第14章 运动性疲劳

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第十四章
运动性疲劳与恢复过程
教学目的与要求
1、掌握运动性疲劳的概念、发生部位、可能机制与 判断方法。
2、掌握恢复过程的概念、阶段性特点与促进机体恢 复放入方法。
第三节
一、运动性疲劳概述
运动性疲劳
Fra Baidu bibliotek
广义的疲劳:包括体力疲劳、脑力疲劳、心理(精神)疲劳、 混合型疲劳等。 运动性疲劳:在运动过程中,当机体生理过程不能继续保持在 特定水平进行和∕或不能维持预定的运动强度。 则称为运动性力竭。
四、运动性疲劳的诊断
(四)疲劳自觉症状(表15-4)
总数越多,疲劳程度越深。
(五)肌力测定
1、背肌力与握力:可早晚各测一次,求出其数值差。如次 日晨已恢复,可判断为正常肌肉疲劳。
2、呼吸肌耐力:可连续测5次肺活量,每次测定间隔30s, 疲劳时肺活量逐次下降。
(六) 生理与生化指标 1、物质能量系统代谢指标 :
5、突变理论
爱德华兹(Edwards,1982)从肌肉疲劳时能量消耗、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,形如一条链的断裂现象。 突变理论的特点在于: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, 存在一个急剧下降的突变峰,兴奋性突然崩溃,并伴随力量 或输出功率突然衰退。突变理论把疲劳看成是多因素的综合 表现。 6、离子代谢紊乱 大负荷运动使某些离子代谢发生紊乱导致运动性疲劳。
中枢运动神经系统功能紊乱可改变运动神经的兴奋性, 使神经冲动发放的频率减少。早在1971年,雅可甫列夫报导, 运动性疲劳时,大脑ATP和CP水平明显降低,糖原含量减 少,γ-氨基丁酸水平升高。
近年来的研究证实,激烈运动时,脑干和丘脑的5-羟色 胺(5-HT)明显升高,5-HT含量升高可激发倦怠、食欲不振、 睡眠紊乱等疲劳症状。
三、产生运动性疲劳的可能机制
1、能量耗竭学说 认为疲劳产生的原因是能量物质的耗竭。其依据是在长 时间运动中,产生疲劳的同时常伴有血糖浓度降低,补充糖 后,工作能力有一定程度的提高。 坎农 (CaMm) 等发现,狗运动到筋疲力竭时,注射肾上 腺素后又能继续跑动,因肾上腺素可使肝糖原进一步分解, 从而使血糖水平提高。 2、代谢产物堆积学说 认为疲劳的产生是由于某些代谢产物在肌组织中堆积。 其依据是,疲劳的肌肉中乳酸等代谢产物增多。 卡尔森(Karlsson,1975)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。
30 分钟 1 小时
三、促进人体功能恢复的措施
(一)变换活动部位和调整运动强度 1、活动性手段 2、整理活动 (二)营养性手段 1、能源物质的合理调配 2、营养物质的补充方法:糖、蛋白质、脂肪、维生素、 矿物质。 (三)中医药手段 健脾益气、补肾壮阳或补益气血 (四)睡眠 (五)物理手段 按摩、理疗、吸氧、针灸、气功等。
7、自由基学说 自由基(free radical)是指外层电子轨道含有未配对电子 的基团。在细胞内,线粒体、内质网、细胞核、质膜和胞液 中都可产生自由基。由于自由基化学性质活泼,可与机体内 糖类、蛋白质、核酸及脂类等发生反应。因此,能造成细胞 功能和结构的损伤和破坏。 迪劳德(Dillord,1978)首次把自由基的研究引入运动医学 领域。研究发现,剧烈运动后肌纤维膜、内质网完整性丧失 是由于自由基产生过多造成的。因此认为,自由基与运动性 疲劳有着密切的关系。许多研究揭示,随着运动强度的增加, 血浆脂质过氧化(LPO)水平升高。LPO能对调节Ca2+转运的 Ca2+-ATP酶产生影响,造成胞浆中Ca2+的堆积,影响了肌 纤维的兴奋--收缩耦联,使肌肉的工作能力下降;LPO显著 升高还能造成对肌肉等组织的损伤,妨碍了正常的细胞代谢 与功能,是导致运动性疲劳的重要原因。 8、神经-内分泌-免疫网络理论(冯炜权,1993 )
运动性力竭:如果运动性疲劳发展到一定程度机体出现衰损时,
运动性疲劳的分类:
1.按局部和整体划分:局部疲劳和整体疲劳 2.按身体器官划分:骨骼肌疲劳、心血管疲劳、呼 吸系统疲劳
3.按运动方式划分:快速疲劳和慢速疲劳
二、运动性疲劳发生的部位及其特点 (一)运动性疲劳发生的部位 1.中枢疲劳:可能发生在大脑皮质直至脊髓运动神经元
(二)运动性疲劳的特点
研究表明,不同时间的全力运动和不同代谢类 型的运动项目,疲劳的特点也不相同(表15-1)
(二)运动性疲劳的特点
运动性疲劳是一个极复杂的问题,疲劳是由于肌细 胞内代谢变化导致ATP转换速率下降所致。长时间中等强 度运动疲劳往往与能源贮备动用过程受抑制有关。 非周期性练习和混合性练习,其技术动作的不断变 化是加深疲劳的重要因素。实验证明,习惯性的、自动 化程度高的、节奏性强的动作不易疲劳,而要精求力度 高度集中以及运动中动作多变的练习,则较易产生疲劳。 在静止用力练习时,中枢神经系统相应中枢持续兴 奋,肌肉中血液供应减少以及憋气引起的心血管系统功 能下降是产生疲劳的主要原因。
三、产生运动性疲劳的可能机制
3、内环境稳定性失调学说 认为疲劳是由于PH下降,水盐代谢紊乱和血浆渗透压改 变等因素引起的。有人研究,当人体失水占体重5%时,肌肉 工作能力下降约20%—30%,失水量过多时,易发生中暑。 美国哈佛大学疲劳研究所曾报导,在高温下作业的工人因泌 汗过多致不能劳动的严重疲劳时,给予饮水仍不能缓解,但 饮用含0.04%-0.14%的氯化钠水溶液可使疲劳有所缓解。 4、保护性抑制学说 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,这对大脑皮质有保护性作用。
二、机体能源贮备的恢复
(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20-30s内合成一半,2-3min可完全恢复。 (二)肌糖原贮备的恢复 在短时间、高强度的间歇训练后,无论食用普通 膳食还是高糖膳食,肌糖原的完全恢复都需要 24h, 而且在前5h恢复最快。 (三)氧和肌红蛋白的恢复 (四)乳酸再利用 乳酸在工作肌中被继续氧化分解利用占绝大部分。
思考题 1、恢复过程的阶段性特点及超量恢复的实践意义? 2、判断运动性疲劳的生理学方法及其应用?
表:精疲力竭运动后可取的恢复时间
最小 ATP 和 CP 的恢复 非乳酸氧债的偿还 氧合血红蛋白的恢复 肌糖原的恢复 肌肉和血中乳酸的消除 乳酸氧债的偿还 2 分钟 3 分钟 1 分钟 10 小时 5 小时 30 分钟 60 分钟 可取的恢复时间 最大 3 分钟 5 分钟 2 分钟 46 小时(长时间运动后) 24 小时(间歇运动后) 1 小时(活动性恢复) 2 小时(休息性恢复)
2.外周疲劳: (1)神经—肌肉接点
研究认为,疲劳时肌力下降在很大程度上取决乙酰胆碱 (ACh)下降。
(2)肌细胞膜
研究表明,长时间运动过程中血浆中游离脂肪酸和儿茶酚 胺的浓度升高,胰岛素浓度下降,肌细胞失钾、自由基的产 生等都可以对Na+/K+、ATP酶的活性具有潜在的影响,从 而引起肌细胞膜的通透性发生改变,影响了肌细胞膜的正常 功能,使肌力下降,导致运动性疲劳的发生。
四、运动性疲劳的诊断
(二)生物电测定
1、心电图:疲劳时S-T段向下偏移,T波可能倒臵。 2、肌电图:疲劳时,肌电振幅增大,频率降低,电 机械延迟(简称EMD)延长。 3、脑电图:疲劳时由于神经细胞抑制过程的发展, 可表现为慢波成分的增加。
四、运动性疲劳的诊断
(三)主观感觉判断(RPE)
瑞典生理学家冈奈尔· 鲍格(Borg)在1973年研制了主 观感觉等级表,鲍格认为:“在运动时来自肌肉、呼吸、疼 痛、心血管各方面的刺激,都会传到大脑,而引起大脑感觉 系统的应激。” 因此,运动员在运动时的自我体力感觉, 也是判断疲劳的重要标志。 RPE的具体测试方法是:在运动现场,放一块RPE(主 观体力感觉等级表)木板,在木板上按表15-3进行编写。锻炼 者在运动过程中,指出自我感觉是第几号,以此来判断疲劳 程度。如果用RPE的编号乘10,相应的得数就是完成这种负 荷的心率
(3)肌质网 肌质网终池具有贮存Ca2+及调节肌浆Ca2+浓度的 重要作用,这些作用在肌肉收缩和舒张过程中都起关 键的调节作用。
2.外周疲劳:
(4)兴奋-收缩脱偶联 (5)收缩蛋白 (6)线粒体 进行持续时间很长的筋疲力竭运动过程中,骨铬肌线粒 体的机能是否出现变化已争论了10多年之久。达拉(Dhalla, 1982)提出,线粒体转运Ca2+的顺序优先于氧化磷酸化作用, 一旦肌浆Ca2+浓度过分上升就会使Ca2+大量进入线粒体, 抑制氧化磷酸化过程。这时机体的耗氧量虽然增大,而ATP 的再合成速度却减慢,造成氧化磷酸化过程的解耦联现象, 这样就导致细胞功能降低。
四、运动性疲劳的诊断
(一)神经系统与感觉器官 1、反应时:延长 2、皮肤空间阈:受试者仰卧、横伸单臂、闭眼,测试人员持 触觉计或两脚规,拉开一定距离,将其两端以同样的力轻触 受试者前臂皮肤,先从感觉不到两点的距离开始,逐渐加大 两脚针距离,直到受试者感到了两点的最小距离为皮肤空间 阈,又称两点阈。阈值较安静时增加1.5~2倍为轻度疲劳, 增加二倍以上为重度疲劳。 3、闪光融合频率:受试者坐位,注视频率仪的光源(如红 色),直到将红光调至明显断续闪光融合频率为止,又称临 界闪光融合频率。测三次,取其平均值,疲劳时闪光融合频 率减少。如轻度疲劳时约减少1.0~3.9Hz,中度疲劳时约减 少4.0~7.9Hz,重度疲劳时减少8Hz以上。
小结
1、人体在健身锻炼与竞技运动过程中的各个阶段,生 理功能要繁盛反应与适应性变化,主要表现为运动 开始时克服生理惰性,运动中建立机体新的平衡, 机体运动能力下降,机能调整与恢复,机能水平适 应与提高等。 2、运动性疲劳的发生是人体在运动过程中身体机能变 化的一种生理反应,认识和了解其中的规律性特征, 有助于科学知道体育教育、全民健身和运动训练。
血乳酸、血尿素、血氨、尿蛋白、尿胆原等
2、氧转运指标 : HR、Hb 3、内分泌指标 : 血睾酮、皮质醇、血睾酮/ 皮质醇比值(T/C)
第四节
恢复与提高过程
一、恢复过程的一般规律 恢复过程可分为三个阶段 第一阶段:运动时能源物质主要是 消耗,体内能源物质逐渐减少, 各器官系统功能逐渐下降。 第二阶段:运动停止后消耗过程减 少,恢复过程占优势,能源物质 和各器官系统的功能逐渐恢复到 原来水平。 第三阶段:运动中消耗的能源物质 在运动后一段时间内不仅恢复到 原业水平,甚至超过原来水平, 这种现象称“超量恢复”或“超 量代偿”,保持一段时间后又回 到原来水平。
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