第十二章 有氧和无氧运动能力

（1） 氧债的组成：乳酸氧债和非乳酸氧债。
非乳酸氧债(25% ) 乳酸氧债(75 %)
ATP--PCr
糖原无氧酵解生成的乳酸
（2）氧债的计算： 氧债=总耗氧-（0.25×时间) 负氧债能力的高低反映了其无氧耐力的高低。
憋气试验：吸气后憋气、呼气后憋气
运动后过量氧耗
运动后过量氧耗：是指运动后恢复期超过安静状 态耗氧量水平的额外耗氧量。
•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，将通气
量变化的拐点
第三节 无氧运动能力
概念：习惯上把不需氧的力量爆发型运动
（依靠磷酸原（ATP-PCr)系统供能
的运动）和无氧耐力运动（依靠糖无氧酵
解供能的运动）统称为无氧运动。
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更迅速地 再合成ATP。
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 3、运动选材的指标
（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。
（三）无氧阈
•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。
人体有氧能力增进更有意义的指标。
2.作为发展耐力的训练强度
3.制定康复健身运动处方
四、促进有氧能力的训练
1.持续训练
2.间歇训练
3.高原训练和低氧训练
(一)持续训练法
概念：持续训练是发展有氧耐力的主要方法，通常应 用的是低强度的长距离跑或骑自行车、长距离游泳。用 持续训练发展机体有氧工作能力的关键是掌握好运动的 强度，可用无氧阀强度、最大心率70%的强度进行运动。 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
第二节 有氧运动能力
一、有氧运动能力的生理学基础
（一）氧运输系统的功能 （二）骨骼肌的特点 （三）神经调节能力
（四）能量供应特点
二、最大摄氧量

最大摄氧量是指人体在进行全身大肌肉群参
加的递增负荷运动中，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极限水平时， 单位时间（通常以分钟为单位）所能吸取的氧量 称为最大摄氧量。最大摄氧量也称为最大吸氧量 或最大耗氧量。
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
(三)高原训练和低氧训练
高原训练是人体在高原低压、低氧环境 下训练，通过高原缺氧和运动双重刺激，使 运动员产生强烈的应激反应，以调动人体内 的功能潜力，从而产生一系列有利于提高运 动能力的抗缺氧生理反应。低氧训练是一种 在高原训练的研究和应用基础上发展起来的， 利用人工低氧环境进行训练的方法。这种训 练方法既能弥补传统高原训练的不足，又能 提高有氧运动能力。
16 14 12 10
需氧量 强度 摄氧量 乳酸阈
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。
心输 出量
人体供 氧能力 心泵功能 氧能力
人体供 中央机制
最高心率 最大搏出量(氧脉搏)
最大吸 氧量
循环血量和血红蛋白总量与氧的运载量 线粒体数量、密 肌肉的摄氧能 肌肉利用氧的 度、内膜的表面 力 能力 积和氧化酶活性
动静脉氧差
供给肌肉的血量
(外周机制)
其它
遗传、年龄和性别、训练
（四）影响最大吸氧量的因素
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。
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 22 系
20 18
血乳酸浓度(mmol/L)
(二)最大摄氧量的测定
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：
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
来测定无氧阈
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LT提高较大。显然，乳酸阈值的提高是评定
系统训练对VO2max提高较小，它受遗传因素的影响较大。
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。
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。
二、氧亏和运动后过量氧耗
氧亏运动生理学把需氧量与摄氧量之差。
氧亏和运动后过量氧耗
影响运动后过量氧耗的因素示意图
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 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
2．骨骼肌肌纤维类型的百分配布
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。
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。
1、氧亏（O
2
deficit）
概念：生理学把需氧量与吸氧量之差
称为氧亏。 原因： 氧运输系统（呼吸和循环）功 能惰性
血红蛋白和肌红蛋白结合的氧气、组织液 及血液中溶解的氧气、储存的ATP及CP 、糖 酵解
上世纪 20 年代初，希尔（ Hill ； AV）提出了氧债的概念。 梅耶霍夫（1931）等进行了进一步研究。 认为运动后恢复期内的过量氧耗就是用于偿还运动过程 中的氧亏，因此把它称之为氧债。
成年人静息时，需氧量约为每分钟250毫升
或每分钟每千克体重3.5毫升。 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。
吸氧量
概念： 人体单位时间内（通常以 1 分钟计）从
肺泡气中获取的氧量或全身各组织器官从毛细 血管中摄取的氧量称为摄氧量或每分摄氧量。
最大摄氧量的采集
2.间接推算法
国内外最常用的间接
测定法有以下几种：
（ 1 ） A s t r a n d -
Ryhming列线图法：
①台阶试验
②自行车功量计试验
（2）12分钟跑
（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
（三）决定最大吸氧的机制
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
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
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
目运动 员慢肌 纤维百 分比和
VO2max
(1)遗传因素
3.其他因素对VO2max的影响
(2)年龄、性别因素
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
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
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。
5．心肺功能
（二）力量爆发型（ATP-PCr系统的测评） 1.玛伽莉亚(Margaria)和
卡尔曼(Kalaman)跨登台阶测验。
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
第十二章 有氧、 无氧运动能力
运动人体科学教研室
第一节 需氧量与运动后的过量氧耗 第二节 有氧运动能力 第二节 无氧运动能力
协调、经济性
环境
运动能力
力量 能量来源 心理因素
无氧运动能力
有氧运动能力
影响人体运动能力的因素图解
第一节 需氧量与运动后的过量氧耗
一、需氧量与摄氧量
需氧量是指单位时间内所需的氧量。
(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 空 气 呼 吸 道 肺 泡 左 心 动 脉 毛 O2 细 血 CO2 管 肺 动 脉 组 织 细 胞
O2
CO2
肺 毛 细 血 管
右 心
静 脉
内呼吸
外呼吸
气体运输
2.肌组织利用氧能力对VO2max的影响
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。 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。
无氧练习
极量强度的无氧练习：
无氧供能占90-100%，如100m跑。
近极量强度的无氧（混合的无氧强度）练习：
无氧供能占75-85%，如200-400m跑。
亚极量强度的无氧（有氧无氧强度）练习：
无氧供能占60-70%，如800m跑。
有氧练习
极量强度的有氧练习：


有氧供能占60-70%，如1500-3000m跑。 近极量强度的有氧练习： 有氧供能占90%，如5000-10000m跑。 亚极量强度的有氧练习： 有氧供能占90%以上，如30km及以上跑。 中等强度的有氧练习： 几乎全部都为有氧供能，如50km竞走。 小强度的有氧练习： 全部都为有氧供能，如日常走路。
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。
(二)间歇训练法
概念：指在一次练习之后按照严格规定的间歇时间
用积极性休息的方法进行休息，在运动员机体未完
全恢复的情况下，就进行下一次练习的方法。
要求：练习的距离、强度及每次练习的间歇时间有