运动性疲劳及恢复过程的生化特点

• 运动性疲劳：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。
B
2
这个疲劳定义的特点是： (1)把疲劳时体内组织、器官的机能
水平和运动能力结合起来评定疲劳的发 生和疲劳程度；
(2)有助于选择客观指标评定疲劳。 例如，在某一特定水平工作时单一 或同时使用心率、血乳酸、最大摄氧量 和输出功率来评定疲劳。
肌糖元的恢复
肌和血中乳酸的消除
乳酸氧债的偿还
可取的恢复时间
最小
最大
2分钟
3分钟
3分钟
5分钟
1分钟
2分钟
10小时
46小时（长时间运动后）
5小时
24小时（间歇运动后）
30分钟
1小时（活动性恢复）
1小时
2小时（休息性恢复）
30分钟
B
1小时
38
三、过度训练
B
39
四、运动能力提高的代谢适应机制
B
40
艰苦的训练
2．有氧运动疲劳的代谢特点：
有氧代谢运动的疲劳与肌糖原大量消耗、血
糖浓度下降、体温升高和脱水、无机盐丢失有关。
B
16
B
17
第四节 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”
证磷酸原在尽可能短的时间内，至少恢
复一半以上，就可以维持预定的运动强
度。组间休息间歇控制在磷酸原完全恢 复时。由表9-15可见，组休息间歇在 4—5分钟为宜，使机体活动在一个新的 起点开始。
B
45
B
46
2．乳酸消除规律的应用 ：
如果运动肌中有大量的乳酸生成，则选择
氢离子透过肌膜达二分之一量的时间，作为适
运动时间 15-60min 1-5h
6h以上
疲劳的生化特点
肌肉糖原消耗最大，体温升高 糖储备大量消耗，血糖浓度下降 体温升高，脱水
体温升高，脱水，电解质代谢失调
B
14
三、不同时间全力运动和不同代谢类 型运动项目疲劳的代谢特点
(一)不同时间全力运动疲劳时的代谢特点
B
15
(二)不同代谢类型运动项目疲劳时的 代谢特点
B
21
(四)“保护性抑制学说”
• 观点：大脑皮质产生了保护性抑制
• 依据：贝柯夫研究发现，狗拉载重小车行走 30-60分钟产生疲劳时，一些条件反射量显 著减少，不巩固的条件反射完全消失。 1971年雅科甫列夫发现，小鼠在进行长时 间工作(10小时游泳)引起严重疲劳时，大脑 皮 质 中 γ-氨基丁酸水平明显增加，该物质是 中枢抑制递质。
•1.单纯的能量消耗
•2.在能量消耗和兴奋性衰 减过程，存在一个急剧下降 的突变峰。
•3.肌肉能源物质逐渐消耗， 兴奋性下降，但这种变化是 渐进的，并未发生突变。
•4.单纯的兴奋性丧失，并 不包括肌肉能量的大量消耗。
B
24
（六）“自由基损伤学说”
• 自由基：指外层电子轨道含有未配对电子的基团， 如氧自由基、烃自由基、过氧化氢及单线态氧等 物质。
下降，导致疲劳。
B
6
中枢性疲劳
1:大脑 2:向心传入抑制 3:运动神经元兴奋 性下降
4:分支点兴奋衰弱 5:神经肌肉接点抑 制
B
7
第二节 运动性中枢疲劳 的生化特点
B
8
一、脑内代谢变化
长时间运动情况下，骨骼肌细胞吸收 的血糖增加，引起血糖浓度的下降，脑 内能量代谢也会因此受到影响，能量供应 不足会导致脑功能改变；而且脑细胞内糖 的大量消耗，还会影响其对氨的清除能力。
B
36
(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 ①乳酸在肝脏→肝糖原（小部分） ②乳酸在工作肌→氧化分解（大部分）
B
37
筋疲力竭运动后可取的恢复时间
ATP和CP的恢复 非乳酸氧债的偿还 氧合血红蛋白的恢复
B
29
（一）超量恢复原理：
• 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。
B
30
消耗和恢复过程的规律示意图
B
31
B
32
超量恢复实验：
• 让两名实验对象分别站在一辆自行车的两侧同时蹬 车，其中一人用右腿蹬车左腿休息，另一人用左腿 蹬车右腿休息，当运动至力竭时，测腿股外肌的肌 糖原含量，结果运动后3天运动腿股外肌肌糖原含 量比安静腿多1倍。
B
42
(一)确定训练课运动间歇的依据： 在训练课中，如何选择最适宜的休
息间歇以保证完成训练量，又取得良好 的训练效果，是值得注意的问题。在训 练课中被消耗的能量物质和产生的酸性 代谢产物，在运动间歇休息期恢复或消 除。
能量物质的恢复通常用半时反应 (Reaction of Half Time)表示，半时反 应是指恢复运动时消耗物质二分之一所 需要的时间。
B
9
二、神经递质的变化
神经递质 性质
γ-氨基丁 酸
抑制性
5-羟色胺 抑制性
疲劳时的变化 升高 升高
多巴胺 兴奋性
过度升高
乙酰胆碱 兴奋性
下降
B
10
三、其他因素
病毒B
11
第三节 运动性外周疲劳的 生化特点
B
12
一、短时间大强度运动性外周疲劳 的生化特点
运动时间
疲劳的生化特点
0-5s 5-10s 10-30s 45-60s 30s-15min
内分泌腺及某些细胞
免疫系统
激素 细胞
基因调节 酶调节 Ca2+ K+ Zn2+
代谢过程
能量释放和运动能力
能量消耗 内环境调节
B
26
第五节 运动后恢复过程的生化特点
B
27
一、运动后恢复的生化规律
• 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。
• 产生部位：细胞内，线粒体、内质网、细胞核、 质膜和胞液中都可以产生。
• 作用：由于自由基化学性质活泼，可与机体内糖 类、蛋白质、核酸及脂类等物质发生反应，因而 造成细胞功能和结构的损伤与破坏。
B
25
七、运动性疲劳与神经-内分泌-免疫和 代谢调节网络
大脑（神经递质和调质）
激素
下丘脑
垂体 促激素
释放激素 脊髓 抑制激素
的消除速度加快。在运动后恢复期，乳酸的消
除速率受休息方式影响。活动性休息中血乳酸 消除的半时反应为 11分钟，恢复至安静水平 约1小时，而休息性恢复中乳酸消除的半时反 应需要25分钟，恢复至安静水平则需要2小时。
B
47
实验证明，进行轻量的活动(如散步、慢跑)比 静坐和躺卧休息方式乳酸的消除速度快(图9-5)。
B
3
二、疲劳的分类
根据疲劳发生部位：全身性疲劳 局部疲劳 中枢性疲劳
根据疲劳发生的机理与表现： 外周性疲劳 混合性疲劳
B
4
外周性疲劳
• 可能发生的部位是 从神经-肌肉接点到 肌纤维内部线粒体。
• (1)神经肌肉接点 • (2)肌细胞膜 • (3)肌质网 • (4)线粒体 • (5)收缩蛋白
B
5
中枢性疲劳
第六章 运动性疲劳及恢复过程 的生化特点
教学目标
1.掌握运动性疲劳的概念； 2.掌握运动性疲劳的分类
及其与运动训练的关系；
3.理解中枢疲劳和外周疲 劳的生化特点；
4.理解运动后不同物质的 代谢恢复规律和代谢适应
机制，并学会应用这些知识
指导运动训 练和体育锻B 炼
1
第一节 运动性疲劳概述
一、运动性疲劳的概念
B
43
1．磷酸原恢复规律的应用 目前研究较为清楚的是磷酸原恢复。
在10秒全力运动中消耗ATP和大部分CP， 运动后其恢复规律。
B
44
研究表明，磷酸原恢复一半的时间为
20—30秒，力竭性运动后30秒CP恢复 约70％，基本恢复的时限为2—5分钟。 这意味着在10秒以内全力运动的训练中， 二次运动的间歇时间不能短于30秒，保
肌肉的适应
B
41
二、超量恢复原理的应用
不同能源物质在运动时的消耗速率和恢 复时间是不相同的，而不同专项运动对消 耗能源物质的要求不同，这就成为选择休 息间歇、掌握负荷强度和量度的一个重要 依据和指标。目前认为可以根据不同能量 物质恢复的速率来安排不同专项练习的间 歇休息时间；而超量恢复则是课后休息期 至下次训练时应掌握的指标。
• 概念：指发生脑至脊髓部位的疲劳。 • 特点： • ①功能紊乱，改变了运动神经元的兴奋性。疲劳
时，神经冲动的频率减慢，使肌肉工作能力下降。
• ②代谢功能失调，大脑细胞中ATP、CP水平明显 降低，血糖含量减少，r-氨基丁酸含量升高，特 别是5-羟色胺和脑氨升高，可引起多种酶活性下 降，ATP再合成速率下降，从而使肌肉工作能力
B
33
（二）运动应激-适应学说
B
34
二、运动后物质代谢的恢复
（一）代谢产物的消除 1.乳酸的消除 2.氨的消除 3.自由基的消除
B
35
（二）机体能源物质的恢复
(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