决定100米极限的生化因素

大邱世锦赛结束了，百米的世界记录没有被打破，依然为博尔特09保持的9秒58。不知道这个世界记录会在何时会打破。当前百米赛跑的纪录快要纳入以千分之一秒作为尺度的时代，每次微小的纪录突破也可能要间隔数十年的时间。

纵观百米记录的历程，在1896年首届现代奥运会上，世界上第一个男子100米纪录诞生了，成绩是12秒。仅过了8年，世界纪录就缩短了1秒，在上世纪60年代以前，100米纪录在被频繁的更新，但之后突破世界纪录就进入了以百分之一秒作为尺度的时代，破记录难度越来越大。从1960年至今，人类经过50年蜗牛般的推进仅把世界纪录向前挪动了0.22秒，也就是说人类破纪录的速度几十年前已经放缓。(见上图)

人体运动极限在哪里？身体结构、遗传素质、骨骼及肌肉的承受能力，以及供能系统等等都会制约运动的极限。短时间运动受供能系统限制，通常10秒之内的运动很大程度上受磷酸原供能系统的影响，而这一系统又主要受遗传因素的制约，也就是说，这类极限速度的运动很大程度上取决于遗传。

从运动生物化学的角度讲，人体内的供能系统分为三种：磷酸原(ATP-CP)功能系统、糖酵解供能系统和有氧代谢供能系统。人体肌肉中储藏着多种能源物质，根据运动项目所要求的供能效果、运动强度、运动持续时间等因素，以不同能源物质为能量代谢起点的三种供能方式按照一定顺序和相应比率被选择性利用，进行能量供应。由单一系统供能的情况是不存在的。

一般来讲，在数分钟之内的短时间、大强度运动中，人体主要依靠磷酸原和糖无氧酵解来供能。随着运动时间的延长，身体内的糖、脂肪、蛋白质就在氧气充足的情况下开始分解产能。在有氧代谢功能系统中，大强度运动1—2小时，肌糖原才接近耗尽。脂肪储量丰富，可以维持更长时间的运动，理论上其时间不受限制。

就100米跑为例，人体运动是借助骨骼肌的收缩来完成的，骨骼肌收缩实际上就是将机体能量代谢产生的化学能转变为机械能的过程，而这个过程中唯一的直接能源物质就是一种含有高能磷酸键的有机化合物——ATP。100米跑是典型的短时间极量运动，其极限强度决定了身体要以动员速度快、单位时间内输出功率最高的无氧代谢系统供能，肌肉以人体储备非常有限的ATP、CP供能为主。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1—3秒，CP在合成ATP后释放能量，其供能时间为5—8秒，一旦超过8秒，人体就要启动糖酵解系统参与供能。人们挑战速度极限，就是要尽量消耗ATP-CP，力争减少糖酵解参与供能，ATP—CP系统综合换算下来可维持10秒肌肉活动，所以人类百米跑的时间应该在10秒左右。人体不同的能源系统的供能能力决定了运动能力的强弱，也相应决定了运动极限。当然，随着科学技术的发展，人们在挑战极限的道路上始终不断前行，但是这一潜能受代谢供能系统的制约。

参考文献：

1.        the biochemical basis of sports performance (second edition) RON MAUGHAN, MICHAEL GLEESON. OXFORD PRESS

2.        运动生物化学 ，张蕴琨，丁树哲主编， 高等教育出版社。2006.

3.        http://news.ifeng.com/special/utmost/200807/0729_4194_681967.shtml