运动生理学全套讲课课件

PHYSIOLOGYOFSPORTANDEXERCISE

运动生理学

讲授提纲学科概述肌肉运动的生理学问题肌肉运动的能量支持系统肌肉运动的生理支持系统肌肉运动的调节与控制系统运动训练与健身的生理学分析常用生理学指标在运动实践中的应用学科概述学科定位动物和人体生理学植物生理学生理学心血管生理学呼吸生理学神经生理学内分泌生理学环境生理学运动生理学…..生理学运动生理学EXERCISEPHYSIOLOGY研究人体在急性和慢性运动影响下的结构和功能变化SPORTPHYSIOLOGY以exercisephysiology为基础，研究运动员的训练和竞赛活动的生理学问题稳态——生理学的研究主题内环境（internalenvironment）细胞内环境外环境稳态（homeostasis）内环境的相对稳定状态不是凝固状态稳态的维持需要完善的调节系统反馈（正、负）、前馈反应和适应——

应用生理学的主题运动生理学是应用生理学的一个分支反应：一次或短期的内外环境变化所引起的人体生理变化，其变化可很快消失。适应：反复的或长期的内外环境变化所导致的人体结构和功能改变，其变化可维持较长时期，有时可伴随终生。适应以反应为基础，是量变到质变的过程运动反应和适应的稳态和负反馈特征反应和适应——

运动训练和健身的关键反应和适应既是目的，也是手段反应要适度，适应才良好运动会引起哪些反应？何为适度？急性运动的生理反应监测指标心脏活动：心率、心电图呼吸频率通气量耗氧量皮肤和身体内部温度肌电图生理监测时应考虑的因素环境条件温度湿度噪音膳食睡眠时间生理周期（月经周期）影响因素心率安静运动温度（50%湿度）21℃6016535℃70190湿度（21℃）50%6016590%65175噪音（21℃、50%湿度）低60165高70165进食（21℃、50%湿度）运动前3h少量进食60165运动前30min大量70175睡眠（21℃、50%湿度）8h或更多601656h或更少65175功量计（Ergometers）的选择自行车功量计优点：不受体重影响、采样与指标检测容易缺点：需监测功率，如不习惯、易疲劳，难以达到生理峰值跑台优点：不需检测功率，易适应，能达峰值缺点：花费高、笨重、需电、噪音干扰大、采样困难其他功量计运动生理学与运动训练和身体锻炼学的联系与区别前者研究运动为什么会以及如何引起生理反应与适应。后者研究什么样的运动会引起理想的反应和适应。前者是后者的基础学科形成与发展早期人们只能用肉眼观察，1574年HieronymusFabricius认为肌肉收缩的力量来自肌腱，而不是它的“flesh”1660年Leeuwenhoek发明显微镜，使解剖学家能观察到单根肌纤维的存在上世纪中叶，电子显微镜的出现使研究肌肉蛋白的工作成为可能上世纪60年代，肌肉活检技术的应用，使肌肉的代谢研究进入分子水平计算机与遥测技术的应用，使整体研究迅猛发展著名学者与研究机构因为对肌肉及其运动的研究而获得NobelPrize的三位生理学家A.V.HillAugustKroghOttoMeyerhof著名研究机构与学派

HarvardFatigueLaboratory（1927-47）北欧（斯堪地拉维亚尔）学派（上世纪50年代以来）学科形成与发展liangming12j@126.com肌肉运动的生理学问题肌肉是如何工作的？肌肉力量是如何产生的？受哪些因素影响？肌肉收缩速度取决于什么？肌肉收缩力量与速度的关系力量与做功能力的关系力量的测量与评价力量训练的生理学分析肌肉疲劳的可能原因肌肉是如何工作的？肌肉的结构（结构决定功能）肌肉的结缔组织肌外膜、肌束膜、肌内膜肌细胞的显微结构细胞膜肌原纤维肌管系统肌浆神经-肌肉接点肌外膜肌束膜肌内膜细胞膜的结构肌原纤维粗、细肌丝的空间位置肌球蛋白单体分子肌动蛋白单体分子细丝的模式图肌丝的分子组成肌丝的分子组成肌管系统横管纵管三联管肌管系统IllustrationoftheNeuromuscularJunction神经肌肉接点图解TheSlidingFilamentModelofMuscleContraction肌丝滑行模型注意肌小节中各条带的变化运动终板去极化（兴奋）与肌肉收缩耦联兴奋经T-管传入细胞内，经三联管引起SR释放Ca2+Ca++

与肌钙蛋白结合，导致原肌球蛋白的位置改变，暴露肌动蛋白上的位点横桥与位点结合，牵动细丝向粗丝中央滑行，肌肉收缩肌浆网对Ca++再回收，肌肉舒张Excitation-ContractionCoupling

兴奋-收缩耦联Cross-BridgeFormationinMuscleContraction横桥与肌动蛋白结合后的摆动

兴奋-收缩耦联的步骤肌肉力量是如何产生的？力量来源于横桥的摆动参与摆动的横桥数目越多，力量越大粗、细肌丝的重叠程度（初长度）募集的运动单位数量（刺激强度）募集的运动单位性质（肌纤维类型）运动单位的神经刺激的频率（单收缩、强直收缩）注意：以上是对同一肌肉而言前负荷（初长度）对肌肉张力的影响刺激强度对肌肉力量的影响不同运动单位的阈值不同刺激强度越大,募集的运动单位越多，力量越大刺激频率对肌肉收缩的影响

——肌肉收缩的总和IndividualFiberTypes

肌纤维类型的划分Fastfibers快纤维TypeIIbfibers-

IIb型Fast-twitchfibersFast-glycolyticfibers快酵解型TypeIIafibers-IIa型IntermediatefibersFast-oxidativeglycolyticfibers快氧化酵解型Slowfibers慢纤维TypeIfibersSlow-twitchfibersSlow-oxidativefibers慢氧化型肌纤维的组织化学染色TypeIIaTypeIIbTypeI特性纤维类型慢肌快a快b肌纤维大小小大大每运动单位的纤维数10-180300-800300-800肌球蛋白ATP酶活性低高高肌浆网的发达程度差发达发达线粒体数量多多少线粒体酶活性高高低毛细血管数量高中等低糖原贮量少多多糖酵解能力低高高特性纤维类型慢肌快a快b有氧氧化能力高中等低神经元体积大小小大大神经元阈值低高高收缩速度（ms）1105050收缩力量小大大能量产生效率高中等低抗疲劳能力强中等弱肌肉弹性成分对力量的影响串联弹性成分：取决于肌中结缔组织和它的顺应性。并联弹性成分：存在于横桥、Z线上，肌腱中。大多数位移运动，都是离心（拉长）和向心收缩相交替，形成牵拉-缩短环（stretch-shorteningcycle）。弹性成分是实现肌肉收缩力的第二种机制弹性成分的伸展可吸收一部分能量，使张力变化趋于缓和，具有保护作用。肌肉收缩能力（contractility）的影响肌肉收缩能力指肌肉本身的功能状态能使肌肉收缩能力下降的因素缺氧酸中毒能源物质缺乏其他因素能提高肌肉收缩能力的因素钙离子咖啡因肾上腺素肌肉收缩的张力-速度关系如何解释肌肉收缩速度与张力的关系？张力取决于横桥联结的数目速度取决于ATPase的活性和能量释放的速率二者的机制不同，但为什么会呈反变关系呢？请给出可能的解释力量与作功的关系在相同速度下，力量大者作功多，功率高（爆发力也大）快肌纤维比例高者力量大肌肉力量的分类根据肌肉收缩形式可分为静力性力量（staticstrength）动力性力量（dynamicstrength）向心收缩力量（concentricstrength）离心收缩力量（eccentricstrength）等速肌肉力量（isokineticstrength）超等长肌肉力量（plyometricstrength）根据表示方法可分为：绝对力量和相对力量根据表现形式和结构特点可区分为最大肌肉力量（maximumstrength）快速肌肉力量（musclepower）力量耐力（muscleendurance）肌肉力量的检测等长肌力检测（isometricmeasurementofstrength）等张肌力检测（isotonicmeasurementofstrength）等速肌力检测（isokineticmeasurementofstrength）等长肌力检测（isometricmeasurementofstrength）等长肌力的测定通常指最大等长肌力握力、背力、臂力和腿部力量等握力计、背力计、等速肌力测试系统、力传感器等测2-3次，取最好成绩优点：方便、省时、不需昂贵设备，与其他方法的结果有较好的一致性。缺点：结果易受关节角度的影响、检测方法难以标准化。等张肌力检测（isotonicmeasurementofstrength）最大等张肌力检测形式：卧推（benchpress）、蹬腿（legpress）、屈臂（armcurl）、负重蹬起（squatpress）等，用1RM来表示。肌耐力以一定百分比（如70%）的1RM，记录重复次数。也可采用俯卧撑、仰卧起坐和引体向上等肌肉最大功率检测立定跳远、纵跳摸高、小球掷远、Wingate无氧功率试验、Margaria下肢功率试验等速肌力检测（isokineticmeasurementofstrength）等速肌力于1969年由Perrine等提出克服了等长肌力评价的“关节角度效应”和现场力量测试的“运动技术效应”可同时获得与肌肉做功功率和工作耐力有关的多种数据等速向心肌力测试慢等速测试快等速测试其他等速向心肌力测试等速离心肌力测试慢等速测试关节运动角速度为30-60º/s常被用于进行最大动态肌力检测与评价主要检测指标：峰力矩（peaktorque，PT）：力矩曲线所代表的力矩值。“峰力矩体重比”可作横向比较，特异性及敏感性高曲伸肌力矩比（flexion/extension）：反映肌力平衡情况总做功量（TW）力矩加速能（torqueaccelerationenergy，TAE）力矩开始1/8s内的做功量，代表灵敏度或爆发力。峰力矩角度（peaktorqueangle，PTA）：关节的最佳用力角度。快等速测试180º/s以上，对运动员可达240或300º/s检测和评价肌肉耐力等动态肌肉功能输出功率（poweroutput，PO）：平均功率能敏感地反映肌肉的实际工作能力。肌肉耐力耐力比测定：如以180º/s连续做最大收缩25次，计末5（或10）次与首5（或10）次做功量之比。50%衰减试验：以180º/s或240º/s做最大收缩，到有2-5次不能达到最初5次运动平均峰力矩的50%时为止，以完成的次数作为耐力评价的参数。其他等速向心肌力测试力矩曲线分析力量控制精度测验峰功率测试等长肌力、等速肌力和等张肌力测试的比较

等长肌力测试等张肌力测试等速肌力测试速度固定变化,不易控制1-500º/s,恒定阻力可变,顺应性阻力固定可变,顺应性阻力,与速度有关运动幅度无全幅或半幅全幅或半幅测试意义反映固定角度力矩值反映最弱关节点力矩值反映任意关节角度运动力矩值力量训练的原则的生理学分析超负荷原则（overloadprinciple）超过已习惯了的负荷(强度、量、频率)应有效避免过度训练渐增阻力原则合理顺序原则先大肌肉群后小肌肉群先多关节运动、后单关节运动大强度练习在前、小强度练习在后专门性原则与运动专项的部位、动作结构、用力特点相一致抗阻训练计划设计步骤1、分析需求2、选择练习3、训练频率4、练习顺序5、训练负荷及重复次数6、训练量7、间歇时间第一步：需求分析运动项目评价运动分析：肢体的运动模式及参与肌群生理学分析：力量、爆发力、肌肉体积、肌肉耐力哪个更为优先。损伤分析：常见的肌肉、关节损伤部位及形成因素运动员评估训练状态、背景与历史身体测试和评价抗阻训练主要目的抗阻训练状态分级训练状态现行计划训练年限频率（次/周）训练强度和量运动技巧初学者(无训练)无或刚开始<2个月≤1~2次无或低无或低中级(中等水平)已在训练2~6个月≤2~3次中等基本高级(训练良好)已在训练1年以上3~4次以上高高根据训练周期安排训练重点赛季优先程度抗阻训练目标专项训练抗阻训练基本期低高先期是提高肌肉耐力和健硕程度,后期是力量和爆发力赛前期中中与专项相关的力量和爆发力或肌肉耐力,依项目特点而定比赛期高低与赛前期目标相同赛后调整(积极休息)随机随机无特别限定第二步：选择练习方式核心练习和辅助练习核心练习动用一组或多组大块肌肉，涉及两个或更多关节，在专项中起基本、直接的作用——优先发展辅助练习动用较少的肌肉，涉及一个主要关节，常被用于防止损伤的练习或康复练习注意：肩部关节，包括盂肱关节和肩带复合关节，被看作一个基本关节，脊柱也被看做一个基本关节。第二步：选择练习方式需考虑的因素专项特点肌肉的平衡运动员的练习技巧和经验训练条件每节课有多少训练时间与专项运动方式相关联的抗阻训练举例运动方式相关的抗阻训练方法运球和传球伸肘下压,正握屈肘,小握距卧推踢球单边髋内收、外展，伸膝，抬腿自由泳坐位下拉，侧举，负重弓步走跳跃高翻、上举、背蹬挥拍哑铃侧举，俯立侧举，腕屈伸划船俯立提铃，坐位后拉，伸髋蹬腿练习冲刺跑负重弓步走，负重上台阶，提踵练习投掷脑后弯举，仰卧头上伸肘，肩旋内，肩旋外第三步：训练频率同一组肌肉的抗阻训练最好间隔1天，但最多不超过3天抗组训练水平较高者，可采用“分割法”，即不同训练日练习不同的肌群。应考虑的因素：训练状态训练周期安排训练负荷和练习类型根据训练状态安排抗阻训练频率

训练状态建议的训练频率（课/周）初学者2~3中级3~4高级4~7不同训练周期抗阻训练的频率

（有训练的运动员）

训练周期建议的训练频率（次/周）基本期4~6赛前季3~4比赛季1~2赛后调整（积极休息）1~3第四步：练习顺序应使每一组练习都能有最大的力量和最完善的技术来完成。先安排爆发力练习、再安排其他核心练习、然后安排辅助力量上身和下肢交替练习“推”“拉”交替练习超级组和组合组第五步：负荷和重复次数重复次数与负荷是负相关的。当训练目标确定后，负荷和重复次数也基本确定了。负荷表达的方式：一次重复的最大重量（1RM）的%能重复指定次数的最大重量（nRM）%1RM最大重复次数10019529339048758568378087797510701167126515%1RM与最大重复次数的关系这种关系在75%IRM以上较精确1RM和nRM测试的选择直接测定1RM适合于有抗阻训练经验、练习技术良好者对状态不佳或抗阻训练经验不足者，可考虑3RM测试来替代1RM测试不能保证数据可靠时，或辅助练习，或单侧联系，都不宜测试1RM通过测定nRM估算1RM根据目标重复次数来测试nRM1.指导受试者以小负荷（轻松做起5~10次）进行热身；2.热身后间歇1分钟；3.增加负荷，使受试者能完成3~5次，增加方式为（热身性试举）：上身测试4-9kg或5-10%；下肢测试14-18kg或10-20%；4.休息2分钟；5.增加负荷,使受试者能完成2~3次,增加方式同3(保守性试举):6.2~4分钟休息;7.按照3增加负荷;8.令受试者进行1RM试举;9.如果运动员成功,休息2~4分钟,再由7开始重复;

如果试举失败,休息2~4分钟,按如下方式减小负荷:

上身测试2~4kg或2.5-5%;下肢测试:7~9kg

然后回到8.

继续增加或减小负荷,直到受试者可以以完好的技术完成一次重复的最大重量测试,最好在5次测试之内找到1RM.1RM测试方案估算1RM10RM测试是常用的替代方法,核心练习和辅助练习都可选用.测试步骤与测试1RM的步骤基本相似,只是每次测试都要做10个重复.测试的负荷增加较少,相当于1RM测试的一半.爆发力练习不能采用10RM方法.根据训练目标选择负荷和重复次数训练目标负荷（%1RM）目标重复次数*力量≥85≤6**爆发力

一次用力的项目80~901~2

多次用力的项目75~853~5肌肉体积增大67~856~12肌肉耐力≤67≥12*这种力量训练是指核心练习,辅助练习的负荷不应大于8RM;**表中显示的爆发力练习的重复次数变化范围与%1RM和重复次数的关系是不一致的.一般来说,爆发力练习的负荷选用80%1RM,重复次数为2~5次为宜。负荷增加幅度举例运动员情况*肌肉所在部位负荷增加幅度**弱小、训练水平较差上身1~2kg下肢2~4kg强壮、训练水平高上身2~4kg下肢4~7kg*教练要将运动员按表中所显示的两类来划分。**这种负荷的增加对于3组/课，5~10次/组的练习较合适。注意：在负荷增加后，重复次数不变。第六步：训练量指一次训练课举起的总负荷总负荷=组数*次数/组*负荷/次如各组负荷不一样，先计算每组训练量，再计算总训练量。单组即可获得效果多组练习效果较单组好根据训练目标确定训练量训练目标目标重复次数组数*力量≤62~6**爆发力

一次用力的项目1~23~5多次用力的项目3~53~5肌肉体积增大6~123~6肌肉耐力≥122~3*这种组数安排不包括准备活动在内，而且只针对核心练习；**一般来说,爆发力练习的负荷选用80%1RM,重复次数为2~5次为宜。第七步间歇时间

根据训练目标确定间歇时间训练目标*间歇时间力量2~5分钟爆发力：

一次用力项目2~5分钟

多次用力项目2~5分钟肌肉体积增大30秒~1.5分钟肌肉耐力≤30秒肌肉活动的能量支持系统肌肉活动是高耗能的活动肌肉活动的耗能环节横桥循环（结合、摆动、分离）物质转运（离子泵）生物电分泌等能量的来源与去路糖代谢人体的糖储备及其供能形式糖原——肌糖原与肝糖原血糖——神经系统的能源，必须维持稳定糖的分解代谢糖酵解：不需氧、产生乳酸，供能速率快、产生能量少（只为有氧氧化的5%）有氧氧化；需氧、彻底分解，供能速率较慢、产生能量较多。丙酮酸转化为乳酸糖代谢的途径糖原/葡萄糖丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸苹果酸α-酮戊二酸琥珀酸乳酸三羧酸循环无氧有氧KrebscycleTheKrebsCycle净生成：NADH=3FADH=1脂代谢脂肪分解脂肪分解为甘油和脂肪酸脂肪酸氧化为乙酰CoA乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化脂肪合成与储存可以多种物质为原料

呼吸链与ATP合成酶复合体及其氧化磷酸化示意图。1分子NADH+H+经氧化磷酸化可生成3分子ATP，1分子FADH２经氧化磷酸化可生成2分子ATP。

糖、脂肪和蛋白质代谢的相互关系三种能源物质氧化时的参数能源物质物理热价KJ/g生物热价KJ/g耗氧量L/gCO2产量L/g氧热价KJ/L呼吸商糖17.1717.170.830.83211.00蛋白质23.4317.990.950.7518.80.80脂肪38.9438.942.031.4319.70.71人体运动时的能量供应与消耗骨骼肌收缩的直接能源——ATPATP的储量有限，需要不断补充，补充方式有：1、CP+ADPATP2、糖酵解3、糖和脂肪的有氧氧化三个能量系统的特征能量系统底物贮量mmol.Kg-1.D可合成ATP量mmol.Kg-1.D最大功率mmol.ATP.Kg-1.s-1达最大功率时间极量运动时间需氧量mmol.O2.ATP-1ATP-CP系统ATP2510011.2少于1s6-8s0CP778.6少于1s0糖酵解系统肌糖原3652505.2少于5s2-3min0有氧氧化系统肌糖原365130002.73min1-2h0.167脂肪49不受限制1.430min

0.177能量系统对极量运动的贡献运动强度对能源利用的影响运动时间对能源利用的影响氧亏与运动后过量氧耗吸氧量随运动强度的增加而增加运动的经济性肌肉运动的生理支持、调节与控制系统肌肉血液循环呼吸系统消化系统排泄系统神经系统内分泌系统体液的组成分细胞内液和细胞外液细胞外液包括组织间液（血管外）和血浆（血管内）组织间液血浆细胞内液细胞外液血液的组成由血细胞和血浆组成红细胞占血细胞的绝大部分，此外，还有白细胞和血小板血浆以水为主，其中有许多化学物质、抗体和激素等白细胞和血小板血浆红细胞红细胞压积血样42%血液的功能维持内环境的相对稳定：渗透压、PH、T、水、电解质、营养物质等运输作用：氧气、养料、代谢废物等调节作用：激素、体温等防御和保护作用：白细胞、免疫物质、止血和凝血等渗透压渗透：水分子通过半透膜向溶液扩散的现象。渗透压：溶液促使膜外水分子向内渗透的力量。与溶质分子的数目呈正比，而与其颗粒大小无关。晶体渗透压：由Na+、Ca++、Cl-、HCO3-等晶体物质形成。胶体渗透压：由蛋白质等胶体物质形成。血浆渗透压由晶体渗透压和胶体渗透压组成晶体渗透压构成血浆渗透压的主体胶体渗透压只有25-30mmHg，但非常重要，因为胶体物质不能通过血管壁。对于维持血管内外的水平衡意义重大。等渗溶液：渗透压与血浆相等的溶液，如0.9%NaCl、5%葡萄糖溶液等。低渗溶液：渗透压低于血浆高渗溶液：渗透压高于血浆人体水平衡的维持水的来源：食物、饮料、内生水水的排出：尿、汗、呼出气、大便维持水平衡的主要器官：肾脏维持体内水平衡的途径:血浆晶体渗透压的改变循环血量的改变（1）血浆晶体渗透压的改变

缺水时→血浆渗透压↑→下丘脑渗透压感受器（+）→垂体后叶（+）→抗利尿激素↑→水重吸收↑→尿量↓大量饮水→血浆渗透压↓→下丘脑渗透压感受器（-）→垂体后叶（-）→抗利尿激素↓→水重吸收↓→尿量↑（水利尿）（2）循环血量的改变饮水量↑→循环血量↑→心房、胸腔大V容量感受器（+）→抗利尿素↓→尿量↑

饮水量↓→循环血量↓→心房、胸腔大V容量感受器（-）→抗利尿素↑→尿量↓运动与水平衡运动可引起脱水，应尽量防止轻微的水缺乏，即可明显损害运动能力应注意运动前的充分水合，运动中科学补水（不要补纯水）无口渴感，也应饮水运动后的水合非常重要补液量及钠的摄入量应超过汗液丢失量血液的酸碱度Normal: 正常 （7.35-7.45）pH=7.4Acidosis:酸化（不得低于6.9） pH<7.4Alkalosis:碱化（不得高于7.8） pH>7.4AbnormalpHcandisruptnormalbodyfunctionandaffectperformancepH值异常会导致生理功能紊乱，并影响运动能力酸中毒和碱中毒

AcidosisandAlkalosis血液酸碱缓冲对红细胞内KHCO3/H2CO3K2HPO4/KH2PO4Hb钾盐/Hb

碳酸氢盐/碳酸缓冲系统红细胞外（血浆）NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO4蛋白质钠盐/蛋白质CO2+H2OH2CO3H++HCO3-血液成分的缓冲能力缓冲液缓冲能力（Slykes）碳酸氢盐18.0血红蛋白8.0蛋白质1.7磷酸盐0.3合计28.0人体能忍受的动脉血和骨骼肌PH范围动脉血PH6.9~7.5骨骼肌PH6.63~7.10碱储备血液中缓冲酸性物质的主要成分是碳酸氢钠，通常以每100毫升血浆的碳酸氢钠的含量来表示碱储备。以每100ml血浆中碳酸能解离出的二氧化碳的毫升数来间接表示。50-70%碳酸氢钠/碳酸的比值为20：1训练能提高碱储备酸碱平衡的维持运动可引起酸碱平衡紊乱由血液、呼吸、肾脏维持血液酸碱缓冲对缓冲内环境酸碱变化呼吸排出二氧化碳肾脏通过H+--Na+交换排酸保碱运动时血液循环功能的变化肌肉运动时心输出量的变化心脏活动加强；呼吸运动加强和肌肉的节律性收缩使回心血量增加；容量血管收缩使静脉回流增加。肌肉运动时各器官血液量的变化特点：参与运动肌肉和心脏的血流量增加；不参与运动的肌肉和内脏血流量下降；皮肤血流，先减少，后增加。意义：保证运动肌肉的血供；维持一定的血压血压搏出量心输出量心率动-静脉氧差运动训练对血液循环系统的影响血浆总量与红细胞总量都增加，但前者增加更明显，因此，单位血液中红细胞的数量下降，粘滞性下降窦性心动徐缓安静和亚极量运动时的心率下降运动性心脏增大力量训练：以心室壁增厚为主耐力训练：以心腔增大为主心泵功能储备增加（极量运动时的CO显著增加）A-VO2差增大调节机能改善GroupsCapillariesMusclefibersRatioDiffusionpermm2permm2distanceWell-trainedPreexercise6404401.520.1Postexercise6114141.620.3UntrainedPreexercise6005571.120.3Postexercise5995761.020.5

有训练者肌纤维较粗，单位面积的肌纤维较少，毛细血管与肌纤维的比率比未训练者高出近50%。

——JApplPhysiol，1971，30：860-863

变量无运动习惯的男性世界级长跑运动员训练前训练后安静心率756545最大心率185183174安静搏出量（ml）6070100最大搏出量（ml）120140200安静心输出量（L/min）最大心输出量（L/min）22.225.634.8心脏容积（ml）7508201200血容量（L）安静收缩压（mmHg）135130120最大收缩压（mmHg）200210220安静舒张压（mmHg）787665最大舒张压（mmHg）828065无运动习惯者与优秀耐力运动员心血管变量的比较测定心率和血压在运动实践中的意义（一）脉搏（心率）动脉血管壁随心脏的收缩和舒张而发生的规律性搏动，1、基础心率和安静心率可用于机能评定2、评定心脏功能及身体机能状况3、控制运动强度（二）血压1、清晨和安静血压应稳定2、定量负荷前后的血压反应及恢复状况可检查心血管机能并区别其机能反应类型运动训练时，可根据血压变化了解心血管机能对运动负荷的适应情况。EffectofArterialPCO2onVentilationChangesinPO2,PCO2,andVEintheRest-to-WorkTransitionVentilatory

ReponsetoExercise:Trainedvs.Untrained

变量无运动习惯的男性世界级长跑运动员训练前训练后安静通气量（L/min）766最大通气量（L/min）110135195安静潮气量（L）最大潮气量（L）2.753.03.9肺活量（L）5.86.06.2余气量（L）安静动-静脉氧差（ml/100ml）6.06.06.0最大动-静脉氧差（ml/100ml）14.515.016.0安静吸氧量（ml/kg/min）最大吸氧量（ml/kg/min）40.749.981.9安静血乳酸（mmol/L）1.01.01.0最大血乳酸（mmol/L）无运动习惯者与优秀耐力运动员呼吸与代谢变量的比较运动中的呼吸紊乱呼吸困难（dyspnea）呼吸肌疲劳导致不能重新调整血PCO2和H+，恢复内环境稳态过度通气（hyperventilation）显著降低PCO2，但不增加PO2运动前过度通气，并不能提高运动能力，可能有害ValsalvaManeuver关闭声门，用力呼气，增加胸内压身体成分、体重控制与膳食策略关注的主要问题体成分及其测量方法能量平衡体重与肥胖营养素平衡膳食与行为策略体成分与运动成绩人体体成分19世纪末、20世纪初，认识到中性脂肪不结合水和电解质，因此组织成分用无脂的成分为基础进行计算；假设瘦体质的组成恒定，通过分析其中一种组分的量就可以估计去脂体质的多少。物质男女

molgmolg水250045000170031000氢（无水）10002000--

氧（无水）902900-

碳133316000-

氮641800461300钙27110021830磷1650013400钾3.61402.56100钠4.171003.277氯2.68952.070硫4.4140

镁0.7819

硒0.6418

铁0.0754.2

氟0.142.6

锌0.0352.3

铜0.00110.07

锰0.000180.01

碘0.0000790.01

右表为男性和女性参考人全身各种组分的含量体成分测量方法介绍一：

密度法由称量人体在空气中和水下的重量，用肺余气量（RV）和肠道中气体的假定值调整而得出体密度（D）；可由肺活量（VC）来推算RV成年男性：RV=0.24*VC；成年女性：RV=0.28*VC青年男性：RV=0.198*VC；青年女性：RV=0.259*VC成人的瘦体质和脂肪密度分别为：1.100、0.900g/cm3；脂肪%=（5.95/D-5.40）*100%脂肪%=（4.570/D-4.142）*100%缺点：不适合年龄小的儿童和老年人，来自肠内气体的误差。体成分测量方法介绍二：

稀释法测量体液量，方法多样，如测量K、Na、Cl、H2O、细胞外液等。用Evans蓝燃料（T-1824）或131碘标记的白蛋白来估计血浆量；用于估计细胞外液的物质有：菊糖、SCN-、Br-、82Br-、35SO42-用2H、3H或18O稀释法或酒精稀释法测量总水体成分测量方法介绍三：

40K计数身体中含有天然同位素40K，其含量足以用低背景的闪烁计数仪检测和定量。40K的半衰期很长（1.3109年），已知其丰度为0.012%，由此可计算全身K含量。假设FFM的K含量相当稳定，检测体内K含量之后即可计算FFM量。体成分测量方法介绍四：

代谢平衡可以测量身体中许多元素的细微变化。缺点：只测量体成分的改变，需要受试者密切配合，代谢病房费用高，未测定皮肤丢失量，会造成一定误差。体成分测量方法介绍五：

尿肌酐尿肌酐可以反映肌肉组织的量FFM与尿肌酐的相关性很好根据动物和人体实验数据，去脂骨骼肌平均占总去脂体重的49%当给予素食时，肌肉质量（MM）与排泄的尿肌酐（Cr）的关系是：MM（kg）=11.8Cr（g/d）+10.1体成分测量方法介绍：

其他方法体格测量：BMI、皮皱厚度、腰围计算机控制的X线断层（CAT）扫描生物电阻抗（BIA）：只有水和非脂肪组织可以导电，令很弱的高频交流电（500uA，50kHz）通过身体。全身电传导（TOBEC）核磁共振成像双能X线吸收：测量骨骼中矿物质含量、总体和局部体脂及瘦体质。身体成分测定：皮脂厚度法测量皮褶厚度估算皮下脂肪厚度，再计算身体密度、体脂%和瘦体重测量点：右肩胛骨下角的下方；右上臂肩峰点至桡骨头连线的中点肱三头肌肌腹处，两者相加为X（单位：mm），带入回归方程计算身体密度（D）年龄男性女性9~11岁D=1.0879-0.00151XD=1.0794-0.00142X12~14岁D=1.0868-0.00133XD=1.0888-0.00153X15~18岁D=1.0977-0.00146XD=1.0931-0.00160X成人D=1.0913-0.00116XD=1.0897-0.00133X能量平衡贮存能量的改变=能量摄入-能量输出人体调控能量的机制在于改变自身机体组成微小的能量收支失衡会随时间产生累加能量摄入食物和饮料是能量摄入的唯一来源。获得食物能量含量的方法：查食物组成表或使用计算机软件例如：1个苹果所含糖可提供523kJ能量，1块普通大小的糖所含脂肪与糖共提供1045kJ能量，额外摄取14630kJ就会贮存约435.6g的脂肪。能量输出能量消耗的三个部分：基础代谢（维持基本生命活动）有意识活动（如运动、工作等）食物的热效应（食物特殊动力作用）估计能量消耗总量的方法与步骤用基础代谢速度因子估计基础代谢消耗，男子为4.18kJ/kg.h，女子为3.76kJ/kg.h身体运动的能量消耗可将基础代谢乘以一个百分比来计算。活动类型男子（%）女子（%）久坐型25-4025-35轻微活动50-7040-60中度活动65-8050-70重体力活动90-12080-100过度活动130-145110-130将上两部分相加即为能量消耗总量确定健康体重的简单方法：测量身高与体重查表男子靠上限女子靠下限不包括衣服和鞋身高/m体重/kg平均值范围1.474741-531.54942-561.525044-581.555245-601.575447-621.605648-631.625850-661.656051-681.676153-701.706354-721.726556-741.756758-761.776960-781.807161-811.837363-831.867565-851.887767-881.907968-901.938170-921.968372-951.988674-97体重与体胖专家判定体重与体胖的三重标准体重指数（BMI，bodymassindex）BMI=体重（kg）/[身高（m）]2BMI通常与身体肥胖状况和患病危险相关腰围：表明内脏脂肪和身体中总脂肪的相对比例病历：高血压、II型糖尿病、高血脂、吸烟等BMI肥胖分类患病危险小于18.5过轻BMI越低，越易患病18.5-24.9正常危险性很小25.0-29.9过重危险性增加/高危险性A30.0-34.9一型肥胖高危险性/非常危险B35.0-39.9二型肥胖非常危险大于40.0三型肥胖极度危险BMI值及患病危险性A，针对II型糖尿病、高血压、心脏与血管疾病B，前者针对腰围小于102cm的男性或88cm的女性；后者针对腰围大于二值者BMI的缺点对判断肥胖很有价值，但对判断不肥胖的人的脂肪状况用处不大。不能判断脂肪量和脂肪所在的位置。BMI值不能应用于：运动员孕妇及哺乳期妇女65岁以上的老人界定理想体重标准正常机体组成的男、女性平均体脂占体重15%、20%。理想体重=实际体重-[（实测体脂%-标准体脂%）*实际体重]曼森等（1995年）提出：女性：身高152.4cm，理想体重应为45.4Kg，身高每增加2.5cm，体重应增加2.3Kg男性：身高152.4cm，理想体重应为48.1Kg，身高每增加2.5cm，体重应增