教练普遍采用，这模式即马格利斯特的四级训练模式（表1-2、表1-3、表1-4），其内容主要是针对训练的效果提出的，在实际分类的每一种中又都有几种训练内容与强度控制方法。

美国游泳协会游泳能量分类心率与血乳酸对应关系，与20世纪90年代美国推崇的能量训练分类法比较，在分类强度的级数上是一致的，但后者的特点是，在对训练强度要求的指标上更细化、更具体，有利于教练员在制定计划和运动员完成训练计划时，对每一种训练方法、手段的应用目的更精确。

（引自蒋金日，美国游泳能量训练分类及应用）

（引自蒋金日，美国游泳能量训练分类及应用）

2.俄罗斯分级模型

俄罗斯的能量分类法，是将游泳练习强度分为5级（表1-5）。在这一训练强度分类指导思想下，他们培养出了波波夫、潘克托、萨多维等泳坛名将。俄罗斯的5级分类法特点是虽然各级跨度较大，却代表了几种典型训练强度，即有氧系统、发展有氧最佳强度、有氧无氧混合、无氧糖酵解、ATP-CP系统的训练，并有较明确的训练目的。

表1-5 俄罗斯的5级强度分类方法

（引自俄罗斯游泳年龄组游泳运动员教学训练大纲与计划）

3.我国青少年训练的分级模型

我国学者针对不同年龄组的游泳运动员训练的能量供给，提出4大类、5部分的分型观点。（表1-6）

（陆一帆等）

（三）游距与供能

有氧代谢和ATP-CP系统、糖无氧酵解系统的无氧代谢供能系统是紧密相联、互相协调的，它们共同组成一个完整的能量供应体系。不同游距的有氧、无氧供能比例是不同的，它们之间的关系形似“剪刀”（图1-1）。（图1-1）是从15秒～15分钟不同时间全力游实际能量消耗中有氧和无氧系统供能的百分比，图的上坐标表示不同游泳的距离，下坐标表示运动的时间，虚线表示不同自由泳的游距，粗曲线（有氧供能）、细曲线（无氧供能）表示在运动中各自的供能比例。从图中可以看出，全力游完50米短时间的运动中无氧供能要占70%。1分钟的全力游（近似于100米）有氧、无氧供能各占50%。类似200米游泳的2～3分钟全力游则有氧供能占70%，而400米以上的全力游有氧供能就要占到80%以上。距离越长，有氧供能所占的比例就越大。

由此可见，长距离项目能量供应大多来自有氧代谢。因此，游泳400米以上的项目，具有高水平的有氧能力是重要的。反之，对于无氧能力，在200米项目时要得到最大限度的动员，所以200米以下的项目，运动员的无氧能力将是主要的。

根据以上原理，想要提高2～3分钟100～200米项目成绩，就要注意安排提高运动员的无氧能力的训练。特别是要提高运动员2～3分钟的无氧能力，其方法在后几节介绍。

在4～5分钟的比赛中，无氧系统所占比例就不及有氧系统。所以在游泳训练过程中，随着主项超过400米，就应以有氧为主。

（四）游姿与供能

研究表明，用相同速度游不同姿势时，蛙泳的耗能量数大，仰泳次之，爬泳最节省。

对划手、打腿、配合游的有氧能量供应（总氧摄取量）及无氧能量供应（总氧债量）的研究表明，以同样的速度进行划手、打腿分解和配合游训练时，无氧、有氧能量供应的比例是不同的。

在无氧能量供应方面，划手和配合游以2～3分钟时值最大。这说明在200米全力游时，无氧能量供应能够得到最大动员。所以，要使这一类游泳比赛项目成绩得到提高，有效的方法是提高最大无氧供能能力。采用高强度的划手训练可以提高无氧代谢系统的能力，即关键是在训练中应要把握住能够更多地动员无氧能量供应（特别是糖酵解能量供应）的训练。在实际训练过程中，进行200米重复游或是进行50～200米为一组的更高强度的间歇训练等都是有效的。

然而，打腿的无氧能量供应的情况与划手和配合游不同。全力打腿30秒时，就可基本达到最大无氧能量供应的强度。因此，训练中采用50～100米的全力游就可以对无氧能量供应系统最大的刺激，提高无氧代谢系统的能力。

时间在4～5分钟的打腿、划手或是配合游的训练无氧能量供应的比例很少。因此，比200米更长的距离的训练即使全力游也不会对无氧供能系统以最大的刺激。

所以，在进行25米或50米短距离的训练时，因为划手、配合游与打腿的强度有明显差异，所以应该引起教练员的注意。

（五）游速与供能——血乳酸的产生与清除

1.乳酸的产生

游泳的速度越快，所受的阻力越大，消耗的能量就越多；距离越长，能量消耗的总量也越多。例如，100米游泳耗热量为100千卡；200米游泳耗热量为140千卡；400米游泳耗热量为200千卡。游速越快，单位时间内耗热量越多，距离越长总耗热量越多。总体上，氧耗随游速的增加而增加，基本上呈线性相关。

随着游速的加快和游距的增长，一种代谢物——乳酸随之产生。乳酸是糖酵解供能系统以肌糖原在无氧情况下，经酵解酶系的催化作用进行分解，生成能量过程同时产生的副产物。当乳酸进入血液称之为“血乳酸”。剧烈运动时，为了迅速再合成ATP以保证持续运动的能力，糖无氧酵解迅速开始供能，骨骼肌中的糖原便大量无氧分解，乳酸开始生成。糖原氧酵解系统供能在30～60秒能达到最大速率，可持续供能2～3分钟。100米和200米各种游泳比赛项目的主要供能是糖酵解系统。超过2～3分钟后，糖酵解系统供能下降，因肌糖原持续缺氧分解不充分，乳酸堆积过多，使肌细胞内液pH值降低，并且到一定程度时（肌肉pH值为6.4左右，血液pH值为6.8左右），糖酵解过程中磷酸果糖激酶活性受到抑制而降低，限制了肌糖原进一步分解，中断糖酵解能量供应，导致运动强度下降（图1-2）。测试和掌握血乳酸浓度值，可以判断肌肉中代谢情况，按其产生机制，安排各游泳运动员适合参加的竞赛项目（距离），掌握合理的运动训练强度和预测训练效果。

血乳酸是近十多年来在游泳训练中常采用的控制训练的生化指标。它是根据运动时体内糖原无氧酵解的水平，控制和评价训练强度的依据。

2.乳酸的清除

肌肉产生的乳酸通过一定方式进入血液到达全身。乳酸的浓度容易测量而且常常用于糖无氧酵解供量的测量。在运动停止后血乳酸浓度仍持续上升几分钟。随着时间的推移，乳酸由肌细胞转入血液。血乳酸浓度保持升高近1小时，而后下降。

从血液中排除乳酸有许多不同的渠道：（1）再转换成糖原或葡萄糖，这个过程需要氧和能量的供给；（2）氧化成二氧化碳和水，此过程实际上释放能量但需要氧，它仅可以发生在氧充足的组织内，通常是心脏、静息的肌肉或恢复时的肌肉；（3）少量乳酸通过尿液及汗液排除（Minaire1973）。

供氧不足时会产生乳酸，它的作用像一个过剩氢原子的携带者，当运动时乳酸从产生的地方扩散到身体其他部分同氧结合。肌细胞中乳酸的清除需要消耗额外的氧。

运动时乳酸排除的速率是安静时乳酸产生速率的数倍（Depocas et al.1969；Lssekutz etal.1976）。最重要的是骨骼肌，在骨骼肌内乳酸氧化成二氧化碳和水，而肝脏将乳酸转化为糖原。肌肉内可氧化52%（Depocasetal.1969）到80%的乳酸（Minaire 1973），而其他组织包括心肌和肾也有消除少量乳酸的能力（Keuletal.1972；Neul et al.1967）。运动时，肌肉内出现血流量和摄氧量的增加，甚至包括不直接参与活动的肌肉。肌肉从利用脂肪中（安静时用作燃料）转化为利用糖的主要影响因素是乳酸。阿尔博格等（Ahlborg et al.1975）提出安静时肌肉使用的46%的燃料可能由乳酸组成。从血液中有效地排除乳酸的能力对运动员显然是相当重要的。目前对影响此过程速率的诸因素并不完全清楚，这些因素也是目前主要的争论话题（Broods 1986；Davis1986）。运动时乳酸的排除过程见图1-3。Poortmans（1978）指出：不参加活动的肌肉，乳酸的排除在活动结束后即停止。由此原因，乳酸堆积的消除在安静时比轻微和中等强度身体活动时要慢（Belcastro and Bonen1975；Stamford et al.1978）。这就是为什么一个人在大强度体育活动后进行慢跑或整理活动比完全休息恢复更快的原因之一。适宜的训练能增加乳酸系统的能力。几周这样的训练后，可使最大血乳酸浓度升高（Eddyetal.1977；Houston and Thomson1977），这可能由于产生乳酸的能力增大。经2个月或3个月大强度训练后，最大血乳酸水平有下降趋势，这是由于机体乳酸排除和缓冲能力得到提高（Eddy et al.1977；Parkhouse and Mckensie1984）。

三、不同手段训练的生理适应性

不同形式和方法的训练产生的生理适应性不同，例如，在短距离训练中，肌肉要承受强度负荷，就好像是要提起重物；在耐力训练中，肌肉承受耐力负荷。耐力和速度成绩不会被同一种训练提高或限制，大多的运动训练科学都涉及确定限制因素，并且现在已经发现了很多什么是最重要的。

每种训练方法都是专项训练刺激与适应的综合，也就是说每种训练都对机体引起不同的刺激和适应，最好的例子就是最大力量的训练。力量训练可以增强肌肉力量，但不会提高肌肉耐力和收缩速度。这种原则同样也适用于不同距离，长距离游泳运动员和短距离运动员的训练方法肯定不一样，前者主要侧重于耐力训练，后者主要侧重于强度训练。通常，所有运动员都要进行各种训练，这似乎与专项训练相矛盾，但这是游泳运动本身的反映，因为很少有运动员仅仅只参加短距离或长距离的比赛。

训练研究者把机体对刺激的适应分为两种：全身性的和局部的适应。例如，任何耐力运动，不论是游泳、长跑还是自行车项目，都会提高整个心血管系统的能力；但跑步和自行车项目不会提高与游泳有关的神经肌肉耐受力。通常，运动训练学家把全身适应和局部适应定义为一般适应和特殊适应，而这些又被分为力量、耐力、速度的一般适应和特殊适应。其中耐力训练又可分为有氧耐力、乳酸耐受力和速度耐力训练；力量训练分为绝对力量（最大力量）、力量耐力和速度耐力（爆发力）训练。

（一）耐力训练的生理适应性

在游泳比赛中，对特殊性的最佳理解就是搞清楚不同的长距离训练对机体的生理作用。方法的不同以及他们的特殊作用是根据训练中无氧与有氧的供能比以及训练的累计效应来界定的。

1.长距离训练

（1）定义：持续游很长的距离，像400米、800米、1500米甚至更长的距离。

（2）有氧和无氧供能百分比：70%～95%有氧，30%～5%无氧。

（3）生理变化：这种训练对氧运输系统的要求很多，机体的适应有：心输出量和每搏输出量增加；安静时心率减慢；肺从空气中摄氧的能力提高；肝脏和肌肉储备糖原的能力提高；肌肉中功能毛细血管的数量增加；肌纤维中线粒体的数量、体积和组成增加。

2.间歇训练

（1）定义：以较低和中等强度训练，中间有较短时间的休息，像15个100米游，每两次之间休息10秒钟。

（2）有氧和无氧供能百分比：55%～85%有氧，45%～15%无氧。

（3）生理变化：这种训练引起机体的变化，与上面提到的长距离训练相似，但与后面将提到的重复训练的作用有较大的差别。这种训练与长距离训练相比的一个好处是，间歇时有很多可用于下一个训练的ATP、CP再合成，提高了机体氧化乳酸的能力，而乳酸的及时清除可以防止它的堆积，这有助于提高工作能力。乳酸阈（血乳酸，无氧供能的开始）被看作是机体耐酸能力的一个评价点，乳酸的氧化是根据负荷量和氧气量进行的。所以，与持续训练相比，间歇训练的强度再大、引起的乳酸再多，也不会造成乳酸的堆积。在间歇休息中，前一次训练的氧债补（上次训练中不足的氧的补充）可以帮助机体恢复体温、平衡儿茶酚胺水平、帮助脂肪酸氧化、再储备心脏和呼吸系统中的氧气，再氧化肌红蛋白等等。在这我们摒弃了前面所提到的观点——低氧和高二氧化碳的刺激是引起机体有氧和无氧供能能力增强的原因，因为现在有足够的氧，并且二氧化碳的生成量也没有预期中的高。

3.重复训练

（1）定义：次大和最大强度训练，较长间歇休息。如4个接近最大速度的150米游，每次间歇休息5～10分钟。

（2）有氧和无氧供能百分比：30%～50%有氧，70%～50%无氧。

（3）生理变化：这种训练中大部分的ATP来源于糖酵解过程。而糖酵解所需的酶也存在于肌细胞中。随着训练的进行，肌细胞中糖原和催化剂的储备明显增加。这可能是重复训练引起的机体的最主要的适应。据猜测，这种训练中高浓度的乳酸可能是机体氧合和氧运输增强的刺激因素，因此，引起了功能毛细血管的增多、线粒体数量和质量的提高以及血液生化的良性变化等等。

4.爆发训练

（1）定义：短距离冲刺游，像10个25米全速游，每次间歇休息20秒～2分钟～5分钟不等。休息中，大约前一次所消耗的ATP、CP的80%～90%可以得到恢复。

（2）有氧和无氧供能百分比：85%无氧，15%有氧。

（3）生理变化：这种训练提高了神经肌肉的协调性，从而使肌肉收缩速度增加。肌肉中的磷酸盐水平也有可能提高，因此运动员可以以最大速度游更长的时间。

以上4种训练方法的分开定义，并不意味着它们不可被综合应用。像中速间歇训练（15个100米，30秒间歇休息）的无氧供能比大于间歇训练，但又低于重复训练，就是一个综合应用的很好的例子。4种训练方法以及它们的变化和联合都以肌肉中保持较高水平的ATP为基础，以有氧形式产生的ATP越多，训练方法越好。任何能提高氧气的运输和利用、机体的耐酸力增强的训练都是对运动员有益的训练。

（二）力量训练的生理适应性

力量训练引起的生理适应与中间代谢关系不大，主要是骨骼肌和神经方面的适应。

1.骨骼肌适应性

力量训练引起的最主要的良性变化是肌肉中收缩物质的增加主要是收缩蛋白的增加，使得肌细胞肥大，表现为肌组织的肥大、肌肉体积的增加。同时，肌肉的收缩力和张力增强。除此之外，力量训练还引起了肌肉中连接组织的增多，从而使肌肉以及它的连接组织的牢固性增强，还使肌肉附着处的骨骼更加坚固。

强调爆发力发展的力量训练，对肌肉中的非收缩组织或者说伸展结构的影响最大。包括肌腱、肌膜和肌细胞中其他非收缩组织。这种训练可使肌肉弹性组织增强。最终导致肌腱和其他弹性组织数量增多并更加坚固。肌肉中弹性组织增强有三方面作用：作为肌肉中收缩组织与外界负荷之间的缓冲物质，减弱运动中的外界冲击力；加强不同运动形式的快速转换，为以后收缩累积机械能；与单纯肌肉收缩蛋白收缩相比，弹性组织吸收的能量可以使肌肉产生更快的收缩速度。

2.神经适应性

力量训练引起的神经系统的变化主要发生在与运动相关的中枢神经系统——运动神经中枢。除中枢运动神经之外，还有外周运动神经，它由运动神经原或α运动神经纤维组成，主要支配肌细胞。一个α运动神经纤维和它所支配的肌纤维构成一个运动单位。力量训练的最主要的适应是机体在抵抗外界负荷时运动单位的影响，包括参与收缩的运动单位数量的增多、运动单位动员的速度加快，不同肌肉收缩的同步性增强，整体上提高肌肉收缩水平。

发展力量——速度或爆发力的力量训练对神经系统的反应性能的影响最大。这涉及到神经系统不随意成分之间的协调作用，包括某些伸展活动和它们对随意运动的直接影响。通过训练，神经系统能力的提高可以加快肌肉紧张以及收缩速度。这些是通过大量运动单位的补充以及对运动单位的高频刺激的快速转换来实现的，尤其是在运动的初始阶段。

（三）生物时间的应激及其适应性

目前，有关不同训练方法的刺激及其身体对它的适应这一方面还不是很明确，但同等重要的是刺激和适应怎样在时间上的表现。我们把研究时间对生命系统影响的科学称为时间生物学，而这个用语首先出现在生理周期的研究中。在运动训练中，它同样扮演者重要的角色，这就要求训练要选择最佳时期，以使机体对训练和比赛的刺激产生最好的适应。

现在大多有关刺激和适应在时间上的表现的理论都是从Hans Selye的理论基础上发展而来的。从对动物施加负荷的试验中，Selye发现机体对刺激的时间反应是一个可预期的综合症，被他称之为一种模式，即后来的机体一般适应模式。一般适应模式中把机体对刺激的适应描述为3个阶段。（A）警觉反应：机体对外界刺激的初始反应。此时，它的应激被减弱，如果刺激因素足够强的话———严重烧伤、极端温度，将可能导致死亡。（B）抵抗阶段：如果刺激与适应相一致，应激将继续。身体警觉反应的标志性特点消失，应激水平上升并超过正常值。（C）耗竭阶段：长期的同种刺激，机体逐步适应，最终适应完成。警觉反应再次出现，但是这次是不可逆的，机体死亡。具体见图1-4。

1.适应模式

最初的模式包括Yakovlev（1967）提出的超量补偿适应（图1-5）和Counsilman（1968）提出的高级适应（图1-6）。两种模式基本上与Selye模式相似，但有关训练在适应过程中的作用的观点不同。这种不同产生了两种如何施加负荷的建议。

Yakovlev和Counsilman模式均赞同Selye基础理论方面。都认为对物理负荷的反应与警觉反应是一致的，并以工作能力下降或疲劳发生的形式出现。但是与Selye和Counsilman不同的是，Yakovlev认为适应的发生（应激的增加）仅在负荷或刺激撤除之后，机体从疲劳中恢复，并在恢复之后产生超量补偿，机体工作能力超过原始水平；Yakovlev建议这期间要增加负荷，要不然将产生退化，适应最终逆转。这就引出了理论：适应的发生是一个有次序的循环状态，负荷—无负荷—加大的负荷—无负荷，形成一套训练恢复的模式。尽管Yaklvlev模式将整个训练过程过分简单化并有一定程度上的误解，但他指出了“刺激产生适应”这种方法中休息或是恢复的重要性。

Yakovlev的超量补偿模式经常被国外的运动训练文献所引用。但这个模式所产生的训练方法需要解释一下，Yakovlev模式是在对单一负荷的研究上建立的，单一负荷是指仅仅发展机体某一方面能力的负荷。这就像专项训练，仅仅影响了所练部分的机能，而对其他的没有作用。这种单一模式产生了训练多方法体系，建议在一种训练过程中只有一种能力被刺激。

A.训练和休息时警觉反应的水平。

B.成绩变化阶段训练中的机能潜能。①负荷对机体不再构成刺激时进行同样的训练，机能水平保持不变；②前次训练的遗留效果消失，进行重复训练，机能水平没有变化。

C.如果训练重复出现在机体未完全恢复，机能水平将下降。

D.如果每次训练在前一次的超量恢复阶段，随着负荷量的逐渐增加，机体机能水平也将逐渐升高。

但在游泳训练中所采用的方法大多是综合训练，也就是说在一个训练过程中，可以同时训练几种能力。这种情况下，负荷是累计进行的。Counsilman的高级适应模式是以负荷上再加负荷的理论为基础的。但在此模式中有两个重要因素需要考虑：一是决定超量恢复水平的累积负荷的大小，如果负荷超过了不适应的界限，将会引起机体工作能力下降；二是要求至少有一周的不完全恢复作为必要的刺激，为下次循环之前适应的再次发生提供条件。同样，还要考虑到连续训练过程中的累计负荷量，以防止不适应的发生。Yakovlev指出了引发不适应的潜在因素，但他认为是恢复前又有负荷。而Counsilman认为，高到某一特定点，机体承受负荷时也有适应发生，并不在继续恢复，但他没有指出为完全恢复而降低负荷。

为了达到最大耐力，运动员要进行多大的负荷训练，对疲劳的忍受要到什么程度？疲劳后是休息还是继续训练？是不是应该再增加负荷量以致于他在休息时不能恢复？是不是总要保持轻度的疲劳？这是很多中长项目的教练员所经常问到的问题，本图是Counsilman对此做出的解释：

A.表明运动员周一到周五以中等强度训练，周六和周日降低负荷，身体开始恢复并超过周一的水平。

B.表明运动员周一到周五以足够大的强度运动，使自己到了不适应的边缘，随着周六周日的负荷降低，出现了超量恢复。

C.表明运动员的强度过大，以致于到了不适应的阶段，即使负荷降低也未能恢复到正常水平。

为了达到超量恢复，运动员必须进行足够大强度的训练，降低负荷前应使自己到达不适应的边缘（B）。

Matveyev提出的模式综合了Yakovlev和Counsilman的观点，将负荷——适应循环模式解释得更加准确。他同时强调了对长期不完全恢复和训练末期超量恢复的需求。并通过在训练循环末期降低负荷来实现。

再储备或是恢复期补偿了由于负荷疲劳造成的机体工作能力的下降，引发适应的产生。由于这种现象，训练循环被称为超量补偿循环，相应的适应则被称为补偿适应（图1-7）。

MC-训练恢复周期；黑色长方块—训练过程，受严格的间歇控制；条纹方格—休息阶段；曲线表示运动能力的变化（init-初始水平）

2.适应差异性

除了适应的循环，生物体内不同运动能力的提高速度也是不一样的，这被称之为适应的差异性。这种不同的提高速率决定了不同负荷的持久性和相互作用，保证运动员在重大比赛之前达到整体状态的补偿适应。这个现象在训练周期划分中是一个很关键的决定因素。而训练周期划分决定着训练过程的组织，从整体上规划不同训练的连续性及侧重点，把训练总体时间中止在重大比赛之前。

Volkov指出了不同运动能力适应的差异性与有氧能力相关的适应变化需要较长时间的训练有关；能产生高收缩能力的肌肉中特殊蛋白的合成也很慢。但是，一旦训练产生适应，这些变化在长时间内将会保持在较高的水平。

在运动负荷的影响下，与糖酵解无氧过程相关的生化变化要比有氧的快得多。但它们在训练结束后消失得也更快。这种机体对运动负荷的特殊适应应从以下角度研究：训练负荷量和在整个训练过程中不同时期的安排。

3.训练作用

补偿性适应和适应的差异性是训练效果现象中两个重要的因素。而训练的不同效果包括以下几点。

（1）多项训练效果

这是多种运动负荷共同作用产生的效果。包括以下几种负荷产生的训练效果：耐力负荷和力量负荷。而耐力负荷又有有氧耐力负荷、乳酸耐力负荷或无氧耐力负荷、速度耐力负荷或循环速度负荷；力量负荷则包括最大或绝对力量负荷、力量耐力负荷、速度力量负荷或爆发力负荷。

（2）急性训练效果

急性训练效果是指一次运动训练后产生的适应效果。包括急性训练效果，指在运动训练过程中产生的变化；落后训练效果，指运动刚结束后产生的变化。

（3）训练的延迟效果

要了解延迟效果的作用机制，首先要明白工作和休息的机制。训练即时效果导致机体工作能力低于原始水平。随着训练的进行，机体工作能力的增强或下降，被认为是机体工作动力的变化，这构成延迟训练效果的机制。

训练的延迟效果有两种：短期的和长期的。短期是指一次训练又一次训练之后的，机体工作能力的变化；长期是指一个整训练周期之后的变化。

①短期训练的延迟效果

短期训练的延迟效果有3种。它是依据不同的训练方法产生的负荷量的变化和恢复时间的不同划分的。1）两次训练之间休息时间较短、机体未完全恢复，并且负荷量每次逐渐增加；2）两次训练之间休息时间较长，每次的负荷量不变化或增加，每次之前机体完全恢复到原始水平；3）两次训练之间机体达到超量恢复，通过较长时间的休息或运动负荷的降低实现。超量恢复状态可以在紧接着的训练中对机体产生更深的刺激。训练中一般3种都会用到。第2种主要是让运动员重复某种运动负荷，为的是巩固或保持它的效果；一般不会增加负荷量和负荷强度。第1种和第3种是真正的提高机能的训练恢复循环（图1-7）。

②长期训练的延迟效果

训练的长期延迟效果至少需要一周才会达到，前面Counsilman和Yakovlev已提出。据发现，这种长期的不完全恢复和工作能力的下降，在最佳状态来临前可以延续几个月甚至几年。例如，集中力量负荷训练导致此期间速度—力量的下降；但一旦力量负荷撤除之后，速度—力量最终会增加并超过初始值（图1-8）。

A.集中力量训练的长期效果的模式（引自Verkoshansky，1983）

集中力量训练的长期效果的计划：

A：集中力量负荷；B：一般发展训练

f1和f3：训练过程中力量速度的动力学变化

f1和f2：最佳力量负荷范围

f3：力量负荷的储备水平

B.不同力量负荷和他们对力量—速度的影响（引自Levchenko，1984）

①以一个稳定的负荷（年训练总量的5%～8%/月）训练，速度—力量将保持在达到的水平。这种方法主要用来保持；

②以平均负荷（年训练总量的12%～18%/月）训练，随着训练的进行，速度—力量逐步增加，用来发展力量；

③以大负荷（＞年训练总量的20%/月），速度—力量水平下降。降低负荷后，速度—力量急剧增加。表明这种方法有发展性，并有延迟效应。

另一个例子，高原训练最初引起机能下降，但回到平原后，运动员机能恢复并超过初始水平（图1-9）。训练减少，给机体延迟效果必要的刺激，提高有氧能力。延迟效果训练类型的选择要依据运动员的训练水平，随着水平的提高，教练员应适当调整负荷来适应变化。

（4）累积训练效果

累积训练效果指多次训练后产生的效果。通过一定多次的训练，对机体产生的影响是逐渐加强的。

①可承受的最大运动量水平

②可承受的最大无氧能力

③可承受的乳酸耐力水平

④最大有氧能力

（5）训练的正向和反向效果

同种运动训练中不同负荷的相互有益或有害效果，例如，不同的耐力训练互相的有益或有害效果。

每种类型训练中不同负荷在对整体产生作用的过程中，本身的相互作用。每种训练的累积效果都对其他的有影响，但不一定都是好的。

在前一次的训练效果基础上加负荷，积极或消极影响将会发生。如果上次训练之后机体状态良好，这将有积极训练效果；若状态不好，则是消极的训练效果累积。

在影响耐力和循环速度负荷训练中，主要考虑能源物质再储备和神经内分泌失衡。例如，有氧和无氧耐力负荷对循环速度负荷的作用，无氧乳酸负荷的积极作用发生在前一次负荷的再储备完成。

而在耐力负荷训练中，保持好的状态要考虑的因素：无氧乳酸负荷后的有氧耐力、低量乳酸负荷后的有氧耐力和乳酸负荷后的无氧工作能力。对一些条件对耐力负荷产生负面影响：高负荷无氧乳酸负荷后的无氧乳酸能力和大运动量有氧负荷后的无氧能力。

为保证长期累积效应，最主要目标是达到正向累积效果。在耐力和循环速度训练中，训练次序为：基本有氧耐力——乳酸耐力——速度乳酸耐力。基础有氧耐力是进行无氧工作的基础，如果有氧能力不够时，进行过多的无氧训练将会导致负面效果。

而在力量训练中，训练次序：绝对力量（最大肌力）——速度力量或爆发力。

耐力所需的特殊力量训练，训练顺序：最大力量——力量耐力——速度——力量耐力。

如果将训练次序颠倒的话，将会引起负面效果。

而在实际训练过程中，正面效果的获得并非单一、严格按顺序发展的，而是多种训练方法的综合的结构，只是不同时期的侧重点不同。对于游泳运动员来说，训练要本着从一般到特殊的原则。

（6）训练的效果转移

训练的效果转移指每次训练中某种类型的训练对其他能力的有益或有害效果，例如，力量训练对速度的正面或反面效果。

在这方面的研究中，通常以力量训练对耐力的影响为例，最为频繁的是力量训练对速度的影响。虽然力量训练对速度有益，但绝对力量的过度发展最终会对速度能力产生负面效应。这是一个很有代表性的例子，就是某种训练效果的转移开始可能有好处，但最终会产生负面效果。

力量训练对耐力有积极的影响。但是，过度的力量训练最终对耐力产生负面效果。因此，对于长期的运动训练计划的安排，就要求最佳时期安排最适应的运动训练。例如，在长期或是年度训练计划的安排中，当目前所需的或是以后要求的力量已达到，就要降低力量的负荷量，防止进一步的训练带来负面效果引起运动成绩的下降。一般在季度或年度计划中，当对循环速度的要求提高时，就要相应地降低力量负荷，原因是高负荷的力量训练将对神经系统产生深刻影响；因此要重点强调速度的发展。尽管大多数的教练认为，力量、耐力和速度可以在训练中同步获得，但某种专项能力的发展绝对不能超过一定水平，否则将会影响运动员备战的整体状态能力。

同样还有一种方法，即利用训练的负面效果。刚开始训练的运动员，预先安排的大运动量会影响运动能力，因此可以利用其他训练的负面效果来延迟或阻碍这种影响的发生。例如，运动员被预先安排进行大负荷的力量训练，这对速度将有影响，就可以选择长期的耐力训练来综合力量训练的影响。还可有别的方法，例如改变饮食结构防止肌纤维的过度增生。但这要求教练员对运动员的训练安排有整体的、全面的、周密的计划，更多地了解运动训练的理论和方法。

（7）训练效果遗留

训练效果遗留指负荷撤除后还保留原有的训练效果以及到这种效果完全消失的时间。

高水平的运动员长时间降低训练负荷后，仍可取得好成绩；还有优秀运动员停训很长时间后，集中训练一段时间，运动能力仍可恢复到很高水平，都是这方面的例子。

不同生物系统的训练遗留效果水平不同；同样，不同生物系统之间的相互作用也影响到训练遗留效果的水平。遗留效果的水平由以下几种因素决定：运动员训练背景、训练水平、保持遗留效果的遗传体质，甚至可能有运动能力。

最基本的训练遗留效果是细胞最大代谢能力的变化，从有氧到无氧。对无氧负荷的适应很快，但停训后退化的也很快。表明机体对无氧负荷的适应是短时间的，没有长期的遗留效果；而有氧的适应较为缓慢，但停训后退化的也很慢。表明它有长期的训练遗留效果；此外，细胞代谢能力下降的速率，不同于引起整个生物系统适应的细胞内变化的丧失速率。

不同的训练遗留效果和停训后丧失速度见表1-7。

训练遗留效果，可保证整个季度或年度训练中训练的变化，而不引起某些能力的退化。了解退化的时间，可以更好发展整体运动水平，保证大赛时机体处于最佳状态。例如，最大力量训练安排在早期，并且达到的水平要超过比赛时的要求；之后，便不再进行力量训练。这样做有两个原因：防止力量训练影响其他能力的提高，像速度；保证运动时的要求。在奥运会训练计划安排中，第一年进行耐力训练，并要求超过运动员参加的比赛的水平；随着计划进行，耐力训练减少，力量和速度训练增多，最终使运动员在奥运会时达最佳状态。

4.不适应

刺激和适应中还有一种是不适应，有不同的形式：训练失效和过度负荷。训练失效是指机体整体水平提高而负荷未进行相应调整，对机体不再构成刺激；过度负荷是指训练过程中负荷超出了运动员的适应范围，造成机体工作能力完全被破坏。这两种情况都可以通过调整引起它们发生的训练条件而解决。

不适应与运动员个人能力有关。主要由以下几点因素决定：运动员年龄、训练和机能掌握的水平、运动回弹和其他。

还有一些外界的影响，虽然他们对运动训练没有影响，但对运动员保健有影响，主要有医疗、营养和环境因素。心理因素也影响适应效果，这不仅包括运动心理准备，还包括运动员心理保健。

教练员应经常对运动员进行观察，防止不适应的产生。这就要求教练员了解不适应的征兆，并相应改变训练计划。过度训练的显著特征有莫名的兴奋或焦虑、失眠、没有食欲、体重减轻、训练热情缺乏、上呼吸道发病率增加。教练员不仅要控制训练，同样还要辨别和控制与不适应相关的卫生学方面的因素，有营养建议、恢复疗法利用甚至心理建议。

四、游泳运动员的肌纤维类型

人体骨骼肌中肌纤维的类型也是影响训练和适应的主要可变因素。人体肌纤维类型的决定因素主要是遗传的，并由此决定着运动员的运动类型。

生理学上依据生化和收缩特性不同，将人体骨骼肌中的肌纤维类型分为4种，但大多的运动资料中只考虑3种，见表1-8。肌纤维根据颜色不同分为白肌纤维和红肌纤维，白肌纤维收缩速度快，称为快肌纤维（FT）；红肌纤维收缩速度慢，称为慢肌纤维（ST）。肌纤维根据染色不同分为1型和2型，1型收缩慢，相当于慢肌；2型收缩快，相当于快肌，2型又分为a、b、c三种，收缩速度依次为b、c、a。肌纤维根据有氧代谢酶活性和无氧代谢酶活性分为慢氧化型（SO）、快氧化型（FOG）和快酵解型（FG）。

快肌纤维收缩速度快，但也易于疲劳；慢肌纤维收缩慢，但持久性强。这两种肌纤维最大的区别是肌红蛋白的水平。肌红蛋白是肌肉中一种对氧有极强亲和力的蛋白物质，是慢肌纤维中表现出红颜色的根源所在。慢肌纤维比快肌纤维有更多的肌红蛋白，因此显示出了它们在颜色上的不同。红肌纤维中的肌红蛋白充分将氧从毛细血管中运入线粒体中，而消耗氧是线粒体的一个主要功能：线粒体越多，肌肉氧化营养物质产生ATP的能力越强。慢肌纤维还有很强的氧化乳酸的能力。而快肌纤维则缺乏这些特性，因此慢肌纤维更能承受持久性的工作。

在人体和各种动物体中，几乎每块肌肉中都有1型和2型肌纤维。但是每个个体中快肌和慢肌的分布比例却是不同的，这是受遗传影响的，一出生就决定了的。现在认为这是进化的选择作用——功能决定纤维类型。例如，在人体，有一定功能的肌肉甚至肌肉群。像背部肌肉大都是红肌慢收缩纤维，而眨眼肌则主要由白肌纤维构成。但四肢的肌肉，其中快慢肌纤维的比例却是根据个体不同而不同。监测运动员肌纤维类型的最好的办法就是肌肉活检法，所用仪器被称之为肌肉活检针。主要取腹部深层肌肉组织。在运动研究中，使用最频繁的是伸膝肌群，像股四头肌；而肩部的三角肌一般被用来做更精确的分析。这个方法的缺点是有损伤。

最好的无损伤方法是有选择的运动测试。这些测试通常衡量速度—力量/爆发力或力量耐力。

肌肉活检和无损伤测试一起被用来研究优秀运动员的肌纤维类型，这些运动员都是以不同的项目划分的，通常以耐力或距离区别。研究表明，运动项目与肌纤维有很大的关系。游泳运动员更为明显。快肌纤维百分比高的运动员更适合参加短距离比赛，像50米、100米、200米比赛；而慢肌纤维百分比大的更适合参加对耐力要求高的比赛，像400～500米、80～1000米、1500～1600米比赛。

研究表明，慢速训练主要对慢肌纤维起作用，而快速度的训练则主要对快肌纤维产生影响。这就强调了训练强调的重要性，反驳了传统的观点：力量就是速度。

有关运动对肌纤维组成的影响现在还处于争议中，主要是训练会不会引起三种类型肌纤维的百分比发生变化。一些学者认为，长期的耐力训练可导致快肌纤维转化为慢肌纤维，但大多认为只是2型肌纤维的改变。并且已证明，慢肌纤维的百分比不会发生变化。运动训练指出，强调耐力的训练可使一部分2b型肌纤维转化2a型；而速度和速度——力量训练则产生相反的作用，尽管两者的程度不同。

还有一些人认为，长期的耐力训练可引起快肌纤维的破坏。据说是长期的耐力训练，促使肌肉的溶酶体降解快肌纤维。一旦快肌纤维被破坏，慢肌将增生取代快肌纤维，最终导致肌纤维构成比的改变。但这一理论目前仅限于猜测。

了解肌纤维构成比可以帮助教练员更好地选择运动员。一般人机体中快慢肌百分比为50%和50%，这样的人既可以做耐力运动，也可以做力量运动，但绝对不会成为任何项目中的优秀运动员。肌纤维的构成越偏向于一边，其成为优秀运动员的可能越大，但其他因素的重要作用不可忽视。