运动过程中人体机能变化规律

运动过程中人体机能变化规律 一、赛前状态 概念：人体参加比赛或训练前，身体的某些器官和 系统会产生的一系列条件反射性变化，这种特有的 机能变化和生理过程称为赛前状态。 (一)赛前状态的特征及其产生机理 表现：神经系统兴奋性提高、物质代谢加强、体温 升高及内脏器官活动增强。 如：心率和呼吸频率、动脉血压、汗腺分泌 第一节 赛前状态与准备活动 赛前反应的大小：与比赛性质、运动员的比赛经验和心理状 态有关。 比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越明显。 运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反 应增强。 赛前动脉血压 赛前脉搏 赛前状态产生的机理： 场地 器材 观众 + 条件反射 音响 由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环境下 形成的，所以其生理机理属自然条件反射。 比赛或运动 时肌肉活动 的生理变化 (二)赛前状态对运动能力的影响及调整 1.准备状态型 2.起赛热症型 3.起赛冷淡型 1.准备状态型 特点：中枢神经系统兴奋性适度提高，植物性神 经系统和内脏器官的惰性得到一定的克服 有利于发挥机体工作能力和运动成绩的提高 常见：优秀运动员 2.起赛热症型 特点：中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过度紧 张，常有寝食不安、四肢无力、全身微微颤抖、喉咙 发堵等不良生理反应，工作能力和运动成绩下降。 常见：初次参加比赛的年轻选手，或参加特别重大 的比赛，或运动员过分重视比赛结果。 3.起赛冷淡型 特点：赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现 为对比赛淡漠、浑身无力，不能在比赛时充分 发挥机体工作能力。 通常是第二种类型的继发反应 措施： (1)要求运动员不断提高心理素质，正确对待比赛； (2)组织运动员多参加比赛，增加比赛经验； (3)进行适当形式和强度的准备活动，如果运动员兴 奋性过低，可做些强度大的练习，如果运动员兴奋性 过高，准备活动的强度可小些，安排一些轻松的和转 移注意力的练习和活动。 二、准备活动 概念：指在比赛、训练和体育课的基本部分之前 进行的身体练习。 1.准备活动的生理作用 (1)调整赛前状态 (2)克服内脏器官生理惰性 (3)提高机体的代谢水平，使体温升高 (4)增强皮肤的血流量有利于散热，防止正式比 赛时体温过高。 三种不同情况下跑100米及400米成绩的比较 跑距离 受 试 者 不做准备活动蒸汽浴后做准备活动后 体温成绩体温成绩体温成绩 100米 GB PH OL 37.3C 37.2C 36.6C 12”7 12”7 12”4 38.2C 38.0C 37.8C 12”6 12”3 12”3 38.1C 38.1C 38.8C 12”2 12”1 11”9 400米 GB PH OL 37.3C 37.03C 36.0C 59”2 57”2 54”0 38.8C 38.0C 37.1C 58”8 57”0 56”0 38.4C 38.4C 38.3C 56”2 55”4 52”2 准备活动作用的生理机理 B.另外，在每次训练或比赛前做准备活动，也会形成 条件反射。所以，准备活动所产生的生理效应也有 条件反射的作用。 A.准备活动 神经中枢 产生兴奋 性提高的 痕迹(后 作用) 正式比赛时中枢神 经系统的兴奋性处 于最适宜水平，调 节功能得到改善， 内脏器官的机能惰 性得到克服，新陈 代谢加快，有利于 机体发挥最佳机能 水平。 准备活动的生理负荷 强度：45%VO2max强度、心率达100-120次/分 时间：10-30分钟 此外，还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和 季节气候等因素适当加以调整，通常以微微出汗及 自我感觉已活动开为宜。 间隔时间：一般不超过15分钟。 在一般性教学课中2-3分钟。 准备活动后间隔45分钟，其痕迹效应将全部消失。 第二节 进入工作状态与稳定工作状态 一、进入工作状态 概念：在进行体育运动时，人的机能能 力逐渐提高的生理过程和机能状态叫进 入工作状态。 (一)产生进入工作状态的机理 1.反射时(物理惰性） 2.内脏器官的生理惰性 (二)影响进入工作状态的因素 影响因素：工作性质、个人特点、训练水平、工作 强度及当时机体的机能状态。 肌肉活动越复杂进入工作状态的时间越长； 训练程度低进入工作状态的时间长； 训练水平提高进入工作状态的时间短； 工作强度越高进入工作状态的时间就越短。 此外，年龄和外界因素也能影响进入工作状态的时 间。儿童少年进入工作状态的时间比成人短。场地 条件好、气候温暖适宜以及良好的赛前状态和充分 的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。 (三)生理“极点”与“第二次呼吸” 1.生理“极点”及产生机理 概念：在进行剧烈运动开始阶段，内脏器官的活动 满足不了运动器官的需要，出现一系列暂时性生理 机能低下综合症。 呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不 协调、心率剧增及精神低落等症状，这种机能状态 称为“极点”。 原因：内脏器官的机能惰性与肌肉活动不 相称，运动开始时供氧不足;大量乳酸 积累使血液pH值朝酸性方向偏移。大脑 皮质运动动力定型暂时遭到破坏。 2.“第二次呼吸”及产生的机理 概念：“极点”出现后，植物性神经与躯体神经系 统机能水平达到了新的动态平衡，生理机能低下综 合症症状明显减轻或消失，这时，人体的动作变得 轻松有力，呼吸变得均匀自如，这种机能变化过程 和状态称为“第二次呼吸”。 原因： 运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供应增加 ，乳酸得到逐步清除； 运动速度暂时下降，使运动时每分需氧量下降， 以减少乳酸的产生，机体的内环境得到改善，被破 坏了的动力定型得到恢复。 3.影响“极点”与“第二次呼吸”的因素 影响因素：运动项目、运动强度和训练水平，准 备活动、赛前状态及呼吸方式等。 中长跑项目反应较明显；运动强度越大，训练水 平越低，“极点”出现得越早，反应也越强烈，“ 第二次呼吸”出现得也愈迟。 减轻“极点”反应的主要措施： 继续坚持运动； 适当降低运动强度； 调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度 。 二、稳定状态 概念：在运动过程中，进入工作状态结束 后，人体的机能水平和工作效率在一段时 间内处于一种动态平衡或相对稳定状态。 分类：真稳定工作状态、假稳定工作状态 (一)真稳定工作状态 (二)假稳定工作状态 (一)真稳定工作状态 概念： 在进行强度较小、时 间较长的运动时，进 入工作状态结束后， 机体吸氧量和需氧量 保持动态平衡，这种 状态称为真稳定工作 状态。 表现：肺通气量、心率、心输出量、血压及其他生理指标保持 相对稳定，运动中的能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少 ，血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持续时间较长，可达 几十分钟或几小时。 (二)假稳定工作状态 概念：当进行强度 大、持续时间较长 的运动时，进入工 作状态结束后，吸 氧量已达到并稳定 在最大吸氧量水平 ，但仍不能满足机 体对氧的需要，这 种机能状态为假稳 定工作状态。 表现：乳酸的产生率大于清除 率，使血乳酸增加，pH值下降 ，心率、血压、肺通气量和呼 吸频率等生理功能基本达到极 限 (三)“第一拐点”与“第二拐点” 应用动态数学建模分析法研究表明，人体在运 动过程中，心血管和呼吸系统的机能变化表现 出两个明显的拐点： “第一拐点”：标志进入工作状态(动员阶段)结束、稳定 工作状态开始。 “第二拐点”：标志稳定工作状态结束、人体整体工作效 率明显下降、疲劳开始。 第三节 运动性疲劳 一、运动性疲劳的概念 疲劳：机体生理过程不能持续其机能在一特 定水平上和/或不能维持预定的运动强度。 运动性疲劳：指在运动过程中，机体的机能 能力或工作效率下降，不能维持在特定水平 上的生理过程。 二、运动性疲劳的产生机理 自从19世纪80年代莫索开始研究疲劳以来，人 们对运动性疲劳产生的机理提出多种假说，最 具代表性的有以下几种： (一)“衰竭学说” (二)“堵塞学说” (三)“内环境稳定性失调学说” (四)“保护性抑制学说” (五）“突变”学说 三.不同类型运动疲劳的特征 四、运动性疲劳的判断 (一)测定肌力评价疲劳 1.背肌力与握力 测定方法：早晚各测一次，求出其数值差。 判断方法：如次日晨已恢复，可判断为正常 。 2.呼吸肌耐力 测定方法：连续测5次肺活量，每次间歇30 秒。 判断方法：疲劳时肺活量逐次下降 (二)测定神经系统机能判断疲劳 1.膝跳反射阈值：疲劳时阈值升高。 2.反应时：疲劳时反应时延长。 3.血压体位反射：受试者坐位静息5分钟后，测安静 时血压，随即仰卧3分钟，然后将受试者扶成坐姿 (推受试者背部，使其被动坐起)，立即测血压， 每30秒测一次，共测2分钟。若2分钟以内完全恢 复，说明没有疲劳，恢复一半以上为轻度疲劳， 完全不能恢复为重度疲劳。 (三)测试感觉机能评价疲劳 1.皮肤空间阈 判断方法：运动后皮肤空间阈(两点阈)较安静时 增加1.5-2倍为轻度疲劳，增加2倍以上为重度疲 劳。 2.闪光融合频率 测定方法：受试者坐位，注视频率仪的光源，直 到将光调至明显断续闪光融合频率为止，即临界 闪光融合频率，测三次取平均值。 判断方法：轻度疲劳时约减少1.0-3.9Hz;中度疲 劳时约减少4.0-7.9Hz;重度疲劳时减少8Hz以上。 (四)用生物电评价疲劳 1.心电图 2.肌电图 3.脑电图 (五)主观感觉判断疲劳 测试方法：锻炼者 在运动过程中根据 RPE表指出自我感 觉的等级，以此来 判断疲劳程度。 (六)测定运动中心率评定疲劳 1.基础心率 基础心率正常情况下都相对稳定，如果大运动负荷 训练后，经过一夜的休息，基础心率较平时增加5- 10次/分以上，则认为有疲劳累积现象，如果连续几 天持续增加，则应调整运动负荷。 2.运动中心率 若一段时期内从事同样强度的定量负荷，运动中心 率增加，则表示身体机能状态不住。 3.运动后心率恢复 人体进行定量负荷后心率恢复时间长，表明身体欠 佳。如进行30秒20次深蹲的定量负荷运动，一般心 率可在运动后3分钟内完全恢复，而身体疲劳时，恢 复时间明显延长。 第四节 恢复过程 概念：恢复过程是指人体在运动过程中和 运动结束后，各种生理机能和能源物质逐 渐恢复到运动前水平的变化过程。 阶段：运动中恢复阶段、运动后恢复到运 动前水平阶段和运动后超量恢复阶段 恢复过程的三阶段特点： 第一阶段：消耗占优势，消耗恢复 能源物质逐渐减少，各器官系统的工作能 力下降。 第二阶段：恢复过程占优势，能源物质和各器 官系统的功能逐渐恢复到原来水平。 第三阶段：运动时消耗的能源物质及各器官系 统机能状态在这段时间内不仅恢复到原来水平 ，甚至超过原来水平，这种现象称为“超量恢 复” 超量恢复特点： 超量恢复的程度和出现的时间与所从事的运动负 荷有密切的关系，在一定范围内，肌肉活动量越大 ，消耗过程越剧烈，超量恢复越明显。如果活动量 过大，超过了生理范围，恢复过程就会延长。 二、机体能源贮备的恢复 (一)磷酸原的恢复 磷酸原的恢复很快，在剧烈运动后被消耗的磷酸 原在20-30秒内合成一半，2-3分钟可完全恢复。 (二)肌糖原贮备的恢复 (三)氧合肌红蛋白的恢复 氧合肌红蛋白存在于肌肉中，每千克 肌肉约含11ml氧。在肌肉工作中氧合肌 红蛋白能迅速解离释放氧并被利用，而 运动后几秒钟可完全恢复。 (四)乳酸再利用 乳酸在肝脏肝糖原（小部分） 乳酸在工作肌氧化分解（大部分） 筋