第二章第三节运动对机体的影响.

运动对机体的影响运动是生命的标志，不仅表现为物体的物理性位移，而且也表现为生物体内部结构的动态变化。它是人类最常见的生理性刺激，对多个系统和器官的功能具有明显的调节作用。•肌肉运动时循环系统的适应性变化就是提高心输出量以增加血流供应，运动时心输出量的增加与运动量或耗氧量成正比。一次运动时血液循环功能的变化（一）肌肉运动时心输出量的变化(二)肌肉运动时各器官血液量的变化运动时各器官的血流量将进行重新分配。其结果是使心脏和进行运动的肌肉的血流量明显增加，不参与运动的骨骼肌及内脏的血流量减少。皮肤血管舒张，血流增加，以增加皮肤散热。（三）肌肉运动时动脉血压的变化运动时的动脉血压水平取决于心输出量和外周阻力两者之间的关系。在有较多肌肉参与运动的情况下，肌肉血管舒张对外周阻力的影响大于其他不活动器官血管收缩的代偿作用，故总的外周阻力仍有降低，表现为动脉舒张压降低；另一方面，由于心输出量显著增加，故收缩压升高。长期运动训练对心血管系统的良性影响1．窦性心动徐缓运动训练，特别是耐力训练可使安静时心率减慢。某些优秀的耐力运动员安静时心率可低至40-60次/分，这种现象称为窦性心动徐缓。一般认为，运动员的窦性心动徐缓是经过长期训练后心功能改善的良好反应。2．运动性心脏增大研究发现，运动训练可使心脏增大，运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应。近年来超声心动图的研究结果表明，运动性心脏增大对不同性质的动训练具有专一性，以静力及力量性运动为主的投掷、摔跤和举重运动员心脏的运动性增大是以心肌增厚为主；而游冰、长跑等耐力性运动员的心脏增大却以心室腔增大为主。3.心血管机能改善有训练者在进行定量工作时，心血管机能动员快、潜力大、恢复快。运动开始后，能迅速动员心血管系统功能，以适应运动活动的需要，进行最大强度运动时，在神经和体液的调节下可发挥心血管系统的最大机能潜力，充分动员心力贮备。运动后恢复期短，也就是说运动时机能变化很大，但运动一停止就能很快恢复到安静时水平。在安静和运动时均表现出能量的“节省化”。9安静时一般人:50OOml/min=71ml/次x70次/min运动员:50OOml/min=lOOml次x5O次/min最大运动时一般人:220OOml/min=113ml次xl95次/min运动员:350OOml/min=l79ml次xl95次/min运动训练不仅使心脏在形态和机能上产生良好适应，而且也可使调节机能得到改善。有训练者在进行定量工作时，心血管机能动员快、潜力大、恢复快。等张运动主要表现为心率加快、回心血量增多、外周阻力下降、收缩压增高、舒张压不变和心肌摄氧量增加等长抗阻运动表现为血压升高、心肌摄氧量增加、心率加快、心输出量中度增加、每搏量和外周阻力变化不大测定心率在运动实践中的意义基础心率是指清晨起床前静卧时的心率。评定心脏功能及身体机能状况控制运动强度在耐力训练中，使用心率控制运动强度最为普遍，常用的公式为:(最大心率-运动前安静心率)/2+运动前心率。所测定的心率可为教学、训练及健身锻炼提供生理学依据。成年人健身跑可用170减去年龄所得的心率数值来控制运动强度。测定血压在运动实践中的意义清晨卧床时血压和一般安静时血压较为稳定，测定清晨卧床血压和一般安静时血压对训练程度和运动疲劳的判定有重要参考价值。运动训练时，可根据血压变化了解心血管机能对运动负荷的适应情况。13运动对呼吸系统的影响一、肺通气量概念：单位时间内吸入(或呼出)的气量。肺通气量=潮气量*呼吸频率安静时：6-8L；剧烈运动时：80-15OL或更多(180-200L)。二、肺泡通气量概念：每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。肺泡通气量=(呼吸深度-生理无效腔)*呼吸频率14深慢的呼吸与浅快的呼吸效果的比较15三、通气/血流比值概念：指每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺毛细血管血流量(Qc)之比值，简写为VA/Qc安静时：VA/Qc比值(4200/5000)=0.84。小于0.84，意味着通气不足；大于0.84，意味着通气过剩，血流不足。16四、运动时通气机能的变化运动时随着强度的增大，机体为适应代谢的需求，需要消耗更多的O2和排出更多的CO2，为此，通气机能将发生相应的变化。具体表现：呼吸加深加快，肺通气量增加。潮气量可从安静时的500ml上升到2000ml以上，呼吸频率随运动强度而增加，可由每分钟12-18次增加到每分钟40-60次。结合潮气量与呼吸频率的变化，运动时的每分通气量可从安静时的每分钟6-8L增加到80-150L，较安静时可增大10-12倍。17不同强度运动时，潮气量和呼吸频率的变化18运动过程中肺通气量的时相性变化运动开始后，通气量立即快速上升，随后在前一时相升高的基础上，出现持续的缓慢的上升；运动结束时，肺通气量同样是先出现快速下降，随后缓慢地恢复到安静时的水平。中等强度运动：主要是靠呼吸深度的增加剧烈运动：主要是靠呼吸频率的增多19二、运动时换气机能的变化1.肺换气的具体变化①人体各器官组织代谢的加强，使流向肺部的静脉血中PO2比安静时低，从而使呼吸膜两侧的PO2差增大，O2在肺部的扩散速率增大；②血液中儿茶酚胺含量增多，导致呼吸细支气管扩张，使通气肺泡的数量增多；③肺泡毛细血管前括约肌扩张，开放的肺毛细血管增多，从而使呼吸膜的表面积增大；④右心室泵血量的增加也使肺血量增多，使得通气血流比值仍维持在0.84左右。20①由于活动的肌肉组织需利用较多的O2来氧化能量物质以重新合成ATP，所以活动的肌肉组织耗氧量增加，组织的PO2下降迅速，使组织和血液间的PO2差增大，O2在肌肉组织部位的扩散速率增大；②活动组只毛细血管开放数量增多，增大了组织血流量，增大了气体交换的面积；③组织中由CO2积累PCO2的升高和局部温度的升高使氧离曲线发生右移，促使HbO2解离进一步加强。运动时组织的这些变化，促使肌肉的氧利用率的提高，肌肉的代谢率可较安静时增高达100倍。2、组织换气的具体变化健康人运动前后呼吸各指标的变化呼吸指标安静大运动量后呼吸频率（次/min）1050潮气量（L/min）0.63.2每分通气量（L）6160吸氧量（L）0.254.57二氧化碳排出量（L）0.200.52呼吸商0.791.21通气氧耗值（ml/L·min）6120肺泡通气率0.30.12肺血流量（L/min）426肺动脉平均压（kPa）1.873.60肺泡-动脉氧压力梯度（kPa）1.334.00人类骨骼肌纤维的类型•早在1673年Loranzini发现动物骨骼肌的颜色有的较红、有的较白，并且肌肉的色泽与运动能力有着密切的关系。•1883年，仑威尔进一步用电刺激肌肉的方法发现红色肌纤维收缩速度慢，不易疲劳；白色肌纤维收缩速度快，易疲劳。•1962年，瑞典生理学家Bergstrom创建了肌组织针刺活检技术，使直接进行人类肌纤维类型的研究成为可能。运动对肌纤维的影响人类肌纤维分为两种类型：•一是收缩速度较慢的，称慢肌（ST）或I型肌；•二是收缩速度快的，称为快肌（FT）或II型肌。肌纤维类型的检测快肌中包括三种亚型：•快A、快B和快C•快B是典型的快肌纤维•快A在收缩速度方面同快肌，但代谢特征兼有快肌和慢肌特征•快C为过渡性纤维，具有未完全分化特征，其数量较少形态特征1.快肌纤维①直径较粗、呈苍白色。②线粒体容积密度小，肌质网发达。③接受脊髓前角大运动神经元支配。④神经元所支配的肌纤维数量多。2.慢肌纤维①直径较细，呈红色②线粒体容积密度大，毛细血管网发达③支配慢肌纤维脊髓前角小运动神经元④一个运动神经元所支配的肌纤维数量少。代谢特征1.快肌纤维无氧氧化能力较高•表现为快肌纤维中参与无氧氧化过程的酶活性较慢肌纤维高。•糖酵解的底物肌糖原含量也较慢肌高。2.慢肌纤维有氧氧化能力较高•表现为线粒体数量多，体积大，容积密度高，氧化酶活性较快肌纤维高。•慢肌纤维毛细血管丰富，肌红蛋白含量较高，都使其有氧氧化能力高于快肌纤维。生理特性1.收缩速度快肌纤维收缩速度快于慢肌。2.收缩力量快肌纤维收缩时产生的力量大于慢肌纤维。3.抗疲劳能力慢肌纤维抗疲劳能力比快肌强。•人的快肌纤维的百分组成与收缩速度（A）和最大力量（B）的关系•人的快肌纤维的百分组成与易疲劳性的关系•两类肌纤维最大收缩速度对比不同类型肌纤维的分布•人类同一块肌肉中既有快肌纤维，又有慢肌纤维。不同肌纤维在同一块肌肉中所占的数量百分比，称肌纤维类型的百分组成。•肌纤维的组成还受肌肉的功能特征、人的性别、年龄以及遗传等因素影响•功能上，以维持身体姿势或紧张性工作为主的肌肉中，慢肌百分组成较高•以快速位相性工作为主的肌肉，其中快肌的百分组成较高。肌纤维类型与运动能力•从两类肌纤维的形态、机能和代谢特征看，两类肌纤维的百分组成与某些基本素质具有密切关系。•对优秀运动员肌纤维百分组成的调查表明，肌纤维类型的配布和专项运动能力高度相关；并认为，这是影响乃至决定运动员专项成绩的重要条件。•符合专项要求的肌纤维配布只是取得良好成绩的诸多因素中的一个因素，而不是唯一因素。快肌百分组成与速度、爆发力素质有关慢肌百分组成与一般耐力和力量耐力有关马拉松长跑运动员短跑运动员竞走运动员800米跑运动员举重运动员越野滑雪自行车运动员无训练者10090807060504030201000102030405060708090100慢肌纤维百分比快肌纤维百分比优秀运动员肌纤维构成训练对两类肌纤维的影响训练能否引起两类肌纤维互变---------两种观点•早期研究者认为，肌纤维的百分比组成是由遗传决定而不能随训练互变；•但近年来的研究证明，肌纤维类型可随专项训练而产生适应性变化。运动时两类肌纤维的募集•许多运动中，快肌纤维和慢肌纤维两者都可动用•在强度低的耐力性运动中，优先动用慢肌•在大强度运动中，优先动用快肌•不同用力水平肌纤维募集百分比–低强度运动显著消耗Ⅰ型纤维内的糖原，而对Ⅱ型纤维内的糖原影响甚微；–高强度的运动消耗Ⅰ型和Ⅱ型纤维内的糖原，尤以后者更为明显38训练对肌纤维横断面积的影响训练有素者肌纤维直径或横断面积大于无训练者，肌纤维的这种肥大通常表现为选择性肥大实验证明：•力量训练可使快肌纤维出现选择性肥大•耐力训练可使慢肌纤维出现选择性肥大•速度训练可使快肌纤维增加得更多训练对肌纤维代谢能力的影响实验证明，耐力训练可使慢肌纤维中线粒体数目增多，体积增大，有氧氧化酶的活性提高，从而提高慢肌纤维的有氧氧化能力。研究认为，耐力训练可使快肌纤维中琥珀酸脱氢酶的活性提高。运动对骨骼肌的影响•力量训练–大力量和少重复次数的训练可增加肌肉力量–肌肉变得更强壮，体积增大–肌肉横截面积增加•耐力训练–结果是肌肉产生适应性变化–主要是肌肉能量供应的改变•爆发力训练（又称无氧训练）–持续数秒至2分钟的高强度训练–主要依赖于无氧代谢途径供能42不同运动形式对骨骼肌代谢和功能的影响运动类别主要刺激主要适应对肌功能的影响耐力运动在相对低强度下的反复收缩1、增加线粒体量和质，能量释放酶(三羧酸循环酶和长链脂肪酸氧化酶)和电子传送能力提高；2、少见无氧代谢途径的改变；3、肌纤维稍有增粗；4、以红肌纤维改变为主，并增加肌肉的血液循环1、增加肌耐力；2、运动中可节省糖原的利用；3、作功中乳酸形成相对较少力量运动每一肌横断面积范围内增加力的负荷即募集增多和(或)频率增加1、肌纤维增粗(横断面积增大)，以白肌纤维为主；2、蛋白合成能力增强，分解降低；3、可能使线粒体数量相对减少，氧化能力无改变，无氧代谢能力增强；4、对肌纤维型无改变1、增强肌力；2、单位时间内爆发力增强，相应肌群中协调能力改善；3、可能耐力下降*运动对关节代谢的影响关节骨的代谢主要依赖于日常活动时的加压和牵伸，站立位的重力使关节骨受压，肌腱的作用在于牵伸，以上两力直接影响关节骨的形态和密度。关节附近的骨折、关节置换术后，应及时正确地应用运动疗法，以刺激软骨细胞，增加胶原和氨基己糖的合成，防止滑膜粘连和血管翳形成，从而增加关节活动范围，恢复关节功能运动提供的应