第14章-运动过程中人体机能状态的变化

第第1414章章-运动过程中人体运动过程中人体机能状态的变化机能状态的变化教学目的与要求教学目的与要求1.1.掌握运动过程中人体机能状态变化的规律和掌握运动过程中人体机能状态变化的规律和各阶段的特点及其生理机制。各阶段的特点及其生理机制。2.2.了解机体对运动负荷刺激反应与适应特征和了解机体对运动负荷刺激反应与适应特征和运动训练的生理本质。运动训练的生理本质。3.3.掌握运动训练效果的生理学评定方法并能应掌握运动训练效果的生理学评定方法并能应用于运动训练实践。用于运动训练实践。在运动过程中，人体将发生一系列的规律性机能在运动过程中，人体将发生一系列的规律性机能变化，机能变化的各个阶段的规律和特点如下图：变化，机能变化的各个阶段的规律和特点如下图：运动过程中的六种状态（依杨锡让，运动过程中的六种状态（依杨锡让，19621962年）年）1 1赛前状态赛前状态 2 2准备活动准备活动 3 3进入工作状态进入工作状态 4 4稳定状态稳定状态 5 5疲劳疲劳 6 6恢复恢复运动过程中人体机能状态变化的规律运动过程中人体机能状态变化的规律一、赛前状态的生理变化与调整一、赛前状态的生理变化与调整 人体参加比赛或训练前，身体的某人体参加比赛或训练前，身体的某 些器官和系统会产生的一系列条件反射些器官和系统会产生的一系列条件反射性变化，这种特有的机能变化和生理过性变化，这种特有的机能变化和生理过程称为程称为赛前状态。赛前状态。1.1.赛前状态的生理变化赛前状态的生理变化 赛前状态的生理变化主要表现在神经赛前状态的生理变化主要表现在神经系统兴奋性提高，物质代谢加强，体温系统兴奋性提高，物质代谢加强，体温上升，内脏器官活动增加。上升，内脏器官活动增加。第一节第一节 赛前状态赛前状态赛前反应的大小：赛前反应的大小：与比赛性质、运动员的比赛经验和心理与比赛性质、运动员的比赛经验和心理状态有关。比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应状态有关。比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越明显。越明显。运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反应增强。也会使赛前反应增强。赛前动脉血压赛前动脉血压 赛前脉搏赛前脉搏 赛前状态产生的机理：赛前状态产生的机理：场地、器材、观众、音响场地、器材、观众、音响+比赛或运动时肌肉比赛或运动时肌肉活动的生理变化活动的生理变化 条件反射条件反射由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环境下形成的，所以其生理机理属自然条件反境下形成的，所以其生理机理属自然条件反射。射。2 2、赛前状态对运动能力的影响及调整、赛前状态对运动能力的影响及调整（1 1）赛前状态对运动能力的影响）赛前状态对运动能力的影响良好的赛前状态：中枢神经兴奋性适度提良好的赛前状态：中枢神经兴奋性适度提高；内脏器官惰性有所克服；呼吸循环系高；内脏器官惰性有所克服；呼吸循环系统预先提高。统预先提高。有有利利于于发发挥挥机机体体工工作作能能力力和和运运动动成成绩绩的的提提高，高，常见：优秀运动员常见：优秀运动员不良的赛前状态不良的赛前状态 起赛热症型起赛热症型 与与 起赛冷淡型起赛冷淡型起赛热症型：起赛热症型：特点：特点：中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过 度紧张，常有寝食不安、四肢无力、全度紧张，常有寝食不安、四肢无力、全 身微微颤抖、喉咙发堵等不良生理反身微微颤抖、喉咙发堵等不良生理反 应，工作能力和运动成绩下降。应，工作能力和运动成绩下降。常见：初次参加比赛的年轻选手；参加特别常见：初次参加比赛的年轻选手；参加特别 重大的比赛；运动员过分重视比赛结果。重大的比赛；运动员过分重视比赛结果。起赛冷淡型：起赛冷淡型：特点：特点：赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现 为对比赛淡漠、浑身无力，不能在比赛为对比赛淡漠、浑身无力，不能在比赛 时充分发挥机体工作能力。时充分发挥机体工作能力。通常是通常是起赛热症型起赛热症型的继发反应。的继发反应。（2 2）赛前状态的调整：）赛前状态的调整：1.1.要求运动员不断提高心理素质，正确对待要求运动员不断提高心理素质，正确对待 比赛；比赛；2.2.组织运动员多参加比赛，增加比赛经验；组织运动员多参加比赛，增加比赛经验；3.3.进行适当形式和强度的准备活动；进行适当形式和强度的准备活动；（如果运动员兴奋性过低，可做些强度大的练习，如果运动员兴奋性过高，准备活动的强度可小些，安排一些轻松的和转移注意力的练习和活动。）二、准备活动二、准备活动 概概念念：指指在在比比赛赛、训训练练和和体体育育课课的的基基本本部部分分之之前前进进行行的的身身体体练练习习，为为即即将将来来临临的的剧剧烈烈运运动动或或比比赛做好准备。赛做好准备。1.1.准备活动的生理作用准备活动的生理作用(1)(1)中枢神经系统兴奋性适度提高中枢神经系统兴奋性适度提高(2)(2)克服内脏器官生理惰性：克服内脏器官生理惰性：心血管系统和呼吸系统的机能水平心血管系统和呼吸系统的机能水平 肺通气量及心输出量肺通气量及心输出量 心肌和骨骼肌的毛细血管网扩张，工作肌获心肌和骨骼肌的毛细血管网扩张，工作肌获 氧氧(3)(3)提提高高机机体体的的代代谢谢水水平平，使使体体温温升升高高“warm-warm-upup”体体温温升升高高可可降降低低肌肌肉肉粘粘滞滞性性，提提高高肌肌肉肉收收缩缩和和舒舒张张速速度度；血血红红蛋蛋白白和和肌肌红红蛋蛋白白可可释释放放更更多多的的氧氧，增增加加肌肌肉肉的的氧氧供供应应；增增加加体体内内酶酶的的活活性性，物质代谢水平提高。物质代谢水平提高。(4)(4)增增强强皮皮肤肤的的血血流流量量有有利利于于散散热热，防防止止正正式式比比赛赛时体温过高。时体温过高。(5)(5)调节不良的赛前状态调节不良的赛前状态2.2.准备活动作用的生理机理准备活动作用的生理机理 准准备备活活动动后后，神神经经中中枢枢产产生生兴兴奋奋性性提提高高的的痕痕迹迹，正正式式比比赛赛时时中中枢枢神神经经系系统统的的兴兴奋奋性性处处于于最最适适宜宜水水平平，调调节节功功能能得得到到改改善善，内内脏脏器器官官的的机机能能惰惰性性得得到到克克服服，新新陈陈代代谢谢加加快快，有有利于机体发挥最佳机能水平。利于机体发挥最佳机能水平。准准备备活活动动后后间间隔隔4545分分钟钟，其其痕痕迹迹效效应应将将全全部部消消失失。另另外外，在在每每次次训训练练或或比比赛赛前前做做准准备备活活动动，也也会会形形成成条条件件反反射射。所所以以，准准备备活活动动所产生的生理效应也有条件反射的作用。所产生的生理效应也有条件反射的作用。表表1 1 三种不同情况下跑三种不同情况下跑100100米及米及400400米成绩的比较米成绩的比较(二二)影响准备活动的生理效应的因素影响准备活动的生理效应的因素1.1.强度：强度：45%VO45%VO2 2maxmax强度、心率达强度、心率达100-120100-120次次/分分2.2.时间：时间：10-3010-30分钟分钟3.3.间隔时间：一般不超过间隔时间：一般不超过1515分钟。分钟。在一般性教学课中在一般性教学课中2-32-3分钟。分钟。4.4.还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和季节气候等因素适当加以调整，通常以微微季节气候等因素适当加以调整，通常以微微出汗及自我感觉已活动开为宜。出汗及自我感觉已活动开为宜。一、进入工作状态一、进入工作状态概念：概念：在进行体育运动时，人的机能能力逐在进行体育运动时，人的机能能力逐渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作状渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作状态。态。(一一)产生进入工作状态的机理产生进入工作状态的机理 1.1.反射时反射时 2.2.内脏器官的生理惰性内脏器官的生理惰性第二节第二节进入工作状态及稳定状态进入工作状态及稳定状态1.1.反反射射时时：动动作作越越复复杂杂，有有关关中中枢枢之之间间传传递递延延搁搁时时间间就就越越长长，进进入入工工作作状状态态需需要要时时间间也也就就越长。越长。2.2.内脏器官的生理惰性内脏器官的生理惰性 植物性神经机能惰性比躯体性植物性神经机能惰性比躯体性神经大：神经大：传导速度慢传导速度慢;突触突触联系较多。联系较多。研究表明，在不做准备活动的研究表明，在不做准备活动的情况下跑情况下跑15001500米，呼吸循环米，呼吸循环系统的活动需要在运动开始系统的活动需要在运动开始后后2-32-3分钟才能达到最高水分钟才能达到最高水平，而骨骼肌在平，而骨骼肌在20-3020-30秒内秒内就可发挥出最大工作效率。就可发挥出最大工作效率。(二二)影响进入工作状态的因素影响进入工作状态的因素 影响因素：工作性质、个人特点、训练水平、工作强影响因素：工作性质、个人特点、训练水平、工作强度及当时机体的机能状态。度及当时机体的机能状态。1.1.肌肉活动越复杂，进入工作状态的时间越长；肌肉活动越复杂，进入工作状态的时间越长；2.2.训练程度低，进入工作状态的时间长；训练程度低，进入工作状态的时间长；3.3.训练水平提高，进入工作状态的时间短；训练水平提高，进入工作状态的时间短；4.4.工作强度越高，进入工作状态的时间就越短。工作强度越高，进入工作状态的时间就越短。5.5.儿童少年进入工作状态的时间比成人短。儿童少年进入工作状态的时间比成人短。6.6.场地条件好、气候温暖适宜以及良好的赛前状态和场地条件好、气候温暖适宜以及良好的赛前状态和充分的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。充分的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。(三三)“极点极点”与与“第二次呼吸第二次呼吸”1.1.“极点极点”及产生原因及产生原因 概概念念：在在进进行行剧剧烈烈运运动动开开始始阶阶段段，内内脏脏器器官官的的活活动动满满足足不不了了运运动动器器官官的的需需要要，出出现现一一系系列列暂暂时时性性生生理理机机能低下综合症。能低下综合症。呼呼吸吸困困难难、胸胸闷闷、肌肌肉肉酸酸软软无无力力、动动作作迟迟缓缓不不协协调调、心心率率剧剧增增及及精精神神低低落落等等症症状状，这这种种机机能能状状态态称为称为“极点极点”。原因：原因：内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称，内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称，运运动开始时供氧不足动开始时供氧不足;大量乳酸积累使血液大量乳酸积累使血液pHpH值朝值朝酸性方向偏移，导致神经肌肉的兴奋性下降、呼吸酸性方向偏移，导致神经肌肉的兴奋性下降、呼吸和循环系统活动紊乱和循环系统活动紊乱大脑皮质运动动力定型暂时大脑皮质运动动力定型暂时遭到破坏。遭到破坏。2.2.“第二次呼吸第二次呼吸”及产生的原因及产生的原因 概概念念：极极点点出出现现后后，植植物物性性神神经经与与躯躯体体神神经经系系统统机机能能水水平平达达到到了了新新的的动动态态平平衡衡，生生理理机机能能低低下下综综合合症症症症状状明明显显减减轻轻或或消消失失，这这时时，人人体体的的动动作作变变得得轻轻松松有有力力，呼呼吸吸变变得得均均匀匀自自如如，这这种种机机能能变变化化过过程程和和状状态态称称为为第第二二次次呼吸呼吸。原因：原因：运动中内脏器官惰性逐步得到克服，运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供应增加，乳酸得到逐步清除；氧供应增加，乳酸得到逐步清除；运动速度暂时下降，使运动时每分需运动速度暂时下降，使运动时每分需氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。3.3.影响影响“极点极点”与与“第二次呼吸第二次呼吸”的因素的因素 影影响响因因素素：运运动动项项目目、运运动动强强度度和和训训练练水水平平，准备活动、赛前状态及呼吸方式等。准备活动、赛前状态及呼吸方式等。中中长长跑跑项项目目反反应应较较明明显显；运运动动强强度度越越大大，训训练练水水平平越越低低，极极点点出出现现得得越越早早，反反应应也越强烈，也越强烈，第二次呼吸第二次呼吸出现得也愈迟。出现得也愈迟。减轻减轻“极点极点”反应的主要措施：反应的主要措施：继续坚持运动；继续坚持运动；适当降低运动强度；适当降低运动强度；调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。二、稳定状态二、稳定状态 定定义义：在在运运动动过过程程中中，进进入入工工作作状状态态结结束束后后，人人体体的的机机能能水水平平和和工工作作效效率率在在一一段段时时间间内内处于一种动态平衡或相对稳定状态。处于一种动态平衡或相对稳定状态。分为：分为：(一一)真稳定工作状态真稳定工作状态 (二二)假稳定工作状态假稳定工作状态 （一（一)真稳定工作状态真稳定工作状态 指在进行强度较小、时间较长的运动时，指在进行强度较小、时间较长的运动时，进入工作状态结束后，机体吸氧量和需氧量进入工作状态结束后，机体吸氧量和需氧量保持动态平衡的状态。保持动态平衡的状态。表现为表现为：肺通气量、心率、心输出量、血压：肺通气量、心率、心输出量、血压及其他生理指标保持相对稳定，运动中的能及其他生理指标保持相对稳定，运动中的能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少，血量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少，血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持续时液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持续时间较长，可达几十分钟或几小时。间较长，可达几十分钟或几小时。(二二)假稳定工作状态假稳定工作状态 当进行强度大、持续时间较长的运动时，当进行强度大、持续时间较长的运动时，进入工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定进入工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定在最大吸氧量水平，但仍不能满足机体对氧在最大吸氧量水平，但仍不能满足机体对氧的需要，这种机能状态为假稳定工作状态。的需要，这种机能状态为假稳定工作状态。表现：表现：乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增加，加，pHpH值下降，心率、血压、肺通气量和呼值下降，心率、血压、肺通气量和呼吸频率等生理功能基本达到极限。吸频率等生理功能基本达到极限。第三节第三节 一、运动负荷的本质一、运动负荷的本质运动负荷运动负荷：以身体练习为基本手段对有机：以身体练习为基本手段对有机体施体施加的训练刺激。加的训练刺激。机体对这种刺激的反应表现在机体对这种刺激的反应表现在心理心理和和生生理理两个方面。通常所说的运动负荷是生理负两个方面。通常所说的运动负荷是生理负荷。生理方面的负荷量大小可以用生理或生荷。生理方面的负荷量大小可以用生理或生化指标来度量。化指标来度量。运动负荷越大，各项生理运动负荷越大，各项生理指标的变化也越明显。指标的变化也越明显。二、机体对运动负荷的反应特征二、机体对运动负荷的反应特征 当运动负荷刺激施加于人体时，人体当运动负荷刺激施加于人体时，人体各器官系统将发生一系列反应。主要表各器官系统将发生一系列反应。主要表现为：现为：耐受耐受 超量恢复超量恢复 疲劳疲劳 恢复恢复 消退消退三、机体对运动负荷的适应与训练效果三、机体对运动负荷的适应与训练效果（一）机体对运动负荷的适应性（一）机体对运动负荷的适应性应激性应激性和和适应性适应性是生物体具有的基本特征。是生物体具有的基本特征。长期系统的运动训练使机体各器官系统长期系统的运动训练使机体各器官系统的形态、结构、生理机能以及生物化学等的形态、结构、生理机能以及生物化学等方面将发生一系列的适应性改变。方面将发生一系列的适应性改变。（二）训练效果（二）训练效果 运动训练的本质就是通过反复的身体练习给予运动训练的本质就是通过反复的身体练习给予机体各器官系统一系列的生理负荷刺激，使人体在机体各器官系统一系列的生理负荷刺激，使人体在形态结构、生理功能和生物生化等方面发生一系列形态结构、生理功能和生物生化等方面发生一系列适应性变化（适应性变化（结构重建结构重建），从而提高运动能力（），从而提高运动能力（机机能重建能重建）。（三）运动负荷阈（三）运动负荷阈 指体育课或训练课中指体育课或训练课中适宜适宜生理负荷的低限至高限生理负荷的低限至高限的范围。的范围。基本因素：练习强度、持续时间、练习密度和数量；基本因素：练习强度、持续时间、练习密度和数量；负荷大小可用生理和生化指标来度量：负荷大小可用生理和生化指标来度量：心率、血乳酸心率、血乳酸值、最大摄氧量值等值、最大摄氧量值等。第三节第三节 运动训练效果的生理学评定运动训练效果的生理学评定一一、有训练者安静状态下的生物学适应特、有训练者安静状态下的生物学适应特征征 在长期运动负荷刺激的作用和影响下，在长期运动负荷刺激的作用和影响下，与运动密切相关的各器官系统如与运动密切相关的各器官系统如运动系运动系统、血液循环系统、呼吸系统和神经系统、血液循环系统、呼吸系统和神经系统统所表现的良好适应性最为明显。所表现的良好适应性最为明显。（一）运动系统（一）运动系统 1.1.骨骼的特征骨骼的特征 运动训练对骨骼的影响主要表现在运动训练对骨骼的影响主要表现在骨密度骨密度等方面的变化。适宜的运动可以有效地增加等方面的变化。适宜的运动可以有效地增加峰值骨量、减缓随年龄增长而发生的骨质疏峰值骨量、减缓随年龄增长而发生的骨质疏松。松。2.2.骨骼肌的特征骨骼肌的特征 运动训练对骨骼肌的影响主要表现在肌肉运动训练对骨骼肌的影响主要表现在肌肉的体积增大，横断面增大，肌肉力量增加。的体积增大，横断面增大，肌肉力量增加。3.3.运动训练对机体抗抗氧化能力有明显的影响。运动训练对机体抗抗氧化能力有明显的影响。（二）氧运输系统（二）氧运输系统 1.1.呼吸机能的特征呼吸机能的特征：呼吸肌力量大、耐力好；：呼吸肌力量大、耐力好；肺活量大；气体交换率高；肺活量大；气体交换率高；2.2.血液的特征：血液的特征：耐力性项目运动员红细胞和耐力性项目运动员红细胞和血红蛋白数量增多血红蛋白数量增多 3.3.循环机能的特征循环机能的特征：心率节省化，心肌肥厚，：心率节省化，心肌肥厚，心容积增大。心容积增大。（三）神经系统（三）神经系统 优秀的短跑运动员神经过程的灵活性高，优秀的短跑运动员神经过程的灵活性高，反应时短。反应时短。长跑运动员神经过程的稳定性长跑运动员神经过程的稳定性较高。较高。二、有训练者在运动时和恢复期的生物学特征二、有训练者在运动时和恢复期的生物学特征（一）有训练者对定量负荷的反应特征（一）有训练者对定量负荷的反应特征 有训练者在完成定量负荷时具有机能有训练者在完成定量负荷时具有机能动员得快、生理反应较小、运动后恢复动员得快、生理反应较小、运动后恢复快的特征。快的特征。1.1.肌肉活动高度协调肌肉活动高度协调 肌电图显示：肌电振幅和积分值较低，肌电图显示：肌电振幅和积分值较低，放电节律清晰，安静时动作电位几乎消放电节律清晰，安静时动作电位几乎消失。失。2.2.心肺机能变化较小心肺机能变化较小（二）有训练者对极限负荷的反应特征（二）有训练者对极限负荷的反应特征在完成极限负荷时，要求机体充分发掘自身最大在完成极限负荷时，要求机体充分发掘自身最大潜力，一般常选择极限运动时的生理指标如下指标：潜力，一般常选择极限运动时的生理指标如下指标：1.1.最大摄氧量：最大摄氧量：无训练者无训练者2 23L/min3L/min 优秀运动员优秀运动员5 56L/min6L/min 2.2.氧脉搏：氧脉搏：每搏输出量所含氧量可达每搏输出量所含氧量可达23ml23ml 3.3.最大氧亏积累：最大氧亏积累：极量运动时，短跑运动员理论需极量运动时，短跑运动员理论需 氧量与实际耗氧量之差明显高于无训练者。氧量与实际耗氧量之差明显高于无训练者。4.4.最大做功量：最大做功量：优秀运动员在递增负荷运动达极量优秀运动员在递增负荷运动达极量 时所完成的功明显高于无训练者。时所完成的功明显高于无训练者。小结1 1、运动训练必然会引起机体各器官系统的机能发生、运动训练必然会引起机体各器官系统的机能发生强烈的反应和一系列规律性变化，并且在长期运动强烈的反应和一系列规律性变化，并且在长期运动训练的影响下，使机体即若国与机能产生人们所预训练的影响下，使机体即若国与机能产生人们所预期的良好适应性变化即训练效果，从而提供运动成期的良好适应性变化即训练效果，从而提供运动成绩。绩。2 2、了解和掌握运动过程中人体机能状态的变化规律、了解和掌握运动过程中人体机能状态的变化规律和运动训练的生理本质以及训练效果的生理学评定和运动训练的生理本质以及训练效果的生理学评定等，可为科学从事运动训练、体育教学和健身锻炼等，可为科学从事运动训练、体育教学和健身锻炼提供依据。提供依据。思考题1 1、依赛前状态反应程度得不同，如何调整和、依赛前状态反应程度得不同，如何调整和提高机体工作能力？提高机体工作能力？2 2、与无训练者相比，有训练者在完成定量负、与无训练者相比，有训练者在完成定量负荷和极限负荷运动时机能的水平的变化有何荷和极限负荷运动时机能的水平的变化有何不同？不同？结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！36