第十章有氧、无氧工作能力课件

第一节有氧耐力的生理学基础一、概述(一)需氧量和摄氧量1、需氧量指人体为了维持某种生理活动所需要的氧量。安静时约250ml/min(毫升/分)（或3.5mlkg-1min-1）运动时需氧量随运动强度而变化，并受运动持续时间的影响。运动时随着运动强度的增大，每分需氧量也相应增加。,2、摄氧量（吸氧量）概念：单位时间内，机体摄取并被实际消耗或利用的氧量称为摄氧量。安静时：200300毫升/分（或3.5mlkg-1min-1）运动时：随着运动强度的增加，每分需氧量成比例增加，摄氧量能否满足需氧量，取决于运动项目的特点。在持续时间短且强度大的运动中以及低强度运动的开始阶段，摄氧量均不能满足需氧量而出现氧的亏欠。,（二）最大摄氧量及其影响因素1、最大摄氧量（Vo2max）1）概念：指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时，单位时间内所能摄取的氧量。评定人体有氧工作能力的重要指标之一有氧工作能力：能反映本人的有氧供能的能力。包括最大吸氧量、维持最大和次大摄氧量的能力。2）表示方法及参考值男子绝对值：3.0-3.5L/min相对值：50-55ml/kg/min女子绝对值：2.0-2.5L/min相对值：40-45ml/kg/min,2、最大摄氧量的影响因素1）心脏的泵血功能和肌肉利用氧的能力（1）心脏泵血功能是影响Vo2max主要（中央）机制吸氧量=HRSV动静脉氧差（2）肌肉利用氧的能力是影响Vo2max外周机制肌组织从血液摄取氧的能力肌肉组织利用氧的能力慢肌纤维具有丰富的毛细血管，肌纤维中线粒体数量多、体积大且氧化酶活性高，肌红蛋白含量也较高。增加摄氧能力。2）遗传因素受遗传因素影响较大，训练主要是提高氧化酶活性及毛细血管的变化。Vo2max的遗传度为93.5%,3）年龄、性别因素青春期前，男女差别不大，到1213岁后差别增大，且随增大而增大，男性到1820岁达高峰，保持到30岁；女性1416岁达高峰，保持约25岁，随后随年龄增大而下降。（心脏容积、Hb、睾酮等有关）,4）训练的影响训练可增加心泵功能及骨骼肌对氧的摄取和利用能力。SVHRrestHR贮备外周机制Cap/MF值（ST明显）供血供氧训练MF中线粒体酶活性肌细胞利用氧CO肌细胞利用氧肌细胞内外Po2差摄氧,中央机制,(三)氧亏和运动后过量氧耗1、氧亏在中等强度开始初期，由于氧运输系统惰性，不能立刻发挥最大水平，使氧供暂不能满足需要；或剧烈运动中，即使氧运输系统惰性克服，吸氧量仍不能满足需氧量而出现氧缺-氧亏。,2、运动后过量氧耗1）概念：运动后恢复期内，为偿还运动中氧亏及运动后于高水平代谢的机体恢复到安静水平时消耗的氧量-运动后过量氧耗,2）运动后过量氧耗的生理基础包括：ATP、CP的再合成；乳酸的清除和恢复期内各器官在高水平时的氧耗。3）运动后过量氧耗的影响因素（1）体温升高运动后体温运动后又不能立刻恢复正常代谢仍较高氧耗体温升高lC时，体内的代谢率可增加13%。（2）儿茶酚胺的影响剧烈运动儿茶酚胺促进细胞膜上的Na、K泵活动加强氧耗（3）甲状腺素和肾上腺皮质激素的作用甲状腺激素、糖皮质激素膜Na+-K+泵活动氧耗,（四）乳酸阈与通气阈1、乳酸阈1）概念：在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸出现急剧增加的那一点(乳酸拐点)称为“乳酸阈”。通常为4mmolL-1（或36mg%）,2）“个体乳酸阈”个体在渐增负荷中的乳酸拐点波动范围：1.47.5mmol/L意义：更能客观和准确地反映机体有氧工作能力的高低,3）乳酸阈的生理机制（1）运动时肌肉缺氧大强度运动肌肉缺氧肌糖原酵解乳酸扩散入血液（2）需氧量大于机体摄氧量需氧量大于机体摄氧量糖酵解供能乳酸（3）肌纤维类型的动用低强度运动ST动用占优势；大强度运动FT动用占优势血乳酸（4）肝脏对乳酸的消除能力降低运动时，血液重新分布，使肝脏血液减少，从而降低了肝脏对乳酸的消除（5）血乳酸浓度也与能量代谢物质的运用有关运动时血液中游离脂肪酸浓度增加抑制乳酸供能。,4）乳酸阈测定受试者在渐增负荷运动试验中，连续采集每一级运动负荷时的血样(一般用耳垂或指尖末梢血)测得其血乳酸值。,以运动负荷时做功量(W)或运动强度为横坐标，血乳酸浓度为纵坐标作图，将乳酸急剧增加的拐点对应的血乳酸浓度确定为乳酸阈。,5）影响乳酸阈的因素（1）训练水平系统有氧耐力训练肌纤维血供酶活性乳酸阈（2）运动项目长距离耐力项目乳酸阈（3）肌纤维类型及酶活性ST较多或有氧代谢酶活性乳酸阈（4）性别、年龄性别：乳酸阈相同时Vo2影响较大男女最大吸氧量无影响年龄：对儿童少年有一定的影响，但较成年人低。（5）环境条件高海拔氧分压低乳酸阈低,2、通气阈1）概念在递增运动负荷前段，吸氧量与通气量呈线性相关，当达到某强度负荷时，通气量大于吸氧量时的拐点“通气阈”。2）机理：由于强度较大时，吸氧量需氧量乳酸由缓冲作用CO2通气量,3、研究乳酸阈、通气阈的意义1）评定有氧耐力水平有氧耐力训练后乳酸阈可推迟VO2max和LT是评定人体有氧工作能力的重要指标。前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代谢水平。系统训练对VO2max提高较小，它受遗传因素的影响较大。系统训练对LT提高较大。显然，乳酸阈值的提高是评定人体有氧能力增进更有意义的指标2）制定训练强度以乳酸阈强度训练时,较长时间内血乳酸浓度不3）制定康复健身运动处方有氧训练时没有乳酸的堆积又不易发生过度通气增加心肺功能防治高血压、肥胖等有效.,二、有氧耐力的生理基础（一）心肺功能心室壁厚度变化不大，而收缩力SV心室容积心脏心肌细胞线粒体Cap代谢改善功能HR耐力训练HRrestHRmax不变HR贮备肺容积、肺泡通气量肺肺泡Cap开放扩散肺换气气体交换面积、交换距离肺泡与肺Cap之间Po2差Margaria(1975年)以Vo2max预测长跑成绩即：M（距离m）=5Vo2max（mlkg-1min-1）-6T(运动时间)+5Vo2max,甘油三酯贮备量线粒体ST选择性肥大有氧代谢酶肌红蛋白摄氧GnCap氧供肌组织利用氧的能力一般用氧利用率衡量（100ml动脉血流经肌组织时利用氧的百分比）（三）神经调节能力神经系统稳定性皮层能长时间保持（+）（-）有节律交替，节省神经能量神经系统协调性皮层（+）（-）高度集中，各中枢协调性配合更完善，内脏与运动器官更适应。心肺功能供氧（四）能量供应特点绝大部分由有氧供能ST肥大有氧代谢酶脂肪动员加快供氧,第二节有氧耐力的训练主要方法有：持续训练法、间歇训练法、模拟训练法和高原训练法。一、持续训练指强度较低、持续时间较长且不间歇地进行训练的方法（一）原理：以糖、脂肪有氧供能为主，提高心肺功能良好影响：能提高大脑皮层神经过程的均衡性和机能稳定性;改善参与运动有关中枢间的协调关系;提高心肺功能及VO2max;引起慢肌纤维出现选择性肥大，肌红蛋白也有所增加。（二）种类1、变速持续训练1)概念：强度较低、持续时间较长的变速不间歇训练2）供能特点：由糖酵解供能和有氧代谢供能。,3）适应情况：越野跑训练，特别是训练初期和比赛前期2、匀速持续训练1）慢速持续跑：速度以5060%Vo2max跑120240min，HR约120140次/分，适应于健身训练2）中速持续跑：速度以7080%Vo2max跑，HR约150170次/分，相当于马拉松跑3）快速持续跑：速度以8090%Vo2max跑6090min，HR约170180次/分，不宜长时间跑。二、间歇训练法1、概念：指在两次练习之间有适当间歇的练习。2、分类：完全休息间歇训练和不完全休息间歇训练3、要求：练习的距离、强度及每次练习的间歇时间有严格的规定,4、特点：完成工作总量大，对机体要求交高由于对强度、间歇严格要求，未待器官足够恢复便开始活动，均处在最佳心率范围；对心肺机能的影响大在间歇时，运动器官能得到休息，但心肺功能仍处于较高水平，对其内部结构、功能、生化有较大影响。（一）原理在运动期间心肺及肌肉都达至较高水平，而在间歇期内，肌肉进入恢复，而心肺还处在较高水平，从而改善心肺功能。（二）种类1、短距离间歇训练以50400m距离快速跑，间歇时间为快跑的23倍，重复2030次,2、中距离间歇训练以5001000m距离快速跑，间歇时间为快跑的23倍，重复46次3、长距离间歇训练以10002000m距离快速跑（36min），间歇时间与快跑时间基本相等，重复515次三、低氧环境与运动（一）低氧环境1、低压低氧环境：由气压减小，氧浓度也随之减少的环境。如高原环境2、常压低氧环境：用分子膜技术将氧过滤造成低浓度，而气压不变的环境。（二）低氧训练1、概念：利用人工低氧环境进行训练以提高运动员体能的训练方法。,2.高住低训（HiLolivinghigh-traininglow）高住低训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。作用：能有效地利用高原训练缺氧刺激机体转运氧和利用氧的优势，又能尽量避免其对机体机能的负面影响，如肌肉萎缩、训练强度降低以及过度训练的易发生。2.低住高训（LoHilivinglow-exercisehigh）低住高训是让运动员在较高的高度(2500米)的低氧环境下训练，而在较低的高度居住。作用：使机体接受低氧和运动引起的相对缺氧的双重刺激，增强机体对缺氧产生强烈缺氧应激反应，提高运动能力。,3.间歇性低氧训练（IHTintermittenthypoxictraining)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。具体方法：给1012%的低氧刺激5min，然后正常呼吸5min，接着再给5min低氧刺激循环数次（次数因项目而定）。作用：提高机体摄取、运输和利用氧的能力。第三节有氧耐力的测定法及其评定一、Vo2max测定法（一）Vo2max直接测定法通常在实验室条件下，让受试者在一定的运动器械上进行、逐级递增负荷运动实验测定其摄氧量。判定标准：心率达180次/分(儿少达200次/分),呼吸商(RQ)达到或接近l.15摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降受试者已发挥最大力量并无力保持规定的负荷即达精疲力竭（二）Vo2max间接测定法用Vo2max的相对强度所测得值推算Vo2max的方法1.Astrand-Ryhming列线图法1）台阶试验台阶高度男子：40厘米女子：33厘米登台阶的频率为22