運(yùn)動(dòng)生理學(xué)講義

1、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)生理學(xué),運(yùn)動(dòng)生理學(xué)： 是人體生理學(xué)的分支，是專門研究人體的運(yùn)動(dòng)能力和對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)與適應(yīng)過(guò)程的科學(xué)，是體育科學(xué)中一門重要的應(yīng)用基礎(chǔ)理論學(xué)科。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的任務(wù)：揭示體育運(yùn)動(dòng)對(duì)人體機(jī)能影響的規(guī)律及機(jī)理；闡明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、體育教學(xué)和運(yùn)動(dòng)健身過(guò)程中的生理學(xué)原理；指導(dǎo)不同年齡、性別和訓(xùn)練程度的人群進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)動(dòng)鍛煉，以達(dá)到提高競(jìng)技運(yùn)動(dòng)水平、增強(qiáng)全民體質(zhì)、延緩衰老、提高工作效率和生活質(zhì)量的目的。,內(nèi)容結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)生理系統(tǒng)骨骼肌生

2、理特性血液循環(huán)機(jī)能呼吸機(jī)能感覺(jué)與神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)物質(zhì)代謝與能量代謝物質(zhì)代謝能量代謝體溫,IFBB,骨骼肌生理系統(tǒng),（一）骨骼肌的物理特性伸展性：骨骼肌在受到外力牽拉或負(fù)重時(shí)可被 拉長(zhǎng)，這種特性。彈性：而當(dāng)外力或負(fù)重取消后，肌肉的長(zhǎng)度又 可恢復(fù)，這種特性。粘滯性：肌漿內(nèi)各分子之間的相互摩擦作用所 產(chǎn)生的。 可見(jiàn)骨骼肌不是一個(gè)完整的

3、彈性體，而是一個(gè)粘彈性體。,一、骨骼肌的特性,（二）骨骼肌的生理特性 興奮性：在刺激作用下可興奮的特性（電活動(dòng)）； 傳導(dǎo)性：肌細(xì)胞傳導(dǎo)興奮的特性（電活動(dòng)）； 收縮性：肌肉受刺激興奮產(chǎn)生收縮（機(jī)械活動(dòng)）。 肌肉興奮必然引起肌肉收縮，沒(méi)有興奮就不可能有收縮。興奮在前，收縮在后，兩者緊密相聯(lián)。,1、向心收縮（等張收縮） 肌肉收縮時(shí)，長(zhǎng)度縮短而張力不變的收縮。向心收縮時(shí)肌肉長(zhǎng)度縮短、起止點(diǎn)相互靠近，引起身

4、體運(yùn)動(dòng)，即向心收縮做功。 在向心收縮過(guò)程中，所謂的等張收縮是相對(duì)的如肱二頭肌收縮使肘關(guān)節(jié)屈曲。,二、骨骼肌的收縮形式,當(dāng)屈肘舉起一恒定負(fù)荷時(shí)肌肉收縮產(chǎn)生的張力隨關(guān)節(jié)角度而變化,2.等長(zhǎng)收縮（靜力收縮） 肌肉在收縮對(duì)其長(zhǎng)度不變，這種收縮稱為等長(zhǎng)收縮，又稱為靜力收縮。如體操中的“十字支撐”“直角支撐”和武術(shù)中的馬步樁 3.離心收縮（等張收縮）肌肉在收縮產(chǎn)生張力的同時(shí)被拉長(zhǎng)的收縮稱為離心收縮。如下蹲時(shí)，股四頭肌在收縮

5、的同時(shí)被拉長(zhǎng)，以控制重力對(duì)人體的作用，使身體緩慢下蹲，起緩沖作用。再如搬運(yùn)重物時(shí)，將重物放下，以及下坡跑和下樓梯等也需要肌肉進(jìn)行離心收縮。,4.等動(dòng)收縮 在整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉以恒定的速度，且肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力量始終與阻力相等的肌肉收縮稱為等動(dòng)收縮。等動(dòng)收縮和等張收縮具有本質(zhì)的不同。肌肉進(jìn)行等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)都能產(chǎn)生最大的肌張力，等張收縮則不能。此外，等動(dòng)收縮的速度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，理論和實(shí)踐證明，等動(dòng)練習(xí)是

6、提高肌肉力量的有效手段。,,等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉都產(chǎn)生最大張力,骨骼肌不同收縮形式的比較,1.力量同一塊肌肉，在收縮速度相同的情況下，離心收縮可產(chǎn)生最大的張力。離心收縮產(chǎn)生的力量比向心收縮大50%左右，比等長(zhǎng)收縮大25%左右。原因：①是牽張反射，肌肉受到外力的牽張時(shí)會(huì)反射性地引起收縮。在離心收縮時(shí)肌肉受到強(qiáng)烈的牽張，因此會(huì)反射性地引起肌肉強(qiáng)烈收縮。②是離心收縮時(shí)肌肉中的彈性成分被拉長(zhǎng)而產(chǎn)生阻力，同時(shí)肌肉中的可收縮成分也產(chǎn)

7、生最大阻力。,2.肌肉酸疼,很早就發(fā)現(xiàn)，肌肉做退讓工作時(shí)容易引起肌肉酸疼和損傷。近來(lái)研究表明，大負(fù)荷肌肉離心收縮比向心收縮更容易引起肌肉酸疼和肌纖維超微結(jié)構(gòu)以及收縮蛋白代謝的變化,離心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最明顯，向心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最不明顯,三、骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn),1、絕對(duì)力量與相對(duì)力量 絕對(duì)肌力：某肌肉做最大收縮產(chǎn)生的張力。絕對(duì)肌 力和肌肉橫斷面有關(guān)。反應(yīng)肌肉力量大 小，

8、不反應(yīng)每條肌纖維力量大?。?相對(duì)肌力：肌肉單位橫斷面積所具的肌力。反應(yīng)每 條肌纖維力量的大小。 絕對(duì)力量：整體情況，一個(gè)人所能舉起的最大重 量。一般體重越大絕對(duì)力量越大； 相對(duì)力量：每公斤體重的肌肉力量（更好評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng) 員的力量素質(zhì)）。,第四節(jié) 肌纖維類型與運(yùn)動(dòng)能力,一、肌纖維類型劃分,IFBB,肌纖維紅色的為紅肌，象長(zhǎng)途飛行的鴿子胸肌是紅肌，家雞的胸肌呈白色的為

9、白肌。這種紅白肌之分，主要和肌纖維內(nèi)肌紅蛋白含量的多少相關(guān)。,二、肌纖維特性,3.肌纖維類型與疲勞 不同類型的肌纖維抗疲勞能力不同。右圖比較了人的快肌纖維和慢肌纖維的抗疲勞特性。以每秒180º的角速度重復(fù)完成最大用力伸膝運(yùn)動(dòng)時(shí)…… 由此可以認(rèn)為和慢肌纖維相比，快肌纖維在收縮時(shí)能產(chǎn)生較大的力量，但容易疲疲勞。,,快肌纖維和慢肌纖維與疲勞的關(guān)系,運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員（MUI）：運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同類型運(yùn)動(dòng)單

10、 位參與活動(dòng)的次序和程度。 高耐克實(shí)驗(yàn)：以較低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，慢肌纖維先被動(dòng) 員；以較高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，快肌纖維先被動(dòng)員。高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)快肌纖維被募集的程度明顯高于慢肌纖維。,三、運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員（運(yùn)動(dòng)單位募集）,IFBB,最大收縮：MUI達(dá)最大水平，肌肉力量隨收縮時(shí)間　　　 　 延長(zhǎng)而下降，但MUI基本不變； 次最大收縮（50％最大收縮）：肌肉張力基本不 變，但MUI逐漸升高。,運(yùn)動(dòng)員肌纖維類型： ⑴短時(shí)

11、間大強(qiáng)度項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員快肌纖維百分比占優(yōu)勢(shì) ⑵耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員慢肌纖維百分比占優(yōu)勢(shì) ⑶速度耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員兩類肌纖維分布接近相等肌纖維類型爭(zhēng)論： ⑴ 自然選擇：先天遺傳決定； ⑵ 訓(xùn)練適應(yīng)：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可肌纖維類型改變。,四、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)肌纖維的影響,二、血液,一、血液的組成 1．血細(xì)胞與血漿 2．血液與體液 二、血液的功能 1. 維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定作用 2．運(yùn)輸作用 3．調(diào)節(jié)作用4．防御和保護(hù)作用

12、三、 運(yùn)動(dòng)對(duì)血量的影響 （一）成年人總血量：體重的7%——8%。約每公斤體重70——80毫升 （二）失血 一次失血﹤總血量的10%，對(duì)生理可無(wú)明顯影響，失血可分別從組織液、血漿、紅骨髓處補(bǔ)充；如超過(guò)30%，可出現(xiàn)血壓降低，需及時(shí)輸血補(bǔ)充血量。 （三）運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：耐力性項(xiàng)目（長(zhǎng)時(shí)間，強(qiáng)度較低）：血量增加最為顯著。變化亦最為顯著。,循環(huán)生理系統(tǒng),循環(huán)系統(tǒng)是使血液或淋巴在其中循環(huán)的密閉管系，可分為心血管系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)。心血管系

13、統(tǒng)由心臟、動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管組成，里面流動(dòng)的是血液。淋巴系統(tǒng)由淋巴管和淋巴器官組成，里面流動(dòng)的是淋巴。,一、心臟的一般結(jié)構(gòu) 心臟有四個(gè)腔室，在心臟右側(cè)為右心房和右心室，左側(cè)為左心房和左心室。 在心房和心室之間有房室瓣。右邊是三尖瓣，左邊是二尖瓣，每一心室和大動(dòng)脈之間有半月瓣，右心室和肺動(dòng)脈之間是肺動(dòng)脈瓣，左心室和主動(dòng)脈之間是主動(dòng)脈瓣。瓣膜的功能是保證血流在心臟內(nèi)朝著一個(gè)方向流動(dòng)，防止血液逆流。,三、循環(huán)生理系統(tǒng),心率：每

14、分鐘心臟搏動(dòng)的次數(shù),正常變動(dòng)范圍：60-100次/分年齡差異：新生兒的心率可達(dá)130次/分以上，隨著年齡增長(zhǎng)，心率逐漸減緩，到15-16歲時(shí)，已接近成年人水平。性別差異：女性心率>男性,高3-4次/分。體質(zhì)差異：弱>強(qiáng) 訓(xùn)練良好的耐力運(yùn)動(dòng)員，安靜時(shí)心率較慢。最大心率(次/分)=220-年齡(歲)心率實(shí)踐意義：了解循環(huán)系統(tǒng)機(jī)能的簡(jiǎn)單易行指標(biāo)。在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中常用心率來(lái)反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和生理負(fù)荷量，并用于運(yùn)動(dòng)員的自我監(jiān)督或

15、醫(yī)務(wù)監(jiān)督。,血壓：指血管內(nèi)的血液對(duì)單位面積血管壁的 側(cè)壓力(壓強(qiáng))。 (一)動(dòng)脈血壓的形成：,(二)動(dòng)脈血壓的正常值,收縮壓：心室收縮時(shí)， 動(dòng)脈血壓的最高值 90-14OmmHg舒張壓：心室舒張時(shí)動(dòng)脈血壓的最低值。 60-9OmmHg脈搏壓或脈壓：收縮壓和舒張壓之差。 30-4OmmHg,一、物質(zhì)代謝,二、能量代謝,三、體 溫,第二節(jié) 物質(zhì)與能量代謝,概 述,物質(zhì)代謝：人體與其周圍環(huán)境之

16、間不斷進(jìn)行的物質(zhì)交換過(guò)程。能量代謝：機(jī)體內(nèi)物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用。,一、主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的代謝,(一)糖代謝1．人體的糖貯備及其供能形式 人體內(nèi)糖類主要是糖原及葡萄糖，通過(guò)食物獲得。單糖被吸收進(jìn)入血液后，一部分合成肝糖原；一部分隨血液運(yùn)輸?shù)郊∪夂铣杉√窃A存起來(lái)；一部分被組織直接氧化利用；另一部分維持血液中葡萄糖的濃度。因而，人體的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖為中心，使之處于一種動(dòng)態(tài)平衡

17、。葡萄糖是人體內(nèi)糖類的運(yùn)輸形式，而糖原是糖類的貯存形式。,,2.糖在體內(nèi)的分解代謝,(1)糖酵解,,糖酵解與乳酸生成,(2)有氧氧化,,糖的有氧氧化途徑,進(jìn)行一次性長(zhǎng)時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)時(shí)，以補(bǔ)充高糖類食物作為促力手段，需在運(yùn)動(dòng)前3天或更早些時(shí)間臨時(shí)食用。在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中，如馬拉松比賽，可以通過(guò)設(shè)立途中飲料站適量補(bǔ)糖。運(yùn)動(dòng)前或賽前補(bǔ)糖可采用稍高濃度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。運(yùn)動(dòng)中或賽中補(bǔ)糖應(yīng)采用濃度較低的糖溶液(5

18、%-10%)，有規(guī)律地間歇補(bǔ)充，每20分鐘給15-20克糖。 注:在比賽前1H不要補(bǔ)糖，以免因胰島素效應(yīng)反而使血 糖降低。,3.運(yùn)動(dòng)與補(bǔ)糖,(二)脂肪代謝,1.人體的脂肪貯備人體脂肪的貯存量很大，約占體重的10%-20%。一般認(rèn)為，最適宜的體脂含量為：男性為體重的12%-18%，女性為16%-26%。2.脂肪在體內(nèi)的分解代謝脂肪在脂肪酶的作用下，分解為甘油及脂肪酸，然后再分別氧化成二氧化碳和水，同時(shí)，釋放出大量能量

19、，用以合成ATP。在氧供應(yīng)充足時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，脂肪可破大量消耗利用。,3.脂肪代謝與運(yùn)動(dòng)減肥,運(yùn)動(dòng)減肥通過(guò)增加人體肌肉的能量消耗，促進(jìn)脂肪的分解氧化，降低運(yùn)動(dòng)后脂肪酸進(jìn)入脂肪組織的速度，抑制脂肪的合成而達(dá)到減肥的目的。 減肥的方式：一是參加運(yùn)動(dòng)，二是控制食物攝入量。選擇較適宜的運(yùn)動(dòng)方式，提倡采用動(dòng)力型、大肌肉群參與的有氧運(yùn)動(dòng)，如步行、跑步、游泳、騎自行車、“迪斯科”舞蹈等運(yùn)動(dòng)，均可以有效地降低體脂水平。水中運(yùn)動(dòng)減肥為近年來(lái)提倡的減肥方

20、式。水中運(yùn)動(dòng)已發(fā)展到在水中行走、跑步、跳躍、踢水、水中球類游戲等多種運(yùn)動(dòng)。,4.減肥運(yùn)動(dòng)量的設(shè)定,適宜：每周減輕體重0.454公斤(1磅) 上限：每周減輕體重0.908公斤(2磅) 具體措施為：運(yùn)動(dòng)頻度：每周運(yùn)動(dòng)3-5次運(yùn)動(dòng)時(shí)間：每次持續(xù)30-60分鐘運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度：刺激體脂消耗的“閾值”， 即50%-85%VO2max或55%-85%最大心率。,(三)蛋白質(zhì)代謝,1．蛋白質(zhì)在體內(nèi)的代謝 2.關(guān)于蛋白質(zhì)的補(bǔ)充問(wèn)題

21、成人最低生理需要量約為30-45克/天或0.8-1克/公斤體重。生長(zhǎng)發(fā)育期的青少年由于組織增長(zhǎng)及再建的需要，蛋白質(zhì)的需要量為2.5-3克/公斤體重。運(yùn)動(dòng)員的蛋白質(zhì)供給量比普通人高，目前認(rèn)為我國(guó)運(yùn)動(dòng)員為1.2-2克/公斤體重，優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員蛋白質(zhì)補(bǔ)充量每日1.3-1.6克/公斤體重，耐力性運(yùn)動(dòng)中，即使糖類足以供應(yīng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)中所需能量，膳食中蛋白質(zhì)的補(bǔ)充量也應(yīng)達(dá)到1.5-1.8克/公斤體重。,運(yùn)動(dòng)中能源物質(zhì)的動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)開始時(shí)機(jī)體首先分解

22、肌糖原，持續(xù)運(yùn)動(dòng)5-10分鐘后，血糖開始參與供能。 脂肪在安靜時(shí)即為主要供能物質(zhì)，在運(yùn)動(dòng)達(dá)30分鐘左右時(shí)，其輸出功率達(dá)最大。 蛋白質(zhì)在運(yùn)動(dòng)中作為能源供能時(shí)，通常發(fā)生在持續(xù)30分鐘以上的耐力項(xiàng)目。隨著運(yùn)動(dòng)員耐力水平的提高，可以產(chǎn)生肌糖原及蛋白質(zhì)的節(jié)省化現(xiàn)象。,二、能量代謝,(一)基礎(chǔ)代謝的概念基礎(chǔ)代謝：指基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。所謂基礎(chǔ)狀態(tài)是指人體處在清醒、安靜、空腹、室溫在20-25ºC條件下?；A(chǔ)代謝率：指單位時(shí)間內(nèi)的

23、基礎(chǔ)代謝。,,（二）基礎(chǔ)代謝的計(jì)算方法（約占總代謝60%—75%）：男性：(13.7×體重kg)＋(5×身高cm)－(6.8×年齡)＋66女性：(9.6×體重kg)＋(1.8×身高cm)－(4.7×年齡)＋655不同運(yùn)動(dòng)量總熱量攝入：不運(yùn)動(dòng)者：基礎(chǔ)代謝率×1.2輕微運(yùn)動(dòng)者：基礎(chǔ)代謝率×1.375中等運(yùn)動(dòng)者：基礎(chǔ)代謝率×1.55大

24、運(yùn)動(dòng)量：基礎(chǔ)代謝率×1.725專業(yè)運(yùn)動(dòng)員或重體力勞動(dòng)者：基礎(chǔ)代謝率×2,(三)影響能量代謝的因素,1.肌肉活動(dòng)2.情緒影響3.食物的特殊動(dòng)力作用4.環(huán)境溫度,（四）三個(gè)能源系統(tǒng)的特征,1.磷酸原系統(tǒng) ATP → ADP+Pi+E CP+ADP → C+ATP特點(diǎn)：無(wú)氧代謝；供能速度極快； 能源：CP； ATP生成很少； 肌中貯量少，最大強(qiáng)度運(yùn)

25、動(dòng)持續(xù)供能時(shí)間6-8秒； 用于短跑或任何高功率、短時(shí)間活動(dòng),,2.酵解能系統(tǒng),肌糖元+ADP+ Pi →乳酸+ ATP特點(diǎn)：無(wú)氧代謝；供能速度快； 能源：肌糖元； ATP生成有限； 終產(chǎn)物乳酸可導(dǎo)致肌肉疲勞； 用于2-3’的最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),3.氧化能系統(tǒng),糖脂肪 +ADP+Pi+O2 →CO2+H2O +ATP蛋白質(zhì)特點(diǎn)：有氧代謝；供能速度慢；

26、 能源：糖、脂肪、蛋白質(zhì)； 沒(méi)有導(dǎo)致疲勞的副產(chǎn)品； 用于耐力或長(zhǎng)時(shí)間的活動(dòng),,,三、體 溫,一、正常人體溫度 體溫：指機(jī)體深部的平均溫度，即體核溫度。意義：體溫的相對(duì)恒定是機(jī)體新陳代謝和一切生命活動(dòng)正常進(jìn)行的必需條件。 體溫過(guò)高、過(guò)低都會(huì)影響酶的活性，導(dǎo)致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如：,T ＜ 22℃→心跳停止；T ＞ 43℃→酶變性而死亡;T = 27℃→低溫麻

27、醉。,(一)體溫的測(cè)定,測(cè)定的常用部位包括口腔、直腸和腋窩。直腸溫度：正常值為36.9-37.9ºC口腔溫度：約比直腸低0.3ºC腋窩溫度：約比口腔溫度低約0.4ºC。習(xí)慣上，常采用方便的測(cè)定部位即口腔及腋窩。,(二)影響體溫的因素,1.晝夜節(jié)律,,一般是清晨2～6h時(shí)最低，下午2～8h最高，波動(dòng)幅度一般不超過(guò)1℃。,2.性別差異,3.年齡差異 4.肌肉活動(dòng) 5.其他,,⑴成年女子體

28、溫平均比男子高0.3℃。⑵女子體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生周期性變動(dòng)。排卵日最低（約1℃）。,二、體溫調(diào)節(jié),(一)產(chǎn)熱過(guò)程1.產(chǎn)熱量人體安靜狀態(tài)下的產(chǎn)熱量一般高于基礎(chǔ)代謝25%，而運(yùn)動(dòng)時(shí)的產(chǎn)熱量最多可比安靜時(shí)增加l0-20倍。2.產(chǎn)熱部位安靜狀態(tài)時(shí)，主要是內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，主要是骨骼肌,(二)散熱過(guò)程,1.散熱途徑四個(gè)途徑:(1)皮膚散發(fā)大多數(shù)熱量；(2)經(jīng)呼吸道蒸發(fā)散發(fā)小部分熱量；(3)隨尿、糞排泄散發(fā)(4)通過(guò)加溫冷空氣

29、、冷食物而散發(fā)少量熱量。皮膚散熱是人體最主要的散熱途徑。,有氧運(yùn)動(dòng)心率范圍的科學(xué)計(jì)算：,1、初級(jí)公式：針對(duì)健康狀況較差的人群。目標(biāo)心率=（200-年齡）*（60%-80%）60%-70%主要用于減脂；70%-80%主要用于提高心肺功能2、普通公式：針對(duì)普通人群。目標(biāo)心率=（220-年齡）*（60%-80%）60%-70%主要用于減脂；70%-80%主要用于提高心肺功能3、卡福能公式：針對(duì)身體素質(zhì)較高的人群。目標(biāo)心率=