第三節(jié)高原環(huán)境課件

第十六章運動與環(huán)境制作人：鄧富生﹑李秋明﹑韓天云﹑唐俊杰容偉杰﹑莊唯友﹑張源運動生理學第十六章運動與環(huán)境制作人：鄧富生﹑李秋明﹑韓天云﹑唐俊杰容高原環(huán)境是指高原條件下形成的環(huán)境。全球中緯度和低緯度地區(qū)的著名高原，有中國的青藏高原、云貴高原、內(nèi)蒙古高原和黃土高原，美國西部高原，南美玻利維亞高原和東非高原等。由于它們的地理位置、海陸環(huán)境、海拔高度和高原形態(tài)上的差異，氣候也各不相同。第三節(jié)高原環(huán)境高原環(huán)境是指高原條件下形成的環(huán)境。全球中緯度和低緯度地區(qū)的著海拔高度對氧分壓有著直接影響，而氧分壓的變化又對血液和組織間的氣體交換產(chǎn)生明顯的影響。如下表：一、高原環(huán)境（一）大氣壓海拔高度對氧分壓有著直接影響，而氧分壓的變化又對血液和組織間海拔高度每上升150m，溫度降低1℃，如在海平面的溫度為15℃，而在珠峰頂端溫度為-40℃。因為高原的溫度低，空氣溫度也很低，冷空氣帶有的水分較少。又由于高原的干燥空氣使呼吸的頻率增加，在高原訓練時人體內(nèi)大量的水分通過呼吸蒸發(fā)和排汗而丟失更多（二）高原溫度海拔高度每上升150m，溫度降低1℃，如在海平面的溫度為15隨著海拔高度的增高，太陽輻射也隨之增加。原因有二：一是人體處在高海拔位置時，光線到達人體時將穿過較少的空氣，太陽輻射，特別是紫外線被空氣吸收的較少。二是因為空氣中的水蒸汽會吸收大量的輻射物質(zhì)，高原較少的水蒸氣使人體更多的暴露在輻射之中，輻射在被雪白反射后會更強烈。（三）高原輻射隨著海拔高度的增高，太陽輻射也隨之增加。原因有二：一是人體處1.呼吸反應由于高原空氣變得稀薄，要達到與平原同樣的需氧量，就必須加大肺通氣，導致過度通氣，結果二氧化碳在血液中大量擴散，二氧化碳的分壓很高，也使得血液的PH升高。在海平面時氧分壓為159mmHg,而在海拔2439m的高度時，氧分壓降到125mmHg。在海平面動脈氧分壓大約是95mmHg,機體組織的氧分壓約為40mmHg，組織與動脈血管的氧分壓差值達55mmHg。二、高原的生理反應與高原適應（一）高原的生理反應1.呼吸反應2.心血管反應人體達到高原后，血漿容量很快開始減少，在最初的幾周內(nèi)這種持續(xù)降低呈線性關系。這是由于血管內(nèi)的紅細胞數(shù)目不斷上升，使血液濃度增加，以此來補償高原氧分壓降低對機體的影響。由于氧分壓的降低，使的擴散濃度梯度降低，引起每搏輸出量和心率增加，通過心輸出量增多來緩解供養(yǎng)氧不足。在初上高原進行亞極量運動時，心率高于平原水平，每搏輸出量會降低（由于血漿容量減少），由于心率的增加補償了每搏輸出量的減少，使得心輸出量略微增加。在接下來的幾天后，肌肉對癢的攝取能力開始增強，降低了對心輸出量增加的要求，使心率有所下降。3.肺高壓高原運動會引起肺部的動脈血壓升高，這種變化的機制尚不十分清楚，可能與部分肺動脈的缺氧性血管收縮有關。2.心血管反應1.有氧運動在高原低壓條件下，氧氣運輸和有氧代謝都收到很大影響。決定有氧工作能力的最大攝取量隨海拔的升高而下降，這在很大程度上限制了身體的有氧運動能力。（二）高原運動時機體機能的變化2.無氧運動在高原，持續(xù)時間少于1min的劇烈運動，在一定范圍海拔高度通常不會受到影響。因為這些運動很少需要動用氧運輸系統(tǒng)和糖酵解供能。此外，高原稀薄的空氣使運動員所受的空氣阻力也較少，如短跑和跳遠的運動成績會有一定程度的提高。1.有氧運動（二）高原運動時機體機能的變化2.無氧運動3.力竭性運動在高原進行力竭性運動時，由于機體攝氧受限和更多地依靠無氧酵解供能，通常認為肌肉產(chǎn)生的乳酸更多一些，但也有學者認為在高原進行力竭性運動時（海拔5340m），血乳酸的產(chǎn)生有顯著變化，所產(chǎn)生的乳酸水平在血液和肌肉中都比平原時低，由海平面的7.9mmol/L下降到1.9mmol/L。這一現(xiàn)象或許和肌肉糖酵解能力的降低和肌肉工作總水平的降低有關。3.力竭性運動當人們在高原呆上幾天或幾周，機體就會對空氣較低的癢分壓做出相應的調(diào)整，產(chǎn)生定程度的適應，即人體對高原環(huán)境的適應。（三）高原適應1.血液在上高原的第一周，高原缺氧刺激紅細胞生成素的釋放，使紅細胞生成增多。在到達高原不到3h，紅細胞生成素就開始升高，在24~48h達到最大值。在海拔4000m生活6個月，血容量將上升9％~10％。在海拔4540m居住的人一般血細胞比容為65％，遠高于海平面48％的血細胞比容量。然而，海平面居住的人在海拔4540m的高原居住數(shù)周，血細胞比容值可達59％。紅細胞數(shù)目的增加，使得體內(nèi)的血紅蛋白也隨之增加，這種適應提高了人體攜帶氧的能力。當人們在高原呆上幾天或幾周，機體就會對空氣較低的癢分壓2.肌肉通過肌肉或兼研究表明，上高原后人體肌肉的組成結構和代謝會發(fā)生顯著變化。在高原缺氧環(huán)境下生活4~6個月，肌肉產(chǎn)生了適應型變化表現(xiàn)為，肌肉橫斷面積減少了11％~19％；肌肉中毛細血管的數(shù)量增加13％，這就使得有更多的血液運送到肌肉。長期在高原會使食欲降低，體重明顯下降，肌肉蛋白的代謝降低，肌肉蛋白質(zhì)的代謝降低，肌肉線粒體和糖酵解酶明顯減少，這都會導致運動能力的下降。3.心肺功能初到高原時最大攝氧量減少，在接下來的幾周內(nèi)略有提高。研究表明，高原驚醒耐力訓練的運動的運動員，在到達高原幾天后，其有氧能力沒有變化。2.肌肉3.心肺功能高原環(huán)境對運動成績的影響

高原環(huán)境下，由于氣壓、空氣密度、重力、空氣阻力等方面的影響，經(jīng)常給不同運動項目帶來不同的影響。這里主要有以下幾種情況：(1)由于海拔的升高，大氣壓和空氣密度降低，地心引力減小，因而運動時阻力較小，這對肌肉不直接受攝氧狀況影響，而且依賴于機體的無氧供能能力的短距離、田賽、場地自行車、速度滑雪和滑冰以及爆發(fā)用力的項目有利。根據(jù)有關學者的研究計算，在墨西哥城(2240米)進行比賽，百米可增快0.1秒，200米可增快0.3秒，400米增快0.8秒；跳遠成績可提高2%，鉛球成績可提高6厘米，鏈球可提高53厘米，標槍可提高69厘米，鐵餅可提高162厘米。課外拓展高原環(huán)境對運動成績的影響課外拓展(2)由于高原氧分壓下降，對以有氧供能為主的滑雪、中長跑、馬拉松、劃船、游泳(200米以上長距離)等項目來說，雖然在同樣速度條件下消耗的能量比平原地帶要少，但氣體阻力的減少不能抵消血氧過少的不良影響，因而這些項目的成績通常要比平原地帶下降3%～10%，而且距離越長(如馬拉松、競走)，影響越大。有研究認為，高平原成績之差的基本規(guī)律為，海拔高度每升高100米，5000米跑成績約下降3秒，10000米跑成績約下降6秒；在海拔2000米左右，高平原成績之差5000米跑約30秒～1分30秒，10000米跑約差1分～2分30秒。(2)由于高原氧分壓下降，對以有氧供能為主的滑雪、中長跑、馬(3)對運動距離及時間較長，但運動速度要求很高的競速滑雪、滑冰和自行車項目來說(自行車下坡時平均速度甚至達到30米/秒)，氣體動力阻力降低的影響非常顯著，因而在高原，高水平自行車運動員的運動成績常常提高。(4)對乒乓球、羽毛球、網(wǎng)球等項目來說，由于隨高度上升而重力減少、加速度提高、空氣密度小，球體受到的阻力小，球速和球