运动性疲劳的机制与消除手段的综述

1、运动性疲劳的机制与消除手段的综述关键词：运动性疲劳机制消除手段1前言现代竞技体育的首要任务便是最大限度地挖掘人体的运动潜能,不断提高运动成绩。随着竞技运动竞争的日趋激烈,运动水平也越来越高,许多运动成绩,特别是体能类项目的成绩已逼近人体极限,以致于提高1 cm或缩短0·01 s都变得非常艰难。向人体极限挑战,作为竞技体育的重要任务,愈发突出。为了不断地提高人体的运动能力,依靠科学化、现代化的手段,在多学科综合研究的指导下进行训练,业已成为大家的共识。竞技体育的极限化训练模式必然给机体带来最大限度的疲劳。如何快速地消除疲劳并达到超量恢复,一直是广大教练员和运动员追求的目标。近年来,随着

2、生理学、生物化学以及运动医学等学科的迅猛发展,新的科学研究方法、手段以及先进的实验仪器设备的广泛应用,使运动性疲劳产生的机制及其消除手段的研究也不断深入。2运动性疲劳定义自1880年莫索(Mosso)研究人类的疲劳开始,距今已有100多年历史了。许多著名学者从多种视角采用不同手段广泛研究疲劳,并先后给疲劳不同的概念。在第5届国际运动生物化学会议(1982年)上,对疲劳的概念取得了统一认识,即疲劳是:“机体生理过程不能持续其机能在一特定水平上和/或不能维持预定的运动强度。”生理性疲劳是由于工作或活动本身引起的,已区别于诸如疾病、环境、营养等原因所致。这一疲劳概念的特点是:a.把疲劳时体内组织和器

3、官的机能水平与运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度;b.有助于选择客观指标评定疲劳,如心率、血乳酸、最大吸氧量和输出功率间在某一特定水平工作时,单一指标或各指标的同时改变都可用来判断疲劳。我国学者把“人体运动到一定时候,运动能力及身体功能暂时下降的现象”叫做运动性疲劳,是经过适当时间休息和调整可以恢复的生理现象,它是一个极其复杂的身体变化综合反应过程。3运动性疲劳产生的机制100多年来,生物、生化和生理学家以及运动医学专家们做了大量的有关运动性疲劳产生机制的实验,在20世纪80年代提出了产生运动性疲劳的5种经典假说。而目前,研究的重点主要集中在产生运动性疲劳的中枢机制和外周机制上。3

4、83;1“衰竭”学说认为疲劳的原因是体内能源物质的耗竭。现代生理学的许多实验材料也支持了这个假说。例如,伯格斯特龙(Bergstrom,1967)发现ATP和CP的储备率低于使用率时,运动就不能持久;而且发现当疲劳时ATP只略微下降,而CP下降十分明显,表明CP的消耗对疲劳的发生更为重要。3·2“堵塞”学说认为疲劳的产生是骨骼肌内某些代谢产物的积聚过多引起。弗来彻和霍普金斯在190年发现肌疲劳的同时出现高乳酸浓度。有些学者认为Ca2+在肌肉中堆积,在长时间运动中可能是引起疲劳的重要原因。3·3“内环境稳态失调”学说认为运动时血液pH值过分降低,严重脱水导致血浆渗透压及电解质

5、浓度的变化都是足以引起疲劳的原因,赫尔曼松的研究发现,在时间长短不同的13次达到力竭的极量工作之后,在同一受试者身上测出每次血乳酸的最高值皆大致相同,大约18 mmol/L。据此,作者认为高乳酸浓度所引起的内环境失调可能是产生疲劳的重要原因之一。3·4“保护性抑制”学说根据巴甫洛夫学派的意见,无论是体力的或脑力的疲劳,均是大脑皮质保护性抑制发展的结果,当工作时大量冲动刺激皮质相应细胞,神经细胞长期兴奋导致“消耗”增多。为了避免进一步消耗,当消耗到一定程度时便产生保护性抑制。 3·5“突变”学说在1983年Eewards提出了运动性疲劳的突变理论,认为当身体能量物质下降到一定

6、程度时,兴奋性突然崩溃了,使身体的输出功率突然下降。在细胞遭受损害之前以疲劳出现迫使运动停止,起了保护作用。3·6自由基学说自由基是指外层电子轨道含有未配对电子的基团。在细胞内,线粒体,内质网,细胞核质膜和胞液中都可以产生自由基。由于自由基化学性质活泼,可以与机体内糖类、蛋白质、核酸及脂类等发生反应,因此,能造成细胞功能和结构的损伤和破坏。研究发现,剧烈运动后自由基产生过多,可造成肌纤维膜、内质网完整性丧失,妨碍了正常的细胞代谢与机能;还造成胞浆中Ca2+的堆积,影响了肌纤维的兴奋一收缩耦联,使肌肉的工作能力下降;自由基能引起线粒体呼吸链产生ATP的过程受到损害,使细胞能量生成发生障

7、碍,影响了肌纤维的收缩功能;另外,还有一些重要的酶由于自由基的作用而失活,从而产生一系列病理变化,也能导致肌肉收缩能力下降产生疲劳。因此认为,自由基与运动性疲劳有着密切的关系,是导致运动性疲劳的重要原因。4促进人体机能恢复的手段没有疲劳便没有训练;没有疲劳的消除便没有超量恢复;这是对当代竞技体育的精辟总结。随着对运动性疲劳机制的了解不断深入,消除运动性疲劳的手段和措施也日趋丰富和多样化。与此同时,也出现了一些不道德的、有违公平竞争的体育精神的方法,如服用兴奋剂等。“如何尽快消除疲劳,提高竞技运动能力”便成为当今世界运动训练科学和运动医学领域中最为重要、且亟待解决的研究课题之一。运动性疲劳是体内

8、多种因素综合变化的结果,因此必须采用多种科学手段才能加速机体功能的恢复。4·1活动性手段4·1·1变换活动部位和调整运动强度谢切诺夫在1903年进行测力描记实验中发现,右手握测力器工作到疲劳后,以左手继续工作来代替安静休息,能使右手恢复得更迅速更完全。他认为,在休息期中来自左手肌内收缩时的传入冲动会加深支配右手的神经中枢的抑制过程,并使右手血流量增加。用转换活动的方式来消除疲劳,也叫积极性休息。研究还证明,与安静休息相比较,活动性休息可使乳酸的消除快一倍。调整性训练不仅局限在换项训练和准备、整理放松运动上,而是贯穿在整个训练过程中,“积极的修养”是修养的关键:什么

9、都不做,处于安静或睡眠状态是被称为完全休养。但是,在疲劳时不能只进行完全休养,积极努力使身体恢复也是很重要的。例如,为促进血液循环而沐浴就是积极的休养。为了放松肌肉而散步、进行轻量运动也可以说是积极的休养。还有,游泳也可以说是积极的休养。当然,为了比赛而全力以赴的游泳并不能说是休养,这里说的是悠闲地放松身体的游泳。4·1·2整理活动整理活动是指在正式练习后所做的一些加速机体功能恢复的较轻松的身体练习。通过整理活动,可减少肌肉的延迟性酸疼,有助于消除疲劳;使肌肉血流量增加,加速乳酸利用;预防从激烈活动骤然停止可能引起的机体功能失调。例如,跑到终点后站立不动,血液大量集中在下肢

10、扩张的血管内,使静脉回心血量减少,因而心输出量下降,血压降低,造成暂时性贫血,产生不适感,甚至出现“重力性休克”;此外,有利于再从事其他的练习。4·2营养性手段主要包括平衡膳食,运动饮料,强化食品和饮食卫生等。运动能力恢复的关键在于恢复机体的能量储备,包括肌肉及肝脏的糖元储备、关键酶的活性(维生素B复合体及微量元素等)以及体液、元素(如铁)平衡、细胞膜的完整性等。无疑,补充营养是恢复的物质础。4·2·1能源物质的合理调配 如果把运动中需补充的热量按照蛋白质、脂肪、糖三者的比例划分为按需要均衡进补的定式,大多数项目运动员的膳食中三种能量的补充比例为1·20

11、·84·5;耐力性运动项目因其训练负荷的特点,要求膳食中糖的含量较高,故三种能量的搭配比例为1·217·5;而运动负荷量比较小的项目,则稍稍比普通人的能量补充高一些,三种能量的搭配比例为10·63·5。三大营养物质摄取总量应以能满足机体代谢需要为依据。4·2·2营养物质的补充方法4·2·2·1糖由于糖是体内重要的能源物质,因此,运动中糖的适量补充,无疑是提高运动能力的一个促力因素。长时间运动、尤其激烈比赛时,应注意运动前、后和运动中补充糖。研究表明,运动前补糖宜安排在赛前数日内、赛前的

12、1·52小时。运动中补糖可安排在每隔1530 min或每隔3060 min补糖为宜,运动后补糖的时间越早越好,最好不超过运动后的6小时。关于糖的补充量,一般认为,应限制于每小时50 g或每公斤体质量1 g。4·2·2·2蛋白质研究表明,运动员蛋白质的需量高于一般人。日本及东欧一些国家提出运动员每公斤体质量应获得2 g蛋白质或甚至2 g以上,而西欧一些报告提出每公斤体质量1·4 g即或满足运动员的需要。国内根据估测氮平衡的实验结果,提出运动员蛋白质的供给量应为总热能的12%15%,约为1·22·0 g/kg体质量。4·

13、;2·2·3脂肪运动员没有必要专门补充脂肪,膳食中适宜的脂肪量为总热量的25%30%即可。游泳及冬季运动项目,如滑雪、滑冰等,因机体散热量较大,食物中脂肪可比其他项目高些,但也不宜超过总热量的35%。4·2·2·4维生素维生素参与机体的各种代射,缺乏或不足时即可对运动能力产生不利的影响,表现为做功量降低、疲劳加重、肌肉无力等。补充缺乏的维生素,可以提高运动能力。4·2·2·5矿物质参加运动训练使身体负荷加大,由于大量排汗使身体对钾、钠、钙、磷、镁、铁的需要量增加,特别是对钾和钠的需要量明显增加,因而必需从食物中补充

14、。4·3药物手段促进人体疲劳恢复的药剂很多,一般分为化学药物和中草药两类。化学类的药品有提高肌肉代谢作用的葡萄糖酸钙、次黄嘌呤核苷、三磷酸腺苷以及激素、类固醇等等。如:针对训练后容易发生运动性贫血,低血糖等症状,可补充葡萄糖,铁剂和维生素等。使用化学类药物要有科学依据,要根据运动应激与应激系统活动程度掌握好药物的剂量、效应和时间曲线。若使用不当易违犯国际奥委会的规定。应用中医药调理的目的在于提高机体抗病能力,增强免疫,改善代谢调节,提高训练效果。另外,通过外源性的抗氧化剂的补充可以减少大强度运动时氧自由基的损害,常用的抗氧化剂有维生素E、维生素C和一些中草药,如人参、当归、生地、酸枣

15、仁、五味子、螺旋藻、糖等。4·4睡眠消除疲劳的最基础条件是睡眠中休息和饮食营养,这里的睡眠休息,是通过严格管理,在运动训练后,有充分而高质量的睡眠,在睡好的基础上,才会饮食旺饭菜香,搭配具有丰富营养的饮食,才能适时补充体 能。睡眠对功能的恢复是非常重要的,通过睡眠使精神和体力得到恢复。4·5物理手段在大强度和大运动量训练之后,应该采用理疗、吸氧、针灸、气功、按摩等医学物理手段加速机体恢复。要求抓住运动人体恢复的最佳时间,在训练结束时进行,因为这时进行全身抖动,主要用力肌群的反方向牵拉,踩腿踩腰及拍打放松等,对心肺功能和肌肉系统的恢复,偿还氧债,消除血乳酸等都会受到事半功倍的

16、效果。4·6心理学手段训练和比赛之后,采用心理调整措施恢复工作能力,能够降低神经-精神的紧张程度,减轻心理的压抑如果在运动与恢复过程中仅仅饮用水,快速恢复体内液态环境是很困难的。在出汗过程中,人体还丢失了电解质,必须在补充水分的同时补充盐,防止脱水。尤其容易抽筋的运动员更应该多补充一些盐。在长时间训练过程中,运动员就要考虑在恢复过程中合理饮用运动饮料,快速补充水分、盐和碳水化合物等。最后要指出的是体液正常状态下呈弱碱性,在运动训练后体内的糖、脂肪、蛋白质被大量分解,使体液酸性化,运动员感到浑身酸胀和精神疲乏。由于蔬菜和水果在体内具有成碱作用,可以保持体液酸碱度的基本平衡,加快消除运动

17、带来的疲劳。4越野滑雪运动训练中体液补充与恢复的时机越野滑雪运动员在完成长距离的训练后,出汗量往往高达2 kg以上。与此同时,随着每1升汗液的丢失,还会失去4060 mmol钠和48 mmol钾。运动员造成的水和电解质不足如果得不到适当的补充,就会对下一次运动带来潜在的危害。有资料表明,运动中失水达体重的2%,就可以是运动能力下降。这就意味着,在不喝水的情况下,不论训练水平有多高,只要运动持续1小时,人体的运动能力就会下降。一般来说,口渴感是运动员确定其是否出现脱水最常用的主观指标。但必须指出,当运动员感到口渴时,实际已有3%体质量的水丢失,这时体能已经下降,机体状态已经无法保障训练效果。因此,越野滑雪运动员要根据个人的体质、运动训练或比赛的情况和环境因素以及以往的经验及时补水,甚至在训练前或赛前预防性补水,一般在运动之前1小时左右,应该饮用足够水分,饮用量尽可能根据个人体质和训练经验,达到运动过程中随汗水丢失水分一定程度补偿。运动之后,饮用富含碳水化合物的运动饮料,使机体快速补充能量。为了最大限度地利用训练后合成代谢的机会,最好把每天碳水化合物总量的25%安排在训练后。在完成一般性和专项性身体训练定量负荷时,积极性补充应有明确的目的。各种积极性补充内容对