人体极限是多少

人体极限是多少
人体极限是多少

人体极限是多少
最近,法国科学家经过多年研究后宣称,人类竞技水平已经逼近生理极限,2060年后再创造世界纪录的可能性微乎其微. 专家说,到2027年,一般运动项目的世界纪录将达到人体极限,到2060年,百米赛跑的纪录将划入以千分之一秒作为尺度的时代,马拉松速度将以减少百分之一秒为目标,而举重比赛的增重也精确到“克”了.即便如此,每次微小的纪录突破也可能要间隔50年的时间.到那时,破纪录在竞技运动的重要性将降低,而竞技的方式和比赛的质量将成为关键指标. 那么人体运动极限究竟是多少?是什么生理因素影响着人类的运动极限呢? ———逼近极限——— 人体潜能已发挥99% 法国生物运动医学和流行病学研究所的专家们对1896年现代奥林匹克运动诞生以来所创造的3260项世界纪录进行了整理和分析.结果发现,人体潜能在100多年前只发挥了75%,但到今天已被激发到99%. 研究者对田径、自行车、举重、游泳和速滑5个大项作了进一步分析,得出的结论是,以挑战人体极限为终极目标的人类竞技运动很快将面对“极限之墙”. 创纪录已进入减速期 事实上,人类破纪录的速度几十年前已经放缓. 最明显的例子莫过于田径中的男子100米项目.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. 此前的研究也表明,现在运动员破纪录越来越依赖于偶然性了.以田径的男子1500米为例,1998年,这个项目沉睡了15年的世界纪录被打破,成绩为3分26秒.而在那漫长的15年中,该项目上的顶尖运动员的成绩时好时坏,根本没有一种总体向上的趋势.科学家们预计,在未来的10多年中,1500米的成绩将依然如故. 绝大多数的竞技体育项目都有世界纪录,而现代体育发展至今,多数世界纪录已经越来越难于被刷新,愈发接近人体运动极限. ———生理探秘——— 人体运动极限是由怎样的生理生化原因形成的?为什么男子百米的世界纪录是9秒74,而不是5秒74呢? 短时间运动受供能系统限制 这要从人体的供能说起.从生物化学的角度讲,人体内的供能系统分为三种：磷酸元（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,人体主要依靠磷酸元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. 临时供能只维持10秒肌肉活动 那么人体系统又和运动极限有什么关系呢?我们以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,象征着人体尽快向前运动的极限能力.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. 其他项目也同理可证,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. ———克服极限——— 尽管人的体能肯定有一个极限,但是如今就算运动员不服用提高成绩的药物,他们也能不断地找到克服体能极限的办法.他们是怎么做到的呢?基本上可以归结为以下三个方面的进步：更好的装备、更好的训练方法以及更多地激发出运动员的潜能———基因赋予他们的能力. 更好的运动装备 那些需要使用装备的比赛,如自行车、高尔夫球、撑杆跳,运动器械的进步已经使得运动员的成绩有了惊人的提高.运动服装也得到了改进,游泳运动员们穿的特殊服装可以减少水的阻力,滑雪、自行车等运动员穿的特殊材料制成的服装可以减少风的阻力. 技术的进步来得太快,运动管理机构也开始就此制订相应的规范.例如,用碳纤维和昂贵的材料制作的轻质自行车,比赛时竞争优势十分显著,所以国际自行车联合会规定参赛运动员的自行车重量必须低于6.8千克或15磅.再以速滑为例.1998年冬奥会上,运动员开始使用可脱离式冰刀,冰鞋的后跟与刀刃分离,使得运动员向下用力时更能使上劲,产生了更高的加速度. 不断提高的训练技巧 现在,很多体育运动比如长跑、跳高、游泳和举重等,成绩的提高更多地是依赖训练. 弗吉尼亚詹姆士·麦迪逊大学人类运动表现实验室的麦克·桑德斯正在寻求打破极限的方式,他发明了一种含有蛋白质的新型运动饮料,他希望喝了这种饮料能够使运动员的训练更刻苦、训练的持续时间更长久. “实际表明,至少在耐力上,我们看到了明显的进步.”桑德斯说.“更重要的是,我们已经看到肌肉损伤减少了,而肌肉的修复增加了.大多数竞技运动员都能够尽全力去训练,不必担心身体会累垮.如果这种饮料让他们能够再刻苦训练一点儿,那么这就意味着他们的身体极限会延长的更远一点儿.” 利用基因改造人体 更好的装备、先进的训练技术让运动员得到了全面的提升,似乎那些遗传异常的人也能够找到适合他们的比赛.在不远的将来,科学家们将会找到让运动员利用自己的基因塑造肌肉群或者创造输氧血红蛋白细胞的方法. 这些方法会使用某些化学成分让一个基因启动或停止,以便能增加或减少蛋白质的生成.那时候,一些人可能会利用技术让自身变得更大更强壮. ■新闻缘起 “更快、更高、更强”的口号一直激励着无数运动健儿向新的目标发起冲击,但半个世纪后,这也许将变为我们只能仰望的理想.法国科学家经过多年研究后宣称,人类竞技水平已经逼近生理极限,2060年后再创造世界纪录的可能性微乎其微. 研究还显示,不同运动项目迈向极限的速度并不是同步的,而会是分批到达.就破纪录的可能性而言,女子撑竿跳的未来最光明,游泳项目也有较大提升空间,但田径将会是首先“触顶”的项目之一,男子百米无论如何也无法跑到9秒.