ぬ氐耐炔侩璩∠宋铩h缓蟀岩桓鲂≡补懿迦肷鲜稣胱雌餍档目招墓芾铮补芤欢吮咴的サ暮芸欤笠桓鑫12偷淖鎏鸨哪bsp;体育科学家们又在努力研究这个问题了。在年头不太久以前,跑步者大都靠自己去摸索如何进行锻炼。即使有一个人有幸碰上一位知识丰富的教练,但是对于速度和耐力的基本来源了解得很少,因此如果采用了任何行之有效的锻炼方法,那一定主要是碰巧而已。但是这一切,无论如何大部分已成往事。近几年来,对于跑步的生理学,营养,甚至各种因素中最难捉摸的一种——动机,也已有了许多了解。
因此,一个运动员,如果他不怕麻烦,仅仅通过阅读,就可以很快取得过去别人要终身才能得到的经验。不仅是最优秀的运动员,就是连我们一般人也都能利用这些经验。仅举营养方面的一点为例,直到前不久,许多这动员,甚至连许多教练都认为,如果需要能量,就得吃蛋白质。可是使科研人员感到惊奇的是,他们终于发现,在剧烈锻炼中,能量的主要来源是碳水化合物,而不是蛋白质,如果在有些足球运动员训练时的餐桌上还以牛排为主菜,那只是因为常识的力量往往敌不过传统。
碳水化合物的秘密以及其他许多秘密,是由于本世纪初出现了一种新事物而发现的,这就是体育生理实验室的建立。第一批这类实验室是在英国和德国建立的。
在本世纪二十年代,这种做法也在美国流行开了。拥有第一台踏旋器的哈佛疲劳实验室在坎布里奇大力展开了活动。但是,直到六十年代才开始进入大发展时期,那时,由于人们对心理学的好奇心和可以获得适当的资金,实验室如雨后春笋一样出现在美国各地。
由于现在有如此多的实验室,它们在从事多种多样的研究。芝加哥伊利诺斯大学的劳伦斯·b ·奥斯凯博士正在设法弄明白体育锻炼对脂肪细胞的大小及数量有 什么影响。他的研究有朝一日可能被视为在防止体重过重的斗争中的重要里程碑。
宾夕法尼亚州立大学诺尔实验室里,埃尔斯沃斯·巴斯柯科博士一直在研究轻便的去纤颤器的效用,这是一种当心脏跳动已松弛到无效间歇时使心脏重新搏动起来的器械。此外,州立鲍尔大学的研究人员已在研究象如何使膝部动过手术的病人康复,以及体育锻炼在帮助糖尿病患者过正常生活方面的作用之类的问题,但大多数实验室迟早总要回到几乎所有运动生理学家最喜爱的课题上去:跑步。理由是:在跑步过程中人体承受这样强的压力,以致变化产生得很快,并易于用数量测量出来。如果一个人在一整年内每星期有一天晚上玩滚球,他的身体可能会略有一些变化,但是谁能想出什么办法去测量这种变化呢?相反,一个每天跑五英里的人,身体一定会有显著的变化。
体育生理实验室的工作已取得某些令人注意的(即使有时是有限的)实际成效。
在我写这本书时,新西兰的约翰·沃克是一英里赛跑的世界冠军。他受到的医疗照顾也许比历史上任何其他赛跑运动员都多。他的医生劳埃德·德雷克博士密切地观察他的脉搏、血液指数和用氧能力。如果他的血红素数量下降了(从而他的血液输送氧气的能力也下降了),德雷克就要使它升上去,给他注射维生素b12,以刺激骨髓制造更多的血红素。假如沃克受了一点轻伤,德雷克就会立刻给予处理,防止伤势转重。他甚至规定沃克锻炼时应当跑多快(经常是每英里五分钟的速度)。但是对生理学家的工作最重视的地方是东德。那里每一个世界第一流运动员都有整整一个专家小组辅助他,正如一位医生说的那样,“就象把宇航员送人太空时的飞行控制”。
鉴于东德人近年来在体育方面取得的成功,如果我们自己的运动生理实验室不能迅速发挥日益重要的作用,那将是令人感到意外的。
但并不是所有的人都认为上述作法是好办法。在一次运动和心脏病的学术讨论会上,罗杰·班尼斯特说,他认为“科学研究对运动员没有多大帮助,因为每个运动员都互不一样”。班尼斯特说:“他必须既试试快跑,也试试慢跑,从自己的错误中吸取教训,然后计算出自己最有效的训练方法。”他说,此外,身体的因素只是一个跑步运动员取得成功的条件的一部分:“我认为使一个跑步运动员得到提高的最重要的素质,是他的干劲和顽强的精神。那是和任何身体素质一样重要的。”有些评论者还担心我们最终会培养出一批没有头脑的一九八四年式的超级明星,身体虽然锻炼得很完美,但却受一些专搞权术的研究人员和技术人员小组的操纵。
这种情况是不大可能出现的。首先,正象班尼斯特指出的,精神上的素质在赛跑时是很重要的。其次,比赛的成功要依靠许多可变因素,因此几乎不可能在某一特定时刻使每一项因素做好准备。谁也没法知道。不管怎样,东德是个例子。自从医师参加后,东德取得奥运会奖牌的能力大幅度上升了。
为了弄清楚运动生理实验室究竟千些什么,我访问了它们中最著名和最受尊重的实验室之一,印地安纳州芒西市州立鲍尔大学的人类行为实验室。该实验室由一位能言善辩、思想敏捷的生理学家戴维·科斯蒂尔领导。
人类行为实验室是一座看不出有什么建筑风格的很不起眼的金属结构房子。在整个州立鲍尔大学校园内,它属于最小和最不引人注目的建筑物。然而,近来它兴旺起来。该实验室于六十年代中期刚创立时,只有一辆自行车,一条阶梯式长凳和一抽屉听诊器。当一九六六年戴维·科斯蒂尔来到后,它才开始受到人们的注意。
科斯蒂尔四十一、二岁,头发微灰,身材瘦削。他是个怎么说就怎么做的人,自己每天都跑五英里。他虽然自小就对付育感兴趣,但是直到很晚的时候才想到要把运动生理学当作自己的事业。他告诉我说:“离开大学以后,我曾当过一阵中学游泳教练。我很快发现我不愿一辈子当教练,因为除了我喜欢孩子们以外,我不能得到其他满足。我真正喜欢的是对运动员进行研究。我能用数百小时计的业余时间从事这方面的研究,只是因为这种研究有意思。最后,我进入俄亥俄州州立大学读博士学位,但是那时我还不知道我想干什么。我开始在研究实验室外徘徊。我有时会进去呆上一整天,只是为了好玩。”戴维·科斯蒂尔获得生理学博士学位后,开始找职位。
恰好有人寄给他一份州立鲍尔大学为它的实验室招聘负责人的广告。他便应征就聘了。
这个实验室的北墙有五、六间普通办公室,包括科斯蒂尔本人的办公室。而在实验室的其他的地方则挤满了各种最新型的设备:一部电子计算机,一部离心机,测量跑步运动员在踏旋器上活动时他们身体吸收和排出的氧、二氧化碳和其他气体的设备,以及一间用来研究人体对极高或极低温度的反应的十英尺见方的热室。屋子正中间则是一架踏旋器,这个国家的一些最优秀的赛跑运动员曾在这架踏旋器上为科研作出了贡献。
就在这些房间里获得了一些重要的发现,其中有几项使跑步运动发生了永久性的变化。例如,几年前当科斯蒂尔和一位哥本哈根大学的医师本特·扎尔廷一起进行研究时,科斯蒂尔注意到世界第一流跑步运动员们的肌肉似乎和那些造诣较差的运动员们有所不同。为了寻找这种难以捉摸的线索,这两位研究者终于探索到肌肉纤维本身去。当他们仔细观察这些象头发那样的细丝时,他们注意到了一些令人感兴趣的现象。在染色之后,可以分辨出两种不同类型的纤维质。此外,在第一流的选手身上,都大部分是同一类型的纤维质。这意味着什么?他们使用了复杂的分析技术,开始研究肌肉纤维,以探讨酶的活动和收缩特性等因素。最后终于从这种研究中获得相当重要的发现:有些纤维质名为st 型,收缩慢;另一种纤维质名为ft型,收缩快。他们发现,实际上每一个第一流长跑选手肌肉中的慢收缩纤维都多于快收缩纤维。例如对包括弗兰克·肖特和现已去世的史蒂夫·普雷方泰等在内的十四名长跑运动员检查的结果,据发现他们肌肉中的慢收缩纤维平均占百分之七十九(随便挑一批人来检查,慢收缩纤维的平均数仅为百分之五十七)。由于他们又发现中距离(半英里至两英里)赛跑运动员的慢收缩纤维占百分之六十二,显然这两类赛跑运动员的肌肉纤维的组成存在着差异。但是这是否是一个决定性的差异,说明某些人是天生的优秀马拉松赛跑运动员,而另一些人是天生的优秀中距离赛跑运动员呢?从进一步的研究结果看出,大概就是如此。
有人认为上述实验结果似乎意味着第一流的赛跑运动员是天生的,而不是靠锻炼培养出来的。对科斯蒂尔来说,却不意味着是这样。上述结果确实表明有朝一日,运动员可以避免走进一条死胡同,即避免向着进展可能性很有限的方向努力,而把力量集中于他们最适合的方面。当然不能保证某一个运动员就一定能获得冠军,不过这至少可以使他(或她)避免把精力花在他(或她)天生没有突出才能的方面。
科斯蒂尔说:“我们使你看到,除非你的肌肉中有很多慢收缩纤维,否则你永远不会成为长跑冠军。”
人们在进行象马拉松长跑这样的激烈运动时,体液会发生什么变化?在这方面,科斯蒂尔也有一些重要发现,在这个过程中,他大概已经救了许多人的生命。几年以前,他对不让人在运动时喝饮料的古老规矩是否有道理表示怀疑。他和另一些人的研究结果表明,这规定是没有道理的,并且事实上,特别是在又热,又湿的气候中,如果不能摄人液体,那将能够引起中暑。进一步的实验表明,在运动时喝饮料不仅不会减低效率,反而能增进效率。其结果是美国运动医学学院于一九七五年发表一项具有划时代意义的意见书,要求不再限制人们在运动时喝饮料。这已产生了广泛的影响。
科斯蒂尔目前使跑步锻炼方法产生的另一个变化是关于跑步的路程。赛跑运动员一向以一个星期为单元来合计其跑步路程的多少。例如当我和比尔·罗杰斯交谈时,罗杰斯说:“在过去三年间,我每周共跑一百四十英里。”以周而不是以日来计算里程之所以成为一种公认的办法,是因为这样一个跑步者就比较容易补偿一天和另一天的差额。科斯蒂尔认为就是这样也还做得不够。他有数据支持他的论点,而且是以他了解得最清楚的他本人作为实验对象而得来的。跑步时的能量来源于称为肝醣的象糖那样的物质。肝醣存储在肌肉组织中,在运动时,其供应逐步消耗掉。
如果肝醣全部消耗完,不管你的意志力有多强,活动必然会停止。科斯蒂尔在连续三夭每天跑十英里之后检查他的肝醣数量,发现肝醣的供应量恢复到正常水平,需要长达两星期之久。说得清楚些,他在连续进行了一个星期的全力训练之后,不可能再有足够的肌肉肝醣来进行一次重要的比赛。他告诉我:“我的肝醣恢复得很慢。
这种恢复速度的快慢是各人不同的。我除了多吃碳水化合物外,别无他法。”
科斯蒂尔建议,跑步者以一个月而不是以一个星期来合计所跑的路程,这样就较易于使自己能够偶尔在某一周运动量少一些。他把这项建议连同其他许多建议都写进一本名为《对待长跑的科学态度》的非常杰出的书中,但是这本书还没有出版。
他曾经让我看过这本书的底稿。关于按月还是按周计算路程的问题,科斯蒂尔写道:
“锻炼的目的是使跑步者体内持续地迅速产生能量所必需的生物系统受到压力,并常常使其受到一些损耗。除非能让有机体有足够的休息,来进行恢复和补偿锻炼的劳损并有所增进,那么这种锻炼就毫无价值可言。。因此在一个锻炼计划中,休息是具有同样重要性的组成部分,缺少休息,这个计划必然会失败。。。鉴于大多数生理系统(例如:肌肉酶)需要三到四星期的时间才能对一定的锻炼强度作出反应。
看来一个跑步运动员所受锻炼的强度,应根据四个星期跑步的总路程来判断。这样的锻炼办法的好处在于既能使每周跑步所用力量大小有所不同,又可以安排较长时期的轻松锻炼,以使身体能得到充分恢复。”
科斯蒂尔发现,他有一种滞缓的糖原系统,这个发现使他得出了另一个结论:
不论一项训练原则在科学上如何有道理,它都可能并不适用于某些跑步者。他说:
“我们每个人的情况都不同。如果你想发现你能做些什么的话,你就去试做各种不同的事情,甚至做那些看来是极端的和完全不合理的事情。”
科斯蒂尔还发现其他一些情况如下:
一、甚至长跑运动员也需要快跑的训练。有些教练否认这一点,但是科斯蒂尔的研究表明,只有在快跑的时候,所有在比赛中使用的肌肉纤维才发挥作用。快跑还会增强生物力学方面的效果。
二、剧烈的训练会消耗大约三天的糖原供应。所以在比赛之前应该进行一天多一些的轻微训练。科斯蒂尔建议进行三天的轻微训练。顺便提一下,他认为,在比赛的前一天没有必要停止跑步,只要跑步的距离不超过四英里到六英里,而且跑步的速度很慢。
我访问科斯蒂尔的这一周是很繁忙的一周。当我们交谈的时候,正好在他的窗户外面有一台载在拖拉机后面的挖土机发出震耳的响声,正在为建立实验室的一个附属建筑物挖掘地基。一位科学仪器制造公司的推销商来到这里进行一次示范。在实验室里面,技术人员通过显微镜进行探测,并且用针一样的仪器选择一些肌肉纤维,供以后的化学分析之用。在我离开之前,我又向科斯蒂尔提出一个问题:他认为在人类生理学方面探索的下一个领域是什么?
他回答说:“关于这类工作,情况发展得恨快。”“仅在几年以前,我们还是用老鼠试验的。当时碰到的问题是,你不可能使老鼠拼命的跑,不管你怎样冲击它,它也是呆着不动。后来我们学会了如何在活人身上进行肌肉研究,这是一个突破。现在生物化学是要探索的领域。我们必须发现在肌肉中发生什么情况。我确信,这就是活动的部位。到目前为止我们进行的工作好象是刚刚打开大门,向里面窥探了一下。我们知道里面有大量的奥秘。我们现在必须赶紧发现它究竟是什么。”
《跑步人生》——24 超长马拉松
24 其他一些问题
仅仅跑二十六点二英里是不够的
如果不仅仅跑二十六英里而是跑五十英里,那会有什么感觉?当我采访鲍勃·格洛弗的时候,他刚刚跑完五十英里。他在每圈为四分之一英里的跑道上跑了二百圈,他这样做的原因很简单,他是那些对通常赛跑距离感到不满足的长跑运动员之一。
他现在坐在他的办公室里正在反复思考这段经历,当我们交谈的时候,他用铅笔刀在他的一双蓝色跑鞋头上划了几道口子——试图减轻他的脚趾甲受到的压力,因为他的脚趾甲上打了几个血泡而感到疼痛。
格洛弗生得个子高大,双加深陷,身材匀称。在他跑了五十英里的第二天他跑了五英里。现在,即两天之后,他计划跑二十英里,看上去他并不感到疲劳。
他说:“如果你有心血管健康的良好基础,如果你的腿在经过长期跑步后很健壮的话,那末跑五十英里的主要问题只是你头脑里的思想了。大约跑到三十英里到三十八英里之间的时候,我的头脑里就发生斗争了。在跑了四十英里之后,我仿佛获得了一种新的精力的源泉。首先,情绪很高涨。我在赛跑之前就下定决心,如果我能跑完四十英里,无论如何我要跑完全程。”
由于八月份天气炎热,格洛弗的计划稍有变动。他说:“这时的温度大约是九十多度,所以我的目标与其说是赛跑,还不如说是仅仅为了活下去。我怎么能解释在跑到三十英里到三十八英里之间时的感觉呢?我那个有毛病的膝盖出现阵痛,我估计不可能跑下去了。我感到疲劳,真想躺下去睡一觉。我的后背有些疼痛。但是这次赛跑开始对我产生心理上的影响超过肉体上的影响。我在开始赛跑以前必须具有坚持跑下去的思想准备。”
当格洛弗跑步的时候,他使劲地嚼口香糖,喝番茄汁和水,并试着吃一些小孩的食物——胡萝卜,牛奶蛋糊,以及牛肉加蔬菜。他说:“我认为这些食物很好,因为容易消化。麻烦是这些食物遭到太阳的暴晒,因此弄得非常烫。我不得不强塞下去。我几乎要吐出来。”
格洛弗跑到终点得第五名,成绩是七小时四十五分三十秒。那已是晚上七点四十五分了。他说:“我做的第一件事就是喝啤酒。啤酒真是好喝。接着我就回家在浴缸里泡了半小时,最后洗了淋浴。我手脚舒坦了大约十五分钟到二十分钟就吃饭了。
吃完饭后我又洗了一次澡,再舒坦一下。然后我把脚放在高处,看了一会儿电视,当我开始打盹的时候,我就上床睡觉。
格洛弗是我们这样的世界上一位身心健全、工作勤奋和有生产能力的公民,究竟是什么原因促使象格洛弗这样的人进行这稗的磨练呢?不是为了健康,因为他已经十分健康。也许人们只能这样说,格洛弗之所以跑五十英里,是因为有五十英里的比赛。他已经参加过几次马拉松赛跑和一次五十公里的赛跑——它折合三十一英里略多一点——所以这样做在某种程度上是合乎逻辑的。下一步,这也许是一种消除普通比赛中厌烦情绪的办法。
不管什么原因,这样的比赛表明,在跑步中始终可以做出一些其他的事情。如果你满足于保持习惯的速度和参加习惯的比赛的话,你可以终生在一个公园里跑步或参加五英里到十英里的比赛,也许偶尔尝试进行一次马拉松赛跑,以对自己考验一下。但是如果你想跑得更远的话,可能性是存在的。
事实上,没有理由以五十英里为极限。特德·科比特喜欢进行一百英里的比赛。
他说:“象我这样跑步多年的人,跑一百英里是自然的延伸。”“促使你这样做的动力,也就是促使你参加马拉松比赛的动力。许多马拉松运动员在跑完全程后还有很大的精力,所以他们都猜测他们本来还能跑多远。”
科比特对长跑——跑步者称之为超级马拉松——的知识,比当今任何人要丰富,他谈论长跑的一些细微情节就象一位园艺家谈论名贵的玫瑰花一样。他说:“当你的跑程增加到一百英里的时候,你就进入了一个不同的级别。有一些感到疲劳的阶段。
到十八英里左右你就进入第一次感到疲劳的阶段。你必须冲破这个阶段使精神振奋起来。如果你继续跑下去的话,你还会进入几个疲劳的阶段。在你参加五十英里或一百英里比赛之前,你是决不会知道这些情况的。例如,要越过八十五英里这一关是非常困难的。必须有坚持下去的决心;否则,你就是过不了这一关。看来终得冲破这个阶段才能跑完九十英里。这同进行马拉松长跑时感到疲劳的阶段不同,因为你的精力状况已发生几次变化。”
我问科比特,他有没有丧失过继续跑下去的意志。他回答说:“哦,是这样的。”
“你想一想,我为什么不呆在家里?我在这里干什么?”
然而,对于象科比特和格洛弗这样的人来说,探索耐久力的极限仍有极大的吸引力。而且并不是仅仅他们两个人抱有这样的想法;要研究跑步经验中一些比较少见的——在某种程度上来说是比较奇特的——方面。
例如,爱尔兰贝尔法斯特的托尼·拉弗蒂有一次跑了五十小时,仅仅是为了证明这是能够做到的。一位名叫帕克·巴纳的跑步者曾在一九七六年的某一天在中央公园跑了五十英里,接着跑到宾夕法尼亚州,第二天他又跑完了二十六英里的马拉松全程。
为了引起人们对美国黑人问题的注意,喜剧演员迪克·格雷戈里花了两个半月的时间从洛杉矾跑到纽约,沿途只进果汁、葵花子和各种能保持健康的食品。
二十七岁的审记员理查德·英纳莫拉托从一九七六年十月开始从缅因州肯特堡跑到佛罗里达州基韦斯特,全程共二千四百英里。(他凭一种无可辩驳的逻辑说,任何一个试图这样做的人“必然是从中感到乐趣的人,或者是一个古怪的蠢人。”)
担任人事顾问的迪克·特劳姆尽管在一次汽车事故中失去了右腿,但是他装上假腿,仍然参加赛跑,其中包括马拉松赛跑。
人们经常看到纽约州弗拉兴的乔·帕多参加纽约州和康涅狄格州的赛跑。其实他是一个瞎子。旧金山的哈里·科德洛斯也是如此,他参加马拉松的成绩是两小时五十九分。
在死谷——说来奇怪,人们都喜欢在那里跑步——名叫帕克斯·比尔和肯·克拉奇洛的两名跑步者在一位非常想了解他们会发生什么情况的医生的陪同下,两天内跑了一百四十五英里,终点是海拔一万四千四百九十五英尺的惠特尼山。死谷的气温高达一百三十五度。比尔在两天内体童掉了五十五磅,但由于喝了一种特别的流质,体重差不多恢复了十一磅。
在伦敦,每年大约有一百名跑步者聚集在英国议院塔的大钟的影子下,开始从伦敦到布赖顿的五十二点五英里的比赛。最近参加比赛的罗德·麦克尼科尔向纽约公路跑步者俱乐部的成员谈到他的经历时说:“在比赛结束的时候,我的两个乳头上,脚上,腿上和其他几处地方都流着血,我的两条腿感到剧痛。特别是两条大腿。除此之外,我有一种恐怖的感觉。”至少有两名妇女也跑完了从伦敦到布赖顿的全程。
一个名叫唐·卡梅伦的新西兰人以每天将近六十英里的速度,从新西兰南部海岸的斯特林一直到最北端的伦加角灯塔,跑遍了他的国家的南北全境,他总共跑了二十三天,最后他和看守灯塔的人一起喝啤酒以示庆祝。
有一个叫做自由火炬的组织(它把宗教信仰和跑步运动结合起来),最近举行跑遍所有五十个州的总共八千八百英里的长跑,以表明“对美国的信念”。
每年在新罕布什尔州都要举行一次登高赛跑,这种赛跑从华盛顿山脚下开始,沿着山坡婉蜒上山跑八英里,最后到达六千二百八十八英尺的高峰。我的一位名叫艾尔·米汉的朋友已几次参加这种登高赛跑,每次都名列前茅。米汉说:“一路上都感到疼痛。马拉松长跑根本不能和这种赛跑相比。有人认为,自己爬过几次山,参加这种登高赛跑不成问题。结果他们碰到了一些意料不到的情况。”
我自己跑步是为了娱乐,因此不会参加上述运动。我最喜欢在凉爽的秋天,当树叶茂盛、空气新鲜的时候进行十英里的跑步;只在偶然的情况下,我才去自讨苦吃。但是谁能说,我这样做是对的,而我刚才介绍的那些人是错的?无穷的可能性在等待着你。
《跑步人生》——附录
附录
跑步的生理学
跑步从大脑开始。一旦你决定跑步,你的大脑皮层——它的灰皱外层——就发出一阵电化信号。象打电话一样,每一个闪灯的信号只有一个目的地。设想其中一个信号是发向一块小腿肌肉的。它从你的大脑发出,经过你的脊椎和腿,在一霎那间改变一连串细胞中的钠和钾的平衡,从而从一条神经跳到另一条神经。当这个信号到达接合处(医学上称为突触)时,它跨越过去,在它跨越时引起一阵同样的化学变化。因为神经搏动是以快得几乎无法衡量的速度进行的,所以它几乎立即就到达一块所谓终板,即神经与肌肉纤维最后会合的地方。当肌肉纤维收缩和放松时,再次发生化学变化。
肌肉纤维很小,你必须眯着眼睛才能看见它。在它冻干之后——象戴维·科斯蒂尔实验室之类的运动生理学实验室有时就把它冻干——你要是不小心地喘一口气就会把它象一粒尘埃那样吹走。但是就在这一点点无限小的纤维之内,就发生着人体中的某些十分复杂的生物化学变化过程。非常简单化他说,它们包括葡萄糖和氧气的反应以形成二氧化碳、水和机械能。当氧气供应不足的时候——从某种程度上说,在整个跑步过程中都是如此——这种反应的一部分是厌氧的(没有氧气)。因此,象乳酸之类的不完全的氧化物就聚集起来,造成了缺氧现象、为了完成这些化合物的分解,你的身体必须“偿还”必要的氧气。而肺、心脏、血管和血液的功能就是为了使你的六百多块肌肉从空气中得到氧气以使这种情况得以发生。
当然,肌肉并不是单个纤维,而是象平放的一股股面条那样捆在一起的巨束纤维。由于象线一样的称做肌动原朊和肌浆球蛋白的蛋白质分子的作用,这些股纤维就收缩了。肌动朊和肌浆球蛋白碰到一起时所发生的情况就象啮合在一起的两把梳子一样。它们啮合得越紧密,一块肌肉也就收缩得越紧。
任何一个跑步者都知道,跑步会产生大量的热。耶鲁大学医学院的伊桑·纳德尔博士在一次科学家会议上说,甚至在休息的时候,新陈代谢的细胞熔炉所产生的热足以在五分钟之内使体温升高整整一度。当我们跑步的时候,这些熔炉轰轰地燃起无限小的新陈代谢的火焰,产生远远超过人体所需要的热。如果我们不让自己烧掉的话,我们就必须设法摆脱这种热。正因如此,我们有一种调节机制。
人体的恒温器远比大多数恒温器复杂。虽然它既监督皮肤温度又监督体内温度,但是它把更大的注意力放在后者。一旦它感觉到温度升高时,就向大脑深处的丘脑下部发出信号。根据丘脑下部发出的命令,皮肤上的血管就扩大了,以便散热。此外,在必要时汗腺就分泌液体和电解质的混合物,以便蒸发和冷却。
另一方面,如果丘脑下部感到温度下降,它就命令少往皮肤输血,并且暂时关掉汗腺。如果冷却现象继续下去,它就使骨胳上的肌肉颤抖从而产生更多的热。然而,即使在冬天,跑步中的问题通常不是过冷而是过热。
上述扼要的说明就是我们在一次跑步中所发生的情况。那么,一次又一次的跑步会发生什么情况呢?显然,只要我们进行锻炼,就会发生深刻而基本的适应性变化。不然的话,怎么能说明下述情况呢:当我们第一次练习跑步时,我们跑不到一个街区就喘不过气来,而一年以后,我们在波士顿马拉松赛跑中跑过半程后还能呼吸自如和感到清新呢?为了了解所发生的情况,让我们研究一下跑步过程的每一个生理阶段吧。请注意,当我们这样研究时,所说的“锻炼”并不仅仅是一种结果,而是多种相互关连的结果的综合。
大脑
我们已经知道,跑步是从大脑开始的。除了不随意肌的情况以外,人体不会做出大脑不愿意让它做的事情。因此,当我们锻炼时,我们所做的事情之一就是使我们的大脑坚强起来。当我们无论天气好坏总是一天接一天地跑步时,我们就学会了自我约束。埃米尔·查托皮克曾经写道:“下雨了吗?没关系。我累了吗?也没关系。。不管怎样我都练习,直到意志力量不再是一个问题为止。”对一个外行来说,他的行为可能看来是强追性的和毫无道理的。但是,任何认真的跑步者都知道,坚持一项锻炼计划是确保增进健康状况——并且,正如上面所说的,得到完全实现目标后带来的生理上的益处一的最好的办法之一。
神经
甚至神经——那些象藤一样地绕在我们身体每一个角落的头发一般的卷须——
也从锻炼中得到益处。它们在传送电化脉冲方面变得更加有效并且使更多的肌肉纤维活跃起来,从而增加了力量。此外,由于反射作用代替了自主的行动,动作就变得更加有效。浪费性的肌肉收缩将变少,不需要的肌肉可以更充分地放松,动作将简化。体育生理学的一位权威、卢西恩·布鲁哈博士写道:“最后的结果是,在做一个动作时,能的消耗将会减少,减少的程度可能达到锻炼前所需要的总能量的四分之一。”这种幅度的减少是很大的节约。
肌肉
锻炼将使肌肉的力量增强。然而,直到不久以前,谁也不确切知道原因何在。
现在,由于先进的分析技术的发展,关于力量的秘密已开始揭开——随之而来的是有关速度的秘密也开始揭开。例如,现在知道,当我们一次又一次跑步时,我们肌肉的细胞内部发生了变化。线粒体、(细胞中生产能量的、用显微镜才能看见的小工厂)增加了,从而为生产一种叫做三磷酸腺苷的富有能量的化合物提供了更多的场地。线粒体酶也增加了并且合成的速度也加快了(其中之一、琥珀酸脱氢酶在受过锻炼的跑步者身上比久坐不动的人的身上多两倍半)。
发生的变化还不仅于此。不久前,在欧文的加利福尼亚大学的肯尼思·m·鲍德温博士和华盛顿大学医学院的威尔·w·温德尔博士在受过锻炼的老鼠和未受过锻炼的老鼠身上做试验,发现糖原(葡萄糖的储存形式)在实行了十二个星期的锻炼计划后的老鼠的肌肉和肝脏中都高一些。(大概在人体中也会发生同样的情况)。显然,甚至在细胞本身的微小的仓室和水道中也发生重要的适应性变化。
正如细胞发生变化一样,肌肉纤维也发生变化。在锻炼之后,收缩得更快了,也更有力了。此外,因为纤维不是那么快地感到疲劳,工作起来就能够更持久一些。
得到锻炼的肌肉之所以有更大的效率。是因为毗连的动脉长出新枝和毛细管变得更稠密了。例如,一块小腿肌肉的毛细管密度几乎增长一倍。为了使用因此而增加的氧气,肌肉的肌红蛋白——一种吸引氧气的类似血红蛋白的物质——的供应也增加了,在某些情况下甚至是。。。。(校者注:原文不完整。)倍。从一个外行的人看来,这些适应性变化基本上是一种简单的过程:肌肉仅仅是变得硬一些、强韧一些,并且使动作持续时间长一些。事实上,这一过程比这要复杂得多。
血液
没有氧气实际上就不可能有任何人类的活动。这种物质通过鲜红色血管输到肌肉。它被血红蛋白所环抱,产生后仅仅几秒钟内就从心脏输送到需要它的任何地方。
当锻炼开始时,为了增加血液的效率,血液就离开血管象巨大的浪潮一样渗进肌肉细胞的空隙。这一活动有两大目的:首先,当肌肉浸浴在血液中时,肌肉就工作得轻便一些;其次,血液中的血红蛋白的集中程度就增加了,使得一定量的血液能够比通常运送更多的氧气。* 经过一再地锻炼之后,血液中就发生了一种重要变化, 人体实际上已懂得它的血液量将定期地下降,因此它将增加它的供应量。这样,当锻炼开始、血液离开血管时,数量更大的血液仍留下来执行基本任务。
*血红蛋白增加所产生的有益结果,是使人采取向静脉注射某种物质这一引起争议的措施的原因。因为不能输送足够的氧气看来是长跑的主要限制性因素,所以某些研究人员推理说,红血球的增加——从而使血红蛋白增加——将使活动相应地增加。因此,在比赛前把血液或者把红血球注入血管。然而,向静脉注射刺激品的价值迄今尚未得到最后的证明。即使它被证明了,某些批评着还会继续把它看作是可怕的事情而规避它。
在锻炼时,血液的成份还会发生其它的变化。例如,它的凝结能力增强了——
这种功能的出现无疑是为了保护进行活动的人。此外,由于血块一旦形成之后最后必须分解,一种——叫做纤维蛋白溶酶——的量也增加了。(据理论上说,纤维蛋白溶酶也可能分解长期存在的血块——包括心脏冠状动脉中的小血块,这些血块要是扩大的话,可能引起心脏病)。同时,某些类脂物——例如同心脏病有关的一些类型的胆固醇和甘油三酸脂——的集中程度就变小了。斯但福大学医学院的彼得·伍德博士及其助手最近的研究表明,当中年男女每周跑十五英里的时候,这些类脂物显著地减少。伍德写道:“这些非常活跃的中年人,成为得心血管疾病的危险显著减少的一批人。”
心脏
锻炼的效果很少有象心脏中出现的效果记录得那样详尽。人们进行的研究一再表明,经过象跑步这样耐久的锻炼后,心脏的效率明显提高了,能够做更多的工作而工作时也不那么吃力。一个最基本的变化是,心脏肌肉的纤维延长了,很象我们做伸展锻炼时,腿部肌肉延长那样。纤维变长就使得两个心室——特别是把血液挤人主动脉的强有力的左心室——扩大并且每次收缩时喷出更多的血液。
与此同时,供心脏本身使用的动脉也扩大了——在某些情况下,扩大到通常情况的三倍——并且数目也增加了。第四章曾介绍了著名的克拉伦斯·德马——在六十多岁还能取得很好的比赛成绩的一位马拉松赛跑运动员——的情况。保罗·达德利·怀特博士在研究了德马的尸体解剖结果后发现,虽然德马的心脏冠状动脉扩大了,但是它们不是健康不良的象征,而只是对他半世纪的锻炼的一种自然反应。可以预料,比普通体积大的动脉可以输送更多的血液,从而可以给心脏供应特别充足的氧气。明尼苏达大学的研究人员不久前发现,在经久锻炼的运动员身上????
流入心脏的血液可能增加到休息时候的五倍,其他研究人员认为,比例甚至可能比这还要高。
前面已经说过,这些变化使得心脏在每一次搏动中喷出更多的血液——在许多情况下等于一个未受过锻炼的人的心脏能够喷出的血液的两倍。在锻炼以前,一个人的心脏每搏动一次能够喷出不到半茶杯的血液,而在锻炼以后,心脏可以喷出几乎满满一茶杯。之所以有这样的增加是因为在心脏舒展期间——即血液进人心房的阶段——心脏更充满血液。因此,在心脏收缩期间——喷出血液阶段——可以有更多的血液挤出去。由于运动员和久坐不动的人在休息的时候都需要基本上一样的血液供应量,受过锻炼的心脏在大部分时间搏动的次数就少一些。休息时心脏搏动的次数每分钟减少十次或二十次是常见的事,对于一个受过很好锻炼的运动员来说,脉搏为四十几次或者甚至于三十几次,这并非不是寻常的事。(我自己的脉搏是四十五、六次)。心脏搏动减慢——它的术语叫心搏缓慢——常常使得不经常给运动员看病的医生感?
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