(有氧_无氧工作能力)

第十二章有氧、无氧工作能力第一节概述第二节有氧工作能力第二节无氧工作能力第一节概述一、需氧量与摄氧量(一)需氧量概念：指单位时间内所需要的氧量。安静时约250ml/min(毫升/分)运动时需氧量随运动强度而变化，并受运动持续时间的影响。运动时随着运动强度的增大，每分需氧量也相应增加。运动强度及持续时间与需氧量的关系运动项目强度(米/秒)持续时间需氧量/分（升）总需氧量（升）短跑9.810”-20”407-14中跑8.9-6.81’-4’8.5-2519-50长跑6.3-5.88’-29’4.5-6.550-150马拉松52小时2-3.5500(二)摄氧量•概念：单位时间内，机体从肺泡气体中获取的氧量或者全身各组织器官从毛细血管中摄取的氧气量称为摄氧量。•安静时：200-300毫升/分。•运动时：随着运动强度的增加，每分需氧量成比例增加，摄氧量能否满足需氧量，取决于运动项目的特点。在持续时间短且强度大的运动中以及低强度运动的开始阶段，摄氧量均不能满足需氧量而出现氧的亏欠。二、氧亏与过量氧耗(一)氧亏在运动过程中，机体摄氧量满足不了运动需氧量，造成体内氧的亏欠称为氧亏。(二)运动后过量氧耗运动后恢复期超过安静状态耗氧量水平的额外耗氧量称运动后过量氧耗。过量氧耗的主要原因：1.体温升高运动使体温升高，而运动后恢复期体温不可能立即下降到安静水平，肌肉的代谢和肌肉温度仍继续维持在一个较高水平上。体温升高lºC时，体内的代谢率可增加13%。2.儿茶酚胺的影响运动使儿茶酚胺增加。如去甲肾上腺素促进细胞膜上的Na、K泵活动加强，因而消耗一定的氧。3.磷酸肌酸的再合成在运动后恢复期CP的再合成需要消耗一定氧。4.Ca++的作用运动使肌肉细胞内Ca2+的浓度增加，刺激线粒体呼吸。5.甲状腺素和肾上腺皮质激素的作用第二节有氧工作能力•一、最大摄氧量•(一)最大摄氧量的概念及正常值人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时，单位时间内所能摄取的氧量。•评定人体有氧工作能力的重要指标之一男子绝对值：3.0-3.5L/min相对值：50-55ml/kg/min女子绝对值：2.0-2.5L/min相对值：40-45ml/kg/min(二)最大摄氧量的测定方法•1．直接测定法通常在实验室条件下，让受试者在一定的运动器械上进行逐级递增负荷运动实验测定其摄氧量。判定标准：①心率达到本人的最高心率②呼吸商(RQ)达到或接近l.15③结束后第二分钟血乳酸大于100ml/100mg④参与运动的肌肉占全身肌肉的50-60%2.间接推算法•指受试者进行亚极量运动时，根据其心率、摄氧量或达到某一定量心率的做功量等数值推算或预测出VO2max。•台阶高度男子：40厘米女子：33厘米•登台阶的频率为22.5次／分•总时间是5分钟(三)最大摄氧量的影响因素•1.氧运输系统对VO2max的影响•2.肌组织利用氧能力对VO2max的影响•3.其他因素对VO2max的影响1.氧运输系统对VO2max的影响空气呼吸道肺泡肺毛细血管肺静脉左心动脉肺动脉毛细血管右心静脉组织细胞O2CO2O2CO2外呼吸气体运输内呼吸肺通气与换气的机能是影响人体吸氧能力的因素之一。血红蛋白含量及其载氧能力与VO2max密切相关。心脏的泵血机能及每搏输出量的大小是决定VO2max的重要因素。2.肌组织利用氧能力对VO2max的影响•①肌组织从血液摄取氧的能力氧利用率：每100ml动脉血流经组织时，组织所利用（或吸入）氧的百分率称为氧利用率。肌组织利用氧的能力主要与肌纤维类型及其代谢特点有关。②肌肉组织利用氧的能力慢肌纤维具有丰富的毛细血管分布，肌纤维中的线粒体数量多、体积大且氧化酶活性高，肌红蛋白含量也较高。∴有利于增加慢肌纤维的摄氧能力。3.其他因素对VO2max的影响•(1)遗传因素VO2max的遗传度为93.5%•(2)年龄、性别因素最大摄氧量的年龄、性别变化(3)训练因素•不同运动项目运动员的VO2max比较•左图女子右图男子(四)VO2max与有氧耐力的关系及在运动实践中的意义•1.作为评定心肺功能和有氧工作能力的客观指标---耐力项目的运动成绩与VO2max之间高度相关。800米游泳成绩与VO2max相关系数为0.75；5000米跑成绩与VO2max相关系数为0.81。•2.作为制定运动强度的依据•3.作为选材的生理指标(四)最大摄氧量平台•1.与800—3000米跑的成绩显著相关，但是与最大吸氧量无显著相关。•2.反应有氧运动能力的另一个重要指标。三、无氧阈•无氧阈是指人体在递增负荷的运动中，供能由有氧代谢为主向无氧代谢为主的转折点。•乳酸阈•通气阈•心率无氧阈乳酸阈它反映了机体内的代谢方式由有氧代谢为主过渡到无氧代谢为主的临界点或转折点。•概念：在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸出现急剧增加的那一点(乳酸拐点)称为“乳酸阈”。“个体乳酸阈”：•个体在渐增负荷中的乳酸拐点波动范围：1.4-7.5mmol/L意义：更能客观和准确地反映机体有氧工作能力的高低(二)乳酸阈的测定方法乳酸阈测定•受试者在渐增负荷运动试验中，连续采集每一级运动负荷时的血样(一般用耳垂或指尖末梢血)测得其血乳酸值。以运动负荷时做功量(W)或运动强度为横坐标，血乳酸浓度为纵坐标作图，将乳酸急剧增加的拐点对应的血乳酸浓度确定为乳酸阈。递增强度负荷运动时血乳酸的测定乳酸阈和最大摄氧量的关系•乳酸阈和最大摄氧量都可以用以评定人体的最大有氧能力。•最大摄氧量反映了人体在运动时所摄取的最大氧量，•乳酸阈则反映了递增负荷运动时刚引起乳酸堆积时所需要的最大摄氧量利用率。•两者反映的是不同的生理机制，前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代谢。•许多研究已经证明，通过系统训练能够提高最大摄氧量的可能性较小，它主要受遗传因素的制约。而乳酸阈受遗传因素的制约较少，其可训练性较大，训练可大幅度提高运动员的无氧阈。显然，以最大摄氧量来评定人体的最大有氧能力是有限的，乳酸阈的提高作为评定人体有氧能力在实践中的意义将更大。(三)乳酸阈在体育运动实践中的应用1.评定有氧工作能力•VO2max和LT是评定人体有氧工作能力的重要指标。•前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代谢水平。•系统训练对VO2max提高较小，它受遗传因素的影响较大。•系统训练对LT提高较大。显然，乳酸阈值的提高是评定人体有氧能力增进更有意义的指标。2.制定有氧耐力训练的适宜强度乳酸阈是衡量有氧能力的另一重要指标，而且生理机制与最大摄氧量不同，对无氧能力研究的历史虽然没有有氧能力历史那么长，测定和评价的方法也有限，但在运动实践中的应用也非常广泛。三、提高有氧工作能力的训练•（一）持续训练法•（二）乳酸阈训练法•（三）间歇训练法•（四）高原训练法(一)持续训练法•概念：指强度较低、持续时间较长且不间歇地进行训练的方法，主要用于提高心肺功能和发展有氧代谢能力。•练习时间：5分钟→20-30分钟以上。•良好影响：能提高大脑皮层神经过程的均衡性和机能稳定性，改善参与运动的有关中枢间的协调关系，并能提高心肺功能及VO2max，引起慢肌纤维出现选择性肥大，肌红蛋白也有所增加。(二)乳酸阈强度训练法•一般无训练者，常以其50%VO2max的运动强度进行较长时间的运动，而血乳酸几乎不增加或略有上升。•运动员可达到60%-70%VO2max强度，而优秀的耐力专项运动员(马拉松、滑雪)可以85%VO2max强度进行长时间运动。•运动员随训练水平的提高，有氧能力的百分利用率明显提高。在具体应用乳酸阈指导训练时，常采用乳酸阈心率来控制运动强度。(三)间歇训练法•指在两次练习之间有适当的间歇，并在间歇期进行强度较低的练习，而不是完全休息。•要求：练习的距离、强度及每次练习的间歇时间有严格的规定•特点：1.完成的总工作量大2.对心肺机能的影响大•（四）高原训练法第三节无氧工作能力•概念：指运动中人体通过无氧代谢途径提供能量进行运动的能力•包括：ATP-CP分解供能(非乳酸能)糖元氧酵解供能(乳酸能)一、无氧工作能力的生理基础•(一)能源物质的贮备l.ATP和CP的含量2.糖原含量及其酵解酶活性•(二)代谢过程的调节能力及运动后恢复过程的代谢能力•(三)最大氧亏积累二、无氧工作能力测试与评价•动力学检测：通常采用在最大无氧状态下进行全力运动负荷或定量负荷试验以测定机体的无氧做功能力；•生理学检测：通过剧烈运动时测得的最大血乳酸水平和氧亏积累等指标来间接反映无氧能力的大小。(一)无氧功率(二)恒定负荷试验(三)无氧能力的生理学检测(一)无氧功率•概念：指机体在最短时间内、在无氧条件下发挥出最大力量和速度的能力。•1.萨扎特(Sargent)纵跳试验法P=无氧功率W=体重H=纵跳高度•方法简便易行，但精确性较差。2.玛加利亚跑楼梯(或跨登台阶)试验法玛加利亚-卡拉门跑楼梯动力试验法计算方法：无氧功率评分标准3.温盖特(Wingate)无氧功率试验•实验过程：(1)测定受试者身高、体重、肺活量及皮脂厚度。(2)让受试者以0.075千克/净千克体重负荷，以最快速度全力蹬车30秒，同时记录蹬踏圈数和心率，并将每5秒的蹬车数代入下面公式，单位是瓦特(Watt)。其他型号的功率自行车则采用：•最大无氧功率(第一个5秒)=5秒最大蹬车圈数*前车轮周长*阻力*6.11。•能量来源于ATP及CP的分解平均无氧功率：将6个5秒钟车轮转的圈数相加除以6。其能量来源于ATP、CP及无氧糖酵解。(二)恒定负荷试验•受试者在相应的运动器械上维持恒定功率负荷的运动，直至不能维持为止。•“无氧跑速试验”:即要求受试者在20%坡度的跑步机上以约13km/h的速度跑步，以受试者能够维持运动的时间长短来判定无氧做功能力。•无氧做功能力与400米跑成绩有较好的相关性。(三)无氧能力的生理学检测•最大氧亏积累和最大血乳酸水平三、提高无氧工作能力的训练•(一)发展ATP-CP供能能力的训练•方法：采用无氧低乳酸的训练•原则：①最大速度或最大练习时间不超过10秒；②休息间歇不能短于30秒，以60秒或90秒的效果更好；③成组练习后，组间的练习不能短于3-4分钟，因为ATP、CP的恢复至少需要3-4分钟。(二)提高糖酵解供能系统的训练1.最大乳酸训练•练习强度和密度要大，间歇时间要短。练习时间一般应大于30秒，以1-2分钟为宜。跑1分钟休息4分钟的5次间歇快跑后血乳酸浓度的变化2.乳酸耐受能力•通过提高缓冲能力和肌肉中乳酸脱氢酶活性而获得。•在训练中要求血乳酸达到较高水平。•训练时以血乳酸在l2mmol/L左右为宜。然后在重复训练时维持在这一水平上，以刺激身体对这一血乳酸水平的适应，提高缓冲能力和肌肉中乳酸脱氢酶的活性。