北京体育大学考研运动生理学讲义(基础篇)

第一讲：绪论一、生命的基本特征1、新陈代谢新陈代谢是生物体自我更新的最基本的生命活动过程。新陈代谢包括两个方面：同化作用和异化作用。同化作用就是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。异化作用正好与其相反，生物体不断地将自身物质进行分解，并把所分解的产物排出体外，同时释放出能量供机体生命活动需要的过程。在这两个过程中不仅有物质的代谢也伴随着能量的代谢，这两种代谢活动是同时进行的。新陈代谢是生命活动的最基本特征。2、兴奋性在生物体内可兴奋组织具有感受刺激、产生兴奋的特性称为兴奋性。而把能引起可兴奋组织产生兴奋的各种环境变化称为刺激。神经、肌肉和腺体等组织受刺激后，能迅速地产生可传布的动作电位，即发生兴奋，这些组织被称为可兴奋组织。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称为兴奋。可兴奋组织有两种生理状态：兴奋、抑制。3、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和特性称为应激性。应激性表现形式是多样的，既可是生物电活动，也可以是细胞的代谢变化。而兴奋性则指生物电活动的过程。因此兴奋性的组织一定具有应激性，而具有应激性的组织不一定具有兴奋性。4、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称为适应性。5、生殖生物体的生命是有限的，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。二、人体生理机能的调节1、什么是稳态？细胞要生存就必须有一个稳定的内环境，然而，内环境的理化性质不是绝对静止不变的，而是各种物质在不断转换中达到相对平衡状态，即动态平衡，这种动态平衡称为稳态。2、人体三大生理机能调节机制（1）神经调节指在神经活动的直接参与下所实现的生理机能调节过程，是人体最重要的调节方式。神经调节的基本方式是反射。（2）体液调节人体血液和其他体液中某些化学物质，如内分泌腺所分泌的激素，以及某些组织细胞所产生的某些化学物质或代谢产物，可借助于血液循环的运输，到达全身或某一器官和组织，从而引起某些特殊的生理反应。这种调节过程是通过体液来实现的，因而称为体液调节。（3）自身调节自身调节是指组织和细胞在不依赖于外来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。3、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节律。三、当前运动生理学的研究热点1、最大摄氧量的研究2、对氧债学说的再认识3、关于个体乳酸阈的研究4、关于运动性疲劳的研究5、关于运动对自由基代谢影响的研究6、运动对骨骼肌收缩蛋白机构和代谢的研究7、关于肌纤维类型的研究8、运动对心脏功能影响的研究9、运动与控制体重10、运动与免疫机能四、章节考点：1、生命活动的基本特征？2、运动生理学研究热点？第二讲：第一章骨骼肌机能一、肌纤维结构肌细胞（又称肌纤维）是肌肉的基本结构和功能单位。每条肌纤维外面包裹着一层薄膜称为肌内膜。许多肌纤维聚集在一起被肌束膜包裹着。而每一块肌肉的外面又覆盖着肌外膜。肌纤维由肌原纤维构成，肌原纤维又有粗、细两种肌丝排列而成。（如图）细肌丝粗肌丝二、肌管系统肌原纤维间的小管系统。横小管：肌细胞膜延伸入肌细胞内部的小管，与肌纤维走向垂直。纵小管：围绕肌纤维形成网状，与肌纤维走向平行，又称肌质网在横管处膨大，形成终池，内贮钙离子。三联管：两侧终池与横管合称。互不相通。三、肌丝分子组成粗肌丝：肌球蛋白细肌丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白。四、静息电位和动作电位1、静息电位：细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的电位差称为静息电位。静息电位为膜外正电位，膜内负电位。产生原理：由于细胞内外离子浓度不均和细胞膜对各种离子的通透具有选择性导致K离子外流引起外正内负的静息电位。3、动作电位：可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位。动作电位的产生原理：细胞膜受刺激，膜上钠离子通道被激活而开放，Na离子顺浓度梯度大量内流，导致细胞内正电荷增加，进而出现内正外负的现象。五、肌电骨骼肌兴奋时，由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生的电位变化称为肌电。肌电图：用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形称为肌电图。六、肌丝滑行学说和肌纤维兴奋—收缩耦联1、肌丝滑行学说认为：肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。2、肌纤维的兴奋收缩耦联通常把以肌细胞膜的电位变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程称为兴奋—收缩耦联。主要包括以下三个主要步骤：（1）兴奋通过横小管系统传导到肌细胞内部横小管是肌细胞膜的延续，动作电位可沿着肌细胞膜传导到横小管，并深入到三联管结构。（2）三联管结构处的信息传递横小管上的动作电位可引起与其邻近的终池膜及肌质网膜上的大量Ca离子通道开放，钙离子顺着浓度梯度从肌质网内流入胞浆，肌浆中钙离子浓度升高后，钙离子与肌钙蛋白亚单位结合，导致一系列蛋白质结构发生改变，最终导致肌丝滑行。（3）肌质网对钙离子的再回收肌浆中钙离子升高刺激肌质网膜上的钙泵，钙泵将肌浆中钙离子转运到肌质网中贮存，从而使钙离子与肌钙蛋白亚单位分离，最终引起肌肉舒张。七、骨骼肌的特性及收缩形式1、骨骼肌的物理特性：伸展性、弹性、粘滞性（温度越高粘滞性越低）2、骨骼肌兴奋满足的条件：刺激强度、刺激的作用时间、刺激强度变化率3、骨骼肌的收缩形式（1）向心收缩：肌肉收缩时，长度缩短的收缩。（2）等长收缩：肌肉在收缩时其长度不变的收缩。（3）离心收缩：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩。（4）等动收缩：在整个关节活动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩。研究表明：离心收缩引起的肌肉酸痛最显著，等长次之，向心收缩最不明显。4、绝对力量和相对力量绝对力量：一块肌肉做最大收缩时所产生的张力为该肌肉的绝对肌力。相对力量：指肌肉单位横断面积所具有的肌力。5、运动单位：一个a运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位称为运动单位。6、运动单位的募集：参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合称为运动单位的募集。八、肌纤维类型与运动能力1、肌纤维主要分为：快肌和慢肌按色泽也可分为：红肌和白肌2、不同肌纤维形态结构、机能及代谢特征特征类型形态结构生理学特征代谢特征收缩速度肌肉力量疲劳程度快肌纤维直径大收缩蛋白多肌浆网发达运动神经元大传导速度快快大易疲劳无氧代谢能力高无氧代谢有关的酶活性大慢肌纤维毛细血管网丰富肌红蛋白多线粒体大且多运动神经元小传导速度慢慢小不易疲劳有氧代谢能力高有氧代谢酶活性大氧化脂肪能力强3、肌纤维类型与运动项目研究发现，运动员的肌纤维组成具有项目特点。参加时间短、强度大的项目的运动员，其骨骼肌中快肌纤维百分比较从事耐力运动项目的运动员和一般人高，而从事耐力项目的运动员的慢肌纤维百分比却高于非耐力项目运动员和一般人，既需要耐力又需要速度的项目，其快慢肌纤维的百分比相当。4、训练对肌纤维的影响（1）肌纤维选择性肥大研究发现，从事速度力量型的训练会使快肌纤维选择性肥大，而从事耐力型的训练会使慢肌纤维选择性肥大，既需要速度力量又需要耐力的训练项目会使快慢肌都出现肥大。（2）酶活性改变训练会使肌纤维中有关酶的活性选择性增强。研究表明，耐力项目训练会使肌细胞中与有氧代谢有关的酶活性增强，而力量速度训练会使肌细胞中与无氧代谢有关的酶活性增强。章节考点：1、骨骼肌纤维的收缩原理（肌丝滑行学说解释）？2、试述兴奋收缩耦联机制？3、试述不同肌纤维类型的特征及代谢特点？4、训练对肌纤维的影响？第三讲：血液一、内环境和内环境相对稳定的生理意义1、内环境：为了区别人体生存的外界环境，把细胞外液称为机体的内环境。2、内环境的相对稳定性：人体的外界环境经常变化，而内环境变化甚小，这是由于人体内有多种调节机制，使内环境理化因素的变动不超出正常生理范围，以保持动态平衡，这一生理现象称为内环境的相对稳定性。3、内环境相对稳定的意义内环境相对稳定，细胞新陈代谢才能正常进行，才有可能保持细胞的正常兴奋性和各器官正常的机能活动。所以内环境的相对稳定是机体正常生命活动的必须条件。4、血液的功能（1）维持内环境的相对稳定作用（2）运输作用（3）调节作用（4）防御和保护作用5、渗透和渗透压渗透：水分子通过半透膜向溶液扩散的现象称为渗透现象，简称渗透。渗透压：溶液促使膜外水分子向内渗透的力量即为渗透压。6、缓冲对：血液中还有数对具有抗酸和抗碱作用的物质。称为缓冲对。最主要的缓冲对：NaHCO3/H2CO37、运动对红细胞的影响（1）运动对红细胞数量的影响一次性运动对红细胞数量的影响：一般认为，短时间大强度快速运动比进行长时间耐力运动红细胞增加的更明显。同样时间的运动中，运动量越大，红细胞增加越多。运动后即可观察到红细胞数目增多主要是由于血液重新分布的变化所引起。但也有人认为是由于贮血库释放较浓的血液进入循环系统造成。运动后1-2个小时红细胞数量即可恢复到正常水平。长期运动训练对红细胞数量的影响：经过长期系统的训练，尤其是耐力训练的运动员在安静时，其红细胞数量并不比一般人高，有的甚至低于正常值。这是由于运动员训练造成血容量增加主要是以血浆量增加为主，而红细胞有降低趋势，这主要是为了降低血液的粘滞性，使血流更加畅通。（2）运动对红细胞压积的影响红细胞压积即红细胞比容，是指红细胞在全血中所占的容积百分比。在一定条件下，红细胞压积是影响血液粘滞性的主要因素。运动训练会造成红细胞数量降低，而血浆量会增加，所以运动训练会导致红细胞压积降低。（3）运动对红细胞流变性的影响经过系统训练的运动员安静时红细胞的变形能力增强，增加了红细胞膜的弹性，使其在血管中流动更加流畅。8、评定血红蛋白（Hb）指标应注意的几个问题：（1）冬训期间和女运动员月经期间评价标准应略低。（2）运动员血红蛋白含量存在个体差异。（3）同一运动队个体差异较大时应值得注意。（4）运动员大运动量后的调整期，血红蛋白含量是由低到高恢复的。（5）血红蛋白指标主要用于评定某个训练周期或阶段。（6）血红蛋白指标主要针对有氧工作为主的项目。9、运动员血液特征和生理意义特征：（1）纤维蛋白溶解作用增强（2）血容量增加（3）红细胞变形能力增加（4）血粘度下降生理意义（1）血容量增加更有利于增大运动时的心输出量，对于提高总体运动能力尤其是有氧耐力意义重大。（2）运动员血粘滞性下降，血容量增加，这有利于减少血流阻力，加快血流速度，使营养物质、激素等运输及代谢物排出更迅速，也有利于体温调节和大强度运动时散热，使足够多的血量流到皮肤。（3）降低因运动时血浆水分转移、丢失而造成的血液过分浓缩的程度。（4）血浆清蛋白浓度升高，有利于运载脂肪酸供能。章节考点：1、试述运动对红细胞的影响？2、应用血红蛋白指标应注意的问题？3、运动员血液的特征及生理意义？第四讲：循环机能一、心脏的功能1、心动周期：心房或心室每收缩和舒张一次，称为一个心动周期。2、心脏泵功能评定（1）心输出量心输出量一般是指每分钟左心室射入主动脉的血量。每搏输出量：一侧心室每次收缩所射出的血量称为每搏输出量。射血分数：每搏输出量占心室舒张末期的容积百分比，称为射血分数。心指数：以每一平方米体表面积计算的心输出量，称为心指数。心输出量的影响因素：（一）心率和每搏输出量（二）心肌收缩力（三）静脉回流血（2）心脏做功（3）心脏泵功能的贮备3、心电图：用引导电极置于肢体或躯体的一定部位记录出来的心脏电变化曲线称为心电图。二、血管结构和功能1、血压：指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。2、微循环：是指微动脉和微静脉之间的血液循环。三、心血管活动的调节1、减压反射当动脉血压升高时，颈动脉窦和主动脉弓的传入冲动分别经窦神经和迷走神经进入延髓后，一方面使心迷走中枢的活动加强，另一方面又使心交感神经中枢和交感缩血管中枢活动减弱。这些中枢通过改变心迷走