星期二, 9月 09, 2014

NHK揭秘之2- 生理對馬拉松耐力及速度的影響

  除了腳尖輕盈著地之外(NHK揭密之1),從世界頂尖跑者生理反應揭密:乳酸、心臟、及血液這三項要素,成就東菲跑者瓜曩世界馬拉松最佳百名成績之列。

 乳酸是肌肉疲勞指標  
  首先談乳酸,它是肌肉疲勞指標。跑步超過一定速度,肌肉產生負擔從而積蓄乳酸。當乳酸超過4毫摩爾,就會大幅提高積存量無法排除,導致肌肉收縮受阻,不但無法加速且讓速度降低。比較世界總排名第一馬卡烏和六位日本馬拉松國手,在實驗室裏以每公里258秒高速下抽取血液分析,前者乳酸積存祗有3.2、而後者平均為4.8毫摩爾如左圖。馬卡烏進一步飆速至每公里252秒時,積存量也祗到3.6毫摩爾而已。
  由於頂尖高手擁有強大抑制乳酸積存能力,也難怪馬卡烏可以在30公里撞牆期,趁勢以每公里2分56秒飆速領先。

  其次討論強大的心臟結構,包括重量及容積兩項。肯亞選手格拉西首次締造02:03:59世界紀錄之後一個月,受邀前往荷蘭進行測試。心臟中左心室負責血液輸送。檢測結果有了驚人的發現:其一,他的左心室重量達到153克,比同年紀男性116克重了1.3倍,顯示心肌強勁如下圖;其二,左心室容積高達183毫升,比同年紀118豪升足足大了1.6倍相當驚人。
東菲選手左心室重量及容積都異於常人,血液輸送谐力大幅提高
  左心室肌力、及容積雙強,導致血液輸送力、及輸送量倍增,使得運動組織的養份及氧氣也大為提升。進一步推論:他在跑步時血液輸送量提高到每分鐘30毫升,約為平時的1.6倍,比一般人1.2倍的能力大幅提升,難怪格拉西一舉突破人類史上第一個02:04關卡,而且在百大馬拉松世界最佳紀錄中,他獨佔八項。


東菲選手的血液流動性較高佔優勢
  最後關注血液成份。不祗是心臟結構雙強,血液方面檢測數據也令人吃驚。抽取定量的血液,在毛細血管通過的時間比較流動性,結果格拉西、馬卡烏、及山本亮分別為44.940.949.1秒如左圖。

  進一步分析血液成份發現主要差異在紅血球容積:前兩位跑者的血紅容積較小為8382,而日本16位選手平均為93fl如下圖。依據推論東菲跑者地處3000公尺高原,因為空氣稀薄因此紅血球細緻化,藉以提高輸送能力。也因此100大馬拉松世界最佳紀錄全數為東菲跑者。  
東菲選手紅血球容積小於日本六位國手平均值,易於輸送


總之,強大的心肺功能、以及抑制乳酸生成,是東菲跑者得天獨厚,居住在3000公尺空氣稀薄的高原所致。本身特異的生理結構,加上改善貧困生活的企圖心,讓他們揚威馬拉松體壇長達半世紀。

延伸閱讀-
6、  馬拉松世界紀錄與世界最佳成績大不同 
資料來源
影片- NHK科學評析世界級馬拉松的跑姿及身體奧秘(上、下)


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