运动生理学(精华)

,运动生理学,开课前的几句话,第一节 生命的基本特征,第二节 人体生理机能的调节,绪论,第一章、绪论：1、教学目的：了解学习运动生理学的目的和意义，建立正确的学习动机。2、本章重点：生命活动的基本表现；人体功能活动的调节；3、本章难点：对神经调节的理解。,一、开课前的几句话：,1、为什么学习运动生理学？（1）、目前学习与今后工作的需要；（2）、生活的常识，使您和您家人好友因此受益；（3）、培养目标的要求，3个学分具有强制性。,2、如何学好运动生理学？,（1）、了解原理，掌握常识，重在运用（2）、课上课下相结合，教材和笔记相结合（3）、勤学好问，不拘形式，不分场所随问随答。,二、生理学的概念,人体生理学：生命科学的一个分支，是研究人体生命正常活动规律的科学，是医学科学的重要基础理论学科。运动生理学：是人体生理学的分支，是专门研究人体的运动能力和对运动的反应与适应过程的科学，是体育科学中一门重要的应用基础理论学科。,三、运动生理学的任务,揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理；阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理；指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学的运动锻炼，以达到提高竞技运动水平、增强全民体质、延缓衰老、提高工作效率和生活质量的目的。,第一节 生命的基本特征,一、新陈代谢,二、兴奋性,三、应激性,四、适应性,五、生 殖,一、新陈代谢,概念：机体与外界不断进行物质交换与能量转换的过程。 同化过程：生物体不断地从体外环境中摄取有用的物质，使其合成、转化为机体自身物质的过程。异化过程：生物体不断地将体内的自身物质进行分解，并把所分解的产物排出体外，同时释放出能量供应机体生命活动需要的过程。,二、兴奋性,兴奋性：在生物体内可兴奋的组织，具有感受刺激、产生兴奋的特性。可兴奋组织：神经、肌肉和某些腺体兴奋：在生理学中将这些可兴奋组织接受刺激后所产生的生物电反应过程及表现。 生理活动表现：兴奋与抑制,四、适应性,适应性：生物体长期生存在某一特定的生活环境中，在客观环境的影响下可以逐渐形成一种与环境相适应的、适合自身生存的反应模式。如长期居住在高原地区的居民，其血液中的红细胞数量远远超过平原地区的居民。再如长期坚持冬泳的人因而不惧严寒。运动员经过长期的力量训练可使肌肉的力量和体积增加；长期经过耐力训练可使肌肉耐力、心肺功能得到改善等，这些都是人体对环境变化产生适应的结果。,五、生殖,生物的生命是有限的，必须通过生殖过程进行自我复制和繁殖，使生命过程得到延续。生殖主要是通过两性的交配实现的，是生命的基本活动。但是，近几年由于生物技术的发展，可以通过克隆技术使生命得到复制，传统的生殖理论和观念受到挑战。,第二节 人体生理机能的调节,一、神经调节,二、体液调节,三、自身调节,一、神经调节 神经调节：由神经系统的活动调节生理功能的调节方式。 调节特点：快速、短暂、精确 调节基本方式：反射 调节结构基础：反射弧 反射弧组成：,传出N纤维,中 枢,传入N纤维,效应器,感受器,反射弧分析实验,体液调节：某些特殊的化学物质经血液运输调节机体的生理功能的调节方式。调节特点：缓慢、广泛、持久调节方式：激素三、自身调节自身调节：指组织和细胞在不依赖于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。调节特点：范围较小、不十分灵敏,二、体液调节,本章思考题：（1）人体生理学的概念；（2）运动生理学的概念；（3）生命活动的基本特征有哪些；（4）人体生理功能有哪三种调节方式。,第一篇：肌肉的活动,第一章：肌肉的兴奋与收缩,第二章：骨骼肌肌纤维类型与运动,第一章：肌肉的兴奋与收缩,本章系统阐述神经肌肉的兴奋性，含兴奋的产生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递，认为这是完整机体内肌肉收缩的生理学基础；根据肌丝滑行理论着重对肌细胞的收缩过程与机制，以及肌肉收缩的形式进行分析；,1、教学目的：通过学习使学生了解作为运动基础的肌肉活动的活动原理和过程。2、本章重点：肌肉收缩的原理、过程、形式；纤维类型与运动。3、本章难点：对肌肉收缩原理、过程的理解。,第一章：肌肉的兴奋与收缩,第一节：神经肌肉的兴奋性,第二节：肌肉收缩的过程,第三节：肌肉收缩的形式,第一节：神经肌肉的兴奋性,组织为什么会兴奋组织是怎样兴奋的兴奋是如何传导的神经的兴奋是如何传导给肌肉的,本节要点：,一、神经和肌肉是可兴奋的组织,（一）、引起组织兴奋的条件1、刺激强度；2、刺激的作用时间；3、强度时间变化率。,（二）、兴奋性的评价指标：,1、阈强度引起组织兴奋的临界强度。其值与组织兴奋性的高低成反比。 2、基强度引起组织兴奋的最小电流强度。 3、时值以两倍基强度刺激组织引起兴奋所需的最短时间。（三）、兴奋后恢复过程的兴奋性变化： 绝对不应期-相对不应期-超常期。组织兴奋后不应期的存在，意味着单位时间内只能发生一定频数的兴奋。,二、神经、肌肉的生物电现象（兴奋的产生与传导)（一）、兴奋的产生1、膜电位存在于细胞膜两侧的电位差。 （1）、静息膜电位安静时存在于细胞膜两侧的电位差。 （2）、动作电位细胞膜在静息状态下，发生的一次膜两侧电位快速可逆的变化。,2、膜电位产生的原理离子学说,（1）、细胞膜内外存在着离子浓度的差异。这种差异决定了离子运动的方向。,膜内外离子分布的不均匀性,Na+,Cl-,K+,A-,（2）、细胞膜的通透性对离子的通过具有选择性。,膜通道的选择性通透,Na+,受刺激后,K+,安静时,A-,Cl-,在静息状态下，+具有外流的趋势， Na+具有内流的趋势，但细胞膜只允许K+通过，其它离子则不能通过。结果：+的外流导致膜内出现负离子的极化状态，静息膜电位形成（内负外正）；,静息膜电位的形成,Na+,-,K+,K+,K+,K+,+,A-,Cl-,静息膜电位是K+外流所造成,静息（膜）电位,当神经纤维接受刺激后，细胞膜的通透性发生了变化，由只允许+外流，变为只允许Na+内流。结果： 首先出现去极化，然后出现反极化（内正外负）。标志着动作 电位的形成。反极化形成后，细胞膜的通透性再次发生变化。出现+外流， Na+内流的趋势，复极化形成（ 恢复到静息膜电位状态）。,动作电位的形成,K+,Cl-,Na+,A-,动作电位是Na+内流所造成,+,-,Na+,Na+,Na+,Na+,3、钠钾泵的作用。（二）、兴奋地传导：在神经纤维上传导的动作电 位称为-神经冲动。其特征为:1、生理的完整性；2、双向传导；3、绝缘性；4、不衰减和相对不疲劳性。,接点前膜（神经膜）,接点后膜（终板膜）,接点间隙,(三)、兴奋在N-M接头的传递,N和M之间没有原生质的联系。1、N-M接头（又称为运动终板）的结构。,1、兴奋传递的机制,N冲动运动N末梢 去极化Ca2+进入N膜内小泡释放Ach 生成R-Ach复合物使后膜对Na+通透性 形成终板电位肌膜锋电位肌肉收缩,第二节：肌肉收缩的过程,一、肌肉的构造（复习）1、肌组织；2、结缔组织；3、神经组织。肌纤维（肌细胞）是肌肉收缩的基本单位。 一块肌肉-一束肌纤维（肌束膜）-肌纤维（肌外膜）-肌原纤维（肌内膜）粗丝（肌球蛋白）、细丝（肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白）。肌原纤维和肌管系统是实现肌肉收缩的最重要的结构。,（一）、肌原纤维和肌小节,骨骼肌超微结构示意图,每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。直径约1-2微米，纵贯肌细胞全长。肌小节：两条Z线之间的结构。,肌原纤维的结构示意图,（二）、肌管系统横小管系统:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。(把兴奋传向肌纤维内部)纵小管系统:肌质网系统(两端融合形成终池，贮存Ca2+)终池:肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大。三联管结构:每一个横小管和来自两侧的终末池构成复合体。,肌管系统结构示意图,（三）、肌丝的分子组成,细肌丝与粗肌丝结构示意图,粗肌丝:主要由肌球蛋白分子组成，头部有一膨大部横桥:能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合;具有ATP酶的作用。 细肌丝:肌动蛋白 原肌球蛋白 肌钙蛋白：,二、肌肉的收缩机制（过程）,肌丝滑行学说由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的，从而使肌节缩短，肌肉缩短。,暗带长度不变，明带和H区缩小暗带长度不变，明带和H区缩小,包括三个相互联系的过程：肌肉的缩短是1、兴奋-收缩偶联（肌细胞兴奋触发肌肉收缩）。包括三个步骤：动作电位通过肌管系统传导到肌细胞深部，直达终末池；三联管结构传递信息；纵管系统对钙离子的释放与再聚集。,2、横桥运动引起肌丝滑行。,实现收缩的基本条件是肌动蛋白与横桥位点的结合。安静状态下，肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白以及钙离子之间的关系。横桥移动的前提是肌动蛋白和肌球蛋白的结合。原肌球蛋白横在肌动蛋白和肌球蛋白之间，使其不能结合。,原肌球蛋白的活动受肌钙蛋白的控制。肌钙蛋白与钙离子间有强大的亲和力。肌细胞兴奋后，肌钙蛋白在钙离子的作用下，失去对原肌球蛋白的控制，导致原肌球蛋白从横桥与肌动蛋白间脱离，二者结合，细肌丝向肌节滑行（肌肉收缩了）。只要钙离子的浓度合适，收缩就会持续进行,横桥与肌动蛋白结合后的摆动,3、收缩肌肉的舒张,刺激结束后，钙离子被收回到终末池，肌浆中的钙离子浓度下降，钙离子与肌钙蛋白的结合解除，原肌球蛋白复位，隔断了横桥与肌动蛋白的结合，肌丝舒张。三、单收缩与强直收缩单收缩-肌纤维接受一次单个刺激，产生一次单个的收缩。强直收缩-肌纤维接受一连串的刺激，产生一连串的连续收缩,1伸展性指肌肉在外力的作用下可被拉长的特性。,2弹性指外力消失之后，肌肉又可以恢复原状的特性。,四、肌肉的物理特性,3粘制性（1）粘滞性是由于肌浆内各分子之间的相互摩擦所产生的。（2）肌肉的粘滞性与肌肉温度呈负相关关系,1兴奋性 2收缩性,五、生理特性,第三节：肌肉收缩的形式,一、缩短收缩：肌肉收缩力大于外加阻力，肌肉缩短。1、等动收缩-在专门性器械上表现出来的一种收缩方式2、等张收缩-肌肉收缩力大于阻力，表现为肌肉长度缩短，张力不变（动力性收缩）二、拉长收缩：肌肉张力的方向与阻力方向相反，肌肉做负功（如制动、克服重力等）。三、等长收缩：阻力与肌肉收缩力相等，表现为肌肉长度不变，张力增加。（静力性收缩）,第二章：骨骼肌肌纤维类型与运动,1673年，荷兰的生理学家洛伦齐尼发现肌纤维的类型有红、白之分。肌纤维类型与运动关系的研究对运动员选材有重要意义。,第一节：不同类型肌纤维的形态、机能特征,第二节：骨骼肌类型与运动的关系,第二章：骨骼肌肌纤维类型与运动,第一节：不同类型及纤维的形态、机能特征,一、肌纤维类型的区分 现在分得很细，我们只需了解红肌（慢肌）、白肌（快肌)既可。二、分布特征：混合分布。“优势类型”,三、机能特征,快肌收缩力强，爆发力好，但工作持久力差。慢肌收缩力差，爆发力差，但工作持续能力强遗传因素：男性95.5%,女性92.2%。年龄因素：从青少年到老年，慢肌的比例逐渐加大。性别因素：女性的慢肌比例大于男性。,四、生理特征,1、形态特征：快肌纤维的直径大于慢肌，（女子相反）快肌的肌浆网较慢肌发达2倍。慢肌纤维周围的毛细血管较快肌丰富，供养能力强。2、神经调节：支配快肌纤维的神经传导速度快与慢肌。3、肌纤维的体积：无明显差异，但存在个体差异。,4、代谢特征：,快肌纤维无氧代谢能力强。慢肌纤维有氧代谢能力强。5、生理特征：收缩速度：快肌强与慢肌。收缩力量：快肌强与慢肌。抗疲劳性：慢肌优于快肌。,第二节：骨骼肌类型与运动的关系,肌纤维的上述特征决定了快肌纤维占优势的运动员适应诸如短跑、拳击、举重等爆发力要求较高的项目。慢肌纤维占优势的运动员则适合从事长跑类的低强度项目。是运动员选材的依据之一，不是绝对的。运动对肌纤维类型的影响：遗传因素是主要的.长期有效的训练可通过对某一类型的肌纤维的数量的增加来改变先天的比例。在业余训练中，应加强运动员薄弱类型肌肉的训练。,本章思考题：（1）引起组织兴奋的条件有哪些； （2）简要了解肌丝的滑行学说；（3）试述从肌肉的兴奋到收缩的全过程；（4）简述不同类型骨骼肌纤维的形态特征。,第二篇：氧运输系统,1、教学目的：通过学习了解氧的运输过程，特别是氧的运输与运动的关系。2、教学内容：呼吸；血液；血液循环；运动中的氧供应与氧耗。3、本章重点：呼吸运动的三个环节，血液的运输功能，血液循环与运动；运动与氧。4、本章难点：呼吸、血液、血液循环三者之间的联系。,第二篇：氧运输系统,人体的活动需要能量，能量的供给需要氧气氧化。O2在体内的储存量为4-6分，人体需要不断地从外界摄取O2，并由血液运入体内。能量代谢中产生的CO2也需血液及时运出体外。血液的活动通过血液循环到达全身。本篇讨论三个问题：1、呼吸：人体与外界进行气体交换的过程。（比如是货物）2、血液：气体的运输。（比如是运载工具）3、循环：血液运行的通道（比如是运输网络）,第二篇：氧运输系统,第三章 呼吸,第四章：血液,第五章：血液循环,第三章 呼吸,第一节 呼吸运动和肺通气机能,第二节 气体交换和运输,第三节 呼吸运动的调节,第四节 运动对呼吸机能的影响,概 述呼吸：人体与外界环境之间进行的气体交换过程。,呼吸全过程,呼吸三个环节：,第一节：肺通气,肺通气：机体与外界环境间的气体交换。一、肺通气的动力和阻力。1、动力：呼吸肌的舒缩。呼吸肌：主要吸气肌：膈肌和肋间外肌辅助吸气肌：胸肌、斜方肌、胸锁乳突肌和背阔肌等呼气肌：肋间内肌和腹壁肌,2、分类 (1)平静呼吸 (2)用力呼吸 (3)呼吸形式,呼吸形式：平静呼吸和用力呼吸。平静呼吸与用力呼吸特点： 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是 被动的。 用力呼吸时，吸气和呼气都是主动 的。呼吸型式：腹式呼吸、胸式呼吸、逆式呼吸。2、阻力：弹性阻力：由肺的弹性组织和胸廓的弹性产生，占总阻力的70%。非弹性阻力：呼吸道、组织的粘滞性所致，占总阻力的30%。,二、肺容积和肺容量,1、肺容积：由四个互不重叠的部分组成。潮气量：每次呼出或吸入的气体量，500ml.补吸气量：平静吸气之末再用力吸进的气量。补呼气量：平静吸气之末再用力呼出的气量。余气量：最大呼气之后仍留在肺内的气量。2、肺容量：基本容积中两项或两项以上的联 合气量深吸气量：补吸气量与潮气量之和。功能余气量：补呼气量和余气量之和。肺活量：最大吸气后在竭力呼出的气量。肺总容量：肺活量与余气量之和。,三、肺通气量,每分通气量：每分钟吸入或呼出的气量。最大通气量：每分钟吸入或呼出的最大气量肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的气量。（解剖无效腔）,第二节、气体交换,一、气体交换的动力与原理动力：气体间的分压差。原理：物理扩散原理。安静时各部分气体分压。（单位mmHg）,二、肺换气和组织换气,1.肺换气 O2肺循环中：肺泡PO2静脉血PO2 肺泡PCO2组织细胞PO2 动脉血PCO2组织细胞PCO2 CO2 换气结果： 组织动脉血静脉血,三、影响气体交换的因素,1、气体扩散的速度扩散速度快与交换速度成正比。平时，CO2比O2的扩散速度快2倍。运动时CO2增多，扩散速度加快。2、呼吸膜的通透性和面积。肺泡膜的面积约60100M2，肺毛细血管的面积约为70M2。3、通气/血流比值。肺泡通气量与肺血流量的比值。,第二节、呼吸运动的调节,一、调节呼吸运动的神经调节 (一)呼吸运动的神经支配 节律性呼吸是由延髓和脑桥通过膈神经 和肋间神经进行调节的。 (二)呼吸中枢动物实验证明，调节呼吸运动的主要中枢在延髓和脑桥。,（1）呼吸基本中枢 吸气中枢 延髓 呼气中枢（2）呼吸调节中枢 上部：呼吸调整 脑桥 下部：长吸中枢,二、呼吸运动的反射性调节,(一)肺牵张反射 概念：由肺扩张或缩小引起吸气抑制或兴奋的反射，称为肺牵张反射感受器分布：在支气管及细支气管的平滑肌内。 运动时发生的肺牵张反射，对呼吸频率和深度的调节更具有重要意义。,三、化学因素对呼吸的调节,(一)化学感受器化学感受器是指其能接受化学物质刺激的感受器。 1.外周化学感受器 位于颈内外动脉分叉处的颈动脉体和主动脉弓血管壁外的主动脉体。适宜刺激：对PO2、PCO2、H+高度敏感，且三者对化学感受器的刺激有相互增强的现象。（夏天喝汽水、人工呼吸）,四、运动时呼吸运动的变化及注意事项,运动时代谢增加，呼吸运动加强。注意加深呼吸深度，节制呼吸频率，与运动节奏相配合。呼吸方式：口鼻并用，冬季口不可张得过大。合理运用憋气，应与技术的节奏结合起来。但是对儿童少年应少进行憋气练习以防止伤害事故的发生。,摘要：血液在机体物质运输、机能调节、免疫和体温维持等方面发挥重要作用。本章将系统介绍血液的组成成分、血液的生理功能和理化特征。并在此基础上，就运动对血液系统的影响进行探讨,第四章：血液,第四章：血液,第一节 概述,第二节：血液的功能,第一节 概述,上层：血浆（55） 红细胞 下层：血细胞 白细胞（45）,一、血液的组成,（一）血细胞和血浆,血小板,一、血液的组成,图1 全血的组成,1、血浆,（1）、血浆蛋白：血浆中蛋白的总称。白蛋白：维持血浆胶体渗透压。球蛋白：免疫蛋白。纤维蛋白原：参与生理止血。（2）、水：维持体液的平衡；血浆中各种溶质的溶剂，参与维持血浆渗透压。有助于维持体温。与运输营养物质及代谢物有关。,（3）、无机物：以离子状态存在的电解质。如： Na、Cl、K等，主要功能为维持血浆渗透压、PH值和组织细胞的兴奋性。（4）、有机物：葡萄糖、乳酸及脂类。,血 细 胞,2、血细胞,（1）、红细胞血细胞中数量最多（99%）。正常男子500万/立方毫米；女子420万/立方毫米幼儿高于成人，男高于女，体健者高于体弱者红细胞的主要功能是运输，由血红蛋白（Hb）承担。Hb的常量：男子12-16克/100ml，均14;女子11-15克/100ml。均13。（营养、生活环境）。常识：低于上述值为贫血。,血型：红细胞膜上的特异性抗原物质的类型，共有15种之多，常用的有ABO系统。人类的红细胞膜上有A、B两种抗原（凝集素）而血浆中者有两种不同的抗体（凝集原）。根据抗原的不同，将人类的血型分为A、B、AB、O。血浆中不含有与自身抗原相对抗的抗体。O型血因无抗原，是万能的输血者；AB血浆中无抗体，是万能的受血者。血型具有遗传性，父母为O型，子女均为O型，一方为A，一方为B，子女者均可能。心理学家认为：血型与性格有关。,（2）、白细胞,分类：粒细胞、单核细胞、淋巴细胞。数量：安静时6-7千/立方毫米。变动范围较大（300010000/立方毫米）。午后较清晨多；初生儿多；运动多；女性月经期、分娩期较多；进餐多。功能：保护、防御作用。,（3）、血小板,数量：1030万/立方毫米。功能：止血；凝血；保持血管内皮细胞的生理完整性.,养料、O2外环境 血液 组织液 细胞 （内环境） CO2、产物,二、内环境,（一）概念 内环境是指细胞生活的环境即细胞外液。,（二）血液与体液,1体液：指人体内的水分和溶解于水中的各种物质。,（一）颜色和比重,三、血液的理化特性,血红蛋白红色，其含量决定血液的颜色动脉血含氧多-呈鲜红色静脉血含氧小-呈暗红色毛细血管血液-近似鲜红色血浆、血清含胆红质-呈淡黄色全血比重-1.0501.060，主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白含量,（二）粘滞性,正常血液的粘滞性为45（相当于水的倍数），主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白含量，血浆为1.62.4。血液粘滞性对血流速度和血压有影响。红细胞增加，血液粘滞性和血流阻力增加，这些将导致血流速度下降，血压下降,1概念（1）渗透：指水分子通过半透膜向溶液扩散的现象。,（三）血液渗透压（血浆渗透压）,1概念（1）渗透：指水分子通过半透膜向溶液扩散的现象。,（三）血液渗透压（血浆渗透压）,（2）渗透压：指溶液促使膜外水分子向内渗透的力量。,取决于： 溶质分子或颗粒的数量,2组成,（1）晶体渗透压（2）胶体渗透压,（1）晶体渗透压,由晶体物质所产生的渗透压晶体物质：NaCl、NaHCO3、尿素,（2）胶体渗透压,由胶体物质所产生的渗透压胶体物质：白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原,3意义,（1）胶体渗透压能维持机体内血液量及水平衡。（2）晶体渗透压能维持红细胞的正常形态。,4.等渗溶液概念以血浆正常渗透压为标准，与血浆正常渗透压很相似的溶液为等渗溶液，如0.9%Nacl、5%葡萄糖溶液等。,1概念：指血液的酸性和碱性的程度。正常值：7.357.45平均值：7.40最大耐受范围：6.97.8,（四）酸碱度,第二节：血液的功能,一、运输功能将氧和营养物质运送至组织，供其利用；将细胞产生的二氧化碳及其它代谢物运出体外。将激素、酶、维生素等物质运至需要的部位。通过血液循环，将体热带到体表散热。,1、氧和二氧化碳在血液中的存在形式,氧和二氧化碳进入血液后，有两种运输方式：物理溶解化学结合。主要是后者。,2、氧离和氧合,氧和HB可进行可逆性结合，当Po2升高时二者结合，称氧合；当Po2下降时二者分离，称氧离。二者结合或分离的主要因素为Po2HB和CO有较强的亲和力（O2的210倍）,3、HB的氧饱和度、氧容量和氧含量,氧饱和度：血液中O2和BH结合的程度。氧容量：当氧饱和度为100%时，每升血液中HB所能结合氧的最大量。氧含量：正常人每升血液中HB实际结合的氧量氧脉搏：每搏输出量中HB实际结合的氧量。,氧解离曲线：反映氧饱和度和血氧分压之间关系的曲线，用于评定不同氧分压下，HB和O2结合的状态。,氧解离曲线,正常人血液中PH值的变化幅度较小（6.9-7.8）。运动、进食等会导致血液变酸。正常人的PH值通常能够保持稳定,血液中存在的缓冲对是重要的原因之一。,二、缓冲PH值的功能,缓冲对,缓冲对：由弱酸和他的盐按一定比例组成的血浆中主要缓冲对有：NaHCO3/H2CO3 （碳酸氢钠/碳酸）Na-Pr/H-Pr （钠蛋白质/氢蛋白质）Na2HPO4/NaH2PO4（磷酸氢二钠/磷酸二氢钠）,红细胞中,KHCO3/H2CO3 （碳酸氢钾/碳酸） K-Hb/Hb（钾血红蛋白/血红蛋白）最重要的缓冲对：NaHCO3/H2CO3 =20/1,碱贮备：血液中缓冲酸性物质的主要成分是碳酸氢钠，通常以每100毫升血浆的碳酸氢钠含量来表示碱贮备量。意义：碱贮备是一个很重要的生理生化指标，它能反映身体在运动时的缓冲能力，从而了解体内的代谢情况。有人测定运动员的碱贮备量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，碳酸肝酶的活性增强。,三、保护和防御功能,1、白细胞的保护和防御功能：（吞噬C和免疫C）（1）、吞噬C由粒细胞和单核细胞组成，主要功能是吞噬外来病菌和体内的坏死组织。（清道夫）；（2）免疫细胞是指淋巴细胞，其产生的抗体是针对某抗原的（特异性免疫）。2、血小板的保护功能：,第五章：血液循环,概念：血液在血管中按一定的方向周而复始的流动。功能：氧运输系统中的“运输网络”。动力：心脏射血（血管的弹性回缩力）,第五章：血液循环,第一节：心肌的生理特性,第二节：心动周期及其变化,第三节：心输出量,第四节：血管中的血压与血流,第五节：心血管活动的调节,第一节：心肌的生理特性,一、兴奋性：绝对不应期长；二、自动节律性：自律细胞（窦房结）。三、传导性：电阻小，传导速度快。四、收缩性：不发生强直收缩、“全或无”式收 缩、期前收缩和代偿收缩。提示：重点了解心肌特性与骨骼肌特性的区别,第二节：心动周期及其变化,一、心动周期：心脏收缩、舒张一次为一个心动周期。心率：心脏每分钟搏动的次数。60100分。平均75分。二、心脏的泵血过程：1、心房收缩期2、心室收缩期：（1）等容收缩期； （2）快速射血期； （3）减慢射血期。3、心室舒张期：（1）等容舒张期； （2）快速充盈期。,三、心音,第一心音：心室开始收缩的标志，主要由房室瓣关闭和心室肌收缩造成。第一心音的音调较低、持续时间较长第二心音：心室开始舒张的标志，主要由主动脉和肺动脉半月瓣关闭造成第二心音的音调较高，持续时间较短。,第三节：心输出量,1、几个概念：每搏输出量：6080ml;平均70ml。每分输出量：70755L。女性较男性低10；青年人高于老年人。因各种因素而变化较大。心指数：以每平方米体表面积计算心输出量,二、影响心输出量的因素：,1、每搏输出量：心肌收缩力；动脉血压；心室舒张末期的容积。2、心率。,三、心力储备：,心输出量随着机体代谢的增加而增加，具有一定的储备。心力储备对生命活动，特别是运动具有重要意义。剧烈运动时，心输出量较安静时增加56倍，优秀运动员可增加78倍。,第四节：血管中的血压与血流,一、动脉血压：血压是血流对血管壁的侧压力。（一）、动脉血压形成的基本条件心脏射血；血管的外周阻力。（二）、动脉血压的常值：收缩压：100-120mmHg;舒张压：60-80mmHg。动脉血压的个体差异较大。受情绪、运动、劳动、气候等因素的影响。,(三)、影响动脉血压的因素,每搏输出量；心率；外周阻力；主动脉与大动脉的弹性（四）、动脉脉搏：与心率一致。,二、器官血流量与血流速度,（一）、器官血流量：单位时间内流经某一器官的血量。安静状态下：心脏、大脑、肾脏、肝脏等内脏器官的血流量较多，肌肉较少；运动时，肌肉的血流量占总流量的84，其他器官减少。（见下图）,（二）、血流速度：,血液在血管中流动的速度。各类血管中的血流速度与同类血管的总截面积成反比。在动脉血管中流速最快（口径大，数量少）。在静脉血管中流速最慢（口径小，数量多）,第五节：心血管活动的调节,一、神经调节：（一）、心血管的神经支配：1、心脏的神经支配：交感神经：使心脏兴奋心迷走神经：抑制心脏活动2、血管的神经支配：缩血管神经舒血管神经,（二）、心血管中枢：,各级中枢均有心血管中枢。延髓心血管中枢：生命活动的最基本中枢。分心血管交感和迷走两部分。延髓以上的心血管中枢：如脑干、小脑和大脑。属于高级中枢调节。,（三）、心血管反射：,1、颈动脉窦和主动脉弓反射（减压反射）。2、颈动脉体和主动脉体的化学感受性反射。3、本体感受性反射。4、其他反射：心眼反射：挤压眼球，心率下降，血压下降。高尔茨反射：撞击腹部，心率下降，血压下 降。疼痛反射：皮肤疼痛，血压上升；内脏疼痛，血压下降。,二、心血管活动的体液调节,是指体内激素对平滑肌和心肌的作用。肾上腺素和去甲肾上腺素：增强心血管活动，使血压上升。,三、肌肉活动时血液循环功能的变化,1、心输出量的变化：比安静时上升56倍，优秀运动员则可上升78倍。2、动脉血压的变化：与运动的方式、强度和持续时间有关：动力性运动时，心输出量增加，收缩压上升，舒张压不变或稍有下降。静力运动时：血压上升，且舒张压上升明显,四、血流量的重新分配：,运动时肌肉血管舒张，血流量增加，而腹腔内脏器官和皮肤的血管收缩，血流量减少，此现象称为血液的重新分配。意义：保证代谢量大的器官的血供。肌肉以外的血管收缩，使肌肉血管舒张，不至于血压下降，促进肌肉血量增加。较长时间的运动使体温上升，皮肤血管扩张，皮肤血流量增加，以利于机体散热。,第六章：运动中的氧供和氧耗,第一节：需氧量和吸氧量,第二节：氧亏和运动后的过量氧耗,第三节：乳酸阈与通气阈,第一节：需氧量和吸氧量,需氧量：人体为维持某种生理活动所需的氧量。成人安静时的需氧量约为250mL分。吸氧量：机体单位时间内吸入的氧量。需氧量的大小受运动的强度和时间的影响：强度大、时间短，总需氧量少，单位时间内的需氧量大。强度小、时间长的运动则相反。安静时，需氧量等于吸氧量。,一、最大吸氧量（Vo2max）及其影响因素,1、Vo2max：人体进行大量肌肉参与的长时间激烈运动时，心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限时，单位时间内所摄取的氧量。 Vo2max有两种表示方式：绝对值和相对值。 Vo2max的差别：男大于女；运动员大于一般人；耐力运动员大于一般运动员。,2、影响Vo2max的因素：,心泵功能；人体对氧的利用能力；遗传因素：93.4；年龄、性别因素；训练的因素。,第二节：氧亏和运动后的过量氧耗,一、氧亏：人体运动中，需氧量与吸氧量之差，称氧亏。人体在进行大强度、时间短的运动时的氧亏人体在进行低强度、长时间的运动时的氧亏二、运动后的过量氧耗（氧债）：运动后恢复期未偿还运动中的氧亏，以及在运动后处于高水平代谢的机体恢复到安静状态而消耗的氧量。,第三节：乳酸阈与通气阈,一、乳酸阈（一）、乳酸阈与个体乳酸阈：1、乳酸阈（无氧阈）：在渐增负荷的运动中，血乳酸的浓度随运动负荷的增加而增加，当运动负荷达到某一负荷时血乳酸值急剧上升的起点.2、个体乳酸阈：无氧阈存在很大的个体差异，将个体乳酸阈的临界点称为个体乳酸阈。（二）、影响乳酸阈的因素：训练水平；运动项目；肌纤维类型；性别、年龄；环境条件。,二、通气阈：,在渐增负荷的运动中，用通气量的变化拐点来测定乳酸阈，称通气阈。是测定乳酸阈的一种无伤方法。三、研究无氧阈和通气阈的意义：用于评定运动员的有氧耐力水平；制定训练强度；用于评定训练效果；制定运动处方。,本章思考题：（1）何谓呼吸，呼吸过程有哪几个环节组成；（2）运动中如何运用憋气；（3）简述血液的组成；（4）简述血液的运输氧的过程；（5）氧债学说与运动后的过量氧耗理论有何区别；（6）试述乳酸阈的概念及其影响因素。,第三篇肌肉活动与物质能量代谢,本篇各主要讲授运动中的新陈代谢问题，即物质代谢（能量的收入）和能量代谢（能量的支出）。,第三篇肌肉活动与物质能量代谢,第七章：物质代谢,第八章：能量代谢,第七章：物质代谢,物质代谢：人与自然环境之间不断进行物质交换过程，称为物质代谢。包括三个部分：物质的消化与吸收；能量物质的中间代谢；代谢尾产物的排泄。,第七章：物质代谢,第一节：消化与吸收,第二节：主要营养物质的体内中间代谢,第三节：代谢为产物的排泄,第一节：消化与吸收,一、消化：食物在消化道内被分解的过程。消化的方式：机械性消化或物理性消化：通过消化道肌肉的舒缩活动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，并将食物不断地向消化道远端推送。化学性消化：通过消化腺分泌的消化液来完成，消化液中所含的各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋白质等物质分解成小分子颗粒。,营养物质在消化道各部位消化简述,口腔内消化胃内消化 小肠内消化 大肠内消化,（一）、口腔内消化：,唾液的作用： 1.消化作用：唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽；溶于水的食物味觉；唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖。 2.清洁作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害物质；溶菌酶还有杀菌作用。 3.排泄作用：铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰质炎的病毒可随唾液排出。 4.免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细菌，若缺乏时易患龋齿。,口腔内消化,（二）、胃内消化：,1、化学消化：胃内的消化液胃液，主要成分：盐酸：胃内消化提供酸性环境，促进胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶。胃蛋白酶：主要的消化成分；粘液：保护胃壁。2、机械消化：为食物的暂时储存场所，食物进入胃内5分钟后开始蠕动，以使食物与胃液充分混合。食物由胃进入小肠的过程称为胃排空，主要营养物质的排空速度为：糖类蛋白质脂肪。整个胃排空时间为46小时。,（三）、小肠内消化：最重要的消化部位,1、化学消化：主要消化液：胰液：对三大营养物质进行分解；小肠液：稀释被消化物质，使食麋与消化液充分混合胆汁：由肝脏分泌，促进脂肪消化。2、物理消化：紧张性收缩；分节运动。二者的作用是使食麋与消化液充分混合。（四）大肠内消化：大肠内没有重要的消化活动，只是食物残渣的储存场所,二、吸收：,食物中某些成分或消化后的产物通过上皮细胞进入血液或淋巴的过程。（一）、吸收的部位：在口腔内食物完全不被吸收；胃内仅有水和酒精被吸收；大肠仅吸收盐类和剩余水分；营养物质的主要吸收部位在小肠。,（二）、主要营养物质的吸收,1、糖类的吸收：食物中的糖为多糖或双糖，必须经过消化为单糖（葡萄糖）后，方能被吸2、蛋白质：必须经过消化分解为氨基酸后方能被吸收入血。3、脂肪：是脂肪酸、甘油一酯及胆固醇的总称。吸收过程较复杂，（不溶于水）简单说是在胆汁的作用下被分解后吸收入血。4、水和无机盐：食物中的水、摄入的水、体内代谢产生的水、各种消化腺分泌的消化液中的水都是水。自由水和结合水。,三、运动对消化与吸收的影响,由于血液重新分配的原因，运动时及运动后的一段时间内，胃肠的血流量减少，导致消化能力的暂时下降。为此：进食后半个小时后才可以运动；运动结束后半小时方可进食。由于运动过程中的消耗较大，因此，总的来讲，运动对消化和吸收是有促进作用的。,第二节：主要营养物质的体内中间代谢,包括分解代谢和合成代谢两部分，这里只讲分解。一、糖代谢：（一）、糖的生理功能：1、供能，机体60的能量由糖类提供。大强度、短时间运动时，主要由糖类供能；小强度、长时间运动时，也是先由糖类供能。2、细胞的结构成分；3、调节脂肪代谢；4、节约蛋白质供能。,（二）人体的糖贮备及其供能形式,人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。因而，人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。,(1)糖原人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有350-400克，运动员糖原储量可达400-550克肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。,(2)血糖血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为80-120mg%。血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标志。饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。,2.糖在体内的分解代谢,(1)糖酵解,糖酵解与乳酸生成,(2)有氧氧化,糖的有氧氧化途径,3.运动与补糖,(1)补糖时间与补糖量 目前一般认为，运动前3-4小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。一方面，糖从胃排空小肠吸收血液转运刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间；另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放，从而抑制胰岛素的释放，使血糖水平升高；同时还可以减少运动时肌糖原的消耗。应当注意的是，在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应反而使血糖降低。,进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类食物作为促力手段，需在运动前3天或更早些时间临时食用。在长时间运动中，如马拉松比赛，可以通过设立途中饮料站适量补糖。运动后补糖将有利于糖原的恢复。耐力运动员在激烈比赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢复。运动前或赛前补糖可采用稍高浓度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。运动中或赛中补糖应采用浓度较低的糖溶液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖。,二、脂肪代谢,（一）、生理功能：氧化供能：构建细胞的成分；促进脂溶性维生素的吸收和利用；保护作用。（二）、代谢过程：1、血脂的来源与去路：血浆游离脂肪酸；脂肪组织（储存脂）；食物中经消化吸收入血的脂蛋白。,2、脂肪组织的储存与动员：,脂肪细胞摄取血液中过多的游离脂肪酸并与甘油结合形成甘油三酯储存起来；当血液中的游离脂肪酸降低时，储存脂会反过来逐步分解为脂肪酸和甘油入血。供氧化利用。正常情况下，分解与合成平衡的，合成大于分解，出现肥胖；分解大于合成，则减肥。,（三）、运动与脂肪代谢：,1、运动过程中脂肪代谢的特点：动员较慢。只有糖原储量下降后，脂肪才供能。短时间、高强度运动时，脂肪的分解受到抑制。长时间、强度较小运动时的后期，90的能量来自脂肪。2、运动对脂肪代谢的影响：提高机体氧化利用脂肪供能的能力；改善血脂异常；减少脂肪堆积。,脂肪代谢与运动减肥,运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。 减肥的方式：一是参加运动，二是控制食物摄入量选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型、大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地降低体脂水平。水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。水中运动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水中球类游戏等多种运动。,三、蛋白质代谢：,氮平衡：正常成人蛋白质的合成与分解处于一种动态平衡状态，称为氮平衡。正氮平衡；负氮平衡；需要量：成人每天每公斤体重1克。运动员和儿童稍多。（2.53克）蛋白质的补充：体内合成（24种必需的氨基酸总的16种）；体外摄取：8种：亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸,（一）、蛋白质的生理功能：,1、构成和修补机体组织；2、调节机体生理功能；3、氧化供能。（二）、运动对蛋白质的影响：运动时可提供部分能量，糖元储备充足时占5；糖原耗尽时上升到1015。运动导致骨骼肌的蛋白质合成增加，肌肉因此壮大，蛋白质的需要量因此加大，合成又会因此增加。,四、糖、蛋白质、脂肪代谢的关系,三者为三大营养物质；可相互转化，但不能相互代替；糖转化为脂肪容易，脂肪转化为糖困难糖和脂肪可合成氨基酸（16种），但另外8种人体必需的氨基酸则必须从外界摄取。,五、水分及无机盐代谢,（一）、水分代谢：1、生理作用：是机体内各种生化物质的溶剂；是各种营养物质、激素及废物的运载工具；维持体温；维持电解质的平衡；润滑作用；,2、一般及运动状态下的水代谢：,运动与水分代谢：运动时由于大量出汗，水分丢失严重，其程度与运动的强度与时间有关：轻度脱水（体重的2），以细胞外液的丢失为主，血容量减少，出现尿少、口渴的表现。中度脱水（体重的4），细胞内外液的丢失相当，出现心率加快、体温升高、疲劳、血压下降的现象，口渴现象严重。重度脱水（体重的610），细胞内液水分丢失的比例增大，表现为呼吸加快、肌肉抽筋，甚至昏迷。水的补充：少饮多次。体育教学中关于水补充的健康理念。,（二）、主要无机盐代谢,1、钠：总重量为60克，主要存在于细胞外，对调节体温、水和离子的排出、饮水行为、肌肉收缩、神经兴奋均有重大意义，大量出汗后应及时补充钠盐。2、钾：总重量为120克。97存在于细胞内，可经汗、大小便排出。参与糖原和蛋白质的合成代谢，对肌肉收缩和神经传导具有重大起作用，缺钾时表现为肌无力。3、铁：存在于HB之中，与氧的运输有关。4、钙：99以结合的形式存在于骨骼中，1以离子的形式存于血中，在神经兴奋的传导、肌肉的收缩中具有重要作用。,排泄：人体在新陈代谢过程中产生的代谢产物、多余的水分和进入机体的各种异物，排出体外的过程。 排 泄 器 官 排 泄 物 呼吸器官 co2、水、挥发性药物等 消 化 道 钙、镁、铁、磷等无机盐, 胆色素,毒物等 皮肤及汗腺 水、盐类、少量尿素等 肾 脏 水、尿素、肌酐、盐类、 药物、毒物、色素等,第三节：代谢尾产物的排泄,一、肾脏的基本结构,（一）、肾单位的基本结构（二）、肾的血液循环,（一）、肾单位的基本结构,（二）、肾的血液循环,特点：肾小球毛细血管压可达6OmmHg 利于滤过肾小管毛细血管压低利于重吸收血液经过两次小动脉(入球和出球小动脉)和形成两套毛细血管网(肾小球和肾小管处的毛细血管网),二 、尿的生成过程,肾小球的滤过作用,肾小管与集合管的重吸收,肾小管与集合管的分泌作用,滤过:指血液流过肾小球时,血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,（一）、肾小球的滤过作用-原尿生成,滤过三要素:屏障、动力、阻力,影响滤过的因素,1.滤过膜,面积,通透性,机械屏障作用血尿,静电屏障作用蛋白尿,正常时肾小球滤过面积1.5m2急性肾炎滤过面积GFR尿量,2.有效滤过压(动力),有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,入球端有效滤过压=45 (20+10) =15mmHg0有滤液生成,出球端 有效滤过压 =45 (35+10) = 0mmHg 0无滤液生成,3.肾血流量,肾血流量，滤过率肾