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运动生理学 课件 第一节学科简介 一 生理学1 生理学 研究生物体基本功能及活动规律的科学 2 人体生理学 研究人体基本功能及活动规律的科学 3 运动生理学 研究在体育活动影响下人体功能变化及活动规律的科学 二 运动生理学的任务1 在认识人体生命活动规律的基础上 揭示运动对人体机能影响及机理 阐明运动训练 体育教学和运动健身过程中的生理学原理 2 指导不同年龄 性别和训练程度的人群进行科学训练和锻炼 三 运动生理学的研究方法 一 研究水平1 整体水平 是从整体角度研究运动对人体的影响 例如 在剧烈运动时 人体机能都发生了哪些变化 各系统机能之间是如何协调的等 2 器官 系统水平主要研究运动对某些器官或系统的影响 例如 研究运动时的心率和血压变化等 3 细胞 分子水平主要研究运动对细胞内各亚微结构及生物分子的影响 有关运动与线粒体 生物膜 收缩蛋白 血红蛋白 DNA RNA等 二 研究方法1 实验的分类 根据实验对象的不同可将实验分为人体实验和动物实验 根据实验的进程可将实验分为急性实验和慢性实验 根据实验观察的水平可将实验分为整体 器官 细胞 分子水平等 根据实验的场所又可分为运动现场实验和实验室实验等 2 动物实验 常将动物实验分为急性实验和慢性实验 3 人体实验 常用的人体试验有运动现场实验和实验室实验 第二节生命活动的基本表现 一 新陈代谢 一 概念 生物体不断地与周围环境进行物质和能量交换的过程 二 类型 1 分解代谢 2 合成代谢 三 意义 物质代谢和能量代谢是新陈代谢过程中的两个方面 新陈代谢是生物体存在的最基本特征 二 应激性 一 概念 机体或一切活组织对环境条件变化发生反应的能力或特性 二 刺激 能引起可兴奋组织产生反应的环境变化 三 反应 指组织接受刺激后所发生的变化过程 一般分为兴奋过程和抑制过程 三 兴奋性 一 兴奋 可兴奋组织接受刺激后产生的可传播的 伴有电活动变化的反应过程 二 概念 可兴奋组织接受刺激后产生兴奋的能力和特性 三 可兴奋组织 接受刺激后能产生动作电位的组织 如神经 肌肉 腺体等 四 应激性与兴奋性的异同 1 相同点 即二者都包含者刺激与反应的关系 2 不同点 1 组织的范畴不同 应激性组织包括所有组织 而兴奋性组织仅指可兴奋组织 2 反应的形式不同 兴奋活动必然要产生电活动 而应激活动可以不产生电活动 也可以产生包括细胞的电变化 因此 具有兴奋性的组织必然具有应激性 而具有应激性的组织不一定具有兴奋性 四 适应性在环境的影响下 生物体逐渐形成的一种与之相适应的 适合自身生存的反应模式 生物体所具有的这种与适应环境的能力称为适应性 五 生殖生物体生长发育到一定阶段后 能够产生与自己相似的子代个体 这种功能称为生殖 第三节人体与环境 一 外环境1 自然环境变化将对人体产生刺激 引起人体产生应激性或适应性变化 2 社会环境的影响包括社会因素和心理因素 它通过神经系统特别是大脑皮层 通过心理过程起反应 二 内环境和稳态 一 内环境由细胞外液组成的细胞生存环境称为内环境 即细胞外液的总称 二 稳态1 概念 内环境的理化因素 如温度 渗透压 酸碱度 各种离子浓度等经常保持相对稳定状态 2 稳态的含义 1 细胞外液理化特性总在一定水平上保持相对稳定 2 这个恒定状态并不是固定不变的 故稳态是一个相对稳定状态 第四节人体生理机能的调节 通常将调节方式分为神经调节 体液调节和自身调节三种 一 神经调节 一 概念 通过神经系统的活动对机体功能进行的调节 它在整个调节中起主要作用 二 特点 迅速 准确 三 方式 反射 反射是指在中枢神经系统的参与下 机体对刺激产生的规律性反应 四 结构基础 反射弧 包括感受器 传入神经 中枢 传出神经和效应器五个环节 二 体液调节 一 概念 通过体液中化学物质的作用对机体功能进行的调节方式 二 特点 缓慢 持久和广泛 三 方式 内分泌调解 局部体液调解 四 与神经调节的关系 体液调节是神经调节的一个环节 相当于神经调节的效应器 故称为神经 体液调节 三 自身调节 一 概念 指组织细胞自身对刺激产生适应性反应的过程 二 特点 调节幅度小 灵敏度低 四 生理机能的整体调控 一 非自动控制系统 指单一的反射过程 它的特点是 调控信息只能通过反射弧从感受器传到效应器 而效应器的信息不能反作用于中枢 二 反馈式控制系统 由效应器上的感受装置返回的信息作用于中枢 使中枢调整其发出指令的现象就是反馈 作业 1 比较神经调节 体液调节和自身调节的作用 特点及意义 2 试述内环境 稳态及其意义 3 论述生命活动的基本表现形式 4 试述学习运动生理学的意义小结 1 概括生命活动的基本表现形式及其意义 总结生命活动的本质 2 总结不同机能调节方式的作用及意义 举例说明运动过程中人体机能调节的特点及意义 3 举例说明学习运动生理学的意义 第一章骨骼肌 第一节骨骼肌收缩的机理 一 肌纤维的微细结构 复习 一 肌原纤维每条肌原纤维全长都呈现有规则的明暗交替横纹 因此骨骼肌也称为横纹肌 肌原纤维由粗 细两种肌丝按一定规律排列而成 两Z线之间构成肌小节 是肌肉收缩与舒张的基本功能单位 二 肌管系统肌管系统是指包绕在每一条肌原纤维周围的管状结构 它由横管系统和纵管系统组成 三 肌丝的分子组成1 粗肌丝 由肌球蛋白组成 2 细肌丝 由肌动蛋白 原肌球蛋白和肌钙蛋白组成 二 肌肉的收缩过程 一 肌丝滑行学说由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下向A带中央滑动 结果相邻的各Z线互相靠近 肌小节的长度变短 从而导致肌原纤维以至整条肌纤维和整块肌肉缩短 二 肌纤维的兴奋 收缩耦联1 概念 肌细胞膜产生动作电位过程与引起肌丝滑行过程之间的中介过程称为2 步骤 1 动作电位通过小管系统传到肌细胞内部 2 三联管处的信息传递 终池把大量的Ca2 释放到细胞质中 Ca2 与细丝中的肌钙蛋白结合 最终导致肌丝滑行 3 肌质网对Ca2 再回收肌质网膜上有钙泵 当肌浆中Ca2 浓度升高时 钙泵将肌浆中的Ca2 逆浓度差回收到肌浆网中 肌浆中Ca2 浓度降低 Ca2 与肌钙蛋白分离 粗细丝分离 最终引起肌肉舒张 第二节细胞的生物电现象 一 静息电位 一 概念 安静时存在于细胞膜内外的电位差 二 特点 是膜外为正 膜内为负 三 产生的机理1 离子学说 细胞内外各种离子分布是不均匀的 细胞膜对各种离子的通透具有选择性 2 产生的机理 K 外移 故又称为K 平衡电位 二 动作电位 一 概念 可兴奋细胞受刺激时在静息电位的基础上产生的可传播的电位变化过程 二 波形 1 膜内电位由 90mV上升到0mV的过程称为去极化 即膜电位的消失过程2 膜内电位由0mV上升到 30mV的过程称为反极化 3 膜内电位由 30mV又恢复到静息电位的过程称为复极化 三 特点 1 全或无 现象 2 不衰减性传导 3 脉冲式 4 内正外负 四 产生机理 Na 顺电化学梯度内流 故又称为Na 的平衡电位 五 意义 兴奋的指标 三 动作电位的传导 一 传导 动作电位在同一细胞上的传播 二 传递 在两个细胞之间的传播 三 形式 局部电流 四 神经冲动 沿神经纤维传导的动作电位 四 细胞间的兴奋传递 一 神经肌肉接头的结构神经肌肉接头处由接头前膜 接头后膜和接头间隙三部分组成 二 神经肌肉接头的兴奋传递1 过程 轴突末稍去极化 Ca2 进入突触小体 突触小泡与突触前膜融合 破裂 释放经递质 神经递质与受体结合 引起突触后膜对K Na 通透性提 突触后膜去极化 产突触后电位 引发细胞膜产生动作电位 2 特点 1 单向传递 2 时间延搁 3 易受环境变化的影响 4 1对1传递 3 模式 电 化学 电的传递 第三节骨骼肌的特性 一 肌肉的物理特性1 伸展性 肌肉在外力的作用下可被拉长的特性叫伸展性 2 弹性 当拉长肌肉的外力取消后 肌肉又能恢复原状的特性叫弹性 3 粘滞性 肌肉被拉长或撤消力后回弹的难易程度 肌肉是一个粘弹性体 二 肌肉的生理特性 一 生理特性 1 兴奋性 骨骼肌受到刺激后能产生兴奋的特性 2 收缩性 肌肉兴奋后能够产生缩短反应的特性 二 引起兴奋的刺激条件1 刺激强度 1 阈强度 又叫阈值 引起组织产生兴奋的最小刺激强度 2 阈刺激 引起组织产生兴奋的最小强度的刺激 3 阈上刺激 阈下刺激 2 刺激时间要使组织兴奋 刺激必须持续足够的时间 3 刺激强度变化率三 单收缩和强直收缩 一 单收缩1 概念 肌肉接受单一刺激产生一次收缩 2 单收缩曲线 肌肉收缩分为三个时期 即潜伏期 收缩期和舒张期 二 强直收缩1 概念 给予肌肉一系列彼此间隔很短刺激而发生持续性的缩短状态 2 类型 1 不完全强直收缩 2 完全强直收缩 第四节肌肉收缩的形式和影响因素 一 肌肉收缩的形式 一 缩短收缩1 概念 肌肉收缩所产生的张力大于外加阻力时 肌肉缩短的一种收缩形式 缩短收缩时肌肉起止点靠近 又称向心收缩 2 特点 肌肉做正功 3 类型 1 非等动收缩 又称等张收缩 在整个收缩过程中负荷是恒定的 由于关节角度的变化 引起肌肉收缩力与负荷不相等 收缩速度也变化 2 等动收缩是通过专门的等动练习器来实现的 在整个关节范围内肌肉产生的张力始终与负荷相同 肌肉能以恒定速度进行收缩 二 拉长收缩1 概念 肌肉收缩力小于外力时 肌肉被拉长的收缩形式 又称离心收缩 2 特点 肌肉做负功 三 等长收缩1 概念 当肌肉收缩力等于或小于外力时 肌肉收缩长度不变的收缩形式 2 特点 作功为零 二 影响肌肉收缩的主要因素 一 前负荷1 概念 肌肉收缩前加在肌肉上的负荷 它使肌肉在收缩前处于一定的拉长状态 2 前负荷与肌肉张力的关系 在一定范围内 前负荷越大 肌肉收缩的初长度越长 肌肉收缩时产生的张力越大 3 最适初长度 引起肌肉产生最大收缩力的初长度 二 后负荷1 概念 肌肉开始收缩时所拉动的负荷或克服的阻力 2 后负荷与肌肉张力的关系 在一定范围内 后负荷越大 肌肉收缩时产生的张力越大 但肌肉开始收缩的速度减小 三 肌肉收缩能力肌肉收缩能力是指肌肉本身的收缩能力 内因 三 肌肉的做功 功率和机械效率 一 肌肉的做功 包括外功和内功 人体运动时既作外功有作内功 但通常所讲的肌肉作功 主要是指肌肉作的外功 即机械功 二 肌肉的功率即 肌肉收缩的爆发力 三 肌肉的机械效率肌肉收缩时消耗的能量被转变为功和热 人的机械效率一般为25 30 第五节骨骼肌纤维的类型与运动 一 骨骼肌纤维的分类1 按照肌纤维的颜色 红肌 白肌 2 按肌肉收缩速度 慢肌 ST 快肌 FT 3 依据肌原纤维ATP酶组织化学染色法 型 型 a b c三种亚型 4 根据肌肉的收缩速度及代谢特征 慢 氧化型 快 糖酵解型 快 氧化 糖酵解型 二 肌纤维类型的形态学 生理学和代谢特征 一 形态学特征肌纤维类型的形态学特征 二 生理学特征1 收缩速度 肌肉中如果快肌纤维的百分比较高 肌肉的收缩速度较快 2 肌肉力量 快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位 3 抗疲劳性 慢肌纤维抗疲劳的能力比快肌纤维强得多 三 代谢特征慢肌纤维中的线粒体多而大 有氧代谢酶活性高 因而有氧代谢能力强 快肌中的无氧代谢酶活性高 因而快肌纤维的无氧代谢能力较慢肌纤维高 四 运动单位募集1 运动单位 一个 运动神经原和受其支配的肌纤维所组成的收缩单位 2 运动单位募集 运动过程中不同类型运动单位参与活动的次序和程度 三 骨骼肌纤维的类型与运动的关系 一 运动员的肌纤维类型1 时间短 强度大的运动项目的运动员 快肌纤维百分比大 2 耐力性运动项目的运动员 慢肌纤维百分比大 3 对有氧能力和无氧能力需求均较高的运动员其两类肌纤维分布接近 二 训练对肌纤维的影响1 运动训练对肌纤维类型的转变的影响 遗传学派 训练 适应学派 2 运动训练对肌纤维的面积和数量的影响 肌纤维增粗 即肥大 肌纤维数目增多 3 训练对肌纤维代谢特征的影响 1 训练对肌纤维有氧能力的影响 2 训练对肌纤维无氧能力的影响 3 训练对肌纤维影响的专一性 即训练所引起的肌纤维的适应性变化 作业 1 名词解释 阈强度 强制收缩 前负荷 后负荷 2 试述肌纤维的兴奋 收缩耦联过程及其影响因素 3 举例说明影响肌肉收缩的主要因素 4 论述快肌和慢肌纤维的生理 生化特点及其与运动实践的关系 小结 1 总结肌纤维收缩的过程 机理及其影响因素 2 举例说明肌肉各种收缩形式的特点及其在体育运动实践中的应用 3 根据肌纤维与运动之间的关系 分析肌纤维在运动选材中的意义 第二章血液与运动 第一节概述 一 体液 一 概念 组成人体的水分和溶解在水中各种物质的总称 成人体液约占体重的60 70 二 组成 细胞内液 约占体重的40 左右 细胞外液 约占体重的20 二 血量 一 概念 存在于循环系统中全部血液的容量 二 比例 正常人血量约占体重的7 8 每千克体重约有70 80ml血液 每千克体重的血量男子比女子多 幼儿比成年人多 肥胖者少于正常人 三 组成 循环血量 储存血量 四 血量相对稳定 人体内血量比较恒定 其变动范围不超过10 三 血液的组成 一 血浆 无形成分 占血液总量50 60 二 血细胞 有形成分 占血液总量40 50 包括红细胞 白细胞和血小板 三 红细胞比容 或称为压积 红细胞占全血容积的百分比 健康成年男子红细胞比容约为40 50 女子约为37 48 四 血液的机能 一 维持内环境的相对稳定 二 运输机能1 运输气体 2 运输营养 3 运输代谢产物 4 运输热量 三 参与调节激素随血液循环运送到相应的靶细胞 以调节其机能活动 四 防御与保护机能1 白细胞 吞噬分解作用 细胞防御 2 血浆中免疫物质 免疫 化学防御 3 血小板 凝血和止血 保护作用 第二节血液的理化特性 一 血液的颜色 比重及粘滞性 一 颜色 决定于血红蛋白的含量 以及血液含氧量的多少 二 密度 血液的密度主要决定于红细胞的数量 其次决定于血浆蛋白的浓度 三 粘滞性1 产生原因 血液内部各种物质的分子或颗粒之间的摩擦而产生阻力 2 影响因素 红细胞的数量及血浆蛋白的含量 二 渗透压 一 概念 水分子通过半透膜 从浓度较低的溶液向浓度较高的溶液渗透所产生的压力 二 影响因素 溶液的浓度 三 正常值 正常人血浆的渗透压约为770kPa 5776mmHg 四 血浆渗透压的组成 1 晶体渗透压 2 胶体渗透压 五 血浆渗透压的作用 1 血浆晶体渗透压 维持血细胞及其它组织细胞正常机能活动的重要条件 2 血浆胶体渗透压 维持机体水平衡 六 等渗溶液 与血浆渗透压相等的溶液称为等渗溶液 其大小相当于0 9 NaCI 生理盐水 或5 葡萄糖溶液 高渗溶液 低渗溶液 三 酸碱度 一 正常pH值 7 35 7 45 平均为7 40 人体耐受的最大pH值变化范围为6 9 7 8 二 PH值相对稳定的原因 血液中含有数对具有抗酸和抗碱作用的物质 称为缓冲对 三 缓冲对 NaHCO3 H2CO3 Na2HPO4 NaH2PO4 Na 蛋白质 H 蛋白质等 四 碱储备 100ml血浆中碳酸氢钠的含量 第三节血细胞 一 红细胞 一 数量和功能1 数量 男子 4 0 5 5 1012 L 平均5 0 1012 L 女子 3 5 5 0 1012 L 平均为4 2 1012 L 2 机能 1 运输O2和CO2 2 缓冲血液的酸碱度 二 血红蛋白1 含量 男子 约为120 160g L 女子约为110 150g L 2 作用 1 运输O2和CO2 2 缓冲血液的酸碱度 三 红细胞的生成1 红细胞的生成 原始血细胞 原始红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 网织红细胞 成熟的红细胞 2 原料 1 蛋白质 2 铁 3 成熟因子 1 维生素B12 2 叶酸 4 调节因子 1 促红细胞生成素 2 雄性激素 5 条件 机体缺氧所致 四 血型1 概念 血细胞特异凝集原的类型 2 血型系统 人体具有二十几种彼此独立的血型系统 如ABO Rh P MNSs等 3 ABO血型系统 ABO血型系统中的凝集原和凝集素 4 鉴定 依据A凝集原 抗A凝集素 凝集反应 B凝集原 抗B凝集素 凝集反应 血型的鉴定 注 表示有凝集 表示无凝集 二 白细胞 一 数量 正常人血液中白细胞总数为 4 0 10 0 109 L平均为7 0 109 L 二 分类1 颗粒白细胞 嗜中性粒细胞 嗜碱性粒细胞及嗜酸性粒细胞 2 无颗粒白细胞 淋巴细胞和单核细胞 正常人白细胞分类记数和主要功能 三 白细胞的机能白细胞的主要机能是保护机体 抵抗外来微生物的侵害和免疫作用 1 吞噬细胞 吞噬细胞依靠吞噬活动消除异物 参与炎症反应 2 免疫细胞 淋巴细胞被侵入体内的异物刺激后 能产生特异性抗体或局部细胞反应 三 血小板 一 数量 正常成年人血小板的正常值为 100 300 109 L 二 血小板的机能1 促进止血 2 加速凝血 凝血过程包括三个阶段 第一阶段 凝血酶原激活物的形成 第二段 凝血酶原转变成凝血酶 第三阶段 纤维蛋白原转变成纤维蛋白 其具体过程是 Ca2 凝血因子 血小板因子凝血酶原激活酶凝血酶原激活酶 Ca2 凝血酶原凝血酶凝血酶 Ca2 纤维蛋白原纤维蛋白 第四节运动与血液 一 运动与血量血量包括循环血量和储存血量 运动过程中 储存血液被迅速释放出来加入循环血中 从而增加循环血量 运动时一般人大约可增加10 而运动员可增加20 30 以上 1 短时间大强度运动 血细胞容量和血浆容量均明显增加 而且血液出现浓缩性变化 该变化可能与储存血液释放有关 2 长时间耐力性运动 循环血液中红细胞总数变化不大 血容量变化情况由血浆水分转移而定 若血浆水分从毛细血管渗出到组织液或排出体外 血浆容量将减少 血液浓缩 反之 血浆容量增加 血液稀释 二 运动与红细胞及血红蛋白长期运动训练 对运动员单位体积红细胞数量影响不大 甚至有所下降 但是 运动员红细胞总数较一般人有明显增加 尤其是耐力性项目运动员 其增加幅度更加明显 增加15 三 运动与白细胞肌动白细胞增多 分为三个时相 即淋巴细胞时相 中性粒细胞时相和中毒时相 1 淋巴细胞时相的特点是白细胞总数略有增加 淋巴细胞增加明显 但中性粒细胞有所下降 2 中性粒细胞时相的特点是白细胞总数明显增加 中性粒细胞增加明显 淋巴细胞减少 3 中毒时相分为两个阶段 再生阶段和变质阶段 再生阶段的特点是白细胞总数大大增加 嗜酸性粒细胞消失 变质阶段的特点是白细胞总数开始减少 作业 1 名词解释 内环境 渗透压 碱储备 2 试述血液的机能 3 试述机体维持酸碱度相对稳定的机理和途径 4 论述运动与血液之间的关系 小结 1 总结血液的作用及其在运动中的作用 2 举例说明血液血红蛋白在体育运动实践中的应用 3 概括运动对血液的影响及其可能的原因 第三章循环与运动 第一节心肌的生理特性 一 自动节律性 一 概念 心肌能够自动地 按一定节律产生兴奋的能力或特性 二 起搏点 窦房结 三 窦性心律 以窦房结为起搏点引起心脏的节律性变化 窦性心率的正常范围在60 100次 分之间 若超过100次 分称为窦性心动过速 慢于60次 分 称为窦性心动过缓 二 传导性 一 概念 心肌细胞传导兴奋的能力或特性 二 组成 心脏的传导系统和心肌纤维 心脏的特殊传导系统包括 窦房结 房室结 房室束和浦肯野氏纤维 三 途径 窦房结 房室结 房室束 左 右束支 浦肯野纤维网 心室肌 四 特点 传导速度快 原因是机能合胞体及特殊传导系统 五 意义 心房肌或心室肌产生同步型收缩 三 兴奋性 一 概念 心肌细胞具有对刺激产生兴奋的能力或特性 二 特点 有效不应期特别长 三 意义 不发生强直收缩 四 收缩性 一 机理 心肌细胞和骨骼肌细胞一样 二 特点 1 不发生强直收缩 2 全或无 式的收缩 3 对细胞外的Ca2 有明显的依赖性 第二节心脏的泵血功能 一 心动周期与心率 一 心动周期 心房或心室每收缩和舒张一次 二 心率 每分钟心脏搏动的次数 正常人安静时 心率约在60 100次 分之间 三 心率的意义 1 了解循环系统机能的指标 2 反映运动强度和生理负荷量 四 最大心率 220 年龄 二 心脏的泵血过程和机理 一 心室收缩与射血过程1 等容收缩期 2 快速射血期 3 减慢射血期 二 心室舒张与充盈过程1 等容舒张期 2 快速充盈期 3 减慢充盈期 三 心电图 体表心电图 一 概念 在一个心动周期中 由窦房结发出的兴奋按一定的途径和时程 依次传向心房和心室 并通过心脏周围的导电组织和体液反映传导到到体表 用引导电极置于肢体或身体的一定部位记录出来的心脏电变化曲线图 二 意义 心电图反映心脏兴奋的产生 传导和恢复过程中的生物电变化 三 心电图中各波形及其间期的生理意义 1 P波 表示左右心房兴奋除极时所产生的电变化 2 QRS 波群 表示左右心室兴奋除极化所产生的电变化 3 T波 表示心室复极化过程中的电变化 4 P R P Q 间期 表示心房除极化开始到心室除极化开始所需要的时间 5 Q T间期 表示心室开始兴奋除极化到全部复极化所需的时间 6 S T段 表示心室除极完毕 复极尚未开始 各电极之间无电位差 四 心脏泵功能的评定 一 心输出量1 每搏输出量 左心室每次收缩所射出的血量 简称搏出量 2 射血分数 每搏输出量占心室舒张末期的容积百分比 3 每分输出量 左心室每分钟射出的血量 通常所说的心输出量是指每分输出量 4 心指数 空腹 安静状态下每平方米体表面积计算的心输出量 5 心力贮备 心输出量随机体代谢需要而增长的能力 包括心率贮备和搏出量贮备 6 心脏作功量 二 影响心输出量的因素1 影响搏出量 1 前负荷 心室充盈量 2 后负荷 动脉血压 3 心肌收缩能力 2 心率的影响在一定的范围内 心率与心输出量呈正变关系 第三节血管生理 一 血管的结构和功能特点 一 主动脉和大动脉 称为弹性贮器血管 二 小动脉 微动脉 称为阻力血管 三 毛细血管 称交换血管 四 静脉血管 称为容量血管 二 动脉血压 一 概念 在血管内流动的血液对血管壁的侧压力 二 动脉血压的形成1 血管内有足够的血液充盈 2 心脏收缩射血 3 外周阻力 4 大动脉弹性 三 动脉血压的正常值1 收缩压 心室收缩时 动脉血压的最高值 为13 3 16 0kPa 100 120mmHg 2 舒张压 心室舒张时 动脉血压的最低值 为8 0 10 6kPa 60 80mmHg 3 脉搏压或脉压 收缩压与舒张压之差 为4 0 5 3kPa 30 40mmHg 4 平均动脉压 约等于舒张压 1 3脉压 安静时 如果血压持续高于21 3 12 6kPa 160 95mmHg 即可认为是高血压 在18 6 12 0与21 3 12 6kPa之间 140 90 160 95mmHg 为临界高血压 血压持续在12 0 6 6kPa 90 50mmHg 以下者 则是低血压 四 影响动脉血压的因素1 每搏输出量 SV 主要影响收缩压 2 心率 HR 主要影响舒张压 3 外周阻力 R 主要影响舒张压 4 主动脉和大动脉的弹性 具有缓冲动脉血压的作用 5 循环血量与血管容积的比例 主要影响体循环平均充盈压 三 影响静脉回流因素1 心肌收缩力量 2 呼吸运动 3 体位改变4 骨骼肌的挤压作用 第四节心血管活动的调节 一 神经调节 一 心脏的神经支配1 心交感神经及其作用 心交感神经末梢释放的递质是去甲肾上腺素 NE 它对心脏有兴奋作用 可使心率加快 心肌收缩力量加强 2 心迷走神经及其作用 心迷走神经末梢释放的递质是乙酰胆碱 Ach 它对心脏有抑制作用 可使心率减慢 心肌收缩力量减弱 二 血管的神经支配1 交感缩血管神经 神经末梢释放的递质是去甲肾上腺素 2 舒血管神经神经纤维的末梢都释放乙酰胆碱 三 心血管中枢1 延髓心血管中枢 延髓是心血管的基本中枢 包括心交感中枢和心迷走中枢 2 延髓以上的心血管中枢 在延髓以上的脑干部分 间脑和大脑存在高级中枢 四 心血管反射1 减压反射 1 感受器 颈动脉窦和主动脉弓的血管外膜下 分别称为颈动脉窦压力感受器和主动脉弓压力感受器 2 机理 动脉血压升高 颈动脉窦和主动脉弓的 经窦神经和迷走神经 延髓后 心迷走中枢的活动加强 心交感中枢和交感缩血管中枢活动减弱 心脏的活动减弱 血管外周阻力降低 从而使动脉血压下降 3 意义 保持动脉血压的相对稳定 4 特点 减压反射是一种典型的负反馈调节 2 化学感受性反射 当血液缺氧 CO2或H 浓度升高 刺激颈动脉体和主动脉体的化学感受器 窦神经和迷走神经传入延髓 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 3 本体感受性反射 反射性地引起心率加快 血压升高 二 体液调节 一 肾上腺素 E 和去甲肾上腺素 NE 可使心率加快 心肌收缩力量加强 心输出量增加 血压升高 对外周血管的作用可使皮肤 肾脏 肠胃等内脏的血管收缩 而使骨骼肌和肝脏中的血管及冠状血管舒张 二 肾素 血管紧张素 肾脏的肾旁器细胞可分泌一种蛋白水解酶 称为肾素 肾素进入血液后可将血浆中的血管紧张素原转变成有活性的血管紧张素 第五节运动与血液循环 一 一次性运动时血液循环功能的变化 一 心输出量的变化 心率加快 心肌收缩力加强 因此心输出量增加 二 各器官血流量的变化 各器官的血流量进行重新分配 三 动脉血压的变化1 动力性运动 收缩压升高 舒张压变化不大或降低 脉压增大 2 静力性运动 血压升高 舒张压升高显著 二 运动训练对心血管系统的影响 一 窦性心动徐缓1 概念 由训练而引起的安静心率减慢现象 2 原因 迷走神经作用相对加强 交感神经的作用相对减弱的结果 3 特点 窦性心动徐缓是可逆的 二 运动性低血压长期耐力训练可出现安静时血压减低的现象 一般收缩压可降到11 3 14 0kPa 85 105mmHg 舒张压可降到5 3 8 0kPa 40 60mmHg 脉压不变或加大 三 运动性心脏增大1 特点 外形丰实 收缩力强 心力贮备高 2 原因 对抗超负荷刺激的一种生物学适应 即蛋白质合成大于分解 3 对不同性质的运动训练具有专一性适应 1 静力及力量性运动以心肌增厚为主 2 耐力性运动以心室容积增大为主 四 心血管机能改善心血管机能动员快 恢复快 机能反应小 进行最大强度运动时 运动员心力贮备大 三 测定心率和血压在运动实践中的意义 一 心率1 基础心率 清晨基础状态下的心率 2 安静心率 空腹不运动状态下的心率 3 意义 1 评定心脏功能 身体机能及运动能力 2 控制运动强度 二 血压1 晨起卧床血压 运动疲劳恢复程度 2 定量负荷前后血压 心血管系统机能 3 运动训练时 心血管机能对运动负荷的适应情况 作业 1 名词解释 心指数 摄血分数 心力储备 自动节律性 血压 2 试述心肌的生理特性 3 论述评价心脏泵血功能的指标及其意义 4 影响动脉血压的因素 5 论述运动训练对心血管系统的影响 6 试述心率 血压在运动实践中的应用 小结 1 比较分析骨骼肌细胞和心肌细胞的异同点 2 在总结评价心脏功能指标的基础上 介绍评价心脏泵血功能的方法 3 举例分析心率在体育运动实践中的应用 4 总结分析运动与心血管系统之间的关系 第四章呼吸与运动 第四章呼吸生理 一 概念 机体与外界环境之间进行气体交换的过程 二 呼吸的过程 1 外呼吸 2 气体在血液中的运输 3 内呼吸 第一节肺的通气功能 一 肺通气的动力学 一 呼吸运动1 概念 胸腔节律性扩大与缩小的活动 2 动力 1 原动力 呼吸肌的舒缩活动 2 直接动力 肺内压与大气压之差 3 呼吸肌 1 吸气肌 膈肌 肋间外肌 2 呼气肌 肋间内肌和腹壁肌 4 类型 1 平静呼吸 特点吸气是主动的 呼气是被动的 2 用力呼吸 特点吸气和呼气都是主动的 二 呼吸过程中肺内压的变化1 概念 肺泡腔内的气体压力 2 变化 吸气时肺内压低于大气压 呼气时肺内压高于大气压 三 呼吸过程中胸内压的变化1 概念 胸膜腔内的压力 2 正常值 小于大气压 故称为胸内负压 3 原因 肺回缩力 胸内压 肺内压 肺回缩力4 胸内负压的生理意义 1 使肺泡维持扩张状态 维持正常呼吸 2 促进静脉血液与淋巴液的回流 二 肺通气功能的评价 一 肺容量1 潮气量 2 补吸气量 3 补呼气量 4 余气量 5 功能余气量 6 肺活量 7 时间肺活量 二 肺通气量1 每分通气量 每分钟吸入或呼出的气体总量 其数值等于潮气量与呼吸频率的乘积 2 最大通气量 每分钟所能吸入或呼出的最大气量 反映肺通气的最大能力 3 肺通气贮量百分比 肺通气贮量 VEmax VEr VEmax 100 4 肺泡通气量 肺泡通气量 潮气量 生理无效腔气量 呼吸频率 次 分 5 氧通气当量 每分通气量与每分摄氧量的比值 VE VO2 约为24 6L 0 25L 第二节气体交换和运输 一 气体交换 一 气体的动力 气体分压差 二 影响气体交换的因素1 影响肺换气的因素 1 气体扩散速率 2 呼吸膜的通透性和面积 3 肺通气血流比值 V Q 2 影响组织换气的因素 1 气体扩散速率 2 组织换气膜的通透性和面积 3 组织血流量 二 气体在血液中的运输少量的气体以物理溶解的方式进行运输 大量的气体以化学结合的方式进行运输 一 氧的运输1 基本概念 1 氧容量 每100ml血液中血红蛋白所能结合的最大氧量 2 氧含量 每100ml血液中血红蛋白实际结合的氧量 3 血氧饱和度 血液氧含量占氧容量的百分数 4 氧利用率每100ml动脉雪流经组织时所释放的O2占动脉血氧含量的百分数 5 氧脉搏组织从搏出量血液中摄取的氧量 2 氧离曲线 1 概念 血氧饱和度随PO2的变化而变化的曲线 2 意义 反映了血氧饱和度随PO2的变化而变化的特征 3 特征 4 影响氧离曲线的因素氧分压 PCO2 pH和温度的影响 3 氧气的运输过程少量的氧气以物理溶解的方式进行运输 1 5 大量的氧气以化学结合的方式进行运输 98 5 Hb O2 HbO2 二 二氧化碳的运输少量的CO2以物理溶解的方式进行运输 6 大量的CO2以化学结合的方式进行运输 94 1 形式氨基甲酸血红蛋白 占7 2 形成碳酸氢盐 占87 第三节呼吸的调节 一 呼吸中枢呼吸基本中枢位于延髓 二 呼吸的反射性调节 一 机械感受器反射1 肺牵张反射 肺扩张或缩小而引起呼吸的反射性变化 称肺牵张反射 该反射的感受器分布于支气管和细支气管的平滑肌 其意义是阻止吸气过深过长 促使吸气转为呼气 2 呼吸肌本体感受器反射 由呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化 该反射的感受器是肌梭 意义是随着呼吸肌负荷的增加而相应地增加呼吸运动 这在克服气道阻力上起重要作用 二 化学感受器反射化学感受器通常分为外周化学感受器和中枢化学感受器 外周化学感受器是指颈动脉体和主动脉体 中枢化学感受器位于延髓腹外侧 对H 浓度的变化敏感 对PO2的变不敏感 1 CO2对呼吸的影响 CO2对中枢化学感受器的作用较强 对外周化学感受器的作用较弱 CO2是维持正常呼吸不可缺少的体液因子 2 缺O2对呼吸的影响 O2供应不足可直接抑制呼吸中枢活动 轻度缺氧时反射效应优势 引起呼吸加强 3 H 对呼吸的影响 H 对中枢化学感受器的作用较弱 对外周化学感受器的作用较强 但它的总效应比CO2弱 第四节运动与呼吸 一 运动时呼吸的变化和调节 一 一次性运动时呼吸的变化1 运动时每分通气量的增加主要是潮气量的增加 当运动强度增加到一定程度时 则主要依靠呼吸频率的增加 2 在一定范围内每分通气量与运动强度呈线性相关 若超过这一范围 每分通气量的增加幅度将明显大于运动强度的增加 3 定量负荷运动时 通气量的增加规律类似于饱和曲线的形式 即先快速增加 再缓慢增加 最后达到一个平稳水平 二 一次性运动时呼吸的调节1 神经调节 运动前的通气量增大是赛前状态生理机能变化之一 运动开始后通气量快速增加的因素为 大脑皮质发出两路指令 一路指令使肌肉收缩 另一路到达呼吸中枢 引起呼吸增强 肌肉活动时 引起本体感受器兴奋增加 反射性地引起呼吸增强 2 体液调节主要是指PCO2 PO2及pH的作用 在中 轻度运动时 由于它们的浓度变化较小 因此起作用较小 但在大强度运动时 作用明显增加 三 训练对呼吸的影响1 肺通气效率提高 2 最大通气量增加 3 氧通气当量下降 氧的摄取效率高 二 运动中的氧供应与氧消耗 一 需氧量1 概念 人体为维持某种生理活动所需要的氧量 通常以L min为单位 2 正常值 成人安静时的每分需氧量约为0 25L min 3 总需氧量 完成某项运动总共所需要的氧量 二 摄氧量 耗氧量 VO 1 概念 单位时间内人体实际消耗或利用的氧量 通常以L min为单位 2 正常值 约为0 25L min 其数值与需氧量一致 3 最大摄氧量 进行较长时间剧烈运动时 人体每分钟所能摄取的最大氧量 1 单位 绝对值 L min 升 分 相对值 ml kg min 毫升 千克 分 2 决定最大摄氧量的生理学基础A 心脏泵血功能 是影响VO2max的中心限制因素 B 肌肉利用氧的能力 是影响VO2max的外周限制因素 3 正常值 一般人2 3L min 运动员4 6L min 4 意义 A 评价有氧耐力 B 评价有氧训练效果 C 运动选材 三 无氧阈1 乳酸阈 人体在渐增负荷运动中 血乳酸浓度随负荷的增加而增加 当运动强度达到某一负荷时 血乳酸浓度急剧上升 这个急剧上升的起点 乳酸阈对应的血乳酸平均浓度约为4mmol L 其变化范围大约在1 4 7 5mmol L之间 对应的运动强度大约在55 85 VO2max 2 通气阈 在渐增负荷运动中 肺通气量 二氧化碳排出量等指标发生非线性上升的转折点 3 意义 1 评定运动员的耐力水平 2 制定训练强度 3 制定运动处方 4 评价有氧训练效果 作业 1 名词解释 呼吸 胸内压 时间肺活量 最大通气量 最大摄氧量 无氧阈 2 试述评价肺通气功能的指标及其意义 3 论述氧气和二氧化碳的运输过程 4 试述最大摄氧量及无氧阈在运动实践中的应用 小结 1 总结呼吸的过程及其影响因素 2 分析影响血液运输的因素 3 总结最大摄氧量及无氧阈在体育运动实践中的应用 4 针对不同运动项目 分析总结运动与呼吸之间的关系 第五章消化与吸收 第一节消化 一 概念 食物在消化道中被分解的过程 二 消化的形式 一 机械性消化 指通过消化道肌肉的活动 将食物磨碎 和消化液混合 推动食物向消化道远端推送的过程 二 化学性消化 指通过消化腺分泌的各种消化液中的消化酶将大分子物质分解为小分子物质的过程 三 消化管平滑肌的一般特性 一 消化管平滑肌的兴奋性较骨骼肌为低 二 在体外适宜的环境中仍能进行节律性收缩 但其收缩缓慢 节律性远不如心肌规则 三 经常处于微弱的持续收缩状态 即具有紧张性 四 有较大的伸展性 五 对电刺激不敏感 但对于牵张 温度和化学刺激很敏感 四 消化液的一般作用 一 稀释食物 以利于消化吸收 二 改变消化腔内的pH值 使之适应于消化酶的需要 三 水解复杂的食物成分使之便于吸收 四 保护消化管粘膜 防止物理性和化学性损伤 五 各器官消化简述 一 口腔内消化1 唾液的主要作用有 1 湿润与溶解食物 2 保护口腔作用 可消除口腔中的残余物质 3 唾液中的溶菌酶还有杀菌作用 4 唾液淀粉酶 可将淀粉分解为麦芽糖 2 机械消化 1 咀嚼 2 吞咽 3 化学消化 淀粉分解为麦芽糖 二 胃内的消化1 胃液及其作用 1 胃液 盐酸 胃蛋白酶原 粘液 2 胃液的主要作用 盐酸具有杀菌作用 盐酸能激活胃蛋白酶原 胃蛋白酶能水解食物中的蛋白质 粘液有保护胃粘摸的作用 有助于小肠消化液的分泌及小肠对铁和钙的吸收 2 机械消化 1 胃的运动 蠕动 容受性舒张 紧张性收缩 3 胃的排空 食物由胃进入十二指肠的过程 4 化学消化 蛋白质被分解成蛋白石和蛋白胨 三 小肠内消化1 小肠内的液体 1 胰液胰液是由胰腺分泌的消化液 其作用有 胰淀粉酶可使淀粉分解为麦芽糖 麦芽糖再被分解为葡萄糖 胰脂肪酶可使脂肪分解为脂肪酸和甘油 胰蛋白酶可使蛋白质分解为氨基酸 2 胆汁胆汁由肝细胞生成 其主要作用有 乳化作用 促进脂肪吸收 能促进维生素A D E K的吸收 3 小肠液小肠液主要由小肠内肠腺分泌 小肠腺分泌的酶只有肠致活酶 能激活胰蛋白酶原 从而有利于蛋白质的吸收 2 小肠的机械消化 紧张性收缩 分节运动 蠕动 四 大肠内的消化人类大肠没有复杂的消化活动 大肠的主要功能在于吸收水分 同时为消化后的残余物质提供暂时储存场所 大肠内粘膜分泌大肠液 主要作用是保护肠粘膜和润湿作用 特有的机械消化是集团运动 一 吸收概念 食物经过消化后透过消化道粘膜进入血液或淋巴的过程 二 吸收的部位 一 胃内只吸收酒精和少量水分 二 小肠是吸收的主要部位 三 小肠内主要营养物质的吸收及方式 一 无机盐的吸收 二 无机盐的吸收 1 Na 的重吸收可达95 99 2 食物中的Fe3还原为Fe2 后 才能被吸收 3 食物中的Ca2 仅有一小部分被吸收 二 糖 脂肪和蛋白质的吸收1 糖类的吸收形式是单糖 葡萄糖 2 蛋白质的吸收形式是氨基酸 3 脂肪的吸收形式是脂肪酸和甘油一酯等 第二节吸收 第三节肌肉运动对消化和吸收机能的影响 一 轻缓的肌肉运动如散步等 可以促进消化器官的血液循环 适度加深的呼吸运动及膈肌腹肌活动对消化器官起到一定的按摩作用 能促进消化和吸收 二 剧烈的肌肉活动 可使骨骼肌血管扩展 血流量增加 内脏血管收缩 血流量减少 消化液的分泌量明显下降 导致消化力减弱 作业 1 名词解释 消化 吸收 2 论述食物在消化道内的消化形式 3 论述运动与消化之间的关系 小结 1 总结食物的消化过程 2 总结食物在消化道内的吸收过程及形式 第六章物质和能量代谢及体温 第一节能量代谢 一 能量代谢 体内伴随物质的代谢过程而发生的能量释放 转移 贮存和利用的过程 二 基础代谢 人体在清醒 安静 空腹 室温在20 25 条件下的能量代谢 三 基础代谢率 单位时间内的基础代谢 常以kJ m2 h来表示 四 影响能量代谢的因素 一 肌肉活动 肌肉活动时耗氧量增加 消耗能量增加 因而能量代谢率增高 二 精神活动 精神紧张状态下 能量代谢率可显著增高 其原因是骨骼肌张力增高 交感神经兴奋 儿茶酚胺释放刺激代谢活动增加有关 三 食物的特殊动力效应 由食物引起人体产生额外热量的现象 进食蛋白质额外增加的产热量可达30 左右 糖类和脂肪的可增加产热量约为10 而混合食物可使产热量增加19 四 环境温度 在20 30 的环境最为稳定 当环境温度低于20 时 代谢率开始有所增加 在10 以下 代谢率便明显增加 当环境温度达到30 40 时 代谢率又会逐渐增加 五 人体运动时的能量供应与消耗 一 运动时的供能物质ATP CP 糖 脂肪和蛋白质 其中 ATP是骨骼肌收缩的直接能源 二 人体运动的供能形式1 磷酸原系统 又称ATP CP系统 CP ADP ATP C2 糖酵解供能系统 又称乳酸能系统 糖原 ADP Pi 乳酸 ATP3 氧化供能系统 又称为有氧供能系统 糖类 或脂肪 O2 CO2 H2O ATP 三 能源系统与运动能力1 不同运动项目的能量供应 运动中不存在绝对的单一能源系统的供能 1 速度性项目 磷酸原系统为主 2 长时间耐力性项目 以氧化能系统为主 3 速度 耐力性项目 以糖酵解供能系统为主 2 运动中能源物质的动员运动开始时机体首先分解肌糖原 持续运动5 10min后 血糖开始参与供能 随着运动时间继续延长 肝糖原分解补充血糖 当运动达30min左右时 脂肪的输出功率达最大 在运动持续30min以上的耐力项目中 蛋白质方参与供能 第二节体温及其调节 一 人的正常体温及生理波动 一 正常体温1 概念 身体深部的平均温度 2 正常值 直肠温度的正常值为36 9 37 9 口腔温度平均比直肠低0 3 腋窝温度又比口腔温度低约0 4 二 体温的生理波动1 昼夜的波动 日节律性 清晨2 00 6 00体温最低 午后13 00 18 00最高 不超1 其原因是生物钟的调节 2 性别 3 年龄 儿童由于基础代谢率较高 体温也略高于成人 老年人则略低于成人 4 肌肉活动 肌肉活动时代谢增强 产热量因而增加 结果可导致体温升高 二 人体的产热和散热 一 产热过程产热部位 安静时大脑及内脏产热占机体总产热量的80 左右 骨骼肌占20 左右 进行运动时 总产热量增加 骨骼肌是主要的产热器官 二 散热过程1 散热途径 1 由皮肤散发大多数热量 2 经呼吸道蒸发散发小部分热量 3 随尿液 粪便排泄散发一部分热量 4 加温冷空气 冷饮 冷食 2 皮肤散热的主要形式 1 辐射散热 2 传导散热 3 对流散热 4 蒸发散热 三 体温的调节体温调节是生物自动控制系统的实例 下丘脑体温调节中枢 四 运动中体温的变化及调节运动中体温适度升高的作用 1 提高神经系统的兴奋性 2 降低肌肉的粘滞性 加快肌肉收缩速度 3 加快肌肉血流速度和血流量 4 促进红细胞氧合血红蛋白的解离及二氧化碳的交换 作业 1 名词解释 基础代谢 体温 2 论述不同运动项目能量代谢的特点 3 论述影响能量代谢的因素 小结 1 总结不同运动项目能量代谢的特点 原因及其影响因素 2 总结运动过程中体温的变化的特点及其意义 3 在总结不同能量代谢系统特点的基础上分析发展不同代谢系统的方法 第七章排泄 2019 12 20 103 可编辑 第七章排泄 一 排泄 人体在新陈代谢过程中产生的代谢产物 多余的水分和进入人体的各种异物经血液循环运送到排泄器官并排出体外的过程 二 排泄的途径 1 肾脏 2 呼吸器官 3 皮肤 4 消化道 第一节肾脏的结构和血液循环 一 肾单位和集合管每个肾单位包括肾小体和肾小管两部分 肾小体包括肾小球和肾小囊 肾小管包括近球小管 髓袢和远球小管三部分 集合管在结构和功能上和远球小管密切相关 二 肾脏的血液循环 一 血流量大 二 两次小动脉 三 两套毛细血管网 第二节尿的生成过程 一 肾小球的滤过作用 一 概念 循环血液经过肾小球毛细血管时 血浆中的水和小分子溶质 通过滤过膜进入肾小囊内的过程 滤液也称原尿 二 影响肾小球滤过作用的因素 1 滤过膜的通透性和滤过面积2 有效滤过压 肾小球毛细血管压 血浆胶体渗透压 肾小囊内压 三 肾血浆流量 二 肾小管和集合管的重吸收重吸收方式 1 主动重吸收指滤液中的溶质逆电 化学梯度通过肾小管上皮细胞进入血液的过程 如葡萄糖 氨基酸 钠 钾 钙等 2 被动重吸收滤液中的溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细胞进入血液的过程 三 肾小管和集合管的分泌作用肾小管 集合管上皮细胞新陈代谢的产物分泌到小管液的过程 第三节肾脏的作用 一 维持水平衡 1 改变血浆晶体渗透压 2 改变血容量 二 维持酸碱平衡 排酸保碱 三 生成生物活性物质 第四节运动对肾脏机能的影响一 尿量正常人一昼夜尿量约为1 5L 运动后尿量的变化主要受气温 运动强度 运动持续时间 泌汗和饮水量等因素影响 二 运动性蛋白尿1 概念 因运动而引起的尿中出现蛋白的现象称为运动性蛋白尿 2 原因 多数人认为是由于运动负荷使肾小球滤过膜的通透性改变而引起的 但对通透性改变的解释却不一致 运动性蛋白尿受运动项目 运动员个体差异 运动量及强度 年龄和环境及人体机能状态