運動生理學(xué)-13-14有氧工作能力課件

某百米運動員比賽時的氧耗情況如下：請計算MET和熱量消耗。賽前安靜攝氧量：300ml/min10s跑步攝氧量：270ml/min

恢復(fù)時間15分鐘

攝氧量：450ml/min某女性身高160cm，體重長期穩(wěn)定在75kg，經(jīng)營養(yǎng)監(jiān)控計算其每日熱量攝入為2500Kcal?，F(xiàn)該女性希望通過每天慢跑來達到一周減重1kg的目標(biāo)，請問其每天應(yīng)該慢跑多長時間？（提示：減重1kg需要消耗7000Kcal熱量；慢跑通常為5MET強度的有氧運動）

第三節(jié)：有氧工作能力的評價

一、最大攝氧量▲二、乳酸閾▲Exerciseismedicine

TheroleofAMPK/mTOR/S6K1signalingaxisinmediatingthephysiologicalprocessofexercise-inducedinsulinsensitizationinskeletalmuscleofC57BL/6mice.

XiaoleiLiu,HairuiYuan,etal.BBA(2012)1716–1726.Themiceinitiallyranattheintensityof50%VO2maxfor20min/dayduringthefirstweek;thereafter,therunningintensityandtimewereincreasedto

75%VO2max(12m/min)for60min/day.……Insummary,exercisetraininginhibitsSREBP-1ccleavagethroughAMPK/mTOR/S6K1signaling,resultingindecreasedintramyocellularlipidaccumulation.OurresultsprovidenewinsightsintothemechanismbywhichAMPK/mTOR/S6K1signalingaxismediatesthephysiologicalprocessofexercise-inducedinsulinsensitization.

一、最大攝氧量（maximaloxygenconsumption）（一）.概念指人體在進行有大量肌肉群參加的長時間劇烈運動中，當(dāng)心肺功能和肌肉利用氧的能力達到本人極限水平時，單位時間內(nèi)所能攝取的氧量稱為最大攝氧量(VO2max)。它是評定人體有氧工作能力(耐力素質(zhì))的有效指標(biāo)。（二）.最大攝氧量的測定方法

1.直接測定法通過進行逐級遞增負荷運動試驗,使用氣體分析儀測定VO2max要求：1）.必須讓受試者在實驗中真正發(fā)揮出個人的最大攝氧能力，即，使運動達到力竭。2）運動形式必須為:有大量肌肉群參與的形式3）選擇適宜的起始負荷和掌握合理的加負荷方式4）受試者需要有良好的運動耐受性；測試之前需充分的準(zhǔn)備活動缺陷:

必須有昂貴的儀器；受試者需要一定的運動基礎(chǔ)；老年人、少年或體弱者不適宜；過度通氣過度通氣綜合征是急性焦慮引起的生理、心理反應(yīng)，表現(xiàn)為心跳加速、心悸、出汗；呼吸加快，導(dǎo)致二氧化碳不斷被排出而濃度過低，引起次發(fā)性的呼吸性堿中毒等癥狀。不能夠合理調(diào)整呼吸呼吸淺而快導(dǎo)致呼吸效率（通氣量/攝氧量）不高運動負荷方案強度高于受試者耐受力起始負荷過高、增加幅度過快——導(dǎo)致氧虧過高心率加快以代償運動對氧氣的需要量最大攝氧量實驗分析實驗報告實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒瀮x器實驗結(jié)果：用excel做圖：時間為橫坐標(biāo)分別以心率、攝氧量為縱坐標(biāo)作折線圖結(jié)果分析要求A4紙打印實驗結(jié)果部分；其余部分手寫于本A4紙的反面2.間接測量法

原理：亞極量定量負荷時通過測得的心肺機能指標(biāo)間接推測最大攝氧量。優(yōu)點：1）運動時間和運動強度相對較小,風(fēng)險較低,2）不許要昂貴儀器,較適用于一般常人和運動水平較低者使用。3）適用于大眾健身間接法測VO2max方案：1）.Astrand列線圖法

2）.12分跑推算最大攝氧量

Astrand列線圖法測最大攝氧量方法：受試者以90次/min的節(jié)拍（4節(jié)拍上下臺階一次）上下臺階5min臺階高度:男子40cm,女子33cm

測量受試者體重和運動后即刻心率使用Astrand列線圖推算

12’跑VO2max12’跑VO2max12’跑VO2max1000m11.0ml 2000m33.3ml 3000m 56.5ml1100m13.1ml2100m35.4ml3100m 58.6ml1200m15.3ml2200m37.6ml 3200m 60.8ml1300m18.4ml 2300m40.6ml3300m 62.9ml1400m20.5ml2400m43.8ml 3400m 65.0ml1500m22.6ml 2500m45.9ml3500m 67.1ml1600m24.8ml 2600m48.0ml 3600m 69.3ml1700m26.9ml 2700m50.1ml 3700m 71.4ml1800m28.0ml 2800m52.3ml 3800m 73.5ml1900m32.1ml 2900m54.4ml 3900m 75.6ml12分鐘跑與最大攝氧量的換算（相關(guān)度r=0.87)引自：譚思潔等.運動處方理論與應(yīng)用.人民體育出版社.2007（三）VO2max影響因素①②③④1.中樞機制心血管機能氧脈搏（VO2/HR=SV×A-VO2）紅細胞、血紅蛋白含量外周機制:肌組織利用氧的能力肌肉體積骨骼肌組織毛細血管分布；肌細胞線粒體數(shù)目、活性肌組織氧化代謝相關(guān)酶活性……遺傳遺傳度93.4%訓(xùn)練的影響訓(xùn)練可提高5-25%中樞與外周機制均起作用心肺功能增強血紅蛋白增加酶活性增加毛細血管網(wǎng)發(fā)達如：運動員心臟；肺活量增加；基礎(chǔ)心率降低等年齡、性別男子高于女子15%-20%（CO大）峰值男子18-20歲，保持到30歲女子13-17歲，保持到25歲以后每年約降2%，老年后約降1%（四）最大攝氧量在運動實踐中的應(yīng)用意義作為評定心肺功能和有氧工作能力的客觀指標(biāo)。

最大攝氧量與運動成績的關(guān)系

項目與最大攝氧量的相關(guān)系數(shù)

100米跑-0.05400米跑0.051500米跑0.483000米跑0.755000米跑0.7910000米跑0.82800米游泳0.752、作為選材的生理指標(biāo)VO2max有非常高的遺傳度，故可作為選材的生理指標(biāo)之一。人的有氧耐力與人的呼吸機能、循環(huán)機能、肌肉組織的有氧代謝能力有關(guān)，眾多的研究已經(jīng)證實，與這些生理機能有密切關(guān)系的最敏感指標(biāo)就是VO2max3、作為制定運動強度依據(jù)

將VO2max強度作為100%VO2max強度，根據(jù)訓(xùn)練計劃制定不同百分比強度，使運動負荷更客觀、實用，為運動訓(xùn)練服務(wù)。

TheroleofAMPK/mTOR/S6K1signalingaxisinmediatingthephysiologicalprocessofexercise-inducedinsulinsensitizationinskeletalmuscleofC57BL/6mice.

XiaoleiLiu,HairuiYuan,YanmeiNiu,WenyanNiu,LiFu.BBA(2012)1716–1726.Themiceinitiallyranattheintensityof50%VO2maxfor20min/dayduringthefirstweek;thereafter,therunningintensityandtimewereincreasedto

75%VO2max(12m/min)for60min/day.……Insummary,exercisetraininginhibitsSREBP-1ccleavagethroughAMPK/mTOR/S6K1signaling,resultingindecreasedintramyocellularlipidaccumulation.OurresultsprovidenewinsightsintothemechanismbywhichAMPK/mTOR/S6K1signalingaxismediatesthephysiologicalprocessofexercise-inducedinsulinsensitization.

Safetyandefficacyof

aerobictraining

inoperablebreastcancerpatientsreceivingneoadjuvantchemotherapy:AphaseIIrandomizedtrial.HornsbyWE,

DouglasPS,

etal.ActaOncol.

2013Aug19.[Epubaheadofprint]Methods.TwentypatientswithstageIIB-IIICoperablebreastcancerwererandomlyassignedtoreceivedoxorubicinpluscyclophosphamide(AC)orACincombinationwith

aerobictraining

(AC+AET)(n=10/group)for12weeks.TheAC+AETgroupperformedthreesupervisedaerobiccycleergometrysessionsperweekat60%-100%ofVO2peak.……Conclusion.Moderate-to-highintensity

aerobictraining

whenconductedwithone-on-onesupervisionisasafeadjuncttherapyassociatedwithimprovementsincardiopulmonaryfunctionandselectPROsduringneoadjuvantchemotherapy.乳酸閾是有氧能力另一重要評價指標(biāo)。VO2max與有氧能力密切相關(guān)，但半個多世紀(jì)前人類已達到82ml/kg/min，目前成績迅猛，VO2max增長已達極限二、乳酸閾（Lactatethreshold,LT）（一）概述

概念

在遞增負荷運動中，血乳酸濃度隨運動負荷的遞增而增加，當(dāng)運動強度達到某一負荷時，血乳酸出現(xiàn)急劇增加的那一點（乳酸拐點）稱為乳酸閾。

乳酸閾強度：出現(xiàn)乳酸拐點所對應(yīng)的運動強度即乳酸閾強度。它反映了機體供能方式由有氧代謝為主向無氧代謝轉(zhuǎn)換的臨界點。乳酸閾時的攝氧量占最大攝氧量的百分比（%VO2max）越高乳酸閾強度越高。目前國內(nèi)外較為廣泛地應(yīng)用4mmol/L作為乳酸無氧閾值，更多的資料表明：乳酸閾存在較大的個體差異個體乳酸閾（1.4-7.5mmol/L)能更準(zhǔn)確的評價人體有氧運動能力（二）乳酸閾生理機制隨運動強度增加，運動需氧量大于機體攝氧量，部分肌糖原無氧酵解供能，產(chǎn)生乳酸；乳酸在骨骼肌產(chǎn)生的同時，肝臟進行著乳酸的清除，但是當(dāng)肌產(chǎn)生乳酸的速度遠遠大于肝臟清除速度時，乳酸濃度劇增，導(dǎo)致乳酸閾。（三）乳酸閾的影響因素訓(xùn)練水平不同于最大攝氧量，乳酸閾后天可塑性非常大訓(xùn)練種類（有氧/無氧）不同運動項目對骨骼肌具有肌纖維類型的選擇性肥大/酶活性的選擇性增強兩方面肌纖維類型慢肌纖維含量高乳酸閾值亦高性別、年齡乳酸閾強度男性>女性；青年期高峰環(huán)境高原條件低于平原；高溫條件下降低（四）乳酸閾測定方法

Kindermann血乳酸動力變化曲線標(biāo)定個體乳酸閾1.血乳酸濃度的測定：

常規(guī)生化法，酶學(xué)法，干試劑法末梢取血5-20ul

運動中取血或在恢復(fù)期1—15分鐘內(nèi)間隔取血

2.遞增負荷運動試驗：逐級遞增負荷，每級負荷持續(xù)3分鐘，負荷選擇（據(jù)受試者運動情況而定）：如：起始：男3.0m/s(50W)，女2.5m/s

坡度1.5，每級遞增0.5m/s5-7級負荷3.血樣采集與乳酸測試：采集安靜時、每一負荷后即刻及恢復(fù)期間隔2-3分鐘末梢血，每次采血必須在15秒內(nèi)完成4.乳酸動力曲線的描記Kindermann血乳酸動力變化曲線恢復(fù)期LT=3.2A:運動后即刻BL值B:由A作平行于橫軸的直線交曲線于B點由B作曲線始段的切線于C點三、通氣閾（ventilatorythreshold,VT）

定義：遞增負荷運動中通氣指標(biāo)出現(xiàn)急劇增加的臨界點。肺通氣量、二氧化碳排出量拐點與乳酸閾具有同時性它是判定無氧閾的一種非損傷方法通氣閾生理機制：缺氧，乳酸增加以致氫離子增加致使二氧化碳增加刺激主、頸動脈體化學(xué)感受器及呼吸中樞，產(chǎn)生過渡通氣故通氣量及二氧化碳排出量增加HCO3-+H+H2CO3

乳酸閾、通氣閾的應(yīng)用1）評定有氧工作能力：主要反映骨骼肌的代謝能力，受遺傳的影響較小，后天可訓(xùn)練因素較大。2）制定有氧耐力訓(xùn)練的有效依據(jù)3）制定康復(fù)健身運動處方低于閾強度的訓(xùn)練第四節(jié)、提高有氧工作能力的訓(xùn)練方法乳酸閾強度訓(xùn)練法★持續(xù)訓(xùn)練法間歇訓(xùn)練法高原訓(xùn)練法1.閾強度訓(xùn)練法

利用個人AT強度訓(xùn)練可防止肌肉組織中出現(xiàn)代謝性酸中毒，AT強度的訓(xùn)練也稱為最大乳酸穩(wěn)態(tài)訓(xùn)練血乳酸濃度可維持30分鐘而不大增，（優(yōu)秀運動員可達50分鐘）被廣泛的用于發(fā)展耐力，又被稱為“最激烈的耐力訓(xùn)練”適應(yīng)于有一定訓(xùn)練基礎(chǔ)的運動員乳酸閾強度訓(xùn)練法

如果LT為3.5mmol/L,強度值為4.5m/sLT強度訓(xùn)練=距離/4.5

例：5000m/4.5=1111s=18’31”1000m/4.5=222s=3’42”實驗室測定負荷控制準(zhǔn)確，但所得強度值與運動實際會有一定誤差，應(yīng)到場地進行驗證和修訂用3’42”跑1000m，測定血乳酸

如預(yù)先知道某運動員的乳酸閾大致范圍，可使用兩點法確定訓(xùn)練強度，如某運動員LT時的乳酸值為3.5mmol/L，強度值為4.5m/s；可繞此點進行兩次測試則新AT強度訓(xùn)練設(shè)計：

兩點法（內(nèi)插法）調(diào)整閾強度兩次測試的乳酸差值(原乳酸閾-低強度測試的乳酸值)(兩次測試的速度差值)+低強度測試的速度值某運動員實驗室測得其乳酸閾值為4.0mmol/L，閾強度值為5.0m/s，經(jīng)過2周的訓(xùn)練后，應(yīng)該怎樣通過場地測試進行閾強度的修正？并舉例介紹新閾強度訓(xùn)練的方法。

提示：

1）乳酸無氧閾是根據(jù)血乳酸濃度變化與運動強度變化的關(guān)系獲得的，它對運動訓(xùn)練強度的監(jiān)控有重要的應(yīng)用價值;2）乳酸濃度曲線上不止是4mmol/L對運動能力有實際意義，其他任何一點都可以用來評定運動能力，我們可以選擇任何特定的濃度點設(shè)計訓(xùn)練強度、監(jiān)控訓(xùn)練、評定能力

2持續(xù)訓(xùn)練法發(fā)展有氧耐力總的運動量遠比運動強度重要。所以，低強度、長時間的訓(xùn)練對耐力運動員必不可少變速持續(xù)訓(xùn)練勻速持續(xù)訓(xùn)練3.間歇訓(xùn)練法在兩次練習(xí)之間有一定的間歇時間，但不等機體完全恢復(fù)就開始下一次訓(xùn)練。比持續(xù)訓(xùn)練法強度大，并且又可以保證完成較大的運動量。因此對提高有氧運動能力比持續(xù)訓(xùn)練法更有效4高原訓(xùn)練法（低氧訓(xùn)練）在高原缺氧和運動缺氧的雙重刺激下，調(diào)動機體對氧的攝取和利用的最大潛力。高住高訓(xùn)（livinghigh-traininghigh,HiHi）;高住低訓(xùn)(livinghigh-traininglow,HiLo);低住高練(livinglow-exercisehigh,LoHi);高住高練低訓(xùn)(livinghigh-exercisehigh-traininglow,HiHiLo);間歇性低氧訓(xùn)練(intermittenthypoxictraining,IHT)1.高住低訓(xùn)(Livinghigh--traininglow,Hilo):

是近年來被提出的一種新型而有效的耐力訓(xùn)練方法。它是指運動員居住在高原上(海拔2500m左右)或低氧艙內(nèi)，而在較低處(海拔1300m以下)訓(xùn)練。這種訓(xùn)練方法是由美國學(xué)者Levine于1991年首先提出的，并認為Hilo能改善訓(xùn)練有素運動員的運動能力。2.

低住高訓(xùn)