运动生理学邓树勋、王健、乔德才主编(第二版)-课件(PPT演示).ppt

运动生理学 本科 教学要点 绪论重点 运动生理学的基础概念 一 任务 研究对象与方法1 概念 运动生理学 是研究人体在一次运动练习 急性运动 或反复运动 长期运动训练或长期锻炼 中的功能发展变化规律的科学 2 学习运动生理学的任务 1 人体功能活动发生变化和产生这些功能变化的原因 2 合理健身 科学教学和训练 3 评价各项功能的测试方法以及教 科研 3 研究对象 正常人体 内容是在运动中的反应和适应 4 研究方法 1 人体实验和测定法 运动现场测定 易受各种因素的影响 实验训练法 按照一定的研究目的而设计 功能测定与评定 按不同人群 在同一条件下进行的功能测定 2 动物实验法 二 运动生理学在健身和竞技中的应用 一 运动生理学在健身领域中的应用以前主要体现在对人体在运动中的应激反应 运动时肌肉收缩与心肺功能等方面的研究应用 现在逐渐发展到针对不同人群 如 儿童 老人 孕期等人群 及特殊个体 慢性疾病患者等人体 进行科学健身指导的健身运动处方研制 二 运动生理学在竞技领域的应用主要体现在机能疲劳与恢复 运动营养补剂 运动选材 训练监控等方面的应用 三 运动生理学的若干基本概念 一 稳态与调节1 内环境 是指机体内的细胞外液 如 血浆 淋巴液 组织液等 2 稳态 是指机体能在一定的环境变化范围内保持机体内环境的相对稳定 如 温度 酸碱度 O2与CO2分压差 渗透压等的相对稳定 要保持内环境的稳态和对环境的适应必须由人体内的三种调节机制相应调整才能完成 即 神经调节 体液调节以及器官 组织 细胞的自身调节 二 兴奋与兴奋性1 兴奋 是指活组织在刺激的作用下所产生的一种可传播的 伴有电活动变化的反应过程 常见能兴奋的组织是肌肉 神经 腺体等 不能兴奋的组织主要有骨组织 毛发等 2 兴奋性 组织能够产生兴奋的能力或特性 叫兴奋性 3 刺激 能引起机体兴奋的各种因子叫刺激 最小值称阈刺激或阈强应 各种刺激必需具备三个条件 强度 时间 强度与时间的变化率 三 反应与适应1 反应 是指在不同的环境或运动条件刺激下 细胞或机体的内部代谢和外部表现所发生的暂时性 应答性功能的变化 2 适应 是指机体随其所生存环境的变化而发生相应变化的能力与特性 四 反馈与前馈1 反馈 是指机体在机能调节过程中 调节系统与被调节的器官之间存在着环形的闭合联系 称反馈调节或反馈作用 分为 正反馈和负反馈 2 前馈 是指预先发出纠正信号 使调节具有预见性 第一章运动的能量代谢重点 1 肌肉收缩时的能量代谢 2 体育运动与三种供能系统间的关系 一 基础常识1 新陈代谢是生命活动的最本特征 包括同化作用与异化作用两方面 2 能量代谢 在人体进行新陈代谢过程中 在进行物质代谢的同时伴随着能量的释放 转移和利用 称为能量代谢 3 ATP 三磷酸腺苷或称腺苷三磷酸 是细胞内能量的获得 转换 储存和利用等环节的关系纽带 在分解代谢时 动物细胞主要在线粒体获取转换的能源物质ATP ATP是一种既是能量受体又是能量供体的物质 二 ATP的分解释能与生成和稳态1 ATP的分解释能反应式 ATP ADP Pi E 能量 2 ATP的生成和稳态ATP的代谢水解产物ADP AMP Pi是再合成ATP的效应剂 首先是CP PCr 磷酸肌酸 的高能磷酸键转移至ADP合成ATP 其次是糖的无氧酵解和有氧氧化的合成ATP 一旦细胞中的ATP合成不能满足生命活动的需要 机体会迅速出现疲劳状态 能量反应方式如下 CP PCr ADP C 肌酸 ATP糖在无氧条件下 ADP Pi 乳酸 ATP糖或脂肪在有氧条件下 O2 ADP Pi CO2 H2O ATP 三 生命活动的能量来源1 糖 机体所需能量的50 70 来自糖 1g糖在体内完全氧化可释放约4kcal 体内糖的存在形式主要有血糖 肌糖原和肝糖原三种 其来源一是食物供给 二是体内的糖异生 2 脂肪 脂肪是细胞能量的主要储存形式 1g脂肪在体内完全氧化可释放约9 5kcal 3 蛋白质 1g蛋白质在体内完全氧化大约释放4 3kcal的热量 注 1kcal 4 184kJ 1KJ 0 239Kcal四 能量代谢 一 基础代谢1 概念 基础代谢 BMR 是指人体在清醒 静卧 空腹和20 左右的环境温度等条件下的能量代谢率 2 计算方法基础代谢BMR KJ 体表面积BSA 基础代谢率BMR KJ 1 h 1 24 h 我国体表面积 0 00607 身高 cm 0 0127 体重 kg 0 0698国际通用公式 0 0061 身高 cm 0 0128 体重 kg 0 1529我国正常人的BMR平均值如下 单位 KJ 1 h 1 年龄 11 1516 1718 1920 3031 4041 5050以上男性 195 5193 4166 2157 8158 7154 1149 1女性 172 5181 7154 1146 4142 4142 4138 6 二 人体的总能量代谢1 概念 1 氧热价 营养物质氧化时 每消耗1L的氧所产生的热量 称该物质的氧热价 2 呼吸商 RQ 把机体在同一时间内产生的CO2与消耗的O2量的比值称为呼吸商 即 RQ CO2 O2 2 计算方法第一步 先算呼吸商 查表 得出氧热价第二步 用耗氧量 氧热价 产热量3 三种能源物质的参数比较 能源物质氧热价 KJ L 1 呼吸商糖20 91 00脂肪19 70 71蛋白质18 80 80 三 运动时的能耗量计算方法公式一 能耗量 E 相对代谢率 RMR 1 2 基础代谢率 BMR 体表面积 BSA 60 T min 单位 kcal注 相对代谢率 RMR 运动时净能耗量 基础代谢率也可用心率计算 男 RMR 0 072 心率 5 608 女 RMR 0 065 心率 4 932 公式二 能耗量 E 运动强度 METs 1 3 5 体重 kg 200 运动时间 min 单位 kcal 五 能量代谢对急性运动的反应 一 三大供能系统1 ATP CP供能系统 又称磷酸原供能系统 ATP在骨骼肌里的含量仅约25mmol kg干肌 运动时ATP的浓 度不会出现较大的变化幅度 一般仅降低30 40 CP含量约为70 80mmol kg干肌 CP分解速率快 6 8妙就能迅速耗竭 2 糖酵解供能系统运动骨骼肌对氧的需求不能满足时 就要靠糖在无氧的条件下酵解来提供或补充能量供给 这一供能过程的功能输出低于磷酸原系统 但再合成ATP的总量高于前者 由于供能的同时会产生乳酸 抑制糖酵解酶的活性 使ATP的再合成逐渐变缓 机体将很快出现疲劳 3 有氧氧化供能系统糖或脂肪在有氧的情况下合成ATP供能 有氧代谢的功率输出最低 但能提供的能量最多 因而可以长时间运动 二 急性运动中能量代谢的整合1 急性运动时 各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出现 而是相互协调 整合 共同满足运动需要 2 任何一项运动项目 有氧和无氧代谢系统都要提供一定的ATP 只不过提供的比例不同 三 各项运动代谢供能的百分比 看课本149页 六 能量代谢对慢性运动的适应长期从事某一类运动训练或运动锻炼 会使体内对这类运动需求高的能源物质储备提高外 还能使其系统的能量代谢的调节能力和运动后恢复过程的代谢能力也相应加强 其使机体内这一能量系统比其他能量系统更发达 那么这一系统供能占优势的人对这类运动也就更加适应 作业 分析比较三种基本能量系统的特点 第二章肌肉的活动重点 肌肉的特性 类型与运动能力 一 肌肉的特性1 肌肉的基本单位是肌纤维 每块肌肉都是一个器官 2 肌肉的物理特性 1 伸展性 外力作用 被拉长 2 弹性 外力消失 恢复原态 3 粘滞性 分子之间的相互摩擦产生的阻力 注 肌肉的物理特性受温度影响 3 肌肉的生理特性 1 兴奋性 在刺激的作用下 产生兴奋 阈强度 是指在一定刺激作用时间和强度 时间变化率下 引起组织细胞兴奋的最小刺激强度 又称阈值 这种临界强度称阈刺激 阈刺激与时间和变化速率呈反比关系 2 收缩性 由于兴奋而产生的收缩现象 二 肌肉的收缩形式肌肉的动力来源于收缩 表现出长度或 和张力的变化 实现肌肉的收缩与舒张 这一过程主要包括兴奋在神经 肌肉接点的传递 肌肉兴奋 收缩耦联和肌细胞的收缩与舒张这三环节 三 肌肉工作的特征肌肉的工作分为动力性和静力性两种形式 一 动力性工作1 缩短收缩 又称向心收缩 肌肉收缩所产生的张力大于外加阻力 肌肉缩短 消耗能量做正功 绕骨杠杆做向心运动 实现各种加速动作或位移运动 分为非等动收缩 等张收缩 和等动收缩 等速收缩 两种形式 1 非等动收缩 等张收缩 由于受到关节杠杆因素的影响 关节角度不同 所需产生克服外界阻力也不相同 如肱二头肌在关节角度为115 120 时最大 关节角度为30 时最小 2 等动收缩 等速收缩 是指随着关节角度的变化 外界阻力也随着改变 始终保持肌肉克服外界的张力恒定不变 2 拉长收缩 又称离心收缩 肌肉收缩所产生的张力小于外力时 肌肉被拉长 消耗能量做负功 绕骨杠杆做离心运动 起着制动减速和克服重力等 二 静力性工作1 等长收缩 肌肉收缩所产生的张力等于外力时 肌肉长度不变 消耗能量不做功 起支持 固定和保持某一姿势的作用 四 肌肉收缩的力学特征 1 肌肉收缩的张力与速度关系 呈反比 2 肌肉收缩的长度与张力关系 产生最大的张力需要适宜的初长度 3 影响肌肉力量的主要因素 1 单个肌纤维的收缩力 约为100 200mg 2 肌肉中肌纤维的数量和体积 3 肌肉收缩前的初长度 4 中枢神经系统的机能状态 5 肌肉对骨骼发生作用的机械条件 4 肌肉的做功 功率和机械效率 1 做功 W F 力 S 距离 cosa cosa为F和S之间的夹角 2 功率 P W 功 t 时间 F 力 V 速度 3 效率 N W 功 E 总耗能 五 肌纤维的类型 形态 代谢与生理特征 一 类型1 根据肌纤维的收缩特性可分为 1 慢肌 ST 又称I型纤维 2 快肌 FT 又称II型纤维 分为3种亚型 快A IIA 收缩速度同快肌 但代谢上兼有快 慢两肌特征 快B IIB 典型的快肌纤维 快C IIC 尚未分化的肌纤维 2 从颜色上又可把慢肌称为红肌 快肌称白肌 3 从在机体中担负的工作性质又可把慢肌称为紧张性运动单位 快肌称为时相性运动单位 二 形态学特点1 快肌纤维直径较慢肌纤维大 肌浆网发达 肌浆网摄取Ca2 离子的速度大于慢肌纤维 支配的是大运动神经元 每一块运动单位所含的肌纤维数量多 300 800根 2 慢肌纤维线粒体的数量较快肌纤维多 而且直径大 毛细血管比快肌纤维多 支配的是小运动神经元 每一块运动单位所含的肌纤维数量少 10 180根 三 代谢特征1 由于快肌纤维中参与无氧酵解过程的酶活性较慢肌纤维高 所以快肌无氧代谢能力高于慢肌 2 由于慢肌纤维中不仅线粒体数量多 而且氧化酶的含量也高 毛细血管丰富 所以慢肌有氧代谢能力高于快肌 四 生理特征1 收缩速度 快肌纤维收缩速度快于慢肌 2 收缩力量 快肌纤维收缩时产生的力量大于慢肌纤维 3 抗疲劳能力 慢肌纤维抗疲劳的能力比快肌强 但快肌和慢肌纤维的力量 速度关系曲线的总趋向是相同的 即随着负荷的增加 收缩速度减慢 六 两类肌纤维与运动能力 一 两类肌纤维在肌肉中的分配与运动能力1 肌纤维的百分组成 是指慢肌和快肌纤维数量在一块肌肉中所占的百分比 主要受功能 性别和遗传等因素的影响 2 肌肉的最大收缩速度 爆发力 纵跳高度与快肌纤维的百分比和相对面积成正比 而且两类肌纤维的百分组成与专项运动能力存在着密切的依存关系 即 1 时间短 强度大的项目 快肌百分比占明显优势 2 耐力项目 慢肌百分比占明显优势 3 无氧 有氧能力均高的项目 分配接近相等 二 训练对两类肌纤维的影响1 训练强度对两类肌纤维的募集 1 大强度 时间短的练习 快肌纤维优先募集 2 强度低 时间长的练习 慢肌纤维优先募集 2 训练对两类肌纤维横断面积的影响 1 大强度的力量训练 快肌纤维出现选择性肥大 2 速度训练 快肌纤维与慢肌纤维均可增大 快肌比慢肌要明显 3 耐力训练 慢肌纤维出现选择性肥大 但训练达到一定水平时又小 主要原因是毛细血管增生 缩短氧的弥散距离 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 耐力训练可使肌纤维中的线粒体的数目和体积增多 增大以及琥珀酸脱氢酶的活性增强 所以肌纤维 的有氧氧化能力提高 力量训练肌纤维中的线粒体没增加 而肌纤维的面积增加 故线粒体密度降低 所以肌纤维的有氧氧化能力下降 2 训练对肌纤维无氧能力的影响 速度训练可以增多肌纤维中的ATP贮存量以及提高乳酸脱氢酶的活性 所以可以提高肌纤维的无氧能力 作业 阐述骨骼肌收缩与舒张的生理过程 第三章躯体运动的神经控制重点 1 神经系统的感觉基本常识 2 听觉 位觉和本体觉的感觉分析机能 3 神经系统对躯体运动的调控原理 一 神经系统的基本常识 一 概述1 神经系统分成中枢神经系统 包括脑与脊髓两部分 和周围神经系统 按解剖分为脑神经和脊神经 按功能分为感觉神经和运动神经 2 植物性神经 又称自主神经 是指支配内脏 心血管和腺体的传出神经 分为交感神经和副交感神经两大类 3 神经细胞又称神经元 是神经组织的基本结构与功能单位 4 神经元根据其功能可分为 感觉神经元 也称传入神经元 运动神经元 也称传出神经元 中间神经元 也称联络神经元 5 神经纤维主要功能是传导兴奋 其传导速度受神经纤维的直径大小 有无髓鞘 髓鞘的厚度以及温度的高低等因素影响 6 神经的营养性作用 是指神经对所支配的组织除发挥调节作用外 神经末梢还经常释放一些营养性因子 可持续调节所支配组织的代谢活动 影响其结构 生化和生理功能 二 神经系统的调节活动1 神经调节 神经系统对机体生理功能的调节和整合是通过神经系统的基本活动形式 反射来实现的 反射是神经系统的基本活动方式 是通过反射弧实现调节 即 感受器 传入神经 中枢神经 传出神经 效应器 特点 潜伏期短 反应迅速 灵敏及准确 2 反射 是指在中枢神经系统参与下 机体对内外环境变化所作出的回答性反应 3 巴甫洛夫反射活动学说 中枢间暂时联系 拓通 是这一学说的基础 4 电生理学反射活动学说 大量神经元集合放电一致的时间模式 共模 是这一学说的基础 二 神经系统的感觉分析功能 一 感受器的定义和分类1 感受器 是指能接受内外环境变化刺激 将刺激能量转化为神经冲动而发生兴奋的一些特殊结构 注 任何一个感受器要产生感觉需要经过感受器 特定的传入神经和相应中枢方能引起清晰的感觉 2 分类 1 根据所在的部位分为 外感受器 又称表面感受器 本体感受器 又称深部感受器 以及内感受器 又称内脏感受器 2 根据刺激类型分为 化学感受器 痛感受器 温度感受器 机械感受器 以及光感感受器 二 感受器的一般生理特征1 适宜刺激 特定的能量敏度 性质与强度 2 换能作用 生物能转换为神经冲动 3 感觉编码作用 对感觉信息综合分析 4 适应现象 对感受的刺激随时间延长而减弱 5 感觉精确度 感受野越小 精确性或分辨能力就越高 反之就越低 三 视觉1 人体最重要的感觉器官是眼 获得外界信息绝大部分 70 以上 来自视觉 2 产生视觉的直接有关结构是眼内的折光系统和视网膜 3 视力 视敏度 是指眼对物体细微结构的最大分辨能力 常见的异常视力有近视 远视和散光三种 4 视野 是指单眼固定注视前方不动时 该眼所能看到的空间范围 受面部和颜色影响 鼻侧视野小于颞侧视野 白色视野最大 蓝色 黄色次之 再次为红色 绿色视野最小 5 色盲 是指凡不能识别三原色中的某一种颜色者均称为色盲 红 绿 蓝 或紫 为三种基本色 其余的颜色都可由这三种基本色混合而成 四 听觉和位觉1 耳是听觉器官也是位觉器官和平衡觉器官 外耳 中耳及内耳的耳蜗是产生听觉的感受结构 内耳 又称迷路 中的椭圆囊 球囊和三个半规管是引起位觉和平衡觉的感受装置 称前庭器官 其感受细胞称为毛细胞 2 位觉 又称前庭感觉 是指身体进行各种变速运动和重力不平衡时产生的感觉 3 前庭反射 是指前庭器官的传入冲动除引起运动和位置觉外 还会引起各种姿势调节反射 如 肌紧张 植物性功能反应等 4 前庭功能稳定性 是指前庭感受器受到过度刺激时 而引起机体各种前庭反应程度的大小 5 前庭器官对运动的感受装置 人体的位置感觉和变速感觉的主要感受装置是内耳中的椭圆囊 球囊 人体感受绕垂直轴左右旋转的主要感受装置是迷路中的水平半规管 人体感受绕横轴旋转的主要感受装置是迷路中的前半规管 人体感受绕前 后轴旋转的主要感受装置是迷路中的后半规管 五 本体感觉1 本体感觉 又称运动觉 是指本体感受器受刺激所产生的感觉 2 本体感受器是指位于骨骼肌 肌腱 关节囊和韧带等处的神经末梢装置 能感受肌肉张力的变化以及关节处的运动方向 速度与幅度等的变化刺激 并将刺激转变为神经冲动 传入大脑皮层相应的感觉中枢 产生身体各部相对位置和状态的感觉 3 骨骼肌中的本体感觉器是肌梭和腱器官 肌梭的主要功能是肌肉被拉长时 发放牵拉长度和速率变化的信号 腱器官主要是检测肌肉的张力变化 三 脊髓对躯体运动的调控 一 躯体运动依据运动时主观意识参与的程度可分为 反射性运动 不受主观意识控制 形式固定 反应快捷的运动 形式化运动 主观意识只控制运动的起始与终止 而运动期间多 可自动完成 意向性运动 主观意识控制运动的全过程 一般要通过后天的学习方可掌握 二 脊髓对躯体运动的调节1 人体有31对脊神经 每一对脊神经含腹 前 根 即运动性神经 传出神经纤维 背 后 根 即感觉性神经 传入神经纤维 2 牵张反射 是指当骨骼肌受到外力牵拉使其伸长时 该肌就会产生反射性收缩 分为 1 肌紧张 又称静态牵张反射 是指缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射 它是维持人体姿势的基本反射活动 是一切姿势反射的基础 是由缓慢持续牵拉肌肉时而形成的 其作用是调节肌肉的紧张度 对维持躯体姿势非常重要 特点是能持久维持而不易疲劳 2 腱反射 又称动态牵张反射 是指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射 是由快速牵拉肌肉引起 其作用是对抗肌肉被拉长 特点是时程较短和产生较大的肌力 并发生一次位相性收缩 3 屈肌反射 是指当皮肤或肌肉受到伤害性刺激时 引起受到刺激的一侧肢体快速地回撤 这一反射活动称为屈肌反射 四 脑干对躯体运动的调节 1 姿势反射 是指动物和人为维持身体基本姿势而发生肌肉张力的重新调配的反射活动 分为 静位反射和静位运动反射两种 1 静位反射 又分为状态反射和翻正反射 是指由于头部姿势改变时所引起的一种姿势反射 2 静位运动反射 又分为旋转运动反射和直线运动反射 是指身体在空间发生主动或被动的位移时引起身体肌肉张力改变的一种反射2 姿势反射在人体运动中的作用 1 状态反射 指头部位置改变时反射性地引起四肢肌肉张力重新调整的一种反射 产生机理 当头部正常状态发生改变时 就会刺激颈肌本体感受器和迷路 内耳 感受器产生兴奋 兴奋传导到延髓 再由延髓支配四肢和躯干的肌肉 改变各部肌肉的紧张程度 使身体的姿势发生改变 意义 1 使身体的重心不致超出支撑面 便于维持平衡 以保持正常姿势 2 便于人体向着头部转动的方向进行移动 作用 一旦人体头的位置发生改变 则相关的肌群张力反射性地发生变化 使身体得以保持平衡 举例说明 如短跑运动员起跑时 为使身体不致过早地直立 就不能过早地抬头 2 翻正反射 是指当人和动物处于不正常体位时 通过一系列协调运动将体位恢复常态的反射活动 生理机制 头部的不正常姿势首先引起视觉与耳石受刺激 反射性地引起颈部扭转 导致头部翻正 继而头与躯干的相对位置不正 又使颈部的韧带和肌肉受刺激而引起反射 产生躯干翻正 意义 许多动作的创意都来自这个先天的反射机能 作用 掌握翻正反射规律 对空中 地面或水中的转体等运动技能的形成及提高成绩都是非常有利的 举例说明 如篮球转身过人的动作 先转头以带动身体 就比整个身体一起转动更迅速且协调 体操 跳水的许多转体动作 3 旋转运动反射 指人体在主动或被动发生旋转运动时或身体向前后 左右倾倒时 为了恢复正常体位产生的一种反射活动 生理机制 体位向任何一方倾倒 前庭感受器就受到刺激而兴奋 通过传入神经到中脑和延髓 反射性地引起全身肌肉张力的重新调整 这样在一定范围内可以防止人体向任何一方跃倒 4 直线运动反射 指人体在主动或被动地发生线加速运动中突然加速或减速时 引起肌肉张力重新调配的一种反射活动 升降反射升 开始 膝不由自主地屈曲 停止 膝不由自主地伸直 降 下肢肌张力的变化与升相反 着地反射 运动跃倒时反射性地用手臂撑地 就是典型的着地反射作业 在运动实践中如何应用状态反射规律促进运动技能的形成 五 高位中枢对躯体运动的调控1 大脑皮质与运动有关的脑区主要包括 1 主运动区 位于中央前回4区 也是肌肉本体感觉投射的代表区 2 运动前区 位于中央前回前方6区的外侧部 3 辅助运动区 位于大脑皮质的内侧面和背外侧面上部的6区 4 顶后叶皮质 位于5区和7区 5 扣带运动区 位于6 23 24区之间 2 大脑皮层对躯体运动的调控大脑皮层对躯体运动的调节功能是通过锥体系和锥体外系传导通路来完成的 1 锥体系的功能 控制肌肉的收缩 以及使躯体运动具有适宜的强度 并保持运动的协调性 2 锥体外系的功能 对大脑皮质发挥正负反馈作用 可增强或减弱大脑皮质的兴奋性 从而对大脑皮质下达的冲动起一种纠正作用 使动作准确 定向平稳 3 小脑对躯体运动的调控依据小脑的传入 传出纤维的关系 可分为前庭小脑 脊髓小脑和皮质小脑三个功能部分 1 前庭小脑 又称原始小脑 主要接受来自前庭器官的信息 主要功能是维持身体在运动中的平衡 2 脊髓小脑 又称旧小脑 具有调节躯体和四肢的肌紧张的功能 3 皮质小脑 又称新小脑 主要是协调随意运动 第四章运动与内分泌重点 1 激素的生理作用 作用特征及作用机制 2 主要激素的生理作用以及在运动中的基本反应和适应 一 概述 一 概念1 内分泌系统 是指体内内分泌腺和分散存在于某些组织器官中的内分泌细胞组成的一个体内信息传递系统 2 激素 是指由内分泌腺和散在的内分泌细胞所分泌的生物活性物质 3 体液调节 基本物质是化学物质 通过细胞外液或血液来实现调节 特点 速度较慢 作用时间持久 影响面广及对机体新陈代谢起经常性作用 4 靶作用 是指某一种激素只对一种或某些组织细胞的某些代谢过程起调节作用 5 靶器官 是指接受某一种激素作用的器官 组织或细胞 又称靶组织或靶细胞 二 激素的生理作用1 直接或间接地加速或抑制体内的原有代谢过程 2 调节和控制机体的生长 发育和生殖机能 3 维持内环境平衡 调节营养素 电解质和水在体内分布 4 增强机体对有害刺激和环境条件急剧变化的抵抗或适应能力 三 激素的作用特征1 特异性 只对靶细胞发生作用 2 高效性 分泌量很少 但其效果很显著 成百倍的提高 3 相互作用 各种激素的作用可以相互影响 主要形式有 协同作用 拮抗作用 允许作用 4 信息传递作用 不能向机体提供代谢原料和能量 也不能发动一个新的生理过程 只能对生理过程起加强或减弱 又称无始动作用 5 半衰期 激素活性消失一半所需要的时间 四 激素的作用机制1 含氮类激素的作用机制是通过第二信使方能产生生物效应 作用于细胞膜上的特异性受体才能通过细胞膜而产生效应 2 固醇类激素的作用机制是通过基因表达产生生物效应 直接作用于胞内受体而发挥作用 五 激素分泌的调节激素分泌的量和速率是通过反馈调节和非反馈调节 神经系统调节 两种方式来实现的 二 主要内分泌腺的内分泌功能人体内主要的内分泌腺有 垂体 松果体 甲状腺 甲状旁腺 肾上腺 胰岛 胸腺 性腺等分泌腺 一 肾上腺 分内外两层 外层称皮质 内层称髓质 1 外层分泌肾上腺皮质激素 分为 糖皮质激素 盐皮质激素和性激素三类 糖皮质激素有促进糖原合成和肝糖原异生 使肝糖原增多和血糖升高 增加糖的储存量 以适应运动需要 2 内层分泌肾上腺激素和去甲肾上腺激素 肾上腺素和去甲肾上腺素分泌的物质均为儿茶酚胺类物质 这类物质能促进肝和肌肉中糖元的分解 使血糖升高 注 1 儿茶酚胺的主要生理功能是动员能量释放和提高身体功能 2 对应急反应起主要作用的激素是 肾上腺素 去甲肾上腺和糖皮质激素 二 胰岛素和胰高血糖素1 胰岛素 胰岛B细胞分泌 是促进合成代谢激素 抑制肝糖原异生 有降低血糖的效应 2 胰高血糖素 胰岛A细胞分泌 是促进分解代谢激素 促进肝糖原异生 有升高血糖的效应 有利于体内脂肪的分解并参与供能 三 卵巢1 卵巢主要分泌雌激素 动情素 和孕激素 黄体素 2 排卵期又称受孕期 指从停经10天左右往前4 5天 如图所示 1号 30号一个周期 1 4号左右5 12号左右13 14号左右15 18号左右19 30号左右月经期增生期卵泡成熟期排卵期排卵后期 排卵前期 受孕期 分泌期 四 其他内分泌腺1 甲状腺激素 缺少甲状腺激素易患呆小症 克汀病 过多分泌甲状腺激素会使新陈代谢过于旺盛 体内物质氧化分解过快 2 生长素是由垂体分泌 缺少生长素易患侏儒症 过多分泌生长素会患巨人症 五 滥用合成类固醇 雄性激素为主 的危害性主要有以下4个方面的危害 1 引起运动系统的损伤 2 诱发心血管疾病 3 严重影响肝功能 4 破坏内分泌及生殖功能 三 激素与运动时的代谢调节1 运动时对糖代谢起主要调节作用的激素是 胰高血糖素 肾上腺素和去甲肾腺素 另外糖皮质激素 生长激素 甲状腺素等激素也影响运动时的糖代谢 2 运动时对脂肪代谢起主要调节作用的激素是 皮质醇 肾上腺素 去甲肾上腺素 生长激素等激素 3 运动时对体内水盐平衡起主要调节作用的激素是 盐皮质激素和抗利尿激素 第五章呼吸重点 1 呼吸过程的主要环节和气体的交换动力 2 呼吸对运动的反应及对训练的适应 一 概念1 潮气量 每一呼吸周期中每次吸入 或呼出 的气量 2 肺通气量 单位时间内吸入 或呼出 的气量 3 肺活量 尽力吸气后 再尽力呼气所能呼出的气量 4 时间肺活量 在最大吸气之后 以尽快的速度完成呼气 分别测量第1 2 3秒呼出气量 计算其所占肺活量的百分比 称时间肺活量二 常用指标1 正常成人平静时潮气量为400 600ml 2 成人男子肺活量为3500 4000ml 女子肺活量为2500 3500ml 3 正常成人安静时的呼吸频率约为12 18次 min 1 4 静息时 成年人每分钟约需要250ml氧 或3 5ml kg 1 min 1 氧在人体内贮存量不超过1 5L 5 氧扩散容量青年男子 20 33ml min mmHg 运动时可达60ml min mmHg 女性低于男性 老人和儿童低于年轻人 三 氧运输系统三个相互联系的环节空气到肺泡称肺通气 肺泡到肺毛细血管称肺换气 肺通气和肺换气简称外呼吸 肺毛细血管到体内毛细血管称气体运输 体内 毛细血管到组织细胞称内呼吸 1 肺静脉 左心房 左心室 动脉 空气 呼吸道 肺泡 肺毛细血管 2 肺动脉 右心室 右心房 静脉 毛细血管 组织细胞注 肺换气的原理是气体的扩散 扩散效率取决于三个因素 即 气体的分压差 动力 呼吸膜的表面积及其通透性 扩散容量 肺泡的流血量 扩散容量 四 肺通气1 呼吸原理当呼吸肌 主要是指胸壁的肋间肌和膈肌 收缩时 胸腔前后 左右和上下径增大 肺容积随之扩大 压力减小 空气被吸 入肺内 称吸气 当呼吸肌舒张时 胸腔各径皆缩小 肺容积随之缩小 压力增大 部分气体被驱出 称呼气 2 呼吸形式 1 根据用力程度 分为平静呼吸 吸气为主动 呼气为被动 和用力呼吸 吸气和呼气均为主动 2 根据呼吸时 呼吸肌活动的主次 分为腹式呼吸 膈肌收缩为主的呼吸 和胸式呼吸 肋间肌收缩为主的呼吸 3 憋气憋气时胸内压呈正压 血液回流受阻 心输出量减少 血压下降 使脑 心等器官缺氧从而产生不良反应 憋气结束时 胸内压骤减 血液迅速回流心脏 血压骤升 所以憋气对心脏功能没发育健全和心脏功能不好者极为不利 4 过度通气降低血中CO2和H2的浓度 从而降低了肺通气的动力 反而使血中的氧存量下降 五 气体的交换与运输1 气体在体内是以物理溶解和化学结合两种形式存在 其化学结合或释放都必须经过物理溶解这一中介 其中物理溶解占1 5 化学 结合占98 5 2 氧合血红蛋白 HbO2 的结合与解离 取决于氧分压P O2 当P O2 高时 血红蛋白迅速与氧结合 当P O2 低时 氧合血红蛋白迅速放出氧 此外 CO2分压升高 PH值降低和体温升高 都会使血红蛋白对氧的亲和力下降 3 心血管系统的功能在氧运输系统中处于最重要的地位 主要是因为 1 血液中血红蛋白总量的多少是影响载氧量的主要因素 2 心泵功能的强弱是物质运输能力的保障 六 呼吸运动的调节1 神经调节 分为脑干自动节律性调节呼吸和大脑皮质调节的随意控制性呼吸两种 2 体液调节 主要是通过化学物质刺激进行调节 如CO2浓度 七 运动时呼吸功能的变化运动能量代谢提高耗氧量和CO2产生随之增多造成肺通气功能和肺换气功能的改变 一 运动时肺通气功能的变化 1 运动时肺通气量与潮气量和呼吸频率的关系 1 潮气量 从安静时500ml左右可增加到2000ml以上 2 呼吸频率 从安静时12 18次 min 1可增加到40 60次 min 1 故肺通气量可达到100L min 1以上 注 运动强度较低时 肺通气量的增加主要靠潮气量 随运动强度达到一定时 肺通气量的增加主要靠呼吸频率 2 肺通气量与运动强度一般强度不超过50 VO2max时 肺通气与运动强度呈直线相关 当超过50 VO2max时 肺通气量的增加明显大于运动强度的增加 氧的利用率降低 二 运动时换气功能的变化1 运动时肺换气功能的变化 O2扩散速率增大 呼吸膜的面积增大 氧扩散容量增大 2 运动时组织换气功能的变化 O2在肌肉里的扩散速率增快 肌肉组织的气体交换面积增大 肌肉的氧利用率提高 肺活量的测定 学会通过电子仪器和机械仪器测定肺活量1 实验器材 测定肺活量的仪器2 操作步骤 略 3 评定标准 正常值 成人男子为3500 4000mL 成人女子为2500 3500mL 具体评价值请参考国家发布的健康体质评定标准 作业 运动训练对肺通气功能和肺换气功能有何影响 第六章血液重点 血细胞的功能及运动对血液的影响 一 血量和血液的理化性质 一 血量和血液1 血液由血细胞 约占45 50 和血浆组织 约占50 55 两部分组成 血浆组织主要有蛋白质 电解质 糖 CO2 O2及水等组成 其中水占90 以上 血液中的物质浓度受饮水与排汗量的影响 2 正常成年人血量约占体重的7 8 分循环血量和贮存血量两 二 理化性质1 血液呈红色 不是红细胞呈红色 而是血红蛋白呈红色 2 血液的密度和黏滞性主要取决于单位体积中红细胞数目和血浆蛋白含量 3 渗透压 血浆渗透压由晶体渗透压 主要受Na 和Cl 浓度的影响 和胶体渗透压 主要受血浆蛋白的影响 两部分组成 其高低与溶质颗粒数目成正相关 与溶质的种类及颗粒大小无关 4 正常人血浆酸碱度稳定在PH值为7 35 7 45 其稳定有赖血液中的缓冲物质 血浆中的缓冲对主要是NaHCO3 H2CO3 NaHCO3 碱贮备 是机体对抗酸性的主要物质 PH值 6 9或 7 8将危及 生命 二 血浆成分1 非蛋白氮 NPN 血液中除蛋白质以外的含氮化合物统称非蛋白含氮化合物 这些化合物所含的氮叫非蛋白氮 如 尿素 尿酸 肌酐 胆红素等 2 正常血糖浓度在 80 120mg dL 1或者3 8 5 5mmol L 1 3 安静时静脉血乳酸浓度在 0 5 2 0mmol L 1 三 血细胞的功能1 红细胞平均寿命120天 主要功能有 1 运输O2和CO2 2 缓冲血液酸碱度的变化 注 以上功能要靠血红蛋白 Hb 方能实现 Hb正常值 男子 12 16g dL 1 女子 11 15g dL 1红细胞数量 男子 4 0 5 5 1012个 L 1 女子 3 8 4 6 1012个 L 1 2 白细胞 起防御和保护作用 3 血小板 参与止血 促进凝血和保持血管内皮的完整性 四 运动锻炼对血液的影响1 对血量的影响 1 循环血量增加 动员贮备能力强 2 长期运动可使血细胞 红细胞 数量提高和血浆蛋白总量增加 提高了血液的渗透压 而血液的渗透压的升高促使组织里的水渗入到血液中 从而增加了血量 血液相对稀释 血液黏度下降 2 对红细胞的影响 Hb适应性提高 3 碱贮备增强 人体ABO血型的鉴定一 血型1 血型是指血细胞膜上特异的抗原类型 现于发现了25个血型系统 除ABO型血型系统外 现实生活中比较重要的还有Rh型血型系统和HLA型血型系统 2 ABO血型系统是根据红细胞膜上A凝集原和B凝集原而确定 其鉴定可根据它们之间的凝集反应来判定其血型 Rh型血型系统是根据红细胞上D因子确定 将红细胞膜上含有D抗原的称为Rh阳性 反之为Rh阴性 HLA型血型系统是根据白细胞膜上的抗原而确定一种血型 二 ABO血型鉴定1 ABO血型系统各血型之间的凝集反应如下 血型红细胞膜上凝集原血清中的凝集素O型无A B凝集原有抗A B凝集素A型有A凝集原有抗B凝集素B型有B凝集原有抗A凝集素AB型有A B凝集原无抗A B凝集素 2 实验基本器材 A B两种血清 载玻片 采血针和针筒 牙签 凝集反应A血清B血清O型无反应无反应A型无反应有反应B型有反应无反应AB型有反应有反应三 输血原则1 血量约为体重的7 8 一次失血不超过总血量10 对人体没有明显影响 失血20 会引起人体机能活动障碍 失血超过30 可危及生命 2 输血原则是供血者与受血者进行交叉凝集反应实验 有必要时还要进行Rh型血型鉴定 第七章血液循环重点 心脏的生理特征以及功能评价 一 血液循环的基本功能 血液循环 是指血液在心血管系统中周而复始地 不间断地沿一个方向流动 其基本功能是进行体内物质的运输 二 心脏的生理特征1 心肌细胞是由工作细胞 执行心脏收缩功能 实现泵血 和自律细胞 控制心脏活动节律 两类细胞组成 2 心肌收缩不同于骨骼肌之处主要体现在3个方面 全或无 式收缩 不会发生强直收缩 期前收缩和代偿间歇 三 心脏的泵血功能1 心泵功能 指心脏驱动血液流动的功能 它是通过心脏的收缩和舒张来实现 2 心率与心动周期 心脏每收缩和舒张一次 称心搏或心跳 这一个机械活动 又称心动周期 每分钟的心跳次数称为心跳频率 简称心率 1 成人安静时心率值为60 100次 min 1 与运动强度成正比 与年龄U成形 2 心率增快时 使心肌的总工作时间增加 总休息时间减少 易使心脏疲劳 3 最高心率 HRmax 的计算 男子 HRmax 220 年龄 女子 HRmax 226 年龄 20岁以下 50岁以上年龄人群的HRmax 208 0 7 年龄 四 心泵功能的评价与贮备 一 心脏的输出量1 每搏输出量 搏出量 心脏每搏动一次 一侧心室射出的血流量 成人男子约在70ml左右 2 每分输出量 心输出量 每分钟一侧心室射出的血量 成人男子约在5L左右 女子比低男子10 左右 二 心泵功能的评价指标1 心指数 是指以单位体表面积 计算心输出量 心指数 CI 每分输出量 L 体表面积 单位 L min 1评价 心指数越高 心泵功能越强 成人约在3 0 3 5L min 1之间 2 射血分数 指搏出量占心室舒张末期容积的百分比 射血分数 EF 每搏输出量 ml 心室舒张末期容积 ml 100 评价 射血分数越高 心泵功能越强 成人约为55 65 之间 三 心泵功能的贮备 心力贮备 1 心力贮备 是指心输出量随机体代谢需要而增加的能力 2 心力贮备能力的大小取决于心率及搏出量贮备能力的大小 在运动强度较低时 心输出量的增加是靠心率和搏出量的共同增加来 实现的 但当心脏达到最大搏出量时 心率约在120次 min 1左右 心输出量的增加就只能靠增加心率来实现 3 心率在120 180次 min 1范围内锻炼对提高心脏功能效果最佳 因为在这范围内心输出量最佳 4 心泵功能的贮备是有氧耐力运动员选材首要指标 同时也是提高运动员有氧耐力训练的中心环节 这是因为肺泡通气量的贮备可达安静时的20倍 而心力贮备最多提高8倍 五 血压 一 概念1 血压 是指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力 注 1 血管内有血液充盈是形成动脉血压的前提条件 2 心室射血和外周阻力是形成动脉血压的两个基本条件 2 收缩压 指心缩期动脉血压最高值 3 舒张压 指心舒期动脉血压最低值 作业 如何评价心脏功能的好坏 4 脉压 脉搏压 收缩压与舒张压之间的差值 注 成人正常值约在30 40mmHg 4 0 5 3Kpa 5 高血压 当收缩压或者舒张压高于正常值称为高血压 6 低血压 当收缩压或者舒张压低于正常值称为低血压 二 记录格式1 记录格式 收缩压 舒张压2 单位 KPa或mmHg 1KPa 7 52mmHg 1mmHg 0 133Kpa 附 1 理想血压值 收缩压 13 3 16 0Kpa 100 120mmHg 舒张压 8 0 10 6Kpa 60 80mmHg 2 正常范围值 收缩压 12 0 17 3Kpa 90 130mmHg 舒张压 8 0 11 3Kpa 60 85mmHg 3 正常值偏高 收缩压 17 3 18 5Kpa 130 139mmHg 舒张压 11 3 11 8Kpa 85 89mmHg 4 一级高血压 收缩压 18 6 21 2Kpa 140 159mmHg 舒张压 12 0 13 2Kpa 90 99mmHg 5 二级高血压 收缩压 21 3 23 8Kpa 160 179mmHg 舒张压 13 3 14 5Kpa 100 109mmHg 6 三级高血压 收缩压 23 9Kpa 180mmHg 舒张压 14 6Kpa 110mmHg 7 低血压值 收缩压 12 0Kpa 90mmHg 舒张压 8 0Kpa 60mmHg 六 心血管活动的调节心血管活动是通过神经调节和体液调节两方面来进行调节 1 神经调节 是由自主神经来完成调节 既 支配心脏的心交感神经 通过释放去甲肾上腺素使心肌舒张速度加快 而心迷走神经释放乙酰胆碱使心肌舒张速度减慢 2 体液调节 主要是通过激素和代谢产物对心血管活动进行调节 七 运动训练对心血管功能的影响 一 运动时心血管功能的变化1 运动能使心率和输出量都大幅度地提高 运动时每分输出量可达20 25L min 1比安静时高出4 5倍 运动员最大输出量可40L min 1是安静时7 8倍 2 运动能使机体血液重新分配 使之更佳符合运动需要 3 动力性运动时 血压的升高体现在收缩压上 而静力性运动时 血压的升高体现在舒张压上 二 心血管系统对运动训练的适应1 运动训练能使心脏出现运动性肥大 分 离心性肥大和向心性肥大两种 2 心脏功能的改善 主要体现在 心动徐缓有力 亚极量强度运动时心泵功能节省化 极量强度运动时心泵功能贮备大 第八章运动与免疫重点 免疫系统的组成和功能以及不同负荷运动对免疫功能的影响 一 免疫学的基本知识 一 免疫基本概念与分类1 免疫 是指机体能够识别 自己 和 非己 成分 并排除 非己 成分以保持机体安全的一种生理功能 其概念内涵要注意下列3点 免疫应答不一定必然由病原因子所引起 免疫功能不仅仅局限于抗感染 免疫应答的后果并不总是对机体有利 2 分类 免疫分为非特异性免疫和特异性免疫两种 3 免疫功能 是指免疫系统在识别和排除异己物质过程中所产生的各种生物学效应 归纳为3大功能 即 免疫防御 免疫稳定 免疫监视 4 免疫反应 是指抗原性物质进入机体后激发的免疫细胞活化 分化和效应的过程 又称免疫应答 二 免疫器官 免疫细胞和免疫分子人体免疫系统是由免疫器官 免疫细胞和免疫分子共同组成 1 免疫器官 能增殖淋巴干细胞的骨髓与胸腺 并能分化成成熟免疫 细胞的器官 称中枢免疫器官 而接受免疫细胞的组织 如 淋巴结 脾脏 扁桃体等 称外周免疫器官 2 免疫细胞 指执行识别并排除体内的非已物质的细胞称为免疫细胞 常见的有淋巴细胞 单核细胞 粒细胞和肥大细胞等 3 免疫分子 主要指补体与细胞因子等 二 身体运动对免疫机能的影响 一 不同运动强度对免疫机能的影响适中运动可提高机体的免疫机能 降低患病风险 大强度运动训练对机体的免疫机能有抑制作用 而不运动者的机体免疫机能呈自然免疫状态 二 大强度运动训练对免疫机能的影响其负性影响主要体现在以下10个方面1 淋巴细胞数量减少 增殖能力明显降低 细胞免疫功能受到损伤 2 主要免疫球蛋白含量显著降低 3 运动后血浆儿茶酚胺和应激激素明显升高 并由此导致免疫细胞数量减少以及活性降低等免疫机能的负性变化 4 鼻腔中粒细胞吞噬作用降低 以及血液粒细胞氧化活性降低 5 机体抗病毒能力降低 淋巴细胞增殖作用降低 6 延迟性过敏反应降低 表现为皮肤出现红疹等 7 持续时间较长 强度较大的运动训练会导致肌肉细胞受损 8 机体免疫系统产生细胞因子的能力降低 9 上呼吸道清除外部病原体的能力受损 10 大负荷运动影响细胞免疫和体液免疫 三 运动免疫的调理运动免疫的调理目前主要是通过营养 中医药和自我调理等手段进行 1 营养调理 1 糖类补糖应注意 运动前不宜大量补糖 少量多次的原则 运动后的及时补充 注 磷酸果糖 FDP 最好 2 氨基酸类以谷氨酰胺为代表 一般是通过运动后药物制剂补充 3 抗氧化物的补充常见的有番茄红素 螺旋藻及维生素C 维生素E和维生素A等食物 4 微量元素的补充硒 铁 锌 铜等微量物质 2 中医药调理通过补肾益气 补脾理气 补血 活血入手 扶正祛邪 调整阴阳 从而达到提高免疫功能 3 自我保护调理主要包括以下几方面 心理和精神方面的调理 食物方面的调理 生活规律方面的调理 睡眠方面的调理 避免过度训练等方面 第九章酸碱平衡重点 酸碱平衡的调节原理以及运动时机体酸碱平衡的调节途径和方式 一 酸碱物质 一 概念1 酸碱平衡 是指机体通过血液 肺 肾等来调节体内酸性和碱性物质的含量及比例 于维持体液PH值的相对恒定 2 酸性物质 凡是能释放H 的任何物质都是酸性物质 3 碱性物质 凡是接受H 的物质都是碱性物质 4 PH值 PH值 7为酸性 PH值 7为碱性 二 人体各种体液的PH值体液PH值体液PH值血液7 35 7 45脑脊液7 35 7 45唾液6 30 7 10小肠液7 60左右胰液7 50 7 80眼泪7 40左右乳液6 60 6 90尿液4 80 7 50 三 体内酸性与碱性物质1 酸性物质体内的酸性物质主要来源于代谢产物 主要有两种 一是碳酸 又称挥发性酸 二是固定酸 主要有硫酸 磷酸 乳酸 丙酮酸 酮体等 此外还有少量的通过食品进入体内的外源 源性酸性物质 2 碱性物质体内碱性物质主要来源于外源性食物 而代谢产生的碱性物质较少 四 酸碱平衡的调节机体主要依靠血液缓冲作用 肺呼吸作用 肾脏的排泄和重吸收等调节功能来维持体内体液PH值的相对恒定 二 运动时机体酸碱平衡的调节 一 运动时体内酸性物质的来源1 运动时由于酸性代谢产物增多 导致血液和骨骼肌细胞的PH值均随运动强度的加大表现出一致下降的趋势 骨骼肌细胞PH值下降大于血液PH值 是由于骨骼肌细胞的酸性代谢产物高于血液以及酸碱缓冲能力低于血液所致 2 运动时体内酸性代谢产物主要来源