2021年6月23日 星期三

攀岩用到的能量系統,以頂繩攀登為例

 前言  了解運動項目特性

  使用繩索的攀岩依照架設固定點方式,可分為先鋒攀登與頂繩攀登;然而,無論用上述兩種方式攀爬,都必須要面對體能上的種種挑戰;除了長時間的耐力,還要有突破難關的力量,這些體能來源,需要身體不同能量系統來供應。

  身體能量系統包括「無氧非乳酸系統」、「無氧乳酸系統」與「有氧系統」,其中前兩項因為沒有氧氣的參與,也統稱為無氧系統。

  不同種類的運動,依照運動時間與強度,會啟動不同比例的能量系統。短時間高強度運動,如百米賽跑,會使用高比例的無氧系統;而長時間馬拉松,會使用高比例的有氧系統。

  知道自己運動項目使用能量系統的比例,才能制定出比較好的訓練規劃。

速度賽運動時間低於10秒,是高比例無氧系統,低比例有氧系統


能量系統介紹  肌肉收縮的能量來源

1. 無氧非乳酸系統:
  也有寫成ATP-PC。利用肌肉中儲存的磷酸肌酸(phosphocreatine, PC)產生ATP(肌肉收縮的能量來源)。這個系統可製造出很大的能量,當需要抓握小點、瞬間跳躍等短時間高強度動作時,就需要這個系統作支撐。
  然而,肌肉中只存在少量的PC,無法連續使用這個系統。但是,只要在攀爬過程中適度找到休息點,這個系統就能反覆利用。

2.無氧乳酸系統:
  或稱為無氧醣酵解系統。這個系統是利用血糖分解產生ATP;若運動過程中強度過高,則會因缺氧而開始堆積乳酸。乳酸的上升會使肌肉酸鹼值產生變化,進而干擾能量輸出與肌肉收縮,使肌肉產生疲勞。
  雖然乳酸系統會產生肌肉疲勞物質,但它卻是不可或缺的系統之一。它可以補足無氧非乳酸系統容量小的問題,也可以補足有氧系統動能產生不足的問題。  

3.有氧系統:
  有氧系統利用醣類、脂肪或蛋白質經檸檬酸循環產生ATP。其特質是能量容量大,但動能產生較小;因此,當長時間低強度運動時,會使用較多比例的有氧系統作為能量來源。


三個系統的比較:

系統

能量產生路徑

ATP產生能力(動能)

ATP生產能力(容量)

無氧非乳酸

ADP+PC→ATP

無氧乳酸

ATP+醣類→ATP+乳酸

有氧系統

ADP+or脂肪or蛋白質→ATP



上攀的能量系統  以10米頂繩攀登為例

  對於上攀會用到的能量系統,在這邊以Moraes Bertuzzi、Franchini、Kokubun與Kiss(2007)的研究為例去作探討。

  Moraes Bertuzzi等人的研究中,攀岩者以頂繩攀登的方式攀爬10米高岩牆,並利用耗氧量算出在攀爬過程中三大能量系統的使用比率。結果發現,5.12d以上的攀岩者,在攀爬接近最大難度(5.12b)路線時,使用有氧系統為41.9%,無氧非乳酸系統為35.8%,無氧乳酸系統為22.3%,攀爬時間約為82秒。

對照訓練生理學(2002)提到之「最大運動有氧與無氧製造ATP貢獻比例」來看,82秒接近最大難度的攀爬與2分鐘最大運動的能量系統比例類似。

 

時間

10

30

60

2

4

10

30

60

120

有氧百分比

10

20

30

40

65

85

95

98

99

無氧百分比

90

80

70

60

35

15

5

2

1


  然而,此研究值得注意的是,利用耗氧量來推算能量比例有其限制性。而且,此研究只有攀爬10米,總攀爬時間也較短;當攀爬距離拉長時,使用能量系統的比例有可能會不同。


訓練上的運用 訓練上攀的能量系統

  由Moraes Bertuzzi等人的研究得知,有氧系統與無氧非乳酸系統是攀爬中主要的能量來源,無氧乳酸系統佔的比例相對較少。在攀爬的過程中,攀岩者會運用休息點讓身體恢復,加速PC的再合成,使無氧非乳酸系統再次產生高動能。

  針對有氧系統的訓練,可在牆上連續攀爬20分鐘,以手臂不會Pump為原則做訓練。

  針對無氧非乳酸系統的訓練,可以用高強度間歇原則,來提升PC的分解與再生能力。最常見的攀岩專項訓練是指力條campus訓練,於10秒內達到最大負荷,並於充足的休息時間(5分鐘)後再進行下一組。

  乳酸系統訓練,可利用4*4抱石或是最大難度70%的路線做訓練,並注意不要讓自己到完全力竭的程度。

  以上只是提供訓練能量系統的概念,實際上,訓練不會只有一個面向,其所帶來的效果很多元。對於新手攀岩者重要的概念是:1.攀岩者三種系統都需增進,不能只偏向一種訓練。2.三種能量系統訓練有一定強度與休息時間比例,太多或太少都不會達到想要的效果。3.攀岩者要定期記錄自己訓練後的狀態,適當調整訓練的強度與比例。4.訓練能量系統固然重要,但技巧會讓你更省力的攀爬,也更有效率。


參考文獻

林正常等(譯)(2002)。運動生理學:體適能與運動表現的理論與應用(原著者:Powers, S. K., amp Howley, E. T.) 。臺北市:藝軒圖書出版社。(原著出版年:2001)

de Moraes Bertuzzi, R. C., Franchini, E., Kokubun, E., & Kiss, M. A. P. D. M. (2007). Energy system contributions in indoor rock climbing. European journal of applied physiology101(3), 293-300.



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