运动生理学笔记整理


运动生理学
绪论
第一节 生命的基本特征 生命体的生命现象主要表现为以下五个方面的基本特征:新陈代谢、兴奋性、应激性、适应性和生殖 一、 新陈代谢:是生物体自我更新的最基本的生命活动过程。新陈代谢包括同化和异化两个过程。 二、 兴奋性:在生物体内可兴奋组织具有感受刺激、产生兴奋的特性。 兴奋:可兴奋组织接受刺激后所产生的生物电反应过程及表现。 三、 应激性:机体或一切活体组织对周围环境变化具有发生反应的能力或特性。 四、 适应性:生物体所具有的这种适应环境的能力。 五、 生殖 第二节 人体生理机能的调节 稳态:内环境理化性质不是绝对静止不变的,而是各种物质在不断转换中达到相对平衡状态,即动态平衡状 态。这种平衡状态称为稳态。稳态是一种复杂的动态平衡过程,一方面是代谢过程使稳态不断的受到破坏,而另 一方面机体又通过各种调节机制使其不断的恢复平衡。 一、 神经调节:是指在神经活动的直接参与下所实现的生理机能调节过程,是人体最重要的调节方式。 二、 体液调节:由内分泌腺分泌的化学物质,通过血液运输至靶器官,对其活动起到控制作用,这种形式的 调节称为体液调节。 三、 自身调节: 是指组织和细胞在不依赖外来的神经或体液调节情况下, 自身对刺激发生的适应性反应过程。 四、 生物节律:生命体在维持生命活动过程中,除了需要进行神经调节、体液调节和自身调节外,各种生理 功能活动会按一定的时间顺序发生周期性变化,这种生理机能活动的周期性变化,称为生物的时间结构,或称为 生物节律。 当前运动生理学的几个研究热点(如何用生理学观点指导运动实践) 1.最大摄氧量的研究 2.对氧债学说的再认识 3.关于个体乳酸阈的研究 4.关于运动性疲劳的研究 5.关于运动对自由基代谢影响的研究 6.运动对骨骼肌收缩蛋白机构和代谢的影响 7.关于肌纤维类型的研究 8.运动对心脏功能影响的研究 9.运动与控制体重 10.运动与免疫机能

第一章 骨骼肌的机能
知识点内容: 人体的肌肉分为骨骼肌、心肌和平滑肌三大类。 骨骼肌的主要活动形式是收缩和舒张。通过舒缩活动完成运动、动作,维持身体姿势。 骨骼肌的活动是在神经系统的调节支配下,在机体各器官系统的协调活动下完成的。 第一节 肌纤维的结构 一、 肌肉的基本结构和功能单位: 1.肌细胞即肌纤维,是肌肉的基本结构和功能单位。 2.肌纤维(肌内膜)集中形成肌束(肌束膜) ,肌束集中形成肌肉(肌外膜) 。 3.肌纤维直径 60 微米,长度数毫米——数十厘米。 4.肌肉两端为肌腱,跨关节附骨。 (1)肌原纤维和肌小节(肌细胞的结构)
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肌原纤维(A、I 带,H 区,M 线,Z 线与粗、细肌丝的排列关系,粗细肌丝的空间排列规则等)图 P19 肌小节:两条 Z 线之间的结构,肌细胞最基本的结构和功能单位。 二、肌管系统 肌原纤维间的小管系统。 横小管:肌细胞膜延伸入肌细胞内部的小管,与肌纤维走向垂直。 纵小管:围绕肌纤维形成网状,与肌纤维走向平行,又称肌质网在横管处膨大,形成终池,内贮钙离子。 三联管:两侧终池与横管合称。互不相通。 三、肌丝分子的组成 肌丝分为粗、细肌丝,为肌细胞收缩的物质基础。 肌丝主要由蛋白质组成,与收缩有关的蛋白质(50%——60%/肌肉蛋白)是:肌凝(球)蛋白、肌纤(动)蛋白、 原肌凝蛋白、肌钙(原宁)蛋白等。 第二节 骨骼肌细胞的生物电现象 可兴奋组织的生物电现象是组织兴奋的本质活动。 生物电活动包括静息电位活动和动作电位活动, 前者是后 者的基础。 1.静息电位 概念:静息电位是指细胞处于安静状态时细胞膜内外所存在的电位差。 产生原理:膜内钾离子多于膜外,在静息膜钾通道开放时由膜内向膜外运动,达到钾的平衡电位,形 成膜外为正膜内为负的极化状态。 2.动作电位 概念:动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时,膜电位发生的扩布性变化。 产生原理:膜外钠离子多于膜内,在受刺激时膜钠通道开放,钠由膜外向膜内运动,达到钠的平衡电

位,在此过程中,经过去极化形成膜外为负膜内为正的反极化(锋电位,绝对不应期)状态,继而复极化(后
电位,相对不应期、超常期) ,恢复到极化状态。 特点:全或无现象,不衰减性传导,脉冲式传导 3.动作电位的传导 神经纤维局部电流环路方式双向传导;有髓鞘神经呈跳跃式传导,速度快;无髓鞘神经传导速度慢。 4.细胞间的兴奋传递 包括神经之间的兴奋传递;神经细胞与肌肉细胞之间的兴奋传递两种情况。 神经肌肉接头的结构 运动终板:终板前膜(介质) 、终板后膜(受体) 、终板间隙(酶) 神经——肌肉接头的兴奋传递 ①当动作电位延神经纤维传到轴突末梢时,引起轴突末梢处的接头前膜上的钙离子通道开放,钙离子从细 胞外液进入轴突末梢,促使轴浆中含有乙酰胆碱的突触小泡向接头前膜移动。 ②当突触小泡到达接头前膜后,突出小泡膜与接头前膜融合进而破裂,将乙酰胆碱释放到接头间隙。 ③乙酰胆碱通过接头间隙到达接头后膜后和接头后膜上的乙酰胆碱受体结合,因其接头后膜上的钠、钾离 子通道开放,使钠离子内流、钾离子外流,结果使接头后膜处的膜电位幅度减小,即去极化。 (这一电位变化称 为终板电位。 ) ④当终板电位达到一定幅度时,可引发肌细胞膜产生动作电位,从而使骨骼肌细胞产生兴奋。 5.肌电 肌电:骨骼肌在兴奋时,会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化,这种电位变化称为肌电。 肌电图:用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形,称为肌电图。 采用肌电信号的电极有两种:一种是针电极,另一种是表面电极。在体育科学研究中,一般采用表面

电极采集肌电信号。

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第三节 肌纤维的收缩过程
一、 肌丝滑行学说 概念:在调节因素的作用下,肌小节中的细肌丝在粗肌丝的带动下向 A 带中央滑行,使肌小节长度变短,导 致肌原纤维肌纤维以致整块肌肉的收缩。 二、肌纤维收缩的分子机制 运动神经冲动 (动作电位) →神经末梢→神经-肌肉接头兴奋传递→肌膜兴奋→横管膜兴奋→三联管兴奋→终 池(纵管、肌质网)释钙→肌钙蛋白亚单位 C+钙→肌钙蛋白分子构型变化→原肌球蛋白变构移位→肌动蛋白结 合位点暴露+粗肌丝横桥→ATP 酶激活→ATP 分解供能→横桥摆动→细肌丝向 H 区滑行 (多次) →肌小节缩短→肌 肉收缩 肌肉收缩时形成的横桥联系数目越多,肌肉收缩的力量也就越大。 肌肉收缩时:肌浆中钙↑→肌质网钙泵激活→钙进入肌浆网→肌浆中钙浓度↓→钙与肌钙蛋白分离→肌钙蛋 白与原肌球蛋白构型恢复→掩盖肌动蛋白结合位点→横桥活动停止→细肌丝回位→肌肉舒张。 三、肌纤维的兴奋-收缩耦联(P33) 概念:联系肌细胞膜兴奋(生物电变化)与肌丝滑行(机械收缩)过程的中介过程。钙离子是重要的沟通物质。 步骤: 1.兴奋通过横小管系统传到肌细胞内部: 横小管是肌细胞膜的延续, 动作电位可沿着肌细胞膜传导到横小管, 并深入到三联管结构。 2.三联管处钙离子释放并与肌钙蛋白结合引起肌丝滑行:横小管膜上的动作电位可引起与其邻近的终末池膜 及肌质网膜上的大量钙离子通道开放,钙离子顺着浓度梯度从肌质网内流入胞浆,肌浆中钙离子浓度升高后,钙 离子与肌钙蛋白亚单位 C 结合时,导致一系列蛋白质的结构发生改变,最终导致肌丝滑行。 3.肌质网对钙再回收:肌质网膜上存在的钙泵,当肌浆中的钙浓度升高时 ,钙泵将肌浆中的钙逆浓度梯度转 运到肌质网中贮存,从而使肌浆钙浓度保持较低水平,由于肌浆中的钙浓度降低,钙与肌钙蛋白亚单位 C 分离, 最终引起肌肉舒张。

第四节 骨骼肌特性
一、骨骼肌的物理特性(伸展性、弹性、粘滞性) 骨骼肌为粘弹性体。 伸展性:骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长的特性。 (体操、投掷提重物等,地心引力——走、 跑、跳) 弹性:外力或负重取消后,肌肉长度可恢复的特性。 粘滞性:肌浆内各物质分子的运动摩擦力,造成骨骼肌(肌小节)伸展或恢复的阻力。 影响因素:温度。 温度↓→粘滞性↑→活动不易; 温度↑→粘滞性↓→活动容易 准备活动降低粘滞性,否则易拉伤。 二、骨骼肌的生理特性及兴奋条件(生理特性:兴奋性、收缩性) 要引起骨骼肌兴奋必须具备必要的条件:刺激强度、刺激作用时间、刺激强度变化率。 刺激强度:阈刺激:即引起肌肉兴奋的最小刺激。因肌而异,与肌肉的训练程度有关, 阈上刺激>阈刺激,阈下刺激<阈刺激。 阈刺激为评定组织兴奋性的指标。阈刺激大说明组织兴奋性低,阈刺激小,说明组织兴奋性高。 肌肉训练程度愈高,兴奋性愈高,则所需阈强度愈小。 (举例:A 肌:0.3 毫伏 B 肌:0.1 毫伏,B 兴 奋性高于 A。 ) 阈刺激与肌力的关系: 在整体中,阈下刺激不能引起单个肌肉收缩;只有阈刺激以上的刺激强度才能引起肌纤维收缩。 在一块肌肉中,每条肌纤维的兴奋性是不同的,阈刺激以上的刺激量小则兴奋性最高的肌纤维收缩,随着刺 激量的增大,越来越多的肌纤维参加收缩,肌力也越来越大,当刺激强度达到最适宜状态时,肌肉可产生最大收
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缩。 (一定范围内刺激增大) 刺激作用时间:兴奋的必需条件之一。在一定范围内,作用时间与刺激强度成反比。 时值:用 2 倍的基强度刺激组织,引起组织兴奋所需的最短时间。 时值愈小则组织兴奋性愈高。 (肱二头肌时值:一般人:0.058 毫秒;二级举重运动员:0.051 毫秒;举重运 动健将:0.047 毫秒) 刺激强度变化率:是指刺激电流从无到有,从小变大的变化速率(通电、断电瞬间可引起组织兴奋) 。

第五节 骨骼肌收缩
一、骨骼肌的收缩形式 肌肉收缩时,可表现为肌丝滑动引起的肌小节缩短,也可表现为无肌小节缩短的肌肉张力增加。根据肌肉收 缩时的长度和张力变化,肌肉收缩可分为 4 种类型:向心(等张)收缩、等长(静力)收缩、离心收缩、

等动(等速)收缩。
(一)向心(等张)收缩: 概念:肌肉收缩时,长度缩短的收缩称为向心收缩 。 特点:张力增加在前,长度缩短在后;缩短开始后,张力不再增加,直到收缩结束。 是动力性运动的主要收缩形式。等张收缩的情况下肌肉作功。功=负荷重量*负荷移动距离的乘积。 顶点:在负荷不变的情况下,在整个关节活动的范围内,肌肉收缩的用力程度随关节角度的变化(力矩)而 不同。在此范围内,肌肉用力最大的一点为顶点。顶点状态下肌肉收缩的杠杆效率最差,故此时肌肉可达到最大 收缩。 等张训练不利于发展整个关节范围内任何一个角度的肌肉力量。 例:杠铃举起后;跑步;提重物等。 (二)等长收缩 概念:肌肉收缩时张力增加长度不变。即静力性收缩,此时不做机械功。 (不推动物体,不提起物体) 特点:超负荷运动;与其他关节的肌肉离心收缩和向心收缩同时发生,以保持一定的体位,为其他关节的运 动创造条件。 例:蹲起、蹲下(肩带、躯干;腿部、臀部) ;体操十字支撑、直角支撑;武术站桩等。 (三)离心收缩 概念:肌肉在产生张力的同时被拉长。 特点:控制重力对人体的作用——退让工作;制动——防止运动损伤。 例:下蹲——股四头肌;搬运放下重物——上臂、前臂肌;高处跳下——股四头肌、臀大肌 (四)等动收缩 概念:在整个肌肉活动的范围内,肌肉以恒定的速度、始终与阻力相等的力量收缩。 特点:收缩过程中收缩力量恒定;肌肉在整个运动范围内均可产生最大张力;为提高肌肉力量的有效手段。 需配备等动练习器。 例:自由泳划水 (五)骨骼肌不同收缩形式的比较 (习题集 10,P27) 1.力量:离心收缩可产生最大的张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大 50%,比等长收缩大 25%左右。 离心收缩产生最大张力原因:①牵张反射,肌肉受到外力的牵张时会反射性的引起收缩。②离心收缩时肌肉 弹性成分被拉长而产生阻力,同时肌肉中的可收缩成分也产生最大阻力

F 离心收缩=F 收缩张力+F 弹性阻力+F 收缩成分阻力 向心收缩:F 表现张力=F 肌肉收缩产生张力-F 克服弹性阻力的张力 。 因此,表现出的张力<实际肌肉收缩产生的
张力 2.肌电:在等速向心收缩和离心收缩时,在一定范围内,积分肌电(IEMG)与肌肉张力成正比。在负荷相

同的情况下,离心收缩的积分肌电(IEMG)较向心收缩低
3.代谢:离心收缩耗能低、耗氧量也低,各项生理指标反应均低于向心收缩。 4.肌肉酸痛:离心收缩﹥等长收缩﹥向心收缩 二、骨骼肌收缩的力学表现
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(一) 绝对力量与相对力量 绝对肌力:某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。 相对肌力:肌肉单位横断面积(一般为 1CM 肌肉横断面积)所具有的肌力。肌肉横断面的大小有取决于组成 该肌肉的肌纤维数量和每条肌纤维的粗细。 (二) 肌肉力量与运动 1、 肌肉收缩时产生的张力大小, 取决于活化的横桥数目; 而收缩速度则取决于能量释放速率和肌球蛋白 ATP 酶活性,与活化的横桥数目无关。 2、 肌肉力量与运动速度:在负荷相同的条件下,力量越大动作速度越快。当以同样的速度运动时,力量大 者所表现出来的力量也越大。P=F*D/t ; P=m*a*D/t 三、运动单位的动员 1.运动单位的概念:1 个 a-运动神经元及其支配的肌纤维组成的最基本的肌肉收缩单位称为运动单位。 皮质运动中枢:锥体系→脊髓前角:a-运动神经元轴突→末梢(多个)→肌纤维。 运动单位有大小之分。大运动单位中(如腓肠肌)肌纤维数目多,收缩时产生的张力大;小运动单位中(如 眼外直肌)肌纤维数目少,收缩时比较灵活。 运动性(快肌)运动单位:冲动频率高,收缩力量大,易疲劳,氧化酶含量低; 紧张性(慢肌)运动单位:冲动频率低,持续时间长,氧化酶含量高。 同一运动单位肌纤维兴奋收缩同步; 同一肌肉中属不同运动单位的肌纤维兴奋收缩不一定同步。 (因神经冲动 的不同频率及肌纤维的兴奋性) 2.运动单位的动员 概念:参与活动的运动单位数目和神经发放冲动频率的高低结合,称为运动单位的动员。 参与的数目多,频率高;收缩强度大,张力大;反之则小。 表现:最大收缩运动单位动员特点: MUI 达最大水平并始终保持:运动单位动员达最大值,无从增加。由于动作电位的产生和传导相对不疲劳, 运动单位动员也不会减少。 (总数) 肌肉收缩力量随收缩时间的延长而下降:疲劳导致每个运动单位的收缩力量下降。 (单个力量) 保持次最大力量致疲劳时运动单位动员的特点: 张力保持不变:部分肌肉疲劳后,新的动员补充。 MUI 逐渐增加:起始未全部动员,疲劳后动员补充。 训练:欲使肌肉长时间保持一定的收缩力量应以次最大力量为基础。
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第六节 肌纤维类型与运动能力
一、肌纤维类型的划分 方法: (1)根据收缩速度:分为快肌纤维和慢肌纤维。 (2)根据收缩及代谢特征:分为快缩、糖酵解型;快 缩、氧化、糖酵解型和慢缩、氧化型。 (3)根据收缩特性和色泽:分为快缩白、快缩红和慢缩红三种类型。 (4) 布茹克司:分为 I 型和 II 型,其中 II 型又分为 Iia、 Iib、IIc 三个亚型。 二、不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征 (习题集 12,P27) (一)形态特征: 快肌纤维的直径,收缩蛋白较慢肌纤维大,多。快肌纤维的肌浆网也较慢肌纤维的发达。慢肌纤维周围的毛 细血管网较丰富,且含有较多的肌红蛋白。慢肌纤维含有较多的线粒体,且线粒体的体积较大。在神经支配上, 慢肌纤维由较小的运动神经元支配,运动神经纤维较细,传导速度较慢;而快肌纤维由较大的运动神经元支配, 神经纤维较粗,传导速度较快。 (二)生理学特征: 1.肌纤维类型与收缩速度:快肌纤维收缩速度快,因每块肌肉中快慢肌不同比例混合,快肌比例高的肌肉收 缩速度快。 2.肌纤维类型与肌肉力量:肌肉收缩的力量与单个肌纤维的直径和运动单位中所包含的肌纤维数量有关。由 于快肌直径大于慢肌,快肌中肌纤维数目多于慢肌。因而,快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位。运
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动训练可使肌肉的收缩速度加快,收缩力量加大。 3.肌纤维类型与疲劳:慢肌抗疲劳能力强于快肌。慢肌供氧供能强:线粒体多且大,氧代谢酶活性高,肌红 蛋白(贮氧)含量丰富,毛犀血管网发达。快肌葡萄糖酵解酶含量高,无氧酵解能力强,易导致乳酸积累,肌肉 疲劳。 (三) 代谢特征 慢肌纤维中氧化酶系统的活性都明显高于快肌纤维。慢肌纤维的线粒体大而多,线粒体蛋白的含量也较快肌 纤维多。快肌纤维中一些重要的与无氧代谢有关酶的活性明显高于慢肌纤维。 三、运动时不同类型运动单位的动员 低强度运动快肌首先动员;大强度运动快肌首先动员。 不同强度的训练发展不同类型的肌纤维:大强度——快肌;低强度,长时间——慢肌 四、肌纤维类型与运动项目 一般人中不同类型的肌纤维百分比差别大; 运动员肌纤维组成有明显的项目特点:大强度——快肌;低强度,长时间——慢肌;耐力——慢肌;速度、 爆发力——快肌;速度耐力——快、慢肌比例相当 五、训练对肌纤维的影响 (习题集 15,P29) (一) 肌纤维选择性肥大运动训练对肌纤维形态和代谢特征发生较大影响,耐力训练可引起慢肌纤维选择性 肥大,速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。但肌纤维百分比却没有明显提高。 (二) 酶活性改变肌纤维对训练的适应还表现为肌肉中有关酶活性的有选择性增强, 在长跑运动员的肌肉中, 与氧化功能有密切关系的瑚玻酸脱氢酶活性较高, 而与糖酵解及磷酸化功能有关的乳酸脱氢酶和磷酸化酶活性最 低。短跑运动员则相反。中跑运动员居短跑和长跑运动员之间。

第七节肌电的研究与应用
试述肌电图在体育科研中的应用 1、利用肌电测定神经的传导速度 2、利用肌电评定骨骼肌的机能状态 3、利用肌电评价肌力 4、利用肌电进行动作分析 (习题集 16,P29)

第二章 血液
第一节 概 述 一、血液的组成 1.血细胞与血浆 血液为人体内循环管道内流动的粘滞性液体。 组成:血细胞(40%——50%) :红细胞(男:40%——50% 女:37%——48%) 、白细胞、血小板(1%) 血浆(50%——60%) :水、无机物(无机盐离子) 、有机物(代谢产物、营养物质、激素、抗体等) 血浆与血清的区别:血浆含有纤维蛋白原,血清不含纤维蛋白原。 2.血液与体液 体液:人体内含有的大量液体,即人体内的水分和溶解于水中的各种物质。为体重的 60%—70%。 分为:细胞内液(30%——40%) :细胞膜内,构成细胞质的基本部分。 细胞外液(20%) :血浆(5%) 、组织间液(15%) 、液体脑脊液。 二、内环境 1.内环境:细胞外液是细胞直接生活的环境。通常,为了区别人体生存的外界环境把细胞外液称为机体的内 环境。 与人体直接生活的自然环境——外环境相比,内环境存在着其自身的理化特性,如酸碱度、渗透压、气体分 压、温度等等,并在一定的范围内变化,细胞只有在正常的内环境中才能正常生存。 细胞外液——内环境的主要功能是细胞通过其与外界环境进行物质交换,以保证新陈代谢正常进行。 外界:氧、营养→血浆→组织液→细胞;而二氧化碳等代谢产物→细胞→组织液→血浆→外界。
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2.内环境相对稳定的意义 内环境相对稳定性概念: 通过人体内多种调节机制的调节,内环境中各种理化因素的变化不超出正常生理范围,保持动态平衡。 (在一 定范围内变化。例:运动中酸性程度增加——缓冲调节等,体内温度增加——散热增加;出汗使血液浓缩——尿 量减少,多饮;高原环境氧分压低,体内环境氧分压低——循环、呼吸代偿,EPO 增加等) 。 在新陈代谢活动中内环境会受到破坏→←新的平衡 如果内环境平衡紊乱不能恢复则会发生疾病。 内环境相对稳定的生理意义: 内环境的相对稳定是细胞进行正常新陈代谢的前提, 是维持细胞正常兴奋性和各器官正常机能活动的必要保证。 三、血液的功能 1.维持内环境的相对稳定作用 血液能维持水、氧和营养物质的含量;维持渗透压、酸碱度、体温和血液有形成分等的相对稳定。这些因素 的相对稳定会使人体的内环境相对稳定。 只有在内环境相对稳定时, 人体组织细胞才有正常的兴奋性和生理活动。 2.运输作用 血液不断地从呼吸器官吸入的氧和消化器官吸收的营养物质运送到身体各处, 供给组织细胞进行代谢; 同时, 又将全身各组织细胞的代谢产物二氧化碳、水和尿素等运输到肺、肾和皮肤等器官排出体外。 3.调节作用 血液将内分泌的激素运输到周身,作用于相应的器官改变其活动,起着体液调节的作用。所以,血液是神经 —体液调节的媒介。通过皮肤的血管舒缩活动,血液在调节体温过程中发挥重要的作用。温度升高时,皮肤的血 管舒张, 血液将体内深部产热器官产生的热运送到体表散发, 温度降低时, 皮肤血管则收缩, 减少皮肤的血流量, 以维持体温。 4.防御和保护作用 血液有防御和净化作用,白细胞有吞噬分解的作用,成为细胞防御。血浆中含有多种免疫物质,总称为抗体, 能消灭外来的细菌和毒素。血小板有加速凝血和止血作用,血液能在伤口处凝固,防止继续出血,对人体具有保 护作用。 四、血液的理化特性 1. 颜色和比重 动脉血含氧多,呈鲜红色;静脉血含氧少,呈暗红色。血浆和血清含胆红质,呈淡黄色。全血液的比重主要 取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量。 2.粘滞性 形成:血液在血管内运行时,由于液体内各种物质的分子或颗粒之间的摩擦而产生阻力,使血液具有一定的 粘滞性。粘度是反映血液的粘滞性和流动性的最重要标志。粘度愈大,则粘滞性愈大,流动性愈小。 影响因素: 血液粘滞性主要取决于红细胞数量和血红蛋白含量、 细胞形态及其在血流中的分布特点、

表面结构和内部状态、易变性以及它们之间的相互作用等。
血浆粘滞性:血浆蛋白数量,红细胞及血浆蛋白愈多则粘滞性愈大。 例:登山→缺氧→红细胞增多→血液粘滞性高; 长跑→出汗→血液浓缩→血液粘滞性高→血流阻力大→血压高; 大量饮水→血液稀释→粘滞性降低→流速快。 所以,血液粘滞性对血流速度和血压都有一定影响。 3.渗透压 溶液促使膜外水分子向内渗透的力量即为渗透压。 与血浆正常渗透压近似的溶液称为等渗溶液(0.9%NACL,5%葡萄糖溶液) 在低渗 NaCl 溶液中,由于水分进入红细胞过多,引起膨胀,最终破裂,红细胞解体,血红蛋白被释放,这一 现象总称为红细胞溶解,简称溶血。 血浆渗透压主要为晶体渗透压(NaCl、NaHCO3 、葡萄糖和尿素) ;另一部分为胶体渗透压(包括各种蛋白, 其中最主要是白蛋白、其次球蛋白) 。
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4.酸碱度 血液的酸度和碱度用 PH 值评定。PH 值 7 为中性;大于 7 为碱性;小于 7 为酸性。 正常人血浆的 PH 值为 7.35——7.45,平均值为 7.4, PH 值最大变化范围:6.9——7.8。 血浆中还有数对具有抗酸和抗碱作用的物质,称为缓冲对,统称为缓冲体系。每个缓冲对是由于一种弱酸与 该种弱酸的盐组成的。 血浆中的主要缓冲对:碳酸氢钠/碳酸(20:1) ;蛋白质钠盐/蛋白质 ;磷酸氢钠/磷酸二氢钠; 红细胞中主要缓冲对:碳酸氢钾/碳酸 ;血红蛋白钾盐/血红蛋白 ;氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白;磷酸 氢二钾/磷酸二氢钾。 碱储备:血液中缓冲酸性物质的主要成分是 NaHCO3,通常以每 100 毫升血浆的 NaHCO3 含量来表示碱储备量。碱 储备的单位是以每 100 毫升血浆中 H2CO3 能解离出的 CO2 的毫升数来间接表示,正常为 50%~70%。 意义:反映缓冲能力,从而了解体内的代谢情况。运动员碱贮备比未受过训练的人高 10%。经常锻炼的人可 使血液的缓冲能力提高,碳酸酐每的活性增强。 缓冲反应式举例: 乳酸(HL)+碳酸氢钠(NaHCO3)→乳酸钠(NaL)+碳酸(H2CO3) ↓CA →二氧化碳(CO2)+水(HO2) 血液 PH 值恒定的意义: 保证酶的正常活性, 维持正常细胞的新陈代谢、 兴奋性和器官的正常机能, 如紊乱, 则会发生酸中毒或碱中毒。

第二节 运动对血量的影响
一、成年人总血量:体重的 7%——8%。约每公斤体重 70——80 毫升。 循环血量:人体在安静状态下,在心血管中迅速流动的血液。 贮存血量:潴留于肝、脾、腹腔静脉以及皮下静脉丛处的血液。流速极慢,血浆量少,红细胞多,必要时通 过神经体液调节,释放入循环血量。 二、失血: 一次失血﹤总血量的 10%,对生理可无明显影响,失血可分别从组织液、血浆、红骨髓处补充;如超过 30%, 可出现血压降低,需及时输血补充血量。 运动对血容量的影响: 一次性运动对血容量的影响,取决于运动的强度、持续时间、项目特点、环境温度和湿度、热适应

和训练水平。从事短时间大强度运动时,血浆含量和血细胞容量都明显增加,而血细胞容量增加较明显。
短时间运动时总血容量增加,主要是由于储血库里的血被动员入循环 ,使循环血量增加;而短时间运动出现的 血液相对浓缩,其原因可能是由于储血库中血浆量相对较少,血细胞容量较大,进入循环血中使血细胞浓度相对 增高。在长时间耐力性运动时,红细胞不会发生显著变化。血容量改变主要是由血浆水分转移情况决定,如果血 浆中的水分从毛细血管中渗出到组织间液或排出体外,将引起血浆容量减少,产生血液浓缩现象。反之,如果 组织间液的水分渗入到毛细血管,血浆容量增加,则血液稀释。 三、运动项目: 耐力性项目(长时间,强度较低) :血量增加最为显著,变化亦最为显著。 变化:血管内与组织间水分转移,排汗散热增加(摄氏 35 度:0.58 千卡的热量/1 克汗。体重下降 3%——8%, 则血浆容量减少 6%——25%)引起的血浆容量变化。 一次性长时间运动可使体重下降 10%。 强调运动中应注意充分补充水分, 防止脱水。 脱水可造成心输出量↓→ 机体供血供氧↓→有氧能力↓,代谢产物↑→疲劳→运动能力下降。 速度性项目(短时间,大强度) :贮血库紧急动员,血量增加,但血液相对浓缩,血细胞量和血浆量均增加, 但前者增加尤为明显。

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第三节 运动对血细胞的影响
一、运动对红细胞的影响 1.红细胞的生理特性:无核、形状圆而,边缘较厚(约 2 毫米)中央薄(约 1 毫米) ,直径:6—9 微米。在血 管中流动时,可随血液流速和血管口径不同而暂时改变形态。寿命:120 天; 生成:红骨髓;破坏:血流冲撞成碎片,由网状内皮系统吞噬。 正常值:男性:450——550 万个/每立方毫米,平均 500 万个/每立方毫米 女性 380——450 万个/每立方毫米,平均 420 万个/每立方毫米 主要功能:运输氧及二氧化碳;缓冲血液酸碱度。 2.运动对红细胞数量的影响: 运动可使红细胞数量发生变化。影响因素:运动种类、强度、持续时间。 (100%最大摄氧量强度运动后即刻,红细胞数目比运动前增加 10%,运动后 30 分钟还有 5%的增加) (1)一次性运动对红细胞数量的影响: (P44,习题集 4) 运动后即可观察到的红细胞数增多,主要是由于血液重新分布的变化引起的。长时间运动时,排汗和不感蒸 发的亢进引起血液浓缩。运动中肌细胞中代谢产物浓度升高,与毛细血管中血浆渗透压梯度增大,钾离子进入细 胞外液使肌肉毛细血管舒张,这些因素均造成血浆水分向肌细胞和组织液移动,也使血液浓缩增加。而对于短时 间运动后即刻的红细胞增多, 有人认为主要是储血库释放的较浓缩的血液进入循环血, 相对提高了红细胞的浓度。 在短时间的静力性或动力性运动中,肌肉持续紧张收缩使静脉受到压迫,血液流向毛细血管增多,并驻留在那使 毛细血管内压升高,血浆中的水分渗出,也使血液出现浓缩。运动中红细胞数量的暂时性增加,在运动停止后便 开始恢复,1-2 小时后可恢复到正常水平。 (2)长期训练对红细胞数量的影响 (P45,习题集 6) 运动性贫血:经过长时间的系统的运动训练,尤其是耐力性训练的运动员在安静时,其红细胞数并不比一般 人高,有的甚至低于正常值,被诊断为运动性贫血。 真性贫血: 表现:红细胞数量绝对减少,红细胞比容绝对降低; 原因:运动中红细胞破坏增多。 假性贫血: 表现:血容量增加,血浆量增加较多,红细胞数量增加较少→红细胞数量相对减少,红细胞比容相对 降低;医学单位容积或体积测定表现相对正常情况, 原因:红细胞工作性溶解加强→刺激红细胞和血红蛋白的生成 生理意义:安静状态下降低血黏度,减少循环阻力,减少心脏负荷; 运动状态下血液相对浓缩,保证血红蛋白量相应提高 为优秀运动员有氧工作机能潜力的重要影响因素之一。 3.运动对红细胞压积的影响 红细胞压积(比容) : 概念:红细胞在全血中所占的容积百分比。 正常值:37%——50%,女低于男。 生理意义:影响血黏度(带氧能力)的主要因素。正常黏度范围内红细胞数量、压积增加可使红细胞功能增强; 当大于 50%,则血黏度与红细胞压积呈指数关系上升时: 单位体积红细胞↑→红细胞压积↑→血黏度↑→循环阻力↑→血液流速↓→运输能力↓、调节能力↓、清除 能力↓→运动能力↓ 与训练水平的关系:耐力性运动优秀运动员运动前后红细胞压积没用明显变化。而训练水平低者红细胞压积 在运动后即刻明显增加。这提示:训练水平低的运动员,运动时由于红细胞压积增加(血液浓缩)血黏度增加, 心脏负荷重,易疲劳,运动能力下降。红细胞压积的变化和血粘度可作为评定耐力运动员机能的参考指标。 4.运动对红细胞流变性的影响 (1)红细胞流变性的概念:在正常情况下红细胞各自呈分散状态存在于流动的血液中,并在切应力作用下很
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容易变形,即被动的适应于血流状况而发生相应的改变,以减少血流的阻力。红细胞的这一特性称为红细胞的流 变性。 在血液中流动的红细胞,在切应力的作用下变形,以减少血流的阻力。使红细胞在比容较高的情况下也能顺 利发生轴流现象,顺利通过小于自身直径的微血管和狭窄部位,保证微循环有效灌注,提高氧气的运转效率。 红细胞流变性下降→红细胞聚集→血黏度↑→血液流速、氧运输↓ 测定指标:红细胞渗透脆性、红细胞悬液粘度、红细胞滤过率、红细胞压积、红细胞电泳率等。 (2)运动时红细胞流变性的变化 红细胞流变性与运动强度、持续时间、训练水平的关系:一次性最大强度、持续时间长、训练水平低:红细 胞变形能力降低,持续 1 小时以上。 影响因素:红细胞表面积与容积的比值、红细胞内部黏度、红细胞膜弹性。 红细胞变形能力↓→血液流变性↓→供氧↓心脏负荷↑运动能力↓恢复↓ 无训练者不宜进行一次性高强度极限运动。经过系统训练者安静时红细胞变形能力增加。这是因为运动加速 衰老红细胞的淘汰,新生红细胞↑细胞膜脆性↓弹性↑。 二、运动对白细胞的影响 1.白细胞的生理特性 形态:无色,有核,体积大于红细胞。 分类:颗粒性白细胞——中性、噬酸性、噬碱性;无颗粒白细胞——淋巴、单核。 白细胞分类计数:各种白细胞在白细胞总数中所占的百分比。 功能:吞噬:中性、单核; 寄生虫反应:噬酸 变态过敏反应:噬碱 正常值:4000——10000/立方毫米 下午、运动、进食、炎症、月经期、分娩期白细胞都增多。变形能力低于红细胞,但正常状态下,可引起微 血管血流呈间歇流;而在低驱动压时,可引起微血管血流的永久性闭塞。 2.运动时白细胞变化的三个时相 P65 前苏联叶果罗夫和兰道斯把运动引起的白细胞增多肌动白细胞增多。并将其分为三个时相: 淋巴细胞增多时相:总数增多,始动时或赛前状态出现,贮血库及淋巴结释放增多,淋巴细胞为主。 中性粒细胞时相:总数及中性粒细胞明显增加,大强度或长时间运动时出现。 中毒时相:为无训练者进行长时间大强度运动训练时,造血系统机能下降的表现。可分为再生阶段和变质阶 段。再生阶段特点是白血病总数大大增加,噬酸性细胞消失;变质阶段特点:白细胞总数下降。 3.运动时白细胞的变化 白细胞总数及淋巴细胞的增加的最大幅度出现在最大负荷运动停止后即刻。其增加的幅度岁最大负荷运动的 持续时间延长而增加。以较低的强度运动时,无论是短时间(5 分钟)还是长时间(30 分钟) 其增加幅度 , 免疫:淋巴、单核

显著低于最大负荷运动后即刻,并随着运动时间的延长而减少。 (即呈负相关)
检查结果表明,增加幅度:淋巴细胞数﹥白细胞总数。表明,运动后即刻白细胞总数及淋巴细胞的增加幅度主要 与运动负荷有关,而与运动负荷的持续时间关系较小。在 30 分钟内的一次性运动后,无论运动的强度如何,白 细胞增多的主要成分是淋巴细胞。 4.运动后白细胞的恢复 恢复速度与运动强度、持续时间呈负相关; 若白细胞在运动中变化幅度大,持续时间长(恢复慢) ,将会明显影响到免疫功能。 三、运动对血小板的影响 1.血小板的生理特点及功能 (P45,习题集 7) 形态:体积微小,由骨髓中巨核细胞产生。寿命 8——12 天。 数量:10—30 万个/每立方毫米,全身 1/3 贮存于脾脏。 生理机能:在止血、凝血过程中发挥重要作用;参与保持毛细血管的完整性。 生理特点:黏着、聚集、释放、收缩、吸附。
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黏着:当血管损伤暴露其内膜下的胶原物质时,血小板就会黏着于胶原组织上。 聚集:在诱聚剂的引导下血小板之间破裂黏着(第一相聚集,第二相聚集) ,促使血栓形成。 释放:血小板分泌生物活性物质:5——HT、儿茶酚胺、ADP 等,促使小血管收缩,止血。 收缩:血小板收缩蛋白产生收缩作用,使血凝块回缩硬化。 吸附:吸附凝血因子,加速凝血过程。 2.运动对血小板数量和功能的影响 一次性激烈运动后即刻:血小板数量、平均容积增加,活性增强,循环血中血小板聚集趋势也增加。 (这些 变化与肾上腺素分泌增多、ADP、血小板激活因素和花生四烯酸等因素有关) 。 研究表明,血小板数的增加只在大强度运动下发生,其增加的幅度与负荷强度高度正相关(r=0.94) ,增加 幅度最大达 18%。这部分血小板多是以脾脏中储存的那部分“中老年”血小板。 运动后,血小板黏附率、最大聚集率明显增加,血小板活化。 原因:1.运动中血细胞破坏增加,使诱聚剂(ADP)释放增多;2.运动处于机能应激状态。 作用:可修复运动中血管微细损伤和调节血管壁通透性。

第四节 运动对血红蛋白的影响
一、血红蛋白的功能 P68 结构:珠蛋白(96%) 、亚铁血红素(4%) 部位:完整的红细胞膜内。如膜破裂(溶血) ,血红蛋白逸出,则功能丧失。 功能:1.运输氧(亚铁离子氧合作用、氧离作用)和二氧化碳(氨基,二氧化碳的结合和解离) ; 2.缓冲血液酸碱度;3.运动能力评定指标:机能状态、训练水平、预测有氧运动能力等 影响因素:同红细胞。血红蛋白的变化与红细胞一致。 二、血红蛋白与运动训练 1. 对运动员血红蛋白正常值的评定 正常值:当 Hb 为 14 克%时,血粘度为 4 单位;当 Hb 为 20 克%时,血粘度 6 单位。正常值为 4~5 单位。 过高:粘滞性增大,血流阻力增加,心脏负荷加重,引起机能紊乱; 过低:贫血,氧和营养物质供应不足,机能能力下降。 血红蛋白半定量分析法进行个体具体分析,可了解个体正常范围,通过正常范围的观察,可掌握机能状况, 调整身体机能,预测运动成绩。 在应用 Hb 指标时应注意的问题: 1.冬季、女性月经期正常值可稍低。 2.注意季节和生物周期的个体差异。 3.一般标准:男﹤17 克%,女﹤16 克%;最低值>本人全年平均值的 80%。 (12 月值/12*80%)注意个体相差较 大的平均值。 4.身体机能最佳期:大运动量的调整期,血红蛋白值由低向高恢复时,运动成绩最好。 5.为训练周期和阶段的评定指标,不能用于评定每次训练课的情况。应结合无氧阈、尿蛋白、心率、自我感 觉等分析血红蛋白指标变化。 7.针对有氧项目的评定指标。 2.用 Hb 指标进行运动员选材 运动员血红蛋白值分类: 理论分型:偏高型、偏低型、正常型——波动大、波动小之分。 实际分型:偏高波动小型、偏低波动小型、正常波动大型、正常波动小型。 最佳(差)类型:偏高波动小型佳,偏低波动小型差。前者可耐受大运动量训练,适宜从事耐力型或速度耐 力型项目。 检测:每周或每隔一周测定一次血红蛋白,1-2 个月左右可判定类型。结合运动训练实际情况,队员之间横 向比较 。
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第四节 运动对血红蛋白的影响
一、血液凝固和纤溶 止血全过程大致可分为有先后顺序的三个时相: ①首先出现血管收缩, 阻碍血流, 从而产生暂时的止血效应; ②血小板粘着在受损伤暴露出来的胶原上,聚集起来形成血栓,以堵塞血管的破口;③激活血浆内的凝血因子, 使纤维蛋白原转变为纤维蛋白,形成止血凝块。 1.血液凝固 血液凝固三个步骤:凝血酶原激活物形成→凝血酶形成→纤维蛋白形成。 血凝的形成过程分为内源性凝固系统和外源性凝固系统。前者指参与血凝过程的全部物质都是存在于血液之 中,后者则是血凝过程中有其他组织的凝血物质参加。 2.纤维蛋白溶解 在正常生理条件下,凝血过程中生成的纤维蛋白可在一系列水解酶的作用下,变成可溶性的纤维蛋白降解 产物。这种血液凝固后出现的血凝块重新液化的现象称为纤维蛋白溶解,简称纤溶。其过程可分为两个阶段:① 纤溶酶原的激活;②纤维蛋白的降解。 纤溶酶原的激活有三类:血管激活物、组织激活物、血浆激活物。 纤溶抑制:阻碍纤维蛋白溶解的物质统称为纤溶抑制物。存在于血浆、组织以及各种体液中。根据其作用可 分为两类:①抑制纤溶酶原的激活,这类抑制物叫抗活化素;②抑制纤溶酶原的活性,叫抗纤溶酶。 二、运动对血凝和纤溶能力的影响 (P46,习题集 8)

第三章 血液循环
第一节 心脏的机能 一、心脏结构 主要机能:实现泵血功能的肌肉器官、内分泌器官(心钠素、生物活性多肽) 心脏的一般结构 强调:心室肌螺旋状肌层的运动特点、心肌的自律细胞与工作细胞 润盘结构 二、心肌的生理特性 心肌具有自动节律性、传导性、兴奋性和收缩性。前三种特性都是以肌膜的生物电活动为基础,固又称 为电生理特性。 心肌的收缩性是指心肌能够在肌膜动作电位触发下产生收缩反应的特性, 是心肌的一种机械特

性。
1.自动节律性 概念:心肌在无外来刺激的情况下,能够自动地产生兴奋、冲动的特性。 起搏点:窦房结, 窦性心律:以窦房结为起搏点的心脏活动称为窦性心律。 窦房结每分钟自动兴奋频率正常值: 60/分(低于此为窦性心动过缓)→100/分(高于此值为窦性心动过速) ,平均 75/分 2.传导性 概念:心肌细胞自身传导兴奋的能力。 特殊传导系统:窦房结→结间束→房室结→房室束→浦肯野氏纤维→心室肌, 房室交界传导延搁, 使心房、心室兴奋不同步。 3.兴奋性 概念:心肌细胞具有对刺激产生反应的能力。 兴奋性分期:有效不应期(Na+通道失活,无论刺激多强,绝对不能引起扩布的动作电位)→ 相对不应期 (阈上刺激可接受,产生动作电位小,传导慢)→超常期(引起兴奋所需的刺激阈比正常值低,兴奋水平高于 正常值) 特点:有效不应期特别长(300 毫秒) ,保证心肌不发生强直收缩,而以单收缩的形式完成容血、射血功能。 期前收缩:心室收缩活动发生于下次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前,称期前收缩,又称额外收缩。 代偿间歇:在一次期前收缩之后,往往有一段较长的心舒张期,称为代偿间歇。
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4.收缩性 概念:心肌受到刺激时发生兴奋-收缩偶联,完成肌丝滑行的特性。 特点: 1、 对细胞外液的 Ca 的浓度有明显的依赖性。 心肌细胞的肌质网终池很不发达,容积很小,贮存 Ca 量比骨骼肌少。因此,心肌兴奋—收缩藕联所需的 Ca 除终池释放外,需要依赖于细胞外液中的 Ca 通过肌膜和横管内流。 2、 全或无同步收缩 由于存在同步收缩,心脏要么不收缩,如果一旦发生收缩,其收缩就达到一定强度,称为全或无式收缩。 3、 不发生强直收缩 心肌发生一次兴奋后,其有效不应期特别长,因此,心脏不会产生强直收缩而始终保持收缩和舒张交替的节 律活动,从而保证了心脏的充溢与射血。 三、心脏的泵血功能 (一) 、心动周期与心率 心动周期概念:心房或心室每收缩与舒张一次,称为一个心动周期。 心率愈快心动周期愈短,尤其是舒张期明显缩短。 心率概念:每分钟心脏搏动的次数。正常人安静时,心率在 60—100 次/分 之间。 影响因素:年龄、性别、动静、神经精神系统活动、进食、体位、体温等。 最大心率:每个人的心率增加都有一定的限度,此限度叫做最大心率。220-年龄(岁) (个体最大强度运动) 测定意义:1.了解循环系统机能;2.掌握运动强度和生理负荷;3.运动员自我监督和医务监督。
2+ 2+ 2+ 2+

心率储备:最大心率-安定心率。
(二) 、心脏的泵血过程 习题集 P65-8 可将心室从收缩开始到舒张结束划分为等容收缩期、快速射血期、减慢速血期、等容舒张期、快速

充盈期和减慢充盈期。
(三) 、心音 第一心音:心室开始收缩时听到的是第一心音,主要由房室瓣关闭和心室肌收缩造成,代表心室收缩期的开 始。特点:音调较低、持续时间较长。 第二心音:心室开始舒张时听到的是第二心音,主要由主动脉和肺动脉半月瓣关闭造成,代表心室舒张期的 开始。特点:音调较高、持续时间较短。 (四) 、心泵功能的评定 1.心输出量 概念:每分钟左心室射入主动脉的血量。在同一时期,左心与右心接纳回流的血量大致相等,输出的血量也 大致相等。 (1)每搏输出量与射血分数 每搏输出量:一侧心室每次收缩射出的血量,称为搏出量=舒末容积-缩末容积,即余血(145-75=70 毫升) 射血分数:每搏输出量占心室舒张末期的容积百分比,称为射血分数。正常值:55%——65%。 意义:射血分数愈高则心脏供血愈好。 (2)每分输出量与心指数 每分输出量=每搏量*心率。正常值:约 5L/分,女性略低,运动员在剧烈运动时可达 25——35L/分 。 心指数:每平方米体表面积计算的心输出量(心输/体面积) 正常值:5~6 升/分/(1.6-1.7 平方米)=3.0-3.5 升/分*㎡。安静或空腹情况下的心指数称为精细心 指数,是分析比较不同个体心脏功能的常用评定指标。 影响因素:受年龄、运动状态、生理状态、情绪的影响。 (3)心输出量的测定

每分输出量=每分钟由肺循环所吸收的氧量/(每毫升动脉血含氧量-每毫升静脉血含氧量)
(4)心输出量的影响因素 ①心率和每搏输出量
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心输出量等于每搏输出量与心率的乘积。因此,每搏量↑→心输出量↑,如果每博输出量不变,在一定范围 内心率↑→心输出量↑。因心率过快可使心动周期中舒张期过短,回心血量↓→每博输出量↓→心输出量↓。反 之,心率过缓可使每分输出量减少。运动员心脏由于心肌发达,收缩力强,每搏量高,故可在心率低的情况下保 证正常的心输出量。 ②心肌收缩力 心肌收缩力是决定每搏输出量的主要因素之一。心肌收缩力↑→每搏量↑→射血分数↑→心室腔余血↓心输 出量↑。反之,心肌收缩力↓→心室腔余血↑→每博量↓→心输出量↓。 机理:异长自身调节(初长度调节:肌小节长度) :在生理范围内,心室充盈↑→心肌纤维初长度↑→收缩力↑ →每博量↑;反之,则心室舒张时容积小,每博输出量少。 等长自身调节(神经体液因素调节) :交感神经兴奋、儿茶酚胺↑→心肌收缩力↑→射血分数↑→每博量↑; 另一方面,心率加快,每份输出量亦增加。 ③静脉回流量 心脏输出的血量来自静脉回流,静脉回流量的增加是心输出量持续增加的前提。在正常人体内,静脉回流量 与心输出量保持着动态平衡。静脉回流量还与肌肉收缩和胸内压密切相关。 总之, 在神经系统的作用下, 肌肉运动时心输出量的增加主要是心肌收缩、 心搏频率和外周血管的紧张性 (加 速血液回流)等各种调节机制所引起的整合效应。 2.心脏做功 心脏做功供给血液在循环过程中失去的能量。 搏功:左心室一次收缩所作的功,称为博功,单位为 g.m。主要用于维持血压。 用心脏做功量来评价心脏的泵血功能的重要意义: 习题集 P66-10 3.心脏泵功能的贮备 习题集 P67-11 心脏的泵血功能可以随着机体代谢率的增长而增加。 心力贮备:心输出量随机体代谢需要而增长的能力。 影响因素:心率、搏出量可能发生的最大最适宜的变化。 心率:最大可达静息心率 2 倍,增加心输出量 2-2.5 倍 搏出量:取决于心室舒张期贮备及收缩期贮备;动用收缩期贮备可使搏出量增加 55-60 毫升。 意义:心率贮备的大小反映心脏泵血功能对代谢需要的适应能力及训练水平。运动员心脏心肌纤维粗,收缩 力强(收缩期贮备强) ,静息状态下心率慢(心率贮备强)→最大输出量可大幅度增加。 四、心电图 正常典型心电图的波形及生理意义 课本 P87 P 波,表示左右心房兴奋除极时产生的电变化。 P-Q(P-R)间期, 指从 P 波的起点到 QRS 波起点之间的时程, 表示心房除极化开始到心室除极化开始所需要的时间。 QRS 波群,表示左右心室先后除兴奋极化所产生的电变化。 ST 段,指从 QRS 波群终了到 T 波起点之间的与基线平齐的线段,表示心室除极完毕,复极尚未开始,各部位之 间无电位差。 Q-T 间期,指从 QRS 波起点到 T 波终点的时程,表示心室开始兴奋除极化到全部复极化所需的时间。

第二节 血管生理
一.各类血管的功能特点 习题集 P67-12 血管壁的基本组织结构:内皮、弹力纤维、平滑肌、胶原纤维。 各类血管此四种基本成分的相对比例有很大差别。 (视图)课本 P89 主动脉、大动脉:弹力纤维丰富,弹性贮器血管; 中等动脉、小动脉、微动脉、毛细血管前括约肌:平滑肌层厚,前阻力血管; 毛细血管:一层内皮细胞及基膜,交换血管; 静脉:有平滑肌层,后阻力血管,壁薄,数量多,口径大,容纳循环血量 60%——70%,容量血管。 二.血压
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(1)概念:血管内流动的血液对血管单位面积的侧压力。 血液流动是由于心脏射血造成的主动脉首端与右心房之间的压力差决定的, 而各段血管口径不一样, 对血流 的阻力不一样,血液的流速亦不同,因此各段血管的血压不一样。 (2)动脉血压的正常值 收缩压:心室收缩射血形成。100~120mmHg(1 mmHg=0.133KPa) 舒张压:心室舒张时,动脉弹性回缩形成。60~80 mmHg 平均动脉压:心动周期内各瞬间动脉血压的平均值。舒张压+脉压/3 脉搏压:收缩压-舒张压 30~40 mmHg 高血压:收缩压﹥160 mmHg 舒张压﹥95 mmHg 低血压:收缩压﹤90 mmHg 舒张压﹤50 mmHg 生理:性别影响(男﹥女) ,年龄影响(青﹥老) ,活动状态(动﹥静) ,遗传因素。 (3)动脉血压的形成及影响因素 动脉血压形成的基本因素:心室射血作用、外周阻力作用、大动脉弹性作用,循环血量充足,血管充盈为前提。 心室收缩射血入动脉对管壁产生侧压力,形成收缩压。每搏量大则收缩压高。 动脉血压的影响因素 :习题集 P68-13 ①心脏每搏输出量: 当每搏输出量增加而外周阻力和心率变化不大时, 动脉血压的变化主要表现在收缩压升高, 而舒张压升高不多,故脉压增大。反之,当每搏输出量减少时,则收缩压减低,脉压减小。在一般情况下,收缩 压主要反映每搏输出量的多少。运动中,每搏输出量增加,故收缩压也升高。 ②心率:如果心率加快,而每搏输出量和外周组力都没有变化时,由于心舒期缩短,在心舒期间内流至外周的 血液也就减少,所以心舒期末,贮存于大动脉中的血压就多,舒张期血压也就升高,脉压减小;反之,心率减慢 时,则舒张压减低,脉压增大。 ③外周阻力(小动脉平滑肌舒缩状态)在每次心脏射血时成为阻止血液全部流走的阻力,故每次仅有 1/3 的每 搏量流走, 2/3 滞留于大动脉, 而 使大动脉管壁弹性扩张, 动能转为势能贮备, 在心舒期内弹性回缩形成舒张压。 外周阻力大则舒张压明显增高,收缩压也增高。 ④主动脉、大动脉管壁弹性贮器作用:主动脉和大动脉管壁弹性好,具有缓冲动脉血压变化的作用,也就是有 减小脉压的作用。但如硬化则可使收缩压上升,舒张压下降,脉压增大。 ⑤循环血量与血管容量的关系: 血管系统内血量充盈, 循环血量与血管容量相适应是血压形成的前提条件。 (体 循环平均动脉压 7 mmHg) 循环血量绝对(大失血)或相对(血管扩张)减少,使体循环平均压下降,心输出量 下降,血压下降。 三.动脉脉搏 概念:在每个心动周期中,动脉内的压力发生周期性的波动,这种周期性的压力变化可引起动脉血管发生搏 动,称为动脉脉搏。 正常值:一般与心率一致。 作用:诊断疾病;了解运动强度、训练水平及训练后恢复状况。 四、静脉血压和静脉回心血量 (一)静脉血压 中心静脉压:右心房和胸腔内大静脉的血压。中心静脉压的高低取决于心脏射血能力和静脉回心血量之间的 关系。心脏射血能力强,能及时地将回流入心脏的血液射入动脉,中心静脉压就越低。心脏射血功能弱,中心静 脉压升高。另一方面,如果静脉回流速度加快,中心静脉压也会升高。中心静脉压是反映心血管功能的指标。 外周静脉压:各器官静脉的血压。值为 15——20 mmHg ;中心静脉压值为 0。 (二)静脉回心血量及其影响因素 单位时间内静脉回心血量多少取决于外周静脉压和中心静脉压的差。 1.体循环平均充盈压:体循环平均充盈压↑→回心血量↑ 2.心脏收缩力:心脏收缩力↑→心脏排空↑→心舒期负压↑→回心血量↑ 3.体位改变:身体低垂部分静脉扩张→回心血量↓。见于:卧转立位、下肢静脉瓣受损、高温环境长期卧床 突然站立等情况。
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4.骨骼肌的挤压作用:肌肉收缩式可对肌肉内和肌肉间的静脉发生挤压,使静脉血流加快;因静脉内有瓣膜 存在,使静脉内的血液只能向心脏方向流动而不能倒流。这样,骨骼肌和静脉瓣膜一起,对静脉回流起着泵的作 用,称为静脉泵或肌肉泵。 5、呼吸运动:吸气时,胸膜腔负压↑→静脉回流↑,呼气时,胸膜腔负压↓→静脉回流↓ 。 五、微循环 (一)概念:微动脉和微静脉之间的循环。其基本功能是进行血液和组织液之间的物质交换。 (二)组成:微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管网、微静脉、通血毛细血管和动-静脉吻合支。 直接通路:经常开放,输送部分血液通过微循环进入静脉,进而回心。 真毛细血管网:物质交换,20%轮流开放(闭→代谢物↑→开→代谢物↓→闭) 动-静脉短路:皮肤及皮下组织,调节体温。 (三)毛细血管的数量及交换面积 数量:400 亿根 密度:心脑肝肾﹥骨骼肌﹥骨、脂肪、结缔组织 交换面积:22000um/根,1000 ㎡/总 (四)血液和组织间的物质交换 1、扩散:液体中溶质分子的热运动,使血液和组织液之间进行物质交换的最主要方式 2、过滤(血管内向血管外)和重吸收(血管外向血管内) 3、吞饮

第三节 心血管活动的调节
一、 神经系统的调节功能 (一)心血管活动的神经调节 (1)心脏的神经支配。 (支配心脏的传出神经为交感神经中的心交感神经和副交感神经中的迷走神经。 ) 1.心交感神经及其作用:心交感神经节后纤维末梢释放去甲肾上腺素,对心脏有兴奋作用,使心率加快,心 肌收缩力加强。 2.心迷走神经及其作用:心迷走神经节后纤维末梢释放乙酰胆碱,对心脏有抑制作用,心率↓心肌收缩力↓。 (2)血管的神经支配 1、交感缩血管神经。引起血管平滑肌收缩的神经称为交感缩血管神经。人体大多数血管只接受交感缩血管

神经的单一神经支配。交感缩血管神经经常保持一定的紧张性活动,通过改变这种紧张性活动的强度,就可调
节血管口径来改变循环系统的外周阻力。反之,当紧张性活动减弱时,小动脉舒张,外周阻力减小,血压就下降。 2、交感舒血管神经。支配骨骼肌微动脉的交感舒血管纤维末梢释放乙酰胆碱。交感舒血管纤维管与交感缩 血管纤维不同,只在激动或准备作剧烈肌肉运动时才发放冲动,使骨骼肌血管舒张,血流量增加。 (二)心血管中枢 在中枢神经系统中,与心血管反射有关的神经元集中的部位称为心血管中枢。①延髓的心血管中枢是调节心 血管活动的最基本中枢, 它可在相当大的程度上对血压、 心输出量和器官血流量分配等进行调节, 但正常情况下, 它并不独立的完成心血管活动的调节。 ②延髓以上心血管神经元的下丘脑或脑干其他部位的活动, 使心血管活动 应于身体所处的各种生理、心理状态。大脑皮层运动区兴奋时,可引起骨骼肌中的血管舒张。 (三)心血管反射 习题集 P69-15 1、颈动脉窦和主动脉弓压力感性反射(简称减压发生) 。减压反射是体内典型的负反馈,其生理意义在于保 持动脉血脏的相对稳定。 2、颈动脉体和主动脉体化学感受性反射。当血液缺氧,二氧化碳过多或氢离子浓度升高时,可刺激静动脉体 和主动脉体的化学感受器,使其兴奋,一方面刺激呼吸中枢,引起呼吸加强,另一方面也刺激心血管中枢,使心 率加快、心输出量增加、脑和心脏的血流量增加,而腹腔内脏和肾脏的血流量减少。 在正常情况下,化学感受性反射对呼吸起经常性调节作用,但对心血管活动的影响却很小。只有在缺氧窒 息、失血及酸中毒度等异常情况下,才对心血管活动产生比较明显的作用,使血压升高,改善血液循环。 二、心血管活动的体液调节 习题集 P62-4
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第四节
(一)肌肉运动时心输出量的变化

肌肉运动时血液循环功能的变化

一、 肌肉运动时血液循环功能的变化 习题集 P69-14 肌肉运动时循环系统的适应性变化就是提高心输出量以增加血流供应, 运动时心输出量的增加与运动量或耗 氧量成正比。运动时,肌肉的节律性舒缩和呼吸运动加强,回心血量大大增加,这是增加心输出量的保证。运动 时交感缩血管中枢兴奋,使容量血管收缩,体循环平均充盈压升高,也有利于增加静脉回流。在回心血量增多的 基础上,由于运动时心交感中枢兴奋和心迷走中枢抑制,使心率加快,心肌收缩力加强,因此心输出量增加。交 感中枢兴奋还能使肾上腺髓质分泌增多,循环血液中儿茶酚胺浓度升高,也进一步加强心肌的兴奋作用。 (二)肌肉运动时各器官血液量的变化 运动时各器官的血流量将进行重新分配。其结果是使心脏和进行运动的肌肉的血流量明显增加,不参与运动 的骨骼肌及内脏的血流量减少。 皮肤血管舒张, 血流增加, 以增加皮肤散热。 运动时血流量重新分配的生理意义, 还在于维持一定的动脉血压。 (三)肌肉运动时动脉血压的变化 运动时的动脉血压水平取决于心输出量和外周阻力两者之间的关系。在有较多肌肉参与运动的情况下,肌肉 血管舒张对外周阻力的影响大于其他不活动器官血管收缩的代偿作用, 故总的外周阻力仍有降低, 表现为动脉舒 张压降低;另一方面,由于心输出量显著增加,故收缩压升高,而平均动脉压则可能比安静时稍低。 二、运动训练对心血管系统的长期性影响 习题集 P70-16 1.窦性心动徐缓 运动训练,特别是耐力训练可使安静时心率减慢。些优秀的耐力运动员安静时心率可低至 40-60 次/分,这种现象称为窦性心动徐缓。这是由于控制心脏活动的迷走神经作用加强,而交感神经的作用减 弱的结果。窦性心动徐缓是可逆的,即便安静心率已降到 40 次/分的优秀运动员,停止训练多年后,有些人的心 率也可恢复接近到正常值。一般认为,运动员的窦性心动徐缓是经过长期训练后心功能改善的良好反应。 2.运动性心脏增大 研究发现,运动训练可使心脏增大,运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应。 近年来的研究结果表明,运动性心脏增大对不同性质的运动训练具有专一性反应。例如,以静力及力量性运动为 主的投掷、 摔跤和举重运动员心脏的运动性增大是以心肌增厚为主; 而游泳和长跑等耐力性运动员的心脏增大却 以心室腔增大为主。 3. 心血管机能改善 一般人和运动员在安静状态下及从事最大运动时每搏输出量与每分输出量(每分输出量= 心率*每搏输出量)的变化可用下列数据说明: 安静时 一般人: 5000ml/min=71ml/次*70 次/min 运动员: 5000ml/min=l00ml 次*5O 次/min 最大运动时 一般人: 22000ml/min=113mml 次*l95 次/min 运动员: 35000ml/min=l79ml 次*l95 次/min 运动员每搏输出量的增加是心脏对运动训练的适应。运动训练不仅使心脏在形态和机能上产生良好适应,而 且也可使调节机能得到改善。有训练者在进行定量工作时,心血管机能动员快、潜力大、恢复快。运动开始后, 能迅速动员心血管系统功能,以适应运动活动的需要。进行最大强度运动时,在神经和体液的调节下可发挥心血 管系统的最大机能潜力,充分动员心力贮备。 三、测定脉搏(心率)在运动实践中的意义 (一) 脉搏(心率) 1.基础心率及安静心率 清晨起床前静卧时的心率为基础心率。身体健康、机能状况良好时,基础心率稳定并随训练水平及健康状况 的提高而趋平稳下降。如身体状况不良或感染疾病等,基础脉搏则会有一定程度的波动。 在运动训练期间,运动量适宜时,基础心率平稳,如果在没有其他影响心率因素(如疾病、强烈的精神刺激、 失眠等)存在的情况下,在一段时间内基础心率波动幅度增大,可能是运动量过大,身体疲劳积累所致。 安静心率是空腹不运动状态下的心率。运动员的安静心率低于非运动员,不同项目运动员的安静心率也有差 别,一般来说,耐力项目运动员的安静心率低于其他项目运动员,训练水平高的运动员安静心率较低。评定运动 员安静心率时, 应采用运动训练前后自身安静心率进行比较, 运动后心率恢复的速度和程度也可衡量运动员对负
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习题集 P71-19

荷的适应水平。 2.评定心脏功能及身体机能状况 通过定量负荷或最大强度负荷试验,比较负荷前后心率的变化及运动后心率恢复过程,可以对心脏功能及身 体机能状况作出恰当的判断。 心率的测定还可以检查运动员的神经系统的调节机能, 对判断运动员的训练水平有 一定的意义。 3.控制运动强度 运动中的吸氧量是运动负荷对机体刺激的综合反应,目前在运动生理学中广泛使用吸氧量来表示运动强度。 心率和吸氧量及最大吸氧量呈线性相关, 最大心率百分比和最大吸氧量的百分比也呈线性相关, 这就为使用 心率控制运动强度奠定了理论基础。 在耐力训练中,使用心率控制运动强度最为普遍,常用的公式为:(最大心率-运动前安静心率)/2+运动前心 率。所测定的心率可为教学、训练及健身锻炼提供生理学依据。耐力负荷的适宜强度也可以用安静时心率修正最 大心率百分比的方法来确定,运动时心率=安静时心率+60%(最大心率-安静时心率) 在涉及游泳等运动的间歇训练中,一般多将心率控制在 120-150 次/分的最佳范围内。一般学生在早操跑步 中的强度,可控制在 130-150 次/分之间。成年人健身跑可用 170 减去年龄所得的心率数值来控制运动强度。 五、测定血压在运动实践中的意义 1.清晨卧床时血压和一般安静时血压较为稳定,测定清晨卧床血压和一般安静时血压对训练程度和运动疲劳 的判定有重要参考价值。随着训练程度的提高,运动员安静时的血压可略有降低,如果清晨卧床血压比同年龄组 血压高 15%-20%,持续一段时间不复原,又无引起血压升高的其他诱因,就可能是运动负荷过大所致。如果清晨 卧床血压比平时高 20%左右且持续二天,往往是机能下降或过度疲劳的表现。 2 测定定量负荷前后血压及心率的升降幅度及恢复状况可检查心血管系统机能并区别其机能反应类型,从而 对心血管机能做出恰当的判断。 3.运动训练时,可根据血压变化了解心血管机能对运动负荷的适应情况。由于收缩压主要反映心肌收缩力量 和每搏输出量, 舒张压主要反映动脉血管的弹性及外周小血管的阻力, 因此运动后理想的反应应当是收缩压升高 而舒张压适当下降或保持不变。一般而言,收缩压随着运动强度的加大而上升。大强度负荷时,收缩压可高达 19OmmHg 或更高,舒张压一般不变或轻度波动。根据运动训练时血压的变化可判断心血管机能对运动负荷是否适 应。

第四章 呼吸机能
第一节 呼吸运动和肺通气量 知识点:呼吸全过程的三个环节 通气的动力学:呼吸运动、肺通气机能(重点) :肺内压、胸内压 肺通气机能的指标:肺活量(重点) 时间肺活量 最大通气量 第二节 气体交换和运输 气体运输 知识点:气体交换;气体交换原理:气体分压差概念、肺换气和组织换气;氧运输:血红蛋白与氧的结合、 氧储备、氧利用率、氧脉搏 第三节 呼吸运动的调节 知识点:调节呼吸运动的神经系统:呼吸运动的神经支配 呼吸中枢 呼吸运动的反射性调节:肺牵张反射 化学因素对呼吸的调节:二氧化碳、氢离子和氧对呼吸的调节 第四节 运动对呼吸机能的影响: 知识点:运动时的合理呼吸 概述 1.呼吸的概念:在生命活动过程中人体不断地从外界摄取氧气,同时不断地向外界排出代谢中产生的二氧 化碳的过程。 人体与外界环境之间进行的气体交换称为呼吸。 2.呼吸的三个环节(连续过程) :外呼吸(肺通气、肺换气) ,气体运输,内呼吸(组织换气、细胞内氧化
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代谢)视图 呼吸系统结构:上呼吸道、下呼吸道、肺泡(数量、面积、壁 6 层=1 微米、功能、弹力纤维、表面张力) 呼吸:人体与外界环境之间进行的气体交换 。 呼吸的全过程: 外呼吸:在肺部实现的外界环境与血液间的气体交换,包括肺通气(外界环境与肺之间的气体交换过程)和 肺换气(肺与肺毛细血管中血液之间的气体交换过程) 。 气体运输:气体由血液载运,血液在肺部获得的氧气,经循环将氧气运送到组织毛细血管;组织细胞代谢产 生的二氧化碳通过组织毛细血管进入血液,经循环将二氧化碳运送到肺部。 内呼吸:组织毛细血管中血液通过组织液与组织细胞间实现的气体交换。

第一节
一、肺通气的动力学 (一)呼吸运动 概念:胸廓的节律性扩大与缩小

呼吸运动和肺通气机能

产生机制:呼吸肌舒缩→胸廓运动→肺扩张回缩 吸气肌:肋间外肌、膈肌、胸颈背肌肉 呼气肌:肋间内肌、腹部肌 平静呼吸过程:主动吸气,被动呼气 用力呼吸过程:呼吸气均为主动 呼吸形式:腹式呼吸:膈肌活动为主 胸式呼吸:肋间肌活动为主 混合呼吸 逆呼吸:吸气时收腹 解释:可改变呼吸形式,保证动作的正常发挥。 疾病状态下可表现以某种呼吸形式为主。 (二)肺内压 概念:肺泡内的压力。吸气时减小,呼气时增大,均与大气压相差 2-3 或 2-4 毫米汞柱。憋气时肺内压高于 大气压 60-140 毫米汞柱,憋气后再吸气肺内压可迅速下降至-130——-100 毫米汞柱。 (三)胸内压 概念:胸膜腔内的压力。 胸内压=肺内压(大气压)-肺的弹性回缩力 生理作用: 牵拉肺扩张,有利于气体交换。 牵拉胸腔脏器,使心脏及大血管扩张,压力降低,促进血液及淋巴液回流。 气胸状态可因胸膜腔负压破坏造成机能障碍。 二、肺通气机能 人体活动状态不同通气量发生变化。 (一)肺容量及其变化 呼吸过程中肺容量发生周期性变化。 (二)基本组成: 潮气量:每一呼吸周期中,吸入或呼出的气量。平静呼吸时约 400-600 毫升。 补吸气量:平静吸气之后,再做最大吸气时,增补吸入的气量。约 1200 毫升。 深吸气量:补吸气量与潮气量之和。 补呼气量:平静呼气之后,再做最大呼气时,增补呼出的气量。约 900-1200 毫升。 余气量:最大呼气后仍贮留于肺内的气量。 1+2=深吸气量 1+2+3=肺活量 3+4=功能余气量
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1.肺活量:最大深吸气后,再做最大呼气时所呼出的气量。身体素质及训练程度评定指标之一,因限制因 素较多,供参考。男:3500 毫升 女:2500 毫升 2.功能余气量:平静呼气之后,仍存留与肺内的气量。平衡肺泡内气体分压,使吸气时不致于 O2 分压过高, 呼气时不致 O2 分压过低,造成静脉血液动脉化时断时续,影响气体交换。呼气困难会使功能余气量增加。 3.肺总容量:肺所能容纳的最大气量。男:5000 毫升,女:3500 毫升 (三)肺通气量 概念:单位时间内吸入或呼出的气量。 每分肺通气量=潮气量(呼吸深度)*呼吸频率 成年人:6-8 升 代谢水平高时增加。 (四)肺泡通气量 概念:每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。 每分肺泡通气量=(潮气量-无效腔气量)* 呼吸频率 解剖无效腔:呼吸道,无气体交换功能 生理无效腔:解剖无效腔+肺泡无效腔 气量约 150 毫升。运动状态下肺泡无效腔可减小。 过于表浅的呼吸可减少潮气量,故深而慢的呼吸肺泡通气量增大。 三.肺通气量的指标 肺活量:反映肺一次通气的最大能力。每十年下降 9%以内。 连续肺活量:连续五次测肺活量。一次强于一次说明呼吸肌机能能力强。 时间肺活量:最大吸气后最快速度作最大呼气,记录一定时间内所能呼出的气量测呼气第一秒(83%) 、第二 秒(96%) 、第三秒(99%)呼出的气量。第一秒值最有(临床)意义。 最大通气量:以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量,可评定通气贮备能力。 通气贮量百分比=(最大通气量-安静时通气量)/最大通气量*100% 正常值﹥或=93%

第三节
一、气体交换

气体交换和运输

肺换气:肺泡内的气体与肺泡毛细血管血液中的气体进行气体交换。 组织换气:体内毛细血管血液中的气体与组织细胞中的气体进行气体交换。 (一)气体交换的原理 1. 气体分压和分压差:在混合气体总压力中某种气体所占有的压力即为该气体的分压。 某一气体高分压与低分压之差叫做该气体的分压差。 气体分子总是顺分压差从分压高的一侧流向分压低的一侧。即气体的扩散或弥散。 2.人体不同部位氧和二氧化碳的分压 O2:肺泡 104﹥动脉血 100﹥静脉血 40﹥组织 0-30 CO2:肺泡 40=动脉血 40﹤静脉血 46﹤组织 50-80 3.气体扩散的速率:单位时间内气体的扩散容积。 正比于扩散面积、气体分压差、溶解度、温度 反比于气体分子量的平方根和扩散距离。 4.气体的肺扩散容量:在 1 毫米汞柱的分压差下,每分钟通过呼吸膜的气体扩散量。 成年、男性、立位、活 动该量加大。 (呼吸膜面积及流经的血流量增加) (二)肺换气和组织换气 O2 及 CO2 均顺分压差换进或换出。 运动中 O2 摄入增多,组织代谢旺盛,CO2 产生增多,分压差加大,换气效率高。 (三)影响换气的因素 气体的分子量愈大,溶解度愈大,换气愈快。CO2 的实际扩散速度为 O2 的 2 倍。机体缺氧较 CO2 潴留容易发生。 呼吸膜愈薄,面积愈大,通透性愈好,换气愈容易。
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通气/血流比值:是指每分钟肺泡通气量和每分钟肺毛细血管血流量之间的比值=0.84 时肺换气效率高 局部器官血流量,组织血流量愈大组织换气愈容易。 二、气体运输 概念:氧和二氧化碳在血液中的运输 方式:物理溶解(1.5%)←→化学结合(98.5%) (一)氧的运输 运输载体:血红蛋白(Hb)结构的亚铁离子 结合量:每 100 毫升血红蛋白可结合 1.34——1.36 毫升氧。 氧容量:每 100 毫升血液中血红蛋白与氧结合的最大量。 氧含量:每 100 毫升血液中血红蛋白与氧结合的实际量。 氧饱和度:每 100 毫升血液中氧含量占氧容量的百分比。 例:动脉血:氧分压 96——100 毫米汞柱时 19 毫升/20 毫升=95%以上接近 100% 静脉血:氧分压 40 毫米汞柱时 15 毫升/20 毫升=75% 1.血红蛋白与氧的结合 Hb+O2→→HbO2(可逆 氧分压高结合 氧分压低解离) 2.氧离曲线:是表示 PO2 与 Hb 结合 O2 量关系或 PO2 与氧饱和度关系的曲线。 氧分压 60——100 毫米汞柱时:曲线平坦,即使 PO2 从 100 毫米汞柱降至 80 毫米汞柱血氧饱和度仅从 98%降 至 96%,这种特点对高原适应或有轻度呼吸机能不全的人均有好处。只要保持动脉血中 PO2 在 60 毫米汞柱以上, 血氧饱和度仍有 90%,不至造成因供氧不足而产生的严重后果。对人体肺换气有利; 氧分压 40——60 毫米汞柱时:曲线开始下降,意味着 PO2 下降,使血氧饱和度明显下降,氧分压 40 毫米汞 柱以下时:曲线陡降,此时,PO2 稍有下降血氧饱和度大幅度下降。释放出大量氧气,保证组织换气。 影响因素:血二氧化碳分压↑、血液酸碱度↓、体温↑、红细胞糖酵解产物:2,3——二磷酸甘油酸↑→氧 解离作用增强(氧离曲线右移) 一氧化碳对血红蛋白结合氧的竞争性抑制 3.氧储备 血液、肺:1300——2300 毫升 肌红蛋白(骨骼肌、心肌、肝脏) :240——500 毫升,与氧的亲和力大于血红蛋白,在体内氧分压极度下降 时才解离氧。 4.氧利用率 概念:每 100 毫升动脉血流经组织时所释放的氧占动脉血氧含量的百分数。为评定训练程度的指标,训练程 度愈高则氧离用率愈好。 氧利用率=动脉血氧含量-静脉血氧含量/动脉血氧含量*100% 安静时:25% 运动时:65% 剧烈运动:接近 100% 5.氧脉搏 概念:心脏每次搏动输出的血量所摄取的氧量。为评定心肺功能的综合指标。 值愈高说明心肺功能愈好,效率愈高。 (二)二氧化碳的运输 形式:1.物理溶解 6% 2.化学结合: (1)氨基甲酸血红蛋白 7%,血红蛋白氨基与二氧化碳结合,其分压为条件。 (2)碳酸氢盐 87%,在血液中以碳酸氢根离子的形式运输,在此过程中排除 CO2,调节酸碱平衡。 (三)呼吸与酸碱平衡
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血液在运输二氧化碳的过程中,形成了碳酸和碳酸氢钠,而这是血液中重要的缓冲物质,当代谢产物中有大 量酸性物质时,他们与碳酸根作用,生成碳酸,后者分解为水和二氧化碳,使血液中二氧化碳分压上升,导致呼 吸运动加强,二氧化碳排出量增加,因而血液中酸碱度变化不大;当体内碱性物质增多时,与碳酸作用时血中碳 酸氢钠等盐浓度的增高,于是碳酸浓度和二氧化碳分压降低,导致呼吸减弱,呼吸减弱又使碳酸浓度逐渐回升, 维持了其与碳酸氢钠的正常比值,因此对血浆酸碱度影响也较小。由此可见,血液酸碱度发生变化,呼吸机能可 发生代偿反应。

第三节 呼吸运动的调节
呼吸运动为非意识性节律活动,同时具有一定的随意性。 一、调节呼吸运动的神经系统 中枢:大脑皮质高级中枢 桥脑呼吸调整中枢、长吸中枢 延脑呼吸基本中枢 脊髓呼吸神经元 神经支配:膈神经——膈肌下降、复位——胸腔上下径线变化 肋间神经——肋间肌活动——胸腔前后左右径线变化 二、呼吸运动的反射性调节 反射:1.肺牵张反射:维持呼吸的节律性。为负反馈调节。 吸气——肺泡扩张——感受器——延髓中枢——抑制吸气,引起呼气。 2.呼吸肌本体感受性反射 正反馈 骨骼肌运动——呼吸运动加强。 3.防御性呼吸反射 病理因素、异物——咳嗽等活动。 三、化学因素对呼吸的调节 化学因素:动脉血中的 O2、CO2、H+浓度 呼吸——动脉血中的 O2、CO2、H+浓度——化学感受器——呼吸 化学感受器 中枢化学感受器(CO2、H+) :延髓腹外侧浅表部 外周化学感受器(PO2、PCO2、H+) :颈动脉体、主动脉体 化学因素对呼吸的影响 CO2:维持正常呼吸最重要的生理性刺激。可刺激外周及中枢感受器。 吸如气中﹤7%则可增大肺通气量,如﹥10%则可抑制中枢神经活动。 运动时中浓度增加。 H+:直接刺激外周感受器,间接刺激中枢感受器,使呼吸加深加快。 O2:刺激外周感受器,使呼吸加强。 (轻度缺氧) 抑制呼吸中枢,抑制呼吸。 (重度缺氧) 化学因素在调节呼吸中的相互作用 如保持其他两个因素不变,只改变一个因素: PCO2↑使肺通气量增加最明显﹥H+﹥PO2↓ 几种因素同时改变:作用互相抵消或增强 PCO2↑:H+↑——呼吸明显增强 H+↑:呼吸↑—— PCO2↓——H+↓——呼吸↓ PCO2↓——肺通气量↑——CO 呼出↑——PCO2↓H+↓——肺通气量↓:抵消低氧刺激

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第四节 运动对呼吸机能的影响
一、运动时通气机能的变化 呼吸加深加快,肺通气量增加。 中等强度运动:呼吸深度增加;最大强度运动:呼吸频率增加,肺通气氧耗增加 呼吸当量:每分通气量/每分摄氧量 每 1 升的氧要经 24 升的通气量获得。 呼吸当量值愈大,摄氧率愈低,反之则愈高。 最佳呼吸效率点(50%最大摄氧量强度) :呼吸当量最小的一点。有训练者﹤20; 无训练者=30——35 时不能 坚持运动;优秀者=40-60 时仍能坚持;耐力性项目者优于非耐力性项目。呼吸当量小为训练程度高的评定指标 之一。 二、运动时换气机能的变化 氧的扩散与交换加强。 肺:呼吸膜两侧氧分压差加大; 儿茶酚胺↑——细支气管扩张——参与肺泡数量↑; 开放肺毛细血管↑; 右心泵血增多 组织:组织与血液间氧分压差增大,氧扩散速率↑;组织毛细血管开放,组织血流量增加;氧离曲线右移, 氧解离↑ 三、运动时呼吸的调节 神经调节:条件反射、运动中枢刺激呼吸中枢、本体感受器反射 体液调节:CO2↑明显增加、O2↓刺激较小、H+↑剧烈运动时表现增多。体温增高、静脉回流量增加等。 四、运动时的合理呼吸 (一)减小呼吸道阻力:口鼻并用,以口代鼻; (二)提高肺泡通气效率:深而慢的呼吸形式; (三)与技术动作相适应:呼吸形式、时相、节奏的配合; (四)合理运用憋气 良好作用:反射性肌张力增加;可为有关的运动环节创造最有效的收缩条件。 不良影响:胸内压上升,心输出量减少; 停止后胸内压陡降,回心血量剧增 合理方法:憋气前吸气勿太深,结束后吐气勿过快;憋气应用于决胜的关键时刻。

第五章 物质与能量代谢 第一节 物质代谢
一、人体主要营养物质的消化与吸收 主要能源物质:糖、脂肪、蛋白质 通过氧化释放能量。 能量单位:千卡(Kcal) 、千焦尔(KJ) 1 千卡=4.186 千焦耳 生理功用: 糖:主要供能物质(总能量 70%)每克糖完全氧化释放 4.1 千卡热量,需氧少,经济; 脂肪:含热量高,每克脂肪完全氧化释放 9.3 千卡热量; 蛋白质:可供能,但主要用于组织生长、构成、更新、修补。每克蛋白质完全氧化可释放 4.3 千卡热量。 二、消化与吸收的概念 消化:食物在消化道内被分解成小分子的过程。 机械性消化:消化道平滑肌舒缩活动磨碎并推进; 化学性消化:消化液中消化酶分解营养物质为可吸收成分的过程。 吸收:经消化的食物透过小肠壁进入血液和淋巴循环的过程。 三、营养物质的吸收形式 糖→葡萄糖 脂肪→甘油+脂肪酸 蛋白质→氨基酸
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第二节 能量代谢
各种能源物质分解代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用即为能量代谢 单位时间内所消耗的能量称为能量代谢率。 一、基础代谢 (一)概念 1.能量代谢:能源物质分解代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用。 2.能量代谢率:单位时间内所消耗的能量。 3.基础代谢:基础状态下的能量代谢。 4.基础状态:人体处于清醒、安静、空腹、室温 20—25 摄氏度。 5.基础代谢率:单位时间内的基础代谢。即基础状态下的能量代谢,是维持最基本生命活动所需要的能量代 谢。 每小时每平方米体表面积的产热量(KJ/m2*h) 正常值:成年男子=170 成年女子=155 影响因素:年龄、性别、体温等。 (二)测定原理 热力学第一原理:能量守恒 食物化学能(一定时间内机体所消耗的食物产热)=热能+外功 测定方法:间接法:反应物量与产物量呈一定的比例关系 不同物质氧化所消耗的氧和所产生的二氧化碳以及所释放的热量呈一定的比例关系 通过收集安静时和运动时的呼出气体,分析其中氧和二氧化碳的量并换算成热量即等于机体的能量代谢率。 按照一般化学反应中,反映物的量与产物的量之间成一定的比例关系,即定比定律 (三)与能量代谢有关的几个概念 1.食物热价:1 克食物完全氧化分解所释放的热量。 2.脂肪:9.3 千卡=38.94KJ﹥蛋白质(体内)4.3 千卡=17.99KJ﹥糖 4.1 千卡=17.17KJ 3.氧热价:各种能源物质在体内氧化分解时每消耗 1 升氧所产生的热量。 糖:21KJ﹥脂肪:19.7KJ﹥蛋白质:18.8KJ 1 升氧可氧化 1 克多糖,但只能氧化 0.5 克脂肪。氧化糖愈多氧热价愈高,氧化的脂肪愈多,氧热价愈低。 可通过氧热价值判断食物成分。 4.呼吸商:各种物质在体内氧化时产生的二氧化碳与所消耗的氧的比值。二氧化碳/氧 糖=1 脂肪﹤1 蛋白质≈0.80 混合食物≈0.85 代谢当量:运动时耗氧量/安静时耗氧量 1MET=250 毫升/分钟 该指标可通过反映不同运动形式的运动强度来评价机体运动时的相对能量代谢水平。 5.影响能量代谢的因素 肌肉活动:任何轻微的活动都可明显提高代谢率,即耗氧增加,耗能增加,能量代谢率提高。 情绪影响:紧张激动时,由于无意识肌紧张及激素释放增加,则耗氧量显著增加,产热量显著增加。 食物的特殊动力作用:食物能使机体产生额外热量的现象。进食后产热量大于食物本身产热量。额外产热量 用于维持体温。 环境温度: 代谢最稳定:20——30 摄氏度 ;20 摄氏度、 摄氏度以下:寒冷刺激引起肌紧张增加, 10 30——45 摄氏度以上:体内化学反应加速,呼吸、循环功能增强。 二、人体运动时的能量供应与消耗 (一)骨骼肌收缩的直接来源:ATP——三磷酸腺苷 ATP 基本结构:1 分子腺苷+三分子磷酸(高能磷酸键连接) ATP 的主要功用:直接供应各种生理活动能量(安静及运动时)思维活动、神经冲动、肌肉收缩、脏器活动、 腺体分泌等 ATP 的来源:糖、脂肪、蛋白质代谢
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糖:有氧 糖原、葡萄糖——三羧酸循环——能量+二氧化碳、水 无氧酵解 肌糖原——乳酸+能量 脂肪:有氧 脂肪——β 氧化——三羧酸循环——能量+二氧化碳、水 蛋白质:有氧分解 蛋白质——三羧酸循环——能量+二氧化碳、水 ATP 的贮存及输出功率: 贮存于肌肉,但量极少,6 毫摩尔/公斤湿肌(供 0.5 秒工作) 最大输出功率=11.2 毫摩尔/公斤/秒即每公斤肌肉每秒动用此量 ATP ATP 的分解供能及补充: ATP→酶→ADP+P+E 每克分子 ATP 可释放 29.26—50.16KJ=7—12 千卡 CP(磷酸肌酸)→→C(待能源物质分解释能再合成 CP)+P+ADP→→ATP (二)三个能源系统的特征 根据运动强度、形式由三个能源系统分别或配合供能。 磷酸源系统、酵解能系统、氧化能系统 磷酸原系统即 ATP—CP 系统 特点:不需氧,直接分解,供能速率快但产生能量较少,CP 来源有限,维持运动 6—8 秒。ATP→ADP+Pi+E; ADP+CP→ATP+C 酵解能系统 底物:肌糖原、葡萄糖 特点:不需氧,供能速度较快,生成 ATP 较少,有乳酸产生,运动 30 秒供能速率最大=5.2 毫摩尔/公斤/秒, 维持 2—3 分钟运动。糖元+ADP+Pi→ATP+乳酸 氧化能系统 底物:三大能源物质, 特点:有氧条件下分解供能,供能速度较慢,产生能量多,最大速率=2.6 毫摩尔/公斤/秒,贮量丰富,维持 1 小时以上运动的能量供应。 糖、脂肪、蛋白质+O2+ADP+Pi→CO2+H2O+ATP (三)能源系统与运动能力 不同能源系统的供能能力决定运动能力的强弱; 例:有氧——马拉松;酵解——中、长跑 不同强度、不同形式的运动需要不同的能源系统供能作为基本保证; 例:同上 一切运动过程的能量供应均由三个系统不同比例混合供能,比例取决于运动性质和特点。 例:篮球:运球、投篮;足球:快速奔跑、射门 不同运动项目的能量供应 运动中能源物质的动员 糖:首先分解肌糖原——血糖(运动 5—10 分钟后)——运动时间延长,肝糖原分解补充血糖 脂肪:运动 30 分钟输出功率最大,在糖类动用并消耗,且供氧充足时大量动用 蛋白质:30 分钟以上的耐力项目 健身运动的能量供应 健身运动特点:种类多,强度低(50—70 最大摄氧量%) ,时间长(30—60 分钟) 能源物质:脂肪、糖

第三节 体 温
一、正常人体温度 体温为人体深部的平均温度。 测定部位:腋窝 正常值:36.5 摄氏度左右
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影响因素:昼夜节律、性别、年龄、肌肉活动、情绪、进食、环境温度等。 二、体温调节 产热 基础条件﹤安静﹤运动 安静时:依次为内脏器官肝、肠、肾、呼吸、循环、脑、骨骼肌 运动时:骨骼肌 散热过程 散热途径:皮肤、呼吸道、消化道、泌尿道 皮肤散热方式:辐射、传导、对流、蒸发 运动中的体温变化及调节 运动中产热散热 体温高作用:提高神经系统兴奋性、降低肌肉粘滞性、加快收缩速度、加快血流速度、促进氧离作用、加速 二氧化碳排出等。 肌肉活动最适温度:38 摄氏度 运动强度、运动持续时间与体温升高成正比 对气候的服习:人体对高温或低温环境由不适应到适应。

第六章 肾脏机能
一、排泄与排泄途径 人体在新陈代谢过程中产生的代谢产物、多余的水分和进入机体的各种异物,经过血液循环运送到排泄器官 排出体外的过程称为排泄 。 通过四个途径排泄。 ① 从呼吸器官排出。 ② 从消化道排出。 ③ 从皮肤排出。 ④ 从肾脏排出。其中肾脏是最主要的排泄途径。肾脏不仅有排泄代谢产物的作用,还有调节体液、维持体内渗透压 和酸碱度的作用,从而对保持人体内环境相对稳定起重要作用。肾脏调节体内酸碱平衡是通过“排氢保钠” (“排酸保碱”),使血浆和尿 pH 值保持在一定范围内。 尿的生成过程有三个环节: ① 肾小球的滤过作用; ② 肾小管与集合管的重吸收; ③ 肾小管与集合管的 分泌作用。 (一) 肾小球的滤过作用 血液流过肾小球毛细血管时,通过滤过膜进入肾小囊内,这种液体称为滤液或称原 尿。血细胞和血浆中大分子物质(如蛋白质等)不能滤过,仍保留在血液中。 (二)肾小管的重吸收作用 正常成人两个肾每天由肾小球滤出的滤液量(即原尿)约为 180 升, 而每天由膀胱经 尿道排出的尿量(即终尿)约 1.5 升,只占滤液的 1%。滤液中的 H2O 有 99%被重吸收,葡萄糖全部、Na+和 CL-大 部分及尿素部分被重吸收,肌肝完全不被重吸收。在正常情况下尿中不出现糖。当血糖浓度高于 160-180mg%时, 肾小管便不能将葡萄糖全部重吸收回血液,出现糖尿。我们把尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度称为肾糖阈。正 常肾糖阈为 160-180mg%。 (三)肾小管与集合管的分泌作用 肾小管与集合管上皮细胞将自身新陈代谢的产物(如 H+、K+ 、NH3 等)分泌 到小管液中的过程,称分泌作用。 二、运动对肾脏机能的影响 (一)尿量:运动时由于血液重新分配,肾脏血流量减少,故运动后一段时间内尿量减少。 (二)运动性蛋白尿:正常人在运动后出现的一过性蛋白尿称为运动性蛋白尿。 正常人安静时尿中只有极微量的 蛋白质,为 2mg%左右,用一般检查尿蛋白的方法不易测出,为阴性。如果尿中蛋白质含量升高时,可通过常规 的检测方法测出蛋白质的含量。运动可使运动员尿中的蛋白质含量升高。检测运动性蛋白尿可以用作: ① 评定 负荷量和运动强度; ② 观察机体对负荷量的适应能力; ③ 评价运动员训练水平。运动后出现的运动性蛋白尿 经过一定时间休息,不需要治疗即可自行消失,故认为这种变化是生理性的。影响运动性蛋白尿有如下几个主要 因素: 1.运动项目 进行长距离跑、游泳、自行车、足球和赛艇等运动后,运动员出现蛋白尿的阳性率高,排泄量也 较大;而体操、举重和射箭等项目在运动后,运动员出现蛋白尿的阳性率低,排泄量也少。这种现象可能与不同 运动项目对机体产生的不同影响有关。
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2.负荷量和运动强度 在同一运动项目中,随着负荷量的增加,尿蛋白出现的阳性率和排出量也随之增加。在 大负荷训练过程中,运动员开始承担大负荷量时,由于机体对负荷量的不适应,尿蛋白排泄量较多;坚持一段时 间后,完成相同的负荷量时,尿蛋白排泄量减少。这是机体逐渐适应负荷量的表现。 3.个体差异 运动性蛋白尿的个体差异较大,在同样的负荷内容及负荷量后,有的人不出现蛋白尿,而有的人 则出现蛋自尿,而且排泄量的个体差异范围较大。所以,利用尿蛋白作为评定指标时,难以在不同个体之间比较 其负荷量。而同一人在进行相同的负荷量和运动强度后,其尿蛋白排泄虽是比较恒定的,尿蛋白指标是较客观和 有效的。 4.机能状况 人的机能状况和对负荷的适应与尿蛋白排出量有关。 进行定量负荷运动, 当机能状况相适应性良 好时,尿蛋白排量减少,尿蛋白恢复期缩短;反之,机能状况欠佳,适应性差时,则尿蛋白排量增加,尿蛋白的 恢复期延长。一般情况下,激烈运动时,尿蛋白排泄量在运动后 15-30 分钟达到峰值,4 小时内尿蛋白基本消失。 超过 4 小时甚至更长,尿中仍有蛋白存在,这是人体机能下降的表现。当然,有关尿蛋白恢复时间也因人而异。 5.年龄与环境 尿蛋白出现的比例随年龄的增加而降低 (三)运动血尿 正常人在运动后出现的一过性显微镜下或肉眼可见的血尿称为运动性血尿。肉眼观察到的血尿呈褐色或浓红 茶色,显微镜下血尿为正常尿色,但可见红细胞。 运动性血尿多出现在激烈运动后,人并无其他症状和不适。血尿持续时间一般不超过 3 天,最长不超过 7 天。 出现血尿时,可适当调整运动量,服用一些止血药或中药,通常预后情况均良好。 运动性血尿受运动项目、负荷量和运动强度、身体适应能力和环境等因素的影响。跑步、跳跃、球类和拳击 运动后,血尿的发生率较多;负荷量和运动强度加大过快时,如冬训及比赛开始阶段,血尿也多;身体适应能力 下降,如过度训练,也会有大量的血尿产生;在严寒条件(冬泳)和高原条件下的训练,也容易造成运动性血尿。 三、肾脏再保持水和酸碱平衡中的作用 (一) 肾脏在保持水平衡的作用 维持体内水平衡主要有两条途径:一条是通过血浆晶体渗透压的改变;另一条是通过循环血量的改变,进而 反射性的影响远曲小管和集合管对水的重吸收。 ①血浆晶体渗透压的改变:当体内缺水时,血浆渗透压升高,引起垂体后叶分泌抗利尿激素,其结果使远曲 小管和集合管对水的重吸收加强,尿量减少,从而保留了体内的水分。相反,大量饮水,血浆渗透压降低,抗力 尿素分泌减少,其结果尿量增加,排出多余的水,这种现象称为水利尿。 ②循环血量的改变:当血量过多时,反射性的引起抗利尿激素的分泌。于是尿量增加。当体内缺水循环血量 减少时,则发生相反的变化,即促进了抗利尿激素的生成和分泌,使远曲小管和集合管加强对水的重吸收,于是 尿量减少。肾脏的这种调节作用维持着内外环境水的平衡。 (二) 肾脏在保持酸碱平衡中的作用 肾脏调节体内酸碱平衡是通过肾小管机能实现的,概括的说,是通过排氢保钠,是血浆和尿的酸碱度保持在 一定范围内。 主要过程是肾小管上皮细胞分泌的氢离子与小管液中的钠离子进行交换。 这种交换的结果保持了血 浆中碳酸氢钠和碳酸的正常比至 20:1,从而使酸碱度稳定在一定范围内。由于氢离子和钠离子在肾小管处交换 是逆浓度梯度进行的, 故需要借助泵的力量才能完成。 肾脏这种排氢保钠作用对体液酸碱平衡的调节起着重要作 用。氢离子和钠离子交换方式有三种表现 ①肾小球滤液中碳酸氢钠的重吸收 ②尿的酸化 ③铵盐的形成

第七章 内分泌机能
第一节 内分泌概论(重点、难点) 知识点:内分泌与内分泌腺、激素概念、作用途径、生理效应、分类、一般作用特征 1 学时 第二节 主要内分泌腺及其作用 知识点:肾上腺髓质激素、肾上腺皮质激素、生长激素简介
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1 学时 教学要求: 要求学生掌握内分泌及内分泌腺的概念;重点掌握激素的基本概念、作用途径、生理效应及一般作用特征; 了解激素的分类;了解肾上腺素髓质激素及皮质激素、生长激素的基本作用 教学方法:结合多媒体课件课堂讲授。 第一节 内分泌概论 一、内分泌与内分泌腺 (一)内分泌系统组成:内分泌腺、内分泌细胞 内分泌激素通过血液或淋巴液循环运送至靶细胞或靶器官发挥生理作用。 (区别于外分泌导管输送,如唾液、 胆汁、消化液) (二)生物放大作用 内分泌作用的特点,经多个信息传递系统完成。 第一信使:微量激素 第二信使:cAMP——环一磷酸腺苷等 明显生理反应 生物放大系统——生物放大作用、生物放大效应 (三)远距分泌 旁分泌 自分泌 神经分泌 二、激素 (一)激素概念:由内分泌腺或内分泌细胞分泌,经体液运输至靶器官发挥生物调节作用的高效能生物活性 物质。 靶细胞:能够与某种激素发生特异性反应的细胞(组织、器官) 。 激素的生理效应:加速或抑制细胞原有的代谢过程,不发动新的代谢过程,不提供能量,不添加成分。主要 有: 激活酶系统 改变细胞膜的通透性 引起肌肉收缩或放松 刺激蛋白质的合成 引起细胞分泌 激素的分类:含氮类激素:蛋白质(肽类) :生长激素等 氨基酸(胺类) :肾上腺髓质激素、甲状腺素 类固醇激素:肾上腺皮质激素、性激素 (二)激素的一般作用特征 1.生物信息传递 激素以化学信号的形式,在细胞与细胞之间进行信号传递,从而加强或减弱靶组织原有的生理生化过程。 如:生长激素促进长骨生长 胰岛素促进糖分解产生能量 肾上腺糖皮质激素促进脂肪分解等 2.相对特异性 选择性作用于某些细胞、组织和器官。特异性程度不同。 3.高效能生物放大作用 微量激素与受体结合后,在细胞内发生一系列酶促逐级放大作用。 1mg 甲状腺激素可使机体增加产热 4200KJ 4.颉抗与协同作用 颉抗作用:胰高血糖素与胰岛素 协同作用:生长激素与甲状腺激素 允许作用:糖皮质激素与儿茶酚胺
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(三) 激素的作用途径、生理效应及其意义 非类固醇激素不能穿过细胞膜, 故其受体一般位于细胞膜上。 而类固醇激素的受体一般位于胞浆甚至胞核中。 两类激素受体在细胞的分别位点不同,故作用机制也不同。 1、 非类固醇激素的作用机制与过程: 第一步,激素到达细胞后,与细胞膜表面的受体结合,形成激素-受体复合物; 第二步,激素-受体复合物激活了细胞膜上的腺苷酸环化酶; 第三步,在腺苷酸环化酶作用下,ATP 分解为 cAMP(第二信使) ; 第四步,cAMP 激活蛋白激酶‘ 第五步,蛋白激酶再诱导出一系列的继发性、特异性反应。 2、 类固醇激素的作用机制与过程: 第一步,激素到达细胞后,穿过细胞膜进入细胞内部,在细胞内与受体结合构成激素-受体复合物; 第二步,激素受体复合物进入细胞核,与细胞的 DNA 结合,激活某些基因; 第三步,在这个基因活化过程中,在细胞核内合成 mRNA; 第四步,mRNA 进入细胞浆,促进蛋白质类物质的合成,并诱发继发性的生理反应。 激素的生理效应及意义主要包括:激活酶系统,改变细胞膜的通透性,引起肌肉收缩或放松,刺激蛋白质的 合成,引起细胞分泌。 第二节 主要内分泌腺及其作用 一、腺垂体生长激素 促进长骨生长(巨人症、侏儒症、肢端肥大症) 影响代谢促进蛋白合成,促进糖分解,促进脂肪分解利用 神经垂体—加压抗利尿激素 使全身小血管平滑肌收缩--升压,作用于肾小管、集合管上皮细胞,减少对水分的重吸收。 二、甲状腺—甲状腺激素 促进体内糖和脂肪的分解; 大剂量促进蛋白质的分解——负氮平衡——肌肉蛋白分解——肌无力; 提高能量代谢水平,增加组织的耗氧量和产热量(1mg=1000Kcal 甲亢) ; 促进脑和长骨的发育; 提高中枢神经系统的兴奋性; 对心血管产生正性变时、变力、变传导作用。 三、肾上腺皮质激素 对物质代谢的作用:促糖原异生、贮存,使血糖增高;促蛋白质、脂肪分解; 应激反应作用:对抗有害刺激,维持生存——抗炎、抗过敏、抗休克; 增强骨髓造血功能;延长、加强儿茶酚胺的作用。 四、肾上腺髓质激素 对心血管活动的促进作用。 五、胰岛 胰岛素:促进葡萄糖的利用——降低血糖; 促进脂肪合储存,如缺乏则引起脂肪分解增强; 促进蛋白质的合成与分解促进生长激素的作用。 六、甲状旁腺 甲状旁腺素:促进远曲小管对钙离子的吸收,促进维生素 D 的转化,动员骨入血,升高血钙; 降钙素:抑制破骨细胞活动,促进骨细胞生成,降低血钙; 维生素 D3:来源:食物、皮肤 7——脱羟胆固醇经日光照射转化 代谢:D3——25—羟-维生素 D3(肝)——1,25-二羟维生素 D3(肾,有活性) 作用:促进小肠上皮对钙的重吸收,使血钙升高;动员骨钙,促骨盐吸收
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七性腺 睾酮:男性性腺睾丸所分泌 作用:促进男性生殖器官发育,促使男性副性征出现 促进骨骼肌蛋白质合成 雌激素:女性卵巢所分泌 作用:促进女性生殖器官发育,促使女性副性征出现; 影响钙磷代谢,刺激骨细胞活动,有利于水钠潴留和 蛋白质合成;影响多种生理功能 孕激素:女性卵巢分泌 作用:促进妊娠期子宫、乳腺等的发育 第三节、激素分泌的调控 一、激素分泌的负反馈调控 胰岛素为例 神经调控 肾上腺髓质激素为例 人体三大内分泌腺功能轴 下丘脑——垂体——肾上腺轴 下丘脑——垂体——甲状腺轴 下丘脑——垂体——性腺轴 作用机制:上位——中位——下位——靶器官(靶器官效应对以上发生负或正反馈调控) 功能轴相互关系:运动状态为例 协同:下丘脑——垂体——肾上腺轴 皮质及髓质激素同时分泌增多 颉抗:下丘脑——垂体——甲状腺轴抑制 下丘脑——垂体——性腺轴抑制 抑制轴反作用于应激轴,维持自稳态:运动性疲劳、运动性免疫抑制等表现 二、内分泌对运动的反应与适应 1、 儿茶酚胺 在运动期间儿茶酚胺必然升高,且升高的程度与运动强度密切相关,即运动强度越大,升高的幅度也相应越 大。儿茶酚胺的分泌对长期运动训练有适应性。这种适应性表现为随运动训练水平提高,对同一负荷方式,儿茶 酚胺分泌的增高幅度越来越小。 2、 糖皮质激素与促肾上腺皮质激素 在运动期间糖皮质激素与促肾上腺皮质激素分泌增加 3、 生长激素 运动时血液中生长激素的浓度升高,并且随运动强度加大其升高幅度越大。运动时生长激素的升高同运动员 的训练水平有关。在完成相同负荷时,训练水平较低者血液中的生长激素水平高于训练水平高者。 4、 抗利尿激素和盐皮质激素 运动时抗利尿激素和盐皮质激素分泌增多 5、 胰岛素和高血糖素 运动时,高血糖素升高而胰岛素降低。

第八章 感觉与神经机能
第一节 感觉器官 一、概述 感受器是指分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内、外环境改变的结构或装置。 感觉器官是指感受器与其附属装置共同构成的器官。 (一)感受器的一般生理特征 1.适宜刺激
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每种感受器都有它最敏感的刺激,这种刺激就是该感受器的适宜刺激。 2.换能作用 各种感受器可将其所接受的各种形成的刺激能量转换为神经冲动传向中枢,故称为感受器的换能作用。 3.编码作用 感受器不仅将外界刺激能量转变成电位变化,同时将刺激的环境信息转移到动作电位的排列组合之中。把这 一作用称为编码作用。 4.适应现象 当一定强度的刺激作用于感受器时, 其感觉神经产生的动作电位频率, 将随刺激作用时间的延长而逐渐减少, 称此现象为适应。感受器不同而适应的速度也不同。 (二)感觉信息的传导 1.特异性传入系统:各感受器传入的神经冲动都要经脊髓或脑干, 上行至丘脑换神经元, 并按排列顺序投射到 大脑皮质特定区域,引起特异的感觉,故称为特异性传入系统。 2.非特异传入系统:特异投射传入系统的神经纤维经脑干时,发出侧枝与脑干网状结构的神经元发生突触联 系,通过多次更换神经元后,上行抵达丘脑内侧部再交换神经元,发出纤维弥散的投射到大脑皮质的广泛区域, 此投射途径称为非特异传入系统。 (三)大脑皮质的感觉分析功能 1.体表感觉 特点是: (1)感觉冲动向皮质投射呈左右交叉,但头面部感觉冲动投射到左右双侧皮质。 (2)投射区域的空间位置是倒置的,即下肢的感觉区在皮质顶部,上肢感觉区在中间,头面部感觉区在底部 (3)投射区的大小与不同体表部位的感觉灵敏程度有关。 2.运动感觉区:运动感觉投射代表区位于中央前回,该区是运动区,也接受关节和肌肉的感觉投射。 3.视觉感觉区:位于枕叶距状裂上下缘。 4.听觉和前庭觉:为余颞叶的颞横回和颞上回,听觉皮质代表区是双侧性的。 5.内脏感觉:内脏感觉的投射区位于第一和第二感觉区。

二、视觉器官
(一)眼的折光系统及调节 1.眼折光系统及成像 2.视调节 正常人的眼球折光系统的折光能力,能够随物体的移近而相应的增强,使物像落在视网膜上而看清物体,这 一调节过程称为视调节。 (1)晶状体的调节 (2)瞳孔调节

(二)眼的感光机能
1.视网膜的感光机能

视锥细胞:分布在视网膜的中内部分,以中央凹处密度最大,主要功能是色觉,三种视锥细胞,分别对红、 绿、蓝光最敏感。 视杆细胞:分布于视网膜的周围部分,可引起明暗视觉。
2.视网膜的光化学反应:如果维生素 A 补充不足,就会影响人在暗处的视力,即引起夜盲症。 3.色觉:光线本身无颜色,但作用于视网膜的视锥细胞后,就能引起大脑产生色觉。

(三)空间视觉及眼肌平衡与运动 1.视力:是指眼对物体微细结构的分辨能力。通常以分辨两点之间的最小距离为标准。 2.视野:单眼不动注视正前方一点时,该眼所能看到的空间范围 一般来讲,鼻侧视野小于颞侧。不同颜色的视野也不一样,白色>黄色>红色>绿色,不同项目运动员的
视野不同,足球运动员绿色视野较大。 3.立体视觉:双眼视物时,不仅能看到物体的平面,还能看到物体的深度,从而形成立体视觉。
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4.眼肌平衡 眼球的运动是靠运动眼球的六条眼肌,即上、下直肌,内、外直肌和上、下斜肌控制的。眼肌平衡决定于这 些肌肉的紧张和松弛是否协调。

三、听觉与位觉
听觉: 能使人对一定距离以外环境变化有预先发生适应的反应; 听觉分析作用是语言思维和意识的生理学基础。 位觉:即前庭器官(椭圆囊、球囊、三个半规管)引起前庭感觉。其适宜刺激是耳石的重力作用与直线的 加减速度,及旋转运动的加减速度。

前庭反射:是指前庭器官受到刺激产生兴奋后,除引起一定位置觉改变以外,还引起骨骼肌紧张性改变、眼
震颤及植物性功能改变。例如眩晕、恶心、呕吐和各种姿势反射等。 晕车晕船反应:人体受到加速度和颠簸、左右摇摆、振荡等的同时的作用刺激前庭器官感受器引起的前庭— 植物神经反应。

四、本体感觉
肌肉、肌腱和关节囊中分布有各种各样的本体感受器(肌梭与腱梭),它们能分别感受肌肉被牵拉的程度以及 肌肉收缩和关节伸展的程度。这种本体感受器受到刺激所产生的躯体感觉,称为本体感觉。

(一)本体感受器结构与功能 1.肌梭
肌梭呈梭型,位于肌纤维之间并与肌纤维平行排列, 是一种长度感受器。当肌肉被拉长时肌梭也随之拉长, 于是肌梭的感受部分受到刺激而发生兴奋,冲动经感觉神经传入中枢,反射性的引起被牵拉肌肉收缩。当肌肉收 缩时,肌纤维长度缩短,肌梭也随之缩短,于是消除了对肌梭的刺激,使传入冲动停止。

2.键梭
腱梭分布在腱胶原纤维之间,与梭外肌纤维串联,是一种张力感受器。当肌肉收缩张力增加时,腱梭因受 到刺激而发生兴奋,冲动沿着感觉神经传入中枢,反射性的引起肌肉舒张。

第二节 肌肉运动的神经调控
一、神经系统概述 1.神经元 神经元是神经系统中的基本结构单位。它由胞体和突起两部分组成。 突起可分为树突和轴突。树突的分枝较短,由胞体发出后逐渐变细,不断分支,其功能为接受信息,并将其 传向细胞体。轴突是一条较长的突起,在末梢处形成一些终末侧支。其主要功能是将细胞体加工、处理过的信息 传出,输向另一个神经元或效应器。 2. 神经元间的信息传递 突触:前一个神经元的轴突末梢分枝与后一个神经元的胞体或突起相互接触的部位。 二、肌肉运动的神经调控

1.牵张反射
当骨骼肌受到牵拉时会产生反射性收缩,这种反射称为牵张反射。牵张反射有两种类型:一种为腱反射,也 称位相性牵张反射;另一种为肌紧张,也称紧张性牵张反射。

腱反射:是指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。 肌紧张:是指缓慢、持续牵拉肌肉时发生的紧张性收缩。
牵张反射的反射弧特点是感受器和效应器都是在同一块肌肉中。 牵张反射主要生理意义在于维持身体姿势,增强肌肉力量。

2.姿势反射
在身体活动过程中,中枢不断地调整不同部位骨骼肌的张力,以完成各种动作,保持或变更躯体各部分的位 置,这种反射活动总称姿势反射。

(1)状态反射
状态反射是头部空间位置改变时反射性地引起四肢肌张力重新调整的一种反射活动。规律:头部后仰引起上 下肢及背部伸肌紧张性加强;头部前倾引起上下肢及背部伸肌紧张性减弱,屈肌及腹肌的紧张性相对加强;头部
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侧倾或扭转时,引起同侧上下肢伸肌紧张性加强,对侧上下肢伸肌紧张性减弱。

(2)翻正反射
当人和动物处于不正常体位时, 通过一系列动作将体位恢复常态的反射活动称为翻正反射。 翻正反射包括一 系列反射活动,最先是由于头部位置不正常,从而引起头部的位置翻正。头部翻正以后,头与躯干的位置关系不 正常,使颈部关节韧带或肌肉受到刺激,从而使躯干的位置也翻正。例如,体操运动员的空翻转体,跳水运动员 的转体,都是要先转头,再转上半身,使动作优美、协调且迅速。

(3)旋转运动反射
人体在进行主动或被动旋转运动时,为了恢复正常体位而产生的一种反射活动,称为旋转运动反射。例如, 在弯道上跑步时,身体向左侧倾斜,将反射性的引起躯干右侧肌张力增加。

(4)直线运动反射
人体在主动或被动地进行线加速或减速运动时,即发生肌张力重新调配恢复常态现象,这种反射称为直线运

动反射。例如,人从体操器械掉下来时用手撑地就是一个明显的例子。
三、条件反射的抑制 条件反射的抑制可分为非条件性抑制和条件性抑制。 条件性抑制的本质也是建立条件反射(阴性条件反射)。

1.非条件性抑制
非条件性抑制是先天性的,是不需要后天学习训练就具有的。可区分为外抑制和超限抑制两种。

外抑制:由于引起条件反射抑制的刺激是在条件反射中枢以外,故称为外抑制。 超限抑制: 由于过长或过强的刺激超过了大脑皮质神经细胞的工作承受能力、 为防止皮质细胞受损害而产生
的保护性抑制,通常被称为超限抑制。

2、条件性反射 (1)消退抑制
在条件反射形成后,如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化时,已形成的条件反射就会逐渐减弱, 直至消失,这种现象称为消退抑制。运动员纠正错误动作,本质上是消退抑制。

(2)分化抑制
在学习动作开始阶段, 由于泛化现象会产生错误或多余的动作, 通过对正常动作的强化和对错误动作不强化, 可以加强正确动作的掌握。

(3)延缓抑制
在反射中枢产生了一定时间的抑制过程后才发生的反应,这种抑制称为延缓抑制。 在体育运动中,有很多运动技术要求形成延缓抑制。如排球的扣球,过早或过迟起跳都会使扣球失误。

(4)条件抑制
以建立起的条件反射,用条件刺激与附加刺激同时作用时不予强化,只对原条件刺激单独作用时给予强化, 多次重复后,对单独的条件刺激仍能产生兴奋反应,而对复合刺激则不产生兴奋反应。

四、两个信号系统的概念
人类不仅对具体的刺激可建立条件反射,还可对抽象的语言和文字建立条件反射,这是人类与一般动物的主 要区别之一。 第一信号是指现实的具体的信号,如声、光、味、触等。第二信号是现实的抽象信号,是表达具体信号的 信号,如表示某物体的词语等。

第九章 运动技能
第一节 运动技能的基本概念和生理本质 一、运动技能的基本概念 1.运动技能的基本概念:人体在运动中有效地掌握和完成专门动作的能力。即在准确的时间和空间内大脑 皮质精确支配肌肉收缩的能力。 2.运动技能的分类:分为闭式运动及开式运动两类。

闭式运动的特点:不因外界环境的变化而改变自己的动作;动作结构周期性重复;反馈信息来自本体感受
器;田径、游泳、自行车等项目属闭式运动。
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开式运动的特点:随外界环境的变化而改变自己的动作;动作结构为非周期性;反馈信息来自多种感受器,
以视觉分析器起主导作用;球类、击剑、摔交等对抗性项目属开式运动。

3.运动技能的生理本质
根据巴甫洛夫高级神经活动学说,人随意运动的生理机理是以大脑皮质活动为基础的肌肉活动。大脑皮质动 觉细胞可与皮质所有其他中枢建立暂时性神经联系, 学习和掌握运动技能, 其生理本质就是建立运动条件反射的 过程。 人形成运动技能就是形成复杂的、连锁的、本体感受性的条件反射。

复杂性:有多个中枢参与运动条件反射的形成。 连锁性:反射活动是一连串的,具有严格的时序特征,前一个动作即后一个动作的条件刺激。 本体感受性:在动作形成的过程中,肌肉的传入冲动起重要作用。 运动动力定型:大脑皮质运动中枢内支配部分肌肉活动的神经元在机能进行排列组合,兴奋和抑制在运动
中枢内有顺序地,有规律地和有严格时间间隔地交替发生,形成了一个系统,成为一定的形式和格局,使条件反 射系统化。 动力定型越巩固,动作完成越轻松自如;动力定型越建立得多,改建越容易皮质的灵活性越高。即基本技术 掌握越多,越熟练,新的运动技能掌握越快,越自如。

大脑皮质机能的可塑性:在一定条件下,新的动力定型可以代替旧的动力定型。 4.运动技能的信息传递与处理
形成运动技能的信息来自体内和体外

体内信息:大脑皮质视觉、听觉、躯体感觉中枢的联合区形成一般解释区,由此转移信号到运动中枢。 体外信息:教师信息传输,学生感官——神经分析综合。 第二节 形成运动技能的过程及发展
运动技能的形成可划分为相互联系的三个阶段或三个过程。 一、泛化过程 发生在学习技术初期。通过教师的讲解和示范以及自己的运动实践,都只能获得一种感性认识,而对运动技 能的内在规律并不完全理解。 由于人体内外界的刺激通过感受器传到大脑皮质引起大脑皮质细胞强烈兴奋, 另外, 因为皮质内抑制尚未建立, 所以大脑皮质中的兴奋与抑制都成扩散状态, 使条件反射建立不稳定, 出现泛化现象。 表现为动作费力,僵硬不协调,有多余动作。这些现象是大脑皮质细胞兴奋扩散的结果。教学重点是强调动作的 主要环节和纠正学生存在的主要问题,强调正确示范,不强调动作细节。 二、分化过程 发生在不断的学习过程中。外界刺激引起大脑皮质兴奋和抑制过程逐渐集中,分化抑制发展,条件反射建立 渐稳定,动力定型初步建立,大脑皮质的活动由泛化进入分化阶段。表现为不协调和多余动作逐渐消失,错误动 作逐渐纠正,但动力定型不巩固,遇新异刺激可重新出现多余和错误动作。教学重点是强调错误动作的纠正,让 学生重点体会动作细节。 三、巩固过程 发生在反复练习之后。运动条件反射系统已建立巩固,大脑皮质兴奋和抑制过程在时间和空间上更加集中、 精确。动力定型牢固建立。表现为动作准确、优美,某些环节出现自动化。由于内脏器官活动与动作配合协调, 动作完成轻松省力。环境变化时动作结构也不易受破坏。应精益求精,不断完善巩固动作技术。 四、动作自动化 所谓动作自动化,就是练习某一套技术动作时,可以在无意识的条件下完成。其特征是对整个动作或者是对 动作的某些环节,暂时变为无意识的。 动作技能巩固之后,在无意识的条件下完成技术动作。此时大脑皮质有关区域兴奋性可较低,但动作完成仍 是在大脑皮质的控制之下,必要时又可转换为有意识活动。 第一信号系统的活动与第二信号系统的活动相对脱离,第二信号系统的活动可独立进行。必要时,两个系统 的活动仍可成为运动动力定型的统一机能体系。 动作自动化阶段仍应不断检查动作质量,以防动作变形、变质。
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第三节 影响运动技能形成与发展的因素 影响运动技能形成与发展的因素:
1、充分利用个感觉技能之间的相互作用。 运动技能的形成过程,就是在多种感觉技能参与下同大脑皮质动觉细胞建立暂时的神经联系,特别是本体感 觉,对形成运动技能尤有特殊意义。人体各种感觉都可帮肌肉产生正确的肌肉感觉,没有正确的肌肉感觉就不可 能形成运动技能。在形成运动技能时,除视、听、位、皮肤感受起重要作用外,同时也与内脏感觉机能存在着密 切的联系。 2、充分利用两个信号系统的相互作用。 运用两个信号系统相互作用的规律,可以加速运动技能的形成与发展。发挥第一信号系统的作用,多利用具 体的直接的形象刺激,是建立条件反射的基本条件,实践证明,在注意利用第一信号系统的同时,更要发挥第二 信号系统的作用。 3、促进分化抑制。 分化抑制属于内抑制,是纠正错误动作建立正确动作的重要神经过程。特别在掌握动作的初期,大脑皮质暂 时神经联系尚未形成,易出现多余动作,此时,教师应该用明确的语言以促进分化抑制的发展,尽快形成精细的 分化。与此同时,应特别注意对动作细节的分化,此外,还可以利用正误对比的方法,加速分化抑制的发展。 4、 消除防御性的反射心理。 在运动实践中因某种原因以造成运动员防御性反射和害怕心理时,教师要及时找出产生防御性反射和害怕心 理的原因,同时,要制定消除防御性反射的具体措施。 5、 充分利用运动技能间的相互影响。 在各项运动中都有很多基本环节相同的动作或附属细节相同的动作。在练习中,运动技能彼此会产生相互影 响,善于利用良好影响,以加速运动技能的形成。

第十章 有氧、无氧工作能力
第一节 概述 一、 需氧量与攝氧量 (一) 需氧量 需氧量是指人体为维持某种生理活动所需要的氧量。通常以每分种为单位计算,正常人安静时需氧量约为 250ml/min(毫升/分)。运动强度越大、持续时间越短的运动项目,每分需氧量则越大;反之,运动强度较小、持 续时间长的运动项目,每分需氧量少,但运动的总氧量却大。 (二) 攝氧量 单位时间内,机体攝取并被实际消耗或利用的氧量称为攝氧量(oxygen uptake) 。有时把攝氧量也称为吸氧 量(oxygen intake)或耗氧量 (oxygen consumption),通常以每分钟为单位计量攝氧量。 二、氧亏与运动后过量氧耗 在运动过程中,机体攝氧量满足不了运动需氧量,造成体内氧的亏欠称为氧亏 运动结束后,肌肉活动虽然停止,但机体的攝氧量并不能立即恢复到运动前相对安静的水平。将运动后恢复 处于高水平代谢的机体恢复到安静水平消耗的氧量称作运动后过量氧耗运动后恢复期的攝氧量与运动中的氧亏 并不相同,而是大于氧亏。 影响运动后过量氧耗的主要原因: 1、 体温升高 运动使体温升高,而运动后恢复期体温不可能立即下降到安静水平,肌肉的代谢和肌肉温度仍继续维持在一 个较高水平上, 经一定时间逐渐恢复。 实验证明, 体温和肌肉温度与运动后恢复其耗氧量的曲线使同步的。 因此, 运动后体温较高是运动后耗氧量保持较高水平的重要原因之一。 2、 儿茶酚胺的影响 运动使体内儿茶酚胺增加,运动后恢复期仍保持在较高水平。去甲肾上腺素促进细胞膜上的钠、钾泵活动加 强,因此消耗一定得氧。
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3、 磷酸肌酸的再合成 在运动过程中,磷酸肌酸逐渐减少以至排空,在运动后 CP 需要再合成。在运动后恢复期 CP 的再合成需要消 耗一定的氧。 4、 钙的作用 运动使肌肉内钙的浓度增加,运动后恢复细胞内外钙的浓度需要一定时间。钙有刺激线粒体呼吸的作用。由 于钙的刺激作用使运动后的额外耗氧量增加。 5、 甲状腺素和肾上腺皮质激素的作用 甲状腺素和肾上腺皮质激素也有加强细胞膜钠、钾泵活动的作用。运动后的一定时间内,体内甲状腺素和肾 上腺皮质激素的水平仍然较高,因而使钠、钾泵活动加强,消耗一定量的氧。

第二节 有氧工作能力
所谓有氧工作,是指机体在氧供充足的情况下由能源物质氧化分解提供能量所完成的工作。 一、最大摄氧量 (一)最大摄氧量概念 最大攝氧量是指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中,当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本 人的极限水平量,单位时间内(通常以每分钟为计算单位)所能攝取的氧量称为最大攝氧量(maximal oxygen uptake,VO2max).最大攝氧量也称做为最大吸氧量(maximal oxygen intake )或最大耗氧量(maximal oxygen consumption) 。 最大攝氧量(以下中文均以 VO2max)的表示方法有绝对值和相对值两种。绝对值是指机体在单位时间(1 分 钟)内所能吸的最大氧量,通常以 1L/min(升/分为)单位;相对值则按每千克体重计算的最大攝氧量,以 ml/kg/min( 毫 升 / 公 斤 / 体 重 / 分 ) 为 单 位 。 正 常 成 年 男 子 最 大 攝 氧 量 约 为 3.0-3.5 L/min , 相 对 值 为 50-55ml/kg/min;女子较男子略低,其绝对值为 2.0-2.5 L/min,相对值为 40-45 ml/kg/min。 (二)最大摄氧量的测定方法 1、 直接测定法 通常采用以下标准来判定受试着是否以达到本人的 VO2max (1) 心率达 180 次/分(儿少达 200 次/分) (2) 呼吸商达到或接近 1.15 (3) 摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降 (4) 受试者以发挥最大力量并无力保持规定的负荷即达筋疲力尽 一般情况下,符合以上四项标准中的三项即可判定达到 VO2max 2、间接推算法:应考虑误差因素的影响 (三)最大摄氧量的影响因素 1.氧运输系统对 VO2max 的影响 (1)肺的通气与换气机能是影响人体吸氧能力的影响的因素之一。 (2)血红蛋白含量及其载氧能力与 VO2max 密切相关 (3)而血液运动氧的能力则取决于单位时间内循环系统的运输效率,即心输出量的大小,它受每搏输出量和 心率报制约。所以,有训练者与无训练在从事最大负荷工作时心输出量的差异主要是由每搏出量造成的。由此可 见,心脏的泵血机能及每搏输出量的大小是决定 VO2max 的重要因素。 2.肌组织利用氧能力对 VO2max 的影响 每 100 ml 动脉血流经组织时,组织所利用(或吸入)氧的百分率称为氧利用率。 肌组织利用氧的能力主要与肌纤维类型及其代谢特点有关。许多研究表明,慢肌纤维具有丰富的毛细血管分 布,肌纤维中的线粒体数量大、体积大且氧化酶活性高,肌红蛋白含量也较高。慢性纤维的这些特征都有利于增 加慢肌纤维的攝氧能力。 3、其它因素对 VO2max 的影响 (1)遗传因素 VO2max 受遗传因素的影响较大。许多学者的研究也指出,VO2max 与遗传的关系十分密切,其 可训练性即训练使 VO2max 提高的可能性较小,一般为 20%-25%。
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(2)年龄、性别因素 VO2max 在少儿时期随年龄增长而增长,并于青春发育期出现性别差异,男子一般在 18-20 岁时最大攝氧量达 峰值,并能保持到 30 岁左右;女子在 14-16 岁时即达峰值,一般可保持到 25 岁左右。以后,VO2max 将随年龄 的增加而递减。 (3)训练因素 长期系统进行耐力训练可以提高 VO2max 水平, 戴维斯 (Davis) 对系统训练的人进行了研究, 受试者的 VO2max 可提高 25%,表明经训练 VO2max 是可以得到一定程度提高的。越野滑雪和长跑等耐力性项目的运动员最大攝氧 量最大,明显高于在非耐力性项目运动员和无训练者。 在训练引起 VO2max 增加过程中, 训练初期 VO2max 的增加主要依赖于心输出量的增大; 训练后期 VO2max 的增 加则主要依赖于肌组织利用氧的能力的增大。但由于受遗传因素限制,VO2max 提高幅度受到一定制约。 (三)VO2max 与有氧耐力的关系及在运动实践中的意义 1、作为评定心肺功能和有氧工作能力的客观指标 VO2max 是反映心肺功能的综合指标。发现耐力性项目的运动成绩与 VO2max 之间具有高度相关的关系 2. 作为选材的生理指标 VO2max 有较高的遗传度,故可作为选材的生理指标之一。 3. 作为制定运动运动强度的依据 将 VO2max 强度作为 100%VO2max 强度,然后以 VO2max 强度,根据训练计划制定不同百分比强度,使运动负荷 更客观更实用,为运动训练服务。 二、乳酸阈 在渐增负荷运动中,血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加,当运动强度达到某一负荷时,血乳酸出现急剧增 加的那一点(乳酸拐点)称为“乳酸阈”,这一点所对应的运动强度即乳酸阈强度。它反映了机体的代谢方式由 有氧代谢为主过渡到无氧代谢为主的临界点或转折点。 VO2max 反映了人体在运动时所攝取的最大氧量,而乳酸阈则反映了人体在渐增负荷运动中血乳酸开始积累时 的 VO2max 百分利用率,其阈值的高低是反映了人体有氧工作能力的又一重要生理指标。乳酸阈值越高,其有氧 工作能力越强,在同样的渐增负荷运动中动用乳酸供能则越晚。即在较高的运动负荷时,可以最大限度地利用有 氧代谢而不过早地积累乳酸。 将个体在渐增负荷中乳酸拐点定义为“个体乳酸阈”。 个体乳酸更能客观和准确地 反映机体有氧工作能力的高低。 在渐增负荷运动中,将肺通气量变化的拐点称为通气阈 乳酸阈在运动实践中的应用 1、评定有氧工作能力 VO2max 和 LT 是评定人体有氧工作能力的重要指标,二者反映了不同的生理机制。前者主要反映心肺功能, 后者主要反映骨骼肌的代谢水平。通过系统训练 VO2max 提高可能性较小,它受遗传因素影响较大。而 LT 较少 受遗传因素影响,其可训练性较大,训练可以大幅度提高运动员的个体乳酸阈。显然,以 VO2max 来评定人体有 氧能力的增进是有限的,而乳酸阈值的提高是评定人体有氧能力增进更有意义的指标。 2、 制定由氧耐力训练的适宜强度 理论与实践证明,个体乳酸阈强度是发展由氧耐力训练的最佳强度。其理论依据是,用个体乳酸阈强度进行 耐力训练,既能使呼吸和循环系统机能达到较高水平,最大限度的利用有氧供能,同时又能在能量代谢中使无氧 代谢的比例减少到最低限度。研究表明,优秀耐力运动员有较高的个体乳酸阈水平。对训练前后的纵向研究也表 明,以个体乳酸阈强度进行耐力训练,能有效的提高有氧工作能力。 三、提高有氧工作能力的训练 (一)持续训练法 持续训练法是指强度较低、持续时间较长且不同歇地进行训练方法,主要用于提高心肺功能和发展有氧代谢 能力。主要表现在:能提高大脑皮层神经过程的均衡稳定性,改善参与运动的有关中枢间的协调关系,并能提高 心肺功能及 VO2max,引起慢肌纤维出现选择性肥大,肌红蛋白也有所增加。 (二)乳酸阈强度训练法 个体乳酸阈强度是发展有氧耐力训练的最佳强度。以此强度进行耐力训练能显著提高有氧能力。有氧能力提
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高的标志之一是个体乳酸阈提高。由于个体乳酸阈可训练性较大,有氧耐力提高后,其训练强度应根据新的个体 乳酸阈强度来确定。 (三)间歇训练法 间歇训练法是指在两次练习之间有适当的间歇,并在间歇期进行强度较低的练习,而不是完全休息。 1、完成的总工作量大:间歇训练比持续训练法能完成更大的工作量, 2、对心肺机能的影响大:间歇训练法是对内脏器官进行训练的一种有手效手段。在间歇期内,运动器官(肌 肉)能得到休息,而心血管系统和呼吸系统的活动仍处于较高水平。 (四)高原训练法 在高原训练时, 人体要经受高原缺氧和运动缺氧两种负荷造成缺氧刺激比平原更为深刻, 促使 HB 和红细胞数 量增加。

第三节
一、无氧工作能力的生理基础

无氧工作能力

无氧工作能力是指运动中人体通过无氧代谢途径提供能量进行运动的能力。 无氧工作能力是指运动中人体通过无氧代谢途径提供能量进行运动的能力。它由两部分组成,即由 ATP-CP 分解供能(非乳酸能)和糖无氧酵解供能(乳酸能) 。ATP-CP 是无氧功率的物质基础,而乳酸能则是速度耐力的 物质基础。 1、ATP-CP 和 CP 的含量:人体在运动中 ATP 和 CP 的供能能力主要取决于 ATP-和 CP 含量,以及通过 CP 再合 成 ATP-的能力。肌肉中的 ATP 和 CP 在 10 秒内就几乎耗竭。 , 2、糖原含量及其酵酶活性:糖原含量及其酵解酶活性是糖无氧酵解能力的物质基础,糖无氧酵解供能是指由 肌糖原无氧分解为乳酸时释放能量的过程。 实验表明, 通过训练可使机体能过糖酵解产生乳酸的能力及其限度提 高。 不少学者提出用运动后最大乳酸评价无氧代谢能力。 他们发现最大乳酸值与多种无氧代谢为主的运动项目的 成绩相关。 3、代谢过程的调节能力及运动后恢复过程的代谢能力:代谢过程的调节能力包括参与代谢过程的酶活性、神 经与激素对代谢的调节、 内环境变化使酸碱平衡的调节以及各器官活动的协调等。 血液缓冲系统对酸性代谢产物 的缓冲能力,以及组织细胞尤其是脑细胞耐受酸性代谢产物刺激的能力都是影响糖酵解能力的因素。 4、最大氧亏积累:在剧烈运动时,需氧量大大超过攝氧量,肌肉能过无氧代谢产生能量造成体内氧的亏欠, 称为氧亏。最大氧亏积累是指人体从事极限强度运动时(一般持续运动 2-3 分钟, )完成该项运动的理论需氧量 与实际耗氧量之差。最大氧亏积累是目前检测无氧工作能力的最有效方法。 二、无氧工作能力测试与评价 (一)无氧功率 无氧功率:是指机体在最短时间内 、在无氧条件下发挥出最大力量和速度的能力。 1、 萨扎特纵跳实验法:这种方法简便易行,但精确性较差。 2、 玛加利亚跑楼梯实验法 3、 温盖特无氧功率试验:是反映无氧能力较理想的试验,评价爆发力 (二)恒定负荷试验:最常用的是无氧跑速试验,以受试者能够维持运动的时间长短来判定无氧做功能力。 (三) 无氧能力的生理学检验: 通过实验室运动时测得的最大氧亏积累和最大血乳酸水平等生理指标来反映无氧 能力的大小。 三、提高无氧工作能力的训练 (一)发展 ATP-CP 供能能力的训练 主要采用无氧低乳酸的训练方法,其原则是:1)最大速度或最大练习时间不超过 10 秒;2)每次练习的休息 间歇时间不短于 30 秒。3)成组练习后,组间的练习不能短于 3-4 分钟,因为 ATP、CP 的恢复至少需要 3-4 分钟。 (二)提高糖酵解供能能力的训练 1、最大乳酸训练 机体生成乳酸的最大能力和机体对他的耐受能力直接与运动成绩有关。血乳酸在 12-20mmol/L 是最大无氧代 谢训练所敏感的范围。为使运动中产生高浓度的乳酸,联系强度和密度要大,间歇时间要短。
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2、乳酸耐受能力 乳酸耐受能力一般可以通过提高缓冲能力和肌肉中乳酸脱氢酶活性而获得。因此,在训练中要求血乳酸达到 较高水平。一般认为在乳酸耐受能力训练时以血乳酸在 12mmol/L 左右为宜。

第十一章 身 体 素 质
通常人们把人体在肌肉活动中所表现出来的力量、速度、耐力、灵敏及柔韧等机能能力统称为身体素质。

第一节 力量素质
肌肉力量是绝大多数运动形式的基础。肌肉力量可表现为绝对肥力、相对肌力、肌肉爆发力和肌肉耐力等几 种形式。绝对肌力是指肌肉做最大收缩时所能产生的张力,通常用肌肉收缩时所能克服的最大阻力负荷来表示。 相对肌力又叫比肌力,是指肌肉单位生理横断面积(常以 1cm2 为单位)肌纤维做最大收缩时所能产生的肌张力。 肌肉爆发力是指肌肉在最短时间收缩时所能产生的最大张力, 通常用肌肉单位时间的做功量来表示。 肌肉耐力是 指肌肉长时间收缩的能力,常用肌肉克服某一固定负荷的最多次数(动力性运动)或最长时间(静力性运动)来表 示。通常所说的肌肉力量主要是指绝对肌力,它是上述各种肌力形式的基础。 一、影响肌肉力量的生物学因素 1.肌纤维的横断面积 力量训练引起的肌肉力量增加,主要是由于肌纤维横截面积增加造成的。由运动训练引起的肌肉体积增加, 主要是由于肌纤维中收缩成分增加的结果。 肌纤维中收缩成分的增加, 是由于激素和神经调节对运动后骨骼肌收 缩蛋白的代谢活动发生作用,使蛋白质的合成增多。研究证明,训练引起的肌肉中蛋白质增加,主要是使肌球蛋 白增加。 力量训练引起的肌肉横断面增大,除蛋白质增多外,同时伴随着肌肉胶原物质的增多。肌肉周围结缔组织中 的胶原纤维起着肌纤维附着框架的作用。 2.肌纤维类型和运动单位 肌纤维类型和运动单位大小、类型直接影响到肌肉力量。对于同样肌纤维数量而言,快肌纤维的收缩力明显 大于慢肌纤维,因为快肌纤维内含有更多的肌原纤维,无氧供能酶活性高,供能速率快,单位时间内可完成更多 的机械功。运动单位是指一个 α -运动神经元及其所支配的骨骼肌纤维,由于所支配的肌纤维类型不同,运动单 位可分为快肌运动单位和慢肌运动单位。通常情况下,同样类型的运动单位,神经支配比大的运动单位的收缩力 强于神经支配比小的运动单位的收缩力。 3.肌肉收缩时动员的肌纤维数量 当需克服的阻力负荷较小时, 主要由兴奋性较高的慢肌运动单位兴奋收缩完成, 此时动员的肌纤维数量较少, 随着阻力负荷的增加,运动中枢传出的兴奋信号亦随之增强,兴奋性较低的运动单位亦逐渐被动员,兴奋收缩的 肌纤维数量也随之增多。 4.肌纤维收缩时的初长度 肌纤维的收缩初长度极大地影响着肌肉最大肌力。研究表明,肌纤维处于一定的长度时,肌纤维收缩力增加。 另外,肌肉被拉长后立即收缩,所产生的肌力远大于肌肉先被拉长、间隔一定时间后再收缩所产生的肌力。 5.神经系统的机能状态 神经系统的机能状态主要通过协调各肌群活动、提高中枢兴奋程度、增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量 来提高肌肉最大肌力。 6.年龄与性别 肌肉力量从出生后随年龄的增加而发生自然增长,通常在 20-30 岁时达最大,以后逐渐下降。10-12 岁以下 的儿童,男孩的力量仅比女孩略大。进入青春期后,力量的性别差异加大,由于雄性激素分泌的增多,有效地促 进了男孩肌肉和骨骼体积的增大,使其力量明显大于女孩。 7.体重 体重大的人一般绝对力量较大。体重较轻的人可能具有较大的相对力量。 二、功能性肌肉肥大 功能性肌肉肥大是指由于运动训练所引起的肌肉体积增大。肌肉的功能性肥大主要表现为肌纤维的增粗。肌 纤维的增粗可表现为肌浆型功能性肥大和肌原纤维型功能性肥大两种情况。
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肌浆型肥大是指肌纤维非收缩蛋白成分的增加所致的肌肉体积增加。通常,较小强度长期运动训练会导致此 类功能性肥大,肥大出现的部位主要是慢红肌(Ⅰ型肌)和快红肌(Ⅱa 型肌)肌纤维中。 肌原纤维型的功能性肥大表现在肌纤维中的收缩蛋白含量增多,肌原纤维的体积明显增加。这种肥大导致肌 肉绝对肌力和相对肌力的显著提高。 长期大负荷力量训练可导致肌原纤维型功能性肥大, 产生部位主要在快白肌 (Ⅱb 型肌)纤维中。 三、力量训练原则 (一)大负荷原则 此原则是指要有效提高最大肌力,肌肉所克服的阻力要足够大,阻力应接近(至少超过肌肉最大负荷能力 2/3 以上)或达到甚至略超过肌肉所能承受的最大负荷。通常低于最大负荷 80%的力量练习对提高最大肌力的作用不 明显。 (二)渐增负荷原则 此原则是指力量训练过程中,随着训练水平的提高,肌肉所克服的阻力也应随之增加,才能保证最大肌力的 持续增长。某一负荷最初对某一个练习者来说可能是最大负荷,须竭尽全力才能克服,随着训练水平的提高,这 一负荷对他来说已经不是最大负荷了。 (三)专门性原则 专门性原则是指所从事的肌肉力量练习应与相应的运动项目相适应。力量训练的专门性原则包括进行力量练 习的身体部位的专门性和练习动作的专门性。 运动技术的专门性有时显得更为重要。在一些情况下,两类运动中使用的肌群是相同的,但运动的形式却是 不同的。 (四)负荷顺序原则 负荷顺序原则是指力量练习过程中应考虑前后练习动作的科学性和合理性。总的来说应遵循先练大肌肉、后 练小肌肉、前后相邻运动避免使用同一肌群的原则。 (五)有效运动负荷原则 此原则指要使肌肉力量获得稳定提高,应保证有足够大的运动强度和运动时间,以引起肌纤维明显的结构和 生理生化改变。 (六)合理训练间隔原则 合理训练间隔原则就是寻求两次训练课之间的适宜间隔时间, 使下次力量训练在上次训练出现的超量恢复(超 量恢复的概念见第十二章)期内进行,从而使运动训练效果得以积累。下次训练间隔时间与训练强度和训练虽有 密切的关系,训练强度和训练量大,间隔时间应长。通常较小的力量训练在第二天就会出现超量恢复,中等强度 的力量训练应隔天进行,而大强度力竭训练一周进行 1-2 次即可。 四、力量训练要素 (一) 运动强度 常用最大重复次数来表示力量训练的负荷强度。最大重复次数是指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数。 最大重复次数越少,负荷强度越大。 (二) 练习次数和频度 在力量训练中,练习次数和频度的安排受训练目的、运动形式和练习者身体训练水平等因素的影响。 (三) 运动量 运动量包括运动强度和运动时间两个因素,是二者的乘积。

第二节 速度素质
速度素质是指人体进行快速运动的能力或在最短时间完成某种运动的能力。按其在运动中的表现可分为反应 速度、动作速度和周期性运动的位移速度三种形式。 一、速度素质的生理基础 (一)反应速度 反应速度(reaction speed)是指人体对各种刺激发生反应的快慢,如短跑运动员从听到发令到起动的时间。 反应速度的快慢主要取决于兴奋通过反射弧所需要的时间(即反应时)的长短、 中枢神经系统的机能状态和运动条
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件反射的巩固程度。 1、 反应时与反应速度 反应时间的长短主要取决于感受器的敏感程度、中枢延搁和效应器的兴奋性。其中,中枢延搁又是最重要的, 反射活动越复杂,历经的突触越多,反应时越长。 2、 中枢神经系统的机能状况与反应速度 中枢神经系统的机能状况与反应速度有密切的关系。良好的兴奋状态及其灵活性,能够加速机体对刺激的反 应。运动员处于良好的赛前状态时,反应时缩短。反之,反应时将明显延长。 3、 运动条件反射的巩固程度与反应速度 随着运动技能的日益熟练,反应速度加快。研究发现,通过训练,反应速度可以缩短 11%-25%。 (二)动作速度 动作速度(movement speed)是指完成单个动作时间的长短,如排球运动员扣球时的挥臂速度等。动作速度主 要是由肌纤维类型的百分组成及面积、 肌肉力量、 肌肉组织的兴奋性和运动条件反射的巩固程度等因素所决定的。 1、 肌纤维类型与动作速度 肌肉中快肌纤维占优势是速度素质重要的物质基础之一,快肌纤维百分比越高且快肌纤维越粗,肌肉收缩速 度则越快。 2、 肌肉力量与动作速度 肌力越大,越能克服肌肉内部及外部阻力完成更多的工作。凡能影响肌肉力量的因素也必将影响动作速度。 3、 肌肉组织机能状态与动作速度 肌肉组织兴奋性高时,刺激强度低且作用时间短就能引起肌组织兴奋。 4、 运动条件反射的巩固程度与动作速度 在完成动作过程中,运动技能越熟练,动作速度就越快。此外,动作速度还与神经系统对主动肌、协调肌和 对抗肌的调节能力有关,并与肌肉的无氧代谢能力有密切关系。 (三)位移速度 位移速度(displacement speed)是指周期性运动(如跑步和游泳等)中人体在单位时间内通过的距离。周期性 运动的位移速度主要取决于步长和步频两个变量。 步长主要取决于肌力的大小、 肢体的长度以及髋关节的柔韧性; 而步频主要取决于大脑皮层运动中枢的灵活性和各中枢间的协调性, 以肌快肌纤维的百分比及其肥大程度。 神经 过程的灵活性好,兴奋与抑制转换速度快,是肢体动作迅速交替的前提;而各肌群间协调关系的改善,可以减少 因对抗肌群紧张而产生的阻力,有利于更好的发挥速度。所以,在周期性运动项目中,肌肉放松能力的改善也是 提高速度的一个重要因素。 此外,速度性练习时间短,主要依靠 ATP-CP 系统供能,因此,肌肉中 ATP-CP 含量较多是速度素质重要的物 质基础。研究发现,通过速度训练,肌肉中 CP 的贮备量随训练水平的提高而增加。 二、速度素质的训练 (一)提高动作速率的训练 如牵引跑、在转动跑台上跑和顺风跑等借助外力提高动作频率的练习,都可使练习者在不缩短步长的情况下 增加步频,提高神经中枢兴奋与抑制快速转换的能力。 (二)发展磷酸原系统供能的能力 一般常用的方法是重复训练法, 如短跑运动员常采用 10 秒以内的短距离反复疾跑来发展磷酸原系统供能能力。 (三)提高肌肉的放松能力 有人曾对肌肉放松训练与肌肉力量之间的关系进行研究,发现在力量练习后进行放松练习的实验组与无放松 练习的对照组相比, 实验组肌肉的放松能力明显提高, 同时肌肉力量和速度及 100 米跑成绩均较对照组明显提高。 (四)发展腿部力量及关节的柔韧性 对短跑运动员来说,腿部力量对增加步长是十分重要的,除负重训练外,可进行一些超等长练习(如连续单腿 跳、蛙跳等练习)来发展腿部力量。另外,改善关节柔韧性的练习也有利于速度素质的提高。

第三节 耐力素质
耐力是指人体长时间进行肌肉工作的运动能力,也称为抗疲劳能力。
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一、 有氧耐力 有氧耐力是指人体长时间进行以有氧代谢供能为主的运动能力 有氧耐力主要涉及氧运输系统(呼吸、循环系统、血液)与氧利用系统肌组织的有氧代谢,这两个机能系统 之一,或一起提高和发展都可以增长有氧耐力。在训练初期最大摄氧量的增大主要依赖心输出量的加大,如再训 练下去则主要依赖动脉脉氧差的增加。 心脏的泵血机能往往构成影响最大摄氧能力发展的限制因素。 肌组织进行 有氧代谢的机能影响肌组织利用氧的能力,因而也必然影响有氧耐力。 目前已肯定认为,心输出量是决定 Vo2max 的中枢机理,而肌纤维类型的百分组成及其氧化供能能力测定是 Vo2max 的外周机理。 “最大摄氧量是指运动每分钟能够吸入并被身体利用的氧的最大数量。” “最大摄氧量是人体氧运输系统及氧利用系统被动用达到最高水平时的耗氧量”。它标志着人体有氧耐力的 最大潜能。” “当人体进行长时间的剧烈运动时,每分摄氧量达到最高水平,称为最大摄氧量”。 无氧阈是指人体在递增工作递增工作强度运动中, 由有氧代谢供能开始大量动用无氧代谢的供能的临界点 (转 折点) ,常以血乳酸含量达到 4mm 时所对应的强度%Vo2max,中人体保持有氧代谢的能力。无训练健康男子的无氧 阈约为 55—65% Vo2max。优秀耐力运动员 ATP 可达 80% Vo2max。 不少学者认为,Vo2max 的值受遗传因素较大影响,可作为重要的选材。AT 受训练的影响较大,在耐力训练过 程中,阶段性的测定 AT,可以判断有氧耐力的增长情况,据此调整训练计划。研究发现,以耗氧量表示的 AT 值 每增加 1ml,10000 米跑成绩可提高 200 秒。 二、无氧耐力的生理基础 无氧耐力(anaerobic endurance)是指机体在无氧代谢(糖元氧酵解)的情况下较长时间进行肌肉活动的能力。 无氧耐力有时也称为无氧能力(anaerobic capacity)。提高无氧耐力的训练称为无氧训练。 无氧耐力的高低主要取决于肌肉内糖元氧酵解供能的能力、 缓冲乳酸的能力以及脑细胞对血液 pH 值变化的耐 受力。 1、 肌肉内无氧酵解功能的能力与无氧耐力 肌肉无氧酵解能力主要取决于肌糖原的含量及其无氧酵解酶的活性。优秀赛跑运动员腿肌中慢肌纤维百分比 及乳酸脱氢酶活性随项目不同而异,长跑运动员慢肌纤维百分比高,中跑居中,短跑最低;而乳酸脱氢酶和磷酸 化酶的活性却相反,短跑运动员最高,长跑最低。 2、 缓冲乳酸的能力与无氧耐力 机体缓冲乳酸的能力主要取决于碳酸氢钠的含量及碳酸酐酶的活性 3、脑细胞对酸的耐受力与无氧耐力 尽管血液中的缓冲物质能中和一部分进入血液的乳酸,但由于进入血液的乳酸量大,加上因氧供不足而导致 代谢产物的堆积,都将会影响脑细胞的工作能力,促进疲劳的发展。因此,脑细胞对这些不利因素的耐受能力, 无疑也是影响无氧耐力的重要因素。 提高无氧耐力的训练 1、 间歇训练法 2、 缺氧训练:减少吸气或憋气条件下进行的练习,其目的是造成体内缺氧以提高无氧耐力。

第四节 灵敏和柔韧素质
一、灵敏素质 灵敏素质(agility)是指人迅速改变体位和随机应这的能力。它是多种运动技能和身体素质在运动中的综合 表现,是一种较为复杂的素质。 灵敏素质具有明显的项目特点,如体操运动员的灵敏主要表现为对身体姿势的控制和转换动作的能力,球类 运动员的灵敏则主要表现为对外界环境变化能及时而准确地转换动作以作出反应的能力。 灵敏素质的生理基础 1.大脑皮层神经过程的灵活性及其分析综合能力 2.各感觉器官的机能状态
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3.掌握的运动技能及其他身体素质水平 二、柔韧素质 柔韧素质(fiexibility)是指用力做动作时扩大动作幅度的能力。 关节运动幅度的增加, 对于提高动作质量十 分重要,往往柔韧性越好,动作就越舒展、优美和协调,并且有助于减少运动损伤。 柔韧素质的生理基础: 1. 关节的构造及其周围组织的伸展性 关节面结构是影响柔韧性的重要因素,主要由遗传因素决定,但训练可以使关节软骨增厚。关节周围体积过 大将影响临近关节的活动幅度使柔韧性降低。 2. 神经系统对骨骼肌的调节能力 神经系统对骨骼肌的调节能力,尤其是主动肌与对抗肌之间协调关系的改善,以及肌肉收缩与放松能力的提 高,可以减少由于对抗肌紧张而产生的阻力,有利于增大运动幅度。 发展柔韧素质的训练: 1.拉长肌肉和结缔组织的训练 2.提高肌肉的放松能力 3.柔韧性练习与为量训练相结合 4.柔韧练习与训练课的准备活动相结合 5.柔韧练习要注意年龄特征并要持之以恒

第十二章 运动过程中人体机能变化规律
第一节、赛前状态和准备活动 一、赛前状态 人体参加比赛或训练前,身体的某些器官和系统会产生的一系列条件反射性变化,我们将这种特有的机能变 化和生理过程称为赛前状态。 赛前反应的大小与比赛性质、运动员的比赛经验和心理状态有关。比赛规模越大,离比赛时间越近,赛前反 应越明显。运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反应增强。适宜的赛前反应能促进运动员在 比赛中发挥出较好的运动水平,反之,则会影响运动员在比赛中正常发挥。 赛前状态产生的机理可以用条件反射机理解释。比赛或训练过程中的场地、器材、观众、音响和对手的表现 等信息不断作用于运动员,并与比赛或运动时肌肉活动的生理变化相结合。久而久之,这些信息就变成了条件刺 激,只要这些信息一出现,赛前的生理变化就会表现出来,因而形成了一种条件反射。由于这些生理变化是在比 赛或训练的自然环境下形成的,所以其生理机理属自然条件反射。 赛前状态依据其生理反应特征和对人体机能影响的程度可分为三种类型 1.准备状态型 2.起赛热症型 3.起赛冷淡型 二、准备活动 准备活动是指在比赛、训练和体育课的基本部分之前,为克服内脏器官生理惰性,缩短进入工作状态时程和 预防运动创伤而有目的进行的身体练习,为即将来临的剧烈运动或比赛做好准备。 (一) 准备活动的生理作用和产生机理 1、准备活动的生理作用 (1) 调整赛前状态 准备活动可以提高中枢神经系统的兴奋性,调节不良的赛前状态,使大脑反应速度加快,参加活动的运动中 枢间相互协调,为正式练习或比赛时生理功能迅速达到适宜程度做好准备。 (2) 为克服内脏器官生理惰性 通过准备活动可以提高心血管系统和呼吸系统的机能水平,使肺通气量及心输出量增加,心及和骨骼肌的毛 细血管网扩张,使工作肌能获得更多地氧。从而克服内脏器官生理惰性,缩短进入工作状态时程。 (3) 提高机体的代谢水平,使体温升高
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体温升高可降低肌肉粘滞性,提高肌肉收缩和舒张速度,增加肌肉力量;在体温较高的情况下,血红蛋白和 肌红蛋白可释放更多地氧,增加肌肉的氧供应;体温升高可增加体内酶的活性,物质代谢水平提高,保证在运动 中有较充足的能量供应; 体温升高还可以提高中枢神经系统和肌肉组织的兴奋性; 同时体温升高使肌肉的伸展性、 柔韧性和弹性增加,从而预防运动损伤。 (4) 增强皮肤的血流量有利于散热,防止正式比赛时体温过高 2、准备活动作用的生理机理 通过预先进行的肌肉活动在神经中枢的相应部位留下了兴奋性提高的痕迹,这一痕迹产生的生理效应能使正 式比赛时中枢神经系统的兴奋性处于最适宜水平,调节功能得到改善,内脏器官的机能惰性得到克服,新陈代谢 加快,有利于机体发挥最佳机能水平。但痕迹效应不能保持很久时间,准备活动后间隔 45 分钟,其痕迹效应将 全部消失。 (二)做准备活动的生理负荷 准备活动的时间、强度、内容、与正式运动或比赛的时间间隔等,都是影响准备活动生理效应的因素。一般 认为,准备活动的强度以 45%VO2max 强度、心率达 100-120 次/分、时间在 10-30 分钟之间为宜。此外,还应根 据项目特点、个人习惯、训练水平和季节气候等因素适当加以调整,通常以微微出汗及自我感觉已活动开为宜。 准备活动结束到正式练习开始时间的间隔一般不超过 15 分钟。在一般性教学课中准备活动以 2-3 分钟为宜。

第二节 进入工作状态 和稳定状态
一、进入工作状态 在进行体育运动时,人的机能能力并不是一开始就达到最高水平,而是在活动开始后一段时间内逐渐提高的。 这个机能水平逐渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作状态。进入工作状态的实质就是人体机能的动员。 (一) 产生进入工作状态的机理 人体运动除了受物理惰性影响外,主要受生理惰性影响。 1.反射时 人的一切活动都是反射活动,动作越复杂,进入工作状态需要时间也就越长。 2.内脏器官的生理惰性 肌肉运动必须依赖内脏各器官的协调配合才能获得能源物质、氧气和清除代谢产物。内脏器官活动受植物性 神经支配。而植物性神经机能惰性比躯体性神经大,支配内脏器官的自主神经不仅传导速度慢,而且传导途径中 突触联系较多 此外,在内脏器官产生持续活动中,神经-体液调节作用更为重要。由神经系统调节内分泌腺分泌 激素,激素随血液循环到达所支配的器官,改变其功能状态。这一系列的生理活动,比躯体神经调节的惰性大得 多。因此,内脏器官的生理惰性是产生进入工作状态的主要原因。研究表明,在不做准备活动的情况下跑 1500 米, 呼吸循环系统的活动需要在运动开始后 2-3 分钟才能达到最高水平, 而骨骼肌在 20-30 秒内就可发挥出最大 工作效率。 (二)影响进入工作状态的因素 进入工作状态所需时间长短取决于工作性质、个人特点、训练水平、工作强度及当时机体的机能状态。一般 来说,肌肉活动越复杂,进入工作状态需要的时间也就越长;训练程度低的运动员比训练水平高的运动员进入工 作状态的时间要长,随着训练水平的提高,进入工作状态的时间也会缩短;在适宜运动负荷下工作强度越高,进 入工作状态的时间就越短。此外,年龄和外界因素也能影响进入工作状态的时间。儿少进入工作状态的时间比成 人短。场地条件好,气候温暖适宜以及良好的赛前状态和充分的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。 二、生理“极点”与“第二次呼吸” 1、生理极点及产生机理 在进行剧烈运动开始阶段,由于植物性神经系统的机能动员速率明显滞后于躯体神经系统,导致植物性神经 与躯体神经系统机能水平的动态平衡关系失调, 内脏器官的活动满足不了运动器官的需要, 出现一系列的暂时性 生理机能低下综合症,主要表现为呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不协调、心率剧增及精神低落等症 状,这种机能状态称为“极点”。“极点”产生的原因主要是内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称,致使供氧 不足,大量乳酸积累使血液 pH 值朝酸性方向偏移。这不仅影响神经肌肉的兴奋性,还反射性地引起呼吸和循环 系统活动紊乱。这些机能的失调又使大脑皮质运动动力定型暂时遭到破坏。
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2、第二次呼吸及产生的机理 “极点”出现后,经过一定时间的调整,植物性神经与躯体神经系统机能水平达到了新的动态平衡,生理机 能低下综合症症状明显减轻或消失,这时,人体的动作变得轻松有力,呼吸变得均匀自如,这种机能变化过程和 状态称为“第二次呼吸”。 “第二次呼吸”产生的原因主要是由于运动中内脏器官惰性逐步得到克服, 氧供应增 加,乳酸得到逐步清除;同时运动速度暂时下降,使运动时每分需氧量下降,以减少乳酸的产生,机体的内环境 得到改善,被破坏了的动力定型得到恢复。“第二次呼吸”标志着进入工作状态阶段结束,开始进入稳定工作状 态。 3、影响极点与第二次呼吸的因素 “极点”来得迟早、反应强弱及“第二次呼吸”出现的快慢等,不仅与运动项目、运动强度和训练水平有关, 还与准备活动、赛前状态及呼吸方式等因素有关。一般来说,中长跑项目“极点”反应较明显;运动强度越大, 训练水平越低,“极点”出现得越早,反应也越强烈,“第一次呼吸”出现得也愈迟。良好的赛前状态和充分的 准备活动可推迟“极点”的出现和减弱“极点”的反应程度。 减轻“极点”反应的主要措施包括: ① 继续坚持 运动; ② 适当降低运动强度; ③ 调整呼吸节奏,尤其要注意加大呼吸深度。恰当地克服“极点”反应的措施 有助于促进“第二次呼吸”的出现。 三、稳定工作状态 在运动过程中,进入工作状态结束后,人体的机能水平和工作效率在一段时间内处于一种动态平衡或相对稳 定状态。此时,人体的生理功能与运动功率输出保持动态平衡,生理机能保持相对平衡。这种机能状态称为稳定 工作状态。稳定工作状态可分为真稳定工作状态和假稳定工作状态。 (一)真稳定工作状态 在进行强度较小、运动时间较长的运动时,进入工作状态结束后,机体所需要的氧可以 得到满足,即吸氧量和需氧量保持动态平衡,这种状态称为真稳定工作状态。在真稳定工作状态下,肺通气量、 心率、心输出量、血压及其他生理指标保持相对稳定,运动中的能量供应以有氧供能为主,乳酸堆积较少,血液 中酸碱平衡不致受到扰乱,运动的持续时间较长,可达几十分钟或几小时。真稳定工作状态保持时间的长短取决 于氧运输系统功能,该功能越强,稳定工作状态保持的时间则越长。 (二)假稳定工作状态 当进行强度大、持续时间较长的运动时,进入工作状态结束后,吸氧量已达到并稳定在 最大吸氧量水平,但仍不能满足机体对氧的需要。此时,机体的有氧供能能力不能满足运动的需要,无氧供能系 统大量参与供能,机体能够稳定工作的持续时间相对较短,很快进入疲劳状态。故称这种机能状态为假稳定工作 状态。在这种状态下,由于机体以无氧供能为主,乳酸的产生率大于清除率,使血乳酸增加,pH 值下降,运动 不能持久。在假稳定工作状态下,与运动有关的生理功能基本达到极限,如心率、血压、肺通气量和呼吸频率等。 同时肌肉的电活动亦加强,表明募集了新的运动单位以代偿肌肉的疲劳。 (三)“第一拐点”与“第二拐点” 应用动态数学建模分析法研究表明,人体在运动过程中,心血管和呼吸系统的机能变化表现出两个明显的拐 点,即标志进入工作状态(动员阶段)结束、稳定工作状态开始的“第一拐点”和标志稳定工作状态结束、人体整 体工作效率明显下降、疲劳开始的“第二拐点” 当运动达第一拐点时,人体各项机能均处于一种相对动态平衡的“高原平台”状态。在这种状态下,运动员 的生理机能稳定工作时间长,说明运动潜力大,工作能力强,通常以此作为运动训练选材及评定依据。近年研究 表明,用该指标的时间值、以及时间与空间相结合的积分值,更能有效地反映运动员的体能水平。 第二拐点出现时,人体内能量代谢及血液化学成分均明显高于第一拐点,即在第二拐点前由有氧供能为主过 渡到无氧供能占优势。到达第二拐点时,人体机能以有氧系统供能已经不能满足机体对能量的需求,必须启动能 量输出更快的无氧代谢系统供能。第二拐点后,乳酸的堆积明显增加,心肺功能指标也明显高于起始时刻,但并 没达到机能的最大限度。 第二拐点是人体机能工作水平再调整的关键之点。因此,我们把第二拐点定义为:人体整体机能发生疲劳的 瞬时起始点。应用第二拐点到终点的时程和积分可以作为评价运动员耐受疲劳能力的敏感指标。同时,利用运动 员的第二拐点强度,作为对运动员进行无氧耐力训练的参考强度值。

第三节 运动性疲劳及产生机理
一、运动性疲劳概述
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(一)运动性疲劳的概念 运动性疲劳是指在运动过程中, 机体的机能能力或工作效率下降, 不能维持在特定水 平上或不能维持预定的运动强度的生理过程。 运动性疲劳是由运动引起的一种特有生理现象。 这一疲劳概念的特 点是: ① 把疲劳时体内组织和器官的机能水平与运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度; ② 有助于选 择客观指标评定疲劳,如心率、血乳酸、最大吸氧量和输出功率在其一特定水平工作时,单一指标或多指标同时 改变都可以来判断疲劳。另外,也有人将疲劳定义为:疲劳是运动本身引起的机体工作能力暂时降低,经过适当 时间休息和调整可以恢复的生理现象。 (二)疲劳的分类 运动性疲劳是由于身体活动或肌肉运动而引起的, 主要表现为运动能力下降。 根据疲劳发生 部位可分为全身性疲劳和局部疲劳; 根据疲劳发生的机理与表现, 可分为中枢性疲劳、 外周性疲劳和混合性疲劳。 运动性疲劳常因活动的方式不同而产生不同的症状,在运动竞赛和训练中,身体疲劳和心理疲劳是密切联系的, 故运动性疲劳是身心的疲劳。 (三)运动性疲劳产生的机理 1、“衰竭学说” 依据长时间运动产生疲劳的同时常伴有血糖浓度降低,而补充糖后工作能力有一定程度的提高现象,认为疲 劳产生的原因是能源物质的耗竭。 2、“堵塞学说” 堵塞学说认为,疲劳的产生是由于某些代谢产物在肌组织中堆积造成的。 3、“内环境稳定性失调学说” 该学说认为疲劳是由于机体内 PH 值下降、水盐代谢紊乱和血浆渗透压改变等因素所致。 4、“保护性抑制学说” 运动性疲劳是由于大脑皮质产生了保护性抑制。运动时大量冲动传至大脑皮质相应的神经元,使其长时间兴 奋导致耗能增多,为避免进一步消耗,便产生了抑制过程。 5、“突变理论” 疲劳是由于运动过程中三维空间关系改变所致(能量消耗、肌力下降和兴奋性改变三维空间关系) 6、“自由基损伤学说” 由于自由基化学性活泼,因而造成细胞功能和结构的损伤与破坏。 此外,内分泌功能异常和免疫功能下降也与运动性疲劳有关。 二、运动性疲劳的发生部位及特征 (一)运动性疲劳的发生部位 1.中枢性疲劳 中枢性疲劳系指发生脑至脊髓部位的疲劳。其特点是: ① 由于中枢神经系统发生功能紊乱,改 变了运动神经元的兴奋性。疲劳时,神经冲动的频率减慢,使肌肉工作能力下降。 ② 中枢内代谢功能失调,表 现为大脑细胞中 ATP、CP 水平明显降低,血糖含量减少,r-氨基丁酸含量升高,特别是 5-羟色胺和脑氨升高, 可引起多种酶活性下降,ATP 再合成速率下降,从而使肌肉工作能力下降,导致疲劳。 2.外周性疲劳 外周疲劳可能发生的部位是从神经-肌肉接点到肌纤维内部线粒体。这些部位中发生的某些变 化与运动性疲劳有着密切的联系。 (1) 神经肌肉接点 研究表明,短时间大强度运动时,导致运动神经末梢乙酰胆碱释放减少,骨骼肌的收缩能力下降。 (2) 肌细胞膜 研究表明, 长时间运动过程, 可引起肌细胞膜的通透性改变, 使膜的完整性丧失, 细胞的正常功能降低或丧失。 (3) 肌质网 长时间运动可以影响肌肉的兴奋—收缩藕联,导致运动性疲劳。 (4)线粒体 长时间运动可抑制氧化磷酸化过程,导致肌肉收缩时的能量供应障碍,最终表现为肌肉的收缩能力下降。 (5)收缩蛋白 研究发现,运动可引起肌节拉长、H 区消失、A 带 I 带异常及肌丝卷曲、排列混乱等现象。这些变化必然导致 肌肉收缩能力下降,造成骨骼肌疲劳,并伴有延迟性肌肉酸痛等症状。 (二)不同类型运动疲劳的特征
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运动性疲劳是一个极复杂的生理过程,由于运动的负荷和性质不同,对人体机能产生的影响也不同,疲劳产 生的特征也不相同(表 12-2)。不同运动项目的疲劳存在一定的规律性,短时间最大强度运动疲劳是因肌细胞代 谢变化导致 ATP 转换速率下降;较大强度,较短时间运动所造成的疲劳往往是由于乳酸堆积所致;长时间中等强 度运动的疲劳往往与肌糖原大量消耗、 血糖浓度下降、 体温升高脱水和无机盐丢失有关。 在非周期性运动项目中, 技术动作的不断变化和动作技能的复杂程度是影响运动性疲劳的重要因素。一般认为,习惯性的、自动化程度高 的和节奏性强的动作不易疲劳,而要求精力高度集中以及运动中动作多变的练习,则较易产生疲劳。静力性运动 疲劳的产生就其细胞代谢来讲和短时间大强度运动项目的运动性疲劳相似, 但由于中枢神经系统相应部位持续兴 奋,肌肉中血流量减少以及憋气引起的心血管系统功能下降更为明显。 三、运动性疲劳的判断 科学判断运动性疲劳的出现及其程度,对合理安排体育教学和训练有很大实际意义。 (一)测定肌力评价疲劳 1.背肌力与握力 早晚各测一次,求出其数值差。如次日晨已恢复,可判断为正常。 2.呼吸肌耐力 连续测 5 次肺活量,每次间歇 30 秒,疲劳时肺活量逐次下降。 (二)测定神经系统机能判断疲劳 1.膝跳反射阈值 疲劳时阈值升高。 2.反应时 疲劳时反应时延长。 3.血压体位反射 受试者坐位静息 5 分钟后,测安静时血压,随即仰卧 3 分钟,然后将受试者扶成坐姿(推受 试者背部,使其被动坐起),立即测血压,每 30 秒测一次,共测 2 分钟,若 2 分钟以内完全恢复,说明没有疲劳, 恢复一半以上为轻度疲劳,完全不能恢复为重度疲劳。 (三)测试感觉机能评价疲劳 1.皮肤空间阈 运动后皮肤空间阈(两点阈)较安静时增加 1.5-2 倍为轻度疲劳,增加 2 倍以上为重度疲劳。 2.闪光融合频率 受试者坐位,注视频率仪的光源,直到将光调至明显断续闪光融合频率为止,即临界闪光融 合频率,测三次取平均值。疲劳时闪光融合频率减少。如轻度疲劳时约减少 1.0-3.9Hz;中度疲劳时约减少 4.0-7.9Hz;重度疲劳时减少 8Hz 以上。 (四)用生物电评价疲劳 1.心电图 疲劳时 S-T 段下移,T 波倒置。 2.肌电图 疲劳时肌电振幅增大,频率降低,电机械延迟(EMD)延长。积分肌电图(IEMG)和均方根振幅(RMS) 均增加,中心频率(FC)和平均功率频率(MPF)降低。EMD 是指从肌肉兴奋产生动作电位开始到肌肉开始收缩的这 段时间,该指标延长表明神经肌肉功能下降。 3.脑电图 脑电图可作为判断疲劳的一项参考指标。 疲劳时由于神经元抑制过程发展, 可表现为慢波成分的增 加。 (五)主观感觉判断疲劳 具体测试方法是: 锻炼者在运动过程中根据 RPE 表指出自我感觉的等级, 以此来判断 疲劳程度。如果用 RPE 的等级数值乘以 l0,相应的得数就是完成这种负荷的心率。 (六)测定运动中心率评定疲劳 心率(HR)是评定运动性疲劳最简易的指标, 一般常用基础心率、 运动后即刻心率和恢复期心率对疲劳进行诊断。 1.基础心率 基础心率正常情况下都相对稳定,如果大运动负荷训练后,经过一夜的休息,基础心率较平时增 加 5-10 次/分以上,则认为有疲劳累积现象,如果连续几天持续增加,则应调整运动负荷。 2.运动中心率 按照训练-适应理论,随着训练水平的提高,若一段时期内从事同样强度的定量负荷,运动中 心率增加,则表示身体机能状态不住。 3.运动后心率恢复 人体进行定量负荷后心率恢复时间长, 表明身体欠佳。 如进行 30 秒 20 次深蹲的定量负荷 运动,一般心率可在运动后 3 分钟内完全恢复,而身体疲劳时,恢复时间明显延长。

第四节 恢复
一、恢复过程 恢复过程可分为三个阶段,即运动中恢复阶段、运动后恢复到运动前水平阶段和运动后超量恢复阶段 第一阶段:运动时能源物质的消耗占优势,恢复过程虽也在进行,但是消耗大于恢复,所以总的表现是能源
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物质逐渐减少,各器官系统的工作能力下降。 第二阶段:运动停止后消耗过程减少,恢复过程占优势,能源物质和各器官系统的功能逐渐恢复到原来水平。 第三阶段:运动时消耗的能源物质及各器官系统机能状态在这段时间内不仅恢复到原来水平,甚至超过原来 水平,这种现象称为“超量恢复”。超量恢复保持一段时间后又会回到原来水平。 超量恢复的程度和出现的时间与所从事的运动负荷有密切的关系,在一定范围内,肌肉活动量越大,消耗过 程越剧烈,超量恢复越明显。如果活动量过大,超过了生理范围,恢复过程就会延长。 二、机体能源贮备的恢复 (一)磷酸原的恢复 磷酸原的恢复很快,在剧烈运动后被消耗的磷酸原在 20-30 秒内合成一半,2-3 分钟可完 全恢复。 (二)肌糖原贮备的恢复 肌糖原是有氧氧化系统和乳酸能系统的供能物质。 不同运动强度和持续时间, 对肌糖 原的恢复时间也不同。长时间运动致使肌糖原耗尽后,用高糖膳食 46 小时即可完全恢复;而用高脂肪与蛋白质 膳食 5 天,肌糖原恢复仍很少。在短时间、高强度的间歇训练后,无论食用普通膳食还是高糖膳食,肌糖原完全 恢复都需要 24 小时。 (三)氧合肌红蛋白的恢复 氧合肌红蛋白存在于肌肉中,每千克肌肉约含 11ml 氧。在肌肉工作中氧合肌红蛋 白能迅速解离释放氧并被利用,而运动后几秒钟可完全恢复。 (四)乳酸再利用 乳酸是糖酵解的产物,其中蕴藏着大量的能量可以被利用。近几年的研究认为,乳酸大部分 是在工作肌中被继续氧化分解。包括两种形式: ① 工作肌中乳酸穿梭。指运动过程中肌肉生成的乳酸,在不同 类型的肌纤维中进行重新分配和代谢的过程。即肌肉收缩时,Ⅱb 型纤维中生成的乳酸不断地“穿梭”进入Ⅱa 型或Ⅰ型中被氧化利用过程。 ② 血管的乳酸穿梭。指运动时肌肉生成的乳酸不是在工作肌中进行代谢,而是穿 出肌膜后弥散入毛细血管,通过血液循环将乳酸运输到体内其他器官进一步代谢的过程。乳酸经血液循环,主要 到达心肌、肝和肾脏作为糖异生作用的底物。 三、促进恢复的措施 (一)运动性手段 1.积极性休息 运动结束后采用变换运动部位和运动类型, 以及调整运动强度的方式来消除疲劳的方法称积极 性休息。积极性休息生理学机理可用相互诱导理论来解释。 2.整理活动 整理活动是指在运动之后所做的一些加速机体功能恢复的较轻松的身体练习。 整理活动又称“放 松练习”,剧烈运动时骨骼肌强力持续收缩,使代谢产物堆积、肌肉硬度增加并产生酸痛。运动结束后很难使肌 肉自然恢复到运动前的松弛状态。另外,由于运动时血液重新分配,内脏血液大量转移到运动器官,以保证运动 时能量代谢的需要,运动后若不做放松练习而突然停止不动,由于地心引力和静止的身体姿势,严重地影响静脉 回流,使心输出量骤然减少,血压急剧下降,造成一时性脑贫血,产生一系列不舒适的感觉,甚至休克,即所谓 重力性休克。 研究表明,剧烈运动后,进行 3-5 分钟的慢跑或其他动力性整理活动,使心血管、呼吸等运动后 进行动力性整理活动可加速全身血液再次重新分配,促进肌乳酸的消除与利用,减少肌肉的延迟性酸痛,有助于 疲劳的消除,预防重力性休克的发生。另外,做一些静力性牵张练习,使参与工作的肌肉得到牵张、伸展和放松, 可有效地消除运动引起的肌肉痉挛,加速肌肉机能的恢复,预防延迟性肌肉酸疼。 (二)睡眠 睡眠对身体机能恢复非常重要,在睡眠状态下,人体内代谢以同化作用为主,异化作用减弱,从而使人的精 力和体力均得到恢复。静卧可减少身体的能量消耗,也可加速身体机能的恢复。 (三)物理学手段 大强度和大运动量之后,采用按摩、理疗、吸氧、针灸和气功等物理手段,能促进身体机能恢复。 (四)营养学手段 1.能源物质的补充 2.维生素与矿物质的补充 (1)维生素 (2)矿物质 (3)中药补剂
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第十三章 运动训练原则的生理学分析
第一节 概 述 一、 运动训练的生理学本质 1.运动负荷的本质 生物体最基本的生理特征之一,是可对任何内外刺激发生应答性反应,也称做应激性。刺激强度越大,所引 起的机体反应也相应越大。 运动负荷的本质也是一种外部刺激, 而且是一种非常强烈的刺激, 并会导致机体发生非常剧烈的应答性变化。 2.运动训练的影响 运动训练对机体的影响实际就是结构与机能的破坏-重建过程。 3.运动能力的提高 有机体不仅具有应激性并能够对刺激发生反应,更为重要的是,它还具有适应性。适应性表现在若长期施加 某种刺激,机体会通过自身形态、结构与机能的变化,以适应这种刺激。人体对训练刺激的适应也不例外。在训 练后的恢复期,所损伤的肌纤维不仅得以修复,而且修复后的肌纤维有所增粗,可以产生更大的收缩力量;骨密 质有所增厚,骨小梁的排列方向有所改变,可以承受更大的力量;运动中所消耗的糖原以及酶等物质不仅得以恢 复,而且会发生超量补偿。恢复期中结构的改善称做“结构重建”(structuure construction)。结构重建后身 体机能所得到的相应提高,称做“机能重建”(function reconstruction)。这样,长期的运动训练过程实质上 是一个不断重复进行的刺激-反应-适应过程, 是一个身体结构与机能不断破坏与重建的循环过程。 通过这个循环 过程,运动能力不断增强。 二、机体对运动负荷的反应特征 (一)耐受性 人体在进行运动或锻炼时,身体机能总是表现出对运动负荷的一定承受能力。这种承受能力称为对运动负荷 刺激的耐受性。不同的个体对运动负荷表现出不同的耐受性,具有明显的个体差异。 在运动开始阶段,机体的耐受水平总会或长或短(随负荷强度与机体机能状态不同)保持一段时间,此阶段称 做“耐受阶段”,训练课的主要任务安排在这个阶段。在这段时间内,机体会表现出比较稳定的工作能力,能高 质量地完成各项训练任务。 机体对运动负荷的耐受程度受下列因素影响: ① 身体机能在训练后的恢复情况。恢复越充分,耐受阶段相 应越长, 反之亦然。 ② 训练课的强度与密度。 运动强度越大, 密度越大, 耐受时间相应越短, 反之亦然。 ③ 训 练过程中的恢复程度。训练课次间与组间间歇时间越长,会使得机体机能在间歇期产生一定程度的恢复,有利于 相应延长耐受时间。 (二)疲劳 机体在承受一定时间的运动负荷刺激之后,机能能力和工作效率会逐渐降低,即出现疲劳现象。将运动员训 练到何种疲劳程度以及耐受多长时间以后疲劳,这完全取决于训练目的。换言之,训练过程中出现疲劳以及疲劳 的程度,是训练负荷安排想要达到的训练目的。因为唯有机体达到一定程度的疲劳,在恢复期才能发生结构与机 能的重建,运动能力才能不断提高。“没有疲劳就没有训练”即指此意。 疲劳阶段主要受下列因素影响: ① 身体机能的恢复情况; ② 训练课的强度与密度; ③ 训练课的负荷总 量以及负荷类型等。 负荷总量一般与疲劳程度呈正比例。 复杂活动负荷较之简单活动负荷疲劳程度一般相对较深。 (三)恢复 在恢复阶段,机体开始补充所消耗的能源物质、修复所受到的损伤并恢复紊乱的内环境。恢复所需要的时间 主要取决于疲劳程度。疲劳程度越深,恢复所需要的时间相对越长,反之亦然。 (四)超量补偿 训练课后若安排有足够的恢复时间,在身体结构和机能重建完成后,运动中所消耗的能量等物质以及所降低 的身体机能不仅能得以恢复,而且会超过原有水平,这种现象称做“超量补偿”(over compensation phase)或 “超量恢复”(over-recovery),一般将由于超量补偿所导致的机能改善称为“训练效果”(training effect)。 产生尽可能明显的训练效果正是进行运动训练的目标。 超量补偿是评价运动训练效果的重要标准之一。 在超量恢
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复阶段,若让机体再承受与以往相同的运动负荷刺激时,机体的反应会减弱。换言之,机体能够承受更大的运动 负荷刺激,这标志着运动能力得到了改善。 超量补偿的程度决定于以下因素: ① 疲劳程度。训练课中的疲劳程度越深,运动后超量恢复现象越明显, 但在恢复期出现的时间相对越晚;反之亦然。 ② 训练课的密度。在大强度训练课后,虽然可出现比较明显的超 量恢复现象,但需要的恢复时间相对较长。若训练课与上节训练课过于接近,在机能尚未恢复时便开始训练,会 影响超量恢复的出现。 (五)消退 训练课所产生的超量恢复现象并不会永久保持。若不及时在已产生的超量恢复的基础上继续施加新的刺激, 则已经产生的训练效果经过短暂时间后又会逐渐消失, 我们将这种现象和过程称为机体对运动负荷刺激适应的消 退。因此,合理安排训练课,不仅应重视训练负荷的合理性,而且必须重视训练课后的恢复,并在出现超量恢复 后及时安排下一次训练课。 运动效果的保持时间和消退速率主要取决于超量恢复的程度, 即所出现的超量恢复现 象越明显,保持的时间相对越长。 三、运动负荷与训练效果的关系 假定对机体施加一个不变的运动负荷刺激,开始时机体的反应会比较强烈,疲劳程度也比较深。在恢复期, 机体进行结构与机能重建后,发生超量恢复现象,会使得机体对抗刺激的能力得到增强。这样,若第二次使用同 样刺激,机体反应就不如第一次强烈,疲劳程度会有所变轻,超量恢复现象不如前次明显,运动效果也会下降。 以此类推,若连续反复运用同样刺激,其运动效果势必会越来越小,直到消失。至此,机体的运动能力不再随着 继续施加这一负荷而继续提高,而只能得以保持。在此情况下,要想继续提高运动效果,只有在原有刺激的基础 上再增加负荷强度, 即所谓的超负荷(overload)。 适时适量地应用超负荷是保证身体运动机能不断增长的最重要 的训练因素。但即或以最佳方式安排超负荷,运动成绩也不会无限增长。这是因为,受遗传因素制约,每个人的 运动能力都有一个可达到的最高高度,即运动潜能。在成绩发展过程中,即便合理应用超负荷,随个体的运动能 力越来越接近其运动潜能,运动效果也会越来越小。这就是为什么在开始接受运动训练时运动成绩提高较快,而 到达高水平后会逐渐减慢,甚至停滞不前。因此,高水平运动员尽管训练负荷很大,但成绩提高很慢,甚至仅仅 能够保持。 运动负荷安排不当将对训练效果产生不良影响,主要表现在两个方面。 第一,连续应用大强度训练刺激而恢复不足。这种情况在实际训练中屡见不鲜。尽管教练员用心良苦,运动 员刻苦训练,但运动效果不佳。这时运动员身体机能的反应特点是: ① 对运动负荷刺激的耐受性越来越低,训 练课中的耐受期几乎消失,往往在训练课开始阶段就直接进入疲劳过程; ② 疲劳程度越来越深,训练课中不但 进入疲劳状态快,而且疲劳程度亦越来越深,形成疲劳堆积; ③ 不出现超量恢复,由于每次训练课都是在未安 全恢复的基础上进行,因此,恢复会越来越不完全,直至造成过度疲劳。 第二,运动负荷过小或训练频度过低。运动负荷过小,运动员机能反应很小,难于造成预期的疲劳程度,也 难于导致机体发生结构与机能重建现象,因而不能出现超量补偿,或超量补偿的程度很低,即没有取得明显的运 动效果。可见,运动负荷刺激过大虽不可取,但没有刺激就没有反应,也就没有运动能力的提高。若训练频率过 低,虽则每次训练课都可取得理想的运动效果,然而由于训练课频度过低,直至上次训练课所取得的超量恢复已 经消退才进行下次训练课,运动能力也难以得到相应提高。

第二节 超负荷原则生理学分析
一、基本概念与意义 超负荷原则(overload principle)亦称“过负荷”原则。所谓超负荷是指当运动员对某一负荷刺激基本适应 后,必须适时、适量地增大负荷使之超过原有负荷,运动能力才能继续增长。这个超过原有负荷的负荷即为超负 荷。 运动训练的目的在于通过系统地施加运动负荷,使运动员的运动能力获得不断增长。而运动能力的提高,实 质上就是对抗负荷能力的提高。这样看来,运动训练的过程意味着需要不断精心地调控训练负荷的过程。对负荷 强度的把握是训练是否有效的关键。对于超负荷理论的透彻理解与把握直接关系着: ① 每节训练课的设计,包 括负荷强度、 运动量及负荷方式等; ② 每个小周期训练的安排思路, 该小周期中各节训练课负荷的变化及搭配; ③ 减荷阶段的安排,训练周期中不同减荷阶段的安排与时间长度等; ④ 对增加负荷适应状态的评价,据此不
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断调整训练课安排; ⑤ 对运动训练效果的评定,据此改进负荷安排并修正训练计划。 二、生理学分析 超负荷原则是基于人体机能对运动负荷刺激的基本反应与适应规律而提出的。 这一规律在上一节已经进行过 比较详细的讨论。简单说来,在给机体施加一个较大运动负荷的初期,机能反应较强烈,训练效果也比较明显。 但随机体对该训练负荷的逐渐适应,机能反应便会越来越低,训练效果也越来越不明显。在此情况下若要继续提 高运动水平,则必须适度增加运动负荷,以引起新一轮次的反应及适应过程。依此周期不断循环,即为超负荷的 基本内涵。更确切地说,所谓超负荷,实质上是指循序渐进地增加负荷,使运动

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