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1运动生理学四川农业大学体育系刘骞2第十九章环境与运动能力第一节高原环境与运动能力第三节冷环境与运动第二节热环境与运动能力第四节水环境与运动第五节大气环境与运动第六节生物节律3第一节高原环境与运动能力一、高原应激高原是一种低气压、低氧、高寒和高紫外线辐射的特殊环境，对人体的生理活动会产生一系列特殊的应激刺激作用，其中低氧刺激对人体的影响最为明显。4(一)最大摄氧量当海拔高度升到约15OO米时，最大摄氧量开始下降。开始阶段每升高300米，最大摄氧量下降约3%，在更高的高度下降的速率更快，如在珠穆朗玛峰高度时，最大摄氧量降低大约70%，估计可低至15毫升/公斤.分。由于最大摄氧量的下降，使运动能力明显下降。高原环境对运动能力的影响，因海拔高度及运动项目不同而有所差异。5(二)肺通气量在高原缺氧时，同时存在通气加快和减慢的相互对抗的两种调节机制。(三)心血管反应到达高原初期，心率和心输出量增加，而每搏输出量没有变化。在高原期间，动脉血压明显增加与去甲肾上腺素水平增加有关。(四)高原反应症初到高原，机体因缺氧而产生一系列生理反应，会出现头痛和呼吸困难等所谓急性高山病。6二、高原服习高原服习：人体在高原地区停留一定时期，机体对低氧环境会产生迅速的调节反应，提高对缺氧的耐受能力。高原适应：人体对高原环境的长期服习过程。调节机制包括：①肺通气量的增加和体内酸碱平衡的调节；②血红蛋白和红细胞生成增加以及局部循环和细胞代谢的变化。7高原低氧急性和长期的调节8缺氧训练的机制9三、高原训练的生理学适应结合目前国内外有关高原训练对人体生理机能影响的报道，综合分析高原训练的运动性缺氧和高原性缺氧的共同作用使各器官系统产生了生理学的适应表现。(一)呼吸系统呼吸频率加快、肺通气量加大。最大摄氧量下降。有氧能力在海拔15OO米以上高度才发生明显改变。每升高1000米，最大摄氧量则以10%的比例下降。因此，4000米高度的有氧能力相当于平原的70%左右，在6248米时，大约是50%。10(二)血液系统1．血红蛋白和红细胞运动员到高原后Hb和红细胞增加。2.促红细胞生成素高原缺氧有促使体内EPO增长的作用。3.血液流变学指标长期训练的运动员，安静时RBC渗透脆性、血液粘度、红细胞电泳时间和血沉比一般人有明显下降，红细胞滤过率和红细胞变形能力比一般人明显增加。4.红细胞变形能力5.血乳酸变化11海拔2000米的高度，当运动强度与平原相同时，缺氧的程度明显加大，血乳酸变化有以下特点：①以相同强度做大强度运动时，高原的血乳酸值明显高于平原；②高原训练适应以后，以相同强度运动时，与初到高原相比血乳酸浓度下降，血乳酸-速度曲线右移；③高原训练能明显提高乳酸阈强度；④在4000米以上高原训练时，由于强度偏低，血乳酸值显著下降。12(三)心血管系统长期高原应激引起副交感神经调节增强的影响。高原居住的居民其血压略高于平原居民。在高原以极限和次极限强度运动时，最初反应是心率和每分输出量比平原增加50%，但数天或者数周后，随着携氧能力和对氧气的亲和力提高，最大心率和心输出量均有所增加。13(四)骨骼肌1.骨骼肌的毛细血管和酶活性↑2.肌红蛋白浓度↑3.体重和体成分↓4.肌肉缓冲能力↑14四、高原训练的要素(一)适宜海拔高度理论上讲1000—3000米的高原训练都有效。最佳高度应为2000-2500米(二)适宜训练强度原则：①根据运动员训练水平的高低来定。水平高的强度可大些，反之强度则适当减少；②根据比赛的强度而定，要安排部分接近比赛强度的训练；③将高原训练的强度和下高原后的强度衔接起来，下高原后的平原强度要比高原强度高；④要根据机体对高原环境的适应阶段来安排训练强度。15(三)训练持续时间最适宜的持续时间应为4-6周(四)出现最佳训练效果的时间长跑和马拉松项目的最佳比赛时间为下高原后4-5天；中长距离项目为10-14天；短距离项目为20-26天。我国游泳项目则多采取回到平原5-6周时参加比赛，以保证下山后能有较多的时间加强速度和力量训练。高原训练的效果，下山后可保持3-5周的时间。而有的资料认为可保持45-50天。16(五)训练效果评价对高原训练效果的认识还不完全一致。高原适应提高了血液运载氧的能力。但长时间的高原应激对生理机能会出现一些负面的影响，例如体重下降、最大心率减少及每搏输出量减少，最大心输出量的减少将抵消来自血液载氧能力增加的受益。此外，在高原时是不可能以平原上的大强度训练，这就使得高原绝对训练的强度下降，上述种种因素可能会使运动员在平原时的竞技状态受到影响。17(六)训练方法与手段1.高住低练法高住低练法是让运动员在较高的高度上(2500米)居住，而在较低的高度(1300米)训练。2.间歇性低氧训练法采用呼吸气体发生器(氧分压有氧训练器)吸入低于正常氧分压的气体，造成体内适度缺氧，从而导致一系列有利于提高有氧代谢能力的抗缺氧生理适应，以达到高原训练的目的。3.模拟高原训练法18第二节热环境与运动能力一、热应激与适应(一)热应激的生理反应1.心血管反应2.发汗增加3.尿量变化4.内分泌激素对应激反应5.代谢变化6.耐力下降19(二)热服习概念：在高温与热辐射的长期反复作用下，人体在一定范围内逐渐产生对这种特殊环境的适应.生理反应如下：1.出汗阈值下降、出汗率增加、排汗能力增强2.肾脏和汗腺对Na+重吸收增加3.心功能改善，每搏输出量增加20二、热病及其预防热病：脱水、热痉挛、热衰竭和中暑(一)脱水脱水影响：引起排汗率、血浆量、心输出量、最大摄氧量、工作能力、肌肉力量和肝糖原含量等下降。轻度脱水：脱水量占体重2%左右中度脱水：脱水量占体重4%左右重度脱水：脱水量占体重6-10%21(二)热痉挛脱水和无机盐的丢失以及体液水平和电解质浓度不平衡导致肌肉痉挛、出汗多和疲劳，但体温尚正常。(三)热衰竭循环系统的调节机能障碍和大量出汗导致细胞外液，尤其是血浆量减少。血液储留在扩张的体表血管中，使中心血量及心输出量显著下降。表现为虚弱、脉搏加快、直立时血压低、头痛和头晕等，出汗可能稍减少，体温会有升高。22(四)中暑出汗停止，皮肤干燥而发烫，体温升高至4l.5ºC以上，虚脱、意识丧失，甚至会导致死亡。(五)热病的预防预防热环境训练时热病的发生，合理补液和预防过度脱水最为重要。在运动前后通过监测体重大致了解失水量进行补液，每减少l公斤体重表示脱水450ml，或在运动前20分钟喝400-600ml的冷水；在运动中少量多次的补液，每隔15-30分钟补液100-300ml，每小时的总补液量以不大于800ml为宜；在运动后的补液也应以少量多次为原则，并适当补盐。23第三节冷环境与运动一、冷应激与运动1.在冷环境中体温调节机制2.冷应激对机体的影响二、冷服习评定人体对冷的服习有三种基本方法：第一种方法是测定产生寒颤的皮肤温度阈值。第二种方法是测量手和足的温度。第三种方法是观察在寒冷中睡眠的能力。24第四节水环境与运动(一)能量代谢在水中活动能量消耗较多，比同样速度跑步时能量消耗大5-10倍。(二)呼吸机能在水中运动对呼吸机能的影响较陆上深刻。(三)心血管机能游泳时的体位及所处的特殊环境对循环功能也有良好的影响。25对水环境的适应第一阶段，刚入水，冷的刺激反射性地引起皮肤毛细血管收缩、皮肤发白、散热减少、产热加强(发自阶段)；第二阶段，皮肤血管反射性舒张，血液流向皮肤，皮肤发红，有温暖感觉(发红阶段)；第三阶段，如果持续在水中停留过久，身体散热过多，会出现寒颤，以加强产热过程(发抖阶段)；第四阶段，若继续停留太长，引起小动脉收缩，小静脉扩张，血液滞留在度下静脉中使皮肤和嘴唇紫绀(发紫阶段)。26第五节大气环境与运动一、大气环境与健康（一）大气环境与大气污染（二）大气环境与健康大气环境污染对人体健康的影响的主要特点是：（1）环境污染的涉及面广，易感性差异较大；（2）低计量、长时间的作用；（3）多途径进入人体；（4）多种因素同时存在。27二、大气环境对运动能力的影响Waynl等研究人员在洛杉矶对21个运动队从1959-1964的6年期间的中学生越野赛的成绩与以前的成绩进行了比较，发现在比赛前1个小时的氧化剂浓度为0.10mg/m3～0.6g/m3与成绩降低的运动员的百分比之间的关系呈正相关，其相关系数分两段时间统计，认为大气中的氧化剂直接影响了学生在竞赛时对氧气的利用或造成了呼吸不适。28第六节生物节律一、生物节律及其机制（一）生物节律的特点生物节律：生物体内的各种功能活动按一定的时间顺序发生变化，如果这种变化以一定时间重复出现，周而复始，则称为节律性变化，而这类变化的节律就称为生物节律。（二）生物节律可能机制29二、生物节律与运动训练合理利用生物节律的规律可对运动训练质量以及运动竞赛成绩的提高发挥良好的作用。一些研究认为，人在一天内会出现两个功能高潮，即上午9～11时，下午5～6时。30小结1、人体各种生命活动都受到环境的影响，并通过自身调节系统的功能与环境变化相适应。2、体育锻炼、运动训练和竞赛既是环境的变化，也是人体对环境的适应。3、要想获得好的锻炼和训练效果，创造好的运动成绩，就需要适应的环境和对环境的良好适应。