运动生理学复习要点

运动生理学复习要点绪论1.运动生理学的研究对象：运动生理学是研究人体在一次运动练习（急性练习）或反复运动中（慢性运动或训练）的功能发展变化规律的科学。任务：为引导人们合理地进行健身锻炼，科学地组织体育教学和运动训练，提供科学依据。目的：以实现健康促进和提高体适能和运动成绩的目的。2.生命的基本特征：细胞是生命的基本单位（除病毒外）新陈代谢、生长和运动是生命的本能生命通过繁衍而延续生物既有个体发育和系统进化的历史生物对外界可产生应激反应和自我调节、对环境具有适应性。3.人体机能的调节：神经调节：基本方式是反射。所谓反射，是指在中枢神经系统的参与下，机体对内、外环境变化产生的适应性反应。实现反射的基础是反射弧，包括感受器、传入神经、中枢神经、传出神经、效应器5个环节。体液调节：一般是指由内分泌腺和散在某些器官的内分泌细胞分泌出称之为激素的化学物质，通过血液循环，运送到全身某一器官，调节它们的功能活动。自身调节：是指内外环境变化时，器官、组织、细胞自身不依赖于神经或体液调节而产生的适应性反应。第一章肌肉的活动第一节 肌肉的兴奋和收缩1.肌肉的活动是通过肌肉的收缩和舒张实现的。2.肌肉的基本组织：包括肌组织（肌纤维）、结缔组织、神经组织、血管网，其中肌组织是收缩的功能，结缔组织是弹性成分，其他组织具有调节、支持和弹性作用。3.运动单位：一个运动神经元连同它的全部神经末梢所支配的肌纤维，从功能上看是一个肌肉活动的基本功能单位。4.大运动神经元发出的髓鞘神经纤维粗大，传导冲动的速度快，轴突末梢大而扁平，与肌肉接触的面积大。5.小运动神经元发出的髓鞘神经纤维比较细，传导冲动的速度慢，其轴突末梢成圆形，与肌肉接触面积小。6.全或无原则：在肌肉收缩时，若刺激的强度足够引起某一运动神经元兴奋而发出冲动时，该运动单位的全部肌纤维都同时参加收缩活动。若刺激过弱而不足引起某运动单位的运动神经元兴奋而无冲动发出时，则该运动单位的全部肌纤维无一参与收缩活动，这称为运动单位活动的“全或无”原则。7.兴奋在神经肌肉接头处的传递：当冲动传至肌纤维内部引起轴突末梢除极化，改变神经膜 的通透性，使得细胞外液中的一部分Ca2+进入到末梢内，引起轴浆中囊泡的破裂释放出乙酰胆碱，乙酰胆碱通过接头间隙与终板膜上的Ach受体结合，引起膜对N+K+的通透性的改变，导致除极化，进而触发另一个可传导的动作电位沿整个肌纤维传递，引起肌肉收缩。胆碱酯酶能够迅速的水解乙酰胆碱，致使每传来一次冲动，所释放的一定量的乙酰胆碱只能引发一次收缩，即保持1对1的关系。传递的特点：化学传递、单向性传递、时间延搁、易受化学和其他环境影响。8.肌细胞（肌纤维）的组成：细胞膜（肌膜）、细胞核（多个）、细胞质（肌浆）。其中细胞质中含有：肌原纤维、肌管系统、线粒体、糖原、脂滴、肌红蛋白。9.肌小节：是肌肉实现收缩和舒张的最基本功能单位。10.肌管系统的作用：实现肌原纤维内外的物质交换将动作电位传导至肌纤维内部，引起终池Ca2+的释放，以触发肌肉收缩。11.粗肌丝：由肌球蛋白分子组成，每条粗肌丝约包含200-300个肌球蛋白分子，每个分子由一条杆状的主干和一个垂直翘起的称为横桥的球状头部组成。12.横桥的功能特性对肌丝滑行有重要意义，一是横桥上有一个能与ATP相结合的位点，同时具有ATP酶活性，有水解ATP的内源性能力，当横桥一旦与细肌丝结合时，此酶即进一步激活，使ATP迅速水解放出能量，供肌肉收缩时利用；二是横桥在一定条件下可以和细肌丝上的肌动蛋白分子呈可逆结合，并出现横桥向M线方向的倾斜摆动，拖动细肌丝向暗带中央滑行。13.细肌丝：由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白三种成分组成，其中六成为肌动蛋白。肌动蛋白上有能与横桥做可逆结合的位点，直接与肌球蛋白实现肌丝的滑行，故肌动蛋白与肌球蛋白一同被称为收缩蛋白。14.横桥运动引起肌丝滑行：钙离子与肌钙蛋白结合，结构改变导致功能发生变化，对原肌球蛋白的钩子作用失去效应，导致原肌球蛋白滑落，露出肌动蛋白上可与肌球蛋白结合的位点。横桥与此点结合形成肌动蛋白、肌球蛋白-ATP复合体，同时横桥中的肌球蛋白ATP酶受肌动蛋白激活，使横桥中的ATP迅速水解成ADP+Pi，放出能量，引起横桥头部向粗肌丝的中心方向摆动，牵拉细肌丝向肌节中央滑行。15.肌丝滑行理论的主要论点：是肌肉的缩短或伸长，都是由于肌小节中粗肌丝和细肌丝相互滑行，而肌丝本身的结构和长度不变。16.肌肉收缩和舒张的全过程包括三个相互衔接的主要环节，即兴奋收缩耦联、横桥运动引起肌丝的滑行、收缩的肌肉舒张。17.兴奋收缩耦联包括：动作电位沿横管系统传向肌细胞深处、三联体结构处兴奋的传递引起终池释放钙离子、钙离子重新聚集。第二节 肌肉收缩的形式及力学分析1.力量：根据肌肉收缩的形式分为静力性力量和动力性力量。静力性力量指肌肉进行等长收缩时产生的力量，维持身体姿势或固定各环节于一定的位置，不产生明显的位移运动；动力性力量是指肌肉进行向心与离心收缩时产生的力量，使身体或运动环节产生明显的位移运动。动力性力量可根据收缩的形态与特征不同可进一步分为向心收缩力量、离心收缩力量、等速（等动）肌肉力量和超等长肌肉力量。超等长肌肉力量是指在离心-向心收缩过程中，肌肉被拉长后进行向心收缩表现出来的力量。2.根据长度和张力的变化肌肉收缩可分为：缩短收缩（向心收缩）：当肌肉收缩时所产生的张力大于外加阻力（负荷）时，肌肉缩短，牵拉它附着的骨杠杆做向心运动。.缩短收缩根据负荷和速度可以分为：等张收缩（阻力恒定）等动（等速）收缩（速度恒定）。拉长收缩（离心收缩）：当肌肉收缩时所产生的张力小于外力时，此时肌肉虽积极收缩但还是被拉长了，这种收缩叫拉长收缩。起制动、减速和克服重力等作用。等长收缩：当肌肉收缩产生的张力等于外加阻力时，肌肉虽积极收缩但长度并不变化，这种收缩叫等长收缩。起支持、固定和保持某一姿势的作用。3.肌肉收缩的张力-速度曲线：是指负荷（称后负荷）对肌肉收缩速度的影响。肌肉收缩时产生的张力和速度是成反比例的关系。4.肌肉收缩的长度-张力关系：肌肉收缩的长度张力关系是指肌肉收缩前的初长度对肌肉收缩时产生张力的影响。5.主动张力：肌肉收缩过程中肌球蛋白与肌钙蛋白相互作用所产生的张力。6.被动张力：是由于结缔组织和肌中其他弹性成分受到牵拉时而产生的阻力所引起。7.肌肉本身收缩能力的改变：通常把可以影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能状态的改变，定义为肌肉收缩能力的改变。骨骼肌不同收缩形式的比较8.肌肉酸痛：运动性肌肉酸痛分为急性运动酸痛和延迟性肌肉酸痛。急性肌肉酸痛是指在运动过程中和运动后即可产生的肌肉酸痛。通常在运动后几分钟至几小时内消失，对运动训练的影响不明显，主要是由于氢离子和LA等代谢物的堆积与肌肉肿胀等原因引起的。运动员经常在大强度耐力训练和力量训练后产生急性肌肉酸痛。延迟性肌肉酸痛：是指人体从事不习惯运动后出现的肌肉疼痛和肌肉不舒适的感觉。延迟性肌肉酸痛除了一半的疼痛症状外，还具有身体疲劳、肌肉僵硬、酸胀、肌肉酸收缩力量和放松能力下降，主要出现在远端肌肉和肌腱连接处。9.肌肉力量与运动速度的关系：当逐步增加肌肉的负荷，肌肉收缩产生的张力逐渐增大，但肌肉收缩的速度和缩短的长度即逐渐减小，当负荷增加到某一数值时肌肉全然不能收缩，此时肌肉收缩的速度和缩短的距离均为零，但产生的张力却是最大的。当负荷逐渐较小时，肌肉收缩的速度和缩短的距离逐渐增大，直至负荷逐渐为零时，肌肉收缩的速度最快，缩短的长度最大。以上两种状态都没有做功。10.肌肉量力与爆发力：肌肉收缩产生张力的大小，取决于活化的横桥数目，而肌收缩的速度取决于能量释放的速率和肌球蛋白ATP酶的活性，与活化的横桥数目无关。当负荷较大时，有更多的横桥处于活化的状态，以增加肌肉的张力，但却抑制ATP的水解，减低能量释放率，从而使肌收缩速度减慢。当负荷减低时，单位时间内能量释放率增加，因而肌收缩速度增加。11.肌肉收缩力量大小，主要取决于参与收缩的横桥的数目，根据肌肉收缩时肌丝相互关系的分析，最适初长度时粗肌丝和细肌丝处于理想的重叠状态，使收缩时作用的横桥数目达到最大，因而产生最大力量。第三节 肌纤维类型与运动能力1.肌纤维根据收缩的速度可以分为两类，一类是慢肌纤维，一类是快肌纤维。快肌纤维又可以分为三个亚型，快a、快b和快c纤维。快a纤维的收缩速度和力量同快肌，但是代谢特征兼有快肌和慢肌的特征，其抗疲劳能力也介于快肌和慢肌之间。2.快肌纤维和慢肌纤维的形态、生理和代谢特征：形态特征：快肌纤维直径较粗，肌浆少，肌红蛋白含量多，呈苍白色；其肌浆中线粒体数量和容积小，但肌质网发达，对钙离子的摄取速度快，从而反应速度快；快肌纤维接受脊髓前角大运动神经元支配，大运动神经元的胞体大，轴突粗，与肌纤维的接触面积大，轴突终末含乙酰胆碱的囊泡数量多，一个运动神经元所支配的肌纤维数量多。慢肌纤维直径较细，肌浆丰富，肌红蛋白含量高，呈红色；其肌浆中的线粒体的直径大、数量多、周围毛细血管网发达；支配的慢肌纤维的神经元是脊髓前角的小运动神经元，其胞体小，轴突细，神经肌肉接点小，终末含乙酰胆碱的囊泡数量少，一个运动神经元所支配的肌纤维数量少。代谢特征：快肌纤维无氧代谢能力较强。表现为肌纤维中参与无氧氧化过程酶的活性较慢肌纤维高。例如快肌纤维肌球蛋白ATP酶的活性为慢肌纤维的3倍，肌激酶的活性为慢肌纤维的1.8倍，肌酸激酶的活性为慢肌纤维的1.3倍；乳酸脱氢酶的活性为慢肌纤维的22.5倍。此外，糖酵解的底物肌糖原的含量也比慢肌高。慢肌纤维有氧氧化能力较高。表现为线粒体不仅数量多，而且体积大，线粒体蛋白含量高，氧化酶活性较快肌纤维高。甘油三酯含量高，氧化脂肪的能力为快肌的4倍。此外，毛细血管丰富，肌红蛋白含量较高，都使其有氧能力高于快肌。生理特征：快肌纤维收缩的潜伏期短，收缩的速度快，收缩产生的张力大，与慢肌纤维相比，肌肉收缩的张力-速度曲线位于其上方，但收缩不能持久、易疲劳。慢肌纤维收缩的潜伏期长，收缩的速度慢，表现为张力较小，但能持久、抗疲劳能力强。3.运动时肌纤维的募集：研究表明，运动时慢运动单位和快运动单位的募集是有选择的进行的。这种有选择的募集不取决于活动的速度，而取决于活动所需的力量水平。当活动需要的力量较小时，仅有少数慢运动单位被募集，随着活动需要的力量的增加，被募集的运动单位也增加，此时快a和快b运动单位也依次被募集。许多研究者赞同运动单位的募集通常是根据一个固定的秩序来活动的，这称为有序募集原则。能部分解释有序募集原则的机制是大小原则，认为运动单位募集秩序直接与运动单位的大小有关，小运动神经元控制的运动单位首先被募集，由于慢运动单位的运动神经元小，在分级运动（指力量产生的级别从很低变为很高）中，慢运动单位是最先被募集的。其后，当执行的运动力量需要增加时，快运动单位被募集。4.肌纤维类型与运动成就：慢肌纤维百分比高者擅长于长时间的耐力项目（耐力项目的运动员，如：中长跑运动员），而快肌纤维百分比高者可能适合于短距离和力量项目（短距离项目或力量型项目的运动员，如：100米、投掷类项目运动员）。5.肌纤维类型对训练的适应：训练能否引起肌纤维类型改变肌纤维横断面积肌纤维代谢能力肌纤维对训练适应的专一性。第二章 血液1.体液：机体含有大量的水分，这些水和溶解在水里的各种物质总称为体液2.血液由血浆和血细胞组成，血浆中含有水（90以上）、蛋白质、多种电解质、小分子有机物、氧气和二氧化碳；血细胞由红细胞、白细胞和血小板组成。3.内环境的概念：人体内每个细胞所濅浴的液体环境称为内环境。生理意义：内环境是体内细胞与外环境进行物质交换的桥梁，通过它体内各个细胞虽不与外环境直接接触，但能与外环境进行物质交换，实现新陈代谢这一基本生命活动。4.血液的功能：运载功能：血液主要运载氧气、二氧化碳、营养物质和代谢产物。血液不断地将机体所需的氧和营养物质运载到全身的组织细胞，同时又将组织细胞的代谢产物二氧化碳、水和尿素等运到肺、肾、皮肤和肠管排出体外。维持内环境的相对稳定：血液能维持水、渗透压和酸碱度平衡，从而维持了内环境的相对稳定。血液在体温的调节中起着重要的作用，当机体运动或劳动而大量产热时，一方面由于血液的含水量大，可以大量吸收体内产生的热量；另一方面，血液将体内深部器官所产生的热量运送至体表散发，从而使体温不至于大幅的变动，保持了体温的相对稳定。血液将激素运送到全身各器官和组织细胞处，调节各靶器官和靶细胞的活动，以完成体液调节的功能。维持血浆的酸碱度：NaHCO3：H2CO3=20:1血浆PH维持稳定，当酸聚集过多时NaHCO3+H离子（酸）H2CO3H2O+CO2（随呼吸排出）维持酸碱平衡。当碱过多时，H2CO3+碱HCO3离子（由肾脏排出）+H2O维持酸碱平衡。防御和保护功能：血液的防御和保护功能是通过血液的免疫和止血功能实现的。5.运动对红细胞的影响：短时间运动后即刻红细胞增多，有人认为这主要是贮存血库释放比较浓的血液进入循环血，相对提高了红细胞的浓度。训练水平较低的运动员运动时导致血液中的红细胞增加，即红细胞的比容增加，进而导致血液的阻力增加，血液流速下降，从而降低的氧气、二氧化碳、营养物质和代谢产物的运输，即降低运输效率。6.红细胞的比容（或压积）：红细胞在血液中所占的容积百分比称为红细胞比容或红细胞的压积。7.血浆蛋白的主要功能：作为多种物质和激素的载体维持血浆正常PH维持血浆胶体渗透压保持血管内外水平衡。8.离子的主要功能：维持晶体渗透压维持体液酸碱度维持组织细胞的兴奋性某些离子是体内酶活性的激动剂等。9.红细胞的主要功能是运载氧气和二氧化碳、缓冲酸碱和免疫功能。10.血型：是指红细胞膜上特异抗原的类型。11.细胞凝集：将两个人的血液滴加在玻片上使之混合，若他们的血型互不相容，可见到红细胞凝集成簇的现象，称之为红细胞凝集。12.血小板的功能：促进止血、加速凝血、保护血管内皮细胞的完整性。13.渗透：水分子通过半透膜向溶液扩散的现象叫做渗透。14.渗透压或渗透吸水力：溶液促使膜外水分子向膜内渗透的力量叫渗透压或渗透吸水力。15.血浆渗透压由血浆晶体渗透压和血浆胶体渗透压组成，其中晶体渗透压占90以上。16.循环血量：人体在安静状态下，大部分血液在心血管中迅速流动称之为循环血量。17.血液对训练的适应：血容量增加、红细胞变形能力增加、血黏度下降、碱贮备含量增加。18.运动可使血小板平均容积增加，活性增强，循环血量中血小板聚集趋势也增加。第三章 循环机能第一节 心脏泵血功能1.心房与心室不间断、有序的收缩与舒张是实现心室泵血的前提与基础。2.心肌细胞分为两类：一类是普通的心肌细胞，包括心房肌和心室肌，这两类心肌细胞执行心房和心室的收缩和舒张，故又称为工作细胞。另一类是特殊分化了的具有自律性，即自动发放有序的兴奋冲动，故称为自律细胞，由自律细胞构成了心脏的传导系统，包括窦房结、房室结、希氏束和浦金野氏纤维。3.自律细胞中肌纤维成分少，不具备收缩功能，它的功能是将起搏细胞的兴奋送到心房肌和心室肌，以引起心房和心室的兴奋和收缩。4.心肌细胞的特点：兴奋性、传导性、自律性、收缩性。5.兴奋性：是指细胞受到一定强度的刺激后具有产生动作电位的能力。6.自律性：即自动的发放有序的兴奋冲动。7.心动周期：心房和心室收缩与舒张一次构成一个机械活动周期，称为心动周期。一个心动周期中包含有心房收缩、心房舒张、心室收缩、心室舒张，但由于心室在心脏泵血活动中其主要作用，故通常心动周期是指心室活动周期而言的。8.心输出量（每分输出量）：每分钟从左（右）心室泵出的血液总量称为心输出量。每分输出量=心率每搏输出量。（评价心泵功能的主要指标）9.心率：人处于静息状态时心率之所以能维持在稳定水平，其生理机制是迷走神经紧张性持续不断的控制着心跳的起搏点窦房结，使窦房结起搏细胞处于一定的抑制状态。当迷走神经紧张性降低时，心跳频率便增快；反之，当迷走神经紧张性升高时，心跳便立即减慢。安静时，交感神经紧张性对心跳频率的控制作用不大。甲状腺功能亢进时，安静时心率增快。10.每搏输出量：是指左（右）心室每次收缩时所射出的血量。11.影响每搏输出量的主要因素：心舒末期心室容积、心室肌被牵张的程度、心肌收缩能力、后负荷。12.射血分数：每搏输出量与心舒末期容积之比称为射血分数。是评价心崩功能的重要指标。13.心指数(心输出量的相对值表示方法)：把每平方米表面积的心输出量称为心指数。14.心泵功能贮备：是指个人在剧烈活动中所能达到的最大心输出量与静息时心输出量之差。包括心率贮备和搏出量贮备。第二节 血管生理一各类血管的结构和功能特点1.血管可分为动脉、毛细血管和静脉三类。2.主动脉和大动脉管壁具有弹性，有扩张和回收的能力，所以被称为弹性贮器血管。3.小动脉和微动脉中血流速度快，但是口径小，因此血流阻力很大，故称为阻力血管，能够调节各个器官的血流量，又被称为分配血管。4.毛细血管数量多，口径很细，管壁薄，有很好的通透能力，能够进行气体交换，故被称为交换血管。5.静脉血管被称为容量血管。二血流量、血流阻力和血压1.血流量：在单位时间内流过某一截面的血量称为血流量，也称为容积速度，通常以每分钟的毫升或升表示。2.器官血流量：单位时间内流过某一器官的血流量，通常以每分钟的毫升或升表示。3.血流阻力：血流阻力来自于：血液内部质点的摩擦力，以及血液与管壁之间的摩擦力。故当血液粘度增加或血管口径变窄时，血流阻力增加。4.血压：血液对血管壁的侧压力。5.血压的成因：血管内血液充盈和心室射血的力量产生的。形成血压的另一个重要的因素是心室射血，心室肌收缩释放的能量可分为两部分，一部分消耗于推动血液在血管中的流动（动能），另一部分形成对血管壁的侧压，并使血管壁扩张（势能）。三动脉血压成因1.动脉血压的成因及其影响因素：成因的前提条件是要有足够的血液充盈，其次是血液对动脉管壁的侧压力。影响因素：每搏输出量：伴随着每搏输出量增加，动脉血压也跟着增加，表现为收缩压增加，舒张压没有影响。心率：心率增加对收缩压影响不大，舒张压升高，故脉压减小。外周阻力：外周阻力增大导致心舒期血管中的血液增多，从而导致舒张压升高，收缩压不变，但脉压减小。主动脉和大动脉的弹性贮器作用：如果弹性贮器的功能消退，那么动脉血压升高，脉压也增大。循环血量和血管容积匹配。2.静脉回流及其影响因素：单位时间内静脉回心血量取决于外周静脉压和中央静脉压之差及静脉对血量的阻力。体循环平均压：体循环平均压增高，回心血量增多，反之，则减少。心肌收缩力量：心缩力大，从左心室射出的血量也多，在心舒张期则室内压更低，有利于血液从心房流入心室。体位改变骨骼肌的挤压呼吸运动。四毛细血管1.氧利用率：氧利用率可以用动静脉氧差来表示，动静脉氧差增大说明氧利用率提高。2.血液循环：血液心脏血管系统中按一定的方向、周而复始的流动，称为血液循环。3.当心率加快时，心动周期中心室收缩期与舒张期不是按比列减少的，而且舒张期的缩短明显大于收缩期的缩短，所以心率加快时心室的充盈期将更明显的缩短，到达一定程度时将导致每搏输出量减少。4.心室肌的收缩与舒张造成心室内压力的变化，造成心房内压力与心室内压之间、心室内压与主动脉内压之间的压力梯度，是推动血液从心房流向心室、从心室流向主动脉的动力，而房室瓣和半月瓣的启闭进一步保证了血液呈单方向有序流动。第三节 血管活动的调节1.心脏的神经支配：迷走神经（第十对脑神经）：是属于副交感神经，起源于延髓背核和疑核。迷走神经的节后纤维释放乙酰胆碱，故称为胆碱纤维。迷走神经支配窦房结、心房肌、房室交界、房室束及其分支。以往认为迷走神经不支配心室肌，但近来有实验显示，可能心室肌也受少量迷走神经的支配。迷走神经兴奋可抑制窦房结过快自律兴奋的发放。静息时，迷走神经持续的发放兴奋性冲动，称为迷走紧张性。由于迷走紧张性的存在，使人安静时心率维持在60-70次每分钟之间。据研究，迷走神经中还含有一种使心肌收缩力变弱的纤维。心交感神经：它起源于脊髓胸段第1-5节灰质侧角。在星状神经节或颈神经节中交换神经元后，其节后纤维支配窦房结、房室交界、房室束、心房肌和心室肌等心脏的所有部分，其末梢释放去甲肾上腺素，故把交感神经纤维称为肾上腺能纤维。当心交感神经兴奋时，使心率加快、加强。2.血管的神经支配：血管平滑肌的舒缩活动称为血管运动。支配血管运动的神经有缩血管神经和舒血管神经两大类。缩血管神经纤维全部是交感神经（肾上腺素能纤维），人体的许多血管仅接受交感神经血管神经的单一神经支配。交感缩血管神经纤维持续地发放低频率（低于10次每秒）的冲动，称为交感缩血管纤维的紧张性活动。这种紧张性活动加强时，血管平滑肌可进一步收缩，而当其紧张性活动减弱时，血管即舒张。交感缩血管神经纤维对各段的支配密度是不同的。大动脉分布较少，微动脉处分布较多，在毛细血管前括约肌处分布极少，静脉血管壁上分布也较少。当支配某一血管的交感缩血管神经纤维的紧张性下降时，可引起三种效应：第一，该器官的血流阻力减小。血流量增多；第二，毛细血管前阻力和毛细血管后阻力之比减小，毛细血管平均压升高，有利于血液渗出进入组织；第三，容量血管（静脉血管）舒张，利于毛细血管内血液流入静脉。3.神经调节的特点：效果快，准确性高，范围小。4.体液调节:是指血液和组织液中一些激素或其他化学物质乃至物理性质（如温度等）对心血管活动的调节。按其作用的范围，可分为全身性体液调节和局部性体液调节。5.体液调节的特点：效果慢，范围大。第四节 心血管对运动训练的反应和适应1.运动的反应：人体从安静状态进入运动状态，人体各个器官系统的功能必须做出适时、适度的改变，以满足当时运动的需要，这就叫做运动的反应。2.运动时心血管功能产生一系列的变化，其生理意义在于保证运动时各器官代谢（能量消耗）的需要，以保证运动得以进行，产生反应的机制。概括的来说，是交感-肾上腺素系统的活动增强，血液中儿茶酚胺的浓度增大，而副交感（迷走）神经的兴奋活动呈不同程度的抑制。3.运动时心血管的反应：心脏容积的变化：动力性运动时，在不同强度运动时，心缩末期和心舒末期的容积是不同的。静力性运动时，心脏容积变化不明显甚至减小。心率变化:在一定范围内，心率随运动强度而递增，两者呈线性相关。每搏输出量：身体水平位时，每搏输出量几乎已经达到本人的最大搏出量。直立位运动时，每搏输出量随运动强度的而递增，所以射血分数也随之增大。每分输出量：是心率与每搏输出量的乘积，递增的前半程是依靠心率和每搏量增加两个因素共同贡献的结果，而后半程每分输出量的增加只能依靠心率的增加来提高。4.运动时血管的反应：运动中血管的反应需着重明了：动脉血压的变化：动力性运动时，随运动强度增加，收缩压增加，舒张压不变。静力性运动时，收缩压和舒张压都是升高的。血液供应的重新分配：运动时只能依靠相对不活动的内脏器官的血管收缩，暂时减少血流量，移出一部分血液进入已舒张的肌肉管中去，这种移缓济急的现象称为血液的重新分配。毛细血管处的气体交换，用动-静脉氧差来表示。血流速度的改变：运动时，由于心搏力量加大，血流速度也加快，并随运动强度增大而加快。总循环时：是指血液中某一质点流经体循环和肺循环一周所需的时间。肺循环时：是指血液中某一质点流经肺循环时所需的时间。5心血管对运动训练的适应：静息状态时的表现：心脏容积：长期进行有氧运动练习，可以使心脏出现运动性肥大，这种肥大主要表现在左心室内腔的扩大，使心室容积增大，但左心室室壁却不增厚或仅轻度增厚，这种扩大称为向心性增大。经常进行力量练习的人，其适应则主要表现在心室壁增厚，而心腔不扩大或稍有扩大，这种扩大称为离心性扩大。心率：长期进行有氧运动训练导致基础代谢率降低（是指清晨醒来之际的心率，基础心率十分恒定）。每搏输出量增加明显。次最大运动时的表现：次最大运动时的心率反应幅度变小，提示心泵功能的贮备增加。每搏输出量：次最大运动时每搏输出量明显增大，以代偿心率反应幅度的变小，保证有一定量血液的供应，这种适应性变化同样提示心泵功能贮备的增加。每分输出量：有氧训练导致次最大运动时每分输出量略有减少或维持其训练前值，对这种现象的生理学解释是：如果出现每分输出量减少，可能可能是由于动作技能的改进而导致的机械效率的提高所致；如果经过训练，次最大运动时每分输出量不变，其可能是由于动作技能无改进之故。动-静脉氧差：有氧训练后，肌肉组织可从血液中抽取更多的氧，使动-静脉氧差增大，氧利用率增大。最大运动时的表现：心率：人体最大运动时所能达到的最高心率，不受训练的影响，其与无训练者相比，只是要比无训练者从事更高强度的运动时，才达到最高心率。提示，心泵功能能支持更大运动强度。每分输出量和每搏输出量：有氧训练后，从事最大运动时，每搏输出量明显高于训练之前，提示，即使最大运动时，最高心率与训练前相同但由于每搏输出量增加，故最大运动时每分输出量还是增加的。据报道，优秀的耐力运动员的最大输出量每分钟输出量可达40L左右，比无训练者几乎高一倍。动静脉氧差：肌肉从血液中抽取氧的数量更多，从而使动、静脉氧差进一步增加。提示，氧利用率进一步增加。第四章 呼吸第一节 肺通气和肺换气1.呼吸：人体在进行新陈代谢过程中，不断地从外界环境中摄取氧气并排出二氧化碳，机体与环境之间的这种气体交换过程，称为呼吸。2.呼吸的全过程由三个互相联系的环节组成，即外呼吸、气体在血液中的载运和内呼吸。3.外呼吸：是指外界环境与血液在肺部实现的气体交换，它包括肺通气和肺换气。4.气体在血液中的载运是指肺换气后，血液载氧通过血液循环，将氧运送到组织细胞，同时把组织代谢产生的二氧化碳运送到肺部。5.内呼吸：是指组织毛细血管中的血液与组织细胞之间的气体交换。6.肺通气：是指肺与外界环境之间气体交换的过程7.肺通气的动力：呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓节律性扩大与缩小是实现肺通气的动力。即产生肺内压与大气压之间的压力差，把空气推进肺部。8.肺内压：肺泡内的压力称作肺内压。9.胸膜腔内压：是指胸膜腔内的压力。胸膜腔内压总是低于大气压，故称为兄内负压。胸膜腔内压形成的原理，是大气压通过呼吸道和肺泡作用于胸膜腔，而肺的弹性回缩力与大气压通过肺作用于胸膜腔的力量方向相反，因此抵消了一部分作用于胸膜腔的压力，即：胸膜腔内压=大气压肺的回缩力。胸膜腔内压的生理意义：第一是维持肺的扩张状态，有利于肺泡的气体交换。吸气时胸内负压加大，有利于肺的扩大，呼气时胸内负压减小，有利于肺的回缩。第二是吸气时胸内负压加大，使心房、腔静脉和胸导管的容积扩大，压力降低，这有利于心房的充盈和静脉与淋巴液的回流。憋气可使胸内压超过大气压，导致静脉血回流减少，心输出量随之减少，使脑供血不足出现眩晕。因此，在运动中应避免过多憋气动作，老年和儿童少年更要注意。10.肺通气的阻力：可分为弹性阻力和非弹性阻力。弹性阻力来自胸廓和肺，用顺应性来衡量。顺应性是用容积的变化与压力的比值来表示。容易扩张则顺应性大，表示弹性阻力小；不易扩张则顺应性小，表示弹性阻力大。非弹性阻力来自气道阻力和组织的粘滞性。11.潮气量：每一呼吸周期中，吸入或活出的气量称为潮气量。12.补吸气量：平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气量，称为补吸气量。13.补呼气量：平静呼气后再尽力呼气，所能呼出的气量。14.余气量：尽最大力呼吸后，任存留在肺内的气量，称为余气量。以上四种气量称之为肺容积。15.肺容量:是指肺容积中两项或两项以上的联合气量。16.深吸气量：平静呼气末再做最大吸气时，所能够吸入的肺的气量，称之为深吸气量。它是潮气量与补吸气量之和。17.功能余气量：平静呼气末任存留在肺内的气量，称之为功能余气量。18.肺活量：在最大吸气后，再尽力呼气，所能呼出的气量，称之为肺活量。19.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、3s末的呼出气量，计算其所占肺活量的百分数，分别称之为第1、2、3s的时间肺活量。20.肺总容量：肺所能容纳的最大气量为肺总容量。它是肺活量和功能余气量之和。21.肺通气量：单位时间内吸入或呼出的气量称之为肺通气量（ve）通常以每分钟为单位计算，故也称之为每分通气量。每分通气量即为：每分通气量（ml）=潮气量（ml）呼吸频率（次min1）22.最大通气量：在实验室条件下，最大限度地做深而快的呼吸时，所测得的每分通气量，称最大通气量。（衡量肺通气功能的重要指标，对评估人体能够完成多大生理负荷量有重要意义）。23：通气储备百分比=最大通气量-安静时每分通气量最大通气量10024.肺泡通气量：是指每分钟吸入肺泡能实际与血液进行气体交换的气量。肺泡通气量=（潮气量-解剖无效腔量）呼吸频率，由于解剖无效腔的存在，肺泡通气量总是小于肺通气量。25.解剖无效腔：部分管腔没有气体交换的功能，其管腔内的气体就气体交换来说是无效的，故称之为解剖无效腔。26.肺换气：肺泡与肺泡毛细血管血液之间的气体交换称肺换气。27.组织换气：体内毛细血管血液与组织之间的气体交换称为组织换气。28.气体交换的原理：气体由浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散，各种气体扩散的方向和扩散率则取决于各气体的分压和性质。29.气体交换的动力：气体交换的动力是肺泡和肺泡毛细血管血液之间各气体的分压差。气体的分压是指混合气体中各组成气体所具有的分压力。30.氧扩散量：是指肺泡两侧的氧分压为0.133kpa（1mmHg）时，每分钟可扩散的氧量，是评定肺换气功能的重要生理指标。与体表面积成正比，受年龄、性别、体位及训练的影响。31.肺换气和组织换气的过程：肺换气的过程：静脉血流经肺部，由于肺部的氧的分压高于静脉血的氧的分压，氧气从肺部进入静脉血。静脉血中二氧化碳的分压高于肺部，故二氧化碳从静脉血中进入肺部。这一过程实现静脉血动脉化。组织换气：当动脉血流经组织的毛细血管时，组织中的二氧化碳的分压高于动脉血中二氧化碳的分压，所以二氧化碳从组织细胞进入动脉血中，而动脉血中的氧的分压高于组织毛细血管中的氧的分压，故氧气从动脉血进入组织毛细血管，实现动脉血静脉化的过程。32.影响气体交换的因素（肺换气和组织换气）：气体扩散速度呼吸膜的通透性和膜面积通气血流比值：是指每分肺泡通气量与每分肺泡毛细血管血流量比值。第二节 气体的运输1.氧气的血液运输：氧与血红蛋白的结合：血红蛋白与氧气在氧分压高的肺部结合成氧合血红蛋白，在氧分压低的组织处分离出氧气和血红蛋白，氧气供给组织利用。2.氧合：进入红细胞的O2能与血红蛋白分子中的Fe2+可逆性结合，但并不引起离子的转移，故把这种结合成为氧合。3.血红蛋白与氧结合的程度成为血红蛋白氧饱和度，主要由氧分压决定。氧分压高则饱和度高，反之则低。4.氧容量：100ml血液中Hb结合O2的最大量称为氧容量。5.氧含量：100ml血液中Hb实际结合的O2的量称为氧含量。6.氧饱和度：氧含量占氧容量的百分比称为氧饱和度。7.氧在血液中的运输过程：8.氧解离曲线（或称氧合血红蛋白解离曲线）：是表示PO2与Hb结合O2或HbO2接力的关系曲线。9.氧解离曲线的生理意义：10.氧利用率：100mml动脉血流经组织时所释放的O2占动脉血O2含量的百分数，称之为氧利用率。氧利用率=动脉血O2含量-静脉血O2含量动脉血O2含量100.（评定训练程度的指标）11.二氧化碳的运输：有两种形式：一种是形成碳酸氢盐的形式（为70），另一种是形成氨基甲酸血红蛋白（为23）。12.呼吸与酸碱度平衡：二氧化碳在血液运输过程中，形成了H2CO3和NaHCO3，这两种物质是血液中的重要缓冲对。只要NaHCO3H2CO3的比值为20:1，血液的PH即可保持在7.357.45的正常范围内。当乳酸等酸性产物大量入血时，血浆中的NaHCO3与之作用形成H2CO3。H2CO3不稳定分解为CO2和H2O，使血液中的PCO2升高，导致呼吸运动加强，CO2量排出增加，从而维持了NaHCO3H2CO3比值的稳定。当血液中碱性物质增多时，H2CO3与之作用使血液中的NaHCO3增多，由于H2CO3浓度和PCO2降低，使呼吸运动减弱，H2CO3浓度因此而逐渐回升，保持了NaHCO3H2CO3的正常比值。由此可见，呼吸在体内维持酸碱平衡的作用是通过改变呼吸运动的强弱来调节肺通气量，从而调节血浆H2CO3的含量是血浆中的的NaHCO3H2CO3比值保持正常而实现的。第三节 呼吸的调节1.呼吸中枢：在中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经群称为呼吸中枢。2.呼吸的神经调节有（反射调节）：呼吸肌本体感受性反射、肺牵张反射、防御性呼吸反射。3.呼吸肌本体感受性反射：是指呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。呼吸肌内有本体感受器肌梭，感受肌肉牵拉的刺激。当呼吸肌被拉长或气道阻力增加时，肌梭感受器受到牵拉产生兴奋，冲动通过脊神经到达脊髓，反射性地使受牵拉的呼吸肌收缩加强。4.化学感受器：接受血液和脑髓液中化学物质刺激的感受器称为化学感受器。根据位置不同分为中枢化学感受器（延髓腹外侧浅表部，感受脑脊液中氢离子的刺激）和外周化学感受器（颈动脉和主动脉体）。5.二氧化碳对呼吸的调节：CO2对呼吸的刺激作用时通过两条途径实现的：一条是刺激外周化学感受器，冲动传入延髓呼吸中枢，使其兴奋引起呼吸加深加快；另一条是通过刺激中枢化学感受器引起延髓呼吸中枢的兴奋。以第二条为主。6.氢离子对呼吸的调节：当血液中的氢离子增高时，呼吸加强；氢离子降低时，呼吸减弱。氢离子对呼吸的影响是通过刺激外周和中枢化学感受器而实现的。由于氢离子不易进入脑脊液，因此对中枢化学感受器的刺激作用较小，主要是刺激外周化学感受器。7.低氧气对呼吸的调节：当动脉血的氧分压降低时，导致呼吸加深加快。低氧对呼吸作用的调节作用完全是通过刺激外周化学感受器而实现的，低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制。轻度缺氧时，通过刺激外周化学感受器引起的呼吸中枢的兴奋，能对抗轻度缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用，反射性地加快了呼吸。严重缺氧时，呼吸减弱，甚至停止。8.二氧化碳的分压，氢离子和氧气的分压在调节呼吸中的相互作用：动脉血中PCO2、氢离子和PO2三种因素的相互影响、相互作用，既可因相互总和而加大，也可因相互抵消而减弱。当体内PCO2升高时，氢离子也随之升高，两者总和加起来使肺通气量增加，较PCO2单独升高时要多。9.运动时呼吸的变化：肺通气功能的变化：肺通气量、潮气量和呼吸频率的变化：运动时呼吸加深加快，肺通气量增加。潮气量可从安静时500ml增加到2000ml以上，呼吸频率可从1218次min-1增加到4060次min-1，肺通气量因此而增加到100Lmin-1以上，氧的摄入量和二氧化碳的排放量也相应增加。肺通气的时相性变化：快速增长期、缓慢增长期、稳定期、运动停止后的快速下降期和缓慢下降期。肺通气量与运动强度：在一定范围内，肺通气量与运动强度呈直线相关，若超出这一范围，肺通气量的增加与运动强度失去线性相关，肺通气量的增加明显大于运动强度的增加。换气功能的变化：肺换气的变化：氧在肺部的扩散速率增大、呼吸膜的面积增大、氧扩散容量增大、组织换气的变化：氧在肌肉组织部位的扩散率增快、组织处气体交换的面积增大、肌肉的氧利用率提高。10.运动时呼吸的调节：肺容积对训练的适应：影响肺通气能力的基础是肺容量，研究表明，除潮气量外，有训练者的肺容积的各个成分都比无训练者大。通过训练呼吸肌的力量增强，呼吸和吸气的能力提高。研究表明，有训练的运动员肺活量较一般人高，优秀的划船运动员、游泳运动员可达7000ml左右，锻炼还可延续肺活量岁年龄增长而下降的趋势。肺通气对训练的适应：每分通气量的变化：训练对安静时的肺通气量影响不大。此最大运动时，有训练者的每分通气量增加的幅度减少。因此，有训练者能承受的最大运动负荷叫无训练者高得多，故在运动时能达到的每分通气量的上限较无训练者大。有训练的耐力运动员在进行递增负荷运动时，肺通气量发生非线性变化的时间延迟，通气阈值增大。最大通气量：有训练的耐力运动员的最大通气量高于常人。肺通气效率提高：训练可使安静时呼吸加深、呼吸频率减慢，运动时呼吸的深度和频率匹配的更加合理。运动时，在相同肺通气量的情况下，运动员的呼吸频率较无训练者低，运动员肺通气的增长，主要依靠呼吸深度的增加。运动时较深的呼吸可使肺泡通气量和气体交换率提高，呼吸肌的耗氧量减少，这对长时间的运动十分有利。呼吸效率的提高：通气当量是指每分通气量与每分吸氧量的比率，即机体没吸入1L氧所需要的通气量。安静时的通气当量为2028.一般来说，呼吸当量越小，氧的摄取率越高，运动生理学上把通气当量最小点称为最佳呼吸效率点。有训练者的耐力运动员其值可低于20，当通气当量增大到3035时，表明呼吸效率极低，此时无训练者不能坚持较长时间的运动；但训练水平高的运动员，即使通气当量达到4060时任能奋力运动。肺换气功能对训练的适应：肺换气功能可用氧扩散容量来评定。氧扩散容量升高，并虽年龄增长而下降的趋势变慢。肌肉摄氧能力对训练的适应：肌肉摄氧能力的高低可由肌肉动-静脉氧差来衡量。一般人安静时的动静脉氧差为4.5。耐力训练可使慢肌纤维线粒体增大、增多、线粒体氧化酶的活性增高，摄取氧利用氧的能力增强，使动静脉氧差增大至15.5或更大。49.运动中肺通气量的增加时通过潮气量和呼吸频率的增加来实现的，在运动强度较低时，肺通气量的增加主要是潮气量的增加，呼吸频率增加不明显，当运动强度超过某一强度后，肺通气量的增加主要靠呼吸频率的增加来实现。第五章 物质与能量代谢第一节 人体的总能量代谢1.新陈代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。2.物质代谢：物质在体内的消化、吸收、运转、分解等与生理有关的化学过程称为物质代谢。3.能量代谢：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。4.人体能量来源于食物，消耗的总能量主要是维持基本生理功能的能量代谢即基础代谢率（BMR）、食物的生热效应（TEF）、运动的生热效应（TEA）三部分组成。能源物质分解释放能量，并不直接被细胞所利用，一部分以热能的形式散发，用以维持体温；另一部分转移至三磷酸腺苷的分子结构中。5.ATP是贮存在人体一切细胞中的一种高能磷酸化合物（含有高能磷酸键），它是机体的各器官、组织和细胞能利用的直接能源。6.呼吸商：生理学把机体在同一时间内呼出的co2量与消耗的o2量的比值称为呼吸商（rq）。7.非蛋白呼吸商：机体产生的co2（和消耗的o2）都来自于（和用于）非蛋白（糖和脂肪）的氧化分解，运动生理学将此时的呼吸商称为非蛋白呼吸商。实质就是糖和脂肪氧化（非蛋白质代谢）的co2产量和耗氧量的比值。8.呼吸商在两种情况下会受到影响，失去其评定的准确性。一是人体在剧烈运动时，人体功能转入无氧供能为主，糖酵解过程加强，会产生大量的乳酸，乳酸同碳酸盐缓冲系统作用后会形成碳酸，碳酸可分解出二氧化碳并从呼气中排出，致使呼吸商增大。这时产生的二氧化碳是有体内碱贮备产生的，不是体内氧化产生的。二是人体进行随意过度通气时，由于呼出的二氧化碳增多而导致呼吸商变大。呼吸商只适用于在安静状态和没有过度通气的有氧性质的中低强度运动。9.食物的热价：1g食物完全氧化分解时所产生的热量称为该食物的热价。10.氧热价：通常把不同营养物质在体内氧化分解过程中，每消耗1L氧所产生的热量称为该物质的氧热价。11.影响能量代谢的主要因素：肌肉活动、情绪、食物的热效应、环境温度等。12.食物的热效应（tef）：是在静息代谢之外，全天在摄入食物时所增加的能量消耗。它包括食物在体内消化、吸收、转运、代谢以及贮存的能量消耗，以及由于进食时看、闻、吃食物引起的交感神经活动的能量消耗。第二节 基本能量系统1.ATP-Pcr系统（磷酸原系统）其供能的来源是ATP和Pcr分子中的高能磷酸键断裂释放的能量，因此该系统又被称为磷酸原系统。反应1：ATPADP+Pi+能 反应2：Pcr+ADPC+ATPATP在肌肉中贮量很少，以最大功率输出时只能维持2秒，但肌肉中P脆弱的贮量是ATP的3-5倍。当ATP含量下降时，在磷酸肌酸酶的作用下，Pcr分解释放能量供给ADP重新合成ATP（反应2）。因此，剧烈运动的前几秒，ATP的含量几乎不变，而Pcr的含量却迅速减少。2.糖酵解系统：指糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中，再合成ATP的能量系统。血乳酸水平是评定该系统供能能力的常用指标。3.有氧氧化系统：糖、脂肪、蛋白质在细胞内彻底氧化成h2o和co2的过程中，再合成ATP的能量系统。4.人体三大功能系统的特征：ATP-PCr系统贮量少，持续时间短，输出功率最大，不需要氧气，不产生乳酸。糖酵解系统：供能总量较ATP-PCr系统多，输出功率次之，维持运动时间较ATP-PCr时间长，不需要氧气，产生乳酸。有氧氧化系统：输出功率低，持续时间长。5.能量连续统一体：运动生理学把不同类型的运动项目能量供应途径之间，以及各能量系统之间相互联系形成的一个连续统一体，称为能量连续统一体。6.能量连续统一的表现形式：以有氧和无氧供能百分比的表现形式。以运动时间区分标准的表示形式。7.运动时间：指完成某项活动、某一动作所需时间，如一场球赛、完成一项田径活动（如跑100米或推一次铅球）、或做一套体操或武术套路等。运动时间越短，功率输出越大，能量需求也越快，由ATP-Pcr系统供能的比例越大；反之有氧氧化系统供能比例则越大。8. 能量连续统一体理论在体育实践中的应用：着重发展起主要作用的供能系统：例如：短跑运动员训练重点应是无氧系统供能的能力，长跑运动员训练重点是有氧系统供能能力，需在几分钟内完成的大功率运动，则重点发展糖酵解系统的供能能力。制定合理的训练计划。第三节 静息和运动时的能耗1.基础代谢率：指人在基础状态下单位时间的能量代谢。可作为评定运动员恢复与否的一项重要指标。2.基础状态：是指人体处在清晨、清醒、静卧、空腹、室温在20-25的条件下。3.基础状态：人体处在清晨、清醒、静卧、空腹、室温20-25的条件下。4.运动时的尽能耗量：指真正用于运动的能耗量，不应包括维持正常生命活动所消耗的能量。5.用运动时的能耗量来分类运动强度：相对代谢率：指运动时的能耗量与基础代谢率的比值。可把运动或体力活动的强度分为轻（小于3R