有氧和无氧运动能力

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第十一章
有氧、 无氧运动能力
第一节 运动时和运动后的氧动力学
第二节 有氧运动能力 第二节 无氧运动能力
第一节 运动时和运动后的氧动力学
一、需氧量与吸氧量
需氧量(O2 reqirment )是指单位时间内所
需的氧量。
安静时约氧250ml/min(毫升/分) 运动时需氧量随运动强度而变化,并受 运动持续时间的影响。运动时随着运动强度 的增大,每分需氧量也相应增加。
(二)乳酸阈强度训练法 • 一般无训练者,常以其50%VO2max的运动强 度进行较长时间的运动,而血乳酸几乎不增 加或略有上升。 • 运动员可达到60%-70%VO2max强度,而优秀 的耐力专项运动员(马拉松、滑雪)可以 85%VO2max强度进行长时间运动。 • 运动员随训练水平的提高,有氧能力的百分 利用率明显提高。在具体应用乳酸阈指导训 练时,常采用乳酸阈心率来控制运动强度。
一、力量爆发型运动
(一)力量爆发型运动的生理基础
1.骨骼肌纤维中ATP-PCr的贮量 力量爆发型运动训练,不仅使肌纤维中ATP和PCr 贮量 增加,同时肌酸激酶(CK)活性也增高,可以更快的 催化PCr 水解,使ADP更快肌纤维中ATP和PCr的贮量多于慢肌,快肌纤维中的 CK活性也高于慢肌纤维。
•通过系统训练能够提高最大吸氧量的可能性较 小,它主要受遗传因素的制约。 •乳酸阈受遗传因素的制约较少,其可训练性较 大,训练可大幅度提高运动员的无氧阈。
•以最大吸氧量来评定人体的最大有氧能力是有
限的,乳酸阈的提高作为评定人体有氧能力在
实践中的意义将更大。
2.通气阈测定
在渐增负荷运动
中,将肺通气量
变化的拐点称为
“通气阈”
呼出气的采集
(三)无氧阈的应用
1.评定耐力水平的指标 • VO2max和LT是评价有氧能力或耐力水平的重要指 标。 • 前者主要反映心肺功能,后者主要反映骨骼肌的 代谢水平。 • 系统训练对VO2max提高较小,它受遗传因素的影 响较大。 • 系统训练对LT提高较大。显然,乳酸阈值的提高 是评定人体有氧能力增进更有意义的指标。

评定人体有氧工作能力的重要指标之一
男子绝对值:3.0-3.5L/min
相对值:50-55ml/kg/min
女子绝对值:2.0-2.5L/min
相对值:40-45ml/kg/min
(二)最大摄氧量的测定方法 • 1.直接测定法
• 通常在实验室条件下,让受试者在一定的运动 器械上进行逐级递增负荷运动实验测定其摄氧量。 判定标准:
2.作为发展耐力的训练强度
四、促进有氧能力的训练
• (一)持续训练法(慢长距离跑)
• (二)乳酸阈训练法(高强度持续运动) • (三)间歇训练法 • (四)高原训练法
(一)持续训练法
• 概念:指强度较低、持续时间较长且不间歇 地进行训练的方法,主要用于提高心肺功能 和发展有氧代谢能力。 • 练习时间:5分钟→20-30分钟以上。 • 良好影响:能提高大脑皮层神经过程的均衡 性和机能稳定性,改善参与运动的有关中枢 间的协调关系,并能提高心肺功能及VO2max, 引起慢肌纤维出现选择性肥大,肌红蛋白也 有所增加。
它反映了机体内的代谢方式 由有氧代谢为主过渡到无氧代 谢为主的临界点或转折点。
“个体乳酸阈”:
• 个体在渐增负荷中的乳酸拐点
波动范围: 1.4-7.5mmol/L 意义:更能客观 和准确地反映机 体有氧工作能力 的高低。
(二)乳酸阈的测定方法
• 1.乳酸阈测定 • 受试者在渐增负荷运动试验中,连续采集每一级 运动负荷时的血样(一般用耳垂或指尖末梢血)测 得其血乳酸值。
空 气
呼 吸 道
肺 泡
O2
CO2
肺 毛 细 血 管
气体运输
2.肌组织利用氧能力对VO2max的影响
• ①肌组织从血液摄取氧的能力
②肌肉组织利用氧的能力 慢肌纤维具有丰富的毛细血管分布,肌纤 维中的线粒体数量多、体积大且氧化酶活性 高,肌红蛋白含量也较高。 ∴有利于增加慢肌纤维的摄氧能力。
不同项
2.魁北克(Quebec)90s 蹬车测验
从测试中获得受试者: (1)最大功量。全力蹬踏过程中的最大做功峰值, 以 W或W· kg-1表示。 (2)90s平均功量。90s测试中所有做功的平均值。 (3)疲劳指数(疲劳%)疲劳。
如去甲肾上腺素促进细胞膜上的 Na、 K泵活动加强, 因而消耗一定的氧。
3.磷酸肌酸的再合成
在运动后恢复期CP的再合成需要消耗一定氧。
4.肌细胞内Ca2+的升高 5.甲状腺素和肾上腺皮质激素处于较高水平
三、依运动时氧需与氧供关系对运动能力进行分类 根据运动时需氧量与实际的供氧关系,可以将 人体运动能力分为有氧运动能力和无氧运动能力。
以运动负荷 时做功量(W) 或运动强度为 横坐标,血乳 酸浓度为纵坐 标作图,将乳 酸急剧增加的 拐点对应的血 乳酸浓度确定 为乳酸阈。
递增强度负荷运动时血乳酸的测定
需氧量、强度、吸氧量、乳酸阈之间的关系
22 20 18
血乳酸浓度(mmol/L)
16 14 12 10
需氧量 强度 摄氧量 乳酸阈
3.代谢基础
力量爆发型运动时的能量供应,是依靠肌肉中的
ATP水解,释放能量,同时生成ADP,再由PCr水 解,释放出能量使ADP再合成ATP。 4.大脑皮层运动区的功能 力量爆发型运动是由大脑皮层运动区指令发动的,
所以皮层运动区的同步募集更多有关快运动单
位同步收缩,产生最大力量。 5.心肺功能
(二)力量爆发型(ATP-PCr系统的测评)
秒的心率。
(三)决定最大吸氧量的机制
1.中央机制(心肺功能) 2.外周机制(运动肌肉利用氧的能力) 氧脉搏 动静脉氧差
(四)影响最大吸氧量的因素
(1)遗传因素 遗传度为93.5%
(2)年龄、性别因素 (3)训练 (4)停训
1.氧运输系统对VO2max的影响
肺 静 脉 左 心 动 脉 毛 O2 细 血 CO2 管 肺 动 脉 右 心 静 脉 内呼吸 外呼吸 组 织 细 胞
马拉松
吸氧量 • 概念:人体单位时间内(通常以1min计)从肺泡中获取
的氧量或全身各组织器官从毛细血管中抽取的氧量称为吸 氧量(oxygen intake ,VO2)或每分吸氧量。
• 安静时:200-300毫升/分。
• 运动时:随着运动强度的增加,每分需氧量成比 例增加,摄氧量能否满足需氧量,取决于运动项 目的特点。在持续时间短且强度大的运动中以及 低强度运动的开始阶段,摄氧量均不能满足需氧 量而出现氧的亏欠。
(三)间歇训练法
• 指在两次练习之间有适当的间歇,并在间歇
期进行强度较低的练习,而不是完全休息。
• 要求:练习的距离、强度及每次练习的间歇 时间有严格的规定 • 特点: 1.完成的总工作量大 2.对心肺机能的影响大
第三节 无氧运动能力
• 概念:指运动中人体通过无氧代谢途径提 供能量进行运动的能力 • 包括:ATP-CP分解供能(非乳酸能) 糖无氧酵解供能(乳酸能)
• 方法简便易行,但精确性较差。
(二)糖无氧酵解系统能力的测评 • (一)糖无氧酵解系统(乳酸系统)运 动能力的生理基础
• 1.肌纤维类型的百分组成 • 2.代谢类型 • 3.心肺功能 • 4.神经系统的动员募集和对[H+]的耐受性 • 5.交感-肾上腺系统的快反应应急激素
(二)糖无氧酵解系统能力的测评
其他型号的功率自行车则采用:
• 最大无氧功率(第一个5秒)=5秒最大蹬车圈数*前车 轮周长*阻力*6.11。 • 能量来源于ATP及CP的分解
平均无氧功率:将6个5秒钟车轮转的圈数相 加除以6。其能量来源于ATP、CP及无氧糖酵解。
试验中可以获得受试者的: (1)最大功量。全力蹬踏过程中的 最大做功峰值。 (2)平均功量。测试过程中所有做 功的平均值。 (3)疲劳%。测试过程中最大功量最低功量值/最大功量的百分比。
运动强度及持续时间与需氧量的关系
运动项目 强 度 (米/秒) 持续时间 10”-20” 需氧量/分 (升) 总需氧量 (升)

中 长

跑 跑
9.8
8.9-6.8 6.3-5.8 5
40
8.5-25 4.5-6.5 2-3.5
7-14
19-50 50-150 >500
1’-4’ 8’-29’ >2小时
目运动 员慢肌 纤维百 分比和
VO2max
3.其他因素对VO2max的影响
• (1)遗传因素
• (2)年龄、性别因素
最 大 摄 氧 量 的 年 龄、 性 别 变 化
(3)训练因素
• 不同运动项目运动员的 VO2max比较 • 左图女子 右图男子
(四)VO2max与有氧耐力的关系 及在运动实践中的意义
判断标准:从受试者达到最大吸氧量峰值起继续
运动(强度不变),直至最大吸氧量水平降低15%
时为止的时间。
(三)无氧阈(anaerobic thereshoud,AT)
•概念:
无氧阈是指人体 在递增负荷的运动 过程中,人体的供 能全部由有氧代谢 供能而转入由有氧 代谢和无氧代谢共 同供能的转折点 (亦称拐点)。 无氧阈根据测定 方法可分为乳酸无 氧阈和通气无氧阈。 两者的意义相同。
8 6 4 2 0 1 2
乳酸阈 (2) 摄氧量 (2)
运动强度(英里/小时)(%VO2max)
3
4
5
6
7
8
9
10
不同运动能力运动员递增强度运动时乳酸阈变化 • 图中可见,五名 体育爱好者的乳 酸阈拐点偏左, 而三名准职业运 动员的乳酸阈拐 点偏向右。表明 随强度的增加有 训练运动员的乳 酸高峰出现较晚, 有氧能力较强。
• 1.作为评定心肺功能和有氧工作能力的客观指标
800米游泳成绩与VO2 max相关系数为0.75;
5000米跑成绩与VO2 max相关系数为0.81。
• 2.作为选材的生理指标
• 3.作为制定运动强度的依据
(五)最大吸氧量的应用
1、评价耐力运动成绩 2、确定运动强度
(六)最大吸氧量平台
最大吸氧量平台是指人体在最大吸氧量峰值水平 能维持的运动时间。
测定糖酵解代谢能力,一般是通过 30~90s的最大能力持续运动实验来完成。 基本评价标准是:做功的功量越大,运动 前后血乳酸的增值越大,是糖酵解代谢供 能能力越强的标志。
1.温盖特(Wingate)无氧试验
• 实验过程:
(1)测定受试者身高、体重、肺活量及皮脂厚度。 (2)让受试者以0.075千克/净千克体重负荷,以最 快速度全力蹬车30秒,同时记录蹬踏圈数和心率, 并将每5秒的蹬车数代入下面公式,单位是瓦特 (Watt)。
乳酸阈和最大吸氧量的关系
• 乳酸阈和最大摄氧量都可以用以评定人体 的最大有氧能力。 • 最大摄氧量反映了人体在运动时所摄取的 最大氧量。 • 乳酸阈则反映了递增负荷运动时刚引起乳 酸堆积时所需要的最大摄氧量利用率。 • 两者反映的是不同的生理机制,前者主要 反映心肺功能,后者主要反映骨骼肌的代 谢。
1.玛伽莉亚(Margaria)和
卡尔曼(Kalaman)跨登台阶测验。
玛加利亚跑楼梯(或跨登台阶)试验法
玛加利亚-卡尔曼跑楼梯动力试验法
计算方法:
无氧功率评分标准
• 2.黎惠氏纵跳摸高测验
• 黎惠氏纵跳摸高测验是一种极为简装的测评人体 ATP-PCr系统能力的方法。
P=无氧功率 W=体重 H=纵跳高度
二、氧亏和运动后过量氧耗
• 氧亏
氧亏是指运动时的需氧量与实际吸氧量之差。
运动后过量氧耗
• 运动后过量氧耗(EPOC),是指运动后恢复期内处于较 高代谢水平的机体,恢复到安静水平所消耗的氧量。
过量氧耗的主要原因:
1.体温升高
体温升高lº C时,体内的代谢率可增加13%。
2.血液中儿茶酚胺处于较高水平
后者又可以细分为不需氧的ATP-PCr系统的能
力和糖无氧酵解的能力。
第二节 有氧运动能力
一、有氧运动能力的生理学基础 (一)骨骼肌纤维类型的百分配布 (二)代谢功能 (三)心肺功能
(四)神经系统的调控
(五)激素的作用
• 二、最大摄氧量

最大吸氧量是指人体在严格定量控制的运动器 械上,进行全身大肌肉的递增运动负荷的力竭运 动中,当人体的氧运输系统的供氧能力和肌肉的 用氧能力达到本人的最高水平时,人体每单位时 间所能摄取的氧量。
①心率达180次/分(儿少达200次/分)
②呼吸商(RQ)达到或接近l.15
③摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降
④受试者已发挥最大力量并无力保持规定的负 荷即达精疲力竭
最大摄氧量的采集
2.间接推算法
• 台阶高度
男子:40厘米
女子:33厘米 • 登台阶的频率 22.5次/分 • 总时间是5分钟
• 记 录 负 荷 后 第 一 个 10
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