運(yùn)動(dòng)生理學(xué)(研究生)

1、.,PHYSIOLOGY OF SPORT AND EXERCISE運(yùn)動(dòng)生理學(xué),李良鳴 博士 教授,.,講授提綱,學(xué)科概述 肌肉運(yùn)動(dòng)的生理學(xué)問題 肌肉運(yùn)動(dòng)的能量支持系統(tǒng) 肌肉運(yùn)動(dòng)的生理支持系統(tǒng) 肌肉運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與健身的生理學(xué)分析 常用生理學(xué)指標(biāo)在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的應(yīng)用,.,學(xué)科概述,學(xué)科定位,動(dòng)物和人體生理學(xué),植物生理學(xué),生理學(xué),心血管生理學(xué),呼吸生理學(xué),神經(jīng)生理學(xué),內(nèi)分泌生理學(xué),環(huán)境生理學(xué),運(yùn)動(dòng)生理學(xué),.生理學(xué),.,運(yùn)動(dòng)生理學(xué),EXERCISE PHYSIOLOGY 研究人體在急性和慢性運(yùn)動(dòng)影響下的結(jié)構(gòu)和功能變化 SPORT PHYSIOLOGY 以exercise physio

2、logy為基礎(chǔ)，研究運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練和競(jìng)賽活動(dòng)的生理學(xué)問題,.,穩(wěn)態(tài)生理學(xué)的研究主題,內(nèi)環(huán)境（internal environment） 細(xì)胞 內(nèi)環(huán)境 外環(huán)境 穩(wěn)態(tài)（homeostasis） 內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài) 不是凝固狀態(tài) 穩(wěn)態(tài)的維持需要完善的調(diào)節(jié)系統(tǒng) 反饋（正、負(fù)）、前饋,.,反應(yīng)和適應(yīng)應(yīng)用生理學(xué)的主題,運(yùn)動(dòng)生理學(xué)是應(yīng)用生理學(xué)的一個(gè)分支 反應(yīng)：一次或短期的內(nèi)外環(huán)境變化所引起的人體生理變化，其變化可很快消失。 適應(yīng)：反復(fù)的或長(zhǎng)期的內(nèi)外環(huán)境變化所導(dǎo)致的人體結(jié)構(gòu)和功能改變，其變化可維持較長(zhǎng)時(shí)期，有時(shí)可伴隨終生。 適應(yīng)以反應(yīng)為基礎(chǔ)，是量變到質(zhì)變的過程 運(yùn)動(dòng)反應(yīng)和適應(yīng)的穩(wěn)態(tài)和負(fù)反饋特征,.,反應(yīng)和適應(yīng)

3、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和健身的關(guān)鍵,反應(yīng)和適應(yīng)既是目的，也是手段 反應(yīng)要適度，適應(yīng)才良好,運(yùn)動(dòng)會(huì)引起哪些反應(yīng)？ 何為適度？,.,急性運(yùn)動(dòng)的生理反應(yīng),監(jiān)測(cè)指標(biāo) 心臟活動(dòng)：心率、心電圖 呼吸頻率 通氣量 耗氧量 皮膚和身體內(nèi)部溫度 肌電圖,.,生理監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)考慮的因素,環(huán)境條件 溫度 濕度 噪音 膳食 睡眠 時(shí)間 生理周期（月經(jīng)周期）,.,.,功量計(jì)（Ergometers）的選擇,自行車功量計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：不受體重影響、采樣與指標(biāo)檢測(cè)容易 缺點(diǎn)：需監(jiān)測(cè)功率，如不習(xí)慣、易疲勞，難以達(dá)到生理峰值 跑臺(tái) 優(yōu)點(diǎn)：不需檢測(cè)功率，易適應(yīng)，能達(dá)峰值 缺點(diǎn)：花費(fèi)高、笨重、需電、噪音干擾大、采樣困難 其他功量計(jì),.,運(yùn)動(dòng)生理學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

4、和身體鍛煉學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別,前者研究運(yùn)動(dòng)為什么會(huì)以及如何引起生理反應(yīng)與適應(yīng)。 后者研究什么樣的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起理想的反應(yīng)和適應(yīng)。,前者是后者的基礎(chǔ),.,學(xué)科形成與發(fā)展,早期人們只能用肉眼觀察，1574年Hieronymus Fabricius認(rèn)為肌肉收縮的力量來自肌腱，而不是它的“flesh” 1660年Leeuwenhoek發(fā)明顯微鏡，使解剖學(xué)家能觀察到單根肌纖維的存在 上世紀(jì)中葉，電子顯微鏡的出現(xiàn)使研究肌肉蛋白的工作成為可能 上世紀(jì)60年代，肌肉活檢技術(shù)的應(yīng)用，使肌肉的代謝研究進(jìn)入分子水平 計(jì)算機(jī)與遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使整體研究迅猛發(fā)展,.,著名學(xué)者與研究機(jī)構(gòu),因?yàn)閷?duì)肌肉及其運(yùn)動(dòng)的研究而獲得Nobel

5、 Prize 的三位生理學(xué)家 A.V. Hill August Krogh Otto Meyerhof 著名研究機(jī)構(gòu)與學(xué)派 Harvard Fatigue Laboratory（1927-47） 北歐（斯堪地拉維亞爾）學(xué)派（上世紀(jì)50年代以來）,.,學(xué)科形成與發(fā)展,.,肌肉運(yùn)動(dòng)的生理學(xué)問題,肌肉是如何工作的？ 肌肉力量是如何產(chǎn)生的？受哪些因素影響？ 肌肉收縮速度取決于什么？ 肌肉收縮力量與速度的關(guān)系 力量與做功能力的關(guān)系 力量的測(cè)量與評(píng)價(jià) 力量訓(xùn)練的生理學(xué)分析 肌肉疲勞的可能原因,.,肌肉是如何工作的？,肌肉的結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)決定功能） 肌肉的結(jié)締組織 肌外膜、肌束膜、肌內(nèi)膜 肌細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu) 細(xì)胞

6、膜 肌原纖維 肌管系統(tǒng) 肌漿 神經(jīng)-肌肉接點(diǎn),.,肌外膜,肌束膜,肌內(nèi)膜,.,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),.,肌原纖維,粗、細(xì)肌絲的空間位置,.,肌球蛋白單體分子,肌動(dòng)蛋白單體分子,細(xì)絲的模式圖,肌絲的分子組成,.,.,肌絲的分子組成,.,肌管系統(tǒng),橫管 縱管 三聯(lián)管,.,肌管系統(tǒng),.,Illustration of the Neuromuscular Junction神經(jīng)肌肉接點(diǎn)圖解,.,The Sliding Filament Model of Muscle Contraction肌絲滑行模型,注意肌小節(jié)中各條帶的變化,.,運(yùn)動(dòng)終板去極化（興奮）與肌肉收縮耦聯(lián) 興奮經(jīng)T-管傳入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)三聯(lián)管引起SR釋

7、放Ca2+ Ca+ 與肌鈣蛋白結(jié)合，導(dǎo)致原肌球蛋白的位置改變，暴露肌動(dòng)蛋白上的位點(diǎn) 橫橋與位點(diǎn)結(jié)合，牽動(dòng)細(xì)絲向粗絲中央滑行，肌肉收縮 肌漿網(wǎng)對(duì)Ca+再回收，肌肉舒張,Excitation-Contraction Coupling興奮-收縮耦聯(lián),.,Cross-Bridge Formation in Muscle Contraction,.,橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合后的擺動(dòng),.,興奮-收縮耦聯(lián)的步驟,.,肌肉力量是如何產(chǎn)生的？,力量來源于橫橋的擺動(dòng) 參與擺動(dòng)的橫橋數(shù)目越多，力量越大 粗、細(xì)肌絲的重疊程度（初長(zhǎng)度） 募集的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)量（刺激強(qiáng)度） 募集的運(yùn)動(dòng)單位性質(zhì)（肌纖維類型） 運(yùn)動(dòng)單位的神經(jīng)刺激的頻

8、率（單收縮、強(qiáng)直收縮）,注意：以上是對(duì)同一肌肉而言,.,前負(fù)荷（初長(zhǎng)度）對(duì)肌肉張力的影響,.,刺激強(qiáng)度對(duì)肌肉力量的影響,不同運(yùn)動(dòng)單位的閾值不同 刺激強(qiáng)度越大,募集的運(yùn)動(dòng) 單位越多，力量越大,.,刺激頻率對(duì)肌肉收縮的影響肌肉收縮的總和,.,Individual Fiber Types肌纖維類型的劃分,Fast fibers快纖維 Type IIb fibers- IIb型 Fast-twitch fibers Fast-glycolytic fibers快酵解型 Type IIa fibers-IIa型 Intermediate fibers Fast-oxidative glycolytic

9、fibers 快氧化酵解型,Slow fibers慢纖維 Type I fibers Slow-twitch fibers Slow-oxidative fibers 慢氧化型,.,肌纖維的組織化學(xué)染色,Type IIa,Type IIb,Type I,.,肌肉彈性成分對(duì)力量的影響,串聯(lián)彈性成分：取決于肌中結(jié)締組織和它的順應(yīng)性。 并聯(lián)彈性成分：存在于橫橋、Z線上，肌腱中。 大多數(shù)位移運(yùn)動(dòng)，都是離心（拉長(zhǎng)）和向心收縮相交替，形成牽拉-縮短環(huán)（stretch-shortening cycle）。 彈性成分是實(shí)現(xiàn)肌肉收縮力的第二種機(jī)制 彈性成分的伸展可吸收一部分能量，使張力變化趨于緩和，具有保護(hù)作用

10、。,.,肌肉收縮能力（contractility）的影響,肌肉收縮能力指肌肉本身的功能狀態(tài) 能使肌肉收縮能力下降的因素 缺氧 酸中毒 能源物質(zhì)缺乏 其他因素 能提高肌肉收縮能力的因素 鈣離子 咖啡因 腎上腺素,.,肌肉收縮的張力-速度關(guān)系,.,如何解釋肌肉收縮速度與張力的關(guān)系？,張力取決于橫橋聯(lián)結(jié)的數(shù)目 速度取決于ATPase的活性和能量釋放的速率 二者的機(jī)制不同，但為什么會(huì)呈反變關(guān)系呢？ 請(qǐng)給出可能的解釋,.,力量與作功的關(guān)系,在相同速度下，力量大者作功多，功率高（爆發(fā)力也大） 快肌纖維比例高者力量大,.,肌肉力量的分類,根據(jù)肌肉收縮形式可分為 靜力性力量（static strength）

11、動(dòng)力性力量（dynamic strength） 向心收縮力量（concentric strength） 離心收縮力量（eccentric strength） 等速肌肉力量（isokinetic strength） 超等長(zhǎng)肌肉力量（plyometric strength） 根據(jù)表示方法可分為：絕對(duì)力量和相對(duì)力量 根據(jù)表現(xiàn)形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可區(qū)分為 最大肌肉力量（maximum strength） 快速肌肉力量（muscle power） 力量耐力（muscle endurance）,.,肌肉力量的檢測(cè),等長(zhǎng)肌力檢測(cè)（isometric measurement of strength） 等張肌力檢測(cè)（

12、isotonic measurement of strength） 等速肌力檢測(cè)（isokinetic measurement of strength）,.,等長(zhǎng)肌力檢測(cè)（isometric measurement of strength）,等長(zhǎng)肌力的測(cè)定通常指最大等長(zhǎng)肌力 握力、背力、臂力和腿部力量等 握力計(jì)、背力計(jì)、等速肌力測(cè)試系統(tǒng)、力傳感器等 測(cè)2-3次，取最好成績(jī) 優(yōu)點(diǎn)：方便、省時(shí)、不需昂貴設(shè)備，與其他方法的結(jié)果有較好的一致性。 缺點(diǎn)：結(jié)果易受關(guān)節(jié)角度的影響、檢測(cè)方法難以標(biāo)準(zhǔn)化。,.,等張肌力檢測(cè)（isotonic measurement of strength）,最大等張肌力 檢測(cè)形

13、式：臥推（bench press）、蹬腿（leg press）、屈臂（arm curl）、負(fù)重蹬起（squat press）等，用1RM來表示。 肌耐力 以一定百分比（如70%）的1RM，記錄重復(fù)次數(shù)。也可采用俯臥撐、仰臥起坐和引體向上等 肌肉最大功率檢測(cè) 立定跳遠(yuǎn)、縱跳摸高、小球擲遠(yuǎn)、Wingate無氧功率試驗(yàn)、Margaria下肢功率試驗(yàn),.,等速肌力檢測(cè)（isokinetic measurement of strength）,等速肌力于1969年由Perrine等提出 克服了等長(zhǎng)肌力評(píng)價(jià)的“關(guān)節(jié)角度效應(yīng)”和現(xiàn)場(chǎng)力量測(cè)試的“運(yùn)動(dòng)技術(shù)效應(yīng)” 可同時(shí)獲得與肌肉做功功率和工作耐力有關(guān)的多種數(shù)據(jù)

14、等速向心肌力測(cè)試 慢等速測(cè)試 快等速測(cè)試 其他等速向心肌力測(cè)試 等速離心肌力測(cè)試,.,慢等速測(cè)試,關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角速度為30-60/s 常被用于進(jìn)行最大動(dòng)態(tài)肌力檢測(cè)與評(píng)價(jià) 主要檢測(cè)指標(biāo)： 峰力矩（peak torque，PT）：力矩曲線所代表的力矩值?！胺辶伢w重比”可作橫向比較，特異性及敏感性高 曲伸肌力矩比（flexion/extension）：反映肌力平衡情況 總做功量（TW） 力矩加速能（torque acceleration energy，TAE）力矩開始1/8s內(nèi)的做功量，代表靈敏度或爆發(fā)力。 峰力矩角度（peak torque angle，PTA）：關(guān)節(jié)的最佳用力角度。,.,快等速測(cè)試

15、,180/s以上，對(duì)運(yùn)動(dòng)員可達(dá)240或300 /s 檢測(cè)和評(píng)價(jià)肌肉耐力等動(dòng)態(tài)肌肉功能 輸出功率（power output，PO）：平均功率能敏感地反映肌肉的實(shí)際工作能力。 肌肉耐力 耐力比測(cè)定：如以180/s連續(xù)做最大收縮25次，計(jì)末5（或10）次與首5（或10）次做功量之比。 50%衰減試驗(yàn)：以180/s或240/s做最大收縮，到有2-5次不能達(dá)到最初5次運(yùn)動(dòng)平均峰力矩的50%時(shí)為止，以完成的次數(shù)作為耐力評(píng)價(jià)的參數(shù)。,.,其他等速向心肌力測(cè)試,力矩曲線分析 力量控制精度測(cè)驗(yàn) 峰功率測(cè)試,等長(zhǎng)肌力、等速肌力和等張肌力測(cè)試的比較,.,力量訓(xùn)練的原則的生理學(xué)分析,超負(fù)荷原則（overload pr

16、inciple） 超過已習(xí)慣了的負(fù)荷(強(qiáng)度、量、頻率) 應(yīng)有效避免過度訓(xùn)練 漸增阻力原則 合理順序原則 先大肌肉群后小肌肉群 先多關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、后單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng) 大強(qiáng)度練習(xí)在前、小強(qiáng)度練習(xí)在后 專門性原則 與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)的部位、動(dòng)作結(jié)構(gòu)、用力特點(diǎn)相一致,.,抗阻訓(xùn)練計(jì)劃設(shè)計(jì)步驟,1、分析需求 2、選擇練習(xí) 3、訓(xùn)練頻率 4、練習(xí)順序 5、訓(xùn)練負(fù)荷及重復(fù)次數(shù) 6、訓(xùn)練量 7、間歇時(shí)間,.,第一步：需求分析,運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目評(píng)價(jià) 運(yùn)動(dòng)分析：肢體的運(yùn)動(dòng)模式及參與肌群 生理學(xué)分析：力量、爆發(fā)力、肌肉體積、肌肉耐力哪個(gè)更為優(yōu)先。 損傷分析：常見的肌肉、關(guān)節(jié)損傷部位及形成因素 運(yùn)動(dòng)員評(píng)估 訓(xùn)練狀態(tài)、背景與歷史 身體測(cè)試和評(píng)價(jià)

17、 抗阻訓(xùn)練主要目的,抗阻訓(xùn)練狀態(tài)分級(jí),根據(jù)訓(xùn)練周期安排訓(xùn)練重點(diǎn),.,第二步：選擇練習(xí)方式,核心練習(xí)和輔助練習(xí) 核心練習(xí)動(dòng)用一組或多組大塊肌肉，涉及兩個(gè)或更多關(guān)節(jié)，在專項(xiàng)中起基本、直接的作用優(yōu)先發(fā)展 輔助練習(xí)動(dòng)用較少的肌肉，涉及一個(gè)主要關(guān)節(jié)，常被用于防止損傷的練習(xí)或康復(fù)練習(xí) 注意：肩部關(guān)節(jié)，包括盂肱關(guān)節(jié)和肩帶復(fù)合關(guān)節(jié)，被看作一個(gè)基本關(guān)節(jié)，脊柱也被看做一個(gè)基本關(guān)節(jié)。,.,第二步：選擇練習(xí)方式,需考慮的因素 專項(xiàng)特點(diǎn) 肌肉的平衡 運(yùn)動(dòng)員的練習(xí)技巧和經(jīng)驗(yàn) 訓(xùn)練條件 每節(jié)課有多少訓(xùn)練時(shí)間,與專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)方式相關(guān)聯(lián)的抗阻訓(xùn)練舉例,.,第三步：訓(xùn)練頻率,同一組肌肉的抗阻訓(xùn)練最好間隔1天，但最多不超過3天 抗組訓(xùn)

18、練水平較高者，可采用“分割法”，即不同訓(xùn)練日練習(xí)不同的肌群。 應(yīng)考慮的因素： 訓(xùn)練狀態(tài) 訓(xùn)練周期安排 訓(xùn)練負(fù)荷和練習(xí)類型,根據(jù)訓(xùn)練狀態(tài)安排抗阻訓(xùn)練頻率,不同訓(xùn)練周期抗阻訓(xùn)練的頻率（有訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員）,.,第四步：練習(xí)順序,應(yīng)使每一組練習(xí)都能有最大的力量和最完善的技術(shù)來完成。 先安排爆發(fā)力練習(xí)、再安排其他核心練習(xí)、然后安排輔助力量 上身和下肢交替練習(xí) “推”“拉”交替練習(xí) 超級(jí)組和組合組,.,第五步：負(fù)荷和重復(fù)次數(shù),重復(fù)次數(shù)與負(fù)荷是負(fù)相關(guān)的。 當(dāng)訓(xùn)練目標(biāo)確定后，負(fù)荷和重復(fù)次數(shù)也基本確定了。 負(fù)荷表達(dá)的方式： 一次重復(fù)的最大重量（1RM）的% 能重復(fù)指定次數(shù)的最大重量（nRM）,%1RM與最大重復(fù)次

19、數(shù)的關(guān)系,這種關(guān)系在75%IRM以上較精確,.,1RM和nRM測(cè)試的選擇,直接測(cè)定1RM 適合于有抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)、練習(xí)技術(shù)良好者 對(duì)狀態(tài)不佳或抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)不足者，可考慮3RM測(cè)試來替代1RM測(cè)試 不能保證數(shù)據(jù)可靠時(shí)，或輔助練習(xí)，或單側(cè)聯(lián)系，都不宜測(cè)試1RM 通過測(cè)定nRM估算1RM 根據(jù)目標(biāo)重復(fù)次數(shù)來測(cè)試nRM,1.指導(dǎo)受試者以小負(fù)荷（輕松做起510次）進(jìn)行熱身； 2.熱身后間歇1分鐘； 3.增加負(fù)荷，使受試者能完成35次，增加方式為（熱身性試舉）： 上身測(cè)試4-9kg或5-10%；下肢測(cè)試14-18kg或10-20%； 4.休息2分鐘； 5.增加負(fù)荷,使受試者能完成23次,增加方式同3(保守性

20、試舉): 6.24分鐘休息; 7.按照3增加負(fù)荷; 8.令受試者進(jìn)行1RM試舉; 9.如果運(yùn)動(dòng)員成功,休息24分鐘,再由7開始重復(fù); 如果試舉失敗,休息24分鐘,按如下方式減小負(fù)荷: 上身測(cè)試24kg或2.5-5%; 下肢測(cè)試:79kg 然后回到8. 繼續(xù)增加或減小負(fù)荷,直到受試者可以以完好的技術(shù)完成一次重 復(fù)的最大重量測(cè)試,最好在5次測(cè)試之內(nèi)找到1RM.,1RM測(cè)試方案,.,估算1RM,10RM測(cè)試是常用的替代方法,核心練習(xí)和輔助練習(xí)都可選用. 測(cè)試步驟與測(cè)試1RM 的步驟基本相似,只是每次測(cè)試都要做10個(gè)重復(fù). 測(cè)試的負(fù)荷增加較少,相當(dāng)于1RM測(cè)試的一半. 爆發(fā)力練習(xí)不能采用10RM方法.

21、,根據(jù)訓(xùn)練目標(biāo)選擇負(fù)荷和重復(fù)次數(shù),*這種力量訓(xùn)練是指核心練習(xí),輔助練習(xí)的負(fù)荷不應(yīng)大于8RM; *表中顯示的爆發(fā)力練習(xí)的重復(fù)次數(shù)變化范圍與%1RM和重復(fù) 次數(shù)的關(guān)系是不一致的.一般來說,爆發(fā)力練習(xí)的負(fù)荷選用80% 1RM,重復(fù)次數(shù)為25次為宜。,負(fù)荷增加幅度舉例,*教練要將運(yùn)動(dòng)員按表中所顯示的兩類來劃分。 *這種負(fù)荷的增加對(duì)于3組/課，510次/組的練習(xí)較合適。 注意：在負(fù)荷增加后，重復(fù)次數(shù)不變。,.,第六步：訓(xùn)練量,指一次訓(xùn)練課舉起的總負(fù)荷 總負(fù)荷=組數(shù)*次數(shù)/組*負(fù)荷/次 如各組負(fù)荷不一樣，先計(jì)算每組訓(xùn)練量，再計(jì)算總訓(xùn)練量。 單組即可獲得效果 多組練習(xí)效果較單組好,根據(jù)訓(xùn)練目標(biāo)確定訓(xùn)練量,*

22、這種組數(shù)安排不包括準(zhǔn)備活動(dòng)在內(nèi)，而且只針對(duì)核心練習(xí)； *一般來說,爆發(fā)力練習(xí)的負(fù)荷選用80%1RM,重復(fù)次數(shù)為25次 為宜。,第七步 間歇時(shí)間根據(jù)訓(xùn)練目標(biāo)確定間歇時(shí)間,.,肌肉活動(dòng)的能量支持系統(tǒng),肌肉活動(dòng)是高耗能的活動(dòng) 肌肉活動(dòng)的耗能環(huán)節(jié) 橫橋循環(huán)（結(jié)合、擺動(dòng)、分離） 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（離子泵） 生物電 分泌等,.,能量的來源與去路,.,糖代謝,人體的糖儲(chǔ)備及其供能形式 糖原肌糖原與肝糖原 血糖神經(jīng)系統(tǒng)的能源，必須維持穩(wěn)定 糖的分解代謝 糖酵解：不需氧、產(chǎn)生乳酸，供能速率快、產(chǎn)生能量少（只為有氧氧化的5%） 有氧氧化；需氧、徹底分解，供能速率較慢、產(chǎn)生能量較多。,.,丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸,.,糖代謝的途徑

23、,糖原/葡萄糖,丙酮酸,乙酰CoA,草酰乙酸,檸 檬 酸,蘋 果 酸,-酮戊二酸,琥珀酸,乳酸,三羧酸循環(huán),無氧,有氧,Krebs cycle,The Krebs Cycle,凈生成：NADH=3 FADH=1,.,脂代謝,脂肪分解 脂肪分解為甘油和脂肪酸 脂肪酸氧化為乙酰CoA 乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化 脂肪合成與儲(chǔ)存 可以多種物質(zhì)為原料,呼吸鏈與ATP合成酶復(fù)合體及其氧化磷酸化示意圖。 1分子NADH + H+經(jīng)氧化磷酸化可生成3分子ATP， 1分子FADH經(jīng)氧化磷酸化可生成2分子ATP。,.,糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系,三種能源物質(zhì)氧化時(shí)的參數(shù),.,人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)與消耗

24、,骨骼肌收縮的直接能源ATP,ATP的儲(chǔ)量有限，需要 不斷補(bǔ)充，補(bǔ)充方式有： 1、CP+ADP ATP 2、糖酵解 3、糖和脂肪的有氧氧化,三個(gè)能量系統(tǒng)的特征,.,能量系統(tǒng)對(duì)極量運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn),運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)能源利用的影響,運(yùn)動(dòng)時(shí)間對(duì)能源利用的影響,氧虧與運(yùn)動(dòng)后過量氧耗,吸氧量隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加而增加,運(yùn)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性,肌肉運(yùn)動(dòng)的生理支持、調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng),肌肉,血液循環(huán),呼吸系統(tǒng),消化系統(tǒng),排泄系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng),內(nèi)分泌系統(tǒng),.,體液的組成,分細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液 細(xì)胞外液包括組織間液（血管外）和血漿（血管內(nèi)）,組織間液,血漿,細(xì)胞內(nèi)液,細(xì)胞外液,.,血液的組成,由血細(xì)胞和血漿組成 紅細(xì)胞占血細(xì)胞的絕大部分，此外

25、，還有白細(xì)胞和血小板 血漿以水為主，其中有許多化學(xué)物質(zhì)、抗體和激素等,白細(xì)胞和血小板,血漿,紅細(xì)胞,紅細(xì)胞壓積,血樣,42%,.,血液的功能,維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定：滲透壓、PH、T、水、電解質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等 運(yùn)輸作用：氧氣、養(yǎng)料、代謝廢物等 調(diào)節(jié)作用：激素、體溫等 防御和保護(hù)作用：白細(xì)胞、免疫物質(zhì)、止血和凝血等,.,滲透壓,滲透：水分子通過半透膜向溶液擴(kuò)散的現(xiàn)象。 滲透壓：溶液促使膜外水分子向內(nèi)滲透的力量。與溶質(zhì)分子的數(shù)目呈正比，而與其顆粒大小無關(guān)。 晶體滲透壓：由Na+、Ca+、Cl-、HCO3-等晶體物質(zhì)形成。 膠體滲透壓：由蛋白質(zhì)等膠體物質(zhì)形成。,.,血漿滲透壓,由晶體滲透壓和膠體滲透壓組

26、成 晶體滲透壓構(gòu)成血漿滲透壓的主體 膠體滲透壓只有25-30mmHg，但非常重要，因?yàn)槟z體物質(zhì)不能通過血管壁。對(duì)于維持血管內(nèi)外的水平衡意義重大。 等滲溶液：滲透壓與血漿相等的溶液，如0.9%NaCl、5%葡萄糖溶液等。 低滲溶液：滲透壓低于血漿 高滲溶液：滲透壓高于血漿,.,人體水平衡的維持,水的來源：食物、飲料、內(nèi)生水 水的排出：尿、汗、呼出氣、大便 維持水平衡的主要器官：腎臟 維持體內(nèi)水平衡的途徑: 血漿晶體滲透壓的改變 循環(huán)血量的改變,.,（1）血漿晶體滲透壓的改變?nèi)彼畷r(shí)血漿滲透壓下丘腦滲透壓感受器（+）垂體后葉（+）抗利尿激素水重吸收尿量 大量飲水血漿滲透壓下丘腦滲透壓感受器（-）垂體

27、后葉（-）抗利尿激素水重吸收尿量（水利尿）,.,（2）循環(huán)血量的改變,飲水量循環(huán)血量心房、胸腔大V容量感受器（+）抗利尿素尿量 飲水量循環(huán)血量心房、胸腔大V容量感受器（-）抗利尿素尿量,.,運(yùn)動(dòng)與水平衡,運(yùn)動(dòng)可引起脫水，應(yīng)盡量防止 輕微的水缺乏，即可明顯損害運(yùn)動(dòng)能力 應(yīng)注意運(yùn)動(dòng)前的充分水合，運(yùn)動(dòng)中科學(xué)補(bǔ)水（不要補(bǔ)純水） 無口渴感，也應(yīng)飲水 運(yùn)動(dòng)后的水合非常重要 補(bǔ)液量及鈉的攝入量應(yīng)超過汗液丟失量,.,血液的酸堿度,Normal:正常（7.35-7.45） pH = 7.4 Acidosis: 酸化（不得低于6.9） pH 7.4 Abnormal pH can disrupt normal b

28、ody function and affect performance pH值異常會(huì)導(dǎo)致生理功能紊亂，并影響運(yùn)動(dòng)能力,.,酸中毒和堿中毒 Acidosis and Alkalosis,.,血液酸堿緩沖對(duì),紅細(xì)胞內(nèi) KHCO3/H2CO3 K2HPO4/KH2PO4 Hb鉀鹽/Hb 碳酸氫鹽/碳酸緩沖系統(tǒng),紅細(xì)胞外（血漿） NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4 蛋白質(zhì)鈉鹽/蛋白質(zhì),CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-,.,血液成分的緩沖能力,緩沖液 緩沖能力（Slykes） 碳酸氫鹽 18.0 血紅蛋白 8.0 蛋白質(zhì) 1.7 磷酸鹽 0.3 合計(jì) 28.0,

29、人體能忍受的動(dòng)脈血和骨骼肌PH范圍 動(dòng)脈血 PH 6.97.5 骨骼肌 PH 6.637.10,.,堿儲(chǔ)備,血液中緩沖酸性物質(zhì)的主要成分是碳酸氫鈉，通常以每100毫升血漿的碳酸氫鈉的含量來表示堿儲(chǔ)備。 以每100ml血漿中碳酸能解離出的二氧化碳的毫升數(shù)來間接表示。50-70% 碳酸氫鈉/碳酸的比值為20：1 訓(xùn)練能提高堿儲(chǔ)備,.,酸堿平衡的維持,運(yùn)動(dòng)可引起酸堿平衡紊亂 由血液、呼吸、腎臟維持 血液酸堿緩沖對(duì)緩沖內(nèi)環(huán)境酸堿變化 呼吸排出二氧化碳 腎臟通過H+-Na+交換排酸保堿,.,運(yùn)動(dòng)時(shí)血液循環(huán)功能的變化,肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)心輸出量的變化 心臟活動(dòng)加強(qiáng)； 呼吸運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)和肌肉的節(jié)律性收縮使回心血量增加；

30、 容量血管收縮使靜脈回流增加。 肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)各器官血液量的變化 特點(diǎn)：參與運(yùn)動(dòng)肌肉和心臟的血流量增加； 不參與運(yùn)動(dòng)的肌肉和內(nèi)臟血流量下降； 皮膚血流，先減少，后增加。 意義：保證運(yùn)動(dòng)肌肉的血供；維持一定的血壓,血壓,搏出量,心輸出量,心率,動(dòng)-靜脈 氧差,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)血液循環(huán)系統(tǒng)的影響,血漿總量與紅細(xì)胞總量都增加，但前者增加更明顯，因此，單位血液中紅細(xì)胞的數(shù)量下降，粘滯性下降 竇性心動(dòng)徐緩 安靜和亞極量運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率下降 運(yùn)動(dòng)性心臟增大 力量訓(xùn)練：以心室壁增厚為主 耐力訓(xùn)練：以心腔增大為主 心泵功能儲(chǔ)備增加（極量運(yùn)動(dòng)時(shí)的CO顯著增加） A-VO2差增大 調(diào)節(jié)機(jī)能改善,Groups Capillari

31、es Muscle fibers Ratio Diffusion per mm2 per mm2 distance Well-trained Preexercise 640 440 1.5 20.1 Postexercise 611 414 1.6 20.3 Untrained Preexercise 600 557 1.1 20.3 Postexercise 599 576 1.0 20.5,有訓(xùn)練者肌纖維較粗，單位面積的肌纖維較少，毛細(xì)血管 與肌纖維的比率比未訓(xùn)練者高出近50%。 J Appl Physiol，1971，30：860-863,無運(yùn)動(dòng)習(xí)慣者與優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員心血管變量的比較,.

32、,測(cè)定心率和血壓在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的意義,（一）脈搏（心率） 動(dòng)脈血管壁隨心臟的收縮和舒張而發(fā)生的規(guī)律性搏動(dòng)， 1、基礎(chǔ)心率和安靜心率 可用于機(jī)能評(píng)定 2、評(píng)定心臟功能及身體機(jī)能狀況 3、控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 （二）血壓 1、清晨和安靜血壓應(yīng)穩(wěn)定 2、定量負(fù)荷前后的血壓反應(yīng)及恢復(fù)狀況可檢查心血管機(jī)能并區(qū)別其機(jī)能反應(yīng)類型 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)，可根據(jù)血壓變化了解心血管機(jī)能對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)情況。,.,Effect of Arterial PCO2 on Ventilation,.,Changes in PO2, PCO2, and VE in the Rest-to-Work Transition,Ventilatory

33、 Reponse to Exercise:Trained vs. Untrained,無運(yùn)動(dòng)習(xí)慣者與優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員呼吸與代謝變量的比較,.,運(yùn)動(dòng)中的呼吸紊亂,呼吸困難（dyspnea） 呼吸肌疲勞導(dǎo)致不能重新調(diào)整血PCO2和H+，恢復(fù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài) 過度通氣（hyperventilation） 顯著降低PCO2，但不增加PO2 運(yùn)動(dòng)前過度通氣，并不能提高運(yùn)動(dòng)能力，可能有害 Valsalva Maneuver 關(guān)閉聲門，用力呼氣，增加胸內(nèi)壓,.,身體成分、體重控制與膳食策略,.,關(guān)注的主要問題,體成分及其測(cè)量方法 能量平衡 體重與肥胖 營(yíng)養(yǎng)素平衡 膳食與行為策略 體成分與運(yùn)動(dòng)成績(jī),.,人體體成分,1

34、9世紀(jì)末、20世紀(jì)初，認(rèn)識(shí)到中性脂肪不結(jié)合水和電解質(zhì)，因此組織成分用無脂的成分為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算； 假設(shè)瘦體質(zhì)的組成恒定，通過分析其中一種組分的量就可以估計(jì)去脂體質(zhì)的多少。,右表為男性和女性 參考人全身各種組 分的含量,.,體成分測(cè)量方法介紹一：密度法,由稱量人體在空氣中和水下的重量，用肺余氣量（RV）和腸道中氣體的假定值調(diào)整而得出體密度（D）；可由肺活量（VC）來推算RV 成年男性：RV=0.24*VC；成年女性：RV=0.28*VC 青年男性：RV=0.198*VC；青年女性：RV=0.259*VC 成人的瘦體質(zhì)和脂肪密度分別為：1.100、0.900g/cm3； 脂肪%=（5.95/D-5.

35、40）*100% 脂肪%=（4.570/D-4.142）*100% 缺點(diǎn)：不適合年齡小的兒童和老年人，來自腸內(nèi)氣體的誤差。,.,體成分測(cè)量方法介紹二：稀釋法,測(cè)量體液量，方法多樣，如測(cè)量K、Na、Cl、H2O、細(xì)胞外液等。 用Evans藍(lán)燃料（T-1824）或131碘標(biāo)記的白蛋白來估計(jì)血漿量； 用于估計(jì)細(xì)胞外液的物質(zhì)有：菊糖、SCN-、Br-、82Br-、35SO42- 用2H、3H或18O稀釋法或酒精稀釋法測(cè)量總水,.,體成分測(cè)量方法介紹三：40K計(jì)數(shù),身體中含有天然同位素40K，其含量足以用低背景的閃爍計(jì)數(shù)儀檢測(cè)和定量。 40K的半衰期很長(zhǎng)（1.3109年），已知其豐度為0.012%，由此

36、可計(jì)算全身K含量。 假設(shè)FFM的K含量相當(dāng)穩(wěn)定，檢測(cè)體內(nèi)K含量之后即可計(jì)算FFM量。,.,體成分測(cè)量方法介紹四：代謝平衡,可以測(cè)量身體中許多元素的細(xì)微變化。 缺點(diǎn)：只測(cè)量體成分的改變，需要受試者密切配合，代謝病房費(fèi)用高，未測(cè)定皮膚丟失量，會(huì)造成一定誤差。,.,體成分測(cè)量方法介紹五：尿肌酐,尿肌酐可以反映肌肉組織的量 FFM與尿肌酐的相關(guān)性很好 根據(jù)動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，去脂骨骼肌平均占總?cè)ブw重的49% 當(dāng)給予素食時(shí)，肌肉質(zhì)量（MM）與排泄的尿肌酐（Cr）的關(guān)系是：MM（kg）=11.8Cr（g/d）+10.1,.,體成分測(cè)量方法介紹：其他方法,體格測(cè)量：BMI、皮皺厚度、腰圍 計(jì)算機(jī)控制的X線

37、斷層（CAT）掃描 生物電阻抗（BIA）：只有水和非脂肪組織可以導(dǎo)電，令很弱的高頻交流電（500uA，50kHz）通過身體。 全身電傳導(dǎo)（TOBEC） 核磁共振成像 雙能X線吸收：測(cè)量骨骼中礦物質(zhì)含量、總體和局部體脂及瘦體質(zhì)。,.,身體成分測(cè)定：皮脂厚度法,測(cè)量皮褶厚度估算皮下脂肪厚度，再計(jì)算身體密度、體脂%和瘦體重 測(cè)量點(diǎn)：右肩胛骨下角的下方；右上臂肩峰點(diǎn)至橈骨頭連線的中點(diǎn)肱三頭肌肌腹處，兩者相加為X（單位：mm），帶入回歸方程計(jì)算身體密度（D）,年齡 男性 女性 911歲 D=1.0879-0.00151X D=1.0794-0.00142X 1214歲 D=1.0868-0.00133X

38、 D=1.0888-0.00153X 1518歲 D=1.0977-0.00146X D=1.0931-0.00160X 成人 D=1.0913-0.00116X D=1.0897-0.00133X,.,能量平衡,貯存能量的改變=能量攝入-能量輸出 人體調(diào)控能量的機(jī)制在于改變自身機(jī)體組成 微小的能量收支失衡會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生累加,.,能量攝入,食物和飲料是能量攝入的唯一來源。 獲得食物能量含量的方法：查食物組成表或使用計(jì)算機(jī)軟件 例如：1個(gè)蘋果所含糖可提供523kJ能量， 1塊普通大小的糖所含脂肪與糖共提供1045kJ能量，額外攝取14630kJ就會(huì)貯存約435.6g的脂肪。,.,能量輸出,能量消耗

39、的三個(gè)部分： 基礎(chǔ)代謝（維持基本生命活動(dòng)） 有意識(shí)活動(dòng)（如運(yùn)動(dòng)、工作等） 食物的熱效應(yīng)（食物特殊動(dòng)力作用）,.,估計(jì)能量消耗總量的方法與步驟,用基礎(chǔ)代謝速度因子估計(jì)基礎(chǔ)代謝消耗， 男子為4.18kJ/kg.h，女子為3.76kJ/kg.h 身體運(yùn)動(dòng)的能量消耗可將基礎(chǔ)代謝乘以一個(gè)百分比來計(jì)算。,將上兩部分相 加即為能量消 耗總量,確定健康體重的簡(jiǎn)單方法：測(cè)量身高與體重查表 男子靠上限 女子靠下限 不包括衣服和鞋,體重與體胖,.,專家判定體重與體胖的三重標(biāo)準(zhǔn),體重指數(shù)（BMI，body mass index） BMI=體重（kg）/身高（m）2 BMI通常與身體肥胖狀況和患病危險(xiǎn)相關(guān) 腰圍：表明內(nèi)

40、臟脂肪和身體中總脂肪的相對(duì)比例 病歷：高血壓、II型糖尿病、高血脂、吸煙等,BMI值及患病危險(xiǎn)性,A，針對(duì)II型糖尿病、高血壓、心臟與血管疾病,B，前者針對(duì)腰圍小于102cm的男性或88cm的女性；后者針對(duì)腰圍 大于二值者,.,BMI的缺點(diǎn),對(duì)判斷肥胖很有價(jià)值，但對(duì)判斷不肥胖的人的脂肪狀況用處不大。 不能判斷脂肪量和脂肪所在的位置。 BMI值不能應(yīng)用于： 運(yùn)動(dòng)員 孕婦及哺乳期婦女 65歲以上的老人,.,界定理想體重標(biāo)準(zhǔn),正常機(jī)體組成的男、女性平均體脂占體重15%、20%。 理想體重=實(shí)際體重-（實(shí)測(cè)體脂%-標(biāo)準(zhǔn)體脂%）*實(shí)際體重 曼森等（1995年）提出： 女性：身高152.4cm，理想體重應(yīng)

41、為45.4Kg，身高每增加2.5cm，體重應(yīng)增加2.3Kg 男性：身高152.4cm，理想體重應(yīng)為48.1Kg，身高每增加2.5cm，體重應(yīng)增加2.7Kg,.,判定脂肪過量的標(biāo)準(zhǔn),男性：青年男子22%，中年以上25%； 女性：青年女子32%，中年以上35% 40歲為青年與中年的分界線。 首先應(yīng)弄清理想值的目的，不同的人有不同的標(biāo)準(zhǔn)。 沒有權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)。,.,發(fā)胖之迷,攝食的控制 饑餓與食欲 飽足感與飽腹感 遺傳與肥胖 人的行為是否可以引起肥胖,.,攝食的控制,進(jìn)食信號(hào)饑餓與食欲 饑餓是一種刺激性反應(yīng)，由化學(xué)信使（如神經(jīng)肽Y）觸發(fā)，能很快適應(yīng)進(jìn)食量； 食欲是后天習(xí)得的，受很多因素影響； 饑餓與食欲可以并存，也可以分離。 停止信號(hào)飽足感和飽腹感 受機(jī)械性和化學(xué)性刺激的影響 不同類型的食物維持飽滿感