運(yùn)動(dòng)過程中人體機(jī)能狀態(tài)變化規(guī)律課件

第十二章運(yùn)動(dòng)過程中人體機(jī)能狀態(tài)變化規(guī)律第一節(jié)賽前狀態(tài)與準(zhǔn)備活動(dòng)第二節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)與穩(wěn)定工作狀態(tài)第三節(jié)運(yùn)動(dòng)性疲勞第四節(jié)恢復(fù)過程本章主要介紹人體在運(yùn)動(dòng)過程中，生理機(jī)能的一系列規(guī)律性變化。這些變化包括六個(gè)階段：賽前狀態(tài)這、準(zhǔn)備活動(dòng)、進(jìn)入工作狀態(tài)、穩(wěn)定工作狀態(tài)、疲勞和恢復(fù)。在深入分析并闡述各階段生理反應(yīng)特點(diǎn)、機(jī)理和影響如何調(diào)整和提高身體的適應(yīng)能力，為科學(xué)地從事體育教學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和健身鍛煉提供基礎(chǔ)理論知識(shí)的支持。摘要一、賽前狀態(tài)(specialphysicalstatebeforecompetition)

概念：人體參加比賽或訓(xùn)練前，身體的某些器官和系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生的一系列條件反射性變化，這種特有的機(jī)能變化和生理過程稱為賽前狀態(tài)。第一節(jié)賽前狀態(tài)與準(zhǔn)備活動(dòng)

(二)賽前狀態(tài)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響及調(diào)整

1.準(zhǔn)備狀態(tài)型2.起賽熱癥型3.起賽冷淡型1.準(zhǔn)備狀態(tài)型特點(diǎn)：中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性適度提高，植物性神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)臟器官的惰性得到一定的克服有利于發(fā)揮機(jī)體工作能力和運(yùn)動(dòng)成績的提高

常見：優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員

特點(diǎn)：中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性過高，表現(xiàn)為過度緊張，常有寢食不安、四肢無力、全身微微顫抖、喉嚨發(fā)堵等不良生理反應(yīng)，工作能力和運(yùn)動(dòng)成績下降。常見：初次參加比賽的年輕選手，或參加特別重大的比賽，或運(yùn)動(dòng)員過分重視比賽結(jié)果。2.起賽熱癥型3.起賽冷淡型特點(diǎn)：賽前興奮性過低，引起超限抑制，表現(xiàn)為對(duì)比賽淡漠、渾身無力，不能在比賽時(shí)充分發(fā)揮機(jī)體工作能力。通常是第二種類型的繼發(fā)反應(yīng)二、準(zhǔn)備活動(dòng)

概念：指在比賽、訓(xùn)練和體育課的基本部分之前進(jìn)行的身體練習(xí)，為即將來臨的劇烈運(yùn)動(dòng)或比賽做好準(zhǔn)備。1.準(zhǔn)備活動(dòng)的生理作用(1)調(diào)整賽前狀態(tài)(2)克服內(nèi)臟器官生理惰性(3)提高機(jī)體的代謝水平，使體溫升高(4)增強(qiáng)皮膚的血流量有利于散熱，防止正式比賽時(shí)體溫過高。(1)調(diào)整賽前狀態(tài)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性↑(2)克服內(nèi)臟器官生理惰性心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的機(jī)能水平↑肺通氣量及心輸出量↑心肌和骨骼肌的毛細(xì)血管網(wǎng)擴(kuò)張工作肌能獲得更多的氧。從而克服內(nèi)臟器官生理惰性，縮短進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)程。二、準(zhǔn)備活動(dòng)

(二)做準(zhǔn)備活動(dòng)的生理負(fù)荷強(qiáng)度：45%VO2max強(qiáng)度、心率達(dá)100～120次/分時(shí)間：10～30分鐘間隔時(shí)間：一般不超過15分鐘。在一般性教學(xué)課中2～3分鐘。第二節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)與穩(wěn)定工作狀態(tài)

一、進(jìn)入工作狀態(tài)概念：在進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)時(shí)，人的機(jī)能能力逐漸提高的生理過程和機(jī)能狀態(tài)叫進(jìn)入工作狀態(tài)。(二)影響進(jìn)入工作狀態(tài)的因素

影響因素：工作性質(zhì)、個(gè)人特點(diǎn)、訓(xùn)練水平、工作強(qiáng)度及當(dāng)時(shí)機(jī)體的機(jī)能狀態(tài)。肌肉活動(dòng)越復(fù)雜→進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間越長；訓(xùn)練程度低→進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間長；訓(xùn)練水平提高→進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間短；工作強(qiáng)度越高→進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間就越短。此外，年齡和外界因素也能影響進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間。兒童少年進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間比成人短。場(chǎng)地條件好、氣候溫暖適宜以及良好的賽前狀態(tài)和充分的準(zhǔn)備活動(dòng)均能縮短進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間。2.“第二次呼吸”及產(chǎn)生的機(jī)理

概念：“極點(diǎn)”出現(xiàn)后，植物性神經(jīng)與軀體神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能水平達(dá)到了新的動(dòng)態(tài)平衡，生理機(jī)能低下綜合癥癥狀明顯減輕或消失，這時(shí)，人體的動(dòng)作變得輕松有力，呼吸變得均勻自如，這種機(jī)能變化過程和狀態(tài)稱為“第二次呼吸”。原因：①運(yùn)動(dòng)中內(nèi)臟器官惰性逐步得到克服，氧供應(yīng)增加，乳酸得到逐步清除；②運(yùn)動(dòng)速度暫時(shí)下降，使運(yùn)動(dòng)時(shí)每分需氧量下降，以減少乳酸的產(chǎn)生，機(jī)體的內(nèi)環(huán)境得到改善，被破壞了的動(dòng)力定型得到恢復(fù)。3.影響“極點(diǎn)”與“第二次呼吸”的因素

影響因素：運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和訓(xùn)練水平，準(zhǔn)備活動(dòng)、賽前狀態(tài)及呼吸方式等。中長跑項(xiàng)目反應(yīng)較明顯；運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，訓(xùn)練水平越低，“極點(diǎn)”出現(xiàn)得越早，反應(yīng)也越強(qiáng)烈，“第二次呼吸”出現(xiàn)得也愈遲。減輕“極點(diǎn)”反應(yīng)的主要措施：①繼續(xù)堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)；②適當(dāng)降低運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；③調(diào)整呼吸節(jié)奏，尤其要注意加大呼吸深度。二、穩(wěn)定工作狀態(tài)

概念：在運(yùn)動(dòng)過程中，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，人體的機(jī)能水平和工作效率在一段時(shí)間內(nèi)處于一種動(dòng)態(tài)平衡或相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。分類：真穩(wěn)定工作狀態(tài)、假穩(wěn)定工作狀態(tài)(一)真穩(wěn)定工作狀態(tài)(二)假穩(wěn)定工作狀態(tài)(二)假穩(wěn)定工作狀態(tài)

概念：當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間較長的運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，吸氧量已達(dá)到并穩(wěn)定在最大吸氧量水平，但仍不能滿足機(jī)體對(duì)氧的需要，這種機(jī)能狀態(tài)為假穩(wěn)定工作狀態(tài)。表現(xiàn)：乳酸的產(chǎn)生率大于清除率，使血乳酸增加，pH值下降，心率、血壓、肺通氣量和呼吸頻率等生理功能基本達(dá)到極限(三)“第一拐點(diǎn)”與“第二拐點(diǎn)”

應(yīng)用動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)建模分析法研究表明，人體在運(yùn)動(dòng)過程中，心血管和呼吸系統(tǒng)的機(jī)能變化表現(xiàn)出兩個(gè)明顯的拐點(diǎn)：第一拐點(diǎn)”：標(biāo)志進(jìn)入工作狀態(tài)(動(dòng)員階段)結(jié)束、穩(wěn)定工作狀態(tài)開始?！暗诙拯c(diǎn)”：標(biāo)志穩(wěn)定工作狀態(tài)結(jié)束、人體整體工作效率明顯下降、疲勞開始。第三節(jié)運(yùn)動(dòng)性疲勞

一、運(yùn)動(dòng)性疲勞的概念及其分類(一)運(yùn)動(dòng)性疲勞的概念疲勞：機(jī)體生理過程不能持續(xù)其機(jī)能在一特定水平上和/或不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度（1982年的第5屆國際運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)會(huì)議）。運(yùn)動(dòng)性疲勞（fatigue)

：指在運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)體的機(jī)能能力或工作效率下降，不能維持在特定水平上的生理過程。根據(jù)疲勞發(fā)生部位：全身性疲勞局部疲勞中樞性疲勞根據(jù)疲勞發(fā)生的機(jī)理與表現(xiàn)：外周性疲勞混合性疲勞

(二)疲勞的分類

二、運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生機(jī)理

自從19世紀(jì)80年代莫索開始研究疲勞以來，人們對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)理提出多種假說，最具代表性的有以下幾種：(一)“衰竭學(xué)說”(二)“堵塞學(xué)說”(三)“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說”(四)“保護(hù)性抑制學(xué)說”(五)“突變理論”(三)“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說”觀點(diǎn)：pH值下降、水鹽代謝紊亂和血漿滲透壓改變。依據(jù)：有人研究，當(dāng)人體失水占體重5%時(shí)，肌肉工作能力下降約20%-30%。哈佛大學(xué)疲勞研究所發(fā)現(xiàn)，高濕作業(yè)工人因泌汗過多，達(dá)到不能勞動(dòng)的嚴(yán)重疲勞時(shí)，給予飲水仍不能緩解，但飲用含0.04%-0.14%的氯化鈉水溶液可使疲勞有所緩解。(四)“保護(hù)性抑制學(xué)說”觀點(diǎn)：大腦皮質(zhì)產(chǎn)生了保護(hù)性抑制依據(jù)：貝柯夫研究發(fā)現(xiàn)，狗拉載重小車行走30～60分鐘產(chǎn)生疲勞時(shí)，一些條件反射量顯著減少，不鞏固的條件反射完全消失。1971年雅科甫列夫發(fā)現(xiàn)，小鼠在進(jìn)行長時(shí)間工作(10小時(shí)游泳)引起嚴(yán)重疲勞時(shí)，大腦皮質(zhì)中r-氨基丁酸水平明顯增加，該物質(zhì)是中樞抑制遞質(zhì)。(五)“突變理論”

觀點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)過程中三維空間（能量消耗、肌力下降和興奮性改變）關(guān)系改變所致。代表人Edwards認(rèn)為：在肌肉疲勞的發(fā)展過程中，存在著不同途徑的逐漸衰減突變過程，其主要途徑包括:1.單純的能量消耗2.在能量消耗和興奮性衰減過程，存在一個(gè)急劇下降的突變峰。3.肌肉能源物質(zhì)逐漸消耗，興奮性下降，但這種變化是漸進(jìn)的，并未發(fā)生突變。4.單純的興奮性喪失，并不包括肌肉能量的大量消耗。

(五)“突變理論”

（六）“自由基損傷學(xué)說”自由基：指外層電子軌道含有未配對(duì)電子的基團(tuán)，如氧自由基(O2)、烴自由基(OH+)、過氧化氫(H2O2)及單線態(tài)氧(O2)等物質(zhì)。產(chǎn)生部位：細(xì)胞內(nèi)，線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞核、質(zhì)膜和胞液中都可以產(chǎn)生。作用：由于自由基化學(xué)性活潑，可與機(jī)體內(nèi)糖類、蛋白質(zhì)、核酸及脂類等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因而造成細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)的損傷與破壞。三、運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生部位及特征(一)運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生部位分類：1.中樞性疲勞2.外周性疲勞

1.中樞性疲勞概念：指發(fā)生腦至脊髓部位的疲勞。特點(diǎn)：①功能紊亂，改變了運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性。疲勞時(shí)，神經(jīng)沖動(dòng)的頻率減慢，使肌肉工作能力下降。②代謝功能失調(diào)，大腦細(xì)胞中ATP、CP水平明顯降低，血糖含量減少，r-氨基丁酸含量升高，特別是5-羥色胺和腦氨升高，可引起多種酶活性下降，ATP再合成速率下降，從而使肌肉工作能力下降，導(dǎo)致疲勞。2.外周性疲勞可能發(fā)生的部位是從神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)到肌纖維內(nèi)部線粒體。(1)神經(jīng)肌肉接點(diǎn)(2)肌細(xì)胞膜(3)肌質(zhì)網(wǎng)(4)線粒體(5)收縮蛋白(二)不同類型運(yùn)動(dòng)疲勞的特征

四、運(yùn)動(dòng)性疲勞的判斷

(一)測(cè)定肌力評(píng)價(jià)疲勞1.背肌力與握力測(cè)定方法：早晚各測(cè)一次，求出其數(shù)值差。判斷方法：如次日晨已恢復(fù)，可判斷為正常。2.呼吸肌耐力測(cè)定方法：連續(xù)測(cè)5次肺活量，每次間歇30秒。判斷方法：疲勞時(shí)肺活量逐次下降

(二)測(cè)定神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能判斷疲勞1.膝跳反射閾值判斷方法：疲勞時(shí)閾值升高。2.反應(yīng)時(shí)判斷方法：疲勞時(shí)反應(yīng)時(shí)延長。

刺激感受器

傳入神經(jīng)反射中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器+APAP3.血壓體位反射測(cè)定方法：受試者坐位靜息5分鐘后，測(cè)安靜時(shí)血壓，隨即仰臥3分鐘，然后將受試者扶成坐姿(推受試者背部，使其被動(dòng)坐起)，立即測(cè)血壓，每30秒測(cè)一次，共測(cè)2分鐘。判斷方法：若2分鐘以內(nèi)完全恢復(fù)，說明沒有疲勞，恢復(fù)一半以上為輕度疲勞，完全不能恢復(fù)為重度疲勞。(三)測(cè)試感覺機(jī)能評(píng)價(jià)疲勞1.皮膚空間閾判斷方法：運(yùn)動(dòng)后皮膚空間閾(兩點(diǎn)閾)較安靜時(shí)增加1.5～2倍為輕度疲勞，增加2倍以上為重度疲勞。2.閃光融合頻率測(cè)定方法：受試者坐位，注視頻率儀的光源，直到將光調(diào)至明顯斷續(xù)閃光融合頻率為止，即臨界閃光融合頻率，測(cè)三次取平均值。判斷方法：輕度疲勞時(shí)約減少1.0～3.9Hz;中度疲勞時(shí)約減少4.0-7.9Hz;重度疲勞時(shí)減少8Hz以上。(四)用生物電評(píng)價(jià)疲勞1.心電圖判斷方法：疲勞時(shí)S-T段下移，T波倒置。2.肌電圖判斷方法：疲勞時(shí)肌電振幅增大，頻率降低，電機(jī)械延遲(EMD)延長。積分肌電圖(IEMG)和均方根振幅(RMS)均增加，中心頻率(FC)和平均功率頻率(MPF)降低。EMD是指從肌肉興奮產(chǎn)生動(dòng)作電位開始到肌肉開始收縮的這段時(shí)間，該指標(biāo)延長表明神經(jīng)肌肉功能下降。3.腦電圖判斷方法：疲勞時(shí)由于神經(jīng)元抑制過程發(fā)展，可表現(xiàn)為慢波成分的增加。(五)主觀感覺判斷疲勞

測(cè)試方法：鍛煉者在運(yùn)動(dòng)過程中根據(jù)RPE表指出自我感覺的等級(jí)，以此來判斷疲勞程度。如果用RPE的等級(jí)數(shù)值乘以l0，相應(yīng)的得數(shù)就是完成這種負(fù)荷的心率。

(六)測(cè)定運(yùn)動(dòng)中心率評(píng)定疲勞

1.基礎(chǔ)心率基礎(chǔ)心率正常情況下都相對(duì)穩(wěn)定，如果大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷訓(xùn)練后，經(jīng)過一夜的休息，基礎(chǔ)心率較平時(shí)增加5-10次/分以上，則認(rèn)為有疲勞累積現(xiàn)象，如果連續(xù)幾天持續(xù)增加，則應(yīng)調(diào)整運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。2.運(yùn)動(dòng)中心率若一段時(shí)期內(nèi)從事同樣強(qiáng)度的定量負(fù)荷，運(yùn)動(dòng)中心率增加，則表示身體機(jī)能狀態(tài)不住。3.運(yùn)動(dòng)后心率恢復(fù)人體進(jìn)行定量負(fù)荷后心率恢復(fù)時(shí)間長，表明身體欠佳。如進(jìn)行30秒20次深蹲的定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，一般心率可在運(yùn)動(dòng)后3分鐘內(nèi)完全恢復(fù)，而身體疲勞時(shí)，恢復(fù)時(shí)間明顯延長。第四節(jié)恢復(fù)過程

概念：恢復(fù)過程是指人體在運(yùn)動(dòng)過程中和運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，各種生理機(jī)能和能源物質(zhì)逐漸恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平的變化過程。階段：運(yùn)動(dòng)中恢復(fù)階段、運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平階段和運(yùn)動(dòng)后超量恢復(fù)階段

恢復(fù)過程

第一階段：消耗占優(yōu)勢(shì)，消耗>恢復(fù)∴能源物質(zhì)逐漸減少，各器官系統(tǒng)的工作能力下降。第二階段：恢復(fù)過程占優(yōu)勢(shì)，能源物質(zhì)和各器官系統(tǒng)的功能逐漸恢復(fù)到原來水平。第三階段：運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的能源物質(zhì)及各器官系統(tǒng)機(jī)能狀態(tài)在這段時(shí)間內(nèi)不僅恢復(fù)到原來水平，甚至超過原來水平，這種現(xiàn)象稱為“超量恢復(fù)”

恢復(fù)過程的三階段特點(diǎn)超量恢復(fù)特點(diǎn)超量恢復(fù)的程度和出現(xiàn)的時(shí)間與所從事的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷有密切的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，肌肉活動(dòng)量越大，消耗過程越劇烈，超量恢復(fù)越明顯。如果活動(dòng)量過大，超過了生理范圍，恢復(fù)過程就會(huì)延長。二、機(jī)體能源貯備的恢復(fù)(一)磷酸原的恢復(fù)磷酸原的恢復(fù)很快，在劇烈運(yùn)動(dòng)后被消耗的磷酸原在20-30