运动生理学11-有氧运动能力

第十一章有氧运动能力第一节概述第二节有氧工作能力第三节有氧工作能力的测评第一节概述一、需氧量与摄氧量(一)需氧量•概念：指人体为维持某种生理活动所需要的氧量。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，机体摄取并被实际消耗或利用的氧量称为摄氧量。•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•运动后恢复期处于高水平代谢的机体恢复到安静水平消耗的氧量称运动后过量氧耗。过量氧耗的主要原因：1.体温升高体温升高lºC时，体内的代谢率可增加13%。2.儿茶酚胺的影响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指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)最大摄氧量的影响因素•1.心脏泵血功能•2.肌组织利用氧能力•3.其他因素：遗传、年龄、性别、种族、训练等。最大摄氧量的遗传度为93.4。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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。不同项目运动员慢肌纤维百分比和VO2max3.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(三)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.作为选材的生理指标•3.作为制定运动强度的依据二、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。•(一)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）乳酸阈的生理机制及影响因素1、生理机制•缺氧•能量代谢方式的转变•肌纤维动用类型的转变•肝脏对乳酸的消除能力降低2、影响因素•性别、年龄•肌纤维类型与酶的活性•训练水平•运动项目•环境(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部分项目比赛后的血乳酸水平（mmol/L）自由式摔跤古典式摔跤武术（长拳）羽毛球（男）13.30±4.9010.29±2.3814.87±3.455.23±1.35杨奎生等，1987100米400米800米5000米马拉松9.45±1.3311.78±1.2815.19±1.8712.70±1.924.0－6.3•FG纤维的无氧化谢能力强，乳酸的产生主要在快缩酵解型纤维中；•SO的有氧氧化能力强，乳酸的清除主要在慢缩氧化型纤维中。•乳酸在FG纤维中产生，通过肌纤维间的穿梭或由血液运输进入SO纤维中进行氧化分解，或在肝脏中生成糖元。不同类型项目的适宜训练方法：100米200米400米800米/1500米3000米/马拉松最大强度低乳酸间歇训练最大速度训练最高乳酸间歇训练耐受乳酸能力训练、高原训练乳酸无氧阈训练、高原训练第三节有氧能力的测定与评价一、最大摄氧量测定二、乳酸阈测定三、台阶试验一、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180次/分(儿少达200次/分)②呼吸商(RQ)达到或接近l.15③摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降④受试者已发挥最大力量并无力保持规定的负荷即达精疲力竭2.间接推算法•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•记录负荷后第一个10秒的心率。二、乳酸阈的测定方法•1.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。•场地无氧阈测试：运动员以匀速跑5级1200米，每级1200米用时分别为6'、5'30、5'、4'30和4'，每1200米跑后即刻采取耳血，取血用时不超过1分钟，记录每级跑的实际用时，取血后立刻进行下一级1200米跑。将计算的每级实际跑速和测得的血乳酸浓度值绘图，找出4mM/L乳酸对应的跑速为该运动员的无氧阈值。•最大血乳酸测试：在场地专项测验。在跑后第7、9和11分钟采取耳血分析专项跑后血乳酸最大值。•主要训练手段的评价测试：场地专项练习时，在间歇训练的间歇期，选择合适的时间（组间歇或次间歇的4～5分钟时）进行采血，分析专项训练手段的血乳酸水平。美国金泉YSI®1500SPORT血乳酸分析仪•20年前开发全球第一台乳酸盐分析仪•90年推出的1500SPORT型号，在93年进行了改进。•重量4公斤，机身防水。•酶层固定于薄膜之间，不会随样品测定而消耗；酶膜寿命长。手持式乳酸分析仪递增强度负荷运动时血乳酸的测定2.通气阈测定•在渐增负荷运动中，将肺通气量变化的拐点称为“通气阈”三、台阶试验•方法：男生使用高40厘米台阶（或凳子），女生采用高35厘米的台阶（或凳子）做踏台上下运动。测验前测定安静时的脉搏，然后受试者做轻度的准备活动，主要是活动下肢关节。上下台阶（或凳子）的频率是30次／分，节拍器的节律为120次／分。持续3分钟。做完后立刻坐在椅子上测量运动结束后的1分钟至1分半钟、2分钟至2分半钟、3分钟至3分半钟的3次脉搏数。并用下列公式求得评定指数，计算结果包含有小数的，对小数点后的1位进行四舍五入取整进行评分。Classisover!