运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座

第十四章运动过程中人体机能状态改变

目标：掌握运动过程中机体机能状态及生理机制掌握运动性疲劳概念、发生部位及可能机理掌握恢复阶段特点及促进恢复方法运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第1页第一节赛前状态概念：人体参加比赛或训练前一些器官系统产生一系列条件反射性改变过程称为赛前状态。一.赛前状态生理改变与调整（一）赛前状态生理改变及其机制1、生理改变神经系统（+）性↗烦躁、肌肉颤动物质代谢↗体温↗、血糖↗内脏器官活动增强Bp↗、R↗、HR↗其表现与比赛性质、规模大小、心理原因等相关。第一节赛前状态运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第2页比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越显著。运动员情绪担心、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反应增强。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第3页2、赛前状态产生机理：场地器材观众音响因为这些生理改变是在比赛或训练自然环境下形成，所以其生理机理属自然条件反射。比赛或运动时肌肉活动生理改变+条件反射→运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第4页（二）赛前状态调整①.准备状态型特点：中枢神经系统兴奋性适度提升，植物性神经系统和内脏器官惰性得到一定克服有利于发挥机体工作能力和运动成绩提升常见：优异运动员②.起赛热症型特点：中枢神经系统兴奋性过高，表现为过分担心，常有寝食不安、四肢无力、全身微微颤动、喉咙发堵等不良生理反应，工作能力和运动成绩下降。常见：首次参加比赛年轻选手，或参加尤其重大比赛，或运动员过分重视比赛结果。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第5页③.起赛冷淡型特点：赛前过分担心，引发超限抑制，表现为对比赛冷淡、满身无力，不能在比赛时充分发挥机体工作能力。通常是第二种类型继发反应2）赛前状态调整①.要求运动员不停提升心理素质，正确对待比赛；②.组织运动员多参加比赛，增加比赛经验；③.进行适当形式和强度准备活动，假如运动员兴奋性过低，可做些强度大练习，假如运动员兴奋性过高，准备活动强度可小些或小强度按摩，安排一些轻松和转移注意力练习和活动。相反亦然运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第6页二、准备活动概念：指在比赛、训练和体育课基本部分之前有目标地进行身体练习，为即未降临猛烈运动或比赛做好准备。1.准备活动生理作用(1).适当提升中枢神经系统兴奋性,增加内分泌腺活动，为正式练习创造条件；调整不良赛前状态(2).预先克服内脏器官生理惰性(3).提升机体代谢水平，使体温升高；体温升高1℃，代谢增加13%。人活动最正确体温是37.2℃，而肌肉温度为38℃(4).增强皮肤血流量有利于散热，预防正式比赛时体温过高。(5).降低肌肉粘滞性，预防损伤。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第7页2.准备活动作用生理机理

准备活动←神经中枢产生兴奋性提升痕迹(后作用)→正式比赛时中枢神经系统兴奋性处于最适宜水平，调整功效得到改进，内脏器官机能惰性得到克服，新陈代谢加紧，有利于机体发挥最正确机能水平。准备活动后间隔45分钟，其痕迹效应将全部消失。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第8页3.影响准备活动生理效应原因①.准备活动时间安排普通认为准备活动在皮层“痕迹”可保留45min，但也与强度、连续时间相关。准备活动强度与时间:以体温升高为主要标志（45%VO2max强度、或HR100~120次/分）

业余训练，准备活动时间为10~30min，中学教学可适当缩短。准备活动后与正式比赛间隔，普通不超出15min，普通课为2~3min，篮球约20~24min，100m跑约3~5min。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第9页

②.内容选择

与正式比赛不一样提升神经系统（+）性及器官功效与正式比赛靠近提升神经系统对活动调整，强化动力定型

儿童少年：内容简单易学，节奏分明，生动活泼，动作速度较快，重复次数少，改变适当动作，且注意加强胸、背、肩、腰、大腿后部肌群练习，培养正确姿势。女性：选择发展腹肌、盆底肌和大腿力量练习。③.准备活动安排

先普通，后专门。专门性普通性按内容选按对象选择运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第10页三种不一样情况下跑100米及400米成绩比较

运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第11页第二节进入工作状态进入工作状态：在进行运动练习时开始阶段，人体各器官系统工作能力不可能立刻到达最高水平，而有一个逐步提升过程。一、进入工作状态(一)进入工作状态产生原因1.反射时：从刺激作用于感受器起到效应器出现反应所需时间。

动作越复杂，相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越长。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第12页2.内脏器官生理惰性①.植物性神经机能惰性比躯体性神经大传导速度慢;突触联络较多。②.神经-体液调整作用

研究表明，在不做准备活动情况下跑1500米，呼吸循环系统活动需要在运动开始后2-3分钟才能到达最高水平，而骨骼肌在20-30秒内就可发挥出最大工作效率。

运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第13页(二)影响进入工作状态原因1.与工作性质、运动强度、水平、个人特点、年纪及当初功效状态相关；训练程度低→进入工作状态时间长；训练水平提升→进入工作状态时间短；工作强度越高→进入工作状态时间就越短。2.与动作复杂程度、交换频率相关；肌肉活动越复杂→进入工作状态时间越长；3.良好赛前状态和充分准备活动可缩短进入工件状态时间。另外，年纪和外界原因也能影响进入工作状态时间。儿童少年进入工作状态时间比成人短。场地条件好、气候、温度适宜均能缩短进入工作状态时间。

运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第14页(三)“极点”与“第二次呼吸”

1.“极点”及产生机理概念：在一定强度和一定待续时间运动练习开始一定时间内，运动员常感到呼吸困难、胸闷、头晕、肌肉权痛无力，甚至想停顿运动主、客观改变。这种机能状态称为“极点”。机理：内脏器官机能惰性与肌肉活动不相当。①.运动开始时供氧不足，缺氧→LA↗;②.大量乳酸积累使血液pH值朝酸性方向偏移→稳态破坏→呼吸、循环失调中枢协调性下降大脑皮质运动动力定型暂时遭到破坏。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第15页2.“第二次呼吸”及产生机理

概念：“极点”出现后，稍减运动强度或继续运动，一段时间后，极点中出现状态逐步减轻或消失，动作轻松有力，呼吸自如，心率平稳。这种机能状态称为“第二次呼吸”。是进入工作状态结束标志。机理：①.运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供给增加，乳酸得到逐步去除；②.运动速度暂时下降，使运动时每分需氧量下降，以降低乳酸产生，机体内环境得到改进，被破坏了动力定型得到恢复。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第16页3.影响“极点”与“第二次呼吸”原因1)影响原因：①.运动项目、运动强度和训练水平相关；②.准备活动、赛前状态及呼吸方式等。中长跑项目反应较显著；运动强度越大，训练水平越低，“极点”出现得越早，反应也越强烈，“第二次呼吸”出现得也愈迟。2)减轻“极点”反应主要办法：①.继续坚持运动；②.适当降低运动强度；③.调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第17页二、稳定状态

概念：在运动过程中，进入工作状态结束后，人体机能水平和工作效率在一段时间内处于一种较高，改变范围不大动态平衡或相对稳定状态。分类：真稳定工作状态、假稳定工作状态(一)真稳定工作状态(二)假稳定工作状态运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第18页(一)真稳定工作状态

概念：在进行强度较小、运动时间较长运动时，进入工作状态结束后，机体吸氧量和需氧量保持动态平衡，工作能力保持在对应水平上，这种状态称为真稳定工作状态。表现特点:①.肺通气量、心率、心输出量、血压及其它生理指标保持相对稳定;②.运动中能量供给以有氧供能为主，乳酸堆积较少，血液中酸碱平衡不致受到扰乱;③.运动连续时间较长，可达几十分钟或几小时。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第19页(二)假稳定工作状态

概念：当进行强度大、连续时间较长运动时，进入工作状态结束后，吸氧量已到达最大，但仍不能满足机体对氧需要,工作能力稳定在最大吸氧量水平上机能状态为假稳定工作状态。表现特点：①.吸氧量＜需氧量；②.乳酸产生率大于去除率使血乳酸增加，pH值下降；③.心率、血压、肺通气量和呼吸频率等生理功效基本到达极限.运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第20页附：运动负荷阈运动负荷阈：指体育课或训练课中适宜生理负荷低限到高限范围。负荷阈组成①.强度单位时间内所作功。周期性运动：跑速、HR、%Vo2max等非周期性运动：可用负荷量重、单位时间内完成同一负荷次数等表示②.运动连续时间一个练习或一堂体育课、训练课连续时间③.运动密度全课实际练习时间与全课总时间之比

运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第21页第三节运动性疲劳

一、运动性疲劳概述(一)广义疲劳疲劳：长时间工作过程中，机体生理过程不能连续在一特定水平上现象。有：体力疲劳、脑力疲劳、心理疲劳等（二）运动性疲劳及分类1.运动性疲劳疲劳：机体生理过程不能连续其机能在一特定水平上和/或不能维持预定运动强度（1982年第5届国际运动生物化学会议）。运动性疲劳：指在运动过程中，机体机能能力或工作效率下降，不能维持在特定水平上生理过程。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第22页2.运动性疲劳分类全身性疲劳局部疲劳中枢性疲劳依据疲劳发生机理与表现外周性疲劳混合性疲劳肌肉性疲劳心血管性疲劳呼吸性疲劳等快速疲劳慢速疲劳依据疲劳发生部位依据疲劳发生器官依据疲劳发生运动方式运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第23页二、运动性疲劳发生部位及其特点(一)运动性疲劳发生部位1:大脑2:向心传入抑制3:动神经元兴奋性下降4:分支点兴奋衰弱5:神经肌肉接点抑制

中枢性疲劳外周性疲劳

分类运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第24页1.中枢性疲劳（1）概念：指发生在从大脑至脊髓部位运动神经元疲劳。（2）发生机理：①功效紊乱：改变了运动神经元兴奋性。疲劳时，神经冲动频率减慢，使肌肉工作能力下降。②代谢功效失调：大脑细胞中ATP、CP水平显著降低，血糖含量降低，r-氨基丁酸含量升高，尤其是5-羟色胺和脑氨升高，可引发各种酶活性下降，ATP再合成速率下降，从而使肌肉工作能力下降，造成疲劳。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第25页2.外周性疲劳（1）概念：发生部位是从神经-肌肉接点到肌纤维内部线粒体。（2）发生机理：

①.神经-肌肉接点Ach释放量降低②.肌细胞膜血中FFA和儿茶酚胺↗、胰岛素↘、自由基↗，可对Na+-K+ATPase活性有影响，使膜通透性改变，影响其功效，③.肌质网自由基↗、ATP↘，可使终末池对Ca2+调整障碍，④.线粒体使Ca2+进入线粒体，抑制氧化磷酸化，ATP生成↘⑤.兴奋-收缩偶联Ca2+代谢紊乱→兴奋-收缩脱偶联⑥.收缩蛋白肌钙蛋白与Ca2+敏感性下降。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第26页（二）运动性疲劳特点：

1.无氧代谢运动⑴.极量运动中枢神经和神经-肌肉接头功效下降及磷酸原耗竭，是其疲劳原因；⑵.近极量运动除与极量运动相同外，还与肌肉和血液中LA堆积相关；⑶.亚极量运动主要是因为肌肉和血液中LA堆积，另外有氧系统供能受限制相关。2.有氧代谢运动⑴.极量和近极量运动主要是氧运输系统受限，使肌肉供氧不足，另外LA↗相关；⑵.亚极量运动肌肉中Gn和肝Gn消耗；⑶.中等强度运动血糖↘→脑ATP↘，保护抑制，此外散热↗，肌肉血流↘使肌肉供氧不足；运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第27页⑷.小强度运动与中等强度相同，但主要是脂肪未完全氧化产物入血液引发。3非周期性和混合性运动因为技术动作不停变化，中枢、N-M接头功效↘，（习惯、自动化程度高、节奏感强不易疲劳，而精力高度集中及运动中动作多变易疲劳）。4静力性运动主要是中枢保护，另外肌肉供血↘，憋气过多，心血管功效↘。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第28页三、运动性疲劳可能机理自从19世纪80年代莫索开始研究疲劳以来，人们对运动性疲劳产生机理提出各种假说，最具代表性有以下几个：

(一)“衰竭学说”(二)“堵塞学说”(三)“内环境稳定性失调学说”(四)“保护性抑制学说”(五)“突变理论”(六)“离子代谢紊乱”(七)“自由基学说”(八)“神经-内分泌-免疫网络理论”(九)“中医理论”运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第29页（一）“衰竭学说”观点：能源物质耗竭依据：长时间运动产生疲劳同时常伴有血糖浓度降低，而补充糖后工作能力有一定程度提升现象。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第30页(二)“堵塞学说”观点：

代谢产物在肌组织中堆积，尤其是LA

依据：疲劳时肌肉中乳酸等代谢产物增多，由于乳酸堆积而引发肌组织和血液中pH值下降，妨碍神经肌肉接点处兴奋传递，影响冲动传向肌肉，抑制果糖磷酸激酶活性，从而抑制糖酵解，使ATP合成速率减慢。另外，pH值下降还使肌浆中Ca++浓度下降，从而影响肌球蛋白和肌动蛋白相互作用，使肌肉收缩减弱。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第31页(三)“内环境稳定性失调学说”观点：pH值下降、水盐代谢紊乱和血浆渗透压改变。依据：有些人研究，当人体失水占体重5%时，肌肉工作能力下降约20%~30%。哈佛大学疲劳研究所发觉，高湿作业工人因泌汗过多，达到不能劳动严重疲劳时，给予饮水仍不能缓解，但饮用含0.04%~0.14%氯化钠水溶液可使疲劳有所缓解。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第32页(四)“保护性抑制学说”观点：大脑皮质细胞产生γ-氨基丁酸，由（+）转为（-）起保护性抑制依据：贝柯夫研究发觉，狗拉载重小车行走30~60分钟产生疲劳时，一些条件反射量显著降低，不巩固条件反射完全消失。1971年雅科甫列夫发觉，小鼠在进行长时间工作(10小时游泳)引发严重疲劳时，大脑皮质中r-氨基丁酸水平显著增加，该物质是中枢抑制递质。另外，血糖下降、缺氧、pH值下降、盐丢失和渗透压升高等，也会促使皮质神经元工作能力下降，从而促进疲劳(保护性抑制)发生和发展。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第33页(五)“突变理论”观点：运动过程中三维空间（肌肉能量消耗、肌力下降和兴奋性改变）关系改变所致。表现：从大脑到肌肉连接链出现断裂，是多原因综合表现。肌肉疲劳控制链运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第34页代表人Edwards认为：在肌肉疲劳发展过程中，存在着不一样路径逐步衰减突变过程，其主要路径包括:1.单纯能量消耗：不存在肌肉兴奋性下降，继续下去便肌肉僵直；2.在能量消耗和兴奋性衰减过程，存在一个急剧下降突变峰。3.肌肉能源物质逐步消耗：兴奋性下降，但这种改变是渐进，并未发生突变。4.单纯兴奋性丧失：并不包含肌肉能量大量消耗。疲劳衰减突变过程运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第35页（六）“自由基损伤学说”自由基：指外层电子轨道含有未配对电子原子、离子或分子。如氧自由基(O2)、烃自由基(OH+)、过氧化氢(H2O2)及单线态氧(O2)等物质。产生部位：细胞内，线粒体、内质网、细胞核、质膜和胞液中都能够产生。作用：因为自由基化学性活泼，可与机体内糖类、蛋白质、核酸及脂类等物质发生反应，因而造成细胞功效和结构损伤与破坏。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第36页四、运动性疲劳诊疗(一)神经系统与感觉器官1.反应时判断方法：疲劳时反应时延长。刺激感受器传入神经反射中枢传出神经效应器+APAP运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第37页2.皮肤空间阈：平静时刺激皮肤，两点感觉最小空间距离。判断方法：皮肤空间阈3.闪光融合频率（闪烁值）闪烁值：能引发连续光感最低闪光频率。测定方法：受试者坐位，注视频率仪光源，直到将光调至显著断续闪光融合频率为止，即临界闪光融合频率，测三次取平均值。

增加1.5~2倍为轻度疲劳；增加2倍以上为重度疲劳。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第38页4.膝跳反射阈值判断方法：疲劳时阈值升高。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第39页5.血压体位反射测定方法：受试者坐位静息5分钟后，测安静时血压，随即仰卧3分钟，然后将受试者扶成坐姿(推受试者背部，使其被动坐起)，马上测血压，每30秒测一次，共测2分钟。判断方法：若2分钟以内完全恢复，说明没有疲劳，恢复二分之一以上为轻度疲劳，完全不能恢复为重度疲劳。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第40页(二)生物电1.心电图判断方法：疲劳时S-T段下移，T波倒置。

运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第41页2.肌电图判断方法：疲劳时肌电振幅增大，频率降低，电机械延迟(EMD)延长。积分肌电图(IEMG)和均方根振幅(RMS)均增加，中心频率(FC)和平均功率频率(MPF)降低。EMD是指从肌肉兴奋产生动作电位开始到肌肉开始收缩这段时间，该指标延长表明神经肌肉功效下降。3.脑电图判断方法：疲劳时因为神经元抑制过程发展，可表现为慢波成份增加。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第42页(三)主观感觉判断测试方法：锻炼者在运动过程中依据RPE表指出自我感觉等级，以此来判断疲劳程度。假如用RPE等级数值乘以l0，对应得数就是完成这种负荷心率。

运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第43页(四)肌力1.背肌力与握力测定方法：早晚各测一次，求出其数值差。判断方法：如次日晨已恢复，可判断为正常。2.呼吸肌耐力测定方法：连续测5次肺活量，每次间歇30秒判断方法：疲劳时肺活量逐次下降（五）生理与生化指标1物质能量系统代谢指标血乳酸、血尿素、尿蛋白2氧转运指标HR、Hb等3内分泌系统血睾酮、皮质醇、血睾酮/皮质醇比值等运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第44页(六)测定运动中心率评定疲劳

1.基础心率基础心率正常情况下都相对稳定，假如大运动负荷训练后，经过一夜休息，基础心率较平时增加5~10次/分以上，则认为有疲劳累积现象，假如连续几天持续增加，则应调整运动负荷。2.运动中心率若一段时期内从事一样强度定量负荷，运动中心率增加，则表示身体机能状态不佳。3.运动后心率恢复人体进行定量负荷后心率恢复时间长，表明身体欠佳。如进行30秒20次深蹲定量负荷运动，普通心率可在运动后3分钟内完全恢复，而身体疲劳时，恢复时间显著延长。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第45页第四节恢复过程一、恢复过程普通规律恢复过程：指人体在运动过程中和运动结束后，运动中所消耗各种能源物质和生理机能逐步恢复到运动前水平改变过程。恢复规律：呈阶段性，即：运动中恢复阶段、运动后恢复到运动前水平阶段和运动后超量恢复阶段运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第46页第一阶段：运动中恢复以消耗占优势，消耗>恢复∴能源物质逐步降低，各器官系统工作能力下降。第二阶段：运动停顿后恢复

恢复过程占优势，能源物质和各器官系统功效逐步恢复到原来水平。第三阶段：超量恢复“超量恢复”：运动中消耗能源物质在运动后一段时间内不但恢复到原来水平，而且超出原有水平现象。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第47页超量恢复试验：让两名试验对象分别站在一辆自行车两侧同时蹬车，其中一人用右腿蹬车左腿休息，另一人用左腿蹬车右腿休息，当运动至力竭时，测腿股外肌肌糖原含量，结果运动后3天运动腿股外肌肌糖原含量比平静腿多1倍。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第48页超量恢复规律：超量恢复程度和出现时间与所从事运动负荷有亲密关系，在生理范围内，肌肉活动量越大，消耗过程越猛烈，超量恢复越显著。假如活动量过大，超出了生理范围，恢复过程就会延长。且不出现超量恢复。运动生理学运动过程中人体机能状态的变化专家讲座第49页二、机体能源贮备恢复(一)磷酸原恢复磷酸原恢复很快，普通在猛烈运动后被消耗磷酸原在20-30秒内合成二分之一，2-3分钟可完全恢复。（主要由糖有氧氧化供ATP，而恢复1molATP需氧3.45L）。(二)肌糖原贮备恢复与运动强度、连续时间和膳食相关高糖膳食46h完全恢复，且前10h最快高脂、高蛋白膳食5天内Gn仍未恢大强度、短时间间竭运动Gn耗尽不论何种膳食均需24h才能完全恢复，前5h最快，则只少休息1天长时间运动使Gn