运动性疲劳与恢复

体育锻炼与运动性疲劳一、运动性疲劳的概念在1982 年的第5 届国际运动生物力学会议上，运动性疲劳定义为：“机体的生理过程不能持续其机能在一特定水平或不能维持预定的运动强度”。

这种疲劳属于正常的生理现象，只要通过调整和适当的休息即可使运动能力得到恢复，甚至超过原有的运动水平。

但如果疲劳长期积累而不能消除，就会发展成为过度性疲劳而引起身体某些器官的病变而危害体育运动员的健康，所以对人体疲劳的这种反应要能掌握其规律并及时进行调整。

这样就不会影响正常的体育训练和运动成绩的提高。

二、运动性疲劳的产生机制各国学者较公认的且最具有代表性的几种机制有以下几种：2.1 衰竭学说2.1.1 磷酸原储备的减少在人体骨骼肌中，ATP（腺苷三磷酸）含量约为 6mg 分子/kg 湿肌，CP（磷酸肌酸）的含量约为 17~20mg 分子/kg 湿肌。

在激烈运动的 30s 内，肌肉中的 ATP 和 CP 大量消耗供能，其储存量明显下降；而以极限强度持续运动 2~3min 至精疲力竭时，CP 的浓度下降至接近于零但不会为零。

最新用核磁共振技术的研究结论不支持 CP 大量消耗是疲劳产生的原因，而认为 CP 在运动时的主要作用是使ADP（腺苷二磷酸）再磷酸化为 ATP，以保持 ATP 达到放松时需要的水平。

可见，有关 ATP 和CP 在疲劳产生过程中的作用和机理还有待进一步研究。

2.1.2 糖原储备的减少研究表明，在长时间运动中，产生疲劳的同时常伴有血糖浓度降低，在补充糖以后，工作能力有一定程度的提高。

事实上在血液等细胞外液中，葡萄糖贮量约为 20g，而 1 个马拉松运动员每分钟可消耗的葡萄糖为 5g，因此，肝脏必须不断地将肝糖原分解为葡萄糖释放进血液，以防止因低糖而导致疲劳，但肝糖原贮量约为 100g，仅可供约 20min 运动时能量的供应。

人体肌肉中糖原含量约 300~400g 左右，当肌糖原被大量消耗时，运动能力就下降，这是长时间运动疲劳的重要原因。

2.2 堵塞或窒息学说该理论认为疲劳是由于某些代谢产物在肌组织中堆积造成的。

首先，19 世纪兰克发现肌肉收缩期产生的乳酸、二氧化碳等可使肌肉的收缩能力下降；其次，1907 年费来切和露普金斯发现，在肌肉疲劳的同时，出现了高乳酸浓度；再次，1925 年迈耶霍夫把离体肌肉放进碱性任格氏中，发现肌肉工作时间延长、乳酸增多，因之认为是氢离子浓度上升造成的 PH 值下降是引起疲劳产生的机制；最后，Karlessonl975 年的研究认为，乳酸堆积会引起肌肉机能下降，原因是通过乳酸分子上的氢离子起作用的。

上述学者们都是支持“堵塞”学说的，另外，因为乳酸是由于缺氧产生的，所以“堵塞”学说也叫“窒息”学说。

2.3 内环境稳定性失调学说该理论认为疲劳是由于 pH 值下降、水盐代谢紊乱、渗透压改变和激素不足等因素引起的。

有研究表明，当人体失水占体重 5％时，肌肉工作能力下降约 209~30％，失水量超过 10％时，行走的能力将受到影响，同时伴有协调力差和肌肉痉挛。

美国哈佛大学疲劳研究所发现高温下作业的工人因泌汗增多，可迅速产生不能劳动的严重疲劳，给予饮水不能缓解，须服用含氯化钠 0.04~0.14％的水溶液才能克服。

Blanchi 等人发现，横管内钙的积聚可能是肌肉疲劳的原因。

Essen 等人的研究表明，快肌纤维易疲劳，而慢肌纤维疲劳发生较慢，这与快肌纤维的糖酵解活动提高，无氧供能较多有关。

2.4 保护性抑制学说我国生理学家蔡翘研究疲劳时发现，随着疲劳的发展，抑制过程间断地发展着，他把这种抑制叫做间断性地保护性抑制。

按照巴甫洛夫学派的观点，运动性疲劳是由于大脑皮质产生了保护性抑制，运动时大量冲动传至大脑皮质相应的神经元，使其长时间兴奋导致消耗增多，为避免进一步消耗，便产生了抑制过程，这对大脑皮层有保护作用。

至于其他因素如血糖下降、pH 值下降、缺氧、盐分丧失、渗透压升高等，巴甫洛夫学派认为上述因素会促使皮质神经细胞工作能力降低，因而促进了疲劳（保护性抑制）的发生和发展。

2.5 自由基学说自由基是指外层电子轨道上含有一个或一个以上未配对电子的分子、原予或基团。

在细胞内的线粒体、内质网、细胞核、质膜和细胞液中都可产生自由基。

由于自由基的特殊结构，它的化学性质特别活泼，能造成细胞功能和结构的损伤和破坏。

Diliord 1978 年首次把自由基引入运动医学领域，认为自由基与运动性疲劳有着密切的关系。

有研究表明，随着运动强度的增加，身浆脂质过氧化水平升高，能对调节钙离子转运的钙——ATP 酶产生影响，造成胞浆中钙离子的堆积，影响肌纤维的兴奋——收缩偶联，使肌肉的工作能力下降，同时还造成对肌肉等组织的损伤，防碍正常细胞代谢功能，导致产生运动性疲劳。

研究还发现，自由基能引起线粒体呼吸链产生 ATP 的过程受到损害，使细胞能量系统发生障碍，影响肌纤维的收缩功能，还能使某些酶失活而产生一系列病理变化导致疲劳。

2.6 中枢神经失调学说谢切诺夫很早就提出了疲劳的神经论观点，他通过实验认为：“人们通常把疲劳感觉归之于工作着的肌肉，而我对疲劳消除的解释唯一归之于中枢神经系统”。

巴甫洛娃曾用脑电图的方法研究静力活动疲劳时大脑生物电现象发生明显的变化。

有研究表明，人体连续从事负荷的运动，可使大脑皮层的兴奋与抑制过程之间的平衡性遭到破坏，造成过度兴奋或过度抑制，破坏了原有的动力定型，导致皮层下功能发生紊乱，从而引起各器官、系统的功能失调，因之产生疲劳。

2.7 突变学说Edwards 1982 年从肌肉疲劳时的能量消耗、肌力下降和兴奋性丧失三维空间关系，提出了肌肉疲劳的突变理论，并认为这是运动性疲劳的生物化学基础，认为疲劳是运动能力的衰退，形如 1 条链的断裂现象，突变学说的特点在于，单纯的能量消耗，肌肉的兴奋性并不下降。

在 ATP 耗尽时，才引起肌肉僵直，这在运动性疲劳中不可能发展到这个地步；在能量和兴奋性丧失过程中，存在 1 个急剧下降的突变峰，兴奋性突然崩溃，并伴随力量或输出功率的突然衰退。

所以，突变理论把疲劳看成是多种因素的综合表现。

三、人体运动时的供能系统及对应运动形式1.ATP—CP 供能系统。

该系统又称为磷酸原供能系统。

主要靠化学能源CP 供能，不需氧的参加，属无氧代谢，没有导致疲劳的副产品，但在肌肉中的储存量是很少的。

主要用于短跑或任何高功率，短时间活动。

短时间最大强度运动疲劳是因ATP 转换速率下降所致。

2.乳酸能系统。

这个系统也称糖酵解供能系统。

主要靠食物能源糖分解供应ATP 合成所必需的能量。

属无氧代谢，供能十分迅速。

在1 到3 分钟内以最大速度完成的运动，如400 米或800 米跑, 是依靠乳酸系统大量供给ATP能量的。

但是其供能过程中有副产品乳酸生成，当肌肉和血液中乳酸积累达到很高水平时，肌肉产生暂时性疲劳。

这是乳酸系统一个很明显的特点，而且是肌肉运动时疲劳产生的主要原因之一。

3.有氧供能系统。

在有氧的情况下，1 克分子糖原彻底氧化分解成水和二氧化碳,同时释放能量使39 个克分子的ATP 再合成。

并且没有导致疲劳的副产品产生。

有氧代谢系统的另一个值得注意的特点是有氧代谢系统和分解的食物有关。

不仅是糖原，脂肪和蛋白质也可以被有氧分解为二氧化碳和水，并释放供ATP 合成所需要的能量。

由此可见，在进行长时间耐力活动时，有氧代谢系统是主要的供能系统。

例如，马拉松跑时，比赛要持续2.5 小时左右，持续时间这么长是因为大量的能源物质和氧很快地被利用，从而避免了早期疲劳的产生。

四、运动性疲劳的诊断1.主观感觉运动员在训练后稍有疲劳和肌肉酸痛是正常的，通常经过休息后症状会自然消除．如出现轻微不适，运动员是可以通过对自身身体不同的感受判断出自己是否出现疲劳的；如果明显感到精神不振、厌烦训练、无力、困倦气短、胸部憋闷等不良现象，可以通过“主观体力感觉表”进行定量分析，以此来推断疲劳程度．2.观察评定通过观察运动员的外部表情或动作技能来判断，如发现动作僵硬、动作幅度频率减小、思想不集中或厌烦运动、排汗量增多、呼吸快而表浅、眼神和动作不协调，技术动作明显失误增多，严重时有思维和意识变异等状况时，应及时调整运动量，以便有足够的调整恢复时间．3.生理指标评定3.1骨骼肌系统疲劳测定肌肉处于疲劳状态时，承受运动负荷及运动量的能力会明显下降，运动技能能力也相应下降．处于该类疲劳状态的表现形式有：肌力、形态、肌肉围度、呼吸肌机能的变化等．3.1.1肌力评定疲劳时，可对参与工作的主要肌群进行测试．先准确测量运动前若干次的肌肉力量，待运动结束后再进行同样方式的力量测定，如果肌力低于运动前水平或几次力量测定值连续下降即为疲劳，恢复时间越长证明疲劳程度越深．3.1.2围度及硬度硬度增加是肌肉收缩和放松能力下降的表现，采用肌肉硬度计测量肌肉在放松状态下的弹性即可判断肌肉疲劳程度；肌肉围度增加则是由于下肢血液滞留和组织液增多所致，且围度增加的大小与疲劳的程度呈正比．3.1.3呼吸肌机能通常采用的是“洛金塔里测试法”，指连续测量５次肺活量，每次间隔１５ｓ，若逐次减少，表明呼吸器官机能状态不佳或疲劳；“议契测试法”也能对呼吸肌机能进行测定，主要是通过参考呼吸中枢对缺氧和二氧化碳浓度升高的耐受力来评定疲劳程度3.1.4肌电肌肉疲劳时肌电图表现为积分肌电图总趋势是上升，功率中高频成分减少，低频成分增加，肌电图功率谱右移，肌电图振幅不规则等．3.2心血管系统疲劳诊断3.2.1心率１）基础心率：安静状态下高于常态５次／ｍｉｎ以上，则认为疲劳累积现象出现．２）运动中心率：一般采用运动后即刻心率来表示，也可才用遥测心率的方法来测定，如采用定量负荷，心率增加，则表示身体机能状态不佳．３）运动后心率恢复：身体如果处于疲劳状态，则心血管系统机能下降，运动后心率恢复的时间则延长．3.2.2血压体位反射疲劳出现后，植物性神经调节系统机能下降，心血管系统机能出现障碍，通过对血压体位反射的测试可以反映心血管系统的调节机能状态．其方法为：受试者呈坐姿，静息５ｍｉｎ并测血压，续而仰卧３ｍｉｎ，扶其背部恢复坐姿，测即刻血压，并间隔３０ｓ测一次，共测２ｍｉｎ；若２ｍｉｎ内血压完全恢复为正常，不能恢复即为调节机能不良．3.2.3心电图心肌疲劳可使心电图出现异常，Ｔ波下降或倒置，Ｓ－Ｔ波段下移，同时出现肌电干扰．3.3感觉器官与神经系统疲劳诊断疲劳可导致感觉机能下降，同时脑电图的变化也能反映神经系统的疲劳状态，通常表现为脑电功率谱异常、膝跳反射阈值、闪光频率融合度和皮肤空间阈的变化等．有研究者认为反应时可能不适用于短时间一次性力竭负荷的运动性疲劳评定3.4免疫功能疲劳诊断长期适量运动会增强机体免疫功能，但大强度或长时间耐力运动会导致免疫抑制．利用免疫指标可对运动引起的过度训练综合征进行早期诊断，对维持运动员健康水平和指导训练具有重要意义4.生化指标评定4.1血液评定指标１）血乳酸：安静时血乳酸浓度偏高或运动时最大乳酸值下降，是运动性疲劳出现的征象之一．２）血红蛋白：如运动员在负荷后出现血红蛋白低于正常值或呈下降趋势，则表明疲劳可能是由于运动量过大造成，同时还与机体的营养状况密切相关．３）睾酮／皮质醇比值：睾酮在机体内促进蛋白质的合成，而皮质醇则通过分解蛋白质维持动态平衡．在运动后血液中睾酮／皮质醇的比值如下降２５％并持续不回升为疲劳，下降３０％则认定为过度疲劳．４）血清肌酸激酶：机体疲劳时会出现定量负荷后值明显升高或晨安静值持续高于３００Ｕ／Ｌ．4.2尿液评定指标１）尿蛋白：测定运动后尿蛋白含量是判断身体机能状态好坏的指标之一，因为运动员训练后出现尿蛋白与运动强度关系密切，可对运动后即刻（或１５ｍｉｎ）的尿样和次日清晨、清醒、空腹、安静状态下的尿样进行对比分析，评定其疲劳程度．２）尿胆原：机体疲劳或机能下降时，晨尿中尿胆元排量增加．用晨尿胆元可准确地测定运动员的疲劳和恢复程度．4.3唾液由于长时间剧烈运动后，乳酸生成增多，唾液ｐＨ随血液ｐＨ下降而降低．测试时可把ｐＨ试纸贴在舌尖，待其湿润后取出与比色表对比，判断机体是否疲劳．5.心理疲劳诊断运动员出现心理疲劳常见现象有躯体症状、行为症状、动机下降、消极情绪及消极评价．它的诊断有２类指标：１）心理指标：常用来诊断运动性心理疲劳的量表有《马斯拉奇心理疲劳量表》、《伊德斯运动员心理疲劳量表》、《运动员疲劳问卷》及《运动员训练状态监测量表》中的若干条目等；２）生理指标：脑波、诱发电位、应激等．检测方法包括神经生理学方（评定中枢疲劳）、《运动员疲劳问卷》（测评运动员的情绪体力耗竭、消极评价和成就感降低的主观感受）、心境状态量表（测评运动员的心境状态、躯体症状和行为症状）、自评报告（了解运动员的训练欲望、睡眠、注意力、头脑清晰程度、技术感觉、疲惫感、精神状态、自觉体力等情况）、躯体症状和行为症状（考察测评结果是否与运动员的实际情况相符）。