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文檔簡介
——湯長發(fā)高級運動生理學
----理論及應用有氧運動與無氧運動訓練及評價第四講目錄第一部分概述第一節(jié)需氧量與攝氧量第二節(jié)氧虧與運動后的過量氧耗第二部分有氧運動第一節(jié)有氧運動的能量來源第二節(jié)有氧運動能力的生理基礎第三節(jié)有氧運動能力的測評第三部分無氧運動第一節(jié)無氧運動的能量來源第二節(jié)無氧運動能力的生理基礎第三節(jié)無氧運動能力的測定與評價
氧的攝取和利用是人體賴以生存的必要條件之一。進行體育運動時,除維持人體生命活動所需的氧量外,還需依其活動強度和持續(xù)時間而需要更多的氧供應。根據(jù)運動時需氧與實際的供養(yǎng)關系,可以將人體的運動能力分為有氧運動能力和無氧運動能力。后者又可以細分為不需氧的ATP-PCr系統(tǒng)的能力和糖無氧酵解的能力。第一節(jié)需氧量與攝氧量
一、需氧量與攝氧量
需氧量(O2requirement)是指單位時間內所需的氧量。
成年人靜息時約250ml/min(毫升/分)。兒童>成年人(兒童的代謝水平比成年人高)老年人<成年人(老年人代謝水平的降低)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,每分需氧量也相應增加。----需氧量與攝氧量運動強度及持續(xù)時間與需氧量的關系
——需氧量和運動后的過量氧耗概念:人體單位時間內(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血管中抽取的氧量稱為攝氧量(oxygenintake,VO2)或每分攝氧量。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,攝氧量不能滿足需氧量而出現(xiàn)氧的虧欠。攝氧量第二節(jié)氧虧和運動后過量氧耗1、氧虧氧虧是指運動時的需氧量與實際吸氧量之差。2、運動后過量氧耗
運動后過量氧耗(EPOC)是指運動后恢復期內處于較高代謝水平的機體,恢復到安靜水平所消耗的氧量。過量氧耗的主要原因:運動后過量氧耗(EPOC)恢復CP清除乳酸血紅蛋白、肌紅蛋白的氧飽和度體溫升高某些激素(如兒茶酚胺等)心率升高、呼吸頻率加快影響運動后過量氧耗的因素示意圖有氧運動第二部分有氧運動第一節(jié)有氧運動的能量來源第二節(jié)有氧運動能力的生理基礎第三節(jié)有氧運動能力的測評第一節(jié)
有氧運動的能量來源有氧運動
人體有氧運動能量來源主要是以糖、脂肪、蛋白質為原料的有氧氧化,其主要場所是在線粒體。這里以糖的有氧氧化為例,闡述能量產(chǎn)生過程?!醒踹\動的能量來源——有氧運動的能量來源
糖的有氧氧化過程的三階段:第一階段第二階段第三階段第三階段:第三階段:第三階段:第三階段:第三階段:第三階段:第三階段:第三階段:第二節(jié)
有氧運動能力的生理學基礎有氧運動肌纖維類型的百分比組成及其骨骼肌的代謝特征中樞機制外周機制機制心肺功能一、影響有氧運動能力的機制氧的運輸系統(tǒng)功能肌肉利用氧的能力神經(jīng)調節(jié)能力能量供應特點生理基礎二、有氧運動能力的生理基礎——有氧運動能力的生理基礎(一)氧運輸系統(tǒng)的功能
氧運輸系統(tǒng)的功能水平及其貯備能力是有氧運動能力的重要生理基礎。
肺的通氣與換氣機能影響人的吸氧能力。運動時提高和掌握有效的呼吸方法,增強呼吸機能,從而提高自身有氧運動能力??諝夂粑婪闻莘蚊氀芊戊o脈左心動脈肺動脈毛細血管右心靜脈組織細胞O2CO2O2CO2外呼吸氣體運輸內呼吸——氧運輸系統(tǒng)的功能
同時,心臟的泵血功能與有氧運動能力密切相關。心輸出量受每搏輸出量和心率的制約,在一定范圍內,心輸出量隨每搏輸出量和心率的增加而增大。運動訓練使心臟的形態(tài)與機能出現(xiàn)適應性變化,主要表現(xiàn)為左心室內腔擴張,心容積增大,安靜時心率減慢,每搏輸出量增加等。而每搏輸出量決定于心肌收縮力量和心室腔容積的大小。
紅細胞的數(shù)量也是影響有氧運動能力的因素之一。血液中紅細胞所含的血紅蛋白具有攜帶氧進行運輸?shù)臋C能。若運動員血紅蛋白含量下降10%,就會引起運動成績下降?!踹\輸系統(tǒng)的功能肌組織利用氧的能力主要與肌纖維類型及其代謝特點有關。骨骼肌中慢肌纖維(ST)的百分組成高者其有氧運動能力相對較高。如果優(yōu)秀的耐力運動員慢肌纖維百分比高,肌紅蛋白、線粒體和氧化酶活性高、毛細血管數(shù)量增加,則有氧運動能力較強。(二)骨骼肌的特征——有氧運動能力的生理基礎有氧運動能力受大腦皮層神經(jīng)過程的穩(wěn)定性以及中樞之間的協(xié)調性的影響。神經(jīng)系統(tǒng)特別是大腦皮層在運動感覺區(qū)對不斷傳入的本體感覺沖動、化學變化的傳入沖動的耐受性和穩(wěn)定性是有氧運動能力的又一個重要條件。從相關的神經(jīng)學研究論述中,大腦皮層細胞是比較容易產(chǎn)生疲勞的場所。(三)神經(jīng)調節(jié)能力——有氧運動能力的生理基礎
神經(jīng)系統(tǒng)高級部分對身體各器官系統(tǒng)功能的調節(jié)、調整和整合,實現(xiàn)移緩濟急,如血液的重新分配、皮膚血管的適時擴張以利散熱、保持體溫穩(wěn)態(tài)、抑制腸胃的運動和分泌等,都對保持和提高有氧運動能力是有利的。
長期的耐力訓練可以改善神經(jīng)的調節(jié)能力,節(jié)省能量消耗,保持較長時間的肌肉活動。——神經(jīng)調節(jié)能力耐力性項目運動強度小,持續(xù)時間長,主要以有氧供能為主。糖和脂肪在有氧的條件下,能保持長時間供能,這也是影響有氧運動能力的重要因素之一。長期進行有氧耐力訓練可以提高肌肉中供能物質的儲存、肌肉有氧氧化的效
率以及脂肪供能能力。(四)能力供應特點——有氧運動能力的生理基礎在運動中提高自由脂肪酸(FFA)的氧化供能能力,節(jié)約肌糖原的消耗,是有氧運動能力的堅實基礎。增加自由脂肪酸的動員和利用以節(jié)約肌糖原的同時,增加肌糖原的貯量對有氧運動能力也有重大作用。戈爾尼克研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過20周每周4天的有氧訓練,人體骨骼肌中肌糖原的貯量增加了2.5倍?!芰攸c三、影響有氧運動能力的代謝性因素三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物濃度蘋果酸-天冬氨酸穿梭線粒體的代謝功能蘋果酸-天冬氨酸穿梭:指胞液中的NADH在蘋果酸脫氫酶的作用下,使草酰乙酸還原為蘋果酸,后者可以通過線粒體內膜上的載體進入線粒體,又在線粒體內蘋果脫氫酶的作用下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH進入呼吸鏈生成3分子ATP。線粒體內生成的草酰乙酸經(jīng)谷草轉氨酶作用生成天冬氨酸,后者方能通過線粒體內膜上的載體運出線粒體,再轉變?yōu)椴蒗R宜?,以繼續(xù)穿梭作用。第三節(jié)有氧運動能力測評最大攝氧量最大攝氧量平臺無氧閾心率無氧率(一)最大攝氧量的定義、表示方法及正常值
定義:指人體在嚴格定量控制的運動器械上,進行全身大肌肉的遞增運動負荷的力竭運動中,當人體的氧運輸系統(tǒng)的供氧能力和肌肉的用氧能力達到本人的最高水平時,人體每單位時間所能攝取的氧量。也稱為最大吸氧量或最大耗氧量(VO2max)。——有氧運動能力的評定一、最大攝氧量最大攝氧量是評定人體有氧工作能力的重要指標之一。其表示方法分為:絕對值和相對值。絕對值:表示機體在單位時間(1分鐘)內所能攝取的最大氧量——不適合青年學生相對值:每分鐘每千克體重的最大攝氧量(ml·kg-1·min-1)男大學生:絕對值:3.0-3.5L/min
相對值:50-55ml/kg/min女大學生:絕對值:2.0-2.5L/min
相對值:40-45ml/kg/min——最大攝氧量(二)決定最大攝氧量的機制最大攝氧量受心臟泵血功能和肌肉利用氧的能力兩個方面因素的制約。前者稱之為最大攝氧量的中央機制,后者稱之為最大攝氧量的外周機制。——最大攝氧量決定最大攝氧量的中央機制和外周機制示意圖1、中央機制最大攝氧量的中央機制是指心臟的泵血功能,包括左心室的最大心輸出量及體循環(huán)中血管運輸氧的諸多環(huán)節(jié)。心臟泵血功能強弱的指標是運動時心臟的最大心輸出量的大小,而最大心輸出量則是最高心率與最大搏出量的乘積?!獩Q定最大攝氧量的機制
故制約最大攝氧量中央機制的關鍵因素是機體在逐級遞增負荷至力竭時的最高心率和最大搏出量。2、外周機制肌肉的攝氧能力:
肌纖維類型影響肌肉的攝氧能力,慢肌纖維有豐富的毛細血管分布,線粒體數(shù)目多、體積大,氧化酶的活性高,慢肌纖維肌紅蛋白含量也比較高,有利于增加肌纖維的攝氧能力。所以慢肌纖維百分組成高的機體,其有氧工作能力強?!獩Q定最大攝氧量的機制肌肉的供血量既與心泵功能有關,也與血液的重新分配有關。訓練可使心血管系統(tǒng)的調節(jié)功能得到改進,有利于運動時肌肉獲得更多的血液供應,從而使最大攝氧量得以提高。此外,循環(huán)血量和血紅蛋白總量與氧的運載量密切相關,所以也與最大攝氧量的值密切相關。——決定最大攝氧量的機制供給肌肉的血量:(三)影響最大攝氧量的因素1、遺
傳——最大攝氧量20世紀70年代以來,通過對最大攝氧量遺傳度的研究,多數(shù)學者認為最大攝氧量的遺傳度在80%以上。Klissouras的雙生子實驗,發(fā)現(xiàn)其遺傳度為93.4%。單卵雙生子對內差異甚小,雙卵雙生子差異較大?!绊懽畲髷z氧量的因素2、年齡與性別研究表明:最大攝氧量在青少兒時期隨年齡的增長而增加。在青春發(fā)育期前,男女最大攝氧量的差異較小,13歲之后差異逐漸顯著。30歲以后最大攝氧量隨年齡的增長而開始遞減?!绊懽畲髷z氧量的因素——影響最大攝氧量的因素最大攝氧量的年齡、性別變化從事不同項目的運動員,其最大攝氧量有明顯的項目特征。越野滑雪、長跑等耐力性項目的運動員,其最大攝氧量明顯高于短跑、舉重等非耐力項目的運動員。3、訓練——影響最大攝氧量的因素不同項目運動員慢肌纖維百分比和VO2max圖一圖二
不同運動項目運動員的
VO2max比較左圖女子右圖男子訓練獲得的最大攝氧量的增進,如果停訓或者臥床休息,心泵功能增進和肌肉利用氧的能力都可消退。顯示出訓練對最大攝氧量效應的可逆性。——影響最大攝氧量的因素1、評價有氧耐力耐力運動項目,如長距離跑、競走、越野、自行車和長距離游泳等屬于有氧耐力項目,其耐力運動成績與最大攝氧量之間呈正相關。(四)最大攝氧量的應用——最大攝氧量距離100m400m1000m3000m越野跑4.2km人數(shù)n=11n=9n=14n=11n=8最大攝氧量0.350.510.470.480.77爆發(fā)力0.550.610.590.420.28無氧閾0.500.860.900.890.71最大攝氧量、爆發(fā)力、無氧閾與跑步成績的相關2、確定運動強度在各種實驗研究、訓練水平評定和運動處方的制定中,常用最大攝氧量百分比(%)作為運動強度或定量負荷的指標?!畲髷z氧量的應用耐力性項目運動員的心肺功能高低是決定耐力成績的關鍵。耐力項目的選材通常要求心肺發(fā)育良好,心容量大,脈搏徐緩有力。最大攝氧量的高低標志著人體有氧運動能力的潛力?!畲髷z氧量的應用3、運動選材的指標(五)最大攝氧量的測定方法——最大攝氧量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行逐級遞增負荷運動實驗測定其攝氧量。測試儀器(1)電動跑臺(2)功率自行車(3)氣體分析器(4)臺階最大攝氧量的采集判定標準:①心率達180次/分(兒少達200次/分)②呼吸商(RQ)達到或接近l.15
③攝氧量隨運動強度增加而出現(xiàn)平臺或下降④受試者已發(fā)揮最大力量并無力保持規(guī)定的負荷即達精疲力竭跑臺遞增負荷跑步實驗法被認為是測量最大攝氧量的黃金標準?!畲髷z氧量的測定方法
不同運動方式測定最大攝氧量值比較
運動形式最大攝氧量(%)上坡跑(>3%)100水平跑95~100功率自行車(60轉/min)92~96仰臥蹬車82~85手臂轉動曲柄65~75臺階試驗97——最大攝氧量的測定方法2、間接測定法——最大攝氧量的測定方法目前國內外最常用的方法有:Astrand-Ryhming列線圖法①臺階試驗②自行車功量計試驗12分鐘跑其他臺階高度男子:40厘米女子:33厘米登臺階的頻率為22.5次/分總時間是5分鐘記錄負荷后第一個10秒的心率。臺階試驗俄亥俄(Ohio)臺階試驗:適用于男性。測試方法:負荷練習可分為三個階段。(1)第一階段上下臺階的頻率為每分鐘24步,每組運動30秒、休息20秒,在休息階段測第5~15秒的脈搏,共重復6組;——最大攝氧量的測定方法12分鐘跑Vo2max(ml/kg·min)=35.97×距離(里)-11.29(2)第二、三階段上下臺階的頻率分別為每分鐘30步、36步,運動方式和測定脈搏的方法同第一階段;在運動過程中只要心率達到25次10秒,就可停止實驗,并記下完成運動的組數(shù)。Vo2max(ml/kg·min)=(1.69975×運動組數(shù))-(0.137544)+47.12525——最大攝氧量的測定方法
奎因(Quin)臺階試驗適用于女性。1、測定方法(1)以每分鐘22次的頻率上下臺階3分鐘;(2)測定運動結束后第5~20秒鐘的脈搏。2、推測方法把15秒的脈搏數(shù)轉換為每分鐘的脈搏數(shù),然后代入下列公式:Vo2max(ml/kg·min)=65.81-(0.1847×脈搏(次/min))——最大攝氧量的測定方法定義:指人體在最大攝氧量峰值水平能維持的運動時間。判定標準:從受試者達到最大攝氧量峰值起繼續(xù)運動(強度不變)直至最大攝氧量水平降低15%時為止的時間,以秒為計時單位。二、最大攝氧量平臺——最大攝氧量——最大攝氧量平臺運動員類別最大攝氧量最大攝氧量/s/(ml·min-1)/(ml·kg-1·min-1)男子優(yōu)秀中長跑運動員4.370±3473.2±5.5116±6.1男子一般中長跑運動員3.825±54.767.2±5.599±7.0女子優(yōu)秀中長跑運動員3.347±17762.4±7.0133±43女子一般中長跑運動員2.838±42.864.8±4.2136±17優(yōu)秀男子摔跤運動員4.026±66453.0±7.884±7.6優(yōu)秀男子網(wǎng)球運動員4.088±26158.2±5.788±7.8優(yōu)秀女子羽毛球運動員3.022±23448.4±2.877±4.8我國中長跑運動員的最大攝氧量和最大攝氧量平臺值最大攝氧量平臺與3000米跑的相關系數(shù)很高,但與最大攝氧量之間的相關并不高。對大學生組的研究也表明,最大攝氧量平臺與1000米、800米、12分鐘跑等項目的成績顯著相關,與最大攝氧量無明顯相關。
提示,最大攝氧量平臺是另一個反映有氧運動能力的重要指標?!畲髷z氧量平臺三、無氧閾(anaerobicthereshoud,AT)
——有氧運動能力概念:無氧閾是指人體在遞增負荷的運動過程中,人體的供能全部由有氧代謝供能而轉入由有氧代謝和無氧代謝共同供能的轉折點(亦稱拐點)。它是在亞極量負荷運動時肌肉組織由于缺氧而產(chǎn)生了乳酸的基礎上建立起來的。無氧閾根據(jù)測定方法可分為乳酸閾和通氣閾,兩者的意義相同。無氧閾的表示方法最常用的是最大攝氧量百分比。一般來說,健康青年人的無氧閾值大約為50%-60%最大攝氧量,優(yōu)秀耐力運動員的無氧閾值可達70%-80%最大攝氧量。——無氧閾(一)乳酸閾
定義:在遞增負荷運動中,運動強度較小時,血乳酸濃度與安靜值接近,隨運動強度的增加,乳酸濃度逐漸增加,當運動強度超過某一負荷時乳酸濃度急劇上升的開始點稱為乳酸閾(LT)。也有學者將其稱為“個體乳酸閾”。——無氧閾“個體乳酸閾”
——個體在漸增負荷中的乳酸拐點波動范圍:1.4-7.5mmol/L意義:更能客觀和準確地反映機體有氧工作能力的高低——無氧閾以運動負荷時做功量(W)或運動強度為橫坐標,血乳酸濃度為縱坐標作圖,將乳酸急劇增加的拐點對應的血乳酸濃度確定為乳酸閾。乳酸閾測定
受試者在漸增負荷運動試驗中,連續(xù)采集每一級運動負荷時的血樣(一般用耳垂或指尖末梢血)測得其血乳酸值?!獰o氧閾遞增強度負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,而三名準職業(yè)運動員的乳酸閾拐點偏右。表明隨強度的增加有訓練運動員的乳酸高峰出現(xiàn)較晚,有氧能力較強。乳酸閾和最大攝氧量的關系
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。——無氧閾通過系統(tǒng)訓練能夠提高最大攝氧量的可能性較小,它主要受遺傳因素的制約。乳酸閾受遺傳因素的制約較少,其可訓練性較大,訓練可大幅度提高運動員的無氧閾。以最大攝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?!獰o氧閾在漸增負荷運動中,將肺通氣量變化的拐點稱為通氣閾(VT)。通氣閾是判斷乳酸閾的一種非損傷性的方法,一般多采用肺通氣量急劇上升的開始點來確認?!獰o氧閾(二)通氣閾通
氣
閾
測
定
在各負荷時測定攝氧量、通氣量和二氧化碳的產(chǎn)生量。呼出氣的采集(三)心率無氧率定義:指受試者在由小強度開始運動逐漸加大強度的過程中,心率和運動強度的變化呈線性增加,當強度增加都一定水平后,隨著強度的增加,心率的增加出現(xiàn)非線性變化,呈現(xiàn)平臺趨勢,此時將心率開始呈非線性增長的點稱為心率閾?!獰o氧閾有研究表明,在正常情況下心率閾與乳酸閾呈高度正相關,Graisl把心率法和乳酸法相比較,發(fā)現(xiàn)其相關系數(shù)高達0.98.——無氧閾(四)無氧閾的應用評定耐力水平的指標
目前,大多數(shù)運動生理研究者認為,無氧閾要比最大攝氧量更能反映人體的有氧工作能力。①最大攝氧量是在極量運動時測得的,而耐力性運動性項目都屬于亞極量運動。極量強度與亞極量強度運動時的生理調節(jié)機制是不同的?!獰o氧閾
②無氧閾與肌纖維的類型、線粒體的數(shù)目和密度、線粒體酶的活性等外周代謝因素的關系更加密切。與最大攝氧量的中央機制相比,它不受遺傳的影響。
③優(yōu)秀耐力運動員多年訓練后,最大攝氧量可能并無明顯增進,而無氧閾值則明顯提高,并與耐力運動成績的提高相關?!獰o氧閾作為發(fā)展耐力的訓練強度
制定康復健身運動處方——無氧閾訓練最大攝氧量最大乳酸能力最大非乳酸能力100米成績400米成績高于無氧閾強度的訓練+11.42+13.10+11.42+1.63+4.63無氧閾強度的訓練+0.36+2.62+2.07+2.07+8.18高于無氧閾強度與無氧閾強度的訓練效果四、提高有氧運動能力的訓練促進有氧運動能力的訓練方法
持續(xù)訓練
乳酸閾強度訓練法
間歇訓練
高原訓練與低氧訓練促進有氧運動能力的訓練強度持續(xù)訓練法概念:指強度較低、持續(xù)時間較長且不間歇地進行訓練的方法,主要用于提高心肺功能和發(fā)展有氧代謝能力。練習時間: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中樞間的協(xié)調關系,并提高心肺功能及VO2max,引起慢肌纖維出現(xiàn)選擇性肥大,肌紅蛋白也有所增加。——促進有氧運動能力的訓練方法持續(xù)訓練法
——促進有氧運動能力的訓練方法訓練強度與最大攝氧量增進率關系乳酸閾強度訓練法
一般無訓練者,常以其50%VO2max的運動強度進行較長時間的運動,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強度進行長時間運動。運動員隨訓練水平的提高,有氧能力的百分利用率明顯提高。在具體應用乳酸閾指導訓練時,常采用乳酸閾心率來控制運動強度?!龠M有氧運動能力的訓練方法定義:指在一次練習之后按照嚴格規(guī)定的間歇時間用積極性休息的方法進行休息,在運動員機體未完全恢復的情況下,就進行下一次練習的方法。要求:練習的距離、強度及每次練習的間歇時間有嚴格的規(guī)定種類:短距離間歇訓練—快跑50m/100m等、中距離間歇訓練—500-1000m、長距離間歇訓練—1000-2000m。——促進有氧運動能力的訓練方法間歇訓練法
高原訓練時人體在高原低壓、低氧環(huán)境下訓練,通過高原缺氧和運動雙重刺激,使運動員產(chǎn)生強烈的應激反應,以調動人體內的供能潛力,從而產(chǎn)生一系列有利于提高運動能力的抗缺氧生理反應。——促進有氧運動能力的訓練方法高原訓練低氧訓練是一種在高原訓練的研究和應用基礎上發(fā)展起來的,利用人工低氧環(huán)境進行訓練的方法。這種訓練方法既能彌補傳統(tǒng)高原訓練的不足,又能提高有氧運動能力。但由于低氧持續(xù)刺激時間較短,對機體心肺功能刺激和功能狀態(tài)的改善方面不如高原訓練明顯,尤其是在提高血液運氧及肌肉利用氧能力等方面與傳統(tǒng)高原訓練相比尚有一定差距?!龠M有氧運動能力的訓練方法低氧訓練
在生理學上,人們通常使用最大攝氧量、心率和血乳酸作為衡量和評價運動員訓練強度的指標,并把運動強度劃分為中等以下強度、中等強度和高等強度(或極限強度)。運用何種訓練強度提高運動員耐力水平一直具有較大的爭議?!龠M有氧運動能力的訓練強度訓練強度我國學者陳小平(2007)指出,在耐力訓練上,運動訓練界存在兩種截然不同的觀點:一種是強調運用有氧-無氧閾強度的訓練模式;一種是強調避開有氧-無氧閾區(qū)域,大部分訓練強度集中在低強度區(qū)域,同時,少部分訓練集中在無氧閾值以上的訓練?!龠M有氧運動能力的訓練強度夏基(Sharkey)提出以有氧訓練帶(即有氧閾與無氧閾的強度范圍)的強度進行運動,能夠改善有氧運動能力?!龠M有氧運動能力的訓練強度近年來不斷有學者提出臨界功率作為有氧耐力訓練的指標。臨界功率被定為功與時間線性關系的斜率,即肌肉維持長時間運動不疲勞時,功與時間所能達到的最大比率。臨界功率在生理上表示的是一種閾強度,高于乳酸閾值時的功率,同時又低于最大攝氧量時的運動強度,表示的是介于兩者之間的一種運動強度?!龠M有氧運動能力的訓練強度以臨界功率水平運動,耗氧量將處于一種穩(wěn)定狀態(tài),而在臨界功率水平以上訓練,其耗氧量將迅速達到最大值。臨界功率可以作為極限運動和高強度運動的有氧訓練指標,也可作為這一運動強度范圍的下限?!龠M有氧運動能力的訓練強度第三部分無氧運動第一節(jié)無氧運動的能量來源第二節(jié)無氧運動的生理基礎第三節(jié)無氧運動能力的測定與評價無氧運動的能量來源無氧運動第一節(jié)
無氧運動是指肌肉在“缺氧”的狀態(tài)下高速劇烈的運動。無氧運動大部分是負荷強度高、瞬間性強的運動,所以很難持續(xù)長時間,而且疲勞消除的時間也慢。對增加肌肉的耐力和速度方面的提高貢獻很大。無氧運動的能量來源,主要來自于ATP,ATP是肌肉收縮的快速能源物質,也是肌肉收縮的唯一直接能量來源。無氧ATP-PCr系統(tǒng)無氧糖酵解系統(tǒng)無氧運動供能系統(tǒng)目前,提供無氧運動所需能量的無氧能量代謝系統(tǒng)可分為三大系統(tǒng):肌細胞內ATP系統(tǒng)2-3s10-12s30-180s在高強度的無氧運動時,肌細胞內ATP會立即分解而產(chǎn)生ADP和Pi,以提供運動肌所需的能量,但此過程只能維持2-3s。一、肌細胞內ATP系統(tǒng)2-3s短時間高強度運動,需ADP再磷酸化合成ATP,此時,磷酸肌酸(CP)在磷酸肌酸酶的催化下,快速與ADP反應再合成,以快速提供運動肌直接的能量,但此過程也只能維持10-12s。二、無氧ATP-PCr系統(tǒng)10-12sCP+ADP→ATP+C限制ATP-PCr系統(tǒng)供能能力的代謝因素磷酸肌酸的耗竭肌細胞內H+濃度的升高第一階段:引發(fā)階段第二階段:裂解階段第三階段:氧化還原生成乳酸三、無氧糖酵解系統(tǒng)三階段:30-180s持續(xù)時間在30-180s以下的高強度運動,主要靠無氧糖酵解系統(tǒng)供能,以葡萄糖和肝糖作為能量來源。糖酵解代謝途徑:1、葡萄糖磷酸化9、烯醇化10、再次底物水平磷酸化8、變位反應7、底物水平磷酸化6、甘油醛氧化5、磷酸丙糖異構化4、果糖-1,6二磷酸裂解3、再次磷酸化2、磷酸已糖異構化糖酵解10步酶促反應前五步為準備階段,此階段中,葡萄糖通過磷酸化分解成三碳糖,每分解一個已糖分子消耗2分子ATP。后五步反應為產(chǎn)生ATP的貯能階段。此階段磷酸三碳糖變成丙酮酸,每分子的三碳糖產(chǎn)生2分子的ATP。無氧運動能力的生理基礎無氧運動能力
第二節(jié)概念:人體無氧運動能力是指人體肌肉在無氧供能代謝狀態(tài)下的身體工作能力。包括:ATP-CP分解供能(非乳酸能)糖無氧酵解供能(乳酸能)——無氧運動能力的生理基礎(一)力量爆發(fā)型運動能力(ATP-CP分解
供能系統(tǒng))的生理學基礎
1.骨骼肌纖維中ATP-PCr的貯量力量爆發(fā)型運動訓練,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PCr的貯量多于慢肌,快肌纖維中的CK活性也高于慢肌纖維。——無氧運動能力的生理基礎3.代謝基礎
力量爆發(fā)型運動時的能量供應,是依靠肌肉中的ATP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快運動單位同步收縮,產(chǎn)生最大力量。。——無氧運動能力的生理基礎(二)糖無氧酵解系統(tǒng)(速度耐力)運動能
力的生理學基礎1.肌纖維類型的百分組成快肌纖維百分組成占優(yōu)勢的人,這類運動能力強。2.代謝類型超過總供能的50%以上,是糖無氧酵解供能,因此,糖酵解酶活性和肌糖原儲量是該運動能力的重要生理學基礎。3.心肺功能良好的心肺功能有助于提高機體的緩沖能力,對糖酵解無氧能力有益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)的快反應應急激素無氧運動能力的測定與評價無氧運動能力第三節(jié)目前檢測和評價無氧運動能力的方法很多,如:肌肉活檢直接測定人體骨骼肌中ATP-CP和肌乳酸含量跑樓梯測量非乳酸性無氧運動能力腳踏車/手搖測功器測定最高無氧能力值、無氧能力、平均無氧能力和動力遞減率在測試無氧能力的研究中,通常都是以持續(xù)時間在2min以內的最大全力運動為測試方法,大致可分為3種。短時間無氧運動能力中時間無氧運動能力長時間無氧運動能力10s左右30s120s無氧運動能力的測定與評價非乳酸運動能力的測定糖酵解運動能力的測定測定方法無氧功率血乳酸測定指標非乳酸運動能力的測定測試儀器:計時表、體重計、皮尺測試方法:稱量受試者體重,受試者站在離樓梯6米處,聽到發(fā)令后,以最快的速度跑向高度約1米的樓梯,精度為1%秒的電子秒表開關分別放在第三級和第九級臺階上,當腳踏在第三級臺階時,秒表啟動,踏在第九級臺階時,秒表關閉,記錄秒表啟動至終止的時間。重復上述過程3-5次,其中最快的一次為正式成績。1、馬格利亞階梯實驗計算方法:P=(W×D)/TP=功率,W=體重,T=運動時間D=兩點距離間的垂直距離(P值越大,非乳酸功能能力越好)測試儀器:自行車功率計、采血裝置、超微量血乳酸測定儀測試方法:測定安靜時血乳酸;受試者在自行車功率計作2-3分鐘準備活動后,受試者在自行車功率計以100轉/min、600W額定負荷最大用力運動15秒,記錄在15秒期間完成的總功(TWP);運動后6分鐘取血測定血乳酸,計算血乳酸增值。2、磷酸原能商TWP(15s)血乳酸增值(15s)AQ越大,磷酸原供能能力越強AQ(磷酸原能商)=計算方法:測試儀器:自行車功率計(或跑臺)、采血裝置、血乳酸測定儀測試方法:測定安靜時血乳酸值,根據(jù)受試者情況確定最大運動負荷,最大用力運動10s,記錄完成的功率,測定運動后的血乳酸峰值。完成功率大或跑速快、且血乳酸增值低者,則磷酸原供能能力強。3、10秒最大負荷測試法測試儀器:采血裝置、超微量血乳酸測定儀測試方法:測定安靜時血乳酸,首先進行3×30米跑,每次間歇2分鐘;測定第3次30米跑后第1分鐘血乳酸;休息5分鐘后,再安排一組4×30米跑,每次間歇2分鐘;第4次30米跑后測恢復相第1分鐘血乳酸;休息5分鐘后,再進行最后一組5×30米跑,每次間歇2分鐘;最后一次30米跑時,記錄30米跑成績。4、30米跑測試方法多次進行30米反復跑是為了使肌肉降低粘滯性,獲得充分動員,并使肌肉生成乳酸處于穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)數(shù)次血乳酸測定中的最高值,計算平均乳酸值。嚴格控制間歇休息時間(2分鐘),間歇時間過短可導致乳酸堆積,影響準確評價評價:用于測定腿部伸肌群的機械效率。5、耶格15秒縱跳受試者準備活動,在地面上放一自動計時器,計時器可隨起跳和落地而計時,受試者聽到信號后,快速縱向跳躍15秒;每次起跳后都必須屈腿,使膝關節(jié)呈90°夾角。測量一個人站位時的伸手摸高高度,然后原地縱跳摸高,以縱跳摸高減去原地摸高,將其數(shù)值代入下列公式,即可計算出受試者的無氧功率,這種方法簡便易行,但不夠精細。6、縱跳實驗功率=4.9×體重×縱跳高度測定糖酵解代謝能力,一般是通過30~90s的最大能力持續(xù)運動實驗來完成?;驹u價標準是: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
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