運動生理學-環(huán)境與運動-課件

第十六章環(huán)境與運動

1PPT課件教學目標：一、了解人體體溫的正常值和體溫恒定的生理機制。二、掌握熱環(huán)境運動對人體的影響及熱習服。三、了解冷環(huán)境對人體運動的影響和水環(huán)境對人體運動的影響以及人對水環(huán)境的適應。四、掌握高原環(huán)境對人體的影響和高原適應的生理機制。五、了解生物節(jié)律及其機制和對運動訓練的影響。2PPT課件教學要點：一、人體體溫的正常值和體溫恒定的生理機制。二、熱、冷環(huán)境運動時的生理反應與適應和對人體運動的影響。三、水環(huán)境與運動。四、高原環(huán)境對人體的影響和高原適應。五、生物節(jié)律及其機制和對運動訓練的影響。3PPT課件第一節(jié)

冷熱環(huán)境與運動一、體溫的調節(jié)（一）機體的產熱與散熱1、產熱過程2、散熱過程經皮膚直接散熱的方式：①輻射；②傳導；③對流；④蒸發(fā)；蒸發(fā)散熱分兩種方式：①不感蒸發(fā)或不顯汗；②可感蒸發(fā)或濕汗。4PPT課件（二）體溫調節(jié)裝置

1、溫度感受器

2、體溫調節(jié)中樞5PPT課件體溫的神經調節(jié)即下丘腦體溫調節(jié)中樞的調節(jié)是通過體溫自身調節(jié)系統(tǒng)，即生物控制系統(tǒng)來完成的。下丘腦體溫調節(jié)中樞，包括調定點在內屬控制系統(tǒng)，它的傳達室出信息控制著產熱器官（如肝、骨骼?。┮约吧釞C構（如皮膚血管、汗腺）等受控系統(tǒng)的活動，使受控對象—機體深部溫度維持一個穩(wěn)定的水平。而輸出變量體溫總是會受到內、外環(huán)境因素的干擾（如機體運動或外環(huán)境氣候因素的變化等），此時則通過溫度檢測器—皮膚及深部溫度感受器將干擾信息反饋于調定點，經過體溫調節(jié)中樞的整合，再調整受控系統(tǒng)的活動，建立起當時條件下的體熱平衡。6PPT課件二、熱環(huán)境與運動能力

（一）熱應激與適應熱應激的生理反應1.心血管反應:經皮膚血流量增加，肌肉血流量減少2.發(fā)汗增加3.尿量變化：減少4.內分泌激素對應激反應5.代謝變化6.耐力下降7PPT課件(二)熱服習

概念：在高溫與熱輻射的長期反復作用下，人體在一定范圍內逐漸產生對這種特殊環(huán)境的適應.熱服習的表現：1.出汗閾值下降、出汗率增加、排汗能力增強

2.腎臟和汗腺對Na+重吸收增加

3.心功能改善，每搏輸出量增加

8PPT課件（三）熱病及其預防熱?。好撍?、熱痙攣、熱衰竭和中暑

1、脫水脫水影響：引起排汗率、血漿量、心輸出量、最大攝氧量、工作能力、肌肉力量和肝糖原含量等下降。輕度脫水：脫水量占體重2%左右中度脫水：脫水量占體重4%左右重度脫水：脫水量占體重6-10%9PPT課件2、熱痙攣

脫水和無機鹽的丟失以及體液水平和電解質濃度不平衡導致肌肉痙攣、出汗多和疲勞，但體溫尚正常。

3、熱衰竭

循環(huán)系統(tǒng)的調節(jié)機能障礙和大量出汗導致細胞外液，尤其是血漿量減少。血液儲留在擴張的體表血管中，使中心血量及心輸出量顯著下降。表現為虛弱、脈搏加快、直立時血壓低、頭痛和頭暈等，出汗可能稍減少，體溫會有升高10PPT課件4、中暑

出汗停止，皮膚干燥而發(fā)燙，體溫升高至4l.5oC以上，脈搏、呼吸加快，虛脫、意識喪失，甚至會導致死亡。

熱病的預防預防熱環(huán)境訓練時熱病的發(fā)生，合理補液和預防過度脫水最為重要。在運動前后通過監(jiān)測體重大致了解失水量進行補液，每減少l公斤體重表示脫水450ml，或在運動前20分鐘喝400-600ml的冷水；在運動中少量多次的補液，每隔15-30分鐘補液100-300ml，每小時的總補液量以不大于800ml為宜；在運動后的補液也應以少量多次為原則，并適當補鹽。11PPT課件三、冷環(huán)境與運動

（一)通常機體受到外界低溫刺激時，可發(fā)生三個階段的生理反應變化：

1、興奮增強期表現為寒顫。

2、興奮減弱期表現為肌肉僵直，代謝減弱。

3、完全麻痹期表現為昏睡。12PPT課件（二）冷環(huán)境對人體運動的影響

1、在寒冷環(huán)境下運動，人體有以下幾方面的表現：低溫可使肌肉僵硬，粘滯性增大。容易造成運動損傷。

2、暴露的部位有時還會造成凍傷。

3、低溫降低可興奮組織的興奮性和酶的活性；

4、低溫降低氧的運輸能力，增加氧耗；（三）冷環(huán)境的適應

1、代謝型服習：高基礎代謝。

2、絕熱型服習：體表血管收縮，皮下脂肪增厚。

3、習慣性冬眠型服習：低體溫。13PPT課件第二節(jié)水環(huán)境與運動

一、水環(huán)境與運動能力（1）在水環(huán)境中運動對呼吸功能的影響：水的密度和壓力比空氣大，對呼吸肌有較好的鍛煉效果；水中呼吸頻率受動作節(jié)奏的限制，有利于提高通氣效率，如肺泡通氣量、最大攝氧量等；（2）人在水環(huán)境中運動對循環(huán)功能也有良好影響：游泳時肌緊張強度低，水平體位降低了心臟工作的負擔，加上水波的拍擊等，改善了循環(huán)。（3）水中運動能量消耗大：一方面與水的導熱性大有關，另一方面水中運動機械效率低。（4）在水環(huán)境中運動，運動技能的掌握比陸地上要求要高。14PPT課件二、對水環(huán)境的適應（1）經常在水環(huán)境中運動，將對人體產熱、散熱的調節(jié)能力有良好影響；（2）人在水環(huán)境中運動也有急性的適應過程。大致有四個階段（白、紅、顫、紫）：

1）皮膚血管收縮、皮膚發(fā)白、散熱減少、產熱加強；

2）皮膚血管反射性舒張、血液流向皮膚，皮膚發(fā)紅，有溫暖感覺；

3）身體散熱增多，會發(fā)生寒戰(zhàn)，以加強產熱過程；

4）若繼續(xù)停留，引起小動脈收縮，小靜脈擴張，血液滯留皮下靜脈中而使皮膚和嘴唇青紫。15PPT課件第三節(jié)高原環(huán)境與運動

一、高原應激高原是一種低氣壓、低氧、高寒和高紫外線輻射的特殊環(huán)境，對人體的生理活動會產生一系列特殊的應激刺激作用，其中低氧刺激對人體的影響最為明顯。16PPT課件(一)最大攝氧量當海拔高度升到約15OO米時，最大攝氧量開始下降。開始階段每升高300米，最大攝氧量下降約3%，在更高的高度下降的速率更快，如在珠穆朗瑪峰高度時，最大攝氧量降低大約70%，估計可低至15毫升/公斤.分。由于最大攝氧量的下降，使運動能力明顯下降。高原環(huán)境對運動能力的影響，因海拔高度及運動項目不同而有所差異。17PPT課件(二)肺通氣量

在高原缺氧時，同時存在通氣加快和減慢的相互對抗的兩種調節(jié)機制。

(三)心血管反應到達高原初期，心率和心輸出量增加，而每搏輸出量沒有變化。在高原期間，動脈血壓明顯增加與去甲腎上腺素水平增加有關。

(四)高原反應癥初到高原，機體因缺氧而產生一系列生理反應，會出現頭痛和呼吸困難等所謂急性高山病。18PPT課件二、高原服習高原服習：人體在高原地區(qū)停留一定時期，機體對低氧環(huán)境會產生迅速的調節(jié)反應，提高對缺氧的耐受能力。高原適應：人體對高原環(huán)境的長期服習過程。調節(jié)機制包括：①肺通氣量的增加和體內酸堿平衡的調節(jié)；②血紅蛋白和紅細胞生成增加以及局部循環(huán)和細胞代謝的變化。19PPT課件高原低氧急性和長期的調節(jié)20PPT課件缺氧訓練的機制21PPT課件三、高原訓練的生理學適應

(一)呼吸系統(tǒng)呼吸頻率加快、肺通氣量加大。最大攝氧量下降。有氧能力在海拔15OO米以上高度才發(fā)生明顯改變。每升高1000米，最大攝氧量則以10%的比例下降。因此，4000米高度的有氧能力相當于平原的70%左右，在6248米時，大約是50%。22PPT課件(二)血液系統(tǒng)1．血紅蛋白和紅細胞運動員到高原后Hb和紅細胞增加。2.促紅細胞生成素高原缺氧有促使體內EPO增長的作用。3.血液流變學指標長期訓練的運動員，安靜時RBC滲透脆性、血液粘度、紅細胞電泳時間和血沉比一般人有明顯下降，紅細胞濾過率和紅細胞變形能力比一般人明顯增加。4.紅細胞變形能力5.血乳酸變化23PPT課件海拔2000米的高度，當運動強度與平原相同時，缺氧的程度明顯加大，血乳酸變化有以下特點：①以相同強度做大強度運動時，高原的血乳酸值明顯高于平原；②高原訓練適應以后，以相同強度運動時，與初到高原相比血乳酸濃度下降，血乳酸-速度曲線右移；③高原訓練能明顯提高乳酸閾強度；④在4000米以上高原訓練時，由于強度偏低，血乳酸值顯著下降。24PPT課件(三)心血管系統(tǒng)

長期高原應激引起副交感神經調節(jié)增強的影響。高原居住的居民其血壓略高于平原居民。

(四)骨骼肌

1.骨骼肌的毛細血管和酶活性↑2.肌紅蛋白濃度↑3.體重和體成分↓4.肌肉緩沖能力↑25PPT課件(五)免疫系統(tǒng)

(六)內分泌系統(tǒng)

1.兒茶酚胺缺氧結合運動訓練，可使運動員尿內兒茶酚胺排出量明顯增高。

2.血清睪酮和皮質醇高原訓練會使運動員血清睪酮降低。26PPT課件四、高原訓練的要素

(一)適宜海拔高度最佳高度應為2000-2500米

(二)適宜訓練強度

原則：①根據運動員訓練水平的高低來定。水平高的強度可大些，反之強度則適當減少；②根據比賽的強度而定，要安排部分接近比賽強度的訓練；③將高原訓練的強度和下高原后的強度銜接起來，下高原后的平原強度要比高原強度高；④要根據機體對高原環(huán)境的適應階段來安排訓練強度。27PPT課件(三)訓練持續(xù)時間

最適宜的持續(xù)時間應為4-6周

(四)出現最佳訓練效果的時間

長跑和馬拉松項目的最佳比賽時間為下高原后4-5天；中長距離項目為10-14天；短距離項目為20-26天。我國游泳項目則多采取回到平原5-6周時參加比賽，以保證下山后能有較多的時間加強速度和力量訓練。高原訓練的效果，下山后可保持3-5周的時間。而有的資料認為可保持45-50天。28PPT課件(五)訓練效果評價

對高原訓練效果的認識還不完全一致。高原適應提高了血液運載氧的能力。但長時間的高原應激對生理機能會出現一些負面的影響，例如體重下降、最大心率減少及每搏輸出量減少，最大心輸出量的減少將抵消來自血液載氧能力增加的受益。此外，在高原時是不可能以平原上的大強度訓練，這就使得高原絕對訓練的強度下降，上述種種因素可能會使運動員在平原時的競技狀態(tài)受到影響。29PPT課件(六)訓練方法與手段

1.高住低練法高住低練法是讓運動員在較高的高度上(2500米)居住，而在較低的高度(1300米)訓練。2.間歇性低氧訓練法

采用呼吸氣體發(fā)生器(氧分壓有氧訓練器)吸入低于正常氧分壓的氣體，造成體內適度缺氧，從而導致一系列有利于提高有氧代謝能力的抗缺氧生理適應，以達到高原訓練的目的。3.模擬高原訓練法

30PPT課件第四節(jié)大氣環(huán)境與運動

一、大氣環(huán)境與健康（一）大氣環(huán)境與大氣污染（二）大氣環(huán)境與健康大氣環(huán)境污染對人體健康的影響的主要特點是：（1）環(huán)境污染的涉及面廣，易感性差異較大；（2）低計量、長時間的作用；（3）多途徑進入人體；（4）多種因素同時存在。

31PPT課件二、大氣環(huán)境對運動能力的影響

Waynl等研究人員在洛杉磯對21個運動隊從1959-1964的6年期間的中學生越野賽的成績與以前的成績進行了比較，發(fā)現在比賽前1個小時的氧化劑濃度為0.10mg/m3～0.6g/m3與成績降低的運動員的百分比之間的關系呈正相關，其相關系數分兩段時間統(tǒng)計，認為大氣中的氧化劑直接影響了學生在競賽時對氧氣的利用或造成了呼吸不適。32PPT課件小知識：運動中的微小氣候1、氣候：某一地區(qū)的天氣特征。2、微小氣候：指在人們活動的一定范圍內，由于周圍建筑物、樹林等因素作用所形成的與其局部范圍外不同的氣象條件，它主要由氣溫、氣濕、氣流和輻射組成。33PPT課件氣溫——影響體溫調節(jié)和新陳代謝。氣溫低：代謝增強，散熱減少氣溫高：代謝減弱，散熱增加人體對氣溫的耐受力：120oC可逗留10min

體溫最低值為35oC

適宜氣溫：輕體力——21oC

安靜時——28oC

一般體育活動——15oC

大運動量運動——10oC34PPT課件氣濕——影響水份蒸發(fā)。

絕對濕度：1m3空氣中所含水蒸氣重量（克）

最大濕度（飽和濕度）：在一定氣溫下，1m3空氣能含有的最大度水蒸氣量

相對濕度：絕對濕度/最大濕度×100%

（相對濕度越大，水分越難蒸發(fā)）

濕度過大：高溫時阻礙蒸發(fā)散熱，低溫時增加體熱散失；易形成霧，促進霉菌、細菌繁殖。

濕度過低：皮膚、粘膜干燥，抵抗力降低，易發(fā)生呼吸道疾病。

適宜濕度：一般情況下為40~60%;氣溫高于25oC時以30%為宜;運動時為20~30%.35PPT課件氣流——影響人體散熱，改變運動時的阻力。

風速安靜時：0.5m/s為宜

運動時：3m/s為宜輻射——太陽輻射：不同色彩的光線對人的情緒影響不同。紫外線（生物射線）能殺菌、增加VD（使皮膚7-脫氫膽固醇變成VD）、曬黑、增強機體免疫力、紅斑作用。過量會致皮炎、皮膚癌、頭痛、體溫升高等。

其他輻射：