第四章呼吸(第四节运动中的氧供与氧耗之一)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,运动过程中的氧供与氧耗,概述,有氧工作能力,无氧工作能力,运动过程中的氧供与氧耗 概述 有氧工作能力无氧工作能力,供氧,需氧,运动过程中永恒的矛盾,供氧需氧运动过程中永恒的矛盾,2,第四章呼吸(第四节运动中的氧供与氧耗之一)课件,3,需氧量与摄氧量,(一)需氧量,概念：,指人体为维持某种生理活动所需要的氧量。,安静时约250ml/min(毫升/分),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。,需氧量与摄氧量(一)需氧量 运动时需氧量随运动强度而变,运动强度及持续时间与需氧量的关系,运动,项目,强 度,(米/秒),持续,时间,需氧量/分,（升）,总需,氧量,（升）,短 跑,9.8,10”-20”,40,7-14,中 跑,8.9-6.8,1-4,8.5-25,19-50,长 跑,6.3-5.8,8-29,4.5-6.5,50-150,马拉松,5,2小时,2-3.5,500,运动强度及持续时间与需氧量的关系 运动强 度持续需氧量/分总,(二)摄氧量,概念：,单位时间内，机体摄取并被实际消耗或利用的氧量称为摄氧量。,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)摄氧量概念：单位时间内，机体摄取并被实际消耗或利用的氧,氧亏与过量氧耗,在运动过程中，机体摄氧量满足不了运动需氧量，造成体内氧的亏欠称为,氧亏,。,氧亏与过量氧耗 在运动过程中，机体摄氧量满足不了运动,运动后过量氧耗,运动后恢复期处于高水平代谢的机体恢复到安静水平消耗的氧量称,运动后过量氧耗。,运动后过量氧耗 运动后恢复期处于高水平代谢的机体恢复到安静水,过量氧耗的主要原因：,1.体温升高,体温升高lC时，体内的代谢率可增加13%。,2.儿茶酚胺的影响,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. Ca,+,的作用,5.甲状腺素和肾上腺皮质激素的作用,过量氧耗的主要原因：1.体温升高,有氧工作：,机体在氧充足的情况下由能源物质氧,化分解提供能量所完成的工作,有氧工作能力在很大程度上取决于氧的摄取能力,单位时间内机体的最大摄氧水平是反映机体有氧工,作能力的重要指标,第一节 有氧工作能力,有氧工作：机体在氧充足的情况下由能源物质氧第一节 有氧工作能,最大摄氧量,最大摄氧量概念及正常值,人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运,动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极,限水平时，单位时间内所能摄取的氧量,最大摄氧量反应机体吸入O,2,、运输O,2,和利用O,2,能,力，是评定人体有氧工作能力的重要指标,男：绝对值：3.0-3.5L/min 相对值：50-55ml/kg/min,女：绝对值：2.0-2.5L/min 相对值：40-45ml/kg/min,最大摄氧量男：绝对值：3.0-3.5L/min 相对值：50,最大摄氧量的影响因素,1.氧运输系统对VO,2,max的影响,2.肌组织利用氧能力对VO,2,max的影响,3.其他因素对VO,2,max的影响,最大摄氧量的影响因素1.氧运输系统对VO2max的影响,决定最大摄氧量的机制是：,a. 最大摄氧量的中枢机制主要是心脏的泵血功能（包括心肺机能、血红蛋白含量等。最大摄氧量与血红蛋白总量之间相关系数高达成0.97）；,b. 最大摄氧量的外周机制是身体各组织细胞（主要是肌细胞）摄取与利用氧的能力（包括肌纤维类型、线粒体数量体积和毛细血管分布等）。,c.其它因素,决定最大摄氧量的机制是：,氧运输系统对VO,2,max的影响,空气,呼吸道,肺泡,肺毛细血管,肺静脉,左心,动脉,肺动脉,毛细血管,右心,静脉,组织细胞,O,2,CO,2,O,2,CO,2,外呼吸,气体运输,内呼吸,氧运输系统对VO2max的影响空气呼吸道肺泡肺毛细血管肺静脉,呼吸系统,：,- 机体摄氧的前提条件,- 运动时应节制呼吸频率、加大呼吸深,度，有效提高肺泡通气量,血液运输,：,- 血红蛋白浓度与VO,2,max密切相关,心脏机能,：,- 心输出量,呼吸系统：,肌组织利用氧能力对VO,2,max的影响,氧利用率：肌组织从血液摄取氧的能力,-决定肌肉组织利用氧能力的因素:,肌纤维类型：慢肌纤维有氧能力强,氧化酶活性：优秀耐力运动员氧化酶活性更高,肌组织利用氧能力对VO2max的影响氧利用率：肌组织从血液摄,不同项目运动员慢肌纤维百分比和VO,2,max,肌组织利用氧对VO2max的影响,不同项目运动员慢肌纤维百分比和VO2max肌组织利用氧对VO,不同项目运动员慢肌纤维百分比和VO,2,max,不同项目运动员慢肌纤维百分比和VO2max,其他因素对VO,2,max的影响,最大摄氧量的年龄性别变化,遗传因素：,VO,2,max的遗传度为93.5%,训练因素,年龄、性别因素,其他因素对VO2max的影响 最大摄氧量的年龄性别变化 遗,训练因素：,不同运动项目运动员的VO,2,max,左图女子 右图男子,训练因素： 不同运动项目运动员的VO2max,最大摄氧量的测定方法,1、直接测定法,方法：,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,运动方式：,跑台跑步（上坡跑）、蹬踏功率自行车、一定高度台阶实验,最大摄氧量的测定方法,气体代谢仪,德国耶格（Jeager）,美国Physio-dyne公司 MAX-II,德国Cortex心肺功能测试仪,混合袋（室）,经典方法为混合室法，特点是无论在小通气量还是大通气量时都可保证气体分析的准确性。,气体代谢仪,Douglas气袋采气,Douglas气袋采气,呼出气的采集,呼出气的采集,第四章呼吸(第四节运动中的氧供与氧耗之一)课件,第四章呼吸(第四节运动中的氧供与氧耗之一)课件,混合室,混合室,美国Physio-dyne公司 MAX-II,美国Physio-dyne公司 MAX-II,判定标准：,心率达180次/分(儿少达200次/分),呼吸商达到或接近l.15,摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降,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,适用人群：,适于训练有素的运动员；不适于老,人、少年和体弱者,优点：,数据可靠准确、重复性好,判定标准：,2、间接推算法,受试者进行亚极量运动时，根据其心率、摄氧量或达到某一心率的做功量等数值推算或预测出最大摄氧量,优点：,简易、经济、快速,缺点：,误差大,2、间接推算法 受试者进行亚极量运动时，根据其心率,实验方法：,台阶高度男子为40,厘米，女子为33厘米。登台,阶的频率为25次分。登台,阶的总时间是6分钟，记录负,荷后最后两分钟平均心率,适用人群：,一般人和运动水平,较低者，不适于优秀运动员,Astrand-Ryhmin列线图法：,亚极量负荷时测得,的摄氧量与心率呈线性相关,实验方法：台阶高度男子为40Astrand-Ryhmin列线,12分钟跑,The Cooper Endurance VO2max Test,VO2 max（12分钟跑距离504.9）/44.73,台湾林伟立（1974）针对大学生的预测公式,最大摄氧量（毫升/公斤/分）0.02 跑步距离（米）3.47,如果你今年35岁，12分钟跑的距离是2400米，代入上一公式，即得最大摄氧量每公斤体重每分钟 44.53毫升。,较适合年轻人或体能较佳者；年纪大或体能差的可使用登阶测验。,12分钟跑The Cooper Endurance VO2m,The Cooper Endurance VO2max Test（12min跑：12min内尽可能跑较长的距离，以此换算出最大摄氧量）,Distance距离,Rating等级,Greater than 9 laps 3600 meters,College Track Team, VO2max 70,8.5 to 9 laps, 3400 meters,College Athlete, VO2max 67,8 to 8.5 laps, 3200 meters,College Student, VO2max 62,7 to 8 laps, 2800 meters,Excellent, VO2max 55,5 to 7 laps,Good to Very Good, VO2max 45,4 or 5 laps,Average, VO2max 30,The Cooper Endurance VO2max Te,Vo,2,max在运动实践中意义：,评定心肺功能和有氧工作能力的客观指标,作为运动选材的生理指标,作为制定运动强度的依据,Vo2max在运动实践中意义：,需氧量、强度、摄氧量、乳酸阈之间的关系,需氧量、强度、摄氧量、乳酸阈之间的关系,乳酸阈,拐点所对应的运动强度即为乳酸阈强度，可用跑速、功率、,心率、VO,2,max来表示,它反映机体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，,反映有氧代谢能力而非无氧代谢能力,概念：,渐增负荷运动中血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加，当运动强度达某一负荷时，血乳酸出现急剧增加的那一点(乳酸拐点),乳酸阈 拐点所对应的运动强度即为乳酸阈强度，可用跑速、功率、,第四章呼吸(第四节运动中的氧供与氧耗之一)课件,通气阈测定,“通气阈” ：,渐增负,荷运动中，将肺,通气量变化拐点,通气阈测定 “通气阈” ：渐增负,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,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,乳酸阈的测定方法 1、乳酸阈测定 以运动负荷时做功量(,递增强度负荷运动时血乳酸的测定,递增强度负荷运动时血乳酸的测定,Mcardle病的反面例证,该类疾病患者先天缺乏磷酸化酶，故不能分解糖原产生乳酸，也就是说，在运动过程中并不伴有乳酸浓度的升高，但依然会在一定时刻出现肺通气量的急剧上升，这种所谓“通气无氧阈”的出现与乳酸无关，也就是说Wasserman的无氧阈模式缺乏客观依据。,Mcardle病的反面例证该类疾病患者先天缺乏磷酸化酶，故不,“个体乳酸阈”：,将个体在渐增负荷中乳酸拐点,波动范围：,1.4-7.5mmol/L,意义：,客观和准确地反映机体有氧工作能力,“个体乳酸阈”：将个体在渐增负荷中乳酸拐点,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（sports activists)的乳酸阈拐点偏左，而三名准职业运动员（semi-professionals)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。,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,乳酸阈和最大摄氧量的关系,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。,许多研究已经证明，通过系统训练能够提高最大摄氧量的可能性较小，它主要受遗传因素的制约。而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。显然，以最大摄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。,乳酸阈和最大摄氧量的关系 乳酸阈和最大摄氧量都可以用以评定人,乳酸阈在体育运动实践中的应用,1、评定有氧工作能力,VO,2,max和LT是评定人体有氧工作能力的重,要指标，前者主要反映心肺功能，后者主要,反映骨骼肌代谢,系统运动训练对Vo,2,max提高较小,受遗传,因素影响较大；系统运动训练对LT提高较,大，故乳酸阈提高是评定人体有氧能力增进,的更有意义的指标,2、制定有氧耐力训练的适宜强度,乳酸阈在体育运动实践中的应用1、评定有氧工作能力,提高有氧工作能力的训练,（一）持续训练法,（二）乳酸阈训练法,（三）间歇训练法,（四）高原训练法,提高有氧工作能力的训练 （一）持续训练法,(一)持续训练法,概念,：指强度较低、持续时间较长且不间歇地进行,训练的方法，主要用于提高心肺功能和发展,有氧代谢能力,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VO,2,max，引起,慢肌纤维出现选择性肥大，肌红蛋白也有所,增加,(一)持续训练法 概念：指强度较低、持续时间较长且不间歇地进,(二)乳酸阈强度训练法,一般无训练者，常以其50%VO,2,max的运动强度进行较长时间的运动，而血乳酸几乎不增加或略有上升,运动员可达到60%-70%VO,2,max强度，而优秀的耐力专项运动员(马拉松、滑雪)可以85%VO,2,max强度进行长时间运动,运动员随训练水平的提高，有氧能力的百分利用 率明显提高。在具体应用乳酸阈指导训练时，常采用乳酸阈心率来控制运动强度,(二)乳酸阈强度训练法 一般无训练者，常以其50%VO2m,(三)间歇训练法,指在两次练习之间有适当的间歇，并在间歇期进行强度较低的练习，而不是完全休息。,要求,：练习的距离、强度及每次练习的间歇时间有严格的规定,特点,：,-完成的总工作量大,-对心肺机能的影响大,(三)间歇训练法 指在两次练习之间有适当的间歇，并在间歇期进,两者均可评定人体的最大有氧能力,Vo,2,max反映人体运动时所摄取的最大氧量，乳酸阈则反映,递增负荷运动时刚引起乳酸堆积时所需要的Vo,2,max利用率,两者反映不同的生理机制，前者主要反映心肺功能，后者,主要反映骨骼肌代谢,研究证明，系统训练能够提高最大摄氧量的可能性较小，,它主要受遗传因素制约。而乳酸阈受遗传因素制约较少，,其可训练性较大，训练可大幅度提高运动员的乳酸阈。,-最大摄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,两者均可评定人体的最大有氧能力,乳酸阈在体育运动实践中的应用,1.评定有氧工作能力,VO,2,max和LT是评定人体有氧工作能力的重要指标。,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VO,2,max提高较小，它受遗传因素的影响较大。,系统训练对LT提高较大。显然，乳酸阈值的提高是评定人体有氧能力增进更有意义的指标。,2.制定有氧耐力训练的适宜强度,乳酸阈在体育运动实践中的应用 1.评定有氧工作能力,附录,附录,大鼠的最大摄氧量测定,通常以气相色谱分析方法 分析氧和二氧化碳浓度,摄氧量(流入气体氧百分含量流出气体氧百分含量)气流量(ATPS)/公斤体重,张勇，,文立,，时庆德，胡慧，陈家琦.大鼠运动状态下摄氧量测定方法的初步研究小动物密闭跑台结合气相色谱分析法测定.中国运动医学杂志1998年第4期,Bedford TG,Tipton CM,Wilson NC,et al. Maximal oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures. J Appl Physiol.1979;47(6);1278-1283.,大鼠的最大摄氧量测定通常以气相色谱分析方法 分析氧和二氧化碳,跑台控制器,电机,跑台控制器电机,进气孔,电刺激器和风扇,进气孔电刺激器和风扇,