运动生理学邓树勋、王健、乔德才主编(第二版)讲义

五、肌纤维的类型、形态、代谢与生理特征 （一）类型 1、根据肌纤维的收缩特性可分为： （ 1）慢肌（ ST ）：又称 I型纤维。 （ 2）快肌（ FT ）：又称 II型纤维；分为3种亚型： ＊快A(IIA)：收缩速度同快肌，但代谢上兼有快、慢两肌 特征。 ＊快B(IIB)：典型的快肌纤维。 ＊快C(IIC)：尚未分化的肌纤维。 2、从颜色上又可把慢肌称为红肌，快肌称白肌。 3、从在机体中担负的工作性质又可把慢肌称为紧张性运动单 位，快 肌称为时相性运动单位。 （二）形态学特点 1、快肌纤维直径较慢肌纤维大，肌浆网发达，肌浆网摄取 Ca2+离子 的速度大于慢肌纤维，支配的是大运动神经元；每一 块运动单位 所含的肌纤维数量多（300—800根）。 2、慢肌纤维线粒体的数量较快肌纤维多，而且直径大，毛细 血管比
第一章 运动的能量代
谢
重 点：1、肌肉收缩时的能量代谢。
2、体育运动与三种供能系统间的关系。 一、基础常识 1、新陈代谢是生命活动的最本特征，包括同化作用与异化作用两 方面。 2、能量代谢：在人体进行新陈代谢过程中，在进行物质代谢的同 时伴 随着能量的释放、转移和利用，称为能量代谢。 3、ATP（三磷酸腺苷或称腺苷三磷酸）是细胞内能量的获得、转 换、 储存和利用等环节的关系纽带；在分解代谢时，动物细胞主 要在线 粒体获取转换的能源物质ATP，ATP是一种既是能量受体又是 能量 供体的物质。
2、计算方法 基础代谢BMR（KJ）＝体表面积BSA（㎡）×基础代谢率BMR （KJ·㎡ -1·h-1） 我国体表面积（㎡）＝0.00607×身高（cm）＋0.0127×体重 ×24(h) （kg） －0.0698 国际通用公式（㎡）＝0.0061×身高（cm）＋0.0128×体重 （kg） －0.1529
二、肌肉的收缩形式 肌肉的动力来源于收缩，表现出长度或/和张力的变化， 实现肌 肉的收缩与舒张。这一过程主要包括兴奋在神经—肌肉接点的 传 三、肌肉工作的特征 递，肌肉兴奋—收缩耦联和肌细胞的收缩与舒张这三环节。 肌肉的工作分为动力性和静力性两种形式。 （一）动力性工作 1、缩短收缩（又称向心收缩）：肌肉收缩所产生的张力大于外 加阻力 →肌肉缩短→消耗能量做正功→绕骨杠杆做向心运动→实 现各种加 速动作或位移运动；分为非等动收缩（等张收缩）和等动 收缩（等 速收缩）两种形式。 （1）非等动收缩（等张收缩）由于受到关节杠杆因素的影响，关节 角度 不同，所需产生克服外界阻力也不相同；如肱二头肌在关 节角度为 115°—120°时最大，关节角度为30°时最小。 （2）等动收缩（等速收缩）是指随着关节角度的变化，外界阻力也 随着 改变，始终保持肌肉克服外界的张力恒定不变。
我国正常人的BMR平均值如下：（单位：KJ·㎡ -1·h-1） 年 龄 : 11-15 16-17 18-19 20-30 31-40 41-50 50以上 男 性 : 195.5 193.4 166.2 157.8 158.7 154.1 149.1 女 性 : 172.5 181.7 154.1 146.4 142.4 142.4 138.6
（二）兴奋与兴奋性 1、兴 奋：是指活组织在刺激的作用下所产生的一种可传播的、 伴有 电活动变化的反应过程。＊常见能兴奋的组织是肌肉、神 经、腺 体等；不能兴奋的组织主要有骨组织、毛发等。 2、兴奋性：组织能够产生兴奋的能力或特性，叫兴奋性。 3、刺 激：能引起机体兴奋的各种因子叫刺激，最小值称阈刺激 或阈 强应；各种刺激必需具备三个条件：①强度 ②时间 ③强度 与时间 的变化率。 （三）反应与适应 1、反 应：是指在不同的环境或运动条件刺激下，细胞或机体的内 部 代谢和外部表现所发生的暂时性，应答性功能的变化。 2、适 应：是指机体随其所生存环境的变化而发生相应变化的能力 与 特性。 （四）反馈与前馈 1、反 馈：是指机体在机能调节过程中，调节系统与被调节的器官
二、ATP的分解释能与生成和稳态 1、ATP的分解释能 反应式：ATP ≒ ADP + Pi + E（能量） 2、ATP的生成和稳态 ATP的代谢水解产物ADP、AMP、Pi是再合 成
CP(PCr) + ADP ≒ C（肌酸）+ ATP 糖在无氧条件下 + ADP + Pi → 乳酸 + ATP 糖或脂肪在有氧条件下 + O2 + ADP + Pi → CO2 + H2wk.baidu.com + ATP 三、生命活动的能量来源 1、糖：机体所需能量的50%—70%来自糖，1g糖在体内完全氧化可 释 放约4kcal；体内糖的存在形式主要有血糖、肌糖原和肝糖 原三种， 其来源一是食物供给，二是体内的糖异生。 2、脂肪：脂肪是细胞能量的主要储存形式，1g脂肪在体内完全氧 化可 释放约9.5kcal。 3、蛋白质：1g蛋白质在体内完全氧化大约释放4.3kcal的热量。 注： 1kcal=4.184 kJ；1KJ=0.239Kcal 四、能量代谢 （一）基础代谢 1、概念: 基础代谢（BMR）：是指人体在清醒、静卧、空腹和20℃左右 的环 境温度等条件下的能量代谢率。
第二章 肌肉的活动
重 点：肌肉的特性、类型与运动能力。 一、肌肉的特性 1、肌肉的基本单位是肌纤维，每块肌肉都是一个器官。 2、肌肉的物理特性 （1）伸展性：外力作用→被拉长。 （2）弹 性：外力消失→恢复原态。 （3）粘滞性：分子之间的相互摩擦产生的阻力。 注：肌肉的物理特性受温度影响。 3、肌肉的生理特性 （1）兴奋性：在刺激的作用下，产生兴奋。 阈强度：是指在一定刺激作用时间和强度—时间变化率下， 引起组 织细胞兴奋的最小刺激强度，又称阈值；这种临界强度称 阈刺激 （阈刺激与时间和变化速率呈反比关系）。 （2）收缩性：由于兴奋而产生的收缩现象。
（二）人体的总能量代谢 1、概念 （1）氧热价： 营养物质氧化时，每消耗1L的氧所产生的热量，称 该物
2、计算方法 第一步：先算呼吸商 → 查表 → 得出氧热价 第二步：用耗氧量×氧热价=产热量 3、三种能源物质的参数比较 能源物质 氧热价（KJ·L -1 ） 呼吸商 糖 20.9 1.00 脂 肪 19.7 0.71 蛋白质 18.8 0.80 （三）运动时的能耗量 计算方法 公式一： 能耗量（E）＝〔相对代谢率（RMR）＋1.2〕×〔基础代谢率（BMR） ×体表面积（BSA）÷60〕×T(min) 单位：kcal 注：相对代谢率（RMR）＝运动时净能耗量/基础代谢率 也可用心率计算： 男：RMR＝0.072×心率－5.608； 女：RMR＝0.065×心率－4.932。 公式二：
（二）静力性工作 1、等长收缩：肌肉收缩所产生的张力等于外力时→肌肉长度不变 → 消耗能量不做功→起支持、固定和保持某一姿势的作用。 四、肌肉收缩的力学特征 1、肌肉收缩的张力与速度关系：呈反比。 2、肌肉收缩的长度与张力关系：产生最大的张力需要适宜的初长度。 3、影响肌肉力量的主要因素 （1）单个肌纤维的收缩力（约为100—200mg）。 （2）肌肉中肌纤维的数量和体积。 （3）肌肉收缩前的初长度。 （4）中枢神经系统的机能状态。 （5）肌肉对骨骼发生作用的机械条件。 4、肌肉的做功、功率和机械效率 （1）做功：W = F（力）· S(距离) · cosa（cosa为F和S之间的夹 角) （2）功率：P = W（功） / t（时间） = F（力）· V（速度） （3）效率：N = W（功）/ E（总耗能）
二、运动生理学在健身和竞技中的应用 （一）运动生理学在健身领域中的应用 以前主要体现在对人体在运动中的应激反应、运动 时肌肉收 缩与心肺功能等方面的研究应用，现在逐渐发展到针对不 同人群 （如：儿童、老人、孕期等人群）及特殊个体（慢性疾病患者 等人 体）进行科学健身指导的健身运动处方研制。 （二）运动生理学在竞技领域的应用 主要体现在机能疲劳与恢复、运动营养补剂、运动 选材、训 练监控等方面的应用。 三、运动生理学的若干基本概念 （一）稳态与调节 1、内环境：是指机体内的细胞外液；如：血浆、淋巴液、组织液 等。 2、稳 态：是指机体能在一定的环境变化范围内保持机体内环 境的 相对稳定。如：温度、酸碱度、O2与CO2分压差、渗透压等 的相 对稳定；要保持内环境的稳态和对环境的适应必须由人体内
（三）代谢特征 1、由于快肌纤维中参与无氧酵解过程的酶活性较慢肌纤维高，所 以 快肌无氧代谢能力高于慢肌。 2、由于慢肌纤维中不仅线粒体数量多，而且氧化酶的含量也高， 毛 细血管丰富，所以慢肌有氧代谢能力高于快肌。 （四）生理特征 1、收缩速度：快肌纤维收缩速度快于慢肌。 2、收缩力量：快肌纤维收缩时产生的力量大于慢肌纤维。 3、抗疲劳能力：慢肌纤维抗疲劳的能力比快肌强；但快肌和慢肌 纤 维的力量—速度关系曲线的总趋向是相同的，即随着负荷 的增 加，收缩速度减慢。 六、两类肌纤维与运动能力 （一）两类肌纤维在肌肉中的分配与运动能力 1、肌纤维的百分组成：是指慢肌和快肌纤维数量在一块肌肉中所占 的百分比；主要受功能、性别和遗传等因素的影响。
运 动 生 理 学
（本 科）
教 学 讲义
绪 论
重 点:运动生理学的基础概念 。
一、任务、研究对象与方法 1、概念： 运动生理学：是研究人体在一次运动练习（急性运动）或反复运 动（长期运动训练或长期锻炼）中的功能发展变化规律的科学。 2、学习运动生理学的任务： （1）人体功能活动发生变化和产生这些功能变化的原因。 （2）合理健身、科学教学和训练。 （3）评价各项功能的测试方法以及教、科研。 3、研究对象：正常人体，内容是在运动中的反应和适应。 4、研究方法： （1）人体实验和测定法 ＊运动现场测定：易受各种因素的影响。 ＊实验训练法：按照一定的研究目的而设计。 ＊功能测定与评定：按不同人群，在同一条件下进行的功能测定。 （2）动物实验法
五、能量代谢对急性运动的反应 （一）三大供能系统 1、ATP—CP供能系统（又称磷酸原供能系统） ATP在骨骼肌里的含量仅约25mmol/kg干肌，运动时 ATP的浓 度不会出现较大的变化幅度，一般仅降低30—40%；CP含量约 为 70—80mmol/kg干肌，CP分解速率快，6—8妙就能迅速耗竭。 2、糖酵解供能系统 运动骨骼肌对氧的需求不能满足时，就要靠糖在无氧的 条件下 酵解来提供或补充能量供给；这一供能过程的功能输出低于磷 酸原 系统，但再合成ATP的总量高于前者。由于供能的同时会产生 乳 酸，抑制糖酵解酶的活性，使ATP的再合成逐渐变缓，机体将 很快 出现疲劳。 3、有氧氧化供能系统 糖或脂肪在有氧的情况下合成ATP供能，有氧代谢的功
（二）急性运动中能量代谢的整合 1、急性运动时，各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出 现，而是相互协调、整合，共同满足运动需要。 2、任何一项运动项目，有氧和无氧代谢系统都要提供一定的ATP， 只不过提供的比例不同。 （三）各项运动代谢供能的百分比(看课本149页) 六、能量代谢对慢性运动的适应 长期从事某一类运动训练或运动锻炼，会使体内对这类 运动需 求高的能源物质储备提高外，还能使其系统的能量代谢的调节能 力 和运动后恢复过程的代谢能力也相应加强，其使机体内这一能量 系 统比其他能量系统更发达，那么这一系统供能占优势的人对这类 运 动也就更加适应。
2、肌肉的最大收缩速度、爆发力，纵跳高度与快肌纤维的百分比 和 相对面积成正比，而且两类肌纤维的百分组成与专项运动能 力存 在着密切的依存关系。即： （1）时间短、强度大的项目：快肌百分比占明显优势。 （2）耐力项目：慢肌百分比占明显优势。 （3）无氧、有氧能力均高的项目：分配接近相等。 （二）训练对两类肌纤维的影响 1、训练强度对两类肌纤维的募集 （1）大强度、时间短的练习：快肌纤维优先募集。 （2）强度低、时间长的练习：慢肌纤维优先募集。 2、训练对两类肌纤维横断面积的影响 （1）大强度的力量训练：快肌纤维出现选择性肥大。 （2）速度训练：快肌纤维与慢肌纤维均可增大，快肌比慢肌要明显。 （3）耐力训练：慢肌纤维出现选择性肥大；但训练达到一定水平时 又 小，主要原因是毛细血管增生，缩短氧的弥散距离。