运动机能评定指导

1、第一讲 绪论1第二讲 身体成分测量7第三讲骨质疏松症与骨密度测定15第四讲 血红蛋白测定27第五讲脉博、动脉血压测定 35第六讲 心率实时监测41第七讲心电图的描记46第八讲心肺功能运动试验 6146第一讲 绪论一、运动人体机能实验指导的性质、任务及内容早在 19 世纪，西方国家就开始把生理学和生物化学等测试方法引入对运动 员训练过程中身体机能状况的监测与评定， 这些方法和技术帮助他们培养了一大 批优秀运动员。我国体育科学工作者在 20世纪 50年代末就开始对运动员机能状 况的监测与评定方法进行研究，并已逐步运用到体育运动的实践中。对于人体机能状况的监测与评定，有赖于各种宏观和微观观测技术的发

2、展， 近年来，由于先进仪器和电脑化设备的逐步普及， 运动人体机能状况的监测与评 定的方法和技术也日臻完善。 运动人体机能实验指导是用实验的方法研究体育运 动与人体机能变化规律的方法学科， 是在体育生物学科理论和技术基础上构建的 新的学科， 是一门新的实验课程， 它是力求把握体育生物学科最新理论和研究成 果，选择最新的实验内容和先进技术方法，并与体育运动的实践紧密结合， 能够 观察运动作用下人体机能的变化规律， 直接为运动实践的科学训练和体育锻炼提 供科学依据的应用型课程。运动人体科学的快速发展逐步形成了自己独立的学科体系， 支持学科发展的 运动人体机能实验， 在利用生物学和医学的实验方法和技术

3、方面， 形成了自己的 实用性特色。目前运动人体机能实验广泛应用于儿童少年的生长发育和体质研 究、竞技运动的运动员选材和机能诊断、 大众健身运动中制订运动处方和评定锻 炼效果， 为竞技训练和健身锻炼提供了科学依据。在基础研究中， 实验方法和技 术的进步，使研究运动对人体机能的影响也在从器官水平向细胞和分子水平发 展。随着体育科学化水平的不断提高， 对体育专业人才指导科学健身和运动训练 的综合素质要求也在日益提高，运动人体机能实验指导将为我们提供专门的理 论、方法和技术， 对培养学生和科研人员分析问题、 解决问题和创新能力具有重 要作用。从狭义的角度说， 运动人体机能实验指导就是运用体育生物学科的

4、理论和技 术，指导学生和研究人员借助专门的仪器设备， 直接观察运动过程中人体各机能 的变化规律，进行科学研究实践，包括实验设计、实验技能和方法、信息收集和 整理、数据处理、结果分析和总结等科学研究。通过这些科学研究的实践活动， 促进实验教学，教学过程由实验操作、 观察实验结果、 分析实验数据和自主实验 设计等教学组织形式构成， 能使学生身临其境地了解科学研究的全过程， 从而培 养学生独立思考、实践、创新、综合分析和解决问题的能力，培养学生实事求是 和理论联系实际的科学精神，力求实验教学的科学性、实用性和先进性。二、运动人体机能实验指导的目的与要求 随着体育科学的发展，体育事件，无论是体育教学、

5、训练，还是健身指导、 体育管理，对于体育从业者的实践技能要求越来越高，因此， 运动人体机能实验 指导是教学过程中的一个重要组成部分，其目的可以从以下几个方面来认识：（一）通过实验课的学习， 使学生初步掌握运动人体机能实验的基本方法和 仪器操作技术，为以后从事体育科学实践活动打下基础；（二）通过学生亲身参与实验过程及详细观察，了解人体各系统、器官的机 能水平以及人体对内外环境刺激的反应、适应能力；熟悉不同人群（不同年龄、 性别、职业、运动项目等）体能的异同点，同时进一步巩固运动人体科学的基本 理论；（三）培养学生客观观察和比较、自主分析和综合的能力， 以及独立思考解 决实际问题的能力；（四）培养

6、学生对待科学的严肃态度、 严密的工作方法和实事求是的工作作 风，以及科学研究的团队合作精神。为了实现以上目的，本课程有如下基本要求：（一）实验前：1. 充分预习，认真阅读实验指导书，同时结合实验内容复习相关理论知识；2. 明确实验任务及要求，弄清实验原理，了解实验步骤、程序和注意事项， 拟定实验方案，做好分工。（二）实验中：1. 认真听讲，仔细观察教师的演示全过程， 尤其是影响实验结果的关键步骤；2. 使用仪器设备前，必须熟悉其性能，预习操作方法及注意事项，并在使 用时严格遵守操作规程，做到准确操作；3. 严格按实验步骤操作，不能随意改动。详细记录实验数据和结果；4. 在做较大型实验时， 实验

7、小组内各成员要明确分工、 各尽其责、相互配合、 统一指挥。小组成员要基本固定，轮流操作，提高效率，尽可能增加每位学生的 实习机会。5. 实验结果不理想或失败时， 及时分析原因， 条件允许经教师或实验技术人 员同意后可重做；6. 对于示教类实验， 由于仪器精密且数量较少，不能满足学生亲自实验，应 与自做实验同等对待。（三）实验后1.清洗、整理实验用具，如有损坏或短少， 应立即报告教师或实验技术人员；2. 仔细整理实验记录和数据资料，作出实验结论；3. 认真填写实验报告，并按时交给教师评阅。三、实验室守则（一）遵守学习纪律，按时到实验室，不得无故外出和早退；（二）实验进行过程中应保持肃静，不得进行

8、与实验无关的活动， 同时应随 时注意保持环境、台面及仪器等的清洁整齐；（三）如遇实验仪器出现故障，应立即向教师或实验技术人员报告，以便修 理或更换，不得擅自拆修仪器；（四）实验完毕后，清点、清洗实验用具，棉球、纸屑等废物应放副指定地 点，不得随意乱丢；（五）各小组轮流打扫实验室卫生。四、实验报告的撰写 实验报告全面正确反映实验过程与结果， 是研究成果的重要表现形式， 也是 课题评价的重要依据。实验报告并不强调固定和统一的格式，但一般包括以下几个基本部分：（一）实验题目实验报告的标题， 应点明研究课题的性质， 使人一看便知道研究课题是怎么 回事。因此，较多以课题名称作为实验报告的标题， 也有以体

9、现研究目的的意义 或研究成果定题的。（二）实验目的也可称为前言或导言， 对实验报告的内容起提纲挈领的作用。 如果结果描述 需要，则可写出简单原理和意义，以及研究的内容、范围、方法、成果等。如果 实验者有自己的观点，也可以表述。（三）实验过程与方法这一部分主要介绍实验过程与方法， 内容包括实验对象、实验内容、实验原 理、实验步骤、实验方法等。（四）实验结果实验结果主要以数据表达， 是实验中最重要的部分， 应根据实验过程中观察 和记录到的现象，忠实、正确、详细地填写，不可单凭记忆，否则容易发生遗漏 或错误。对于数据资料必须注意以下几点：1. 凡属于测量性质的结果， 如长度、重量、速度等，均应以单位

10、和数值定量， 而不能只用定性的语言描述；2. 为了便于比较和分析，某些实验结果可以图示和列表形式呈现。（五）讨论和结论实验讨论是根据已知的理论知识对实验方法和结果进行解释和分析， 是使实 验方法和结果上升到理论的重要环节。 可以运用运动人体科学的基本原理， 结合 自己对体育技术理论和实践的认识对实验结果做出鉴定， 肯定其有效部分并进行 理论阐述和逻辑推理，揭示其内在的因果关系， 探求规律； 也可以对实验结果提 出怀疑。讨论中，可以运用一些理论和说法，也可以用自己的认识和见解，还可 以对某些理论和说法进行探讨， 除此之外， 讨论还可以对以后的研究人员提出建 设性的意见和建议，供其参考。结论是对本

11、次实验的小结， 交代本次实验研究的问题和得到的结论， 结论不 是实验结果的简单重复， 而是实验结果和理论讨论的概括。文字应简明扼要，措 辞科学准确，肯定什么和否定什么，须明确，不能含糊。讨论和结论的书写是富有创造性的工作， 不可简单抄袭书本， 引用参考资料 应注明出处。实验结果、结论、讨论三者之间有本质的区别。实验结果是客观事实，应该 是肯定的，并可在相应实验中重现。结论、讨论则是主观的分析与认识，是对实 验结果的理性认识。结论、讨论、实验结果三者既有区别，也有相互联系。有的 实验报告为叙述方便，将它们合在一起写；也有将它们分为三部分来写。第二讲身体成分测量人体机体内各种组织、器官的构成成分主

12、要包括水分、蛋白质、脂肪和无机 盐等。从运动生理学角度来观察，可将这些构成成分分为两类：脂肪成分和非脂肪成分，身体成分就是指这两类成分的比例关系。 身体脂肪成分总重量称为体脂 重（BF；非脂肪成分主要包括蛋白质、无机盐及水分（细胞外液和细胞内液），这些成分的总重量称为瘦体重（去脂体重，FFM。身体成分是构成身体健康素质的组成部分。健康人的身体成分应保持在特定 比例范围内，身体成分异常会严重影响人体健康及运动能力：过多体脂会导致肥胖，过低蛋白质会导致营养不良、肌肉软弱无力、运动能力下降，细胞外液增多 会引起浮肿，矿物质缺乏可诱发骨质疏松。因此，通过对身体成分的测量可以分析危害人体健康的因素和原因

13、，为大众健身提供参考；也可为运动员训练、营养、 控体重、体能恢复等提供科学依据。一、身体成分的测定方法测定身体成分的方法有多种，主要有水下称重法、皮褶厚度推算法、电阻抗法和超声波法。此外还有一些技术也被用来判断身体成分，这些方法极其精确， 但非常昂贵，包括计算机断层扫描技术（CT）、磁共振成像技术（MRI）、红外线 穿透技术和中子放射技术，随着高科技的发展和普及，这些先进的技术将来可能 会成为判断身体成分的普遍应用方法。（一）水下称重法1、求出人体的身体密度：水下称重法是最常用的测定身体成分的方法， 该方法的目的是测定人体的密 度。人体脂肪的密度大约为0. 9,非脂肪成分为1. 10。身体的密

14、度是由体重与 体积计算出的，知道身体密度就能推算出体重中脂肪与瘦体重所占的比例。体积的测定方法采用水下体重称量法， 根据阿基米德定律，测定受试者体重及水下体 重，就能算出人的身体密度。但是，这种方法求得的体积是表面体积，因而要测 定肺中的余气量作补充校正，将表面体积减去余气量，才能算出体积，用此法推算身体密度的公式是：身体密度二体重/（体重-水下体重”测定水温下水的密度-余气量（RV）余气量的计算方法：余气量（RV）是最大呼气末肺中残留的气量，可用肺活量（VC）来推算：成年男子：RV= 0. 24 VC成年女子：RV= 0. 28 VC 青年男子：RV= 0. 198 VC青年女子：RV= 0

15、. 259 VC2、根据身体密度求出体脂和瘦体重：从身体密度推算脂肪的公式不少，国际上比较公认和推广应用的是 Brozek 公式： 脂肪= （4 . 570/身体密度-4 . 142） 100再从求出的脂肪推算脂肪量和瘦体重：脂肪量二体重X 身体脂肪 瘦体重=体重-脂肪量BOD-POD采用气体置换原理，通过测量人体进入测试腔前后 的空气压力-体积变化得出排气量，从而精确测出人体所 占体积。主要对身体成分、人体脂肪含量、水分进行精 确的分析，并对肌肉类型和营养状态、基础代谢率等进 行评估，从而得出个性化的分析评定报告。（二）皮褶厚度推算法皮褶厚度测量法时利用皮下脂肪厚度间接推算体脂率的一种方法，

16、测量皮褶 厚度的仪器称皮褶测定仪（或皮褶厚度计），用这种测量仪时只是测皮褶的厚度。 不需要其它复杂的专门设备和实验条件，因而简便易行。先用皮褶厚度计对身体两个点进行皮褶厚度测量， 一个是背部，在有肩胛骨 下角的下方；另一个点是上臂部，在右臂肩峰点至桡骨点连线的中点， 即肱三头 肌肌腹处。测量时，用拇指和食指将该部位皮褶提起，另一手把皮褶厚度测量计 置于紧靠拇指和食指的皮褶上测定， 在皮褶厚度计上读得该两点的皮褶厚度， 以 毫米为单位，将两点的皮褶厚度相加作为 x,然后将被测者年龄、性别分别带入F表所列公式，求身体密度。表推测体密度的回归方程式（D为体密度）年龄男子女子9-11 岁D= 1.08

17、79-0.00151XD= 1.0794-0.00142X12-14 岁D= 1.0868-0.00133XD- 1.0888-0.00153X15-18 岁D= 1.0977-0.00146XD- 1.0931-0.00160X成人D= 1.0913-0.00116XD- 1.0897-0.00133X将求得的身体密度代入Brozek公式即可求得体脂百分数。Brozek公式是: 体脂百分数=（4.570 / 身体密度-4.142 ）100然后根据计算出的体脂百分数推算身体脂肪量和瘦体重： 脂肪量=体重X体脂百分数 瘦体重（去脂体重）=体重-脂肪量（三）生物阻抗分析仪国际上每年都有若干篇关于生

18、物阻抗法评价人体成 份的研究与应用论文，且早已有各种商品化的生物阻抗分 析仪问世，价格从几百到几千美元不等，己广泛应用于社 区临床部门和各级医疗机构，并有逐步进入家庭的趋势。 国内在这方面的研究工作报道较少，临床应用则更少。我 们现在使用的是韩国杰文BIA身体成份分析仪。生物阻抗分析仪的基本原理在于：生物组织对外加电流场具有不同导电作用 当在人体表面加一固定频率的低电平电流时，含水70 %以上的肌肉组织是良好导体,而含水较少的脂肪组织近似为绝缘体，因此通过测出阻抗值可计算出身体 成份。生物阻抗分析仪用于人体成份分析是基于这样的假设：人体具有圆柱状的几何外形，生物组织中的水和电解质的分布均匀而恒

19、定。目前所有的生物阻抗法评估人体成份公式都是采用Nyboer的基于人体为规则几何形状的理论模型，其基本公式为：导体的电阻R与导体的长度（L）平方成 正比,与导体体积（V）成反比,即R=p L2 / V, p是导体的电阻率。对此公式作 变换，即V= p L2 / R,这样通过测量出导体的电阻就可计算出导体的体积。把此 公式应用于人体，则可获得类似的经验公式:V= p （ht） 2 /R,式中ht是人体身 高,R是身体总电阻。由于对导电有贡献的是非脂肪组织,因而通过此公式可计 算出非脂肪组织的体积 V,然后乘以该物质的平均体密度，则可得出非脂肪组织 的含量，因此其基本公式可写为：2FFM邛(ht)

20、 / R2BF%=100 1 - B (ht) / (R W)(2)式中，B为非脂肪组织的体密度和电阻率的乘积，w为人体体重。但随着性别、 年龄段的不同，人的外形及生物组织中水和电解质的含量都会发生变化。因而人 体成份与阻抗之间的回归曲线也应有所变化。由生产产商提供的回归公式就遇到了这样的问题，因而在实际应用中会产生较大的误差。许多研究者在这方面作了 大量的研究工作，希望得出适用于不同类型的人的体成份分布公式，并对各种测量公式的有效性进行验证 。二、身体成分测量在运动实践中的应用(一) 体脂百分比体脂百分比存在明显的性别差异，女子的体脂/肌肉比率比男子大(即使总体重与男子相同亦是这样)。在不同

21、的年龄阶段身体成分也不相同。研究表明， 儿童少年体脂百分比较低，随着年龄的增长，体脂百分比有不同程度的提高。美国运动生理学家福克斯(Fox)报导，普通男大学生体脂约为15%，女大学生约为 26%。运动员体脂比常人低。表运动员体脂的分级分级男运动员女运动员很低6% -8 %6%-10 %低9%-12 %11%-15 %正常13%-1516% -20 %高16%-17 %21% -25 %很高> 18%> 26%体脂百分比过高，体内脂肪过多，体重过大，机体做功能力相对减小，而且 血液中胆固醇较高，易导致体内某些物资代谢紊乱；而且影响人体形体的健美。 如各种现代文明病、“肥胖症”的发生，

22、均与身体内脂肪有关。一般来讲，脂肪 最容易堆积的地方是人体的胸部，腰腹部以及臀部。因此，消减这些部位的多余脂肪及塑造这些部位的肌肉，对改善形体起着举足轻重的作用。然而必须指出的是，体脂绝不是愈低愈好，因为脂肪对人体并不是一无所用，它是体内物资补偿代谢过程中的营养物资之一；能帮助体内营养素的吸收；适度的皮下脂肪还可使形体线条柔和优美；肌纤维间的脂肪则对肌肉的收缩起粘滞和 磨擦制动作用。体脂过低可能会导致某些生理功能紊乱，对女运动员尤其重要。有研究表明，若女运动员体脂过少时， 可能会引起月经紊乱，也有人提出女运动 员体脂的安全下限是体重的13%。长跑、体操等项目运动员体脂低，而游 泳、投掷等项目则

23、相对较高。（二）身体成分和运动的关系瘦体重和体脂对运动员成绩的影响是复杂的。1、体育活动形式不同，可产生正或负的影响。例如，在跑的工作中，体脂 是阻碍身体位移的的死重量，而瘦成分则是产生和传递力量的组织；与跑相反， 在游泳中，一定量的脂肪对浮力可产生正的影响， 而很高的相对瘦体重则可能产 生负的影响，因为必须消耗更多的能量才能是身体在水中产生位移。2、体脂在力学上和代谢上对多种体育活动产生负的影响。 力学上，体脂过多，增大了身体不产生力量的质量， 这对那些需要克服体 重做垂直或水平加速运动的工作是不利的。 若使用的力量相同，过多的体脂将减 慢运动的速度。 代谢上，脂肪过多增大了工作时移动总体重

24、所需要的代谢值。因而可以设想，在那些包含有身体位移的活动中，脂肪量较低，在力学和代谢上是有益的。一项对男大学生运动员与非运动员的研究表明，不管运动员专项如何，与非运动员相比，运动员的脂肪相对较少，而瘦体重较大。瘦体重/身高比率，在较 剧烈的移动体重的运动项目中（如赛跑）较低。一项对7-12岁男女孩体脂与 500m及1000m赛跑成绩关系的研究表明：虽然个体差异较大，但体脂愈高， 则跑的成绩愈慢。另一方面，需要应用力量对抗外物的活动（如举重）则与瘦体重 成正比。（三）运动对人体能量代谢和身体成分的影响1、运动对基础代谢率的影响运动能使运动后一段时间内人体基础代谢率增高。 运动后体内乳酸及脂肪继

25、续氧化、体内糖原贮备的恢复需消耗能量， 以及运动引起的内分泌变化、体温增 高等均可使运动后代谢率升高，至少持续 1-2h至十几小时。测定人在剧烈运动 后48-72h的安静代谢率，其数据比不运动情况下增加 8%-10 %。2、运动对饮食量的影响长期系统的运动训练可使饮食量增加。有资料报导，长期系统的运动训练可 使饮食量增加，此种观点在一定范围内是正确的。例如，经常大运动量训练的运动员和体力劳动者的进食量比一般静态生活者多，但其体脂低、而体重保持稳 定；运动量过大或过度训练者的食物摄入量减少、体重减轻；中等强度持续时间不长的运动对食欲无明显的影响；适量或长期运动后饮食量的增加会有食物的 生热效应，

26、使总热消耗量增加。3、运动对热能消耗的影响运动能增加热能消耗。例如，肥胖人快速行走的能量消耗可达到 1254Kj/h， 如每天行走3h，则一周内的热能消耗量可增加26334Kj。肥胖者对运动的耐受性 差，可能与胰岛素处于相对受阻状态，限制了对自由脂肪酸的利用能力有关。4、运动对身体成分的影响运动能减少体脂，增加瘦体重。运动对身体成分的影响与运动量、运动类型 及持续时间等因素有关。过小的运动量或持续时间短的运动对瘦体重增加的效应 不肯定；而长期规律的运动训练使人的瘦体重增加，这一点由优秀运动员的体 脂明显低于正常人所证实。一般在以往或多年来不参加运动者， 在增加运动量 后会使瘦体重增加，或由于瘦

27、体重增加抵销了体脂的减少， 使体重保持不变或稳 定。对于身体比较健康者，为使瘦体重增加则需要借助于力量训练。如体操、摔 跤、举重等。有报导，在具有同样身高的人群中，参加力量训练者的体重可比不 活动者高出20% -30 %，高出的体重几乎全都是瘦体重，由此证实运动不仅减少 体脂，而且增加瘦体重。三、肥胖与减肥肥胖是身体脂肪过多，使体重超出正常范围的一种状态。1983-1986年美国健康统计中心报导，全美有 1/3的人（约7000万）及至少1000万少年儿童的 体重超出正常的10%。肥胖人群的比例在我国也有增高的趋势。调查表明，北 京市部分学龄儿童中，体重超出正常值20%者约占调查总人数的3%-5

28、 %，儿童 肥胖也会引起高血压和高血脂症，儿童肥胖在成年后发生心脏病的概率较高。除了上节介绍的几种方法判断肥胖以外，目前国际上通用身体质量指数 （MBI）来衡量肥胖。身体质量指数等于体重（千克）除以身高（米）的平方， 但这是以西方人群的研究数据为基础制定的，不适合亚洲人群。中国肥胖问题工作组，根据20世纪90年代中国人群有关数据的汇总分析报告，首次提出了适合 中国成人的肥胖标准：身体质量指数大于等于 24为超重，大于等于28为肥胖； 2024为正常体重。男性腰围大于等于 85厘米，女性腰围大于等于80厘米为 腹部肥胖标准。这项汇总分析报告表明：身体质量指数每增加 2,冠心病、脑卒 中、缺血性脑

29、卒中的相对危险分别增加 15.4%、6.1%和18.8%。人体脂肪组织含有许多脂肪细胞，身体内的脂肪贮藏量决定于贮藏脂肪细胞 的数量及每一个脂肪细胞的体积或容积。 人体脂肪增加可因脂肪组织中脂肪细胞 肥大(hypertrophy)和/或数量增多(hyperplasia)所致。脂肪细胞数的增加一般 在16岁时截止，16岁以后脂肪细胞数量基本不变。研究表明，成人以后，运动 或限制进食都不能有效地减少脂肪细胞的数量，所以成年人体重的减轻只能是脂 肪容积(体积)的减小，而不是脂肪细胞数量的减少。人可在妊娠期、婴儿期、学 龄前期、青春前期及青春期等各期内发生肥胖。因此，肥胖的预防应从婴幼儿及儿童期开始。

30、(一)肥胖的起因及危害1、起因：单纯肥胖的根本原因是热能不平衡，即热能摄入量大于消耗量， 多余的热能以脂肪的形式贮存在体内， 使体重和体脂水平超出正常。单纯性肥胖 是最常见的一种，可占肥胖人群的 94%。高脂肪加高糖膳食也是肥胖的原因。 此外，体力活动不足可能是形成肥胖的重要因素。长期以来，人们采用体重超出正常人均体重的10%或20%作为诊断肥胖或肥胖分级的依据，人在经过系统的运动训练后，瘦体重增长可使体重明显超过同 样身高者，而且在瘦体重增加的同时，体脂减少，人的运动能力提高。因此， 宜采用体脂作为诊断肥胖或肥胖分级的依据；男性体脂20%及女性体脂30%为肥胖，此标准是以有一定活动量的男、女

31、青年体脂的平均值加上一个标准 差定出的。人体体脂的含量与年龄有关，随年龄的增长，人体体脂会增高。2、 危害：肥胖与一系列的疾病或健康有关。Simmonson提出，至少有26种 医学情况与肥胖有关。例如，高血压、高血脂、冠状动脉硬化性心脏病、糖尿病、 胆囊疾患、骨关节病、肾病及恶性肿瘤等。此外，肥胖还可引起严重的心理损伤。 肥胖者的情绪不稳定，尤其是少儿肥胖， 由于参加剧烈运动受限制，有时会造成 孤僻的性格，从而引起恶性循环。运动中脂肪的利用受以下三种因素调节和控制：1 .运动负荷的强度和时间高强度短时间的运动（运动强度60% -70 % VO2maX寸，脂肪一般都不能动 用，脂肪的动用和释放有

32、滞后时间（time lag），仅在小强度长时间的运动中动用。2 个体训练状态训练状态良好及训练适应后可增加对自由脂肪酸及酮体的氧化能力。3 运动前数日内膳食中糖、脂肪的含量如果运动前膳食中糖比例高，贝血动中肝糖原及肌糖原供能比例相对增高。（三）运动减肥最佳的减肥计划是运动加上限制饮食。 采用这种运动措施结合减少膳食的热 能摄人量减轻体重有很多优点。例如，在增加运动量后使热能的消耗量增加，即可使膳食热能的限制减少。此外，运动可使瘦体重增加、心血管机能改善、胰 岛素的敏感性提高，以及对心理和精神产生良好的影响， 并可免除单纯采用限制 饮食减肥所引起的代谢合并症及副作用（见下表）。表 不同减体重措施

33、的比较观察指标单纯控制饮食减体重运动+少量限制膳食心脏血管及呼吸机能减弱改善营养缺之情况容易发生一般不会发生瘦体重减少增加或保持体脂少量减少减少较多胰岛素敏感度提高生热作用减少增加或不变生理及精神状态压力大改善体力下降，无氧工作能力降低肌肉工作能力改善，耐力提高，肌肉力量增加副作用可发生代谢紊乱一般无副作用减体重计划不易坚持，效果不持久容易执行和坚持单纯采用控制饮食大量限制膳食热能，尤其食用低热能膳食（热能摄人量为 1672-3344Kj/h时）体重减轻的速度较快，但减轻的成分主要是水分和瘦体重（包 括糖原和蛋白质等）。因此，很难坚持，减体重的效果不能持久，甚至会有一系列的副作用。关于运动的方

34、式和内容，多数报导均提倡采用动力性、大肌肉群参与的有氧 运动，如走路、跑步、游泳、骑自行车等。 行走和跑步虽都具有方便易行的优点， 但也具有耗时间、 枯燥及下肢负担重缺点。 在坐位或卧位骑自行车 （ 采用功量计 ） 的运动中，下肢不着地使膝关节的负担轻，且可调节运动量，并在室内进行，但 需要设备， 且有坐久或卧久后的体位不适， 还有固定体位运动的热传导差及枯燥 等问题；有氧舞蹈是一种良好的运动， 既是全身性活动， 又可提高运动者的兴趣， 易于坚持， 然而肥胖者因体重超重过多时，在运动中关节承受的压力大、移动困 难、不稳定性及对热的耐受性差等原因使运动受限。因此， 对肥胖人参加运动的 内容、方式

35、及运动量控制等方面需个别对待。思考：1、何谓身体成分？何谓肥胖？2、身体成分测量的一般技术有那些？谈谈生物阻抗测定身体成分的原理。3、身体成分与运动有何关系？如何正确地进行减肥？第三讲 骨质疏松症与骨密度测定一、骨质疏松症骨质疏松症是一种全身性的骨骼疾病， 其特点是骨质减少， 骨组织的细微结 构被破坏，骨的力学强度下降，结果使骨的脆性增加，骨折的危险性增加。病理 检查时有单位体积内骨小梁减少，但骨基质与矿化骨的比例仍正常。骨质疏松症可分为原发性和继发性两种。 一般我们所说的骨质疏松症多指原 发性骨质疏松症，即在衰老过程中， 随着年龄的增加， 骨组织发生退行性改变 ， 骨质中的钙逐渐流失，骨量减

36、少， 骨组织的细微结构被破坏， 结果使骨的脆性增 加。原发性骨质疏松症的诊断， 首先需排除其他各种原因所致的继发性骨质疏松， 如肝脏疾病、多发性骨髓瘤、骨转移癌、急性白血病、吸收不良综合症、甲状腺 功能亢进症、甲状旁腺功能亢进症、骨软化症、库兴综合症、酒精中毒以及药物 （如糖皮质激素、抗癫痫药和肝素） 等引起的疾患。发生疏松的骨质就好比一根 完整的木材，被白蚁蛀得到处都是洞一样，只要稍加压力，便会发生断裂。原发 性又分为两类：I型，又称绝经后骨质疏松，常见于55-70岁之间的绝经后妇女； U型，又称老年性骨质疏松，多发生在 70岁以上的老龄人。继发性是指原因明 确，由内分泌代谢性疾病（如性腺功

37、能减退、糖尿病、甲亢、甲旁亢等）或全身 性疾病（营养不良、器官移植术后、骨髓纤维化等）引起的骨质疏松症。据公布的数据显示，我国目前骨质疏松患者已超过 8000 万，随着人口老龄 化，骨质疏松症发生人数逐年上升，且发生率也逐年呈上升趋势。到 2050 年将 增加一倍以上，达 2.1 亿。女性较男性更为明显，患病人数男女比为 1： 6，女 性患骨质疏松骨折的终身危险性是男性的 3 倍。骨质疏松症的发病率随着人口的 老龄化而逐渐增高，依照世界卫生组织（ WHO的资料说明，全世界绝经后的妇 女有近 30%的人患有骨质疏松症， 世界范围内妇女由于患有骨质疏松而有骨折危 险的高达 40%。欧洲的研究结果表

38、明，股骨颈骨折后第一年内死亡率约为20%，骨折后三年内死亡率达 40%。最新的流行病学研究显示，骨质疏松症比人类两大 杀手-癌症和心脑血管疾病更可怕，因为后者只发生在少数人群，而前者将潜在 于全人类、将潜在于人的一生的各个年龄段， 将影响人类的寿命、 健康和生命质 量。要战胜这一隐性杀手，最关键的在于能够早期诊断、早期防治。而定期进行 全身骨密度测定是目前早期诊断骨质疏松症、防患于未然的最重要、最准确、 最 直接也是最有价值的环节。不幸的是， 大多数人对骨质疏松症还存在着误解， 认 为人年纪大了，驼背、 弯腰甚至跌跤后骨折都是不可抗拒的正常生理表现， 这也 是骨质疏松症被称为 "隐性

39、杀手 "的原因。而实际上，现代医学认为骨质疏松症是 一种病，是一种完全可以避免发生或者是发生后完全可以得到控制的疾病。（一）病因和发病机制 正常骨代谢是在调节因素和局部细胞因子等的协调作用下， 骨组织不断吸收 旧骨，生长新骨，形成了体内骨转换的相对稳定状态，以骨重建的形式进行。成 年后随年龄增加， 骨代谢转换率逐年下降，骨矿密度或骨矿含量逐年下降。同时 老年女性因绝经后雌激素缺乏而骨矿密度或骨矿含量下降迅速。 此外成年后骨矿 含量的丢失还伴有骨微结构的紊乱和破坏， 如骨小梁等无法维持正常形态， 发生 变窄、变细、弯曲、错位、断裂，有的被全部吸收形成空洞，骨皮质变薄，脆性 增加，发生自

40、发性压缩性骨折（椎骨）或横断性骨折（长骨） 。凡可使骨的净吸 收增加，促进骨微结构紊乱的因素都会促进骨质疏松发生。骨吸收主要由破骨细胞介导。 破骨细胞在接触骨基质时被激活， 分泌某些化 学物质、酶和细胞因子溶解骨基质，矿物质被游离，此为溶骨作用。骨吸收的影 响因素包括：1. 破骨细胞产生多种细胞因子作用； 破骨细胞分泌细胞因子， 启动成骨细胞 的作用。2. 妊娠、哺乳可因钙磷摄入不足或吸收障碍， 需动用骨盐维持血钙水平可导 致骨质疏松；3. 雌激素为青春期骨骼突发生长的始动因子， 如突发生长延迟可导致峰值骨 量下降，雌激素缺乏还可使破骨细胞功能增强，骨丢失加速；4. 活性维生素D3:促进钙结合

41、蛋白生成，增加肠钙吸收，如缺乏可导致骨 盐动员加速，骨吸收增强；5. 甲状旁腺素使成骨细胞分泌骨吸收因子增多， 促进破骨细胞作用， 如果钙 的摄入和吸收减少，该激素可分泌增加， 最终导致骨吸收增加和骨质疏松。 绝经 后原发性甲旁亢可使骨转换率加速。 （血钙高）；6. 细胞因子：IL-1、IL-6、TNF等在骨质疏松者增高，可加强破骨细胞的功 能。护骨素表达能力下降，可导致破骨作用加强（年龄） 。骨形成主要由成骨细胞介导。 其来源于骨原细胞， 位于骨外膜内层和骨小梁 骨膜表面。向基质分泌胶元旦白和其他基质物质， 为矿物质的沉积提供纤维网架， 类骨质被矿化为正常骨组织。人在 30 岁左右达到峰值骨

42、量。峰值骨量越高，骨质疏松的发生率越低、越晚。增龄性丢失前的峰值骨量是决定人体骨量的因素。 30岁后骨丢失的量和速度影响骨质疏松的发生。骨形成的影响因素有：1. 遗传因素：决定70%-808的峰值骨量；影响受体基因表达水平；影响细胞 因子和生长因子的基因表达水平；影响长骨的长度等；影响骨脆性2. 钙的摄入量：摄钙不足影响峰值骨量。3. 生活方式和生活环境：体力活动可提高峰值骨量；成骨细胞和骨细胞具有 接受应力、负重等力学刺激的接受体；吸烟、酗酒、咼蛋白、咼盐、咼咖啡、维 生素D摄入不足、光照不足等易于发生骨质疏松；长期卧床、失重等易于发生骨 质疏松。（二）骨质疏松的危害和临床表现：1. 骨痛、

43、肌无力：弥漫性，无固定部位，无压痛点，劳累或活动后加重，负 重能力下降。2. 身材缩短、变形：单发或多发，有或无诱因；罕有神经压迫症体怔3. 骨折：常因轻微活动或创伤后诱发。弯腰、负重、挤压、在摔跤后发生。 最常见的骨折发生在前臂远端，其次是腰椎、胸椎压缩性骨折，第三是骻关节， 骻关节骨折以后一年的死亡率 20%。（三）诊断方法和标准临床上诊断骨质疏松以骨密度减少为基本依据，用青年人的骨密度平均值为 正常标准去比较中老年人的骨密度测定值就能得到他们的骨质丢失量， 精确测出 骨密度是诊断骨质疏松症的最基本依据。WHOfc 1994年制定了以骨密度为指标 的诊断标准，见下表：表3-1 WHO标准

44、（1994年）骨量（与年轻成人骨量均值SD比较）骨折正常-1SD 骨量减少-2.5 -1SD骨质疏松症-2.5SD(-)严重骨质疏松症-2.5SD(+ )此标准只适用于西方白种人群，用于中国或其他亚洲国家将会造成一定数量 的漏诊。1999年1月，在北京第一届全国骨质疏松诊断标准研究班讨论会议上 首次提出了中国人群的骨质疏松诊断标准， 由中国老年学学会骨质疏松委员会骨 质疏松诊断学科组制定并公布了中国人原发性骨质疏松症诊断标准（试行） 要诊断骨质疏松症必须首先进行骨量判断。 全身的骨骼， 按部位可分为中轴 骨和周围骨， 按骨的结构与形态不同可分为密质骨和松质骨， 它们各自骨矿物质 开始丢失的时间

45、、 方式和速度均不完全一样， 因此针对不同的部位选择合适的骨 量检测方法、 测量部位及正常参考值就显得很重要。 骨量是骨有机物和骨矿物质 的总和，但目前尚无活体骨有机物质的测量方法， 因此真正意义的骨量测定十分 困难，故临床或科研中常以骨密度的测定来代替骨量测定。 骨的力学强度下降是 骨质疏松的本质特征， 而骨的力学特点取决于骨基质的材料特征、 骨显微结构及 骨矿含量。从这三点看， 对于前二者无创伤性检测方法均不能真正反应出来。 在 定量超声、定量CT定量MRI方法上虽有可能反应骨的材料特征及其显微结构， 但许多技术上尚未解决，？还须进一步改进，需要发展更高分辨率的 CT与MRI, 并深入探讨

46、声速与骨量、 ?骨弹性模量、骨结构的关系。就目前而言，寻找更敏 感特异性的能反应骨的结构特点及材料变化的生化指标可能是很好的途径， 这就 依靠骨质疏松症基础研究的更深入开展。在鉴别继发性骨质疏松的同时， 诊断原发性骨质疏松， 除进行骨密度测定以 外，还应进行 X 照片，同时参考病史、生化和骨折进行综合考虑。在进行 X 光照 片时，除跟骨仅照侧位片外，其它部位骨结构应照正位片。照片的清晰度，对比 度、细致度应较高，软组织、骨组织层次结构应清楚。脊椎骨密度估计，建议用 下列方法：I度为纵向骨小梁明显；U度为纵向骨小梁变稀疏；川度为纵向骨小梁不明显。若发生压缩性骨折者，应测量楔型指数：楔型指数=（椎

47、体前高后高）/后高。股骨颈可以用 Singh指数法，在川度以下定为骨质疏松。跟骨用 Jhamaria分度法，在川度定为可疑，在川度以下定为骨质疏松。管状骨用皮质 指数法，常用在四肢长骨、第二掌骨及锁骨等部位，皮质指数=中点皮质厚度 /该点骨横径，指数 0.4为可疑， 0.35诊断为骨质疏松。骨质疏松症的参照指标还包括骨折阈值测定， 即预测某个体发生骨折的机率 大小，以及骨代谢转换率评价，即测定骨转换的生化标志物（骨形成指标、骨吸 收指标）。（四）骨质疏松的治疗与预防：1. 预防教育：自幼即进合理的膳食，包括适量的钙、蛋白质、糖、脂肪和 其他营养素，对骨的发育和骨峰值十分重要，增加体育锻炼和适量

48、的体力活动， 可帮助减少和延缓骨量的丢失，避免嗜烟、 酗酒和应用影响骨代谢的药物 （尤其 长期应用糖皮质激素） ，预防跌跤，从而减少骨质疏松症的发生。2. 特殊治疗：（1）雌激素：可延缓或防止骨量丢失和减少骨折的发生，改善负钙平衡。（2）异黄酮：有雌激素样的作用，并对成骨细胞增殖有刺激作用。（3）甲状旁腺素 : 小剂量可促进骨的生成。（4）降钙素：是调节钙代谢、抑制甲状旁腺素的激素之一，对骨质疏松症 具有止痛、改善钙平衡、 减慢骨量丢失和减少骨折发生的作用。 密钙息为合成的 鲑鱼降钙素，它能显著地降低高周转性骨病的骨钙丢失，诸如骨质疏松症、 变形 性骨病、 痛性神经营养不良症和恶性骨质溶解症。

49、 它对停经后骨质疏松症的躯干 骨作用比四肢骨更显著。 它能抑制破骨细胞活性， 同时刺激成骨细胞形成和活性。 降钙素也能抑制溶骨作用， 从而使病理性升高的血钙浓度降低以及通过减少肾小 管再吸收而增加尿钙、磷和血钠排泄，然而血清钙不会降至正常范围以下。（5）二磷酸盐；与骨内羟磷灰石结合，抑制每个骨吸收部位的破骨细胞活 性，并使骨再塑部位减少，防止骨丢失；它不损害成骨细胞的骨形成作用，故可 以使骨量增加。（6）维生素D制剂：对减少骨量丢失有作用。（ 7 ）氟化钙：能增加小梁骨的骨量。（ 8）合成类固醇：减少骨量丢失，刺激骨形成作用。现代医学的发展为骨质疏松症提供了一整套科学的检查、预防和治疗方法，

50、特别是骨密度仪的广泛应用， 为骨质疏松症的早期诊断早期治疗提供了必要的保 证，骨质疏松是可以避免的。只要把骨质疏松症当作是一种与心脏病、癌症、脑 血管病同等严重的疾病看待， 定期进行骨密度测定， 一旦发现骨质疏松就及时进 行治疗，那么，即使到了老年期，也一样可以腰板笔挺，健步。二、运动对骨骼的影响1、对骨密度的影响骨密度（Bone mineral density, BMD,全称骨骼矿物质密度，是骨骼 强度的一个主要指标，以每平方厘米骨矿物质含量（ g/cm2）表示。目前，世界 上还没有精确测定人体整体骨强度的检测仪器， 通常用骨密度指标来代替整体骨 强度。骨密度指标反应了大约 70%的骨强度。

51、任何个体的骨密度是峰骨量和骨丢 失量两者的综合。骨密度在 2029岁时达到人生的最高值，随着年龄增长、衰 老过程的呈现，骨矿物质逐渐流失，骨密度也就跟随下降。 大量临床和实验研究表明，在人生命的早期阶段，特别在青春发育期前后， 是骨量发育的一个关键时期。 因此，人在生长期进行体育锻炼，可通过运动对骨 骼的适宜刺激，增加生长期骨量，为达到人一生中较高的骨量峰值提供基础骨量。 骨量平衡值期的特点是： 骨骼生长处于相对平衡状态， 骨密度也处于人一生的高 峰期，适度的运动与峰骨量呈正相关。人类约从 40 岁左右开始逐渐衰老，骨量 逐渐下降， 尤其是女性绝经后骨量出现快速下降， 体育运动对于衰老期下降的

52、骨 密度所发挥的主要作用是， 延缓骨量丢失的效应高于体内生理状况改变所引起骨 量快速丢失的效应。因此，适宜的运动可以使人体在青年时获得较高的峰骨量， 并能有效地避免或减缓老年时期的骨量丢失。 运动对保持人一生的骨骼生理强度 都具有重要意义，是防治骨质疏松症的基本方法之一。2 、对骨组织结构和生物力学性能的影响骨组织内部结构、 外部几何形状和力学性能是评价骨质量最有说服力的 指标。而坚持适量运动能使骨组织保持正常的生理结构和外形， 并维持良好的力 学性能。国内有研究者的实验结果提示： 运动的去势大鼠与安静的去势大鼠相比， 其骨小梁面积和骨小梁数目增加， 而破骨细胞数目减少。 又有研究者的实验结果

53、 表明：对卵巢切除后的大鼠实施跑台训练， 运动可以提高其承载负荷能力。 还有 研究者认为： 去势雄性大鼠保持轻度承重运动比制动具有较高的载荷极限、 强度 极限以及最大挠比度、弹性系数、韧性系数等。 3、3、对骨代谢的影响骨骼在人的整个生命过程中， 都具有新陈代谢的活性， 骨代谢的过程往 往能反映破骨细胞与成骨细胞的活动及骨基质、 骨矿物质的变化。 运动对骨骼的 影响，可通过骨代谢生化标志物的变化反映出来。有研究者发现， 绝经后妇女在 健骨运动前后血液骨矿成分较为稳定，即变化不明显。还有研究者认为， 运动后 的大鼠与未运动的大鼠相比，血钙显著减低，而血磷、尿磷却显著增高。另有研 究者发现，运动员

54、的血钙、磷、钠、镁的变化很小。血液和尿液中骨矿物成分的测定，虽然对骨矿代谢的研究有重要价值， 但并非特异性指标，所受影响因素较多。因此，从以上结果中，我们很难得出运 动对血液和尿液骨矿物成分影响的确切效应， 但这并不意味这些研究结果没有意 义，因此医学界在这方面的研究仍在进行中。 有研究者进行了运动人群与非运动 人群骨代谢的生化指标比较， 发现运动人群与非运动人群相比， 反映骨形成的血 清碱性磷酸酶水平明显增高， 而反映骨吸收的尿钙与肌酐比值则明显降低。 有研 究者证实： 血清碱性磷酸酶在运动后显著增加； 反映破骨细胞活性和骨吸收状态 的血清酸性磷酸酶和抗酒石酸性磷酸酶在运动后有明显降低。他们

55、的研究还证 实，运动对骨形成的生化标志物和骨吸收的生化标志物均有影响。这表明， 运动 能改善骨骼的新陈代谢活性，对骨骼形成的促进作用大于对骨骼吸收的促进作 用。三、运动疗法的原理1 、运动的应力效应运动对骨产生的应力会导致骨组织产生变形和微缺损， 引起骨小管内液 的流动， 产生剪切应力和流动电压。 这一系列效应， 作用于骨细胞突起表面的刷 状微丝，就会使其产生电位变化或激活其表面感受器， 进而使骨细胞内发生一连 串的生物学反应。 这些生物学反应又合成为生物化学信号指令， 通过细胞间隙的 连接，传递到骨表面的骨衬细胞， 使其合成和分泌有关因子， 进而激活骨建造或 骨重建等骨生物调节机制。 这一机

56、制， 使骨骼能通过自我更新来修复缺损或通过 自我调整来适应新的力学环境。 从上述骨的功能适应性原理可知， 正常限度内的 应力刺激是骨正常发育的必要条件。 骨的构成， 是由骨胶原与羟磷灰石等有机质 及无机盐按照大约 1：1 的比例构筑而成。正常的骨骼是是具有结晶样重复结构 的骨胶原组织。 运动通过肌肉的活动对骨骼产生应力。 而骨骼应力的增加会使骨 骼产生负压电位，易结合阳性钙离子，促进骨形成。2、运动对激素和细胞调节因子的效应 人们通过多年临床及实验研究证实， 目前，医学界所发现的可调控骨量 激素至少已有 8 种。它们包括雌激素、甲状旁腺激素、降钙素、活性维生素D、甲状腺素、雄激素、皮质类固醇激

57、素、生长激素等；同时，还有多种细胞因子， 包括与骨骼形成有关的因子以及与骨骼吸收有关的因子两大类。 运动对骨量的刺 激作用，可导致骨骼形成的相关调节激素和细胞调节因子浓度升高， 或引起骨骼 吸收的相关调节激素和细胞调节因子浓度降低， 从而影响骨代谢过程。 有研究者 观察了 180名女性更年期综合征患者。通过实施 16 周有氧运动，观察了她们在 运动前后的雌性激素水平。 其观察结果提示， 有氧运动可明显提高更年期女性雌 二醇、孕酮的水平。 又有研究者通过实验研究表明， 长期进行木兰拳练习可以使 围绝经期妇女的甲状旁腺激素下降。 近期的一些医学研究表明， 运动能诱发人体 内生长激素释放激素水平的增高， 促进垂体分泌生长激素， 并增加胰岛素样生长 因子 1 的产生和释放，还能增高血睾酮的水平。3 、运动的钙调节效应钙是骨骼系统的重要营养元素，人体内 99%以上的钙存在于骨骼。缺钙 是导致骨质疏松症的主要原因之一。 运动可以促进钙的吸收、 利用和在骨骼内沉 积，对骨质疏松症有积极的防治作用。而经常进行户外运动， 还可接受充足的阳 光，使体内维生素D浓度增高，并能改善胃肠功能及钙磷代谢。 这就更加促进了 体内钙吸收。