11章有氧和無氧運動能力

1、第十一章 有氧、 無氧運動能力 第一節(jié) 運動時和運動后的氧動力學(xué) 第二節(jié) 有氧運動能力第二節(jié) 無氧運動能力第一節(jié) 運動時和運動后的氧動力學(xué) 一、需氧量與吸氧量 需氧量（O2 reqirment ）是指單位時間內(nèi)所需的氧量。 安靜時約氧250ml/min(毫升/分) 運動時需氧量隨運動強度而變化，并受運動持續(xù)時間的影響。運動時隨著運動強度的增大，每分需氧量也相應(yīng)增加。運動強度及持續(xù)時間與需氧量的關(guān)系 運動項目強 度(米/秒)持續(xù)時間需氧量/分（升）總需氧量（升）短 跑9.810”-20”407-14中 跑8.9-6.81-48.5-2519-50長 跑6.3-5.88-294.5-6.550-1

2、50馬拉松52小時2-3.5500概念：人體單位時間內(nèi)（通常以1min計）從肺泡中獲取的氧量或全身各組織器官從毛細(xì)血管中抽取的氧量稱為吸氧量（oxygen intake ,VO2）或每分吸氧量。 安靜時：200-300毫升/分。運動時：隨著運動強度的增加，每分需氧量成比例增加，攝氧量能否滿足需氧量，取決于運動項目的特點。在持續(xù)時間短且強度大的運動中以及低強度運動的開始階段，攝氧量均不能滿足需氧量而出現(xiàn)氧的虧欠。 吸氧量二、氧虧和運動后過量氧耗 氧虧 氧虧是指運動時的需氧量與實際吸氧量之差。運動后過量氧耗 運動后過量氧耗（EPOC），是指運動后恢復(fù)期內(nèi)處于較高代謝水平的機體，恢復(fù)到安靜水平所消耗

3、的氧量。過量氧耗的主要原因：1.體溫升高 體溫升高lC時，體內(nèi)的代謝率可增加13%。2.血液中兒茶酚胺處于較高水平 如去甲腎上腺素促進(jìn)細(xì)胞膜上的Na、K泵活動加強，因而消耗一定的氧。3.磷酸肌酸的再合成 在運動后恢復(fù)期CP的再合成需要消耗一定氧。4.肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+的升高5.甲狀腺素和腎上腺皮質(zhì)激素處于較高水平 三、依運動時氧需與氧供關(guān)系對運動能力進(jìn)行分類 根據(jù)運動時需氧量與實際的供氧關(guān)系，可以將人體運動能力分為有氧運動能力和無氧運動能力。 后者又可以細(xì)分為不需氧的ATP-PCr系統(tǒng)的能力和糖無氧酵解的能力。 一、有氧運動能力的生理學(xué)基礎(chǔ)（一）骨骼肌纖維類型的百分配布（二）代謝功能（三）心肺功

4、能（四）神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控（五）激素的作用 第二節(jié) 有氧運動能力二、最大攝氧量 最大吸氧量是指人體在嚴(yán)格定量控制的運動器械上，進(jìn)行全身大肌肉的遞增運動負(fù)荷的力竭運動中，當(dāng)人體的氧運輸系統(tǒng)的供氧能力和肌肉的用氧能力達(dá)到本人的最高水平時，人體每單位時間所能攝取的氧量。 評定人體有氧工作能力的重要指標(biāo)之一男子絕對值： 相對值：50-55ml/kg/min 女子絕對值： 相對值：40-45ml/kg/min(二)最大攝氧量的測定方法 1直接測定法 通常在實驗室條件下，讓受試者在一定的運動器械上進(jìn)行逐級遞增負(fù)荷運動實驗測定其攝氧量。判定標(biāo)準(zhǔn)：心率達(dá)180次/分(兒少達(dá)200次/分)呼吸商(RQ)達(dá)到或接近l

5、.15 攝氧量隨運動強度增加而出現(xiàn)平臺或下降 受試者已發(fā)揮最大力量并無力保持規(guī)定的負(fù)荷即達(dá)精疲力竭 最大攝氧量的采集2.間接推算法 臺階高度 男子：40厘米 女子：33厘米登臺階的頻率次分總時間是5分鐘記錄負(fù)荷后第一個10秒的心率。 （三）決定最大吸氧量的機制1中央機制（心肺功能）2外周機制（運動肌肉利用氧的能力）氧脈搏動靜脈氧差（四）影響最大吸氧量的因素(1)遺傳因素 遺傳度為93.5% (2)年齡、性別因素 (3)訓(xùn)練(4)停訓(xùn)1.氧運輸系統(tǒng)對VO2max的影響空氣呼吸道肺泡肺毛細(xì)血管肺靜脈左心動脈肺動脈毛細(xì)血管右心靜脈組織細(xì)胞O2CO2O2CO2外呼吸氣體運輸內(nèi)呼吸2.肌組織利用氧能力對

6、VO2max的影響肌組織從血液攝取氧的能力肌肉組織利用氧的能力 慢肌纖維具有豐富的毛細(xì)血管分布，肌纖維中的線粒體數(shù)量多、體積大且氧化酶活性高，肌紅蛋白含量也較高。 有利于增加慢肌纖維的攝氧能力。 不同項目運動員慢肌纖維百分比和VO2max3.其他因素對VO2max的影響 (1)遺傳因素 (2)年齡、性別因素 最大攝氧量的年齡、性別變化 (3)訓(xùn)練因素 不同運動項目運動員的VO2max比較左圖女子 右圖男子(四)VO2max與有氧耐力的關(guān)系 及在運動實踐中的意義1.作為評定心肺功能和有氧工作能力的客觀指標(biāo) 800米游泳成績與VO2 max相關(guān)系數(shù)為；5000米跑成績與VO2 max相關(guān)系數(shù)為。

7、2.作為選材的生理指標(biāo) 3.作為制定運動強度的依據(jù) （五）最大吸氧量的應(yīng)用1、評價耐力運動成績2、確定運動強度(六）最大吸氧量平臺最大吸氧量平臺是指人體在最大吸氧量峰值水平能維持的運動時間。判斷標(biāo)準(zhǔn)：從受試者達(dá)到最大吸氧量峰值起繼續(xù)運動（強度不變），直至最大吸氧量水平降低15%時為止的時間。（三）無氧閾（anaerobic thereshoud,AT） 它反映了機體內(nèi)的代謝方式由有氧代謝為主過渡到無氧代謝為主的臨界點或轉(zhuǎn)折點。 概念： 無氧閾是指人體在遞增負(fù)荷的運動過程中，人體的供能全部由有氧代謝供能而轉(zhuǎn)入由有氧代謝和無氧代謝共同供能的轉(zhuǎn)折點（亦稱拐點）。 無氧閾根據(jù)測定方法可分為乳酸無氧閾和

8、通氣無氧閾。兩者的意義相同。 “個體乳酸閾”： 個體在漸增負(fù)荷中的乳酸拐點波動范圍：意義：更能客觀和準(zhǔn)確地反映機體有氧工作能力的高低。 (二)乳酸閾的測定方法 1.乳酸閾測定 受試者在漸增負(fù)荷運動試驗中，連續(xù)采集每一級運動負(fù)荷時的血樣(一般用耳垂或指尖末梢血)測得其血乳酸值。以運動負(fù)荷時做功量(W)或運動強度為橫坐標(biāo)，血乳酸濃度為縱坐標(biāo)作圖，將乳酸急劇增加的拐點對應(yīng)的血乳酸濃度確定為乳酸閾。 遞增強度負(fù)荷運動時血乳酸的測定 需氧量、強度、吸氧量、乳酸閾之間的關(guān)系 不同運動能力運動員遞增強度運動時乳酸閾變化圖中可見，五名體育愛好者的乳酸閾拐點偏左，而三名準(zhǔn)職業(yè)運動員的乳酸閾拐點偏向右。表明隨強度

9、的增加有訓(xùn)練運動員的乳酸高峰出現(xiàn)較晚，有氧能力較強。乳酸閾和最大吸氧量的關(guān)系乳酸閾和最大攝氧量都可以用以評定人體的最大有氧能力。最大攝氧量反映了人體在運動時所攝取的最大氧量。乳酸閾則反映了遞增負(fù)荷運動時剛引起乳酸堆積時所需要的最大攝氧量利用率。兩者反映的是不同的生理機制，前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代謝。通過系統(tǒng)訓(xùn)練能夠提高最大吸氧量的可能性較小，它主要受遺傳因素的制約。乳酸閾受遺傳因素的制約較少，其可訓(xùn)練性較大，訓(xùn)練可大幅度提高運動員的無氧閾。以最大吸氧量來評定人體的最大有氧能力是有限的，乳酸閾的提高作為評定人體有氧能力在實踐中的意義將更大。2.通氣閾測定 在漸增負(fù)荷運動中，將

10、肺通氣量變化的拐點稱為“通氣閾” 呼出氣的采集(三)無氧閾的應(yīng)用 1.評定耐力水平的指標(biāo)VO2max和LT是評價有氧能力或耐力水平的重要指標(biāo)。前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代謝水平。系統(tǒng)訓(xùn)練對VO2max提高較小，它受遺傳因素的影響較大。系統(tǒng)訓(xùn)練對LT提高較大。顯然，乳酸閾值的提高是評定人體有氧能力增進(jìn)更有意義的指標(biāo)。 2.作為發(fā)展耐力的訓(xùn)練強度 四、促進(jìn)有氧能力的訓(xùn)練 （一）持續(xù)訓(xùn)練法（慢長距離跑）（二）乳酸閾訓(xùn)練法（高強度持續(xù)運動）（三）間歇訓(xùn)練法（四）高原訓(xùn)練法 (一)持續(xù)訓(xùn)練法 概念：指強度較低、持續(xù)時間較長且不間歇地進(jìn)行訓(xùn)練的方法，主要用于提高心肺功能和發(fā)展有氧代謝能力。

11、 練習(xí)時間：5分鐘20-30分鐘以上。 良好影響：能提高大腦皮層神經(jīng)過程的均衡性和機能穩(wěn)定性，改善參與運動的有關(guān)中樞間的協(xié)調(diào)關(guān)系，并能提高心肺功能及VO2max，引起慢肌纖維出現(xiàn)選擇性肥大，肌紅蛋白也有所增加。 (二)乳酸閾強度訓(xùn)練法 一般無訓(xùn)練者，常以其50%VO2max的運動強度進(jìn)行較長時間的運動，而血乳酸幾乎不增加或略有上升。運動員可達(dá)到60%-70%VO2max強度，而優(yōu)秀的耐力專項運動員(馬拉松、滑雪)可以85%VO2max強度進(jìn)行長時間運動。運動員隨訓(xùn)練水平的提高，有氧能力的百分利用率明顯提高。在具體應(yīng)用乳酸閾指導(dǎo)訓(xùn)練時，常采用乳酸閾心率來控制運動強度。 (三)間歇訓(xùn)練法 指在兩次

12、練習(xí)之間有適當(dāng)?shù)拈g歇，并在間歇期進(jìn)行強度較低的練習(xí)，而不是完全休息。要求：練習(xí)的距離、強度及每次練習(xí)的間歇時間有嚴(yán)格的規(guī)定 特點：1.完成的總工作量大 2.對心肺機能的影響大 第三節(jié) 無氧運動能力 概念：指運動中人體通過無氧代謝途徑提供能量進(jìn)行運動的能力 包括：ATP-CP分解供能(非乳酸能)糖無氧酵解供能(乳酸能) 一、力量爆發(fā)型運動（一）力量爆發(fā)型運動的生理基礎(chǔ)1骨骼肌纖維中ATP-PCr的貯量 力量爆發(fā)型運動訓(xùn)練，不僅使肌纖維中ATP和PCr 貯量增加，同時肌酸激酶（CK）活性也增高，可以更快的催化PCr 水解，使ADP更迅速地再合成ATP。2骨骼肌肌纖維類型的百分配布快肌纖維中ATP和

13、PCr的貯量多于慢肌，快肌纖維中的CK活性也高于慢肌纖維。3代謝基礎(chǔ)力量爆發(fā)型運動時的能量供應(yīng)，是依靠肌肉中的ATP水解，釋放能量，同時生成ADP，再由PCr水解，釋放出能量使ADP再合成ATP。4大腦皮層運動區(qū)的功能力量爆發(fā)型運動是由大腦皮層運動區(qū)指令發(fā)動的，所以皮層運動區(qū)的同步募集更多有關(guān)快運動單位同步收縮，產(chǎn)生最大力量。5心肺功能（二）力量爆發(fā)型（ATP-PCr系統(tǒng)的測評）1.瑪伽莉亞(Margaria)和 卡爾曼(Kalaman)跨登臺階測驗?，敿永麃喤軜翘?或跨登臺階)試驗法 瑪加利亞-卡爾曼跑樓梯動力試驗法 計算方法：無氧功率評分標(biāo)準(zhǔn) 2.黎惠氏縱跳摸高測驗黎惠氏縱跳摸高測驗是一種

14、極為簡裝的測評人體ATP-PCr系統(tǒng)能力的方法。 P=無氧功率W=體重H=縱跳高度方法簡便易行，但精確性較差。（二）糖無氧酵解系統(tǒng)能力的測評 （一）糖無氧酵解系統(tǒng)（乳酸系統(tǒng)）運動能力的生理基礎(chǔ)1.肌纖維類型的百分組成2.代謝類型3.心肺功能4神經(jīng)系統(tǒng)的動員募集和對H+的耐受性5交感-腎上腺系統(tǒng)的快反應(yīng)應(yīng)急激素 (二)糖無氧酵解系統(tǒng)能力的測評 測定糖酵解代謝能力,一般是通過3090s的最大能力持續(xù)運動實驗來完成?；驹u價標(biāo)準(zhǔn)是：做功的功量越大，運動前后血乳酸的增值越大，是糖酵解代謝供能能力越強的標(biāo)志。1.溫蓋特(Wingate)無氧試驗 實驗過程： (1)測定受試者身高、體重、肺活量及皮脂厚度。

15、 (2)讓受試者以千克/凈千克體重負(fù)荷，以最快速度全力蹬車30秒，同時記錄蹬踏圈數(shù)和心率，并將每5秒的蹬車數(shù)代入下面公式，單位是瓦特(Watt)。 其他型號的功率自行車則采用：最大無氧功率(第一個5秒)=5秒最大蹬車圈數(shù)*前車輪周長*阻力*。能量來源于ATP及CP的分解 平均無氧功率：將6個5秒鐘車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)相加除以6。其能量來源于ATP、CP及無氧糖酵解。 試驗中可以獲得受試者的：（1）最大功量。全力蹬踏過程中的最大做功峰值。（2）平均功量。測試過程中所有做功的平均值。（3）疲勞%。測試過程中最大功量-最低功量值/最大功量的百分比。2魁北克（Quebec）90s 蹬車測驗從測試中獲得受試者：

16、（1）最大功量。全力蹬踏過程中的最大做功峰值，以W或Wkg-1表示。(2)90s平均功量。90s測試中所有做功的平均值。（3）疲勞指數(shù)（疲勞%）疲勞。3. 運動中血乳酸濃度乳酸是糖原無氧酵解的產(chǎn)物，血乳酸濃度增高又能保持運動能力不降低，被認(rèn)為是無氧運動高的表現(xiàn)。三、促進(jìn)無氧能力的訓(xùn)練（一）改善ATP-PCr系統(tǒng)的訓(xùn)練 諸如投擲、舉重、短跑（100m ）等，主要需要ATP-PCr系統(tǒng)以供競賽所需的整體能量。因此最適用的訓(xùn)練是能通過ATP-PCr系統(tǒng)產(chǎn)生最大量ATP的訓(xùn)練計劃。（二）改善乳酸能系統(tǒng)的訓(xùn)練 超過大約10s 以上的最大運動用力，對糖酵解系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量依賴也就越來越大。為可改善這一能量

17、系統(tǒng)，運動員必須通過短期、高強度用力使“系統(tǒng)”超負(fù)荷。間歇訓(xùn)練既可以用于發(fā)展有氧能力，也可用于發(fā)展無氧能力，關(guān)鍵是在運動（工作）期和休息期和運動期的工作強度等5個因素的安排。(二)恒定負(fù)荷試驗 受試者在相應(yīng)的運動器械上維持恒定功率負(fù)荷的運動，直至不能維持為止?！盁o氧跑速試驗”:即要求受試者在20%坡度的跑步機上以約13km/h的速度跑步，以受試者能夠維持運動的時間長短來判定無氧做功能力。無氧做功能力與400米跑成績有較好的相關(guān)性。 (三)無氧能力的生理學(xué)檢測 最大氧虧積累和最大血乳酸水平 三、提高無氧工作能力的訓(xùn)練 (一)發(fā)展ATP-CP供能能力的訓(xùn)練方法：采用無氧低乳酸的訓(xùn)練 原則： 最大速度或最大練習(xí)時間不超過10秒； 休息間歇不能短于30秒，以60秒或90秒的效果更好； 成組練習(xí)后，組間的練習(xí)不能短于3-4分鐘，因為ATP、CP的恢復(fù)至少需要3-4分鐘。 (二)提高糖酵解供能系統(tǒng)的訓(xùn)練 1.最大乳酸訓(xùn)練 練習(xí)強度和密度要大，間歇時間要短。練習(xí)時間一般應(yīng)大于30秒，以1-2分鐘為宜。