生理生化监控在攀岩速度项目中的应用

方彩华 田 璐 徐培芳 张艳丽 欧阳辉 李文敏 薛曹叶

生理生化监控在攀岩速度项目中的应用

方彩华1田 璐2徐培芳2张艳丽2欧阳辉2李文敏1薛曹叶1

（1.湖南省体育科学研究所 国家体育总局运动机能评定与恢复重点实验室，湖南 长沙 410082；2.湖南省体操运动管理中心，湖南 长沙 410082）

竞技体育的发展离不开科技的支撑，科学训练才能有效提升竞技运动水平，训练监控是实现科学训练的重要环节。攀岩项目作为一个新的竞技体育项目，随着其入选奥运会、全运会，竞技成绩在不断被刷新，运动训练的强度和量都在提高，在如此高负荷的情况下，训练监控是必不可少的。攀岩项目科研工作起步晚，监控的一手数据并不多。如何通过客观、科学、有效、数字化的监控，了解运动员的机能状态、训练负荷、训练强度、训练效果以及体能和营养恢复情况，并在借鉴其他运动项目的训练监控经验的基础上，通过训练和监控指标的变化情况找出攀岩的能量代谢特点、体能特点和项目规律，是一个值得研究的问题。文章结合攀岩速度项目的特点，探讨生理生化监控在该项目中的合理应用，为提升其科学训练水平提供理论参考，对项目的发展意义重大。

攀岩速度项目；生理生化指标；训练监控；科学训练

攀岩入选东京和巴黎奥运会，成为奥运会正式比赛项目，标志着攀岩正式从户外运动转变为竞技运动，尤其攀岩速度项目作为比赛单项列入巴黎奥运会，这大大促进了项目的发展，同时也加大了该项目的竞争。攀岩速度项目在我国的发展较晚，无论是竞技水平还是科学研究，都与欧美国家存在一定差距。近年来，我国在该项目上取得了长足进步，进入了国际一流水平。为了保持项目的竞技优势，高科技含量的训练是最直接、最有效的手段，生理生化训练监控是科技助力中最基础也是最重要的一环。生理生化监控其实质就是一个测量、评价、控制的过程，通过生理生化指标测试得到客观、精确的数据，对数据进行研判和分析，然后对训练做出反馈[1]。我国竞技攀岩的科研工作处于起步阶段，研究的数据不多，聚焦速度项目的文献就更少，笔者立足攀岩速度项目的专项特点，通过长时间的训练监控，积累了真实可靠的数据，通过对数据的分析进一步了解速度攀岩的能量代谢特点和生理生化特点等，以期为今后攀岩速度项目的科学训练监控提供参考。

1 攀岩速度项目的项目特征

1.1 攀岩速度项目的竞赛特点

攀岩速度项目是在高度为15m人工岩板的固定岩点上完成最快速度的攀爬，技术动作可随个人特点而变，由起步、途中的加速、后程冲刺等几个环节组成。运动员需克服自身重力向上攀爬，根据岩点和个人技术特点，可能包含有大幅度的跳跃动作，快速连贯的上下肢攀爬动作。速度项目以时间取胜，对运动员的上下肢的爆发力量、核心的控制能力、上下肢的协调配合能力要求极高；由于岩壁赛道几乎垂直于地面，只有保护带来保护，对运动员的心理也是一种挑战；同时，在竞赛规则上，决赛采用淘汰制，失败即面临淘汰，赛期心理压力更突出，比赛节奏容易被心理因素左右，且赛道短，在赛道内调整几乎不可能，因此该项目的失误率较高。目前，攀岩速度项目男子世界纪录为5.20s，女子世界纪录为6.84s，且成绩在不断被刷新，我国也有一大批优秀攀岩速度选手的成绩接近国际顶尖水平具备国际竞争实力，如钟齐鑫、龙金宝、曹龙、宋懿龄、邓丽娟、牛笛等。

1.2 攀岩速度项目的能量代谢特点

近年来，攀岩速度项目的成绩不断提高，男子从过去的10s左右提高到5.5s左右，女子从过去的十几秒到突破7秒，随着成绩的提高，内部能量代谢系统也在发生改变。从供能系统分析，攀岩速度项目单次攀爬属于典型的以ATP-CP供能系统为主的运动项目，在短时间内获得最快垂直向上的速度，运动时间小于8s，血乳酸产生较少。但是，研究发现速度项目比赛结束后运动员体内的血乳酸并不低，这需要从该项目的比赛规程和比赛实际情况来分析。首先，速度赛需进行预赛和决赛，从预赛打到决赛需要经过多轮次的对决，有时候还在预赛前安排场地热身赛，轮次更多，因此该项目正式比赛时并非单程，而是在约为2h的时间里进行多次比赛；其次，决赛采取淘汰制，比赛间歇时间逐渐缩短，运动员的恢复不充分，运动的累积效应开始出现；再者，决赛阶段对阵选手水平越来越高，比赛越来越激烈，运动员背负着失误即淘汰的巨大心理压力。以上因素使得运动员在比赛中处于完全兴奋状态，机体各组织器官被充分动员，VO2max及心率几乎接近最高水平，但仍不能满足机体对氧的需求，尤其进入决赛阶段时，运动间歇缩短，进一步加剧机体对氧的需求，磷酸原不完全恢复，此时供能系统由单次攀爬的ATP-CP系统供能为主，过渡到部分糖酵解过程参与，糖原迅速分解生成乳酸供能，因此在攀岩速度项目训练中发展运动员磷酸原能源储备的同时，要适当增强其耐乳酸能力，进行相应的耐乳酸训练。

1.3 攀岩速度项目的体能特点

攀岩速度项目需要运动员有较好的力量素质，主要以专项力量和快速力量为主，包括攀爬的绝对力量、速度力量和速度耐力等，该项目对爆发力要求较高，爆发力也是攀岩速度项目的关键制胜因素，然而，力量以肌肉量为基础，攀岩却是要获得克服自身重力垂直向上的速度，控制合理体重非常必要，让运动员既有足够的肌肉力量以获得攀爬的速度，又不至于因为体重过重而影响攀爬的效率。同时，运动员在获取最快速度时几乎已经达到了最大心率，因此对运动员的心力储备也提出了较高要求。再者，攀岩是手脚并用的项目，要求保持躯干核心的稳定，神经——肌肉系统的调控能力也很关键。

2 我国攀岩速度项目的训练监控现状

我国攀岩速度项目起步晚，但是近年却涌现了比较多的优秀速度项目选手，随着项目的发展，越来越多的科技资源开始投入到攀岩速度项目科技研究中。纵观以往研究数据，主要集中在两个方向：技术动作的生物力学分析和运动训练的生化监控。

2.1 对攀岩速度项目技术的生物力学分析

我国对攀岩项目的技术分析从本世纪初才开始，第一次对攀岩技术进行研究始于郭伟等发表的《攀岩运动基本技术初探》[2]，后有专家对攀岩项目的部分动作，例如起步（蔡勇[3]）、窜跳（汪海军[4]）进行了生物力学分析，开始研究攀岩项目的技术特点。国内外学者利用表面肌电技术对攀岩运动员上肢肌肉的工作情况进行测试，通过表面肌电判断攀岩运动员前臂在相应负荷条件下其肌肉的疲劳情况，但是研究侧重点集中在攀岩运动损伤以及手指发力特征方面。真正以优秀速度运动员为实验对象进行科研活动，见于郭峰[5]等人的研究，其使用便携式仪器设备，通过采集我国优秀攀岩速度赛运动员专项训练过程肌电以及视频动作，进而了解速度攀岩运动项目的神经肌肉控制特点，发现速度攀岩运动员上肢小肌肉群更容易疲劳，下肢大肌群没有发生显著疲劳，而且存在上肢肌肉左右侧不平衡的情况，左侧上肢肌肉力量较弱。整体而言，相关研究不多，且需要进一步深入。

2.2 对攀岩速度项目训练的生理生化监控

近年来，逐渐有研究关注到速度训练的生理生化监控方面。刘传勤[6]等人对我国优秀攀岩速度赛运动员赛前血乳酸与心率变化特征进行了探究，初次分析了攀岩速度项目的能量代谢特点，以及成绩与血乳酸和心率的关系，时隔数十年，攀岩速度项目成绩突飞猛进，男女子速度都由过去的10s以上变成5～7s，训练水平的提高，使得大家对攀岩速度项目的能量代谢有了更为深刻的认识。目前的研究一致认为：攀岩项目属于典型的速度爆发力项目，对ATP-CP供能系统的依赖较大，在比赛中运动员在短时间达到最大心率水平，而且测试的结果也证实这一点。郭峰[5]等的研究发现速度攀岩成绩与血乳酸水平呈现正相关关系，即运动员在运动过程中产生的血乳酸越高其运动成绩越差；与心率成负相关关系，即速度攀爬运动员运动中的心率越大其运动成绩越好，以上研究进一步证实攀岩速度项目是典型的以ATP-CP供能为主的速度爆发力项目。但是在比赛中，由于比赛间歇时间的缩短、比赛现场的激烈程度、运动的累积效应，在决赛阶段，运动员的血乳酸水平较高，甚至大于10mmol/L，随着训练水平的提升，相关的研究和监测应加大力度，以获取更多更新更全面的数据。

3 攀岩速度项目的生理生化监控及应用

攀岩速度项目的运动训练监控的内容主要有三个方面：（1）对运动员的身体机能进行监控和诊断；（2）训练负荷的监控；（3）训练方法和效果的监控。身体机能和训练负荷的监控需要在总结过去其他项目的经验上，充分考虑攀岩速度项目特点，训练方法和训练效果的评估是重中之重。

3.1 身体机能的监控

身体机能的监控能保证运动员的身体机能状态，诊断过度疲劳，预防运动损伤。常用于攀岩速度项目身体机能监控的指标有血液学指标（全血五分类）、生理机能指标（晨脉、有氧能力、无氧能力）、激素（睾酮、皮质醇）、训练负荷相关指标（心率、血乳酸、CK、尿素）、内分泌指标（血清睾酮和皮质醇）等，血液学指标应每周监测，生理机能和内分泌指标需做长期监测，有氧和无氧能力建议定期测试，睾酮和皮质醇建议1次/月，训练负荷的检测则需要根据训练计划及时开展。测试指标的评价需结合运动员的整体表现、训练前后的状况以及不同运动员的个体差异进行评价。

表1列出了某队优秀攀岩速度项目运动员近3年（2018.6-2021.4）机能测试指标的情况。

表1 某队优秀攀岩速度项目运动员机能测试情况

血液学主要测试指标白细胞（WBC）主要反映运动员的免疫情况，如果白细胞过高则提示体内可能存在免疫反应或者炎症，白细胞过低可能提示免疫功能处于较低水平，从表中可以看到运动员的白细胞水平正常，提示整体免疫情况良好，结合实际情况，全队未出现群体感冒等状况；血红蛋白（Hb）与训练、恢复、营养都有关系，在阶段训练计划实施初期、大强度训练课后、运动员对运动负荷不适应及营养恢复不充分时，运动员会出现血红蛋白降低的情况，如果下降超出10%应引起注意，查明原因并采取相关措施，表2中8WXX曾在2019年初出现了血红蛋白下降的情况，反观其训练情况，发现其经常在教练员安排调整休息的时候自己加练，后经和教练员、运动员沟通，让运动员认识到科学训练的重要性，调整训练节奏，血红蛋白逐渐回升。内分泌指标睾酮和皮质醇主要反映运动员的恢复能力和机能状态，睾酮水平较高，提示合成代谢旺盛，恢复能力较好，男性运动员成年后睾酮水平较稳定，但训练会引起其水平波动，应定期测试、跟踪，建议每个月测试一次，如发现睾酮水平下降明显，应及时反馈避免出现运动性疲劳。

晨脉在身体机能监控中主要反映运动员的身体恢复情况，研究证实身体出现疲劳时，晨脉呈现波动，待疲劳恢复，晨脉回复到原有水平，一般根据监测情况来判断晨脉波动情况，如长时间晨脉加快应引起重视查明原因，注意运动员是否有失眠等影响恢复的情况，排除其他异常情况应考虑运动员是否有疲劳情况的存在。

体脂率在攀岩速度项目中之所以重要是因为攀岩运动员在岩壁上攀爬时，需要克服自身的体重，体重越低，需要克服的阻力越小，但难以获得较好的肌肉绝对力量；而肌肉量多，体重也会增加，虽能保证肌肉的最大力量，但需克服重力做的功越多，也就是越费劲，因此，根据每个运动员的情况找到一个合适的点很重要，于优秀运动员而言，体脂率甚至要做到精确控制。以往研究证实专业攀岩运动员的体脂率在5%-7%左右，而攀岩爱好者的体脂率约为13%-15%，表1列出了某队运动员体脂率水平，测试仪器采用韩国产Inbody体成分测试仪，测试结果显示男子队员体脂率在7%-10%左右，而女子运动员体脂率高于男子运动员，整体水平低于15%，高于以往研究报道的水平。优秀女运动员1DXX的体脂率在进入国家队以前的测试中均值为14.8%，经过两年的训练后，体脂率水平维持在10%-12%之间，训练成绩进步很大。运动员坦言，合适的体脂率可以让其主观上感觉攀爬相对轻松，并获得较好的攀爬成绩，这也说明体脂率在攀岩速度项目中的重要性。但目前较少研究专注于高水平运动员体脂率与攀岩速度项目成绩的必然关系。对于运动员而言，做好体重精细控制、保持合适体重及体脂率将是速度项目的重要一环，也是科研工作中需更深入研究和总结的内容。

3.2 训练负荷的监控

训练中运动负荷的监控是攀岩科研工作的重点，是对训练的最直观的反馈。一般训练中采用心率、血乳酸、CK对训练强度进行监控，训练前后及次日晨测试尿素、血红蛋白对负荷量和恢复情况进行监控，评价基本与其他同类项目相类似[1，7，8]。

为了摸清项目特点及运动员的竞赛特点，常在测试赛、模拟赛以及正式比赛中对运动员的相关情况进行测试。如表2列出了某队部分队员模拟比赛时血乳酸（La）和心率（HR）的情况。测试仪器采用日本京都Lactate Pro便携式血乳酸仪、芬兰制造Polar心率测试系统，血乳酸测试取耳血进行测试，采血时间为安静状态下，每轮次比赛后1分钟，同步测量心率。

由表2可以看出：该两名运动员安静血乳酸水平均正常，低于2mmol/L，而在比赛中，两名运动员的血乳酸变化情况略有差异，ZXX在每一轮比赛后能获取更高的心率和更低的血乳酸水平，所有轮次的血乳酸测试都在4.3mmol/L以内，心率几乎接近最大心率，提示其比赛中大部分能量来源于ATP-CP系统，糖酵解供能比例较小，心力储备强、动员快；而WXX在预赛后血乳酸水平就升高到6.3mmol/L，决赛阶段随着比赛的推进，其血乳酸水平逐渐升高，明显高于ZXX，但整体心率升高不如ZXX高，提示：WXX在攀爬中ATP-CP系统动员不足，糖酵解供能比例较高，糖酵解供能输出功率明显低于ATP-CP系统，心力储备没有完全被动员，攀爬成绩ZXX明显好于WXX，进一步证实以上分析。对比2011年刘传勤等[6]对我国优秀攀岩速度赛运动员赛前血乳酸与心率变化特征研究，当时速度攀爬运动员完成15m攀爬的运动成绩在7.2～13.8s之间，所有运动员完成15m速度攀爬休息3min后的血乳酸水平为5.2～7.7mmol/L，最大心率范围为161～185beat/min，目前国际公认以ATP-CP供能系统为主的运动项目运动时间为6～8s，超出时间后，机体更多动员糖酵解供能系统，血乳酸升高，当时攀爬时间大部分超出8s，磷酸原储备不足，糖酵解供能比例增加。而今，高水平男子运动员成绩约为5.5s左右，女子突破7s，其攀爬耗时已经明显缩短，大部分都能在8s以内完成，运动时的供能系统发生了很大的改变，运动时体内的供能系统逐渐转变为主要依靠ATP-CP供能系统，由表2可以看出，ZXX预赛中血乳酸水平逐渐低于4mmol/L，到决赛阶段，才逐渐开始上升。血乳酸和心率与运动成绩的相关关系依然不变，血乳酸与攀爬时长呈正相关，最大心率与攀爬时长之间呈负相关。即水平越高的运动员，心率越高，血乳酸水平越低；反之，水平越低的运动员，心率越低，血乳酸水平越高。

攀岩速度项目要更多发掘ATP-CP供能系统的供能能力，以获得最大速度，全力动员心力储备。值得注意的是血乳酸从产生到释放有一定的时间，而这个时间每个运动员不尽相同，需要反复测试找出运动员自身规律，从而提高监控的准确性。另外，本研究发现运动水平高的运动员其心脏的动员能力强，在最大强度攀爬过程中能够达到较高的心率水平。例如国内优秀女子速度攀岩运动员DXX在测试赛中的心率变化特点为：攀爬过程中能获得最大的心率，攀爬结束后心率恢复较快，再次动员起来也快。

3.3 训练方法和效果的监控

训练监控在辅助运动计划的制定和修正、个性化训练方案的制定上有数字化、直观的参考价值。一个训练方案的制定有其针对性的训练目标，但是运动员在实施训练计划时是否达到预期目标靠肉眼和感觉判断往往不够准确，如表3列出某队两名优秀运动员一堂典型训练课的心率和血乳酸的情况。

表3 某队两名优秀运动员典型训练课（1）训练后血乳酸的情况

该堂课的训练内容是多组分段练习，训练目标是提升运动员的耐乳酸能力。每组结束后即刻测试心率，1min测试血乳酸。从训练监控的数据分析可以看出运动员WXX达到较高的心率的同时，血乳酸水平逐渐升高，到第六组末WXX的血乳酸水平已经上升到12.6mmol/L，说明运动中糖酵解供能系统被动员。LXX整体血乳酸水平呈上升趋势，但比WXX值略低，后面两组速度明显减慢，心率也没有冲上去。由上表分析，该堂课作为主要冲击血乳酸水平的耐乳酸训练，WXX的训练效果优于LXX，其获得了较高的血乳酸水平，组间间歇安排合理，LXX的训练安排没有获得较高的血乳酸水平，最后两组没有达到教练员的要求。次日晨测试血清CK水平，两名运动员的CK水平均大于400IU/L，提示该训练计划对于肌肉的刺激比较大。

同样，以提升ATP-CP供能能力为目标的训练计划中，选择单次训练5～8s（分段训练），次间休息30s，组间休息3min的训练计划，共8组，某队训练结束后两名优秀运动员的血乳酸情况如表4。

表4 某队两名优秀运动员典型训练课（2）训练后血乳酸的情况

该堂课是计划训练ATP-CP供能系统的供能能力，要求输出功率高，血乳酸产生少，从两位队员的训练监控数据看，WXX基本达到了教练员的训练要求，而ZXX血乳酸水平练习后呈上升趋势，且心率输出也没有达到最大，说明该队员此堂课没有达到训练效果，练的不是教练员需要的磷酸原能力，应对训练计划进行适当修正，可适当延长组内及组间的间歇时间，使ATP-CP有一定的时间恢复，避免过多依靠糖酵解供能，偏离训练目标。

综上，训练监控可以了解运动员的身体机能情况、训练负荷的情况以及运动员对训练负荷的应答情况、评价训练方法的有效性和训练效果、指导恢复等，主要可以通过心血管系统——心率、代谢系统——血乳酸（La）、骨骼肌系统——CK来进行训练监控和反馈。

4 结论与建议

4.1攀岩速度项目是以速度力量为主导，以磷酸原供能系统供能为主，糖酵解部分参与的速度力量型项目。运动成绩好的运动员，ATP-CP代谢能力强，运动中血乳酸水平较低，心率高。为了提高运动员成绩，结合比赛的实际情况，应在大力发展ATP-CP系统、增强心力储备的基础上，适当开展耐乳酸训练。

4.2随着训练的科学化和竞技水平的提高，应提倡精细化训练。应定期开展体脂率测试，协助运动员找到最优的体脂水平；应多开展重点训练课的生理生化监控等，并对每堂课的训练效果及时进行探讨和评估，保障训练效果。

[1]冯连世,冯美云,冯炜权.优秀运动员身体机能评定方法[M].北京:人民体育出版社,2003．

[2]郭伟,解文杰,杨光.攀岩运动基本技术初探[J].解放军体育学院学报,2002，21（4）:32-34．

[3]蔡勇,武文强,周兴龙,等.速度攀岩运动员出发动作的生物力学分析[J].天津体育学院学报,2017，32(3):256-260．

[4]汪海军.不同等级的两名攀岩运动员窜跳技术动作的生物力学分析[J].体育科技文献通报,2016,24(6):128-130．

[5]郭峰,王健壮,张宁.我国优秀速度攀岩运动员专项攀爬过程的能量代谢和上下肢肌肉表面肌电分析[J].沈阳体育学院学报,2018,37(6):92-97.

[6]刘传勤,王庆福,边万忠.我国优秀攀岩速度赛运动员赛前血乳酸与心率变化特征研究[J].沈阳体育学院学报,2011,30(5) :69-71．

[7]林文弢.运动生物化学[M].北京:人民体育出版社,2009.

[8]方彩华,林文弢,薛曹叶,等.赛前赛中运用血尿素评定运动员负荷量和疲劳程度[J].中国体育教练员,2020,28(3):24-29.

On the Application of Physiological and Biochemical Monitoring in Speed Rock Climbing Projects

FANG Caihua, etal.

(Hunan Institute of Sport Science, Changsha 410082, Hunan, China)

湖南省体育局竞技体育课题：编号2019-J2-03。

方彩华（1984—），硕士，助理研究员，研究方向：运动营养与生理生化。