第11章、特殊环境与运动能力.ppt

第十一章特殊环境与运动能力 运动生理学 主要内容 高原环境与运动能力热环境与运动能力冷环境与运动水环境与运动 第一节高原环境与运动能力 高原 Altitude 的概念 海拔较高 起伏较小的大片完整高地 低气压 低氧 高寒和高紫外线辐射的特殊环境 世界上约有4000多万人劳动和生活在海平面以上3048米 10000英尺 至5486米 18000英尺 的高山或高原地区 高海拔是一种低压 低气压 缺氧和高紫外线幅射的特殊环境 越来越多的人热衷参与高山或高原徒步旅行和滑雪 高原高度划分 Ulrich 1990 高度0 2000m2000m2000 3000m4000m4000 6000m6000m6000 8000m8000m 反应无反应地带出现身体反应完全代偿地带对身体出现干扰期不完全代偿地带临界初期临界地带死亡初期 内容 一 高原应激二 高原服习三 高原训练的生理学适应四 高原训练的要素 高度 m 0150020002400300040005000 动脉血氧饱和度 959291908578 高原对人体的影响 氧分压 2117 816 715 714 712 911 3 对大气压 氧分压的影响 高原对气温 湿度的影响地球热源来自太阳辐射 太阳辐射穿越大气 只加温0 02C 热量吸收后反射 大气热源来源于地面 所以随高度增加 温度下降 随海拔升高 湿度减少 但可能云雨增加 加大相对湿度 高原对太阳辐射的影响高原太阳辐射增加 紫外线增加 每升高300m 紫外线增加4 所以高原注意防护紫外线 高原对气流的影响高原风大 对流增加 体温散失快 一 高原应激 ResponsestoAltitude 一 最大摄氧量当海拔高度升到约15OO米时 最大摄氧量开始下降 开始阶段每升高300米 最大摄氧量下降约3 在更高的高度下降的速率更快 如在珠穆朗玛峰高度时 最大摄氧量降低大约70 估计可低至15毫升 公斤 分 由于最大摄氧量的下降 使运动能力明显下降 高原环境对运动能力的影响 因海拔高度及运动项目不同而有所差异 对耐力项目影响 对速度项目影响 表2300m高原与平原成绩比较 二 肺通气量 肺通气量由于氧分压的下降而明显增加 海拔2348米时 安静时肺通气量开始以指数形式增加 到达高原初期 心率和心输出量增加 而每搏输出量没有变化 在高原期间 动脉血压明显增加与去甲肾上腺素水平增加有关 三 心血管反应 初到高原 机体因缺氧而产生一系列生理反应 会出现头痛和呼吸困难等所谓急性高山病 四 高原反应症 二 高原服习 AcclimatizationtoAltitude 高原服习 人体在高原地区停留一定时期 机体对低氧环境会产生迅速的调节反应 提高对缺氧的耐受能力 高原适应 人体对高原环境的长期服习过程 调节机制包括 肺通气量的增加和体内酸碱平衡的调节 血红蛋白和红细胞生成增加以及局部循环和细胞代谢的变化 高原对Hb Hct的影响 三 高原训练的生理学适应 高原训练历史 起源 发展与现状高原训练的生理学适应 起源苏联研究者 50年代 提出到高原环境机体对缺氧环境产生适应 通过运动训练可获得的适应更好 增强人体呼吸和心血管系统功能 有氧代谢能力提高 运动成绩提高 1956年奥运会前进行高原训练 保加利亚在1953年也开始高原训练 起源与发展 60年代非洲高原选手的异军突起 墨西哥奥运会前后的高潮 有些国家选手奥运会选手成绩欠佳 但奥运会后达到本人最好成绩 发展 1972年后 许多国家对高原训练效果提出质疑Smith Sharkey 1984 文献回顾与查阅 结论 高原训练对提高运动成绩成效不大 Robbel 1986 Jackson 1988 否定高原训练 但是 教练员和运动员相信高原训练的效果 高原高度 持续时间 运动量安排 实验设计等影响高原训练效果 争议阶段 70 80年代 实验证据 血液回输可提高成绩动物实验 保加利亚学者研究了A 低氧影响 B 低氧 运动负荷的生理变化A组分为A1组 540m A2组 1850m A3组 2925m 高原30天 发现肌肉 血液机能改善 游泳能力提高 B组分为B1组 540m B2组 1850m B3组 5000m 高原30天 训练状况一致 发现与A组变化一致 低氧对动物体内氧化改善起决定性影响 低氧 训练效果更好 近几届奥运会中 不少国家都得益于高原训练由传统的耐力项目向其它项目扩展参与的项目和人数在增加高原训练基地的数量不断增加国际上每年都举办高原训练专题研讨会训练方法在创新 现状 高原训练的生理学适应 一 呼吸系统 呼吸频率加快 肺通气量加大 最大摄氧量下降 二 血液系统 1 血红蛋白和红细胞运动员到高原后Hb和红细胞增加 2 促红细胞生成素高原缺氧有促使体内EPO增长的作用 3 血液流变学指标长期训练的运动员 安静时RBC渗透脆性 血液粘度 红细胞电泳时间和血沉比一般人有明显下降 红细胞滤过率和红细胞变形能力比一般人明显增加 4 红细胞变形能力5 血乳酸变化 HbCONCENTRATIONSANDALTITUDE 三 心血管系统 长期高原应激引起副交感神经调节增强的影响 高原居住的居民其血压略高于平原居民 骨骼肌的毛细血管和酶活性 肌红蛋白浓度 体重和体成分 肌肉缓冲能力 四 骨骼肌 五 免疫系统 六 内分泌系统 1 儿茶酚胺缺氧结合运动训练 可使运动员尿内儿茶酚胺排出量明显增高 2 血清睾酮和皮质醇高原训练会使运动员血清睾酮降低 一 适宜海拔高度 四 高原训练的要素 最佳高度应为2000 2500米 二 适宜训练强度 原则 根据运动员训练水平的高低来定 水平高的强度可大些 反之强度则适当减少 根据比赛的强度而定 要安排部分接近比赛强度的训练 将高原训练的强度和下高原后的强度衔接起来 下高原后的平原强度要比高原强度高 要根据机体对高原环境的适应阶段来安排训练强度 三 训练持续时间 最适宜的持续时间应为4 6周 四 出现最佳训练效果的时间 长跑和马拉松项目的最佳比赛时间为下高原后4 5天 中长距离项目为10 14天 短距离项目为20 26天 我国游泳项目则多采取回到平原5 6周时参加比赛 以保证下山后能有较多的时间加强速度和力量训练 高原训练的效果 下山后可保持3 5周的时间 而有的资料认为可保持45 50天 一般认为 五 训练效果评价 对高原训练效果的认识还不完全一致 高原适应提高了血液运载氧的能力 但长时间的高原应激对生理机能会出现一些负面的影响 例如体重下降 最大心率减少及每搏输出量减少 最大心输出量的减少将抵消来自血液载氧能力增加的受益 此外 在高原时是不可能以平原上的大强度训练 这就使得高原绝对训练的强度下降 上述种种因素可能会使运动员在平原时的竞技状态受到影响 1 高住低练法高住低练法是让运动员在较高的高度上 2500米 居住 而在较低的高度 1300米 训练 2 间歇性低氧训练法采用呼吸气体发生器 氧分压有氧训练器 吸入低于正常氧分压的气体 造成体内适度缺氧 从而导致一系列有利于提高有氧代谢能力的抗缺氧生理适应 以达到高原训练的目的 3 模拟高原训练法 六 训练方法与手段 高住低训设备 北京体育大学低氧实验室 第二节热环境与运动能力 一 热应激与适应 一 热应激的生理适应 1 心血管反应2 发汗增加3 尿量变化4 内分泌激素对应激反应5 代谢变化6 耐力下降 垂体释放抗利尿素 肾上腺释放醛固酮 二 热服习 概念 在高温与热辐射的长期反复作用下 人体在一定范围内逐渐产生对这种特殊环境的适应 生理反应如下 1 出汗阈值下降 出汗率增加 排汗能力增强2 肾脏和汗腺对Na 重吸收增加3 心功能改善 每搏输出量增加 二 热病及其预防 热病 脱水 热痉挛 热衰竭和中暑 脱水影响 引起排汗率 血浆量 心输出量 最大摄氧量 工作能力 肌肉力量和肝糖原含量等下降 轻度脱水 脱水量占体重2 左右中度脱水 脱水量占体重4 左右重度脱水 脱水量占体重6 10 一 脱水 脱水和无机盐的丢失以及体液水平和电解质浓度不平衡导致肌肉痉挛 出汗多和疲劳 但体温尚正常 循环系统的调节机能障碍和大量出汗导致细胞外液 尤其是血浆量减少 血液储留在扩张的体表血管中 使中心血量及心输出量显著下降 表现为虚弱 脉搏加快 直立时血压低 头痛和头晕等 出汗可能稍减少 体温会有升高 二 热痉挛 三 热衰竭 出汗停止 皮肤干燥而发烫 体温升高至4l 5 C以上 虚脱 意识丧失 甚至会导致死亡 四 中暑 五 热病的预防 预防热环境训练时热病的发生 合理补液和预防过度脱水最为重要 在运动前后通过监测体重大致了解失水量进行补液 每减少l公斤体重表示脱水450ml 或在运动前20分钟喝400 600ml的冷水 在运动中少量多次的补液 每隔15 30分钟补液100 300ml 每小时的总补液量以不大于800ml为宜 在运动后的补液也应以少量多次为原则 并适当补盐 第三节冷环境与运动 一 冷应激与运动 一 冷环境下机体调节机制 1通过寒颤以增加代谢产热 2外周血管收缩 减少热量散失 二 寒冷对机体的影响 1低温环境中 体温下降会损害人体机能 降低运动能力 神经传导速度下降最大摄氧量和心率显著降低骨骼肌粘滞性增大 肌肉收缩速度减慢2寒冷会导致机体免疫监视能力下降 二 冷服习 评定人体对冷的服习有三种基本方法 第一种方法是测定产生寒颤的皮肤温度阈值 第二种方法是测量手和足的温度 第三种方法是观察在寒冷中睡眠的能力 第四节水环境与运动 游泳时的体位及所处的特殊环境对循环功能也有良好的影响 一 水环境与运动能力 一 能量代谢 在水中活动能量消耗较多 比同样速度跑步时能量消耗大5 10倍 二 呼吸机能 在水中运动对呼吸机能的影响较陆上深刻 三 心血管机能 二 对水环境的适应 思考题 1 高原应激对人体生理功能及运动能力有哪些影响 2 简述高原训练时生理功能产生的一些适应性变化 3 影响高原训练效果有哪些因素 4 热应激时会出现哪些反应 5 试述热服习时的生理反应 6 冷应激时机体是通过哪些机制进行调节的 冷服习时 这些调节反应又会发生哪些变化 7 评定人体冷服习的基本测验方法有哪些 8 试述水环境