第二十章運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)理的研究

第二十章運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)理的研究

華南師范大學(xué)SOUTHCHINANORMALUNIVERSITY

疲勞是體育科學(xué)中長(zhǎng)期的研究熱點(diǎn)，也是體育科學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議中的重點(diǎn)討論問(wèn)題，從20世紀(jì)初至今就提出過(guò)不少的研究成果，關(guān)于運(yùn)動(dòng)疲勞的機(jī)理在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的不同學(xué)科中提出過(guò)不同的理論。本章我們主要討論以運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)的方法去研究運(yùn)動(dòng)疲勞。contents132運(yùn)動(dòng)疲勞時(shí)身體生化變化運(yùn)動(dòng)疲勞的研究概況運(yùn)動(dòng)疲勞的機(jī)理研究第一節(jié)運(yùn)動(dòng)疲勞研究的概況一簡(jiǎn)單的歷史回顧1815年手指肌力描記1903年謝切諾夫交替性重復(fù)性力竭肌肉工作國(guó)際：勞動(dòng)疲勞運(yùn)動(dòng)疲勞1982年，在美國(guó)波士頓召開(kāi)的第五屆國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議

《黃帝內(nèi)經(jīng)·素問(wèn)》“肝者，罷極之本”漢朝張仲景“重困疲勞汗出”《金匱玉函要略輯文》“勞則必勞其精血也”元、明代“勞逸過(guò)度而損耗元?dú)狻眹?guó)內(nèi)：勞動(dòng)疲勞1997年，張世明指出：“運(yùn)動(dòng)性疲勞”具有其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，與單純的腦力勞動(dòng)或因情志（精神）因素引起的疲勞不同，而與勞動(dòng)所致疲勞類(lèi)同，但作功強(qiáng)度更大、精氣和能量耗損更大，對(duì)筋骨和臟腑功能的影響大，易發(fā)生過(guò)度疲勞”。二運(yùn)動(dòng)疲勞的概念

1982年，第五屆國(guó)際運(yùn)動(dòng)生化會(huì)議上將運(yùn)動(dòng)疲勞正式定義為：身體機(jī)能的生理過(guò)程不能維持在特定水平和/或身體不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。運(yùn)動(dòng)性疲勞的分類(lèi)——《運(yùn)動(dòng)性疲勞與防治》（楊翼、李章華著）北京體育大學(xué)出版社20081、根據(jù)疲勞發(fā)生的性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)生理性疲勞、心理性疲勞、病理性疲勞2、根據(jù)疲勞發(fā)生的生理學(xué)和心理學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)腦力性疲勞、情緒性疲勞、感覺(jué)性疲勞、體力性疲勞3、根據(jù)疲勞發(fā)生的部位進(jìn)行分類(lèi)中樞疲勞、外周疲勞、內(nèi)臟疲勞4、根據(jù)疲勞發(fā)生部位的范圍進(jìn)行分類(lèi)全身性疲勞、區(qū)域性疲勞、局部性疲勞5、根據(jù)機(jī)體對(duì)不同頻率電刺激的應(yīng)答情況進(jìn)行分類(lèi)高頻疲勞、低頻疲勞6、根據(jù)疲勞的消除情況進(jìn)行分類(lèi)急性疲勞、慢性疲勞2007年，加拿大學(xué)者OlsonK提出了疲勞的全新概念，將疲勞分為三個(gè)類(lèi)型或階段：第一階段稱(chēng)為疲倦(Tiredness)第二個(gè)階段稱(chēng)為疲勞（Fatigue)第三個(gè)階段則稱(chēng)為力竭（Exhaustion)OlsonK.Anewwayofthinkingaboutfatigue:areconceptualization[J].OncolNursForum.2007Jan;34(l);93-9.BACK第二節(jié)運(yùn)動(dòng)疲勞時(shí)身體的生化變化一能源物質(zhì)儲(chǔ)備與運(yùn)動(dòng)疲勞二物質(zhì)和能量代謝過(guò)程紊亂①代謝產(chǎn)物導(dǎo)致調(diào)節(jié)紊亂氨乳酸血鉀細(xì)胞內(nèi)Ca2++其它②自由基代謝加強(qiáng)

劇烈運(yùn)動(dòng)或大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，自由基代謝加強(qiáng)，可見(jiàn)自由基信號(hào)增強(qiáng)，肌肉和血液中MDA（丙二醛）升高，肌肉SOD（超氧化物歧化酶）活性上升。運(yùn)動(dòng)后肌肉缺血再灌注和運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化連鎖反應(yīng)也易引起自由基生成增多。因此，自由基的生成和消除與恢復(fù)過(guò)程有密切關(guān)系，是當(dāng)前研究運(yùn)動(dòng)疲勞中的熱點(diǎn)。乙酰膽堿脂酶是位于突觸間隙水解乙酰膽堿的分解酶,它能高效、迅速地水解膽堿能神經(jīng)末稍所釋放的乙酰膽堿,保證神經(jīng)興奮與抑制的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。生理學(xué)研究認(rèn)為,神經(jīng)肌肉接頭處的信息傳遞主要靠神經(jīng)末梢釋放ACh把支配骨骼肌的神經(jīng)沖動(dòng)傳向肌細(xì)胞終板膜,ACh與終板膜上的受體結(jié)合以后,引起終板膜去極化產(chǎn)生動(dòng)作電位,進(jìn)而通過(guò)興奮-收縮偶聯(lián)觸發(fā)骨骼肌收縮。此時(shí)若缺乏AChE,就無(wú)法將結(jié)合在終板膜上的ACh水解掉,肌細(xì)胞就會(huì)持續(xù)興奮而導(dǎo)致其強(qiáng)直性收縮,難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)對(duì)肌組織的正?？刂坪图〗M織發(fā)揮正常的生理效應(yīng)。因此,有關(guān)組織中乙酰膽堿酯酶維持較高的生物活性是實(shí)現(xiàn)生理信息正確傳遞的必要條件。三中樞疲勞的主要生化因素①腦內(nèi)代謝變化

糖的大量消耗氨

ATP的消耗氨

加重氨對(duì)腦的毒害作用——《運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)》高等教育出版社②神經(jīng)遞質(zhì)的變化

a,

γ-氨基丁酸b,5-羥色胺（5-HT）c,多巴胺（DA）

d,乙酰膽堿（ach）③其他因素

某些感染與疲勞有關(guān)。如感染流感病毒和EB病毒（一種皰疹病毒）后可引發(fā)慢性疲勞綜合癥。（原因尚不明確）——《運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)》高等教育出版社四內(nèi)分泌調(diào)節(jié)紊亂下丘腦-垂體-腎上腺軸下丘腦-垂體-性腺軸皮質(zhì)醇雄激素血睪酮···

運(yùn)動(dòng)疲勞時(shí)一種生理狀態(tài)，但如果血睪酮比原水平下降25～30％，維持一個(gè)階段不回升，就是過(guò)度疲勞的表現(xiàn)。過(guò)度疲勞是一種病理狀態(tài)，血清睪酮與皮質(zhì)醇比值也隨之下降（T/C），是下丘腦-垂體-性腺軸和下丘腦-垂體-腎上腺軸機(jī)能同時(shí)下降的表現(xiàn)，和中醫(yī)的腎陽(yáng)虛癥狀相似。五免疫功能下降和紊亂主要表現(xiàn)在免疫球蛋白，T、B淋巴細(xì)胞，自然殺傷細(xì)胞，細(xì)胞因子和紅細(xì)胞免疫等，運(yùn)動(dòng)疲勞與免疫系統(tǒng)是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。BACKOPENWINDOW理論“J”型曲線(xiàn)模式運(yùn)動(dòng)前水平運(yùn)動(dòng)安靜（3～72小時(shí)）免疫低下期大強(qiáng)度和量適度運(yùn)動(dòng)上呼吸道感染率與運(yùn)動(dòng)高于平均值平均值低于平均值適度強(qiáng)度和量①能源耗竭學(xué)說(shuō)②代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說(shuō)③內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說(shuō)④保護(hù)性抑制學(xué)說(shuō)⑤突變理論⑥離子代謝紊亂⑦自由基學(xué)說(shuō)⑧神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)⑨中醫(yī)理論第三節(jié)運(yùn)動(dòng)疲勞的機(jī)理研究——《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》一、值得再認(rèn)識(shí)和商榷的問(wèn)題

最早的疲勞分認(rèn)識(shí)：（1）代謝廢物堆積產(chǎn)生疲勞—積累假說(shuō)（2）活動(dòng)所需物質(zhì)耗竭—耗竭假說(shuō)（3）代謝物生理化學(xué)狀態(tài)改變（4）調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)能力失衡

——1935年SimonsonE.從對(duì)勞動(dòng)疲勞的研究提出二運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)理的研究進(jìn)展

（一）外周疲勞—肌肉疲勞鏈（Edwards)大腦脊髓運(yùn)動(dòng)單位募集和沖動(dòng)傳導(dǎo)反射驅(qū)動(dòng)外周神經(jīng)神經(jīng)肌肉接點(diǎn)肌膜神經(jīng)肌肉間傳導(dǎo)橫管系統(tǒng)動(dòng)作電位傳播內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子釋放和ATP的結(jié)合肌動(dòng)球蛋白橫橋生成肌肉收縮力量及功率輸出興奮興奮---收縮偶聯(lián)供能物質(zhì)消耗和H+堆積（二）收縮和電傳導(dǎo)疲勞之間的關(guān)系—突變理論Edwards從電刺激、肌電圖、和能量對(duì)疲勞進(jìn)行了分析，提出導(dǎo)致疲勞的原因可能有三點(diǎn)：①肌肉收縮能量消耗限制ATP供應(yīng)速率②膜功能損害能量供應(yīng)，若肌膜動(dòng)作電位和傳導(dǎo)受損，則肌漿網(wǎng)鈣泵將受損③代謝產(chǎn)物的堆積。圖中各線(xiàn)條的意義分別是：①單純的能量消耗，不存在興奮性下降時(shí)，會(huì)引起持續(xù)的肌肉強(qiáng)制收縮；②帶突變的綜合性疲勞—突然喪失興奮活動(dòng)的力量；③能量消耗和興奮性同時(shí)受損，但沒(méi)有突變；④單純的興奮性/活動(dòng)性下降，沒(méi)有能量消耗。（三）肌肉運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)理-短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)疲勞與耐力運(yùn)動(dòng)疲勞1.短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)疲勞

①興奮-收縮偶聯(lián)②物質(zhì)代謝能力疲勞的動(dòng)因2.耐力運(yùn)動(dòng)疲勞肌肉和肝臟糖原的消耗（四）分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)水平：神經(jīng)-內(nèi)分泌（激素）-免疫-代謝物調(diào)節(jié)的運(yùn)動(dòng)疲勞網(wǎng)絡(luò)ASE——非對(duì)稱(chēng)自旋回波ASL——?jiǎng)用}自旋標(biāo)記Ml——初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)CBF——腦血流量BOLD——血樣水平依賴(lài)性fMRI——功能磁共振成像OEF——氧攝取分?jǐn)?shù)VT——通氣無(wú)氧閾Cho——膽堿化合物Cr——肌酸/磷酸肌酸NAA——N-乙酰天門(mén)冬氨酸rCBF——腦區(qū)域血流量CMRO2——腦組織氧代謝率思考與練習(xí)：1、當(dāng)前提出的運(yùn)動(dòng)疲勞概念主要是什么？2、短時(shí)間、大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)疲勞的特點(diǎn)有何不同？3、幾種運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)理的立論主要特點(diǎn)，談?wù)勀愕捏w會(huì)。ThankYou!

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