13 身體素質(zhì)的生理學(xué)分析

1、第十三章 身體素質(zhì)的生理學(xué)分析內(nèi)容提要 本章主要闡述力量、速度、耐力、靈敏和柔韌等身體素質(zhì)的根本概念、生理學(xué)根底以及開(kāi)展各項(xiàng)素質(zhì)的訓(xùn)練方法等。 身體素質(zhì)是指人體在肌肉活動(dòng)中所表現(xiàn)出來(lái)的力量、速度、耐力、靈敏和柔韌等根本能力。第一節(jié) 力量素質(zhì)第二節(jié) 速度素質(zhì)第三節(jié) 耐力素質(zhì)第四節(jié) 靈敏與柔韌素質(zhì)第一節(jié) 力量素質(zhì)力量素質(zhì)指肌肉緊張或收縮時(shí)對(duì)抗阻力的能力。在許多運(yùn)開(kāi)工程中，力量是取得優(yōu)異成績(jī)的根底。力量素質(zhì)也是影響和制約其他素質(zhì)的重要因素。一、力量素質(zhì)的生理學(xué)根底一骨骼肌的特點(diǎn)二神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力一骨骼肌的特點(diǎn) 1.肌肉的生理橫斷面 2.肌纖維類(lèi)型 3.肌肉的初長(zhǎng)度 4.肌肉溫度 肌肉生理橫斷面對(duì)臂

2、部力量的影響臂部力量生理橫斷面CM2不同屈肘角度時(shí)，肱二頭肌對(duì)橈骨頭牽拉角度的效應(yīng)進(jìn)行不同練習(xí)后白鼠肌球蛋白含量的變化實(shí)驗(yàn)條件 ATP酶的活性 肌球蛋白含量/% （lg肌肉中產(chǎn)生無(wú)機(jī)磷mg數(shù)）未經(jīng)訓(xùn)練 19.17 4.90速度性訓(xùn)練 23.15 6.00力量性訓(xùn)練 27.68 6.88（據(jù)王步標(biāo)主編人體生理學(xué),1994年）二神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力1.運(yùn)動(dòng)中樞的機(jī)能狀態(tài) 2.肌肉工作的協(xié)調(diào)能力 肌肉力量的生理學(xué)因素絕對(duì)力量相對(duì)力量速度力量力量耐力肌肉橫截面積神經(jīng)肌肉功能肌肉內(nèi)協(xié)調(diào)肌纖維類(lèi)型白肌紅肌有氧代謝能力 二、力量的訓(xùn)練一力量訓(xùn)練的生理學(xué)原那么1.超負(fù)荷原那么 2.漸增阻力原那么- RM3.專(zhuān)門(mén)

3、性原那么 4.合理練習(xí)順序原那么-“訓(xùn)練順序模式5.系統(tǒng)性原那么 訓(xùn)練強(qiáng)度適當(dāng)范圍模式圖不同運(yùn)開(kāi)工程和專(zhuān)項(xiàng)對(duì)力量能力的要求比賽中決定成績(jī)的力量比重舉重鏈球鉛球鐵餅標(biāo)槍短跑跳躍劃船皮艇游泳滑冰自行車(chē)滑雪馬拉松不同訓(xùn)練頻率訓(xùn)練后肌肉力量的保持情況不同訓(xùn)練頻率訓(xùn)練后肌肉力量的保持情況主要肌群的練習(xí)次序說(shuō)明1、大腿和髖部 2、胸和上臂 3、背和大腿后面4、小腿和踝 5、戶(hù)帶和上臂后面 6、腹部 7、上臂前面 二力量訓(xùn)練的常用方法1.動(dòng)力性力量練習(xí)2.靜力性力量練習(xí) 3.等動(dòng)練習(xí) 三種練習(xí)時(shí)肌肉收縮區(qū)別不同的力量訓(xùn)練對(duì)力量增長(zhǎng)的效果組別8周練習(xí)后變化平均值總的工作能力最大力量等動(dòng)練習(xí)組（15人）動(dòng)力性組

4、（14人）靜力性組（13人）對(duì)照組（9人）+35.4%+27.5%+9.2%-9.4%+47.12%+28.7%+13.1%-6.0%三種常見(jiàn)的抗阻訓(xùn)練方案的比照評(píng)定指標(biāo)比較級(jí)別等動(dòng)練習(xí)等長(zhǎng)練習(xí)等張練習(xí)力量增加率耐力增加率整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍力量增加每次訓(xùn)練課時(shí)間訓(xùn)練設(shè)備的資金耗費(fèi)完成訓(xùn)練容易情況進(jìn)展評(píng)定容易情況對(duì)專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)適應(yīng)性減少肌肉疼痛可能性減少損傷可能性技術(shù)提高優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀良好差良好差優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀差差差優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀良好差良好良好差良好良好良好差良好差優(yōu)秀良好差差良好三力量訓(xùn)練要素1、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度2、練習(xí)次數(shù)和頻度3、運(yùn)動(dòng)量不同形式力量練習(xí)的參考運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)形式發(fā)展肌力最大負(fù)荷%起始負(fù)荷（RM

5、)調(diào)整負(fù)荷（RM)舉重等健美等健身等最大肌力最大肌力和爆發(fā)力肌肉耐力90100%7590%5075%135812-153581220-25依體院教材?運(yùn)動(dòng)生理學(xué)?，2002第二節(jié) 速度素質(zhì)速度素質(zhì)是指人體在最短時(shí)間內(nèi)完成某種運(yùn)動(dòng)的能力。按其在運(yùn)動(dòng)中的表現(xiàn)可以分為反響速度、動(dòng)作速度和周期性運(yùn)動(dòng)的位移速度三種形式。一、速度素質(zhì)的生理學(xué)根底一反響速度-指人體對(duì)刺激發(fā)生反 應(yīng)的快慢，如短跑時(shí)從聽(tīng)到槍響到起動(dòng)的時(shí)間。賽前狀態(tài)時(shí)各項(xiàng)運(yùn)發(fā)動(dòng)的潛伏期的變化ms)項(xiàng)目安靜時(shí)良好賽前狀態(tài)田徑擊劍射擊游泳300313313313243227211181不同專(zhuān)項(xiàng)運(yùn)發(fā)動(dòng)全身反響時(shí)的比較s運(yùn)動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)全身反應(yīng)時(shí)（s)撐桿跳跨

6、欄跳高鉛球跳水短泳長(zhǎng)泳0.2510.2570.2910.3080.2780.2950.361反響速度的生理學(xué)根底1.反響時(shí) 2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性與興奮性 3.條件反射的穩(wěn)固程度 二動(dòng)作速度-指完成單個(gè)動(dòng)作時(shí)間的長(zhǎng)短，如投擲運(yùn)發(fā)動(dòng)的器械出手速度。日本運(yùn)發(fā)動(dòng)全身反響時(shí)比較s運(yùn)動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)反應(yīng)時(shí)動(dòng)作時(shí)總時(shí)間短跑/（男）跳躍（男）中長(zhǎng)跑（男）馬拉松（男）排球（女）0.1780.1710.1980.2380.2030.1130.1150.1390.1560.1450.2890.2860.3370.3940.348動(dòng)作速度的生理學(xué)根底1.肌纖維類(lèi)型 2.肌肉力量 3.肌組織的興奮性 4.條件反射的穩(wěn)固程度

7、三位移速度-指人體通過(guò)一定距離的最短時(shí)間或單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離。以跑為例，周期性運(yùn)動(dòng)的位移速度主要取決于步長(zhǎng)和步頻及其協(xié)調(diào)關(guān)系步長(zhǎng)主要取決于肌力的大小、肢體的長(zhǎng)度以及髖關(guān)節(jié)的柔韌性。步頻主要取決于大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)中樞的靈活性和各中樞間的協(xié)調(diào)性以及快肌纖維的百分比及其肥大程度。影響步長(zhǎng)、步頻的主要生物學(xué)因素跑速步長(zhǎng)步頻協(xié)調(diào)性肌力腿長(zhǎng)柔韌性運(yùn)動(dòng)技能穩(wěn)固程度肌肉放松能力快肌及面積%神經(jīng)過(guò)程靈活性二、速度訓(xùn)練的生理學(xué)原理 提高速度素質(zhì)的關(guān)鍵在于改善和提高神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性、增進(jìn)磷酸原系統(tǒng)的供能能力以及肌肉力量與肌肉協(xié)調(diào)放松能力等。 速度訓(xùn)練的生理學(xué)原理一提高動(dòng)作速率的訓(xùn)練二開(kāi)展磷酸原系統(tǒng)供能的能力三提高肌肉

8、的放松能力四開(kāi)展腿部力量及關(guān)節(jié)的柔韌性第三節(jié) 耐力素質(zhì) 耐力是指人體長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行肌肉活動(dòng)的能力，也可以看作是抗疲勞的能力;包括有氧耐力和無(wú)氧耐力。一、有氧耐力 有氧耐力是指人體長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行有氧工作的能力。促進(jìn)耐力提高的生理因素耐力提高效率毅力VO2max運(yùn)動(dòng)中氧的供給量SV呼吸機(jī)能心輸出能力肌肉有氧代謝能力心容量心縮力HR耐力運(yùn)發(fā)動(dòng)和非耐力運(yùn)發(fā)動(dòng)心臟肥大的表現(xiàn)一有氧耐力的生理學(xué)根底1.氧運(yùn)輸系統(tǒng) 2.骨骼肌特點(diǎn) 3.神經(jīng)調(diào)節(jié)能力 4.能量供給特點(diǎn) 二有氧耐力的訓(xùn)練 有氧耐力訓(xùn)練對(duì)于人體功能的影響，主要取決于訓(xùn)練方法、工作強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間及訓(xùn)練頻數(shù)等。1.訓(xùn)練方法 在有氧耐力訓(xùn)練中，常采用強(qiáng)度較低、持

9、續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的持續(xù)訓(xùn)練或長(zhǎng)段落的間歇訓(xùn)練。對(duì)少年及訓(xùn)練水平低者，應(yīng)以勻速低強(qiáng)度的持續(xù)練習(xí)為主。兩類(lèi)訓(xùn)練方法示意圖訓(xùn)練方法間斷性練習(xí)持續(xù)性練習(xí)間竭訓(xùn)練重復(fù)訓(xùn)練變速訓(xùn)練勻速訓(xùn)練2.訓(xùn)練強(qiáng)度 用心率控制訓(xùn)練強(qiáng)度已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)實(shí)踐。1庫(kù)珀閾 該閾值由美國(guó)學(xué)者庫(kù)珀提出。開(kāi)展有氧耐力心率宜為150次min-1,并至少持續(xù)5min。2卡沃寧閾 該閾值有芬蘭學(xué)者卡沃寧提出強(qiáng)度閾HR=HRrest+HRmax-HRrest60%HRmax可用“220- 年齡計(jì)算3原西德學(xué)者克萊斯提出的耐力負(fù)荷適宜強(qiáng)度公式是： 強(qiáng)度閾HR=HRrest+HRmax-HRrest50%必須指出對(duì)年老體弱者，應(yīng)適當(dāng)將標(biāo)準(zhǔn)降低到100

10、-120次min-1。成人健身跑強(qiáng)度一般可用“170-年齡作為強(qiáng)度要求。中學(xué)生晨跑鍛煉的強(qiáng)度可控制在130-150次min-1。3.持續(xù)時(shí)間 每次練習(xí)的持續(xù)時(shí)間對(duì)訓(xùn)練效果有明顯的影響。研究說(shuō)明，每天以中等強(qiáng)度訓(xùn)練10-20min的效果不如以同樣強(qiáng)度訓(xùn)練30-60min。其機(jī)理可能與總能耗量有關(guān)。一般認(rèn)為耐力產(chǎn)生效果的限度時(shí)間是呼吸循環(huán)功能適應(yīng)運(yùn)動(dòng)的最低時(shí)間限度5min。時(shí)間低強(qiáng)度訓(xùn)練VO2xax%中強(qiáng)度訓(xùn)練VO2xax%大強(qiáng)度訓(xùn)練VO2xax%5min70809010min65758515min60708030min50607060min405060運(yùn)動(dòng)時(shí)間與強(qiáng)度的組合依王步標(biāo)?運(yùn)動(dòng)生理學(xué)?，

11、19944.訓(xùn)練頻數(shù) 伯杰指出，每周訓(xùn)練次數(shù)增加，耐力通常也得到提高。研究說(shuō)明，最大吸氧量的增進(jìn)與訓(xùn)練頻數(shù)有關(guān)。同量不同頻率的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)雙胞胎吸氧能力的影響0 1 2 3 4 5 6 7 8900800700600500400300200100最大吸氧量的增加量（ml)訓(xùn)練時(shí)間(周)80%的VO2max6分/日6日/周80%的VO2max6分6次1日/周二、無(wú)氧耐力及其訓(xùn)練無(wú)氧耐力指機(jī)體在氧供缺乏的情況下較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行肌肉活動(dòng)的能力。在長(zhǎng)時(shí)間缺氧情況下，體內(nèi)主要依靠糖無(wú)氧酵解提供能量。一無(wú)氧耐力的生理學(xué)根底1.肌肉無(wú)氧酵解供能的能力 2.緩沖乳酸的能力 3.機(jī)體對(duì)血液酸化的耐受力 4.肌糖原含量

12、 不同徑賽運(yùn)發(fā)動(dòng)肌纖維組成及酶的活性比較項(xiàng)目人數(shù)ST%乳酸脫氫酶活性（Eqgmin)磷酸化酶活性（Eqgmin)男短跑男中跑男長(zhǎng)跑女短跑女中跑2752724.051.969.427.460.01287868764135074415.38.48.120.012.6短長(zhǎng)距離跑及游泳運(yùn)發(fā)動(dòng)屏息前后肺泡氣CO2%的比較項(xiàng)目人數(shù)肺泡氣CO2%增加%安靜時(shí)屏息后短跑長(zhǎng)跑短泳長(zhǎng)泳710295.906.405.406.267.967.307.407.3335144017二無(wú)氧耐力的訓(xùn)練無(wú)氧耐力訓(xùn)練的最終目的是提高乳酸能系統(tǒng)的供能水平及機(jī)體對(duì)乳酸的耐受力。間歇訓(xùn)練是最常用的方法，其目的是要到達(dá)高乳酸水平。研究還

13、說(shuō)明，當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于90%VO2max、持續(xù)時(shí)間超過(guò)30s(一般在1-2min)、休息時(shí)間為運(yùn)動(dòng)時(shí)間的2-3倍時(shí)，對(duì)開(kāi)展乳酸能系統(tǒng)的效果最好。高原訓(xùn)練及無(wú)氧訓(xùn)練也有利于開(kāi)展無(wú)氧耐力。跑1min 休息4min的5次間歇快跑后血乳酸濃度變化第四節(jié) 靈敏與柔韌素質(zhì)一、靈敏素質(zhì)靈敏素質(zhì)是指人體迅速改變體位、轉(zhuǎn)換動(dòng)作和隨機(jī)應(yīng)變的能力。靈敏素質(zhì)是多種運(yùn)動(dòng)技能和身體素質(zhì)在運(yùn)動(dòng)中的綜合表現(xiàn)，是一種復(fù)雜的素質(zhì)。靈敏素質(zhì)特點(diǎn)是隨機(jī)應(yīng)變，能靈活地完成動(dòng)作，所以有些研究者稱(chēng)之為“能改變方向的速度。一靈敏素質(zhì)的生理學(xué)根底1.大腦皮質(zhì)神經(jīng)過(guò)程的靈活性和分析綜合能力2.掌握運(yùn)動(dòng)技能的數(shù)量及其穩(wěn)固程度3.大腦皮層的可塑性4.其他身體素質(zhì)水平5.靈敏素質(zhì)還受年齡、性別、體重和疲勞等因素的影響二開(kāi)展靈敏素質(zhì)的訓(xùn)練靈敏素質(zhì)的訓(xùn)練，實(shí)質(zhì)是對(duì)大腦皮層神經(jīng)過(guò)程靈活性及各器官敏感性的訓(xùn)練。運(yùn)發(fā)動(dòng)在多變的環(huán)境中進(jìn)行練習(xí)，以提高練習(xí)者的判斷分析、綜合功能和反響速度。二、柔韌素質(zhì) 柔韌是指運(yùn)動(dòng)時(shí)各關(guān)節(jié)活動(dòng)的幅度或活動(dòng)范圍。一柔韌素質(zhì)的生理學(xué)根底決定柔韌素質(zhì)的因素有三：關(guān)節(jié)的骨結(jié)構(gòu)；關(guān)節(jié)周?chē)M織體積的大??；跨關(guān)節(jié)的韌帶、肌腱、肌肉和皮膚的伸展性。二開(kāi)展柔韌素質(zhì)