運動生理學(xué)-運動中生理機(jī)能的變化-課件

第十四章運動過程中人體機(jī)能變化規(guī)律

第一節(jié)賽前狀態(tài)與準(zhǔn)備活動

第二節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)與穩(wěn)定工作狀態(tài)

第三節(jié)運動性疲勞

第四節(jié)恢復(fù)過程

1在運動過程中，人體將發(fā)生一系列的規(guī)律性機(jī)能變化，研究和掌握機(jī)能變化的各個階段的規(guī)律和特點，對于提高運動成績和防止運動損傷具有重要意義。運動過程中的六種狀態(tài)（依楊錫讓，1962年）

賽前狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)穩(wěn)定工作狀態(tài)疲勞狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)準(zhǔn)備活動2PPT課件

一、賽前狀態(tài)概念：人體參加比賽或訓(xùn)練前，身體的某些器官和系統(tǒng)會產(chǎn)生的一系列條件反射性變化，這種特有的機(jī)能變化和生理過程稱為賽前狀態(tài)。

(一)賽前狀態(tài)的特征及其產(chǎn)生機(jī)理表現(xiàn)：神經(jīng)系統(tǒng)興奮性提高、物質(zhì)代謝加強(qiáng)、體溫升高及內(nèi)臟器官活動增強(qiáng)。如：心率和呼吸頻率↑、動脈血壓↑、汗腺分泌↑

第一節(jié)賽前狀態(tài)與準(zhǔn)備活動

3PPT課件賽前反應(yīng)的大?。号c比賽性質(zhì)、運動員的比賽經(jīng)驗和心理狀態(tài)有關(guān)。比賽規(guī)模越大，離比賽時間越近，賽前反應(yīng)越明顯。運動員情緒緊張、訓(xùn)練水平低、比賽經(jīng)驗不足也會使賽前反應(yīng)增強(qiáng)。賽前動脈血壓賽前脈搏

4PPT課件賽前狀態(tài)產(chǎn)生的機(jī)理：場地器材觀眾+

→

條件反射音響由于這些生理變化是在比賽或訓(xùn)練的自然環(huán)境下形成的，所以其生理機(jī)理屬自然條件反射。

比賽或運動時肌肉活動的生理變化5PPT課件(二)賽前狀態(tài)對運動能力的影響及調(diào)整

1.準(zhǔn)備狀態(tài)型2.起賽熱癥型3.起賽冷淡型6PPT課件1.準(zhǔn)備狀態(tài)型特點：中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性適度提高，植物性神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)臟器官的惰性得到一定的克服有利于發(fā)揮機(jī)體工作能力和運動成績的提高

常見：優(yōu)秀運動員

2.起賽熱癥型特點：中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性過高，表現(xiàn)為過度緊張，常有寢食不安、四肢無力、全身微微顫抖、喉嚨發(fā)堵等不良生理反應(yīng)，工作能力和運動成績下降。常見：初次參加比賽的年輕選手，或參加特別重大的比賽，或運動員過分重視比賽結(jié)果。7PPT課件3.起賽冷淡型特點：賽前興奮性過低，引起超限抑制，表現(xiàn)為對比賽淡漠、渾身無力，不能在比賽時充分發(fā)揮機(jī)體工作能力。

通常是第二種類型的繼發(fā)反應(yīng)8PPT課件調(diào)整措施：(1)要求運動員不斷提高心理素質(zhì)，正確對待比賽；(2)組織運動員多參加比賽，增加比賽經(jīng)驗；(3)進(jìn)行適當(dāng)形式和強(qiáng)度的準(zhǔn)備活動，如果運動員興奮性過低，可做些強(qiáng)度大的練習(xí)，如果運動員興奮性過高，準(zhǔn)備活動的強(qiáng)度可小些，安排一些輕松的和轉(zhuǎn)移注意力的練習(xí)和活動。9PPT課件二、準(zhǔn)備活動

概念：指在比賽、訓(xùn)練和體育課的基本部分之前進(jìn)行的身體練習(xí)，為即將來臨的劇烈運動或比賽做好準(zhǔn)備。

(一)準(zhǔn)備活動的生理作用和產(chǎn)生機(jī)理1.準(zhǔn)備活動的生理作用(1)調(diào)整賽前狀態(tài)(2)克服內(nèi)臟器官生理惰性(3)提高機(jī)體的代謝水平，使體溫升高(4)增強(qiáng)皮膚的血流量有利于散熱，防止正式比賽時體溫過高。10PPT課件(1)調(diào)整賽前狀態(tài)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性↑(2)克服內(nèi)臟器官生理惰性心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的機(jī)能水平↑肺通氣量及心輸出量↑心肌和骨骼肌的毛細(xì)血管網(wǎng)擴(kuò)張工作肌能獲得更多的氧。從而克服內(nèi)臟器官生理惰性，縮短進(jìn)入工作狀態(tài)時程。11PPT課件

(3)提高機(jī)體的代謝水平，使體溫升高a.可降低肌肉粘滯性，提高肌肉收縮和舒張速度，增加肌肉力量；b.

血紅蛋白和肌紅蛋白可釋放更多的氧，增加肌肉的氧供應(yīng)；c.

增加體內(nèi)酶的活性，物質(zhì)代謝水平提高，保證在運動中有較充足的能量供應(yīng)；d.

提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉組織的興奮性；e.

肌肉的伸展性、柔韌性和彈性增加，從而預(yù)防運動損傷。

(4)增強(qiáng)皮膚的血流量有利于散熱，防止正式比賽時體溫過高。

12PPT課件2.準(zhǔn)備活動作用的生理機(jī)理

準(zhǔn)備活動后間隔45分鐘，其痕跡效應(yīng)將全部消失。B.條件反射的作用：在每次訓(xùn)練或比賽前做準(zhǔn)備活動，也會形成條件反射。所以，準(zhǔn)備活動所產(chǎn)生的生理效應(yīng)也有條件反射的作用。A.←神經(jīng)中樞產(chǎn)生興奮性提高的痕跡(后作用)→使正式比賽時中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性處于最適宜水平，調(diào)節(jié)功能得到改善，內(nèi)臟器官的機(jī)能惰性得到克服，新陳代謝加快，有利于機(jī)體發(fā)揮最佳機(jī)能水平。13PPT課件(二)做準(zhǔn)備活動的生理負(fù)荷強(qiáng)度：45%VO2max強(qiáng)度、心率達(dá)100-120次/分時間：10-30分鐘此外，還應(yīng)根據(jù)項目特點、個人習(xí)慣、訓(xùn)練水平和季節(jié)氣候等因素適當(dāng)加以調(diào)整，通常以微微出汗及自我感覺已活動開為宜。間隔時間：一般不超過15分鐘。在一般性教學(xué)課中2-3分鐘。14PPT課件

一、進(jìn)入工作狀態(tài)概念：在進(jìn)行體育運動時，人的機(jī)能能力逐漸提高的生理過程和機(jī)能狀態(tài)叫進(jìn)入工作狀態(tài)。(一)進(jìn)入工作狀態(tài)的機(jī)理1.反射時

2.內(nèi)臟器官的生理惰性第二節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)15PPT課件1.反射時動作越復(fù)雜，有關(guān)中樞之間傳遞延擱時間就越長，進(jìn)入工作狀態(tài)需要時間也就越長。16PPT課件2.內(nèi)臟器官的生理惰性

a.植物性神經(jīng)機(jī)能惰性比軀體性神經(jīng)大

傳導(dǎo)速度慢;

突觸聯(lián)系較多。b.神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)作用研究表明，在不做準(zhǔn)備活動的情況下跑1500米，呼吸循環(huán)系統(tǒng)的活動需要在運動開始后2-3分鐘才能達(dá)到最高水平，而骨骼肌在20-30秒內(nèi)就可發(fā)揮出最大工作效率。17PPT課件(二)影響進(jìn)入工作狀態(tài)的因素

影響因素：工作性質(zhì)、個人特點、訓(xùn)練水平、工作強(qiáng)度及當(dāng)時機(jī)體的機(jī)能狀態(tài)。肌肉活動越復(fù)雜→進(jìn)入工作狀態(tài)的時間越長；訓(xùn)練程度低→進(jìn)入工作狀態(tài)的時間長；訓(xùn)練水平提高→進(jìn)入工作狀態(tài)的時間短；工作強(qiáng)度越高→進(jìn)入工作狀態(tài)的時間就越短。此外，年齡和外界因素也能影響進(jìn)入工作狀態(tài)的時間。兒童少年進(jìn)入工作狀態(tài)的時間比成人短。場地條件好、氣候溫暖適宜以及良好的賽前狀態(tài)和充分的準(zhǔn)備活動均能縮短進(jìn)入工作狀態(tài)的時間。18PPT課件(三)“極點”與“第二次呼吸”

1.“極點”及產(chǎn)生機(jī)理

概念：在進(jìn)行劇烈運動開始階段，內(nèi)臟器官的活動滿足不了運動器官的需要，出現(xiàn)一系列暫時性生理機(jī)能低下綜合癥。呼吸困難、胸悶、肌肉酸軟無力、動作遲緩不協(xié)調(diào)、心率劇增及精神低落等癥狀，這種機(jī)能狀態(tài)稱為“極點”。原因：內(nèi)臟器官的機(jī)能惰性與肌肉活動不相稱;運動開始時供氧不足;大量乳酸積累使血液pH值偏低。以上大腦皮質(zhì)運動動力定型暫時遭到破壞，運動能力暫時下降。

19PPT課件2.“第二次呼吸”及產(chǎn)生的機(jī)理

概念：“極點”出現(xiàn)后，植物性神經(jīng)與軀體神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能水平達(dá)到了新的動態(tài)平衡，生理機(jī)能低下綜合癥癥狀明顯減輕或消失，這時，人體的動作變得輕松有力，呼吸變得均勻自如，這種機(jī)能變化過程和狀態(tài)稱為“第二次呼吸”。原因：①運動中內(nèi)臟器官惰性逐步得到克服，氧供應(yīng)增加，乳酸得到逐步清除；②運動速度暫時下降，使運動時每分需氧量下降，以減少乳酸的產(chǎn)生，機(jī)體的內(nèi)環(huán)境得到改善，被破壞了的動力定型得到恢復(fù)。20PPT課件3.影響“極點”與“第二次呼吸”的因素

影響因素：運動項目、運動強(qiáng)度和訓(xùn)練水平，準(zhǔn)備活動、賽前狀態(tài)及呼吸方式等。中長跑項目反應(yīng)較明顯；運動強(qiáng)度越大，訓(xùn)練水平越低，“極點”出現(xiàn)得越早，反應(yīng)也越強(qiáng)烈，“第二次呼吸”出現(xiàn)得也愈遲。減輕“極點”反應(yīng)的主要措施：①繼續(xù)堅持運動；②適當(dāng)降低運動強(qiáng)度；③調(diào)整呼吸節(jié)奏，尤其要注意加大呼吸深度。21PPT課件二、穩(wěn)定狀態(tài)

概念：在運動過程中，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，人體的機(jī)能水平和工作效率在一段時間內(nèi)處于一種動態(tài)平衡或相對穩(wěn)定狀態(tài)。分類：真穩(wěn)定工作狀態(tài)假穩(wěn)定工作狀態(tài)22PPT課件(一)真穩(wěn)定工作狀態(tài)概念：在進(jìn)行強(qiáng)度較小、時間較長的運動時，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，機(jī)體吸氧量和需氧量保持動態(tài)平衡，這種狀態(tài)稱為真穩(wěn)定工作狀態(tài)。

表現(xiàn)：肺通氣量、心率、心輸出量、血壓及其他生理指標(biāo)保持相對穩(wěn)定，運動中的能量供應(yīng)以有氧供能為主，乳酸堆積較少，血液中酸堿平衡不致受到擾亂，運動的持續(xù)時間較長，可達(dá)幾十分鐘或幾小時。23PPT課件(二)假穩(wěn)定工作狀態(tài)

概念：當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)度大、持續(xù)時間較長的運動時，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，吸氧量已達(dá)到并穩(wěn)定在最大吸氧量水平，但仍不能滿足機(jī)體對氧的需要，這種機(jī)能狀態(tài)為假穩(wěn)定工作狀態(tài)。

表現(xiàn)：乳酸的產(chǎn)生率大于清除率，使血乳酸增加，pH值下降，心率、血壓、肺通氣量和呼吸頻率等生理功能基本達(dá)到極限

24PPT課件第三節(jié)運動性疲勞

一、運動性疲勞的概念及其分類

(一)運動性疲勞的概念運動性疲勞：機(jī)體生理過程不能持續(xù)其機(jī)能在特定水平上和/或不能維持預(yù)定的運動強(qiáng)度。（1982年的第5屆國際運動生物化學(xué)會議）。運動性疲勞：在運動過程中，機(jī)體的機(jī)能能力或工作效率下降，不能維持在特定水平上的生理過程。25PPT課件運動性疲勞特點：①把疲勞時體內(nèi)組織和器官的機(jī)能水平與運動能力結(jié)合起來評定疲勞的發(fā)生和疲勞程度；②有助于選擇客觀指標(biāo)評定疲勞，如心率、血乳酸、最大吸氧量和輸出功率在其一特定水平工作時，單一指標(biāo)或多指標(biāo)同時改變都可以來判斷疲勞。(二)疲勞的分類根據(jù)疲勞發(fā)生部位：全身性疲勞局部疲勞中樞性疲勞根據(jù)疲勞發(fā)生的機(jī)理與表現(xiàn)：外周性疲勞混合性疲勞26PPT課件二、運動性疲勞的產(chǎn)生機(jī)理

自從19世紀(jì)80年代莫索開始研究疲勞以來，人們對運動性疲勞產(chǎn)生的機(jī)理提出多種假說，最具代表性的有以下幾種：(一)“衰竭學(xué)說”

(二)“堵塞學(xué)說”

(三)“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說”

(四)“保護(hù)性抑制學(xué)說”

(五)“突變理論”27PPT課件（一）“衰竭學(xué)說”

觀點：能源物質(zhì)的耗竭依據(jù)：短時大強(qiáng)度運動至疲勞時，ATP和CP含量下降；長時間運動產(chǎn)生疲勞的同時常伴有血糖濃度降低，而補(bǔ)充糖后工作能力有一定程度的提高。CP貯備下降程度與運動強(qiáng)度的關(guān)系28PPT課件(二)“堵塞學(xué)說”觀點：

代謝產(chǎn)物在肌組織中堆積依據(jù)：疲勞時乳酸堆積，H離子增加：（1）阻礙神經(jīng)-肌肉接點處興奮的傳遞，影響沖動傳向肌肉．(2)抑制果糖磷酸激酶活性，從而抑制糖酵解，使ATP合成速率減慢。（３）H+與Ca++競爭結(jié)合位點，從而影響肌球蛋白和肌動蛋白的相互作用，使肌肉收縮減弱。

29PPT課件(三)“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說”觀點：pH值下降、水鹽代謝紊亂和血漿滲透壓改變。依據(jù)：當(dāng)人體失水占體重5%時，肌肉工作能力下降約20%-30%。高濕作業(yè)工人因泌汗過多，達(dá)嚴(yán)重疲勞時，給予飲水仍不能緩解，但飲用含0.04%-0.14%的氯化鈉水溶液可使疲勞有所緩解。30PPT課件(四)“保護(hù)性抑制學(xué)說”觀點：大腦皮質(zhì)產(chǎn)生了保護(hù)性抑制依據(jù)：貝柯夫研究發(fā)現(xiàn)，狗拉載重小車行走30-60分鐘產(chǎn)生疲勞時，一些條件反射量顯著減少，不鞏固的條件反射完全消失。1971年雅科甫列夫發(fā)現(xiàn)，小鼠在進(jìn)行長時間工作(10小時游泳)引起嚴(yán)重疲勞時，大腦皮質(zhì)中r-氨基丁酸水平明顯增加，該物質(zhì)是中樞抑制遞質(zhì)。

此外，血糖下降、缺氧、pH值下降、鹽丟失和滲透壓升高等，也會促使皮質(zhì)神經(jīng)元工作能力下降，從而促進(jìn)疲勞(保護(hù)性抑制)的發(fā)生和發(fā)展。31PPT課件(五)“突變理論”

觀點：運動過程中三維空間（能量消耗、肌力下降和興奮性改變）關(guān)系改變所致。肌肉疲勞控制鏈

32PPT課件代表人Edwards認(rèn)為：在肌肉疲勞的發(fā)展過程中，存在著不同途徑的逐漸衰減突變過程，其主要途徑包括:1.單純的能量消耗2.在能量消耗和興奮性衰減過程，存在一個急劇下降的突變峰。3.肌肉能源物質(zhì)逐漸消耗，興奮性下降，但這種變化是漸進(jìn)的，并未發(fā)生突變。4.單純的興奮性喪失，并不包括肌肉能量的大量消耗。33PPT課件（六）“自由基損傷學(xué)說”自由基：指外層電子軌道含有未配對電子的基團(tuán)，如氧自由基(O2·)、烴自由基(OH·)、過氧化氫(H2O2)及單線態(tài)氧(ˊO2)等物質(zhì)。產(chǎn)生部位：細(xì)胞內(nèi)，線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞核、質(zhì)膜和胞液中都可以產(chǎn)生。作用：由于自由基化學(xué)性活潑，可與機(jī)體內(nèi)糖類、蛋白質(zhì)、核酸及脂類等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因而造成細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)的損傷與破壞。34PPT課件三、運動性疲勞的發(fā)生部位及特征(一)運動性疲勞的發(fā)生部位1.中樞性疲勞2.外周性疲勞

1:大腦2:向心傳入抑制3:運動神經(jīng)元興奮性下降4:分支點興奮衰弱5:神經(jīng)肌肉接點抑制

35PPT課件1.中樞疲勞概念：指發(fā)生腦至脊髓部位的疲勞。特點：①功能紊亂，改變了運動神經(jīng)元的興奮性。疲勞時，神經(jīng)沖動的頻率減慢，使肌肉工作能力下降。②代謝功能失調(diào)，大腦細(xì)胞中ATP、CP水平明顯降低，血糖含量減少，r-氨基丁酸含量升高，特別是5-羥色胺和腦氨升高，可引起多種酶活性下降，ATP再合成速率下降，從而使肌肉工作能力下降，導(dǎo)致疲勞。36PPT課件2.外周疲勞可能發(fā)生的部位是從神經(jīng)-肌肉接點到肌纖維內(nèi)部線粒體。(1)神經(jīng)肌肉接點(2)肌細(xì)胞膜(3)肌質(zhì)網(wǎng)(4)線粒體(5)收縮蛋白

37PPT課件(二)不同類型運動疲勞的特征

38PPT課件四、運動性疲勞的判斷

(一)測定肌力評價疲勞1.背肌力與握力測定方法：早晚各測一次，求出其數(shù)值差。判斷方法：如次日晨已恢復(fù)，可判斷為正常。

2.呼吸肌耐力測定方法：連續(xù)測5次肺活量，每次間歇30秒。判斷方法：疲勞時肺活量逐次下降

39PPT課件1.反應(yīng)時判斷方法：疲勞時反應(yīng)時延長。

刺激感受器傳入神經(jīng)反射中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器+APAP(二)測定神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能判斷疲勞40PPT課件

2.皮膚空間閾判斷方法：運動后皮膚空間閾(兩點閾)較安靜時增加1.5-2倍為輕度疲勞，增加2倍以上為重度疲勞。

41PPT課件3.閃光融合頻率測定方法：受試者坐位，注視頻率儀的光源，直到將光調(diào)至明顯斷續(xù)閃光融合頻率為止，即臨界閃光融合頻率，測三次取平均值。判斷方法：輕度疲勞時約減少1.0-3.9Hz;中度疲勞時約減少4.0-7.9Hz;重度疲勞時減少8Hz以上。42PPT課件閃爍儀該儀器由可調(diào)頻率發(fā)生器、亮點顏色選擇和遮光觀察窗、頻率顯示欄等部分組成。儀器在10~80Hz之間對光頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，閃光的面積一般為2度視角。本儀器還可以直接顯示閃光的頻率，還可以在不同色光之間進(jìn)行切換，被試可以在遮光觀察窗中觀察到閃光。43PPT課件(三)用生物電評價疲勞1.心電圖判斷方法：疲勞時

S-T段下移，T波倒置。

44PPT課件45PPT課件2.肌電圖判斷方法：疲勞時肌電振幅增大，頻率降低，電機(jī)械延遲(EMD)延長。積分肌電圖(IEMG)和均方根振幅(RMS)均增加，中心頻率(FC)和平均功率頻率(MPF)降低。

EMD是指從肌肉興奮產(chǎn)生動作電位開始到肌肉開始收縮的這段時間，該指標(biāo)延長表明神經(jīng)肌肉功能下降。

46PPT課件

在肌肉等長收縮至疲勞的研究過程中發(fā)現(xiàn)，在一定的范圍內(nèi)，肌電幅值隨著肌肉疲勞程度的加深而增加。不同持續(xù)時間股直肌、股外肌IEMG的增長情況47PPT課件肌肉疲勞前后肌電頻率譜變化

48PPT課件3.腦電圖

判斷方法：疲勞時由于神經(jīng)元抑制過程發(fā)展，可表現(xiàn)為慢波成分的增加。49PPT課件(四)主觀感覺判斷疲勞

測試方法：鍛煉者在運動過程中根據(jù)RPE表指出自我感覺的等級，以此來判斷疲勞程度。如果用RPE的等級數(shù)值乘以l0，相應(yīng)的得數(shù)就是完成這種負(fù)荷的心率。

50PPT課件（五）生化指標(biāo)判斷疲勞血紅蛋白血乳酸血尿素血清CK血清睪酮和血清皮質(zhì)醇比值免疫學(xué)指標(biāo)尿蛋白51PPT課件第四節(jié)恢復(fù)過程

概念：恢復(fù)過程是指人體在運動過程中和運動結(jié)束后，各種生理機(jī)能和能源物質(zhì)逐漸恢復(fù)到運動前水平的變化過程。階段：運動中恢復(fù)階段、運動后恢復(fù)到運動前水平階段和運動后超量恢復(fù)階段

52PPT課件恢復(fù)過程的三階段特點：第一階段（運動中恢復(fù)階段）：消耗占優(yōu)勢，消耗>恢復(fù)。能源物質(zhì)逐漸減少，各器官系統(tǒng)的工作能力下降。第二階段（運動后恢復(fù)到運動前）：恢復(fù)過程占優(yōu)勢，能源物質(zhì)和各器官系統(tǒng)的功能逐漸恢復(fù)到原來水平。第三階段（運動后超量恢復(fù)）：運動時消耗的能源物質(zhì)及各器官系統(tǒng)機(jī)能狀態(tài)在這段時間內(nèi)不僅恢復(fù)到原來水平，甚至超過原來水平，這種現(xiàn)象稱為“超量恢復(fù)”

53PPT課件超量恢復(fù)實驗：讓兩名實驗對象分別站在一輛自行車的兩側(cè)同時蹬車，其中一人用右腿蹬車左腿休息，另一人用左腿蹬車右腿休息，當(dāng)運動至力竭時，測腿股外肌的肌糖原含量，結(jié)果運動后3天運動腿股外肌肌糖原含量比安靜腿多1倍。

54PPT課件超量恢復(fù)特點：超量恢復(fù)的程度和出