运动过程中人体机能状态的变化

1、第第1414章章 运动过程中人体机能状态的变运动过程中人体机能状态的变 化化 教学目的与要求教学目的与要求 1.1.掌握运动过程中人体机能状态变化的规律和掌握运动过程中人体机能状态变化的规律和 各阶段的特点及其生理机制。各阶段的特点及其生理机制。 2.2.了解机体对运动负荷刺激反应与适应特征和了解机体对运动负荷刺激反应与适应特征和 运动训练的生理本质。运动训练的生理本质。 3.3.掌握运动训练效果的生理学评定方法并能应掌握运动训练效果的生理学评定方法并能应 用于运动训练实践。用于运动训练实践。 在运动过程中，人体将发生一系列的规律性机能在运动过程中，人体将发生一系列的规律性机能 变化，机能变化

2、的各个阶段的规律和特点如下图：变化，机能变化的各个阶段的规律和特点如下图： 运动过程中的六种状态（依杨锡让，运动过程中的六种状态（依杨锡让，19621962年）年） 1 1赛前状态赛前状态 2 2准备活动准备活动 3 3进入工作状态进入工作状态 4 4稳定状态稳定状态 5 5疲劳疲劳 6 6恢复恢复 运动过程中人体机能状态变化的规律运动过程中人体机能状态变化的规律 一、赛前状态的生理变化与调整一、赛前状态的生理变化与调整 人体参加比赛或训练前，身体的某人体参加比赛或训练前，身体的某 些器官和系统会产生的一系列条件反射些器官和系统会产生的一系列条件反射 性变化，这种特有的机能变化和生理过性变化，

3、这种特有的机能变化和生理过 程称为程称为赛前状态。赛前状态。 1. 1. 赛前状态的生理变化赛前状态的生理变化 赛前状态的生理变化主要表现在神经赛前状态的生理变化主要表现在神经 系统兴奋性提高，物质代谢加强，体温系统兴奋性提高，物质代谢加强，体温 上升，内脏器官活动增加。上升，内脏器官活动增加。 第一节第一节 赛前状态赛前状态 赛前反应的大小：赛前反应的大小：与比赛性质、运动员的比赛经验和心理与比赛性质、运动员的比赛经验和心理 状态有关。比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应状态有关。比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应 越明显。越明显。运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足运动员情绪紧张

4、、训练水平低、比赛经验不足 也会使赛前反应增强。也会使赛前反应增强。 65 75 85 95 105 115 125 135 145 三天前 二天前 一天前 当天晨 准备活动前 比赛前 收缩压 舒张压 赛前动脉血压赛前动脉血压 赛前脉搏赛前脉搏 赛前状态产生的机理：赛前状态产生的机理： 场地、器材、观众、音响场地、器材、观众、音响+ +比赛或运动时肌肉比赛或运动时肌肉 活动的生理变化活动的生理变化 条件反射条件反射 由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环 境下形成的，所以其生理机理属自然条件反境下形成的，所以其生理机理属自然条件反 射。射。 2 2、赛前状

5、态对运动能力的影响及调整、赛前状态对运动能力的影响及调整 （1 1）赛前状态对运动能力的影响）赛前状态对运动能力的影响 良好的赛前状态：中枢神经兴奋性适度提良好的赛前状态：中枢神经兴奋性适度提 高；内脏器官惰性有所克服；呼吸循环系高；内脏器官惰性有所克服；呼吸循环系 统预先提高。统预先提高。 有利于发挥机体工作能力和运动成绩的提有利于发挥机体工作能力和运动成绩的提 高，高，常见：优秀运动员常见：优秀运动员 不良的赛前状态不良的赛前状态 起赛热症型起赛热症型 与与 起赛冷淡型起赛冷淡型 起赛热症型：起赛热症型： 特点：特点：中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过 度

6、紧张，常有寝食不安、四肢无力、全度紧张，常有寝食不安、四肢无力、全 身微微颤抖、喉咙发堵等不良生理反身微微颤抖、喉咙发堵等不良生理反 应，工作能力和运动成绩下降。应，工作能力和运动成绩下降。 常见：初次参加比赛的年轻选手；参加特别常见：初次参加比赛的年轻选手；参加特别 重大的比赛；运动员过分重视比赛结果。重大的比赛；运动员过分重视比赛结果。 起赛冷淡型：起赛冷淡型： 特点：特点：赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现 为对比赛淡漠、浑身无力，不能在比赛为对比赛淡漠、浑身无力，不能在比赛 时充分发挥机体工作能力。时充分发挥机体工作能力。 通常是通常是起赛热症型起赛热

7、症型的继发反应。的继发反应。 （2 2）赛前状态的调整：）赛前状态的调整： 1.1.要求运动员不断提高心理素质，正确对待要求运动员不断提高心理素质，正确对待 比赛；比赛； 2.2.组织运动员多参加比赛，增加比赛经验；组织运动员多参加比赛，增加比赛经验； 3.3.进行适当形式和强度的准备活动；进行适当形式和强度的准备活动； （如果运动员兴奋性过低，可做些强度大的练习，如 果运动员兴奋性过高，准备活动的强度可小些，安排 一些轻松的和转移注意力的练习和活动。） 二、准备活动二、准备活动 概念：概念：指在比赛、训练和体育课的基本部分之指在比赛、训练和体育课的基本部分之 前进行的身体练习，为即将来临的剧

8、烈运动或前进行的身体练习，为即将来临的剧烈运动或 比赛做好准备。比赛做好准备。 1.1.准备活动的生理作用准备活动的生理作用 (1)(1)中枢神经系统兴奋性适度提高中枢神经系统兴奋性适度提高 (2)(2)克服内脏器官生理惰性：克服内脏器官生理惰性： 心血管系统和呼吸系统的机能水平心血管系统和呼吸系统的机能水平 肺通气量及心输出量肺通气量及心输出量 心肌和骨骼肌的毛细血管网扩张，工作肌获心肌和骨骼肌的毛细血管网扩张，工作肌获 氧氧 (3)(3)提高机体的代谢水平，使体温升高提高机体的代谢水平，使体温升高“warm-upwarm-up” 体温升高可降低肌肉粘滞性，提高肌肉收体温升高可降低肌肉粘滞性

9、，提高肌肉收 缩和舒张速度；血红蛋白和肌红蛋白可释放更缩和舒张速度；血红蛋白和肌红蛋白可释放更 多的氧，增加肌肉的氧供应；增加体内酶的活多的氧，增加肌肉的氧供应；增加体内酶的活 性，物质代谢水平提高。性，物质代谢水平提高。 (4)(4)增强皮肤的血流量有利于散热，防止正式比赛增强皮肤的血流量有利于散热，防止正式比赛 时体温过高。时体温过高。 (5)(5)调节不良的赛前状态调节不良的赛前状态 2.2.准备活动作用的生理机理准备活动作用的生理机理 准备活动后，神经中枢产生兴奋性提高的准备活动后，神经中枢产生兴奋性提高的 痕迹，正式比赛时中枢神经系统的兴奋性处痕迹，正式比赛时中枢神经系统的兴奋性处

10、于最适宜水平，调节功能得到改善，内脏器于最适宜水平，调节功能得到改善，内脏器 官的机能惰性得到克服，新陈代谢加快，有官的机能惰性得到克服，新陈代谢加快，有 利于机体发挥最佳机能水平。利于机体发挥最佳机能水平。 准备活动后间隔准备活动后间隔4545分钟，其痕迹效应将全分钟，其痕迹效应将全 部消失。另外，在每次训练或比赛前做准备部消失。另外，在每次训练或比赛前做准备 活动，也会形成条件反射。所以，准备活动活动，也会形成条件反射。所以，准备活动 所产生的生理效应也有条件反射的作用。所产生的生理效应也有条件反射的作用。 不不做做准准备备活活动动蒸蒸气气浴浴后后做做准准备备活活动动后后 跑跑距距离离 受

11、受试试者者 体体温温成成绩绩 体体温温 成成绩绩 体体温温成成绩绩 100米 GB PH OL 37.3 37.2 36.6 12”7 12”7 12”4 38.2 38.0 37.8 12”6 12”3 12”3 38.1 38.1 38.8 12”2 12”1 11”9 400米 GB PH OL 37.3 37.03 36.0 59”2 57”2 54”0 38.8 38.0 37.1 58”8 57”0 56”0 38.4 38.4 38.3 56”2 55”4 52”2 表表1 1 三种不同情况下跑三种不同情况下跑100100米及米及400400米成绩的比较米成绩的比较 ( (二二)

12、 )影响准备活动的生理效应的因素影响准备活动的生理效应的因素 1.1.强度：强度：45%VO45%VO2 2maxmax强度、心率达强度、心率达100-120100-120次次/ /分分 2.2.时间：时间：10-3010-30分钟分钟 3.3.间隔时间：一般不超过间隔时间：一般不超过1515分钟。分钟。 在一般性教学课中在一般性教学课中2-32-3分钟。分钟。 4.4.还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和 季节气候等因素适当加以调整，通常以微微季节气候等因素适当加以调整，通常以微微 出汗及自我感觉已活动开为宜。出汗及自我感觉已活动开为宜。 一、进入工作

13、状态一、进入工作状态 概念：概念：在进行体育运动时，人的机能能力逐在进行体育运动时，人的机能能力逐 渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作 状态。状态。 ( (一一) )产生进入工作状态的机理产生进入工作状态的机理 1.1.反射时反射时 2.2.内脏器官的生理惰性内脏器官的生理惰性 第二节第二节 进入工作状态及稳定状态进入工作状态及稳定状态 1.1.反射时：反射时：动作越复杂，有关中枢之间传递延动作越复杂，有关中枢之间传递延 搁时间就越长，进入工作状态需要时间也就搁时间就越长，进入工作状态需要时间也就 越长。越长。 2.2.内脏器官的生理惰性内脏器官的生理惰性

14、 植物性神经机能惰性比躯体性植物性神经机能惰性比躯体性 神经大：神经大：传导速度慢传导速度慢; ;突触突触 联系较多。联系较多。 研究表明，在不做准备活动的研究表明，在不做准备活动的 情况下跑情况下跑15001500米，呼吸循环米，呼吸循环 系统的活动需要在运动开始系统的活动需要在运动开始 后后2-32-3分钟才能达到最高水分钟才能达到最高水 平，而骨骼肌在平，而骨骼肌在20-3020-30秒内秒内 就可发挥出最大工作效率。就可发挥出最大工作效率。 ( (二二) )影响进入工作状态的因素影响进入工作状态的因素 影响因素：工作性质、个人特点、训练水平、工作强影响因素：工作性质、个人特点、训练水平

15、、工作强 度及当时机体的机能状态。度及当时机体的机能状态。 1.1.肌肉活动越复杂，进入工作状态的时间越长；肌肉活动越复杂，进入工作状态的时间越长； 2.2.训练程度低，进入工作状态的时间长；训练程度低，进入工作状态的时间长； 3.3.训练水平提高，进入工作状态的时间短；训练水平提高，进入工作状态的时间短； 4.4.工作强度越高，进入工作状态的时间就越短。工作强度越高，进入工作状态的时间就越短。 5.5.儿童少年进入工作状态的时间比成人短。儿童少年进入工作状态的时间比成人短。 6.6.场地条件好、气候温暖适宜以及良好的赛前状态和场地条件好、气候温暖适宜以及良好的赛前状态和 充分的准备活动均能缩

16、短进入工作状态的时间。充分的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。 ( (三三) )“极点极点”与与“第二次呼吸第二次呼吸” 1.1.“极点极点”及产生原因及产生原因 概念：概念：在进行剧烈运动开始阶段，内脏器官的活动满在进行剧烈运动开始阶段，内脏器官的活动满 足不了运动器官的需要，出现一系列暂时性生理机足不了运动器官的需要，出现一系列暂时性生理机 能低下综合症。能低下综合症。 呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不 协调、心率剧增及精神低落等症状，这种机能状态协调、心率剧增及精神低落等症状，这种机能状态 称为称为“极点极点”。 原因：原因：内脏器官的机

17、能惰性与肌肉活动不相称，运内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称，运 动开始时供氧不足动开始时供氧不足; ;大量乳酸积累使血液大量乳酸积累使血液pHpH值朝值朝 酸性方向偏移，导致神经肌肉的兴奋性下降、呼吸酸性方向偏移，导致神经肌肉的兴奋性下降、呼吸 和循环系统活动紊乱和循环系统活动紊乱大脑皮质运动动力定型暂时大脑皮质运动动力定型暂时 遭到破坏。遭到破坏。 2.2.“第二次呼吸第二次呼吸”及产生的原因及产生的原因 概念概念：极点极点出现后，植物性神经与躯体神出现后，植物性神经与躯体神 经系统机能水平达到了新的动态平衡，生理经系统机能水平达到了新的动态平衡，生理 机能低下综合症症状明显减轻或消失，这

18、时，机能低下综合症症状明显减轻或消失，这时， 人体的动作变得轻松有力，呼吸变得均匀自人体的动作变得轻松有力，呼吸变得均匀自 如，这种机能变化过程和状态称为如，这种机能变化过程和状态称为第二次第二次 呼吸呼吸。 原因：原因：运动中内脏器官惰性逐步得到克服，运动中内脏器官惰性逐步得到克服， 氧供应增加，乳酸得到逐步清除；氧供应增加，乳酸得到逐步清除； 运动速度暂时下降，使运动时每分需运动速度暂时下降，使运动时每分需 氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环 境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。 3.3.影响影响“极点极

19、点”与与“第二次呼吸第二次呼吸”的因素的因素 影响因素：影响因素：运动项目、运动强度和训练水平，运动项目、运动强度和训练水平， 准备活动、赛前状态及呼吸方式等。准备活动、赛前状态及呼吸方式等。 中长跑项目反应较明显；运动强度越大，中长跑项目反应较明显；运动强度越大， 训练水平越低，训练水平越低，极点极点出现得越早，反应出现得越早，反应 也越强烈，也越强烈，第二次呼吸第二次呼吸出现得也愈迟。出现得也愈迟。 减轻减轻“极点极点”反应的主要措施：反应的主要措施： 继续坚持运动；继续坚持运动； 适当降低运动强度；适当降低运动强度； 调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸

20、深度。 二、稳定状态二、稳定状态 定义：定义：在运动过程中，进入工作状态结束后，在运动过程中，进入工作状态结束后， 人体的机能水平和工作效率在一段时间内人体的机能水平和工作效率在一段时间内 处于一种动态平衡或相对稳定状态。处于一种动态平衡或相对稳定状态。 分为：分为：( (一一) )真稳定工作状态真稳定工作状态 ( (二二) )假稳定工作状态假稳定工作状态 （一（一) )真稳定工作状态真稳定工作状态 指在进行强度较小、时间较长的运动时，指在进行强度较小、时间较长的运动时， 进入工作状态结束后，机体吸氧量和需氧进入工作状态结束后，机体吸氧量和需氧 量保持动态平衡的状态。量保持动态平衡的状态。 表

21、现为表现为：肺通气量、心率、心输出量、血压：肺通气量、心率、心输出量、血压 及其他生理指标保持相对稳定，运动中的及其他生理指标保持相对稳定，运动中的 能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少，能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少， 血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持 续时间较长，可达几十分钟或几小时。续时间较长，可达几十分钟或几小时。 ( (二二) ) 假稳定工作状态假稳定工作状态 当进行强度大、持续时间较长的运动时，当进行强度大、持续时间较长的运动时， 进入工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定进入工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定 在最大吸氧量水平，但仍不能满

22、足机体对氧在最大吸氧量水平，但仍不能满足机体对氧 的需要，这种机能状态为假稳定工作状态。的需要，这种机能状态为假稳定工作状态。 表现：表现：乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增 加，加，pHpH值下降，心率、血压、肺通气量和呼值下降，心率、血压、肺通气量和呼 吸频率等生理功能基本达到极限。吸频率等生理功能基本达到极限。 第三节第三节 一、运动负荷的本质一、运动负荷的本质 运动负荷运动负荷：以身体练习为基本手段对有机：以身体练习为基本手段对有机 体施体施 加的训练刺激。加的训练刺激。 机体对这种刺激的反应表现在机体对这种刺激的反应表现在心理心理和和生生 理理两个方

23、面。通常所说的运动负荷是生理负两个方面。通常所说的运动负荷是生理负 荷。生理方面的负荷量大小可以用生理或生荷。生理方面的负荷量大小可以用生理或生 化指标来度量。化指标来度量。 运动负荷越大，各项生理运动负荷越大，各项生理 指标的变化也越明显。指标的变化也越明显。 二、机体对运动负荷的反应特征二、机体对运动负荷的反应特征 当运动负荷刺激施加于人体时，人体当运动负荷刺激施加于人体时，人体 各器官系统将发生一系列反应。主要表各器官系统将发生一系列反应。主要表 现为：现为： 耐受耐受 超量恢复超量恢复 疲劳疲劳 恢复恢复 消退消退 三、机体对运动负荷的适应与训练效果三、机体对运动负荷的适应与训练效果

24、（一）机体对运动负荷的适应性（一）机体对运动负荷的适应性 应激性应激性和和适应性适应性是生物体具有的基本特征。是生物体具有的基本特征。 长期系统的运动训练使机体各器官系统长期系统的运动训练使机体各器官系统 的形态、结构、生理机能以及生物化学等的形态、结构、生理机能以及生物化学等 方面将发生一系列的适应性改变。方面将发生一系列的适应性改变。 （二）训练效果（二）训练效果 运动训练的本质就是通过反复的身体练习给予运动训练的本质就是通过反复的身体练习给予 机体各器官系统一系列的生理负荷刺激，使人体在机体各器官系统一系列的生理负荷刺激，使人体在 形态结构、生理功能和生物生化等方面发生一系列形态结构、生

25、理功能和生物生化等方面发生一系列 适应性变化（适应性变化（结构重建结构重建），从而提高运动能力（），从而提高运动能力（机机 能重建能重建） 。 （三）运动负荷阈（三）运动负荷阈 指体育课或训练课中指体育课或训练课中适宜适宜生理负荷的低限至高限生理负荷的低限至高限 的范围。的范围。 基本因素：练习强度、持续时间、练习密度和数量；基本因素：练习强度、持续时间、练习密度和数量； 负荷大小可用生理和生化指标来度量：负荷大小可用生理和生化指标来度量：心率、血乳酸心率、血乳酸 值、最大摄氧量值等值、最大摄氧量值等。 第三节第三节 运动训练效果的生理学评定运动训练效果的生理学评定 一一、有训练者安静状态下的

26、生物学适应特、有训练者安静状态下的生物学适应特 征征 在长期运动负荷刺激的作用和影响下，在长期运动负荷刺激的作用和影响下， 与运动密切相关的各器官系统如与运动密切相关的各器官系统如运动系运动系 统、血液循环系统、呼吸系统和神经系统、血液循环系统、呼吸系统和神经系 统统所表现的良好适应性最为明显。所表现的良好适应性最为明显。 （一）运动系统（一）运动系统 1.1.骨骼的特征骨骼的特征 运动训练对骨骼的影响主要表现在运动训练对骨骼的影响主要表现在骨密度骨密度 等方面的变化。适宜的运动可以有效地增加等方面的变化。适宜的运动可以有效地增加 峰值骨量、减缓随年龄增长而发生的骨质疏峰值骨量、减缓随年龄增长

27、而发生的骨质疏 松。松。 2.2.骨骼肌的特征骨骼肌的特征 运动训练对骨骼肌的影响主要表现在肌肉运动训练对骨骼肌的影响主要表现在肌肉 的体积增大，横断面增大，肌肉力量增加。的体积增大，横断面增大，肌肉力量增加。 3.3.运动训练对机体抗抗氧化能力有明显的影响。运动训练对机体抗抗氧化能力有明显的影响。 （二）氧运输系统（二）氧运输系统 1.1.呼吸机能的特征呼吸机能的特征：呼吸肌力量大、耐力好；：呼吸肌力量大、耐力好； 肺活量大；气体交换率高；肺活量大；气体交换率高； 2.2.血液的特征：血液的特征： 耐力性项目运动员红细胞和耐力性项目运动员红细胞和 血红蛋白数量增多血红蛋白数量增多 3.3.循

28、环机能的特征循环机能的特征：心率节省化，心肌肥厚，：心率节省化，心肌肥厚， 心容积增大。心容积增大。 （三）神经系统（三）神经系统 优秀的短跑运动员神经过程的灵活性高，优秀的短跑运动员神经过程的灵活性高， 反应时短。反应时短。 长跑运动员神经过程的稳定性长跑运动员神经过程的稳定性 较高。较高。 二、有训练者在运动时和恢复期的生物学特征二、有训练者在运动时和恢复期的生物学特征 （一）有训练者对定量负荷的反应特征（一）有训练者对定量负荷的反应特征 有训练者在完成定量负荷时具有机能有训练者在完成定量负荷时具有机能 动员得快、生理反应较小、运动后恢复动员得快、生理反应较小、运动后恢复 快的特征。快的特征。 1.1.肌肉活动高度协调肌肉活动高度协调 肌电图显示：肌电振幅和积分值较低，肌电图显示：肌电振幅和积分值较低， 放电节律清晰，安静时动作电位几