運動訓(xùn)練超量恢復(fù)學(xué)及適應(yīng)理論演進(jìn)論文
運用“模型”揭示和解釋運動能力在訓(xùn)練中的發(fā)展和變化是運動訓(xùn)練科學(xué)研究的一個重要領(lǐng)域，也是當(dāng)前和未來發(fā)展的一個重要趨勢。從“模型”的功能來看，它始終從兩個方面影響著運動訓(xùn)練，首先是從源頭探索運動訓(xùn)練對人體機能的影響，試圖解釋機能能力在運動訓(xùn)練刺激下產(chǎn)生變化的機制問題，被視為運動訓(xùn)練的生物學(xué)基礎(chǔ)；其次是研究“負(fù)荷—疲勞—適應(yīng)”之間的關(guān)系，試圖對運動訓(xùn)練的過程和結(jié)果進(jìn)行診斷、預(yù)測和控制，使運動訓(xùn)練成為一個可操作的科學(xué)化過程，也被看作是實現(xiàn)訓(xùn)練科學(xué)化的關(guān)鍵。
自20世紀(jì)60年代以來，運動訓(xùn)練領(lǐng)域相繼出現(xiàn)了多種不同的解釋運動能力在訓(xùn)練中變化的理論模型，其中最具影響的為超量恢復(fù)學(xué)說和適應(yīng)理論。這些學(xué)說和理論不僅促進(jìn)了競技運動訓(xùn)練的發(fā)展，而且也引起各種學(xué)術(shù)觀點的爭論。本文擬對超量恢復(fù)和適應(yīng)理論的起源、發(fā)展和演變進(jìn)行梳理，對從20世紀(jì)20年代就已經(jīng)提出來的肌糖原超量恢復(fù)現(xiàn)象，到之后出現(xiàn)的運動訓(xùn)練超量恢復(fù)學(xué)說，再到目前以“適應(yīng)”理論為基礎(chǔ)和背景的各種“模型”進(jìn)行分析，以期推進(jìn)和提升我國運動訓(xùn)練領(lǐng)域?qū)υ搯栴}的認(rèn)識。
1超量恢復(fù)學(xué)說的起源與發(fā)展
1、1肌糖原的超量恢復(fù)
人的運動能力為什么可以通過運動得到提高？人體的運動器官和系統(tǒng)為什么可以在運動訓(xùn)練中得到壯大？這樣的問題是運動訓(xùn)練（包括競技運動訓(xùn)練和大眾健身訓(xùn)練）的基礎(chǔ)和依據(jù)，是一個自運動訓(xùn)練進(jìn)入科學(xué)化時代以來人們就開始關(guān)注的熱點，也是迄今為止運動科學(xué)研究的一個重要領(lǐng)域。
早在19世紀(jì)末，一些生理學(xué)家就開始注意到運動對人體生理功能的影響。1890—1900年期間，德國科學(xué)家蘇恩茨（N。Zuntz）就運用氧耗和二氧化碳代謝的方法測試人在安靜和運動時的呼吸交換率（RER），他們的研究發(fā)現(xiàn)，人體運動的能量主要取決于膳食[59]，不同的膳食，脂肪、蛋白質(zhì)或碳水化合物導(dǎo)致肌肉工作時能量代謝的不同。在這一時期，法國科學(xué)家薩爾考維斯基（E。Salkowski）第一個發(fā)現(xiàn)了肌肉收縮過程中無機磷酸鹽從有機化合物中的釋放現(xiàn)象[59]，為之后人體運動能量代謝的研究奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初，德國人洛克斯（Roux）在《機體發(fā)展機制的報告和論文》[44]一書中，分析和總結(jié)了大量有關(guān)人體機能能力在運動過程中變化的研究成果，認(rèn)為導(dǎo)致機體能力增加或降低的主要原因很可能與機體器官細(xì)胞的蛋白質(zhì)質(zhì)量的增長（肥大）或下降（萎縮）有關(guān)。
在同一時期，一些科學(xué)家開始從另一個角度對人體運動進(jìn)行觀察和研究。1919年，諾貝爾獎獲得者、丹麥科學(xué)家科汝（J。Krogh）和林德哈德（J。Lindhard）發(fā)現(xiàn)，人的攝氧量在運動后5~10min仍高于基礎(chǔ)代謝水平的現(xiàn)象[31]，表明肌肉收縮的停止并不意味著機體運動功能和能量代謝活動的終止，參與運動的器官和系統(tǒng)在運動停止后仍需要一定的時間使其機能恢復(fù)到安靜狀態(tài)。該研究不僅為之后希爾（A。V。Hill）等人發(fā)現(xiàn)“氧債”的形成與消除現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)，更為重要的是拓寬了對運動訓(xùn)練的認(rèn)識，將運動結(jié)束后的機體活動納入到運動訓(xùn)練的范疇，開啟了“運動后恢復(fù)”（Post—exerciserecovery）這一新的研究領(lǐng)域。在此之后，人們開始關(guān)注運動對人體能量代謝的影響以及運動后人體能量代謝的變化等問題，這一研究領(lǐng)域的開啟及其后續(xù)研究無疑為“超量恢復(fù)”學(xué)說的形成建立了研究基礎(chǔ)。
進(jìn)入20世紀(jì)20年代之后，世界上一批運動生理和生化學(xué)者發(fā)現(xiàn)，肌肉中的磷酸肌酸（phosphocreatine）隨著肌肉的收縮出現(xiàn)下降，而在收縮后的恢復(fù)期又出現(xiàn)合成，這是最早對能量物質(zhì)在運動中的消耗和再合成的研究。具有代表性的為德國的埃博登（G。Embden）和阿德勒（E。Ad—ler）[18]，美國的費斯克（C。H。Fiske）和蘇巴羅夫（L。Subba—row）[19]、英國的P。艾格萊通（P。Eggleton）和G。P。艾格萊通（G。P。Eggleton）[17]等人的研究。他們的研究都證明，運動訓(xùn)練可以導(dǎo)致骨骼肌的糖原、肌氨酸和磷酸肌酸儲備的增加，這是從能量代謝角度對“超量恢復(fù)”的早期發(fā)現(xiàn)。
對人體運動時出現(xiàn)“超量恢復(fù)”現(xiàn)象的重要發(fā)現(xiàn)來自于瑞典的博格斯通（J。Bergstr塵）和胡爾特曼（E。Hultman）等人的研究。需要強調(diào)的是，他們在研究中首次使用了人體肌肉生物活檢針刺技術(shù)，該技術(shù)翻開了運動生理學(xué)和生物化學(xué)研究新的一頁，對其后的研究產(chǎn)生了重大影響和積極推動作用。從營養(yǎng)的角度探索不同能量物質(zhì)對肌肉力竭性持續(xù)收縮時間的影響，是他們最初的研究設(shè)想[7]，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人體力竭性運動的時間與參與運動肌肉的肌糖原儲備量高度相關(guān)，以蛋白質(zhì)和脂肪類為主的食物會降低肌糖原的儲備并進(jìn)而減少力竭性運動的時間，而補充碳水化合物為主的食物可以明顯增加肌糖原恢復(fù)水平并延長運動時間。1966年，他們在世界權(quán)威刊物《自然》（Nature）上發(fā)表了題為“Muscleglycogensynthesisafterexercise：anenhancingfactorlocalizedtothemusclecellsinman”的論文[9]，該研究后來成為“肌糖原超量恢復(fù)”（Glycogensuper—compensation）和“碳水化合物負(fù)荷”（Carbohydrateloading）兩個著名經(jīng)典學(xué)說提出的重要基礎(chǔ)。他們的研究發(fā)現(xiàn)，以1200kpm/min的負(fù)荷單腿騎功率車的極限運動后，運動腿的肌糖原含量迅速下降接近枯竭，但在補充高碳水化合物的條件下，訓(xùn)練停止后的第1天肌糖原開始快速恢復(fù)并達(dá)到未運動腿的水平，第2和第3天肌糖原儲備繼續(xù)增加并達(dá)到初始量2倍的水平（圖1）。1967年，該項目的主要參與者胡爾特曼在其發(fā)表的綜述文章中指出，“一系列的研究結(jié)果已經(jīng)證明，參與工作肌肉中的肌糖原儲備是限制肌肉長時間從事大負(fù)荷運動的主要因素”[21]。這一結(jié)論已經(jīng)超出研究者原實驗的“營養(yǎng)”設(shè)計初衷，從能量代謝的角度為日后肌糖原“超量恢復(fù)”的提出奠定了基礎(chǔ)。
1、2運動訓(xùn)練“超量恢復(fù)”學(xué)說的提出與核心
20世紀(jì)40~50年代，一些原蘇聯(lián)科學(xué)家開始對運動對肌肉的影響這一命題產(chǎn)生興趣，最突出的是著名生理學(xué)家帕拉丁（A。V。Palladin）和他所率領(lǐng)的研究團(tuán)隊。他們從20世紀(jì)30年代就開始進(jìn)行肌肉運動的能量代謝研究，相繼發(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練可以提高磷酸原和肌糖原的水平和肌肉黃素的含量[39]。在他們的研究基礎(chǔ)上，原蘇聯(lián)列寧格勒體育學(xué)院生物化學(xué)部主任，后被譽為蘇聯(lián)運動生物化學(xué)奠基人的雅客夫列夫（N。N。Jakowlev）為首的一些蘇聯(lián)學(xué)者，注意到肌糖原儲備和營養(yǎng)補充對運動能力影響的問題，開始從運動生物化學(xué)的角度進(jìn)行這方面的研究。1948年，與雅客夫列夫在同一研究所工作的雅姆珀里斯卡婭（L。I。Yampolyskaya）博士，運用電刺激的方法對冬蛙運動后肌糖原儲備的變化進(jìn)行了測試。她的實驗結(jié)果表明，冬蛙肌肉在104次/min收縮頻率下肌糖原出現(xiàn)持續(xù)的下降，在刺激停止后的休息期肌糖原出現(xiàn)明顯和穩(wěn)定的超量恢復(fù)現(xiàn)象，肌肉運動后肌糖原的超量恢復(fù)水平及其穩(wěn)定性程度取決于肌肉收縮的強度和運動的持續(xù)時間[57]。在該研究中，作者根據(jù)人體負(fù)荷后肌糖原儲備出現(xiàn)的“下降、恢復(fù)和超量恢復(fù)”的特性，提出運用“超量恢復(fù)”解釋運動訓(xùn)練對人體機能能力影響作用的設(shè)想，即將運動訓(xùn)練對人體機能能力產(chǎn)生影響作用的機制歸結(jié)為“超量恢復(fù)”。從時間上看，雅姆珀里斯卡婭在其研究論文中明確提出了“超量恢復(fù)”的概念，并對運動后肌糖原超量恢復(fù)的水平及其穩(wěn)定程度做了初步的定性分析，盡管在她的文章中也提到包括雅客夫列夫在內(nèi)的其他的一些原蘇聯(lián)學(xué)者的類似研究成果，但就目前所能看到的原蘇聯(lián)研究文獻(xiàn)中，該研究是最早提出肌糖原“超量恢復(fù)”名詞的文章。在該研究成果發(fā)表之后，雅客夫列夫也相繼通過實驗得到了運動后肌糖原儲備出現(xiàn)先下降，后恢復(fù)到初始水平，再后出現(xiàn)顯著性提高的類似結(jié)果，進(jìn)一步證實了的確存在肌糖原超量恢復(fù)這一事實[25]。
雅客夫列夫和他的團(tuán)隊不僅一直致力于運動訓(xùn)練的生化基礎(chǔ)研究，而且，其研究密切結(jié)合訓(xùn)練實踐，對訓(xùn)練負(fù)荷、運動疲勞和超量恢復(fù)等問題非常關(guān)注，并成為他們長期的研究重點。1972年，他首次將“超量恢復(fù)”作為人體運動能力提高的生理機制，認(rèn)為對運動員施加訓(xùn)練負(fù)荷的主要目的就是打破機體已經(jīng)形成的“內(nèi)環(huán)境平衡”（Ho—moeostasis），運動能力的提高就是基于“超量恢復(fù)”機理的在更高的層次上建立新的“平衡”[26]。1975年，他又撰文對訓(xùn)練過程中機體內(nèi)環(huán)境的破壞與重建機理進(jìn)行了深入分析，指出訓(xùn)練負(fù)荷量和強度的增加是造成機體（特別是肌肉系統(tǒng)）出現(xiàn)“超量恢復(fù)”的主要途徑[27]。1977年，雅客夫列夫在專著《運動生物化學(xué)》中將“超量恢復(fù)”作為解釋運動訓(xùn)練效果的生物學(xué)機制[28]，將運動負(fù)荷刺激下肌糖原的“下降—恢復(fù)—超量恢復(fù)”過程擴(kuò)展到解釋整個人體機能能力的增長。
此后，“超量恢復(fù)”迅速成為運動訓(xùn)練生物學(xué)“基礎(chǔ)”的一個重要組成部分[3—5]，并被延伸作為“超量負(fù)荷”（over—load）訓(xùn)練原則的依據(jù)[11，54]（圖2）。“超量恢復(fù)”學(xué)說認(rèn)為，機體在負(fù)荷的刺激下，其能量儲備、物質(zhì)代謝以及神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機能水平出現(xiàn)下降（疲勞），在負(fù)荷后這些機能能力不僅可以恢復(fù)到負(fù)荷前的初始水平，而且能夠在短期內(nèi)超過初始水平，達(dá)到“超量恢復(fù)”的效果。如果在“超量恢復(fù)”階段適時給予新的負(fù)荷刺激，“負(fù)荷—疲勞—恢復(fù)—超量恢復(fù)”的過程則可以不斷地在更高的水平層次上周而復(fù)始的進(jìn)行，由此使機體的能力得到不斷的持續(xù)提高[45]。
1、3“超量恢復(fù)”學(xué)說的發(fā)展和意義
總體上，“超量恢復(fù)”學(xué)說的形成可以分為兩個階段，肌糖原超量恢復(fù)階段和運動訓(xùn)練超量恢復(fù)階段。從20世紀(jì)20年代到70年代初，超量恢復(fù)的概念主要還是被限定在基于肌糖原、磷酸原、線粒體以及一些相關(guān)酶類運動后出現(xiàn)“下降—恢復(fù)—超量恢復(fù)”的一種能量代謝現(xiàn)象。在此期間，包括原蘇聯(lián)在內(nèi)的學(xué)者們基本都在進(jìn)行著以負(fù)荷、疲勞、恢復(fù)和能量代謝為關(guān)鍵詞的生理生化研究。自20世紀(jì)70年代初，原蘇聯(lián)的雅客夫列夫?qū)⒓√窃炕謴?fù)的概念擴(kuò)展為運動訓(xùn)練的超量恢復(fù)之后，該名詞及其理論就不再被限定在生理和生化領(lǐng)域，而被廣泛運用到運動訓(xùn)練理論和實踐當(dāng)中，成為解釋運動訓(xùn)練效果變化以及訓(xùn)練負(fù)荷與能力增長之間關(guān)系的基礎(chǔ)依據(jù)。
在能量代謝語境下的“超量恢復(fù)”至今仍然是運動生物學(xué)領(lǐng)域的研究重點和熱點。在瑞典博格斯通和胡爾特曼等人對肌糖原超量恢復(fù)的經(jīng)典研究之后，人們開始將研究的視角轉(zhuǎn)向運動后的能量消耗和補充問題，并逐漸將其發(fā)展成一個相對獨立的研究領(lǐng)域。研究人員對運動后的能量恢復(fù)進(jìn)行了更為細(xì)致的劃分，將從運動后即刻能量消耗的最低點到恢復(fù)到運動開始時的水平稱為“能量儲備的重新注入”（Repletionofenergystores），將超出能量儲備原有水平的部分稱為“超量恢復(fù)”（Supercompensation）。其后的一些研究基本圍繞著這2個階段進(jìn)行，重點集中在不同能量物質(zhì)運動后的補充性恢復(fù)和超量恢復(fù)的時間、幅度以及影響因素等問題。
在運動后能量物質(zhì)的恢復(fù)（重新注入）方面，胡爾特曼等人[21]對肌肉的高能磷酸化合物（ATP）、磷酸肌酸（CP）和糖原等能量物質(zhì)的恢復(fù)速度進(jìn)行了研究，其結(jié)果表明，ATP—CP（磷酸原系統(tǒng)）的恢復(fù)明顯快于糖原，在運動終止后60sATP—CP就可以恢復(fù)到運動開始水平的70：左右，ATP的完全恢復(fù)大約需要2min，而CP的完全恢復(fù)則至少需要3min以上的時間。特爾君格（R。L。Terjung）等人[50]對不同類型肌纖維力竭訓(xùn)練后糖原的恢復(fù)速度進(jìn)行了研究，肌糖原運動后合成率最快的發(fā)生在氧化快肌（FOG），慢肌（SO）的合成速度比氧化快肌慢2倍左右，糖原合成速度最慢的是無氧快肌（FG）。他們的研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，在力竭性運動后肌糖原的恢復(fù)在時間上并不是線性的，30~60min區(qū)間的糖原合成率最高，即運動后第1個30min和60min后的合成速度均低于第2個30min。另外，還有研究發(fā)現(xiàn)，運動后糖原的恢復(fù)分為快速和慢速2個階段，糖原的快速恢復(fù)期一般都發(fā)生在運動結(jié)束后的4~6h，在快速合成階段糖原的恢復(fù)速度主要取決于運動中糖原的消耗量，而在慢速階段則取決于胰島素的分泌水平[20，40]。
在運動后能量物質(zhì)的超量恢復(fù)方面，以雅客夫列夫為代表的原蘇聯(lián)學(xué)者在20世紀(jì)60~70年代進(jìn)行了大量研究，其研究發(fā)現(xiàn)，運動后肌糖原和磷酸原出現(xiàn)超量恢復(fù)的時間不同，肌糖原的超量恢復(fù)大約發(fā)生在運動結(jié)束后的1~24h，而磷酸原的超量恢復(fù)則早于肌糖原[15]。他們的研究還發(fā)現(xiàn)，糖原和磷酸原超量恢復(fù)發(fā)生的時間和程度與訓(xùn)練強度密切相關(guān)，在短距離高強度游泳后，糖原和磷酸原均出現(xiàn)快速合成，而在長距離低強度游泳后，兩種能量物質(zhì)的超量恢復(fù)速度和幅度均出現(xiàn)下降[6]。
雅客夫列夫和他的研究團(tuán)隊在20世紀(jì)70年代中期將肌糖原超量恢復(fù)拓展為對整個運動訓(xùn)練進(jìn)行解釋的運動能力超量恢復(fù)學(xué)說之后，仍然繼續(xù)從運動生物學(xué)的角度為該學(xué)說的建立尋找更多的依據(jù)。1978年，他們在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，骨骼肌線粒體蛋白在運動后即刻出現(xiàn)下降，而在1h恢復(fù)后實驗組的線粒體蛋白明顯高于對照組，從而認(rèn)為肌肉線粒體也具有運動后的超量恢復(fù)現(xiàn)象[26]。在此之后的研究中，他們又發(fā)現(xiàn)磷酸元和肌糖原的超量恢復(fù)在慢肌的發(fā)生早于快肌的現(xiàn)象[30]。
無論是早期的磷酸原和肌糖原的超量恢復(fù)，還是之后由雅客夫列夫提出的作為解釋人體運動能力提高機制的超量恢復(fù)，都對競技運動訓(xùn)練產(chǎn)生了重要和深遠(yuǎn)的影響。在理論上，超量恢復(fù)學(xué)說突出了運動訓(xùn)練的能量代謝基礎(chǔ)，認(rèn)為能量代謝水平及其在訓(xùn)練中的變化既是運動訓(xùn)練的目標(biāo)也是運動訓(xùn)練的依據(jù)，使運動訓(xùn)練過程的控制和效果的評價成為可能。同時，進(jìn)一步強調(diào)了運動訓(xùn)練對身體能力的“延時”作用，引發(fā)并促進(jìn)了運動后能量代謝的研究，使之形成了一個相對獨立的研究領(lǐng)域，且至今仍是運動生物科學(xué)研究的重點和熱點，其相關(guān)研究結(jié)果不斷成為支撐和指導(dǎo)運動訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。在實踐上，人們通過“超量恢復(fù)”進(jìn)一步認(rèn)識到訓(xùn)練負(fù)荷和機體恢復(fù)是2個對運動訓(xùn)練效果具有同樣重要作用的因素，它們之間存在某種的關(guān)系，這種關(guān)系在很大程度上決定了運動訓(xùn)練的質(zhì)量和效率，在高度重視訓(xùn)練負(fù)荷投入的同時，加強了對訓(xùn)練后各器官和系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)注。
1、4超量恢復(fù)學(xué)說的不同觀點和爭論
自從將“超量恢復(fù)”作為解釋整個運動訓(xùn)練的機制以來，該理論一方面在運動訓(xùn)練領(lǐng)域得到迅速傳播和認(rèn)可，成為運動訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)；另一方面，也受到運動科學(xué)界，尤其是運動生物學(xué)領(lǐng)域?qū)W者的廣泛質(zhì)疑。
在20世紀(jì)60年代初，原蘇聯(lián)運動訓(xùn)練學(xué)者馬特維也夫（Matwejew，L。P。）就將超量恢復(fù)作為運動訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)之一，認(rèn)為人體競技能力的提高是一個“刺激—疲勞—恢復(fù)—超量恢復(fù)”的過程[32]。德國運動訓(xùn)練學(xué)者溫奈克（Wei—neckJ。）在其專著《最佳訓(xùn)練》（OptimalesTraining）中將“超量恢復(fù)”作為負(fù)荷與恢復(fù)最佳關(guān)系原則的生物學(xué)基礎(chǔ)，提出了能力下降、能力恢復(fù)和能力超量恢復(fù)的3個階段，同時也指出，如果訓(xùn)練不當(dāng)也會導(dǎo)致運動能力下降的風(fēng)險[54]。加拿大運動訓(xùn)練學(xué)者邦帕（BompaT。O。）和哈弗（HaffG。G。）在其對世界運動訓(xùn)練極具影響的《周期———運動訓(xùn)練理論與方法》一書中，將超量恢復(fù)和適應(yīng)理論相結(jié)合，提出運動訓(xùn)練將對運動員造成3種不同的結(jié)果，正常訓(xùn)練、過度訓(xùn)練和超量恢復(fù)。他們認(rèn)為，“超量恢復(fù)是運動和能量再生之間的一種關(guān)系，它能夠在比賽前使運動員產(chǎn)生超量的機體適應(yīng)，即生理的代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的喚醒”[11]。從這些有關(guān)論述來看，“超量恢復(fù)”理論的提出從能量代謝的角度為運動員機能能力的長期發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，促使教練員在制定訓(xùn)練計劃時高度關(guān)注負(fù)荷和恢復(fù)的關(guān)系，將不同能量物質(zhì)的儲備、消耗和恢復(fù)作為影響運動能力發(fā)展的重要因素。
對雅客夫列夫“超量恢復(fù)”理論的質(zhì)疑主要來自運動生理、生化領(lǐng)域。至今，歐美出版的運動生理學(xué)、運動醫(yī)學(xué)和運動生物化學(xué)著作中基本都不出現(xiàn)“超量恢復(fù)”理論的內(nèi)容和表述[23，33，55]，說明這些具有指導(dǎo)運動訓(xùn)練功能的書籍并沒有將“超量恢復(fù)”作為運動訓(xùn)練的生理基礎(chǔ)。蒂—瑪瑞斯（deMarées）在其專著《運動生理學(xué)》中甚至明確指出：“所謂的‘超量恢復(fù)’至今仍然在許多方面缺乏科學(xué)的證據(jù)。”[16]霍爾曼（Hollmann）和海廷格爾（Hettinger）認(rèn)為，將肌糖原等能量物質(zhì)在運動訓(xùn)練極限負(fù)荷條件下出現(xiàn)的短暫性超量恢復(fù)現(xiàn)象擴(kuò)展到對整個運動訓(xùn)練機制的程度，是該理論存在的主要問題，不能將肌糖原這一單一指標(biāo)的超量恢復(fù)現(xiàn)象延伸擴(kuò)展到解釋整個機體對運動訓(xùn)練的適應(yīng)[30]。齊默爾曼（Zimmermann）也強調(diào)，運動訓(xùn)練的適應(yīng)是一個長期的、帶有強烈個體特征的過程，而不像超量恢復(fù)模型描述的那樣簡單[1]。
2適應(yīng)理論的起源與發(fā)展
2、1適應(yīng)理論的提出及其在運動訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用
20世紀(jì)30年代，先后在加拿大麥基爾大學(xué)和蒙特利爾大學(xué)執(zhí)教，被譽為適應(yīng)理論之父的塞利（H。Selye）從病理學(xué)的角度提出了生命的“應(yīng)激”（Stress）和“適應(yīng)”（adap—tation）問題[46]。他認(rèn)為，“應(yīng)激”和“適應(yīng)”是各種生物體的基本特征，任何一種作用于人體器官的侵害性刺激都是由專門病源性和非專門病源性2個部分組成，機體對非專門病源刺激的反應(yīng)被稱作“一般適應(yīng)綜合癥”（generaladapta—tionsyndrome，GAS）。同時，“適應(yīng)”還可以被分為不同的形式，如生理、心理、社會等不同的適應(yīng)[47]。1956年，塞利出版了著名的《生命的應(yīng)激》（TheStressofLife）一書[48]，標(biāo)志著適應(yīng)理論的問世。塞利將人體的“一般適應(yīng)綜合癥”或“應(yīng)激反應(yīng)”視為一個過程，并且將其分為報警（A—larm）、抵抗（Resistance）和疲憊（Exhaustion）3個階段。報警階段是機體對刺激的一種生理喚醒和動員期，又分為沖擊階段（Shock）和抵抗沖擊階段（countershock）；抵抗階段是機體對刺激的防御和忍耐期；疲憊階段是機體對刺激抵抗力的喪失期。1976年，塞利又提出“局部適應(yīng)”的問題，一些器官或功能可以通過蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生局部性的適應(yīng)[49]。這一點對運動訓(xùn)練尤其重要，通過專門有針對性的訓(xùn)練可以優(yōu)先發(fā)展某一器官或系統(tǒng)的機能。
從運動訓(xùn)練的角度來看，塞利的適應(yīng)理論為運動訓(xùn)練構(gòu)建了一個宏觀的生物學(xué)基礎(chǔ)，即人體對外在環(huán)境的自然適應(yīng)過程。在該語境下，運動訓(xùn)練以其各種不同的方式形成了多種不同的“應(yīng)激源”（Stressors），訓(xùn)練負(fù)荷就是外界對機體的一種刺激，而“適應(yīng)”則是機體對訓(xùn)練負(fù)荷的“代償性”變化，這種變化具有大小、快慢和優(yōu)劣的特性，它的走向在很大程度上決定了運動能力的發(fā)展水平。在微觀上，適應(yīng)理論的核心觀點“一般適應(yīng)綜合癥”及其所包含的3個發(fā)展階段，極其形象地描述了人體與刺激的動態(tài)變換關(guān)系以及在該關(guān)系下運動能力的各種變化。當(dāng)運動員受到訓(xùn)練負(fù)荷的刺激時，機體首先進(jìn)入“報警”反應(yīng)，參與運動的各器官和系統(tǒng)的工作強度顯著提高，如神經(jīng)—肌肉、心血管和能量代謝等系統(tǒng)的工作能力明顯增強。隨著負(fù)荷刺激的持續(xù)或增強，機體進(jìn)入第2個應(yīng)對級別，即抵抗階段，在此階段機體各器官與系統(tǒng)不斷與外來的負(fù)荷刺激進(jìn)行對抗，刺激與抵抗形成膠著態(tài)勢。運動能力的增長主要發(fā)生在這個階段，機體在與訓(xùn)練刺激對抗的過程中逐漸提升自身的能力，在功能和結(jié)構(gòu)上逐漸產(chǎn)生適應(yīng)性改變。然而，此時盡管生物體一直在抵抗外來刺激的壓力，但其自身也變得較為“脆弱”，也更易于受到其他外來刺激的沖擊，如運動員在持續(xù)疲勞狀態(tài)下更易于受到疾病和損傷等其他因素的干擾和侵害。在訓(xùn)練負(fù)荷的持續(xù)壓力下，連續(xù)不斷的疲勞積累導(dǎo)致機體進(jìn)入疲憊階段，在該階段雖然機體已經(jīng)對訓(xùn)練負(fù)荷產(chǎn)生了一定程度的適應(yīng)，但在訓(xùn)練負(fù)荷仍然保持高位水平甚至持續(xù)增加的情況下，其抵抗力就無法繼續(xù)與之抗衡，一個額外的高負(fù)荷或長時間高負(fù)荷的維持都會對機體造成破壞性的打擊，具體表現(xiàn)為競技能力的下降甚至過度訓(xùn)練的發(fā)生。
2、2運動適應(yīng)理論的發(fā)展和意義
塞利的應(yīng)激—適應(yīng)理論一經(jīng)問世就受到競技訓(xùn)練領(lǐng)域的關(guān)注。1960年，美國《徑賽技術(shù)》（TrackTechnique）雜志主編威爾特（F。Wilt）就認(rèn)識到塞利的研究成果對運動訓(xùn)練的重要指導(dǎo)意義，發(fā)表了題為“應(yīng)激與訓(xùn)練”（StressandTraining）的文章[56]。在文章中，他認(rèn)為塞利提出的人體具有一個有限度的適應(yīng)能力的觀點，為人們探索和解釋運動能力在訓(xùn)練中變化的機制提供了一個嶄新的視角。隨后，澳大利亞游泳國家隊教練，悉尼大學(xué)講師卡爾利勒（F。Carlile）也發(fā)表了“運動員與應(yīng)激適應(yīng)”（TheAthleteandAdaptationtoStress）的文章[13]，認(rèn)為運動員的訓(xùn)練是一個機體對訓(xùn)練負(fù)荷的適應(yīng)過程，適宜的訓(xùn)練負(fù)荷可以提高運動員的運動能力，而不足或過大的訓(xùn)練負(fù)荷都會降低運動員的運動能力。同時，他還從適應(yīng)理論的角度指出了當(dāng)時運動訓(xùn)練中存在的大量不科學(xué)的訓(xùn)練方法和內(nèi)容，提出應(yīng)該從生物學(xué)、教育學(xué)和哲學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的角度和層面加強競技訓(xùn)練的研究。
早期接受適應(yīng)理論并將其思想運用到運動訓(xùn)練實踐的典型代表人物是美國著名游泳教練員康希爾曼（JamesCounsilman）博士。20世紀(jì)50年代，在美國印第安納大學(xué)擔(dān)任游泳教練的康希爾曼，在塞利適應(yīng)理論剛一問世就將這一思想迅速引入他的訓(xùn)練，以該理論作為指導(dǎo)思想建立了被稱為“印第安納系統(tǒng)”（TheIndianaSystem）的游泳訓(xùn)練體系。1968年，在他撰寫的被譽為當(dāng)代游泳訓(xùn)練“圣經(jīng)”的《游泳的科學(xué)》（TheScienceofSwimming）一書中[14]，就將最大適應(yīng)應(yīng)激、循序漸進(jìn)和動機作為制定訓(xùn)練計劃的三大原則，并將運動員訓(xùn)練后的機體最大適應(yīng)進(jìn)一步分為不適應(yīng)、疲勞、適應(yīng)和超適應(yīng)4個等級。他以1周的訓(xùn)練為例（圖3），描述了運動員的訓(xùn)練負(fù)荷和機能表現(xiàn)可能出現(xiàn)3種不同的結(jié)果：如果運動員的訓(xùn)練負(fù)荷從周一到周五始終保持在“中等”水平的話，他的機體能力則處于“疲勞區(qū)域”，經(jīng)過周六和周日的恢復(fù)其能力可以恢復(fù)到“適應(yīng)區(qū)域”（A曲線）；如果運動員的訓(xùn)練負(fù)荷較高，機體疲勞程度處于疲勞區(qū)域的下限（但沒有達(dá)到不適應(yīng)區(qū)域），經(jīng)過周末的恢復(fù)機能能力則可能出現(xiàn)“超適應(yīng)”的水平（B曲線）；如果運動員的訓(xùn)練負(fù)荷過大，機能能力下降到不適應(yīng)區(qū)域，盡管他也經(jīng)過了周末的休息，但他的機能能力水平仍然無法達(dá)到“適應(yīng)區(qū)域”或“超適應(yīng)區(qū)域”（C曲線）。顯然，康希爾曼的訓(xùn)練引入了塞利適應(yīng)理論的核心思想，基于適應(yīng)理論的“預(yù)警、抵抗和衰弱”三段論將運動員的訓(xùn)練結(jié)果分為提高（超適應(yīng)）、保持（適應(yīng)）和下降（不適應(yīng)）3種不同的結(jié)果，而這些不同的訓(xùn)練結(jié)果取決于訓(xùn)練負(fù)荷的適時和適量的投入。
將塞利的適應(yīng)理論系統(tǒng)運用于運動訓(xùn)練領(lǐng)域的學(xué)者是愛沙尼亞塔爾圖大學(xué)的維祿（A。Viru）教授。20世紀(jì)80年代初，維祿開始運用適應(yīng)理論指導(dǎo)運動訓(xùn)練[52]，他把一般的非專門性反應(yīng)，即應(yīng)激反應(yīng)，看作是人體專門適應(yīng)形成的必備條件，一般應(yīng)激水平的發(fā)展可以有力地支持特定系統(tǒng)適應(yīng)能力的改善。他認(rèn)為，訓(xùn)練負(fù)荷是“應(yīng)激源”，它必須是一個足夠大和有效的刺激，才會對機體產(chǎn)生作用。機體能力在負(fù)荷刺激的作用下出現(xiàn)障礙（疲勞），又隨著應(yīng)激水平的提高形成新的平衡狀態(tài)（能力提高）。機體對刺激的適應(yīng)是一個在中樞神經(jīng)支配和調(diào)控下的過程，中樞神經(jīng)協(xié)調(diào)并校正不同器官和系統(tǒng)在負(fù)荷下的協(xié)作機能，使機體出現(xiàn)一種“有效的訓(xùn)練結(jié)果”。外界的刺激如果達(dá)不到或超出了神經(jīng)中樞協(xié)調(diào)和控制的范圍，機體則可能對該刺激不做出反應(yīng)或出現(xiàn)負(fù)面反應(yīng)[1]。
2008年，維祿撰寫了《競技訓(xùn)練的適應(yīng)》（AdaptationinSportsTraining）一書[53]，從應(yīng)激—適應(yīng)的'角度全面和深入地詮釋了運動能力在訓(xùn)練過程中的增長、保持和下降，是迄今將運動訓(xùn)練放在機體適應(yīng)背景下進(jìn)行研究和討論的重要著作。該書對與運動密切關(guān)聯(lián)的神經(jīng)—肌肉系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和能量代謝系統(tǒng)在訓(xùn)練刺激作用下的變化進(jìn)行了研究，不僅從傳統(tǒng)的運動生理或運動生化層面對這些變化進(jìn)行了闡述，而且，從運動適應(yīng)的角度對這些變化的原因進(jìn)行了分析。將“運動后恢復(fù)期”（Post—exerciseRecov—eryPeriod）作為一個章節(jié)進(jìn)行專門論述，是該書的一個主要特點。維祿認(rèn)為，肌肉收縮的停止并非意味著機體運動的結(jié)束，運動后的恢復(fù)同樣應(yīng)納入運動訓(xùn)練的范疇，應(yīng)該關(guān)注各種重要能量物質(zhì)運動后的恢復(fù)和超量恢復(fù)。在宏觀上，他將運動后機體的恢復(fù)分為2個階段和5個層面（圖4），在運動后幾分鐘到幾小時的快速恢復(fù)階段，機體一些主要功能指標(biāo)，如心率、血壓、乳酸等，首先快速恢復(fù)到訓(xùn)練前的安靜水平，之后機體內(nèi)環(huán)境平衡也恢復(fù)到運動前的狀態(tài)，一些重要的在運動中大量消耗的能量物質(zhì)儲備，如ATP—CP和糖原等，也在該階段被重新補充甚至出現(xiàn)超量恢復(fù)。在被稱為延遲恢復(fù)（Delayedrecovery）的階段，運動能力和機能將得到恢復(fù)和重建。關(guān)于延期恢復(fù)問題，維祿在書中強調(diào)，“關(guān)于身體機能和工作能力的延期恢復(fù)，一種錯誤的理解是該階段開始于第1階段的結(jié)束，然而該階段實際上應(yīng)開始于運動的結(jié)束”[53]。也就是說，對于一些能量物質(zhì)或機體能力來說，它們的恢復(fù)也同樣開始于運動結(jié)束的即刻，但它們的恢復(fù)和重建比那些在短時間內(nèi)能夠快速恢復(fù)的功能和能量物質(zhì)需要更長的時間，因此而貫穿快速和延遲恢復(fù)2個階段。
2、3基于運動適應(yīng)理論的若干“模型”
隨著適應(yīng)理論在運動訓(xùn)練領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展，出現(xiàn)了若干基于該理論的運動機能模型，引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注和研究。
加拿大的班尼斯特（E。W。Banister）和他的同事們從20世紀(jì)70年代開始關(guān)注運動訓(xùn)練中刺激、疲勞和適應(yīng)三者之間關(guān)系的問題，他們以大學(xué)生游泳運動員全年訓(xùn)練的數(shù)據(jù)為素材，建立了游泳運動員的疲勞—能力數(shù)學(xué)模型[7，51]。1982年，班尼斯特正式提出了具有一般訓(xùn)練意義的“疲勞—適應(yīng)模型”（Fitness—FatigueModel）[8]，與雅客夫列夫提出的“超量恢復(fù)”這一運用疲勞單一因素解釋運動訓(xùn)練效果的模型比較，該模型也被稱為運用疲勞和適應(yīng)2個指標(biāo)描述機能能力發(fā)展的雙因素模型（圖5）。班尼斯特認(rèn)為，人體在負(fù)荷的刺激下會同時出現(xiàn)機體疲勞和適應(yīng)2種反應(yīng)，這2種相互對抗（antagonistic）的反應(yīng)會根據(jù)負(fù)荷的變化而變化，且二者之間存在某種關(guān)系。在高負(fù)荷訓(xùn)練的情況下，疲勞的上升快于適應(yīng)，其曲線高于適應(yīng)曲線，但隨著負(fù)荷的下降疲勞曲線的下降速度加快并逐漸與適應(yīng)曲線出現(xiàn)交匯，其交匯點被認(rèn)為是運動員出現(xiàn)最佳競技狀態(tài)的臨界點，重大比賽應(yīng)該出現(xiàn)在該臨界點之后，即最佳競狀態(tài)區(qū)域出現(xiàn)。疲勞—適應(yīng)雙因素模型不僅推導(dǎo)出競技能力長期發(fā)展的基本規(guī)律，而且給出了在一定負(fù)荷刺激下疲勞與適應(yīng)的關(guān)系，人們可以通過實驗找到二者之間的關(guān)系，使運動訓(xùn)練負(fù)荷過程的定量診斷和控制成為可能。
班尼斯特的疲勞—適應(yīng)雙因素模型對賽前減量訓(xùn)練具有重要指導(dǎo)意義，在某種意義上開啟了賽前訓(xùn)練量化研究的先河。在其問世之后，人們運用該模型的思想或方法對多個運動項目進(jìn)行了賽前訓(xùn)練的研究[36]，同時也在其基礎(chǔ)上對模型本身進(jìn)行了研究，提出了諸如“非線性模型”（nonlinearmodel）[12]等改進(jìn)型賽前訓(xùn)練模型。
盡管班尼斯特的雙因素模型已經(jīng)比超量恢復(fù)模型有了很大的進(jìn)步，人們可以借助該模型尋找負(fù)荷（疲勞）與適應(yīng)（能力）之間的量化對應(yīng)關(guān)系，預(yù)見未來競技能力（狀態(tài)）的發(fā)展水平，但是，該模型仍然存在其局限性，人們無法通過該模型對所有運動項目進(jìn)行預(yù)測和評估，而只能對那些力竭性體能項目具有一定的指導(dǎo)意義。同時，該模型也不能區(qū)別不同的訓(xùn)練刺激對機體造成的不同類型的疲勞，如神經(jīng)疲勞、肌肉疲勞和心血管疲勞等，而只能從整體上構(gòu)建刺激與疲勞和適應(yīng)之間的關(guān)系，影響到模型的準(zhǔn)確性。
20世紀(jì)80年代后期，人們開始意識到，人體運動能力的增長、保持和消退與人體運動生理學(xué)，尤其是能量代謝系統(tǒng)緊密相關(guān)，不能僅從投入（負(fù)荷刺激）和產(chǎn)出（能力改變）2個端口進(jìn)行研究，而必須深入到訓(xùn)練過程中探求其各個器官、系統(tǒng)的變化。在這方面，較為典型的研究成果是德國的馬德爾（Mader）的“機能儲備模型”（FunctionalReservesModel）[34]和諾依曼（Neumann）的“轉(zhuǎn)變—適應(yīng)模型”（Change—AdaptationTimeDynamicModel）[37]。
20世紀(jì)80年代末，德國運動生理學(xué)者馬德爾教授從細(xì)胞代謝的層面研究了人體機能能力在負(fù)荷刺激下變化的問題。他認(rèn)為，適應(yīng)的個體因素藏匿在細(xì)胞遺傳的機制之后，細(xì)胞蛋白質(zhì)分解與合成之間的關(guān)系是人體運動機能能力變化的主要原因，蛋白質(zhì)自身所具有的衰弱、凋亡和再生時間以及在運動刺激條件下的分解與合成在很大程度上決定了人體運動能力的增長、保持或下降。因此，他提出，人體除了具有一個正常狀態(tài)下的細(xì)胞蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)代謝率之外，還存在一個在負(fù)荷作用下的“機能受限性”蛋白質(zhì)代謝率的額外增長，如果該增長發(fā)生在那些對運動能力具有重要影響甚至決定性作用的蛋白質(zhì)（線粒體等），則必然帶來機體運動能力的提高。當(dāng)然，如果外來刺激（負(fù)荷）過小或者超過了機體的承受能力，都會影響到蛋白質(zhì)的分解和合成率，具體表現(xiàn)為運動能力的停滯或下降。
在上述認(rèn)識基礎(chǔ)上，馬德爾提出了“機能儲備模型”（圖6）。“最大機能容量”“適應(yīng)儲備”“現(xiàn)實機能容量”“機能儲備”和“現(xiàn)實生理負(fù)荷”是機能儲備模型的5個關(guān)鍵元素。“最大機能容量”是人體已經(jīng)具有的各種能力和一個尚未開發(fā)的“適應(yīng)儲備”的總合，既反映了運動員當(dāng)前已經(jīng)具備的總體最高運動能力，也顯示出運動員的最大潛在能力儲備。“適應(yīng)儲備”是一個受遺傳限制并可以枯竭的能力區(qū)域，它的空間越小表明運動員能力的可塑性越小，其下限代表著運動員目前所具備的運動水平，其上限是最大機能能力的頂端，也是運動能力的極限。“現(xiàn)時機能容量”是運動員各種子能力目前所具有的可供開發(fā)的潛能，它由“現(xiàn)時生理負(fù)荷”和“機能儲備”兩部分構(gòu)成，前者是機體各種不同能力已具備的各自的現(xiàn)時狀態(tài)，也是至今為止機體對訓(xùn)練的適應(yīng)程度，后者是這些子能力可以支配但還未達(dá)到的機能儲備。上述三者之間的關(guān)系形象地揭示了訓(xùn)練負(fù)荷的運用規(guī)律，在運動訓(xùn)練中，如果運動員的“現(xiàn)時生理負(fù)荷量”越逼近“現(xiàn)時機能容量”，也就是說，“機能儲備”的余留量越少，說明訓(xùn)練負(fù)荷量是最佳的。如果訓(xùn)練負(fù)荷低于或超過了供支配的“現(xiàn)時機能”儲備，則表明訓(xùn)練負(fù)荷的安排不正確。這兩種情況均會影響訓(xùn)練的效果，過低的負(fù)荷不會引起機體的反應(yīng)，機體也不會出現(xiàn)相應(yīng)的適應(yīng)，而過高的負(fù)荷同樣不會給機體帶來良性的適應(yīng)，甚至造成過度訓(xùn)練和損傷。同時，“現(xiàn)時機能容量”也是人體不同子能力的代名詞，各個“現(xiàn)時機能容量”之間以及其生理負(fù)荷與機能儲備的大小也存在區(qū)別和差異，它們既是有限的，又在一定范圍內(nèi)是動態(tài)變化的。不同“現(xiàn)時機能容量”的總和構(gòu)成了人體的“最大機能容量”，其中，不同的機能儲備又構(gòu)成了總體的適應(yīng)儲備，對不同機能儲備的挖掘，即生理負(fù)荷的不斷增長，也是對整個機體“適應(yīng)儲備”上限的逼近[2]。
諾依曼在1991年提出了人體的“轉(zhuǎn)變—適應(yīng)”模型[38]。該模型從時間的角度對機體細(xì)胞和組織在運動訓(xùn)練負(fù)荷作用下的適應(yīng)性變化進(jìn)行了解釋，提出了機體各器官系統(tǒng)受到足夠大的外來刺激時會產(chǎn)生“轉(zhuǎn)變”，在反復(fù)施加負(fù)荷的條件下則出現(xiàn)“適應(yīng)”，具體表現(xiàn)為機能能力的提高。同時，該理論還根據(jù)各器官系統(tǒng)的適應(yīng)形成在時間上的不同，將適應(yīng)的過程劃分為4個階段并為各個階段的實現(xiàn)給予了明確的時間期限（圖7）。
由圖7可見，人體對運動訓(xùn)練產(chǎn)生適應(yīng)性改變首先發(fā)生在神經(jīng)—肌肉系統(tǒng)的層面，在7~10天的訓(xùn)練中，肌肉細(xì)胞中的底物和神經(jīng)對肌肉的支配程序出現(xiàn)相應(yīng)的變化。在之后的10~20天訓(xùn)練中，機體的能量儲備出現(xiàn)顯著性增加，肌肉蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)也同時出現(xiàn)變化。隨后，運動適應(yīng)進(jìn)入第3個階段，具體表現(xiàn)為能量物質(zhì)的動員和轉(zhuǎn)換速度加快，肌肉的募集和收縮速度也得到相應(yīng)的提高。當(dāng)訓(xùn)練進(jìn)行到6周左右的時候，機體適應(yīng)進(jìn)入到第4個階段，這也是運動適應(yīng)過程的最后階段，參與運動的各個不同器官和系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)得到明顯的改善，不僅運動時的動力出現(xiàn)明顯增強，而且其經(jīng)濟(jì)性也得到顯著優(yōu)化。
該理論描述了在負(fù)荷情況下機體的平衡狀態(tài)被破壞而產(chǎn)生“轉(zhuǎn)變”，在連續(xù)適宜負(fù)荷的作用下又形成新的平衡，即一個從量變（積累作用）到質(zhì)變的“適應(yīng)”過程。我們注意到，諾依曼的理論中沒有運用傳統(tǒng)的“超量恢復(fù)”來解釋機體器官系統(tǒng)對負(fù)荷的反應(yīng)，而稱其為“轉(zhuǎn)變”。依據(jù)這一觀點，機體在外來負(fù)荷的作用下其平衡狀態(tài)被破壞，具體的反應(yīng)就是疲勞，當(dāng)負(fù)荷條件不存在時，機體會得到恢復(fù)，如果反復(fù)對機體施加負(fù)荷刺激，則機體會由于負(fù)荷的累積效果對該刺激產(chǎn)生適應(yīng)，具體表現(xiàn)為運動器官系統(tǒng)在形態(tài)機能方面的改變。這種適應(yīng)是以刺激的累積效應(yīng)為基礎(chǔ)，首先實現(xiàn)機體器官形態(tài)的“代償”性改變，然后產(chǎn)生功能上的適應(yīng)。例如，力量訓(xùn)練使神經(jīng)對肌肉的支配作用得到改善和骨骼肌面積得到增加，從而增大了力量。
20世紀(jì)90年代之后，世界計算機技術(shù)的快速發(fā)展開啟并推動了人體運動適應(yīng)模型的智能化研究。2000年，德國美因茨大學(xué)計算機系的珀爾（J。Perl）和科隆體育大學(xué)運動與訓(xùn)練研究所的梅斯特（MesterJ。）提出了“競技潛能元模型”（PerformancePotentialMetamodel）[35，41]，簡稱為PerPot的模型仍然秉承了“應(yīng)激—適應(yīng)”理論的核心思想，運用應(yīng)力（Strain）輸入、應(yīng)答（Response）輸出以及二者對競技能力（Performance）的影響三者之間形成的若干交互作用，以各種“元”，即不同的系統(tǒng)和功能的形式模擬競技能力的適應(yīng)過程（圖8）[42]。該模型認(rèn)為，運動能力的改變是機體抵抗（antagonistic）外來刺激的結(jié)果，該結(jié)果具有滯后（delay）效應(yīng)的特點，不僅表現(xiàn)為正面的能力提高，而且也會出現(xiàn)負(fù)面的能力下降[43]。
與之前的競技能力模型比較，PerPot模型的突出特點在于構(gòu)建了一個基于計算機和相關(guān)數(shù)學(xué)建模技術(shù)的模擬平臺。在該平臺上，人們可以通過一些已經(jīng)被研究證明的刺激（訓(xùn)練）與應(yīng)答（適應(yīng)）之間的關(guān)系，如跑步強度與心率之間的關(guān)系、血紅蛋白增長與耐力訓(xùn)練時間之間的關(guān)系等，模擬或預(yù)測競技能力的發(fā)展趨勢。
3運動機能模型發(fā)展展望
3、1從歷史發(fā)展的視角分析和評價運動機能模型
縱觀運動訓(xùn)練機能模型的發(fā)展，可以將其分為3個階段。
20世紀(jì)20年代，人們開始發(fā)現(xiàn)磷酸肌酸和肌糖原等能量物質(zhì)存在運動后的超量恢復(fù)現(xiàn)象，標(biāo)志性的成果為瑞典學(xué)者博格斯通和胡爾特曼等人1966年的研究，從方法和路徑上為此后的研究奠定了基礎(chǔ)，這一時期是運動機能模型研究的初始階段。
1977年，原蘇聯(lián)著名學(xué)者雅客夫列夫在其專著《運動生物化學(xué)》中將肌糖原超量恢復(fù)現(xiàn)象擴(kuò)展為運動訓(xùn)練的超量恢復(fù)，提出了“超量恢復(fù)”學(xué)說。雅客夫列夫“超量恢復(fù)”學(xué)說的問世標(biāo)志著運動訓(xùn)練機能模型的研究進(jìn)入到一個新的階段，從運動訓(xùn)練的層面對大量能量代謝的基礎(chǔ)研究從哲學(xué)的高度進(jìn)行歸納和總結(jié)，在宏觀上建立了機體在接受負(fù)荷刺激和作出應(yīng)答過程中的機體疲勞—恢復(fù)—超量恢復(fù)3者之間的關(guān)系，構(gòu)建了首個以解釋運動訓(xùn)練效應(yīng)為目標(biāo)的理論模型。該模型首次超越了傳統(tǒng)的運動生理、生化的生物學(xué)領(lǐng)域，沒有將重點集中在磷酸肌酸、肌糖原等具體能量物質(zhì)在運動訓(xùn)練前后產(chǎn)生的復(fù)雜變化方面，而是將運動訓(xùn)練中的能量代謝過程簡化并提煉為下降、恢復(fù)和超量恢復(fù)3個階段，高度概括了在訓(xùn)練刺激下機體機能的變化規(guī)律。該模型的優(yōu)點主要表現(xiàn)在兩個方面：首先，是將機體在訓(xùn)練條件的諸多復(fù)雜變化進(jìn)行了高度簡化和凝結(jié)，人們可以將其作為制定訓(xùn)練負(fù)荷和選擇訓(xùn)練方法的依據(jù)，也可以將各種訓(xùn)練后機體的變化歸因于“超量恢復(fù)”，便于教練員和運動員對訓(xùn)練負(fù)荷及其效果的理解；其次，是該模型具有運動生物學(xué)能量代謝基礎(chǔ)的支撐，大量的實驗研究已經(jīng)證明肌糖原等能量物質(zhì)超量恢復(fù)現(xiàn)象的存在，與之前的運動訓(xùn)練比較，超量恢復(fù)模型的應(yīng)用無疑在一定程度上提高了運動訓(xùn)練的科學(xué)化水平。
第3個階段實際上開始于20世紀(jì)50年代中期塞利的適應(yīng)理論問世之后，美國的威爾特和康希爾曼分別在理論上和實踐上率先將適應(yīng)理論引入競技運動訓(xùn)練，特別是康希爾曼在游泳訓(xùn)練上的卓越成功驗證了適應(yīng)理論對競技運動訓(xùn)練具有重要指導(dǎo)作用。1980年，愛沙尼亞學(xué)者維祿開始深入推動適應(yīng)理論在運動訓(xùn)練領(lǐng)域的發(fā)展，運用適應(yīng)理論的思想解釋機體在訓(xùn)練負(fù)荷下的變化，從此，“適應(yīng)”逐漸取代“超量恢復(fù)”成為競技運動訓(xùn)練的生物學(xué)基礎(chǔ)。在20世紀(jì)80年代之后，運動訓(xùn)練機能模型的研究進(jìn)入一個新的活躍期，相繼出現(xiàn)了班尼斯特的“疲勞—適應(yīng)雙因素”模型、馬德爾的“機能儲備模型”、諾依曼的“轉(zhuǎn)變—適應(yīng)”模型和珀爾的“競技潛能元”模型。這些模型盡管在影響力上難以超越超量恢復(fù)和適應(yīng)理論，但它們?nèi)诤狭水?dāng)代先進(jìn)的科技思想和技術(shù)，在運用層面上更加貼近運動訓(xùn)練實踐，表現(xiàn)出較好的實操性。
長期以來，盡管一些學(xué)者不斷對雅客夫列夫提出的“超量恢復(fù)”模型提出質(zhì)疑，認(rèn)為該模型存在諸多問題。但是，我們應(yīng)該注意到，在當(dāng)時的體育科研水平下，該學(xué)說無論在生物學(xué)基礎(chǔ)上，還是在運動訓(xùn)練實踐上，都不失為是一個“最貼近”訓(xùn)練實際的模型。作為一名杰出的運動生化學(xué)者，雅客夫列夫和他的研究團(tuán)隊一直致力于從能量代謝層面探索人體機能能力在訓(xùn)練中變化的機制，而并非僅從哲學(xué)和方法論的角度解釋這一問題。
塞利的適應(yīng)理論在運動訓(xùn)練領(lǐng)域一直扮演著一種指導(dǎo)思想的角色，在某種程度上可以說是一種從宏觀層面指導(dǎo)運動訓(xùn)練的思維方式或方法論。在超量恢復(fù)之后出現(xiàn)的相當(dāng)部分模型是在適應(yīng)理論思想的基礎(chǔ)上或在其影響下構(gòu)建和形成的，這些模型基本都以適應(yīng)理論的“報警—抵抗—疲憊”機體對外來刺激反應(yīng)的“三段論”為基礎(chǔ)，強調(diào)人體機能能力的提高源于機體對外來刺激的適應(yīng)，承認(rèn)人體都具有個體的機能能力極限，重視不同大小和形式的刺激將引起機體不同的適應(yīng)。
與“超量恢復(fù)”相比，“適應(yīng)”理論在一些重要的條件上增加了“限制”，如提出了人體運動極限的存在，在一些具體的解釋上更加符合運動的實際，如強調(diào)了不同運動員個體和不同機能能力對負(fù)荷的不同“適應(yīng)”，突出了個體差異和區(qū)別對待。在對運動訓(xùn)練機制解釋的客觀性方面，“適應(yīng)”理論顯然具有較多的優(yōu)勢。但必須注意到，目前在“超量恢復(fù)”和“適應(yīng)”理論問題上的爭論并沒有結(jié)束，盡管人們對“超量恢復(fù)”學(xué)說提出了質(zhì)疑，但是依據(jù)“應(yīng)激”理論將運動訓(xùn)練的生理、生化基礎(chǔ)歸因于機體的“適應(yīng)”同樣缺乏大量具體實驗數(shù)據(jù)的支持，人體運動能力提高的機制在許多方面仍然是“黑箱”，以目前的科學(xué)理論和技術(shù)還無法做到精確的量化解釋。因此，我們應(yīng)該站在歷史發(fā)展的立場審視和評價“超量恢復(fù)”和“適應(yīng)”這2個對運動訓(xùn)練最具影響的理論，繼續(xù)加強這方面的深入研究。
3、2運動機能模型研究的發(fā)展
從當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢來看，人體運動機能模型研究的未來發(fā)展主要集中在以下3個方面。
首先，以超量恢復(fù)和適應(yīng)理論為主干的運動機能模型的多年發(fā)展，仍然基本被局限在運動科學(xué)的范圍內(nèi)，即使是20世紀(jì)90年代基于一定計算機技術(shù)的“競技潛能元”模型，與當(dāng)前科技的發(fā)展水平仍然存在很大的差距。近年來，多學(xué)科和高科技在運動訓(xùn)練領(lǐng)域的運用已經(jīng)明顯改變了傳統(tǒng)的訓(xùn)練，將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬仿真等高科技的理念與技術(shù)運用于模型的開發(fā)和構(gòu)建，將成為模型研究的一個未來發(fā)展趨勢。
其次，進(jìn)一步加強有關(guān)基礎(chǔ)研究是運動機能模型研究未來發(fā)展的另一個主要趨勢。人體機能模型涉及到遺傳和后天訓(xùn)練兩方面因素，涉及到訓(xùn)練負(fù)荷和機體對負(fù)荷刺激的各種生理和心理反應(yīng)以及二者之間的關(guān)系，其中既有一般性規(guī)律也有個體化特點。因此，以模型為研究目標(biāo)的若干基礎(chǔ)研究，如基因、能量代謝和營養(yǎng)補充等問題，應(yīng)成為模型研究的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的研究成果將成為未來模型構(gòu)建的基礎(chǔ)和依據(jù)。
第三，理論與實踐的緊密結(jié)合是模型研究的一個重要發(fā)展方向。截至目前的各種運動機能模型在很大程度上大多停留在理論的層面，而并不能直接應(yīng)用于對運動訓(xùn)練的指導(dǎo)，即其理論意義高于實踐作用。究其原因，一是運動訓(xùn)練本身的復(fù)雜性和個體性，二是模型功能的客觀性和可重復(fù)性，都還不能滿足訓(xùn)練實踐的需求。因此，在未來模型的研究中，應(yīng)該將實際運用作為研究的主要目標(biāo)，將訓(xùn)練負(fù)荷、機體疲勞和機體適應(yīng)三者的關(guān)系作為研究的重點，運用模型指導(dǎo)運動員競技能力的長期發(fā)展和競技狀態(tài)的短期調(diào)控。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳小平。運動訓(xùn)練的基石———“超量恢復(fù)”學(xué)說受到質(zhì)疑[J]。首都體育學(xué)院學(xué)報，2004，4（16）：3—7。
[2]陳小平。當(dāng)代運動訓(xùn)練熱點問題研究：理論與實踐亟待解決的問題[M]。北京：北京體育大學(xué)出版社，2005：4—5。
[3]馮煒權(quán)。體育運動的生物學(xué)知識[M]。北京：人民體育出版社，1980：74—79。
[4]過家興，田麥久，等。運動訓(xùn)練學(xué)[M]。北京：人民體育出版社，1990：80—85。
[5]田麥久，等。運動訓(xùn)練學(xué)[M]。北京：人民體育出版社，2000：133。
[6]BATUNERLS。Restitutionofenergypotentialofmusclesafterexercisesclosetomaximal[J]。SechenovPhysiol。J。USSR，1977，63：406。
[7]BANISTEREW，CALVERTTW，SAVAGEMV，etal。Asys—temsmodeloftrainingforathleticperformance[J]。AustJ。SportsMed，1975，7（5）：61
[8]BANISTEREW。Modelingeliteathleticperformance[M]//MACDOUGALLJD，WENGERHW，GREENHJ。Physiolog—icalTestingofEliteAthletes。HumanKinetics，1982：403—425。
[9]BERGSTR塎J，HULTMANE。Muscleglycogensynthesisaf—terexercise：anenhancingfactorlocalizedtothemusclecellsinman[J]。Nature，1966，16（210）：309—310。
[10]BERGSTR塎J，HERMANSENL，HULTMANE，etal。Diet，muscleglycogenandphysicalperformance[J]。ActaPhysiolScand，1967，71：140—150。
[11]BOMPATO，HAFFGG。周期———運動訓(xùn)練理論與方法[M]。李少丹，李艷翎，譯。北京：北京體育大學(xué)出版社，2011：11—15。
[12]BUSSOT。Variabledose—responserelationshipbetweenexer—cisetrainingandperformance[J]。MedSciSportsExe，2003，35：1188—1195。
[13]CARLILEF。TheAthleteandAdaptationtoStress[M]。TrackTechnique，September，1961：56—158。
[14]COUNSILMANEJ。TheScienceofSwimming[M]。Prentice—Hall，Inc。EnglewoodCliffs，NewJersey，1968。
[15]CHAGOVETSNR。Biochemicalchangesinmusclesinrestitu—tionperiodafterphysicalwork[J]。UkrBiochimZh（Kiev），1957，29：450。
[16]DEMARIESH。Sportphysiologie[M]。SportundBuchStrau，1996：168。
[17]EGGLETONP，EGGLETONGP。Thephysiologicalsignifi—canceof“phosphagen”[J]。J。Physiol，1927，63：155—161。
[18]EMBDENGE。AdlerUberdiephysiologischeBedeutungdesWechselsdesPermeabilitatszustandesvonMusklfasergre—nzschichten[J]。Z。physiol。Chem。，1922，118：1—11。
[19]FISKECH，SUBBAROWY。Phosphoruscompoundsofmuscleandliver[J]。Science，1929，70：381—382，
[20]HERMANSENL，VAAGEO。Lactatedisappearanceandgly—cogensynthesisinhumanmuscleaftermaximalexercise[J]。AmJPhysiol，1977，233：E422。
[21]HULTMANE。Physiologicalroleofmuscleglycogeninman，withspecialreferencetoexercise[J]。CircRes，1967，20—21：199—1114。
[22]HULTMANE，BERGSTROMJ，MCLENNAN—ANDERSONN。Breakdownandresynthesisofphosphocreatineandadenos—ingtriphosphateinconnectionwithmuscularworkinman[J]。ScandJClinLabInvest，1967，19：56。
[23]HOLLMANNW，STRUDERHK。Sportmedizin（5。Auflage）[M]。Schattauer，2009。
[24]HOLLMANNW，HETTINGERT。Sportmedizin，Arbeits—undTrainingsgrundlagen[M]。Stuttgart—NewYork，1980。
[25]JAKOVLEVNN。Biochemicalfoundationsofthetrainingofmuscles[J]。UspSovremBiol（Moscow），1949，27：257。
[26]JAKOVLEVNN。Diebedeutungderhom塷stasest塺uangfürdieeffektivit|tdestrainingsprozesse[J]。MedizinUndSport，12（1972），367。
[27]JAKOVLEVNN。Biochemistryofsportinthesovietunion：Beginning，development，andpresentstatus[J]。MedSciSports，1975，4（7）：237—247。
[28]JAKOVLEVNN。Sportbiochemie[M]。Barth，Leipzig，1977。
[29]JAKOVLEVNN，KRASNOVAAF，LENKOVARL，etal。Effectoftheadaptationtointensivemuscleactivityonthefunctionalstateofskeletalmusclemitochondria[J]。Cytologia（Moscow），1978，14：197。
[30]JAKOVLEVNN。Theexpenditureandresynthesisofenergysourcesinmusclesofvariousfunctionalprofileinregardtothecharacterofload[J]。SechenovPhysiolJUSSR，1979，65：1796。
[31]KROGHJ，LINDHARDJ。Thechangesinrespirationatthetransitionfromworktorest[J]。JPhysiol，1919，53：431。
[32]MATWEJEWLP，KOLOKOLOWAWM。AllgemeineGrund—lagenderK塺pererziehung[M]。Berlin（DDR），1962：20。
[33]MACLAREND，MORTONJ。BiochemistryforSportandEx—erciseMetabolism[M]。Wiley—Blackwell，2012。
[34]MADERA。Aktivebelastungsadaptationundregulationderproteinsyntheseaufzellulaererebene[J]。DeutZSportmed，1990，41：40—58。
[35]MESTERJ，PERLJ。Grenzenderanpassungs—undleistung—sf|higkeitaussystemischersicht—zeitreihenanalyseundeinin—formatischesmetamodellzuruntersuchungphysiologischeradaptationsprozesse[J]。Leistungssport，2000，30（1）：43—51。
[36]MUJIKAI。Theinfluenceoftrainingcharacteristicsandtaper—ingontheadaptationinhighlytrainedindividuals：Areview[J]。IntJSportsMed，1998，19：439—446。
[37]NEUMANNG，SCHUELEKP。SportmedizinischeFunktions—diagnostik[M]。LeipzigBerlinHeidelberg：BarthVerlagsgesell—schaft，1994：13—17。
[38]NEUMANNG，BERBALKA。UmstellungundAnpassungdesOrganismus—grundlegendeVoraussetzungdersportlichenLeis—tungsfaehigkeit[M]//BEMETTP，JESCHKED。SportundMedizinProundContra。W。ZuckschwerdtVerl。，Munchen，1991：415—419。
[39]PALLADINAV。Thebiochemistryofmuscletraining[J]。Sci—ence，1945，102：576—578。
[40]PIEHLlK。Timecourseofrefillingofglycogen—inducedglyco—gendepletion[J]。ActaPhysiol。Scand，1974，90：297。
[41]PERLJ。Antagonisticadaptationsystems：anexampleofhowtoim—proveunderstandingandsimulatingcomplexsystembehaviorbyuseofmeta—modelsandon—linesimulation[C]//16thIMACSCongress。NewBrunswick，NJ：RutgersUniversity，2000。
[42]PERLJ。PerPot：Ametamodelforsimulationofloadperform—anceinteraction[J]。EurJSportSci，2001，1（2）：1—13。
[43]PERLJ。Perpot—ameta—modelandsoftwaretoolforanalysisandoptimisationofload—performance—interaction[J]。IntJPer—formAnalSport，2004，4（2）：61—73。
[44]ROUXW。Vortr|geundAufs|tzeüberEntwicklungsmechanikderOrganismen[M]。Leipzig，1905。
[45]RZTHIGPUA。SportwissenschaftlichesLexikon[M]。VerlagHofmannSchorndorf，1992：490—491。
[46]SELYEH。Asyndromeproducedbydiversenocuousagents[J]。Nature，1936，138（2）：230—231。
[47]SELYEH。EinführungindieLehrevomAdaptationssyndrom[M]。G。Thieme，Stuttgart，1953。
[48]SELYEH。TheStressofLife[M]。NewYork：McGraw—Hill，1956。
[49]SELYEH。StressinHealthandDisease[M]。Butterworth，Bos—ton，1976。
[50]TERJUNGRL，BALDWINKM，WINDERWW，etal。Glyco—genrepletionindifferenttypesofmuscleandinliverafterex—haustingexercise[J]。AmJPhysiol，1974，226：1387。
[51]CALVERTTW，BANISTEREW，SAVAGENMV，etal。ASystemsModeloftheEffectsofTrainingonPhysicalPerform—ance[J]。IEEETrarsactionsSystemsManCybemetics，1976，SMC—6（2）：94—102。
[52]VIRUA。DasProblemderVergrβerungderplastischenreser—vendesorganismusimtrainingsproze？[J]。Leistungssport，1980，10：280—282。
[53]VIRUA。AdaptationinSportsTraining[M]。InformaHealth—care，NewYork，2008。
[54]WEINECKJ。OptimalesTraining[M]。SpittaVerlagGmbH，2000：32—35。
[55]WILMOREJH，COSTILLDL，KENNEYWL。運動生理學(xué)[M]。王瑞元，汪軍，譯。北京：北京體育大學(xué)出版社，2011。
[56]WILTF。StressandTraining[J]。TrackTechnique，1960，（1）：6。
[57]YAMPOLYSKAYALI。Muscleglycogensupercompensationinrestitutionperiodafterexercisesofvariouscharacteranddu—ration[J]。Byull。Eksp。Biol。Med。（Moscow），1948，11：358。
[58]ZIMMERMANNE。Trainingsprinzipien[M]。Sportwissenscha—ftlichesLexikon，Schorndorf，1983：423—424。
[59]ZUNTZV。N。UMSATZderNAHRSTOFFE。XI。Betrachtun—genuberdiebeziehungenzwischenNahrstoffenundLeistungendesKorpers[M]//HandbuchderBiochemiedesMenschenundderTiere，editedbyK。Oppenheimer。Jena，F(xiàn)RG：Fischer，1911：826—855。
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