搜索
运动生理学绪论第一节生命的基本特征第二节人体生理机能的调节第三节人体生理机能调节的控制第四节运动生理学研究的基本方法第五节运动生埋学的历史与研究现状第六节运动生理学的发展趋势•人体生理学：生命科学的一个分支，是研究人体生命活动规律的科学，是医学科学的重要基础理论学科。•运动生理学：是人体生理学的分支，是专门研究人体的运动能力和对运动的反应与适应过程的科学，是体育科学中一门重要的应用基础理论学科。•运动生理学的任务是：•揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理；•阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理；•指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学的运动锻炼，以达到提高竞技运动水平、增强全民体质、延缓衰老、提高工作效率和生活质量的目的。第一节生命的基本特征一、新陈代谢二、兴奋性三、应激性四、适应性五、生殖一、新陈代谢•概念：机体与外界不断进行物质交换与能量转换的过程。•同化过程：生物体不断地从体外环境中摄取有用的物质，使其合成、转化为机体自身物质的过程。•异化过程：生物体不断地将体内的自身物质进行分解，并把所分解的产物排出体外，同时释放出能量供应机体生命活动需要的过程。二、兴奋性•兴奋性：在生物体内可兴奋组织具有感受刺激、产生兴奋的特性。•可兴奋组织：神经、肌肉和某些腺体•兴奋：在生理学中将这些可兴奋组织接受刺激后所产生的生物电反应过程及表现。•生理活动表现：兴奋与抑制三、应激性•应激性：机体或一切活体组织对周围环境变化具有发生反应的能力或特性。•活组织应激性的表现形式：生物电活动、细胞的代谢变化•具有兴奋性的组织必然具有应激性，而具有应激性的组织不一定具有兴奋性。四、适应性•适应性：生物体长期生存在某一特定的生活环境中，在客观环境的影响下可以逐渐形成一种与环境相适应的、适合自身生存的反应模式。生物体所具有的这种适应环境的能力。•例如长期居住在高原地区的居民，其血液中的红细胞数量远远超过平原地区的居民。•运动员经过长期的力量训练可使肌肉的力量和体积增加；长期经过耐力训练可使肌肉耐力、心肺功能得到改善等，这些都是人体对环境变化产生适应的结果。五、生殖•生物的生命是有限的，必须通过生殖过程进行自我复制和繁殖，使生命过程得到延续。•生殖主要是通过两性的交配实现的，是生命的基本活动。但是，近几年由于生物技术的发展，可以通过克隆技术使生命得到复制，传统的生殖理论和观念受到挑战。第二节人体生理机能的调节一、神经调节二、体液调节三、自身调节四、生物节律一、神经调节神经调节：由神经系统的活动调节生理功能的调节方式。调节特点：快速、短暂、精确调节基本方式：反射调节结构基础：反射弧反射弧组成：传出N纤维中枢传入N纤维效应器感受器反射弧分析实验二、体液调节体液调节：某些特殊的化学物质经血液运输调节机体的生理功能的调节方式。调节特点：缓慢、广泛、持久调节方式：激素①远分泌：内分泌腺→激素→血液运输→受体→生理效应。②旁分泌：激素不经血液运输而经组织液扩散达到的局部性体液调节。③神经分泌：神经细胞分泌的激素释放入血达到的体液调节。三、自身调节自身调节：指组织和细胞在不依赖于外来的神经或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应过程。•调节特点：范围较小、不十分灵敏四、生物节律生物体在维持生命活动过程中，除了需要进行神经调节、体液调节和自身调节外，各种生理功能活动会按一定的时间顺序发生周期性变化，这种生理机能活动的周期性变化，称为生物的时间结构，或称为生物节律。生物节律可按其发生的频率高低分为近似昼夜节律、亚日节律和超日节律三大类。第三节人体生理机能调节的控制一、非自动控制系统二、反馈控制系统三、前馈控制系统一、非自动控制系统在控制系统中，控制部分不受受控部分的影响，即受控部分不能通过反馈活动改变控制部分的活动。控制方式：单向性机能活动受控部分指令控制部分控制特点：①对受控部分的活动不起调节作用。②在人体生理功能调节中，该方式极少见的，仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制的方式。二、反馈控制系统在控制系统中，控制部分不断受受控部分的影响，即受控部分不断有反馈信息返回输入给控制部分，并改变它的活动。控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）反馈控制系统分为比较器、控制部分和受控部分三个主要环节三、前馈控制系统•在调控系统中，有时干扰信息在作用于受控部分引起输出效应发生变化的同时，还可以直接通过受控装置直接作用于控制部分，这种干扰信息对控制部分的直接作用称为前馈。•特点：双通路第四节运动生理学研究的基本方法一、研究水平整体水平研究方法：在整体水平上研究人体在一定的环境条件下运动时，人体各器官、系统之间的相互关系，以及人体各器官、系统对运动的适应过程。器官、系统水平研究方法：离体组织、器官实验法细胞、分子水平研究方法：离体细胞、分子实验法二、研究方法(一)动物试验法动物实验一般分为慢性实验和急性实验两类。(二)人体实验法在运动生理学研究中，常用的人体实验法有运动现场测试法和实验室测试法。第五节运动生埋学的历史与研究现状•一、运动生理学的历史20世纪初发展起来的一门年轻的学科。•希尔被誉为“运动生理学之父”。当时出版了三部运动生理学名著：《肌肉活动》、《人类的肌肉运动-影响速度与疲劳的因素》和《有生命的机械》。•我国的运动生理学发展可追溯到20世纪的40年代。生理学家蔡翘于1940年出版了《运动生理学》一书。•1957年北京体育学院为我国首次培养出运动生理学研究生。其后，在高等学校体育东中也先后成立了运动生理学教研室。1958年成立了国家体育科学研究所，其中设置了运动生理学研究室，这是我国第一个专门研究运动生理学的科研机构。70年代末至80年代，是我国运动生理学的教学及科研工作的第二次飞跃发展时期。•在中国生理学会关怀下，中国生理学会运动生理学专业委员会于2001年成立，标志着运动生理学已发展成为生理科学下属的二级学科，这是中国运动生理学发展史上的一个重要里程碑。二、当前运动生理学的几个研究热点•(一)最大摄氧量的研究•(二)对氧债学说的再认识•(三)关于个体乳酸阈的研究•(四)关于运动性疲劳的研究•(五)关于运动对自由基代谢影响的研究自由基又称为游离基，系指外层轨道上含有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或基团。•(六)运动对骨骼肌收缩蛋白机构和代谢的影响•(七)关于肌纤维类型的研究•(八)运动对心脏功能影响的研究•(九)运动与控制体重•(十)运动与免疫机能第六节运动生理学的发展趋势•一、微观水平研究不断深入•二、宏观水平研究更加发展•三、研究方法日益创新•四、应用性研究受到重视•五、研究领域不断扩大[思考题]•1.运动生理学的研究任务是什么？•2.生命活动的基本特征是什么?•3.人体生理机能是如何调节的?•4.人体生理机能调节的控制是如何实现的?•5.运动生理学的研究方法有哪些?•6.目前运动生理学研究的主要热点有哪些?第一章骨骼肌机能第一节肌纤维的结构第四节骨骼肌特性第三节肌纤维的收缩过程第二节骨骼肌细胞的生物电现象第七节肌电的研究与应用第五节骨骼肌收缩第六节肌纤维类型与运动能力第一节肌纤维的结构一、肌原纤维和肌小节二、肌管系统三、肌丝的分子组成骨骼肌细胞肌肉纤维模式图骨骼骨骼肌（肌腹，肌腱）肌纤维（肌细胞）肌原纤维（粗肌丝、细肌丝）一、肌原纤维和肌小节骨骼肌超微结构示意图每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。直径约1-2微米，纵贯肌细胞全长。肌小节：两条Z线之间的结构。肌原纤维的结构示意图肌原纤维的结构示意图粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图二、肌丝的分子组成细肌丝与粗肌丝结构示意图粗肌丝:头部有一膨大部——横桥:①能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合;②具有ATP酶的作用。细肌丝:肌动蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白：粗肌丝：肌球蛋白（myosin）细肌丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白肌钙蛋白原肌球蛋白肌动蛋白横桥•肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I、亚单位T和亚单位C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和Ca++。•Ca++通过和肌钙蛋白结合，诱发横桥和肌动蛋白之间的相互作用三、肌管系统•横小管系统:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。•纵小管系统:肌质网系统。•终池:肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大。•三联管结构:每一个横小管和来自两侧的终末池构成复合体。肌管系统结构示意图第二节骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位二、动作电位三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递五、肌电膜的化学组成和分子结构一、静息电位(RestingPotential)(一)静息电位的概念•细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的电位差。（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。（乙）当A电极位于细胞膜外，B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外间有电位差。（丙）当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。静息电位证明实验：与静息电位相关的概念：静息电位:细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。因电位差存在于膜的两侧所以又称膜电位静息电位值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为-70～-90mV，红细胞约为-10mV左右。静息电位值描述:RP↑→膜内负电位↑(-70→-90mV)=超极化RP↓→膜内负电位↓(-70→-50mV)=去极化(二)静息电位产生原理用“离子学说”来解释:①细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。静息电位产生原理（一）K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+细胞外高钠细胞内高钾？？•②静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性。•通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-静息电位产生原理（二）K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+Na+细胞外细胞内K+通道Na+通道开放关闭看看离子是如何运动的静息电位产生原理（三）K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+细胞外带正电细胞内带负电•③静息时，K+的通透性大，Na+的通透性较小•K+外流→细胞内负外正电位差•④随着K+外流，细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内K+的继续外流，当促使K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时，K+的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上，这就是静息电位。•由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值，所以又称为K+平衡电位。静息电位产生的生理机制：①细胞膜内外离子分布不均②细胞膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-静息状态时，细胞膜对K+的通透性大[K+]↑→膜外电位↑(正电场)膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。∴RP=K+的平衡电位二、动作电位(一)动作电位的概念可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化。(二)动作电位的变化过程1.静息相2.去极相去极化:-90→0mv反极化:0→+30mv3.复极相+30→-90mv动作电位示意图K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+Na+细胞外细胞内K+通道Na+通道刺激开放关闭看看离子是如何运动的(三)动作电位的产生原理动作电位产生原理K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+细胞外带负电细胞内带正电(三)动作电位的产生原理钠钾泵在离子转运的作用•维持膜内外Na＋、K＋浓度差当细胞受到刺激细胞膜上少量Na+通道激活而开放Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支）Na+通道关→Na+内流停+同时K+通道激