超人何来

吕　静

训练和获胜的决心只是一个好的开始，要做一个耐力超群的运动员你还需要一些与生俱来的品质

即便你不是自行车赛迷也很难不为环法自行车赛运动员的过人体力而惊异。7月29日，决赛选手们历时23天骑车3553公里终于抵达巴黎香榭丽舍大道。整个比赛过程中，他们需骑车爬上2000米高的山，并且要保持在每小时40公里的速度。

环法自行车赛的选手并不是惟体力和技术超人的运动员组群沙漠极地马拉松赛被认为是世界上最艰苦的步行比赛竞赛者要在6天之中短短的18个小时(每天3小时)内穿越243公里的撒哈拉沙漠。去年，来自旧金山44岁的超级马拉松长跑运动员卡尔纳塞斯曾连续50天在美国10个州跑50次马拉松比赛，之前还跑了从纽约到密苏里州圣路易斯一半的路程。

这些强人是如何做到这些的呢?

决定性的“发动机排量”

环法自行车赛是世界上最艰苦的身体耐力挑战之一。这些自行车选手是极限耐力运动生物学很好的研究对象，这项比赛中最有名的运动员当数阿姆斯特朗。阿姆斯特朗曾连续7年获得环法自行车赛的冠军，并且这些荣誉是在他9年前被诊断出睾丸癌并实施了化疗和手术后才获得的。

阿姆斯特朗生来就具有异于常人的较大心脏和肺脏这是顶极竞技自行车选手马拉松跑步运动员和自由潜水运动员的普遍特征。这就是说氧气泵人他们体内的速度比一般人快。

要成为一个具有极端耐力的运动员，你的身体必须超级高效地产能血液中的氧浓度是关键。细胞有2种产能方式是有氧呼吸二是厌氧呼吸。对于能量快速爆发，细胞被迫采取厌氧呼吸，即无氧气代谢这种低效率的过程会产生乳酸，乳酸让肌肉疲劳。厌氧呼吸是赛跑和举重运动员供能的主要形式。一般正常情况下我们的细胞采取有氧呼吸，这是一种利用氧气和葡萄糖或者脂肪的缓慢过程。耐力运动员大多数部以这种方式产能。

机体将氧气送到肌肉继而将燃料转化为能量的最大速度称一次最大耗氧量(Vo2max)，其单位是每分钟每公斤体重所消耗的氧。一个健康男性平均的Vo2max在40～50，如果延长训练Vo2max就上升到60～65。当阿姆斯特朗进行严格训练的时候，他的Vo2max曾到达过83.2。其他顶级运动员也有类似的最大耗氧量。挪威的滑雪运动员戴里曾在1992～1998年期间共赢得12枚冬奥会奖牌其中8枚为金牌，据报道他的Vo2max曾到达过96，这是迄今为止的最高

纪录。而以前连续五界环法自行车赛的冠军安杜兰也达到过88。

美国奥斯汀德州大学人类运动成绩实验室的古耶尔指出即便阿姆斯特朗是一个不爱运动的懒人他的Vo2max也不会低于60。这并不只是训练造成的，阿姆斯特朗在遗传上就倾向高于平均水平。

同睾丸摘除有关?

那么，这些优秀运动员还具有其他获胜优势吗?美国威斯康辛大学麦迪逊分校的内分泌学家艾特伍德认为，阿姆斯特朗的例子中有一些特别的环境因素。他做了一个有争议的假设；阿姆斯特朗的七连冠全因为他损失了右侧睾丸。睾丸的摘除可能改变了他的激素水平影响到他的代谢。

脂肪和葡萄糖是我们身体所用的燃料，少量的糖能贮存在肌肉中形成糖原，这种葡萄糖多聚体比起储存的体脂，是更为便于利用的燃料，它使每个氧分子产生更多能量。但是肌糖原的供应是有限的。这就是说只有耐力运动员保持很好的营养摄入，他们才可能在比赛的时候用上糖原储备，否则，他们就会极度疲劳。

艾特伍德提出，在摘除了一侧睾丸后，阿姆斯特朗的激素系统发生了变化，使他能够利用以前所不能利用的体脂。对非运动员一侧睾丸摘除的研究显示，在术后一般促性腺激素水平会提高，这种激素被认为是促进脂肪代谢的，而负责肌肉构建的睾丸激素仍和过去一样。

随着男性年纪的增大会出现同样的情形，睾丸所产生的激素包括睾丸酮通常可以限制促性腺激素的产生。“对于惯坐的人这些改变将使其在身体的不同部位利用和储存脂肪，最典型的是腰部我们可以在老年人上看到这种情形。”艾特伍德说年轻活跃的人则可以从肌肉获得很多自由脂肪酸，用做能源。

艾特伍德认为，睾丸摘除可能帮助了阿姆斯特朗利用多余的脂肪酸而不是肌肉中的糖原，这就是说，在每天比赛结束的时候，他只需补充少量糖原。而一般自行车运动员在连续比赛中需要很长的补充糖原时间，如果他们没有恢复，就不能表现出良好的成绩。

这些激素的改变也有助于我们解释为什么绝大多数人在26岁时达到其耐力的高峰，这是促性腺激素水平自然开始增加的时候。耐力高峰将维持大约5年。绝大多数环法自行车赛冠军的年纪都在27～32岁可能并不是偶然的巧合。

虽然还缺少直接的证据，艾特伍德的假设却有其科学基础。有人曾做过这样的研究：在训练前将舍有脂肪酸的乳剂静脉注射到运动员的血流中，结果发现肌体对脂肪酸的利用增加，肌糖原的利用减少。

增加对肌肉的脂肪供应也会提高细胞能量站线粒体中的脂肪酸含量。斯普瑞特说虽然有一些研究人员在寻找另外一些为肌肉提供更多数量和种类能源的办法，目前，最简单增加产能量的办法就是使细胞拥有更多线粒体，或者使得现存的线粒体体积增大，后者恰恰是我们所用强化训练的办法。

乳酸的“废物利用”

古耶尔也同意，阿姆斯特朗肯定具有遗传天分，他不同寻常的V02max就说明了这一点，但他认为不是手术，而是多年的训练刺激了他的肌肉，造就了他的成绩。在21～28岁间，阿姆斯特朗赢得了他第一次环法赛，古耶尔曾做过记录，那时他的肌肉能力提高了8％同时也损失了相当多的身体脂肪，因而他的肌肉轻装上阵产生了更为高效的能量。

让阿姆斯特朗脱颖而出的还有一个因素是乳酸水平当古耶尔在训练后测量他肌肉中的乳酸水平时，发现其水平比其他选手都低。

直到现在，人们一直都认为，肌肉中的乳酸是引起肌肉疲劳和痉挛的物质。但是，也有一些证据表明，如果机体可以利用它，乳酸也可以作为一种额外的能源。去年，加州大学伯克莱分校的布鲁克斯和同事发现，肌肉细胞可以通过将乳酸从细胞质运送到线粒体，重新利用它产生能量。耐力训练似乎就增加了被线粒体吸收的乳酸总量。当然，有些人的线粒体天生就能处理较多的乳酸。研究人员发现，那些能有效利用乳酸的人就像阿姆斯特朗一样，在训练后肌肉中的乳酸水平较低。布鲁克斯认为，无论是得自先天遗传，还是经后天训练，阿姆斯特朗都可说是乳酸清理大师。

乳酸并不是惟一引起肌肉疲劳的原因。纽约哥伦比亚太学的马克和同事发现，心肌和骨骼肌细胞中的钙通道泄露也能引起肌肉疲劳。在心肌和骨骼肌中肌肉收缩都依赖于肌肉细胞内钙存储的释放。当肌肉疲劳时，一种控制钙通道的蛋白质被用完了。钙从通道中不停地泄露出来，这就意味着肌肉不能再正常收缩了。美国国防部先进研究项目局先锋士兵性能项目为马克的研究投了一部分资金。马克现在正在研究一种可以阻止心肌钙泄露的药物，并正在检验该药能否阻止骨骼肌的迅速疲劳。

天才的代价

既然阿姆斯特朗的运动能力来自天赋，那么，是不是可以借助基因筛选的办法在孩子中挑选有可能成为世界级选手的运动苗子呢?这恐怕还要拭目以待。假如只有少量效果很大的基因决定运动成绩那么这种测试可能就相当有价值。但是我们要应对的基因数量相当庞大，而每个基因的作用又只占到3％～4％。到目前为止的发现表明，大约有50个基因影响到运动精英的表现型。

另外，不幸得很，拥有恰当的运动基因可能还会有负面作用。研究人员发现，这种天分可能是有代价的。保佑你成为超人的耐力基因也可能是一种诅咒。具有这样基因的个体若不进行规律的训练，患肥胖症、糖尿病和癌的机会会更多。

举个例子，有些人天生线粒体提供能量的效率非常高，它们可能会产生更活跃的氧——有害的自由基，特别是在当其产生的能量没有被利用的情况下。所以，加州大学欧文分校线粒体医学和遗传学中心的华莱士说：一个人如果吃了很多巧克力却在伏案工作，刚好他又具有高效的线粒体，那么，他体内就将产生很多活性氧。这将使他更容易患上很多退变性疾病、癌症和过早老化。如果你生来就具有高效基因，要保持健康，你除了频繁锻炼身体使自由基的产生最小化外，别无他法。

古耶尔说：“假如阿姆斯特朗从来没有训练，那么一个运动天赋在平均水平的年轻人如能尽可能刻苦地训练就有可能超过他。”即便没有经过训练，阿姆斯特朗也能赢过那些经过中等训练的人，当然，刻苦训练需要强大的精神动力和获胜的决心这正是阿姆斯特朗的过人之处。

簇拥在香谢丽舍大街的人们希望看到下一个阿姆斯特朗。的确，就算选手有恰好的生理状态并配各一流的教练，营养师以及运动科学家队伍，可能还是远远不够的。因为人们所能发现的最好基因可能就是想赢的基因——意志可能是所有因素中最重要的。