第十一章身體素質的生理學基礎.ppt

第十三章身體素質的生理學基礎,第一節(jié)力量素質,第二節(jié)速度素質,第五節(jié)柔韌素質,第三節(jié)耐力素質,第四節(jié)靈敏素質,身體素質：,概念：人體在肌肉活動中所表現出來的力量、速度、耐力、協(xié)調、柔韌、靈敏及平衡等機能能力。,力量素質,你能想出與力量無關的生理運動嗎？,力量素質具有普遍性。力量素質具有交叉性、滲透性力量素質與速度素質力量素質與耐力素質力量素質與靈敏素質,因此，力量素質的訓練是所有素質訓練的重中之重。,你認為誰會更具有power？,一、決定肌肉力量的生理學基礎,（一）肌肉的橫斷面積（體積）力量與肌肉橫斷面積成正比。實驗：力量訓練100天，上臂肌橫面積23%，肌力92%。,運動訓練引起肌肉橫斷面積增加的原因：,a.肌纖維增粗：主要因素運動訓練激素和神經調節(jié)蛋白質的合成（主要是肌凝蛋白）,b.運動訓練肌肉結締組織增厚、毛細血管增生、內含物（肌紅蛋白、ATP、CP、肌糖原）,（二）神經調節(jié)機能,訓練水平低和訓練水平高的肌肉極度用力時肌纖維的參與度有何不同？,水平低者：60%肌纖維參與活動水平高者：90%肌纖維參與活動,相關運動中樞之間的協(xié)調,協(xié)調各肌群活動改善主動肌、協(xié)同肌、對抗肌間的協(xié)調關系，特別是對抗肌放松能力，可顯著地增加肌肉收縮的力量。提高中樞興奮程度動員盡可能多的肌纖維參加工作,決定力量素質的大小歸根結底取決于參與的肌纖維的多少！,二、力量訓練原則,(一)超負荷原則要求：在練習時所采用的符合要超過本人已經適應的負荷。,機制：由于肌肉內各肌纖維的興奮性不同，當負荷較小時，中樞只能調動興奮性高的肌纖維參加收縮，隨著負荷的加大，參與收縮的肌纖維逐漸增多。肌肉表現出更大的肌張力。通常低于最大負荷80%的力量練習對提高最大肌力的作用不明顯。,最大負荷適應新最大負荷適應,(二)專門性原則,概念：指所從事的肌肉力量練習應與相應的運動項目相適應。運動技術的專門性有時顯得更為重要，如卓越的短跑運動員，往往不是優(yōu)秀的馬拉松運動員。,(三)有序性原則,概念：指力量練習過程中應考慮前后練習動作的科學性和合理性。原則：先練大肌肉、后練小肌肉機制：大肌肉在訓練時運動中樞的興奮面廣，興奮程度高，在提高自身力量的同時，由于興奮的擴散作用，練習過程對其他肌肉也有良性刺激作用。大肌肉相對不易疲勞，可延長練習時間，而小肌肉練習容易疲勞，將影響大肌肉練習動作的完成。,（四）合理訓練間隔原則,概念：是尋求兩次訓練課之間的適宜間隔時間，使下次力量訓練在上次訓練出現的超量恢復期內進行，從而使運動訓練效果得以積累。較小的力量訓練在第二天就會出現超量恢復，中等強度的力量訓練應隔天進行，而大強度力竭訓練一周進行1-2次即可。訓練水平高者出現超量恢復的時間較早，超量恢復的幅度較小，其訓練間隔應較短；同樣進行力竭訓練后，高水平者因完成的絕對負荷量大，故其超量恢復較晚出現，超量恢復的幅度較大，持續(xù)時間較長，訓練間隔時間也應稍長。,力量訓練的練習方法,動力性練習（isotonic/dynamicexercise）靜力性練習（isometric/staticexercise）等動練習（isokineticexercise）超等長練習（hyperisometricexercise）電刺激（electrostimulation）,動力性練習,挺舉,臥推,負重下蹲,除了以上，你還知道哪些是屬于動力性練習的嗎？,不同類型的動力性練習效果是否相同？負荷大而重復次數少的練習（如挺舉），可很快提高力量，但肌肉增粗不明顯負荷中等、重復次數較多的練習，可提高力量（但不如前者明顯），肌肉顯著增粗負重極輕，重復次數極多的練習（如空中自行車），對改進動作技能有好處，但對力量和肌肉體積的增加無明顯作用。,靜力性練習,概念：提、拉、推、舉力所不及的重物，雖然肌肉做強烈收縮，但不能使負荷移動的練習都屬于靜力性練習。,作用：發(fā)展靜力性力量，如十步支撐、馬步等。,等動練習,等動練習器所產生的阻力總是和用力的大小相適應。用力越大，產生的阻力越大。,超等長練習,肌肉的向心收縮（肌肉縮短）緊跟在同一肌肉的離心收縮（肌肉拉長）,有利于發(fā)展彈跳力量,電刺激法,具體做法：,將電極置于肌肉的起止端，電流量以人體不感痛苦為宜，隔天一次，開始通電10秒，間隔50秒，做10分鐘，40天為一療程。,效果：,14次后，男子增加肌力30%35%，女子增加25%。,機制：,肌纖維增粗，肌纖維的收縮力增強。,體重,體重大的人一般絕對力量較大。而體重較輕的人可能具有較大的相對力量。隨著體重的增加，絕對力量直線增加。當用相對力量表示總體力量時，隨著體重的增加，相對力量卻下降。體重大的人一般絕對力量較大。而體重較輕的人可能具有較大的相對力量。隨著體重的增加，絕對力量直線增加。當用相對力量表示總體力量時，隨著體重的增加，相對力量卻下降。肌糖原和肌紅蛋白含量和毛細血管分布密度也會影響肌肉力量。,年齡與性別,肌肉力量隨年齡的增加而發(fā)生自然增長，通常在20-30歲時達最大。青春發(fā)育期前：男肌力女肌力(不顯著)青春發(fā)育期后：男肌力女肌力（顯著）原因：雄性激素男子經常參加一些能發(fā)展力量和爆發(fā)力的體育活動,成年男子和女子的絕對與相對力量的比較,1、在下列身體素質中，哪種素質對其他素質產生普遍性影響？（）A力量素質B靈敏素質C速度素質D耐力素質2、訓練水平高的肌肉和訓練水平低的肌肉在極度勇氣時調動的肌纖維比重分別是（）和（）3、做屈肘動作時，肱二頭肌（），肱三頭肌（）4、如果在短期內要參加比賽，此時較合適的動力性力量訓練類型是（）A負荷大，重復次數少B負荷中等，重復次數較多C負荷極輕，重復次數很多5、以下哪種屬于靜力性練習（）A臥推B推舉C推力所不及的重物,A,90%,60%,收縮,舒張,A,C,負荷大時肌肉調動的肌纖維數量較少()力量訓練不分項目，無論什么項目全身肌肉都應該得到充分鍛煉（）根據有序性原則，力量訓練時應先鍛煉大肌肉，再鍛煉小肌肉（）用電刺激法時，刺激強度越大，效果越佳（）,三、影響訓練效果的因素,(一)負重練習的重量（運動強度）分類：絕對強度和相對強度。絕對強度：指機體所承受的物理負荷量(如做了多少功等)，所以又叫做物理負荷強度。優(yōu)點：簡單明了缺點：不能體現不同人之間的體能差異相對強度：根據個人最大攝氧量百分數或最大心率百分值等生理指標來反映某一負荷量對身體的刺激程度，所以叫生理負荷強度。優(yōu)點：能反映運動者的個人體能水平運動生理學中通常采用生理負荷強度衡量運動強度。,最大重復次數(RM)：,概念：指肌肉收縮所能克服某一負荷的最大次數。,應用：5RM肌肉粗大、力量、速度舉重、投擲6-10RM肌肉粗大、力量、速度100米跑、跳躍10-15RM力量、速度、耐力400和800米16-30RM力量、速度、耐力中跑30RM毛細血管、耐力長跑,(二)練習次數和組數,研究表明：初次參加運動訓練者，隔天訓練的效果比每天訓練效果好。每天訓練10次，肌肉力量提高47%隔天訓練10次，肌肉力量提高77.6%舉重等以發(fā)展肌肉最大肌力為主要目的的運動，其運動強度應足夠大，一般接近或達到肌肉的最大負荷能力，練習組數至少不低于3次，訓練頻度則可適當減少，每周1-2次即可。以發(fā)展肌肉體積線條和爆發(fā)力為主要目的的運動如健美，其運動強度應適當降低，但練習組數和頻度則相應地增多；以發(fā)展肌肉耐力和提高內臟機能水平為主要目的的運動，其運動強度更低，練習次數相應較多，練習頻度亦可有所增加。,運動量,運動量包括運動強度和運動時間兩個因素，是二者的乘積。三者之間的關系是：運動量=平均運動強度*運動時間在一段時間如一周或一個月訓練的運動總量除了運動強度和運動時間外，還要考慮這段時間的訓練頻度，即：運動總量=(平均運動強度*運動時間)*訓練頻度,（三）間隔時間,組間休息時間一般36min力量練習的間隔時間取決于力量訓練的目的、運動員的力量水平和機體生理反應、練習動作特點等因素。,（四）動作的速度,動作的速度影響力量練習的效果。,（五）肌肉收縮形式,等長收縮向心收縮離心收縮,第二節(jié)速度素質,概念：指人體進行快速運動的能力或在最短時間完成某種運動的能力。分類（按其在運動中的表現）：（一）反應速度（二）動作速度（三）周期性運動的位移速度,一、速度素質的生理基礎,(一)反應速度概念：指人體對各種刺激發(fā)生反應的快慢。生理基礎：1.反應時反應速度概念：從感受器接受刺激產生興奮并沿反射弧傳遞開始，到引起效應器發(fā)生反應所需要的時間。,影響因素：感受器的敏感程度中樞延擱效應器(肌組織)的興奮性其中，中樞延擱又是最重要的，反射活動越復雜，歷經的突觸越多，反應時越長。,2.中樞神經系統(tǒng)的機能狀態(tài)良好反應速度,良好的興奮狀態(tài)及其靈活性，能夠加速機體對刺激的反應，使效應器由相對安靜狀態(tài)或抑制狀態(tài)迅速轉入活動狀態(tài)。運動員處于良好的賽前狀態(tài)時，反應時縮短。反之，如果運動員大腦皮層的興奮性降低或靈活性低，反應時將明顯延長。3.運動條件反射的鞏固程度反應速度隨著運動技能的日益熟練，反應速度加快。研究發(fā)現，通過訓練，反應速度可以縮短11%-25%。,(二)動作速度,概念：指完成單個動作時間的長短生理基礎：1.肌纖維類型快肌纖維%高動作速度2.肌肉力量大動作速度3.肌肉組織機能狀態(tài)興奮性高動作速度4.運動條件反射的鞏固程度高動作速度此外，動作速度還與神經系統(tǒng)對主動肌、協(xié)調肌和對抗肌的調節(jié)能力有關，并與肌肉的無氧代謝能力有密切關系。,(三)位移速度,概念：指周期性運動(如跑步和游泳等)中人體在單位時間內通過的距離。生理基礎：以跑為例,二、速度素質的訓練,(一)提高動作速率的訓練改善和提高神經過程的靈活性：變換各種信號讓練習者迅速作出反應的練習各種高頻率動作的練習，如牽引跑、在轉動跑臺上跑和順風跑等(二)發(fā)展磷酸原系統(tǒng)供能的能力速度性練習是強度大、時間短的無氧訓練，主要依靠ATP-CP系統(tǒng)提供能量，因此，在發(fā)展速度訓練中，應著重發(fā)展磷酸原系統(tǒng)供能的能力。一般常用的方法是重復訓練法，如短跑運動員常采用10秒以內的短距離反復疾跑來發(fā)展磷酸原系統(tǒng)供能能力。,(三)提高肌肉的放松能力,肌肉放松能力的提高不僅可以減少快速收縮時肌肉的阻力，而且有利于ATP的再合成，使肌肉收縮速度和力量增加。實驗研究結果：,(四)發(fā)展腿部力量及關節(jié)的柔韌性,對短跑運動員來說，腿部力量對增加步長是十分重要的，除負重訓練外，可進行一些超等長練習(如連續(xù)單腿跳、蛙跳等練習)來發(fā)展腿部力量。另外，改善關節(jié)柔韌性的練習也有利于速度素質的提高。,第三節(jié)有氧耐力,概念：耐力是指人體長時間進行肌肉工作的運動能力，也稱為抗疲勞能力。分類：按參加運動時能量供應的特點劃分：有氧耐力和無氧耐力,有氧耐力：機體依靠糖、脂肪和蛋白質氧化分解供能進行長時間運動的能力。關鍵因素：充分的氧供應及糖和脂肪的有氧氧化能力。,ATP,CP,ADP,能量,生物合成分泌神經傳導,肌肉收縮,熱能,外功,50%,能量,能量的轉移,糖脂肪蛋白質,生理學基礎：,氧運輸系統(tǒng)肌肉組織利用氧的能力耐高溫能力,1.氧運輸系統(tǒng),呼吸系統(tǒng)：肺通氣、肺換氣血液系統(tǒng)：血量、血紅蛋白含量循環(huán)系統(tǒng)：心輸出量,無效腔和肺泡通氣量生理無效腔=解剖無效腔+肺泡無效腔肺泡通氣量=（潮氣量-無效腔)呼吸頻率平靜呼吸：肺泡通氣量=（500150）12=4.2(L/min)深慢呼吸：肺泡通氣量=（1000150）6=5.1(L/min)淺快呼吸：肺泡通氣量=（250150）24=2.4(L/min),肺換氣,深吸氣導致呼吸膜變薄肺毛細血管大量開放肺泡與靜脈間氧分壓差增大促進彌散過程,血液由血細胞和血漿兩部分組成,中性粒細胞,紅細胞,血小板,淋巴細胞,全血,離心后,血漿,白細胞和血小板,紅細胞,血細胞,血紅蛋白是紅細胞內的主要成分，其縮寫為Hb，是一種結合蛋白質。每一血紅蛋白分子由一分子的珠蛋白和四分子亞鐵血紅素組成，珠蛋白約占96%，血紅素占4%，紅細胞攜帶02(氧)和CO2(二氧化碳)這一機能是靠紅細胞內的Hb來完成的。,心輸出量,搏出量,心率,1.前負荷(異長調節(jié)),2.后負荷,3.心肌收縮能力(等長調節(jié)),(一)搏出量的調節(jié),心室舒張末期容積/壓力,一定范圍內，心舒末期壓力(容積)搏出量,1.前負荷,.后負荷,動脈血壓,動脈血壓,后負荷,搏出量,.心肌收縮能力,心肌不依賴于前、后負荷而改變其力學活動的一種內在特性影響因素：腎上腺素心肌收縮能力心衰心肌收縮能力Ca2+iATP酶的活性,(二)心率的調節(jié),一定范圍內，心率心輸出量心率180min心輸出量（舒張期過短）心率40min心輸出量（心室充盈已達極限）,2.肌肉組織利用氧的能力,慢肌纖維具有豐富的毛細血管分布，肌纖維中的線粒體數量多、體積大且氧化酶活性高。運動強度和時間決定神經系統(tǒng)所要募集的運動單位的類型及其數量。,3.耐高溫能力,體溫過高對肌肉功能影響肌細胞中有氧氧化酶活性下降皮膚血流量肌肉血流量大量出汗內環(huán)境平衡被破壞機體有氧耐力,二、評價的生理學指標,（一）最大攝氧量VO2max(Maximaloxygenconsumption)：人體在心肺功能被充分動員的情況下，單位時間里攝入并被機體利用的最大的氧氣量。最大攝氧量常常用來反映運動員的有氧工作能力，以及評定訓練效果。最大攝氧量有兩種表示方法，即絕對值和相對值。絕對值表示為L/min；相對值表示為ml/kg體重/min，即單位體重分得的每分最大攝氧量。一般人最大攝氧量約2-3L/min（30-40ml/kg.min），運動員可達4-6L/min（70-80ml/kg.min）。,限制VO2max的因素：肺通氣、肺換氣的能力，血液運輸氧的能力，心輸出量，骨骼肌的用氧能力限制VO2max的中樞因素：心輸出量限制VO2max的外周因素：肌纖維類型及其有氧代謝能力。,（二）乳酸閾,乳酸閾（LT，lactatethroshold）是指人體在遞增強度的運動中，由有氧代謝供能轉向大量動用無氧代謝供能的臨界點（轉折點）。通常以4mmol/L血乳酸（血乳酸拐點）對應的運動強度（無氧閾強度，%O2max）或功率（無氧閾功率）來表示。,LT與VO2max,VO2max受遺傳影響大，LT受訓練影響大；VO2max是在極量運動時測得，而有氧代謝發(fā)生在亞極量水平及以下；LT與肌肉的用氧能力關系更密切，VO2max與呼吸-循環(huán)系統(tǒng)機能關系密切；LT反映了進行有氧代謝時，可利用的VO2max%，VO2max反映了有氧耐力的潛力；VO2max與LT受不同生理機制制約，但兩者關系密切，r=0.85-0.95；VO2max數值較大的人，有可能在更高攝氧量水平上完成亞極量負荷，而不增加BLA。,(二)發(fā)展有氧耐力的訓練,1.訓練方法訓練方法持續(xù)訓練法間斷訓練法變速訓練勻速訓練間歇訓練重復訓練(不完全休息)(完全休息),2.訓練要素,(1)運動強度超過VO2max50%強度的運動，有氧能力顯著提高。美國Cooper：發(fā)展心肺機能，心率應達150次/分；荷蘭的Karvonen提出適宜強度的公式為：安靜心率+(最高心率-安靜心率)*60%，訓練水平較高者可乘以70%，訓練水平較低者可乘以50%。近十多年來，國內外學者普遍提出，個體乳酸閾(ILAT)強度是發(fā)展有氧耐力訓練的最佳強度。(2)運動持續(xù)時間：最低限度時間為5分鐘。,第四節(jié)無氧耐力,無氧耐力：指長時間依靠無氧代謝（糖酵解）進行肌肉活動的能力。無氧耐力不是指身體缺氧時進行肌肉運動的能力。原因：機體動員何種代謝途徑為主提供能量，取決于運動強度、持續(xù)時間和機能狀態(tài)。當運動時的能量需求超過有氧代謝的代謝速率，必然動員無氧代謝以滿足能量需要，與供氧情況無關。,乳酸堆積的不利影響,抑制酶活性，如PFK、PK和脂解酶活性；H+與Ca2+競爭結合原寧蛋白結合位點，肌肉酸痛、僵硬；PH降低作用于腦組織：頭暈、惡心。,(一)無氧耐力的生理基礎1.肌纖維能力及其糖酵解能力主要取決于肌糖原的含量及其無氧酵解酶的活性。,2.緩沖乳酸的能力,堿貯備與CA活性呼吸機能腎臟的排酸保堿功能,3.腦細胞對酸的耐受力,盡管血液中的緩沖物質能中和一部分進入血液的乳酸，減弱其強度，但由于進入血液的乳酸最大，血液的pH還會向酸性方向發(fā)展，加上因氧供不足而導致代謝產物的堆積，都將會影響腦細胞的工作能力，促進疲勞的發(fā)展。因此，腦細胞對這些不利因素的耐受能力，無疑也是影響無氧耐力的重要因素。經常進行無氧耐力訓練的運動員，腦細胞對血液中代謝產物堆積的耐受力提高。如短跑和短泳運動員對靜脈血CO2含量增多的耐受力比長跑和長泳運動員增強，這也是短跑和短泳運動員對長期無氧訓練產生的適應。,(二)提高無氧耐力的訓練,1間歇訓練法發(fā)展無氧耐力最常用的訓練方法。在發(fā)展無氧耐力的間歇訓練中，要考慮練習強度、練習時間和間歇時間的組合與匹配，要以運動中能夠產生高濃度的乳酸為依據。因此，練習強度和密度較大，間歇時間較短，練習時間一般應長于30秒，以1-2分鐘為宜。2.缺氧訓練指在減少吸氣或憋氣條件下進行的練習，其目的是造成體內缺氧以提高無氧耐力。缺