运动训练的生化

第二次测验题试指出人体运动时主要的五种能量物质，构成哪三个供能系统，并说明它是何种运动状态下的主要能量来源。第一节 运动训练的能量代谢第二节 运动训练的生化基础第三节 运动适应性的生化分析二、运动时的能量供应系统一、运动时的能量供应过程三、运动的代谢特点运动时肌肉的工作的能量来源于五种能源物质的分解代谢，并构成三个彼此关联的供能系统，不同的运动项目，运动时的代谢特点也不同。ATP是肌肉工作时的唯一直接能源物质，肌肉工作时ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供应，必须通过其它能源物质分解代谢产生能量再合成ATP。运动时的能量供应过程ATPATPaseADP+Pi+ECPCP糖、脂肪、蛋糖、脂肪、蛋 白质有氧代谢白质有氧代谢2 2ADPADP缩合缩合糖酵解糖酵解ATP的再合成包括磷酸肌酸分解、糖酵解及有氧氧化三条途径，构成运动时骨骼肌内的三个能量供应系统。（一）磷酸原（ATP-CP）供能系统（二）糖酵解（乳酸能）供能系统（三）有氧代谢供能系统（四）运动时供能系统的相互关系1、定义：由ATP、CP分解反应组成的供能系统2、供能时间：与运动强度有关维持最大强度运动约6-8秒钟3、实践意义：磷酸原供能能力在短时间最大 强度运动或最大用力的运动中 起主要供能作用，与速度、爆 发力关系密切。2、供能时间：维持30秒到2分钟以内最大强 度运动1、定义：糖原或葡萄糖无氧分解生成乳酸，并合成ATP的供能代谢系统3、实践意义：糖酵解供能系统是速度、速度 耐力项目中的主要供能系统，也是一些非周期性、体能要求 高的项目中，如摔跤、柔道、拳击、武术等，发挥良好竞技 能力的体能保障。3、实践意义：有氧代谢供能是数分钟以上耐 力性运动项目的基本供能系统，对速度和力量运动而言，提高有 氧代谢能力，起着改善运动肌代 谢环境和加速疲劳消除的作用。1、定义：在氧的参与下，糖、脂肪和蛋白质氧 化生成二氧化碳和水的过程，释放能 量合成ATP的供能代谢系统。2、供能时间：糖：1.5-2小时、FFA 不限时间三大供能系统是人三大供能系统是人体处于不同活动水体处于不同活动水平上，获氧量不同，平上，获氧量不同，代谢特点不同而进代谢特点不同而进行的紧密相连、不行的紧密相连、不可分割的供能系统；可分割的供能系统；不同性质运动时，不同性质运动时，机体供能的系统主机体供能的系统主次有别，但没有绝次有别，但没有绝对的界限。对的界限。糖酵解糖酵解总能量总能量ATP-CPATP-CP有氧代谢有氧代谢三、运动的代谢特点骨骼肌的供能体系包括三个彼此关联的供能系统，即磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。不同体育项目运动时，由于运动强度、运动时间和参与收缩的肌肉类型不同，运动时物质代谢和能量代谢的特点也不同。（一）各体育项目的代谢类型（二）不同训练方法的能量代谢特点（一）各体育项目的代谢类型 磷酸原磷酸原 代代谢类谢类型型 磷酸原磷酸原 糖酵解糖酵解 代代谢类谢类型型 糖酵解糖酵解 代代谢类谢类型型 糖酵解糖酵解 有氧代有氧代谢谢 类类 型型有氧代有氧代谢谢 类类 型型磷酸原代磷酸原代谢谢糖酵解糖酵解有氧代有氧代谢谢无氧代无氧代谢谢 举举重、重、投投掷掷、跳高、跳高、跳跳远远、撑竿跳、撑竿跳、短距离短距离自行自行车车、高高尔尔夫、夫、100100米跑米跑200200米跑、米跑、5050米自由米自由泳、短距泳、短距离滑冰、离滑冰、篮篮球、足球、足球、球、垒垒球、球、摔跤、柔摔跤、柔道、体操道、体操等等400400米跑、米跑、100100米游米游泳、泳、1 1公公里自行里自行车车800800米跑、米跑、15001500米米跑、跑、200200米游泳、米游泳、400400米游米游泳泳30003000米跑、米跑、50005000米跑、米跑、马马拉松跑、拉松跑、15001500米游米游泳、越野泳、越野滑雪、公滑雪、公路自行路自行车车、公路公路竞竞走走（二）不同训练方法的能量代谢特点由于不同运动项目中起主导作用的能量系统不同，在由于不同运动项目中起主导作用的能量系统不同，在选择训练方法和掌握运动量时，必须知道训练方法的选择训练方法和掌握运动量时，必须知道训练方法的供能代谢分布特点，从而较为科学地制定训练计划。供能代谢分布特点，从而较为科学地制定训练计划。各种训练方法发展各能量系统的比例（各种训练方法发展各能量系统的比例（%）6 6、间歇训练、间歇训练 0-80 0-80 0-80 0-80 0-80 0-804 4、穴形疾跑、穴形疾跑 85 10 5 85 10 5 训练方法训练方法 ATP-CPATP-CP和糖酵解和糖酵解 糖酵解和有氧代谢糖酵解和有氧代谢 有氧代谢有氧代谢1 1、加速疾跑、加速疾跑 90 5 5 90 5 52 2、持续慢跑、持续慢跑 2 5 93 2 5 933 3、持续快跑、持续快跑 2 8 90 2 8 905 5、间隙疾跑、间隙疾跑 20 10 70 20 10 707 7、慢跑、慢跑 -100 -1008 8、重复跑、重复跑 10 50 40 10 50 404分钟 2 28 701分钟 8 62 30 最大用力时间 ATP-CP系统 糖酵解系统 有氧代谢5秒钟 85 10 510秒钟 50 35 1530秒 15 65 202分钟 4 46 5010分钟 1 9 9030分钟 1 4 95不同时间全力运动时无氧代谢和有氧代谢的供能比例（%）60分钟 0 2 98120分钟 0 1 99第二节 运动训练的生化基础运动训练是改善机体化学组成和代谢供能能力的一运动训练是改善机体化学组成和代谢供能能力的一个重要因素，适度运动负荷的刺激，可打破机体原个重要因素，适度运动负荷的刺激，可打破机体原来的代谢系统平衡，产生运动性疲劳，运动性疲劳来的代谢系统平衡，产生运动性疲劳，运动性疲劳和合理的恢复手段，可促进运动员机能水平的提高。和合理的恢复手段，可促进运动员机能水平的提高。一、科学训练的生化要求二、运动性疲劳的生化分析三、运动后恢复的生化分析一、科学训练的生化要求（一）坚持以发展专项供能能力为主，其它供能能力为辅，全面发展的原则。（二）根据运动项目供能系统的供能时间的长短，安排运动时间，选择适宜的间歇，使其尽量恢复，使运动负荷总量达高水平。二、运动性疲劳的生化分析运动训练不可避免地产生运动性疲劳，运动性疲劳运动训练不可避免地产生运动性疲劳，运动性疲劳和合理的恢复手段，可促进运动员机能水平提高；和合理的恢复手段，可促进运动员机能水平提高；相反过度疲劳不仅影响训练效果，还可能引起各种相反过度疲劳不仅影响训练效果，还可能引起各种机能障碍，以致损害运动员的身体健康。因此，了机能障碍，以致损害运动员的身体健康。因此，了解运动性疲劳产生的生化机制，对加速和消除运动解运动性疲劳产生的生化机制，对加速和消除运动性疲劳有积极的意义。性疲劳有积极的意义。（一）运动性疲劳的概念（二）运动性疲劳的生化分析（三）不同时间全力运动时疲劳的生化特点（一）运动性疲劳的概念1 1、概念：机体的生理过程不能持续其机能在一特定、概念：机体的生理过程不能持续其机能在一特定水平或不能维持预定的运动强度。水平或不能维持预定的运动强度。2 2、力竭：是疲劳的一种特殊形式，是在疲劳时继续、力竭：是疲劳的一种特殊形式，是在疲劳时继续运动，直到肌肉或器官不能维持运动。运动，直到肌肉或器官不能维持运动。3 3、疲劳定义的特点：、疲劳定义的特点：（1 1）把疲劳时体内组织、器官的机能水平和运动能）把疲劳时体内组织、器官的机能水平和运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度。力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度。（2 2）有助于选择客观指标评定疲劳）有助于选择客观指标评定疲劳（二）运动性疲劳的生化分析由于运动性疲劳发生的机制复杂，不同运动方式、运动强度和持续时间，其产生疲劳的生化机制不同。不同的学说有不同的侧重点去解释运动性疲劳产生的原因，其中以能量过度消耗和代谢物堆积所造成的内环境紊乱是运动性疲劳产生的最主要的原因。（三）不同时间全力运动时疲劳的生化特点在不同时间全力运动时疲劳发生的代谢原因不同，因此，在训练实际中，要针对产生疲劳的原因来采取相应的抗疲劳措施。三、运动后恢复的生化分析运动后身体的恢复质量是机能水平是否提高和能否运动后身体的恢复质量是机能水平是否提高和能否继续训练的关键。因此，训练效果的获得是在恢复继续训练的关键。因此，训练效果的获得是在恢复期中，运动后能源物质的恢复是研究恢复的主要内期中，运动后能源物质的恢复是研究恢复的主要内容。能源物质恢复的一般规律是超量恢复。容。能源物质恢复的一般规律是超量恢复。（一）超量恢复的概念（二）超量恢复的特点（三）超量恢复原理在运动训练中的应用（一）超量恢复的概念超量恢复学说由前苏联学者雅姆波斯卡娅提出，能源物质超量恢复学说由前苏联学者雅姆波斯卡娅提出，能源物质消耗和恢复过程的规律如下：消耗和恢复过程的规律如下：1 1、在适宜的刺激强度下，运动肌能源物质消耗量随强度增、在适宜的刺激强度下，运动肌能源物质消耗量随强度增 大而增加。大而增加。2 2、在恢复期的一个阶段、在恢复期的一个阶段中，会出现被消耗的物质中，会出现被消耗的物质超过原来数量的恢复阶段，超过原来数量的恢复阶段，称为超量恢复。称为超量恢复。3 3、超量恢复的数量与消、超量恢复的数量与消耗过程有关，在一定范围耗过程有关，在一定范围内，消耗越多，超量恢复内，消耗越多，超量恢复效果越明显。效果越明显。（二）超量恢复的特点一般说来，运动后肌中物质的恢复主要取决于运动一般说来，运动后肌中物质的恢复主要取决于运动时肌肉所发生的生化变化。时肌肉所发生的生化变化。1 1、负荷量相同，负荷强度不同，在适宜的强度范、负荷量相同，负荷强度不同，在适宜的强度范围内，强度越大，物质恢复速度和超量恢复就越明围内，强度越大，物质恢复速度和超量恢复就越明显。显。2 2、负荷量相同，负荷强度不同，超过适宜强度时，、负荷量相同，负荷强度不同，超过适宜强度时，物质恢复速度和超量恢复时间延长。物质恢复速度和超量恢复时间延长。3 3、负荷强度相同，负荷量越大，物质恢复速度和超、负荷强度相同，负荷量越大，物质恢复速度和超量恢复就越明显。量恢复就越明显。4 4、运动后恢复期物质恢复的异时性、运动后恢复期物质恢复的异时性。4、运动后恢复期物质恢复的异时性运动后恢复期物质恢复的速度不同，可用半时反应运动后恢复期物质恢复的速度不同，可用半时反应来表示物质恢复的速度。半时反应是指恢复运动时来表示物质恢复的速度。半时反应是指恢复运动时所消耗的物质的二分之一所需的时间。所消耗的物质的二分之一所需的时间。运动后恢复期物质恢复速度依次为运动后恢复期物质恢复速度依次为CPCP、糖原和蛋白糖原和蛋白质。质。（三）超量恢复原理在运动训练中的应用目前认为可以根据不同能源物质恢复的速率来安排目前认为可以根据不同能源物质恢复的速率来安排不同专项练习的间歇时间；而超量恢复则是课后休不同专项练习的间歇时间；而超量恢复则是课后休息期至下次训练时应掌握的指标。息期至下次训练时应掌握的指标。如磷酸原恢复一半的时间为如磷酸原恢复一半的时间为20-3020-30秒，基本恢复的秒，基本恢复的时限为时限为2-52-5分钟，这就意味着在分钟，这就意味着在1010秒以内全力运动秒以内全力运动的训练中，二次运动间歇时间不能短于的训练中，二次运动间歇时间不能短于3030秒，保证秒，保证磷酸原在尽可能短时间内至少恢复一半以上，就可磷酸原在尽可能短时间内至少恢复一半以上，就可以维持预定的运动强度；组间休息间歇控制在磷酸以维持预定的运动强度；组间休息间歇控制在磷酸原完全恢复，即原完全恢复，即4-54-5分钟。分钟。第三节 运动适应性的生化分析长期运动训练应激会导致身体内发生大量的适应性长期运动训练应激会导致身体内发生大量的适应性变化，从而改善身体各部分机能，使之表现出更高变化，从而改善身体各部分机能，使之表现出更高的运动水平。因此了解运动训练适应性的生化变化，的运动水平。因此了解运动训练适应性的生化变化，对完善训练机制十分必要。对完善训练机制十分必要。一、训练适应一、训练适应二、力量训练的适应性生化变化二、力量训练的适应性生化变化三、速度训练的适应性生化变化三、速度训练的适应性生化变化四、速度耐力训练的适应性生化变化四、速度耐力训练的适应性生化变化五、耐力训练的适应性生化变化五、耐力训练的适应性生化变化六、停训的生物化学变化六、停训的生物化学变化一、训练适应运动训练与人体化学组成和物质代谢的变化相适应，这种适应性的获得是训练效果取得的体现。（一）训练适应的概念机体对不同运动方式所引起化学特性发生适应变化的现象，称为训练适应。（二）研究训练适应的意义1、揭示了训练效果的生物化学本质2、根据训练适应性变化特点指导选材3、在训练的不同阶段对运动员的机能状态进行评定，提高训练科学性。二、力量训练的适应性生化变化力量是一种复杂的能力，要求肌肉对抗外来阻力或力量。力量训练通过对身体产生相应的生化适应，从而提高肌力。（一）力量的生化特点（二）力量训练的适应性生化变化 肌肉力量产生的大小依赖于收缩募集的肌纤维类型：快肌-收缩募集比率高时，力量大，维持时间短慢肌-收缩募集比率高时，力量小，维持时间长肌肉收缩时表现的力量潜能和最大功率取决于无氧代谢提供的能量：ATP ADP+Pi+ECP糖原糖酵解糖酵解力量训练最明显效果是力量训练最明显效果是肌肉收缩力增大肌肉收缩力增大和和横截面增横截面增大大，两者之间存在明确的正相关，且这一点不存在，两者之间存在明确的正相关，且这一点不存在性别差异。同时，神经系统和训练肌肉伴有一系列性别差异。同时，神经系统和训练肌肉伴有一系列适应性变化。适应性变化。肌肉收缩力增大短期力量训练后，肌肉体积不增大而力量增加，神短期力量训练后，肌肉体积不增大而力量增加，神经适应性在这种形式的力量增长中起作用。且一般经适应性在这种形式的力量增长中起作用。且一般运动员对其作用要比高水平运动员敏感。运动员对其作用要比高水平运动员敏感。另外，力量训练效果存在个体差异，主要原因是骨另外，力量训练效果存在个体差异，主要原因是骨骼肌快肌纤维含量存在个体差异。所以，要获得最骼肌快肌纤维含量存在个体差异。所以，要获得最佳力量训练效果的先决条件之一是具备高比例的快佳力量训练效果的先决条件之一是具备高比例的快肌纤维。肌纤维。肌肉壮大这这是力量训练的另一效果。其机制可能是蛋白质的合成速率增加，同时蛋白质降解速率减慢，但蛋白质降解速率是否减慢，目前尚有争议。三、速度训练的适应性生化变化速度素质对中枢神经的活动有高度依赖性它要求中速度素质对中枢神经的活动有高度依赖性它要求中枢神经工作系统兴奋水平高，神经传导速度快，反枢神经工作系统兴奋水平高，神经传导速度快，反应时间短，同时对骨骼肌组成和代谢也有特殊的要应时间短，同时对骨骼肌组成和代谢也有特殊的要求。求。（一）速度性运动的生化特点（一）速度性运动的生化特点（二）速度训练的适应性变化（二）速度训练的适应性变化（一）速度性运动的生化特点1、快速运动时，以募集快收缩肌纤维（IIb）为主，最快速度大约出现在短跑加速后6-10秒。速度性运动的生化特点表现在：2、ATP再合成主要来源于无氧代谢过程（1）CP 的转化（运动3秒钟内，占70%）（2）肌糖原酵解（运动3秒钟内，占30%；5秒钟后为主要来源）（二）速度训练的适应性变化速度训练适应后，训练肌发生明显的生化变化，表现在四个方面：1、磷酸原供能能力增强2、糖原酵解酶活性增强3、快肌纤维选择性肥大4、肌肉缓冲酸能力提高四、速度耐力训练的适应性生化变化短时间（30秒-2分钟）速度耐力运动时，机体主要是以糖酵解供能为主；速度耐力训练的效果主要表现为针对性地发展了糖酵解供能能力。（一）速度耐力运动的生化特点（二）速度耐力训练的适应性生化变化（一）速度耐力运动的生化特点 速度耐力运动的生化特点表现在：1、运动肌主要以募集快收缩肌纤维为主2、ATP的再合成主要由糖酵解代谢提供（二）速度耐力训练的适应性生化变化速度耐力训练适应后，训练肌发生明显的生化变化，速度耐力训练适应后，训练肌发生明显的生化变化，表现在三个方面表现在三个方面1 1、糖酵解酶活性提高、糖酵解酶活性提高2 2、肌肉耐受酸的能力增强、肌肉耐受酸的能力增强3 3、肌糖原合成能力提高、肌糖原合成能力提高五、耐力训练的适应性生化变化耐力能力的大小是建立在人体复杂的调节机制上，如能量代谢调节和整合过程、酸碱平衡、水盐代谢平衡和体温调节等。（一）耐力运动的生化特点（二）耐力训练的适应性生化变化（一）耐力运动的生化特点1、持续2-10分钟的耐力运动的生化特点持续2-10分钟的耐力运动的生化特点是：（1）中枢神经系统高度激活和兴奋（2）快、慢收缩肌募集同时增多（3）ATP再合成以无氧代谢和有氧代谢彼此 协同，能源以CP、肌糖原为主，血糖 也有参与2、大于10分钟的耐力运动的生化特点大于10分钟的耐力运动的生化特点是：（1）主要募集慢肌纤维（2）ATP再合成主要依靠有氧代谢途径运动前阶段运动前阶段肌糖原肌糖原 1 1hrhr脂肪脂肪蛋白质蛋白质血血 糖糖（二）耐力训练的适应性生化变化1、明显改善呼吸循环系统机能，使运动时氧转运能力提高耐力训练适应后，训练肌发生明显的生化变化，表现在2个方面2、肌肉利用氧的能力提高，促进有氧代谢能力引自福克斯（Fox），1989六、停训的生物化学变化一般来说，通过训练获得的生物化学适应并不是一成不变的，当停止训练后，它们会逐渐消退。（一）停训对训练效果的影响（二）防止运动能力下降的措施（一）停训对训练效果的影响停止训练对训练效果的影响，主要表现在四个方面：1、肌肉力量的消退2、肌肉耐力的消退3、肌肉能量储存量的减少4、酶活性的消退（二）防止运动能力下降的措施由于运动训练所获得的生化效应会在停训后自然消退，运动能力随之下降。因此，采用有效的措施防止运动能力下降是运动训练中的重要一环。防止运动能力下降的措施有：1、停训时间不宜过长2、保持适宜的训练量