人体极限探秘 运动员如何发挥人体最大潜能
　

人体构架

人体构架

　　图片及文字由美国Discovery探索频道提供 编辑/高月娟

　　人类也许是自然界最完美的机器。完美是什么样子？我们可以从一流运动员的形体上得知一二。但美丽不只是那层皮肤，想看到人体“机器”完美的表现，我们需要从体内开始。即将展开的是一场人体的奇特之旅，我们将去了解一些一流运动员如何发挥人体的最大潜能，并且探索耐力的极限。

　　这场奇异的旅程由一位意想不到的自愿者开始—杀人犯约瑟·崔尼根。他可以说是历史上让人研究得最“透彻”的杀手。1993年他在美国德克萨斯州以药物注射的方式执行死刑。但美国国家医学图书馆对他另有打算—他们把他的遗体冷冻，切成了1871个薄片，经过精细拍摄后，存入大型计算机。翟尼根的身体切片照片以虚拟手段拼合起来，使得工作人员描绘出人体内部构造的样子。

　　这个美丽的人体构架，翔实地呈现着支撑整个人体的206块骨头，复杂的神经网络以及使我们得以感知世界的约145000千米长的星罗密布的神经元。600多条强壮的肌肉组织让我们生机盎然。每一张详细的图像都为我们视为当然的各种身体构造做了详细解说。这些复杂的系统不时都在互相联络，完美地形成了一个体系，教人惊叹。

　　肌肉

　　皮肤下的肌肉是部神奇的引擎。它让我们能走路、蹦跳，甚至爬上陡峭的岩石。人体的600条肌肉之间的互相合作，协助你度过每一天。

　　纽约以北的硬岩悬崖，上有峭壁，下有坚硬石堆。迈克和朱莉是攀岩指导，他们准备挑战一座一百多米高的岩山。他们攀爬的时候，首要主意的是思想专注以保证安全，这需要头脑与肌肉的密切协调。

　　肌肉帮助我们对抗地心引力。肌肉纤维控制每个动作，从轻轻眨眼到微笑，成千上万细微的纤维集结成肌肉束，进而形成完整的肌肉系统。以攀岩爱好者为例，每向上爬一步，都需要肌肉的松紧缩放。肌肉只能完成拉扯，而不是推挤，大部份属于骨骼肌。它们由肌腱与骨骼相连，紧密结合的肌腱纤维有橡皮筋的功用。

　　肌肉可以牵动眼球，使我们看清东西，使眼色、眨眼；手部与指尖的肌肉让我们能捏得住极小的物体。以攀岩者为例，他们要上升需要握住东西以固定自己，连续不断的肌肉收缩可以使他们不断往上爬。

　　我们可以决定什么时候以及怎样牵动骨骼肌，但我们并不能够时刻察觉这种变化。有的时候你可能会微微调整姿势以保持平衡，但也许这种姿势的改变你自己并没有发现，这种动态的平衡一直在发生着。但也有些肌肉是我们无法随意控制的--消化系统。那里有许多非随意肌。我们的胃部有三种非随意肌负责碾碎食物。小肠里有两种，负责像蛇一样挤压食物，然后再拉长往前推。非随意肌还帮助我们的心脏持续跳动。心肌在我们的一生中只进行着一件事：输送血液。

　　通过一定时间的锻炼，肌肉可以变得发达。但大块的肌肉一定好吗？答案是否定的。毛细血管负责携带红血球流经肌肉。肌肉剧烈收缩的时候，毛细血管遭到挤压，肌肉会开始缺氧，废物开始堆积。但在压力极大的情形下，肌肉无法作出快速的反应，疲劳感于是不断袭来。

　　以攀岩为例，肌肉发达的强壮男性攀登者可能会以为一直向上爬就好，因此他攀爬的速度会很快。但他的前臂的肌肉很快就会缺氧，迫使他放弃。某些体力挑战面前，女性比男性更具优势。攀岩讲求更多的是一个人的力量和重量的比率。小块肌肉更有利，只需承担自己的体重就可以了。肌肉较小的女性施力较小，对毛细血管的挤压也比较轻，所以肌肉更具有耐力。

　　骨骼

　　骨骼是构成人类身体的重要结构。它塑造我们的体型并支配运动。骨骼的优点是机动性极佳，动作也十分优雅，它还为我们的身体提供各种保护机制。但是果我们的身体倒下了呢?

　　“我突然感到疼痛，接着便瘫软在地，”篮球运动员贝基·哈蒙说。她是WNBA纽约自由队的最佳球员之一。个子矮小，以灵敏难缠闻名，但有时她的身体也不那么听话。2003年6月26日麦迪逊花园广场，“我才刚上场10秒钟，抢到篮板球后开始往回跑接着很快停住。这是个很简单的动作，可是我在传球之后却倒下了。感觉像我的膝盖被固定在原地，我的股骨撞到了胫骨…骨头移位了！”

　　这名优秀的运动员因严重的伤害而退场。问题的答案在她的骨骼里。骨骼的作用令人惊叹，它为人体提供支撑，同时它还有极佳的机动性，让我们的动作优美。骨骼影响着我们脸部的比例、步伐的距离以及手臂的长度。

　　成人有206块骨头，让它们彼此完美结合在一起的，就是连接关节的韧带。骨骼比花岗岩坚硬两倍，但贝基在球场奔跑的时候，最强壮的骨头为何突然失去了功效？她的韧带断裂了。前十字韧带是连接膝关节的重要枢纽。如果它遭到了过度的扭动，在一定的时机就会断裂。这种损伤很常见，但这很可能终止一个运动员的职业生涯。贝基接受了手术。

　　我们是两足动物，直立行走使我们的骨盆稍稍外扩以平衡。日常的活动不至于考验到我们的骨骼，但是剧烈运动时会考验到我们的关节。贝基是名女性球员，她的生理状况不利于她的事业。女性前十字韧带受伤的机率是男性的8倍。为什么会有这样的差别？

　　男女的骨骼结构没有太多差异，但骨盆是个例外。生理学家称之为“Q角度”。“Q”是指股四头肌，角度指膝盖与骨盆间的夹角。男性的Q角度是10°，女性却高达15°。由于必须分娩，她们的臀部也比较宽，因此膝盖承受的压力比男性大。所以她们在激烈运动拉扭膝盖时，受力总是较大。经历了10个月的复员期后，贝琪又上场了。虽然她和纽约自由队输了这场比赛，但她会继续努力，打好这一季。

　　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。

　　男人与女人的痛觉相同，但男人似乎更能抑制疼痛。他们叫大脑持续送出吗啡般的化学物质，以减缓痛苦。但也不完全如此，分娩时女性可以发挥抑制痛苦的能力。那个时候，她会产生数量惊人的抑制疼痛的物质。终其一生，女性的大脑都被训练与痛苦同在，这也许解释了为何女性在耐力赛中表现杰出的现象。“死谷使你深深感觉到自己的渺小，它让你谦逊。”历经了217.2千米的痛苦、汗水与泪水之后，弗朗西斯爬上终点坡，在72位参赛者中拿下第20名。

　　人体有时很脆弱，但那些不断挑战身体潜能极限的人，也让我们看到人体的强壮和坚韧。人体构造对我们很重要，如何运用它却更重要。我们只是人类吗？—当然不仅仅如此，我们是奇妙的人类。