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运动生理学1运动生理学：是人体生理学一个分支，是研究人体在体育运动过程中，或是在长期系统的体育锻炼的影响下，人体机能的变化规律及机制，并应用这些规律指导人们合理地从事体育锻炼和科学地进行体育教学或运动训练的一门科学。学习运动生理学的任务：（1）了解人体整体及器官系统的功能及正常人体功能活动的基本规律，掌握实现这些功能的机制；（2）掌握在体育锻炼过程中和长期系统的锻炼下，人体生理功能活动所产生的反应（运动反应）和适应（运动适应）变化及规律；（3）掌握体育锻炼的基本生理学原理，以及形成和发展运动技能的生理学规律，为科学地从事体育教学和运动训练提供指导。研究对象：人体，确切说是在运动过程或长期系统体育锻炼影响下的人体各器官系统的功能活动。研究目的：为大众健身锻炼、学校体育教学和竞技运动训练提供科学指导。2人体功能的活动的调节机制：（1）神经调节：是中枢神经系统的参与下机体对内外环境刺激所产生的应答性反应。特点：迅速、短暂、局限。（2）体液调节：通过人体内分泌细胞分泌的各种激素来对人体的新陈代谢、生长、发育、生殖等重要功能进行调节。特点：缓慢、持久、广泛。（3）自身调节：器官、组织和细胞不依赖于神经或体液调节对体内外环境的变化产生的适应性反应。特点：调节幅度小、不灵活，但有意义。3肌肉的收缩过程：（1）兴奋—收缩耦联：指以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程。Ca2+是兴奋—收缩耦联的关键因子（媒介物）。（2）横桥运动引起肌丝滑行（3）收缩肌肉的舒张肌肉的缩短：是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。肌肉的收缩：由运动神经以冲动形式传来的刺激引起的。4肌肉的收缩的形式：（1）缩短收缩（向心收缩）：指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。特点：肌肉长度缩短，肌肉起止点靠近，骨杠杆发生位移，负荷移动方向与肌肉用力方向一致，肌肉做正功。（屈肘、高抬腿跑、挥臂扣球）；（2）拉长收缩（离心收缩）：指肌肉积极收缩所产生的张力仍小于外力，肌肉被拉长的一种收缩形式。特点：肌肉积极收缩但仍然被拉长，肌肉起止点远离，肌肉收缩产生的张力方向与阻力方向相反，肌肉做负功。（跑步时支撑腿后蹬前的屈髋、屈膝等）（3）等长收缩（静力收缩）：肌肉收缩产生的张力等于外力。特点：肌肉积极收缩但长度不变，骨杠杆未发生位移，肌肉没有做外功。5肌肉收缩的力学特征：（1）张力与速度的关系：在一定的范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致呈反比关系：当后负荷增加到某一数值时，张力可达到最大，但收缩速度为零，肌肉只能作等长收缩；当后负荷为零时，张力在理论上为零，肌肉收缩速度达到最大。（2）长度与张力关系：肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷是前负荷。前负荷使肌肉收缩前即处于被拉长状态，从而改变肌肉收缩的处长度。逐渐增大肌肉收缩的初长度，肌肉收缩时产生的张力也逐渐增加；当初长度继续增加到某一数值时，张力可达到最大；此后，再继续增加肌肉收缩的初长度，张力反而减小，收缩效果亦减弱。5快肌纤维（FT，或ІІ型）肌浆网较发达，反应速度快，收缩力教大，无氧氧化酶活性高，无氧代谢能力强，但易疲劳；慢肌纤维（ST，或І型）线粒体数量多且直径大，毛细血管分布比较丰富，且肌红蛋白较多，甘油三酯含量较高，有氧氧化酶活性高，有氧氧化能力强，可持续长时间运动。6呼吸：人体在新陈代谢过程中，与环境之间的气体交换称为呼吸。（1）外呼吸：指外界环境与血液在肺部实现的气体交换。包括肺通气（肺与外界环境的气体交换）和肺换气（肺泡与肺毛细血管之间的气体交换）。（2）气体运输：气体在血液中的运输。（3）内呼吸：指血液与组织细胞间的气体交换。7呼吸的形式：（1）腹式呼吸是以膈肌收缩活动为主的呼吸运动。如支撑悬垂、倒立（2）胸式呼吸是以肋间外肌收缩活动为主的呼吸运动。如仰卧起坐、直角支撑（3）混合式呼吸。8肺通气功能的指标：（1）肺活量：指最大吸气后尽力所能呼出的最大气量，反映了一次通气的最大能力，是最常用的测定肺通气机能的指标之一。（2）时间肺活量：指在最大吸气之后，尽力以最快的速度呼气。是一个评价肺通气功能较好的动态指标，它不仅反映肺活量的大小，而且还能反映肺的弹性是否降低、气道是否狭窄、呼吸阻力是否增加等情况。（3）每分通气量：每分钟吸入或呼出的气体总量，等于潮气量与每分钟呼吸频率的乘积。反映一分钟通气的能力，不仅是反映容量，而且也反映通气速度。（4）最大通气量：是每分钟所能吸入或呼出的最大气量。是检查肺通气功能的一个重要指标。（5）肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。评价呼吸效率。9氧通气当量：指每分通气量和每分吸氧量的比值（VE/VO2）。是评价呼吸效率的一项重要指标。正常人安静时氧通气量为24（6L/0.25L）10为什么深而慢的呼吸比浅快的呼吸效果要好？在肺通气过程中，呼吸系统中的解剖无效腔没有气体交换功能，容量约为150ml，真正能够进入肺泡的有效气量，应是每次吸入的气量除去无效腔容量的那部分。浅而快的呼吸和深而慢的呼吸，其肺通气量可能是一致的，但由于无效腔的存在，肺泡通气量不同。肺泡通气量的计算公式为：肺泡通气量=（潮气量—无效腔）×呼吸频率。如相同的肺通气量时，呼吸频率为8次/分，潮气量为1000ml，肺泡通气量为6800ml/min，但若呼吸频率为16次/分，潮气量为500ml，肺泡通气量则为5600ml/min。由此可见，深而慢的呼吸对肺泡气的更新比浅而快的呼吸要多。安静时，呼吸采用适当的深度与频率次数，既节省用于呼吸肌工作的能量消耗，又保持了一定的肺泡通气量，有利于气体交换。11运动时应如何进行与技术动作相适应的呼吸？如何合理地运用憋气？呼吸的形式、时相和节奏等，必须适应技术动作的变换，必须随运动技术动作而进行自如的调整，这不仅可以提高动作质量，同时也可以推迟疲劳的产生。（1）呼吸形式与技术动作的配合：在进行体育锻炼时，要根据动作的特点灵活转变呼吸形式，这样做有利于提高动作质量和运动成绩。如如支撑悬垂、倒立时，应以腹式呼吸为主；如仰卧起坐、直角支撑时，应以胸式呼吸为主。（2）呼吸时相与技术动作的配合：通常非周期性的运动要特别注意呼吸时相，应以人体关节运动的解剖学特征与技术动作的结构特点为转移。如两臂前屈、外展、外旋、扩胸、提肩、展体或反弓动作时，采用吸气比较有利；在完成两臂后伸、内展、内旋、收胸、塌肩、屈体或团身动作时，采用呼气比较顺当。但也有例外，如杠铃负重蹲起时的展体，改为呼气较好，这时应首先以考虑发力和完成技术动作为主，然后在考虑吸气与呼气的时相协调。憋气是指或深或浅的吸气后，紧闭声门，做尽力的呼气动作。通常在完成最大静力用力的动作时，需要憋气来配合。憋气对机体有良好的作用，如引起肌肉张力的增加，为运动环节提供有效收缩条件等。但其不良影响也不能忽视，如增加胸内压、静脉血回心不畅、出现头晕等症状。所以应运用正确、合理的憋气方法：（1）憋气前的吸气不要太深，（2）结束憋气时，呼出气应逐步而有节制地进行，（3）憋气应用于决胜的关键时刻，不必每一个动作都运用憋气。12血液的功能：（1）运输功能：运输是血液的基本功能，血浆中的水分、血浆蛋白及红细胞中的血红蛋白是运输工具。（2）维持内环境相对稳定的功能：血液能维持水、氧和营养物质的含量；维持渗透压、酸碱度、体温和血液有形成分等的相对稳定。（3）保护和防御功能：血液中的白细胞通过吞噬和免疫反应来实现机体自身保护和防御外来微生物的侵害，称为细胞防御。13氧解离曲线的意义：氧解离曲线（血红蛋白氧解离曲线）是指反映血氧饱和度与血氧分压之间关系的曲线。该曲线近似“S”型，这一特征具有重要的生理意义。氧解离曲线可分为三段：（1）氧解离曲线上段：曲线平坦，此阶段氧分压较高。意义：为机体摄取足够的氧气提供较大的安全系数。（2）氧解离曲线中段：曲线较陡，此阶段氧分压稍有降低，血氧饱和度便会明显降低。意义：保证正常状态下组织细胞的氧气供应。（3）氧解离曲线下段：曲线最陡，氧分压稍有下降，血氧饱和度就显著下降。当组织活动加强时，氧气需求量增加，氧与血红蛋白进一步解离，释放氧气。意义：代表氧气的贮备，使机体适应组织活动增强时对氧气的需求。氧解离曲线左移的意义是血红蛋白与氧气的亲和力增强；右移的意义是血红蛋白与氧气的亲和力降低。14影响氧解离曲线的因素：血液中的PCO2升高、PH值降低、体温升高以及红细胞中糖酵解产物2，3—二磷酸甘油酸的增多，都使血红蛋白对氧气的亲和力下降，氧解离曲线右移，从而使血液释放更多的氧气；反之，血液中PCO2下降、PH值升高、体温降低和2，3—二磷酸甘油酸的减少，都使血红蛋白对氧气的亲和力提高，氧解离曲线左移，从而使血液结合更多的氧气。15运动对氧解离曲线的影响：（1）氧解离曲线偏移，改变血红蛋白与氧气的亲和力，分别说明氧解离曲线向左偏移或向右偏移所指示的含义。（2）运动引起机体血液中PCO2升高、PH值降低、体温升高，从而使氧解离曲线向右偏移，有利于向肌肉组织释放更多的氧气。（3）长时间运动可使体内2，3—二磷酸甘油酸的含量升高，使氧解离曲线向右偏移。运动促使氧解离曲线向右偏移，降低血红蛋白和氧气的亲和力，释放出更多的氧气，供机体利用。16一次性运动对红细胞的影响：红细胞数目因运动而发生变化，其数量变化与运动的种类、运动强度和持续时间有关。一般认为，短时间、大强度、快速运动比进行长时间耐力运动红细胞增加得更明显。在同样时间的运动中，运动量越大，红细胞增加得越多。但这种增多很大程度上与血浆的相对和绝对减少有关，不能以单位容积血中红细胞的绝对数值作为评定红细胞数量变化的依据。运动后即刻观察到的红细胞数目增多，主要是由于血液重新分布的变化引起的。这种增加是暂时性的，运动停止后便开始恢复，1—2小时后可恢复到正常水平。17长期运动对红细胞的影响：经过长时间系统的运动训练，尤其是耐力性训练的运动员在安静时，其红细胞数并不比一般人高。由于运动员血容量增加与红细胞数量增加相比，在很大程度上是以增加血浆量为前提，所以血细胞容量的相应指标如红细胞数、红细胞压积、血红蛋白含量等比一般人有降低的趋势，这种现象可视为运动员血液系统对运动的一种适应性反应。虽然单位体积的红细胞数和血红蛋白量不高，但红细胞总数和血红蛋白总量较高。这种红细胞和血红蛋白总量的增加与进行紧张训练和比赛时红细胞的工作性溶解作用刺激加强了红细胞和血红蛋白的生成机制有关。安静时运动员的红细胞浓度下降和红细胞压积下降具有一定的意义，因为它降低了血黏度，减少了血循环的阻力，减轻了心脏负荷。而在肌肉活动时，血浆的水分丧失使血液比安静时相对浓度，保证血红蛋白含量的相应提高，但又不至于明显影响血液流动性，所以优秀运动员在运动中血黏度和红细胞压积无明显变化，这说明运动员可承受血液中较大幅度的工作性变化而使血液能维持在正常状态，并且对于提高氧的运输能力仍有较大潜力。18如何运用血红蛋白指标科学指导运动训练：血红蛋白是红细胞内的主要成分，可与氧结合或分离，运输氧到细织，供细胞代谢的需要。运动员经过系统的运动训练，其血红蛋白量会发生一些变化。正常情况下血红蛋白的变化是一致的。运动中凡能影响细胞的因素都能影响血红蛋白。由于血红蛋白指标相对稳定，又能较敏感地反映身体机能状态，所以常用来评定运动员的机能状态和训练水平，预测运动能力。血红蛋白过低或过高都会影响运动员的运动能力。因此，保持血红蛋白值在最适程度范围，可使运动员达到最佳机能状态，这也是科学地进行训练的有效途径之一。但在评定运动员血红蛋白含量时，应考虑个体存在的差异性，针对每一个体情况测定和分析。在应用血红蛋白指标时应注意以下问题：（1）冬训期间评价标准应降低，女运动员月经期间亦稍低，这是正常的生理波动。（2）运动员血红蛋白含量存在个体差异。但男运动员血红蛋白值一般不超过17克，女运动员不超过16克。最低值不得低于本人全年平均数的80%。（3）血红蛋白指标主要用于评定运动员某个训练周期或阶段的机能状态，而不能用于评定每次训练课的情况。应结合其他指标（如无氧阈、尿蛋白、心率等），