11章有氧和無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力

1、第十一章 有氧、 無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力 第一節(jié) 運(yùn)動(dòng)時(shí)和運(yùn)動(dòng)后的氧動(dòng)力學(xué) 第二節(jié) 有氧運(yùn)動(dòng)能力第二節(jié) 無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力第一節(jié) 運(yùn)動(dòng)時(shí)和運(yùn)動(dòng)后的氧動(dòng)力學(xué) 一、需氧量與吸氧量 需氧量（O2 reqirment ）是指單位時(shí)間內(nèi)所需的氧量。 安靜時(shí)約氧250ml/min(毫升/分) 運(yùn)動(dòng)時(shí)需氧量隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而變化，并受運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間的影響。運(yùn)動(dòng)時(shí)隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增大，每分需氧量也相應(yīng)增加。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間與需氧量的關(guān)系 運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目強(qiáng) 度(米/秒)持續(xù)時(shí)間需氧量/分（升）總需氧量（升）短 跑9.810”-20”407-14中 跑8.9-6.81-48.5-2519-50長(zhǎng) 跑6.3-5.88-294.5-6.550-1

2、50馬拉松52小時(shí)2-3.5500概念：人體單位時(shí)間內(nèi)（通常以1min計(jì)）從肺泡中獲取的氧量或全身各組織器官?gòu)拿?xì)血管中抽取的氧量稱為吸氧量（oxygen intake ,VO2）或每分吸氧量。 安靜時(shí)：200-300毫升/分。運(yùn)動(dòng)時(shí)：隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加，每分需氧量成比例增加，攝氧量能否滿足需氧量，取決于運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)。在持續(xù)時(shí)間短且強(qiáng)度大的運(yùn)動(dòng)中以及低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始階段，攝氧量均不能滿足需氧量而出現(xiàn)氧的虧欠。 吸氧量二、氧虧和運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗 氧虧 氧虧是指運(yùn)動(dòng)時(shí)的需氧量與實(shí)際吸氧量之差。運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗 運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗（EPOC），是指運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期內(nèi)處于較高代謝水平的機(jī)體，恢復(fù)到安靜水平所消耗

3、的氧量。過(guò)量氧耗的主要原因：1.體溫升高 體溫升高lC時(shí)，體內(nèi)的代謝率可增加13%。2.血液中兒茶酚胺處于較高水平 如去甲腎上腺素促進(jìn)細(xì)胞膜上的Na、K泵活動(dòng)加強(qiáng)，因而消耗一定的氧。3.磷酸肌酸的再合成 在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期CP的再合成需要消耗一定氧。4.肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+的升高5.甲狀腺素和腎上腺皮質(zhì)激素處于較高水平 三、依運(yùn)動(dòng)時(shí)氧需與氧供關(guān)系對(duì)運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行分類 根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)需氧量與實(shí)際的供氧關(guān)系，可以將人體運(yùn)動(dòng)能力分為有氧運(yùn)動(dòng)能力和無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力。 后者又可以細(xì)分為不需氧的ATP-PCr系統(tǒng)的能力和糖無(wú)氧酵解的能力。 一、有氧運(yùn)動(dòng)能力的生理學(xué)基礎(chǔ)（一）骨骼肌纖維類型的百分配布（二）代謝功能（三）心肺功

4、能（四）神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控（五）激素的作用 第二節(jié) 有氧運(yùn)動(dòng)能力二、最大攝氧量 最大吸氧量是指人體在嚴(yán)格定量控制的運(yùn)動(dòng)器械上，進(jìn)行全身大肌肉的遞增運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的力竭運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)人體的氧運(yùn)輸系統(tǒng)的供氧能力和肌肉的用氧能力達(dá)到本人的最高水平時(shí)，人體每單位時(shí)間所能攝取的氧量。 評(píng)定人體有氧工作能力的重要指標(biāo)之一男子絕對(duì)值： 相對(duì)值：50-55ml/kg/min 女子絕對(duì)值： 相對(duì)值：40-45ml/kg/min(二)最大攝氧量的測(cè)定方法 1直接測(cè)定法 通常在實(shí)驗(yàn)室條件下，讓受試者在一定的運(yùn)動(dòng)器械上進(jìn)行逐級(jí)遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其攝氧量。判定標(biāo)準(zhǔn)：心率達(dá)180次/分(兒少達(dá)200次/分)呼吸商(RQ)達(dá)到或接近l

5、.15 攝氧量隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加而出現(xiàn)平臺(tái)或下降 受試者已發(fā)揮最大力量并無(wú)力保持規(guī)定的負(fù)荷即達(dá)精疲力竭 最大攝氧量的采集2.間接推算法 臺(tái)階高度 男子：40厘米 女子：33厘米登臺(tái)階的頻率次分總時(shí)間是5分鐘記錄負(fù)荷后第一個(gè)10秒的心率。 （三）決定最大吸氧量的機(jī)制1中央機(jī)制（心肺功能）2外周機(jī)制（運(yùn)動(dòng)肌肉利用氧的能力）氧脈搏動(dòng)靜脈氧差（四）影響最大吸氧量的因素(1)遺傳因素 遺傳度為93.5% (2)年齡、性別因素 (3)訓(xùn)練(4)停訓(xùn)1.氧運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)VO2max的影響空氣呼吸道肺泡肺毛細(xì)血管肺靜脈左心動(dòng)脈肺動(dòng)脈毛細(xì)血管右心靜脈組織細(xì)胞O2CO2O2CO2外呼吸氣體運(yùn)輸內(nèi)呼吸2.肌組織利用氧能力對(duì)

6、VO2max的影響肌組織從血液攝取氧的能力肌肉組織利用氧的能力 慢肌纖維具有豐富的毛細(xì)血管分布，肌纖維中的線粒體數(shù)量多、體積大且氧化酶活性高，肌紅蛋白含量也較高。 有利于增加慢肌纖維的攝氧能力。 不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員慢肌纖維百分比和VO2max3.其他因素對(duì)VO2max的影響 (1)遺傳因素 (2)年齡、性別因素 最大攝氧量的年齡、性別變化 (3)訓(xùn)練因素 不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的VO2max比較左圖女子 右圖男子(四)VO2max與有氧耐力的關(guān)系 及在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的意義1.作為評(píng)定心肺功能和有氧工作能力的客觀指標(biāo) 800米游泳成績(jī)與VO2 max相關(guān)系數(shù)為；5000米跑成績(jī)與VO2 max相關(guān)系數(shù)為。

7、2.作為選材的生理指標(biāo) 3.作為制定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的依據(jù) （五）最大吸氧量的應(yīng)用1、評(píng)價(jià)耐力運(yùn)動(dòng)成績(jī)2、確定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(六）最大吸氧量平臺(tái)最大吸氧量平臺(tái)是指人體在最大吸氧量峰值水平能維持的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。判斷標(biāo)準(zhǔn)：從受試者達(dá)到最大吸氧量峰值起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)（強(qiáng)度不變），直至最大吸氧量水平降低15%時(shí)為止的時(shí)間。（三）無(wú)氧閾（anaerobic thereshoud,AT） 它反映了機(jī)體內(nèi)的代謝方式由有氧代謝為主過(guò)渡到無(wú)氧代謝為主的臨界點(diǎn)或轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 概念： 無(wú)氧閾是指人體在遞增負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人體的供能全部由有氧代謝供能而轉(zhuǎn)入由有氧代謝和無(wú)氧代謝共同供能的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（亦稱拐點(diǎn)）。 無(wú)氧閾根據(jù)測(cè)定方法可分為乳酸無(wú)氧閾和

8、通氣無(wú)氧閾。兩者的意義相同。 “個(gè)體乳酸閾”： 個(gè)體在漸增負(fù)荷中的乳酸拐點(diǎn)波動(dòng)范圍：意義：更能客觀和準(zhǔn)確地反映機(jī)體有氧工作能力的高低。 (二)乳酸閾的測(cè)定方法 1.乳酸閾測(cè)定 受試者在漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中，連續(xù)采集每一級(jí)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)的血樣(一般用耳垂或指尖末梢血)測(cè)得其血乳酸值。以運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)做功量(W)或運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，血乳酸濃度為縱坐標(biāo)作圖，將乳酸急劇增加的拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的血乳酸濃度確定為乳酸閾。 遞增強(qiáng)度負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)血乳酸的測(cè)定 需氧量、強(qiáng)度、吸氧量、乳酸閾之間的關(guān)系 不同運(yùn)動(dòng)能力運(yùn)動(dòng)員遞增強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)乳酸閾變化圖中可見(jiàn)，五名體育愛(ài)好者的乳酸閾拐點(diǎn)偏左，而三名準(zhǔn)職業(yè)運(yùn)動(dòng)員的乳酸閾拐點(diǎn)偏向右。表明隨強(qiáng)度

9、的增加有訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員的乳酸高峰出現(xiàn)較晚，有氧能力較強(qiáng)。乳酸閾和最大吸氧量的關(guān)系乳酸閾和最大攝氧量都可以用以評(píng)定人體的最大有氧能力。最大攝氧量反映了人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)所攝取的最大氧量。乳酸閾則反映了遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)剛引起乳酸堆積時(shí)所需要的最大攝氧量利用率。兩者反映的是不同的生理機(jī)制，前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代謝。通過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練能夠提高最大吸氧量的可能性較小，它主要受遺傳因素的制約。乳酸閾受遺傳因素的制約較少，其可訓(xùn)練性較大，訓(xùn)練可大幅度提高運(yùn)動(dòng)員的無(wú)氧閾。以最大吸氧量來(lái)評(píng)定人體的最大有氧能力是有限的，乳酸閾的提高作為評(píng)定人體有氧能力在實(shí)踐中的意義將更大。2.通氣閾測(cè)定 在漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，將

10、肺通氣量變化的拐點(diǎn)稱為“通氣閾” 呼出氣的采集(三)無(wú)氧閾的應(yīng)用 1.評(píng)定耐力水平的指標(biāo)VO2max和LT是評(píng)價(jià)有氧能力或耐力水平的重要指標(biāo)。前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代謝水平。系統(tǒng)訓(xùn)練對(duì)VO2max提高較小，它受遺傳因素的影響較大。系統(tǒng)訓(xùn)練對(duì)LT提高較大。顯然，乳酸閾值的提高是評(píng)定人體有氧能力增進(jìn)更有意義的指標(biāo)。 2.作為發(fā)展耐力的訓(xùn)練強(qiáng)度 四、促進(jìn)有氧能力的訓(xùn)練 （一）持續(xù)訓(xùn)練法（慢長(zhǎng)距離跑）（二）乳酸閾訓(xùn)練法（高強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)）（三）間歇訓(xùn)練法（四）高原訓(xùn)練法 (一)持續(xù)訓(xùn)練法 概念：指強(qiáng)度較低、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)且不間歇地進(jìn)行訓(xùn)練的方法，主要用于提高心肺功能和發(fā)展有氧代謝能力。

11、 練習(xí)時(shí)間：5分鐘20-30分鐘以上。 良好影響：能提高大腦皮層神經(jīng)過(guò)程的均衡性和機(jī)能穩(wěn)定性，改善參與運(yùn)動(dòng)的有關(guān)中樞間的協(xié)調(diào)關(guān)系，并能提高心肺功能及VO2max，引起慢肌纖維出現(xiàn)選擇性肥大，肌紅蛋白也有所增加。 (二)乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練法 一般無(wú)訓(xùn)練者，常以其50%VO2max的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，而血乳酸幾乎不增加或略有上升。運(yùn)動(dòng)員可達(dá)到60%-70%VO2max強(qiáng)度，而優(yōu)秀的耐力專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員(馬拉松、滑雪)可以85%VO2max強(qiáng)度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員隨訓(xùn)練水平的提高，有氧能力的百分利用率明顯提高。在具體應(yīng)用乳酸閾指導(dǎo)訓(xùn)練時(shí)，常采用乳酸閾心率來(lái)控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。 (三)間歇訓(xùn)練法 指在兩次

12、練習(xí)之間有適當(dāng)?shù)拈g歇，并在間歇期進(jìn)行強(qiáng)度較低的練習(xí)，而不是完全休息。要求：練習(xí)的距離、強(qiáng)度及每次練習(xí)的間歇時(shí)間有嚴(yán)格的規(guī)定 特點(diǎn)：1.完成的總工作量大 2.對(duì)心肺機(jī)能的影響大 第三節(jié) 無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力 概念：指運(yùn)動(dòng)中人體通過(guò)無(wú)氧代謝途徑提供能量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的能力 包括：ATP-CP分解供能(非乳酸能)糖無(wú)氧酵解供能(乳酸能) 一、力量爆發(fā)型運(yùn)動(dòng)（一）力量爆發(fā)型運(yùn)動(dòng)的生理基礎(chǔ)1骨骼肌纖維中ATP-PCr的貯量 力量爆發(fā)型運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，不僅使肌纖維中ATP和PCr 貯量增加，同時(shí)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骨骼肌肌纖維類型的百分配布快肌纖維中ATP和

13、PCr的貯量多于慢肌，快肌纖維中的CK活性也高于慢肌纖維。3代謝基礎(chǔ)力量爆發(fā)型運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)，是依靠肌肉中的ATP水解，釋放能量，同時(shí)生成ADP，再由PCr水解，釋放出能量使ADP再合成ATP。4大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)的功能力量爆發(fā)型運(yùn)動(dòng)是由大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)指令發(fā)動(dòng)的，所以皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)的同步募集更多有關(guān)快運(yùn)動(dòng)單位同步收縮，產(chǎn)生最大力量。5心肺功能（二）力量爆發(fā)型（ATP-PCr系統(tǒng)的測(cè)評(píng)）1.瑪伽莉亞(Margaria)和 卡爾曼(Kalaman)跨登臺(tái)階測(cè)驗(yàn)。瑪加利亞跑樓梯(或跨登臺(tái)階)試驗(yàn)法 瑪加利亞-卡爾曼跑樓梯動(dòng)力試驗(yàn)法 計(jì)算方法：無(wú)氧功率評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 2.黎惠氏縱跳摸高測(cè)驗(yàn)黎惠氏縱跳摸高測(cè)驗(yàn)是一種

14、極為簡(jiǎn)裝的測(cè)評(píng)人體ATP-PCr系統(tǒng)能力的方法。 P=無(wú)氧功率W=體重H=縱跳高度方法簡(jiǎn)便易行，但精確性較差。（二）糖無(wú)氧酵解系統(tǒng)能力的測(cè)評(píng) （一）糖無(wú)氧酵解系統(tǒng)（乳酸系統(tǒng)）運(yùn)動(dòng)能力的生理基礎(chǔ)1.肌纖維類型的百分組成2.代謝類型3.心肺功能4神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)員募集和對(duì)H+的耐受性5交感-腎上腺系統(tǒng)的快反應(yīng)應(yīng)急激素 (二)糖無(wú)氧酵解系統(tǒng)能力的測(cè)評(píng) 測(cè)定糖酵解代謝能力,一般是通過(guò)3090s的最大能力持續(xù)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成?；驹u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：做功的功量越大，運(yùn)動(dòng)前后血乳酸的增值越大，是糖酵解代謝供能能力越強(qiáng)的標(biāo)志。1.溫蓋特(Wingate)無(wú)氧試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程： (1)測(cè)定受試者身高、體重、肺活量及皮脂厚度。

15、 (2)讓受試者以千克/凈千克體重負(fù)荷，以最快速度全力蹬車30秒，同時(shí)記錄蹬踏圈數(shù)和心率，并將每5秒的蹬車數(shù)代入下面公式，單位是瓦特(Watt)。 其他型號(hào)的功率自行車則采用：最大無(wú)氧功率(第一個(gè)5秒)=5秒最大蹬車圈數(shù)*前車輪周長(zhǎng)*阻力*。能量來(lái)源于ATP及CP的分解 平均無(wú)氧功率：將6個(gè)5秒鐘車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)相加除以6。其能量來(lái)源于ATP、CP及無(wú)氧糖酵解。 試驗(yàn)中可以獲得受試者的：（1）最大功量。全力蹬踏過(guò)程中的最大做功峰值。（2）平均功量。測(cè)試過(guò)程中所有做功的平均值。（3）疲勞%。測(cè)試過(guò)程中最大功量-最低功量值/最大功量的百分比。2魁北克（Quebec）90s 蹬車測(cè)驗(yàn)從測(cè)試中獲得受試者：

16、（1）最大功量。全力蹬踏過(guò)程中的最大做功峰值，以W或Wkg-1表示。(2)90s平均功量。90s測(cè)試中所有做功的平均值。（3）疲勞指數(shù)（疲勞%）疲勞。3. 運(yùn)動(dòng)中血乳酸濃度乳酸是糖原無(wú)氧酵解的產(chǎn)物，血乳酸濃度增高又能保持運(yùn)動(dòng)能力不降低，被認(rèn)為是無(wú)氧運(yùn)動(dòng)高的表現(xiàn)。三、促進(jìn)無(wú)氧能力的訓(xùn)練（一）改善ATP-PCr系統(tǒng)的訓(xùn)練 諸如投擲、舉重、短跑（100m ）等，主要需要ATP-PCr系統(tǒng)以供競(jìng)賽所需的整體能量。因此最適用的訓(xùn)練是能通過(guò)ATP-PCr系統(tǒng)產(chǎn)生最大量ATP的訓(xùn)練計(jì)劃。（二）改善乳酸能系統(tǒng)的訓(xùn)練 超過(guò)大約10s 以上的最大運(yùn)動(dòng)用力，對(duì)糖酵解系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量依賴也就越來(lái)越大。為可改善這一能量

17、系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)員必須通過(guò)短期、高強(qiáng)度用力使“系統(tǒng)”超負(fù)荷。間歇訓(xùn)練既可以用于發(fā)展有氧能力，也可用于發(fā)展無(wú)氧能力，關(guān)鍵是在運(yùn)動(dòng)（工作）期和休息期和運(yùn)動(dòng)期的工作強(qiáng)度等5個(gè)因素的安排。(二)恒定負(fù)荷試驗(yàn) 受試者在相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)器械上維持恒定功率負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)，直至不能維持為止?！盁o(wú)氧跑速試驗(yàn)”:即要求受試者在20%坡度的跑步機(jī)上以約13km/h的速度跑步，以受試者能夠維持運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)判定無(wú)氧做功能力。無(wú)氧做功能力與400米跑成績(jī)有較好的相關(guān)性。 (三)無(wú)氧能力的生理學(xué)檢測(cè) 最大氧虧積累和最大血乳酸水平 三、提高無(wú)氧工作能力的訓(xùn)練 (一)發(fā)展ATP-CP供能能力的訓(xùn)練方法：采用無(wú)氧低乳酸的訓(xùn)練 原則： 最大速度或最大練習(xí)時(shí)間不超過(guò)10秒； 休息間歇不能短于30秒，以60秒或90秒的效果更好； 成組練習(xí)后，組間的練習(xí)不能短于3-4分鐘，因?yàn)锳TP、CP的恢復(fù)至少需要3-4分鐘。 (二)提高糖酵解供能系統(tǒng)的訓(xùn)練 1.最大乳酸訓(xùn)練 練習(xí)強(qiáng)度和密度要大，間歇時(shí)間要短。練習(xí)時(shí)間一般應(yīng)大于30秒，以1-2分鐘為宜。