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人体极限探秘 运动员如何发挥人体最大潜能(2)

时间:2005-12-04 09:38来源:《DEEP中国科学探险》2005年12月号 作者:bioguider

  肌肉与骨骼的活动需要能量,这能量来自人类的能量制造机—〔心脏、肺和消化系统〕。我们的身体无时无刻都有许许多多的化学和物理变化。它们均衡协调,我们就强壮安全。直到你在达到极限时,才能看到身体瞬间的变化。

  没人游泳时,澳洲最大的水路吉普斯兰湖的水面显得平静而美丽。世界知名的马拉松游泳名将泰米·范怀斯即将在这里挑战世界游泳记录—40千米的耐力赛,这个长度比英吉利海峡还要长近5千米。

  泰米将游过危险的水流和寒冷的湖水,那里的水温将降至摄氏10°以下。体温过低是巨大的挑战。36岁的泰米在开放水域游泳的长度已经足够环绕地球一圈半,还曾经五次打破世界游泳纪录。但对于这个即将到来的挑战,耐力是最重要的。

  泰米大概需要击水48000下,才能以自由泳横跨湖水。仔细分解自由泳的动作,我们就可以知道身体作出了如何复杂精细的协调。心肺互相协调,以5秒一次的频率将氧气输送到血液之中,氧气是肌肉的燃料。

  在正常情况下,心脏每分钟跳70次,一天10万次,一生共跳25亿次。女性的心脏比男性小,但无论在水里或生命中,它们的工作年限都更加持久。心脏是一个泵,将红血球和氧分子推进密布的动脉、静脉与毛细血管。人体中的每个细胞都需要吸入氧气并排放废物。这是自然界效率最高的设计。

  你也许想象不到,如果把身体中的血管拉直,约长96000千米,可以环绕地球两周!血管的“支流”密布在人体内。如果将肺脏的支气管取出,并把它颠倒过来,看起来就像棵枝干茂密的树。令人感到神奇的是,我们的构造与这个世界的其它事物并没有什么不同。

  为了这次横渡,泰米已经准备了数月,低温将是她要面对的最大挑战。我们在水中比在空气中更容易丧失体温。泰米在身体上涂抹凡士林油以隔绝冷水。不过抵御寒冷最有效的工具,还是她的肌肉活动产生的热能。当低温过低的时候,此时的肌肉不只需要氧气。泰米吃下一些“垃圾食物”以高效率地补充能量。

  跳入水中1小时后,泰米已经出现低体温症状。她的体温急速下降,但肌肉仍然在运动生热,血液把热量输送到最需要的地方。她的手指已经不能弯曲,呈现冻僵的姿态。此时她的血液仅仅支持重要部位如心脏、消化系统和大脑,而无法流到比较耐寒的皮肤上。

  2个小时以后,泰米先前摄入食物所产生的能量已逐渐耗尽,但对于女性游泳者来说,她有“备胎”。女性的体

脂肪较多,可以产生更多的浮力,如同木塞一样,在水面自然上下漂动。体脂肪还可以隔热,帮助御寒。现在泰米的身体约有30%是脂肪,如果身体缺乏体脂肪,很快就会失温。

  游泳进入第3小时,大气温度在冰点以下。这段时间非常痛苦,如果她抵御不了低温侵袭,就会失去意志力,她在跟心魔对抗。超过6小时后,泰米的脂肪开始提供能量。体脂肪是非常有用的能量来源,是让人体支撑更久的关键,就如同选用高级无铅汽油和劣质含铅汽油的差别。这也是女性为何在马拉松游泳中成绩斐然的秘密。疲惫的10个小时后,泰米看到了终点,她成为横渡澳洲吉普斯兰湖的第一人。

  肌肉、骨骼、心脏与肺脏—这一切如果没有〔大脑〕的指挥就失去了意义。你曾想象过参加沙漠马拉松的选手吗?大脑需调节身体的每一个部位。弗朗西斯·康蒂是耐力赛跑选手:“疼痛有保护作用。但如果你一心想着疼痛,你就无法再忍受下去。但如果你不理会它,又将吃到苦头。”大脑的任务是帮助你生存下去。

  在“死谷沙漠”进行的恶水马拉松赛(Bad Water Ultramarathon)是世上最严酷的体力与意志竞赛。选手来自四面八方,弗朗西斯·康蒂是职业耐力赛跑选手,但这次将是她所参加的最长距离的马拉松比赛。选手在西半球的最低点起跑,经过全程的217.2千米,冲向海拔2590米处的终点。

  人体并不是为了迎接这样的极限挑战而设计的,因此她的大脑将会提醒她。弗朗西斯的工作是漠视疼痛:“我希望能完成这场竞赛,希望我的身体不会在接近重点处瘫掉。”人体的耐力十足,但这场比赛需要依赖身体所有系统的相互配合。在极高温度的热浪的侵袭下,她的骨骼必须与肌肉合作;心脏与肺脏负荷沉重,消化系统不断运作。统率这群大军的元帅,就是大脑。

  大脑有一兆个神经细胞和数兆个突触,一团皱皱的组织塑造了我们的世界。这些神奇的神经系统控制着大量的肌肉,让它们知道做什么样的运动。人体的神经网络共有145000千米长的神经元,神经遍及肌肉、皮肤、甚至骨头。它与大脑紧密联系,传递讯息。透过感官了解世界--快乐、痛苦、声音、气味,特别是视觉。

  70%的感觉神经末梢都集中在我们

高尔夫球般大小的眼球上。也就是说,我们主要的讯息来自视觉。大脑在接受到视觉信号后,以每秒76米的速度向下传入脊椎神经,刺激肌肉执行指令。数百万种感觉讯息的综合,促使我们一步一步向前跑。

  弗朗西斯赢得过许多横越美国的赛跑,是意志胜过了极限马拉松。“你必须训练大脑完全不考虑距离。不是你的身体要你走,而是你的意志。”但这里的自然环境很快就成为弗朗西斯最大的考验。“每场比赛我都能学到东西。环境愈恶劣,就愈能了解自身的局限是什么。”

  恶水极限马拉松的危险来自它的高温。一般马拉松关心的是终点,而这里则是100多千米炽热的柏油马路。赛程第6小时,摄氏54°。弗朗西斯继续跑着,但她的大脑在喊停。事实上,她的大脑正以其独特的方式提出抗议—痛苦。比赛到最后要对抗的是痛苦。她的腿需要冰敷,她在与命令中枢—大脑的反应搏斗。

  在这种情况下,我们的身体会立即以缓和的方法响应疼痛。众多神经会产生类似吗啡的化学物质,如果痛楚依旧,就表示大脑的抑制机制不够。法兰西斯的小腿被晒伤,脚下遍布水泡。由于晒得过度,她的体温也接近低烧,这使她濒临放弃的边缘。“我可以尝试继续,可是我不敢保证是否能坚持,”法兰西斯决定继续下去。

(责任编辑:泉水)
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