第六章運動性疲勞及恢復過程的生化特點疲勞（fatigue)按照產(chǎn)生的原因不同可分成不同的種類，如運動疲勞、勞動疲勞和工作疲勞等。按照疲勞的發(fā)生部位不同可分為軀體疲勞和心理疲勞。運動性疲勞：由運動引起的疲勞。一運動性疲勞概述（一）運動性疲勞的概念1982年第5屆國際運動生化會議上給出了運動性疲勞的明確定義：機體生理過程不能維持其機能在特點水平上和/或不能維持預定的運動強度。運動性疲勞是運動訓練過程的正常現(xiàn)象，沒有疲勞就沒有訓練。運動性疲勞是衡量運動負荷是否足以刺激機體產(chǎn)生適應變化，達到新的適應水平的可感知指標。運動性疲勞如果不能及時消除，就會影響后來的訓練，并可能導致過度訓練。（二）運動性疲勞的分類根據(jù)發(fā)生的部位和機制將運動性疲勞分為外周疲勞和中樞疲勞。1運動性外周疲勞（exercise-inducedpheripheralfatigue）是指運動引起的骨骼肌功能下降，不能維持預定收縮強度的現(xiàn)象。劇烈運動后可引起骨骼肌發(fā)生下列變化：細胞膜通透性增加：細胞內(nèi)的酶進入血清數(shù)量增加，如血清CK;離子代謝和能量代謝改變：H+濃度增加，能源物質(zhì)大量消耗；細胞膜的微細結(jié)構(gòu)變化：對離子的通透性改變，膜靜息電位改變。2運動性中樞疲勞（exercise-inducedcentralfatigue）由運動引起的發(fā)生在從大腦到脊髓運動神經(jīng)元的神經(jīng)系統(tǒng)的疲勞，即指由運動引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)不能產(chǎn)生和維持足夠的沖動給肌肉以滿足運動需要的現(xiàn)象。運動至疲勞時發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)：大腦ATP、CP和糖原數(shù)量明顯下降；腦中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)數(shù)量增加，氨含量上升等。這些變化均可引起思維和意識變異、肌肉無力、呼吸急促等疲勞現(xiàn)象。二運動性中樞疲勞的生化特點凡運動神經(jīng)元本身興奮性的改變或運動神經(jīng)元無力重復傳導動作電位至神經(jīng)肌肉接點的突觸前部位，都會導致運動性中樞疲勞。引起運動神經(jīng)元放電頻率降低的原因有多方面，如血糖濃度下降、腦內(nèi)氨增加，自由基生成過多、5-羥色胺和Y-氨基丁酸濃度升高等。（一）腦內(nèi)代謝變化1.腦細胞內(nèi)糖的大量消耗；2.ATP/ADP比值下降，AMP生成增多，氨的產(chǎn)量增加；3.氨的清除能力下降（糖消耗—谷氨酸減少—氨清除下降），氨干擾腦內(nèi)正常神經(jīng)遞質(zhì)作用的發(fā)揮。（二）神經(jīng)遞質(zhì)的變化神經(jīng)遞質(zhì)：在神經(jīng)元間傳遞信息的物質(zhì)，有興奮性的和抑制性的，二者處于平衡狀態(tài)。1.Y-氨基丁酸（GABA）：抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，谷氨酸（興奮性神經(jīng)遞質(zhì),Glu）脫羧而來，長時間運動Glu/GABA下降，腦內(nèi)抑制過程加強。2.5-羥色胺（5-HT）：抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，可減少中樞向外周發(fā)放神經(jīng)沖動。癥狀：倦怠、食欲不振、睡眠紊亂等。生成5-HT的前體物質(zhì)是游離色氨酸（f-Trp），色氨酸在血漿中清蛋白結(jié)合（FFA可競爭清蛋白），f-Trp在通過血腦屏障時和BCAA經(jīng)同一機制轉(zhuǎn)運，BCAA對f-Trp進入腦組織有抑制作用，當長時間運動后血漿中FFA增加，BCAA減少，使得大量的f-Trp進入腦組織生成5-HT，產(chǎn)生癥狀。通過補充糖、BCAA可提高運動員的抗疲勞能力。3.多巴胺（DA）：黑質(zhì)合成的中樞神經(jīng)遞質(zhì)，在機體運動和行為控制方面起重要的作用—調(diào)節(jié)肌緊張，興奮作用。DA合成減少時，運動能力下降，對5-HT的抑制作用下降；DA合成過多時，導致疲勞。4.乙酰膽堿（Ach）：神經(jīng)元間的信息傳遞物質(zhì)，調(diào)節(jié)機體運動。當神經(jīng)肌肉接頭處Ach不足，堆積均可引起運動性疲勞。Ach還與學習記憶行為、覺醒狀態(tài)維持及心血管系統(tǒng)活動、攝食、體溫的調(diào)節(jié)有關(guān)。（三）其他因素某些感染與疲勞有關(guān)，如感染流感病毒和EB病毒后可引發(fā)慢性疲勞綜合征，可能是由于感染后免疫細胞釋放的細胞因子作用。三運動性外周疲勞的生化特點運動性外周疲勞主要指發(fā)生在直接參加運動的骨骼肌細胞。運動項目不同，主要參與能量供應的代謝系統(tǒng)不同，運動性疲勞的生化特點不同。1.短時間大強度運動性外周疲勞的生化特點表現(xiàn)為：磷酸原、糖原的大量消耗，乳酸的生成和大量堆積。2.耐力運動性外周疲勞的生化特點表現(xiàn)為：肌糖原的大量消耗、血糖濃度的下降、體溫的升高和水鹽代謝的紊亂等。運動時間超過15min：體溫升高可致疲勞；運動時間在60min內(nèi)時：肌糖原大量消耗可致疲勞；運動時間超過2-3h，血糖濃度下降，水、電解質(zhì)代謝紊亂，等均可引起疲勞。不同時間全力運動時疲勞的生化特點在不同時間全力運動時疲勞發(fā)生的代謝原因不同，因此，在訓練實際中，要針對產(chǎn)生疲勞的原因來采取相應的抗疲勞措施。四運動性疲勞的機制傳統(tǒng)的學說：能源物質(zhì)耗竭學說；代謝產(chǎn)物堆積學說；內(nèi)環(huán)境紊亂學說；調(diào)節(jié)機能下降學說。肌肉疲勞控制鏈

突變理論

肌肉運動能力下降時，伴有控制鏈中斷，可能與能量供應不足、調(diào)節(jié)紊亂、興奮收縮和放松偶聯(lián)的損害有關(guān)。其間關(guān)系可用突變理論解釋，它把疲勞時細胞內(nèi)能量消耗、肌肉力量下降和興奮性等關(guān)系連接起來，把疲勞看成是綜合性表現(xiàn)。①單純能量消耗，不存在興奮性下降，繼續(xù)會引起強直。在運動性疲勞中不可能發(fā)展到這種地步。②帶突變性的綜合疲勞，突然力量下降，興奮性突然崩潰，能量儲備進—步下降，輸出功率突然衰退。③綜合性能量消耗和興奮性下降，但沒有突變。④單純興奮性下降，無能量消耗。神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫和代謝調(diào)解網(wǎng)絡馮偉權(quán)1993年提出的運動性疲勞的機制：1）中樞疲勞的生化因素：ATP減少，GABA和兒茶酚胺增加，血糖降低，，5-HT和NH3增多。2）內(nèi)分泌調(diào)節(jié)紊亂：運動時下丘腦—垂體—腎上腺軸活動加強，皮質(zhì)醇分泌增多，分解代謝加強，適應運動對代謝需求，同時性腺分泌睪酮減少，合成代謝減弱；長時間運動后，皮質(zhì)醇分泌持續(xù)增加，并對下丘腦—垂體—性腺軸產(chǎn)生廣泛的抑制，同時抑制免疫系統(tǒng)。3）免疫功能下降和紊亂：免疫球蛋白、T淋巴細胞和B淋巴細胞、NK細胞、細胞因子和紅細胞免疫功能的降低等。大腦（神經(jīng)遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)）下丘腦垂體促激素內(nèi)分泌腺及某些細胞激素細胞能量釋放和運動能力免疫系統(tǒng)釋放激素抑制激素激素脊髓基因調(diào)節(jié)酶調(diào)節(jié)Ca2+、K+、Zn2+代謝過程能量消耗內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)第五節(jié)運動后恢復過程的生化特點運動后身體的恢復質(zhì)量是機能水平是否提高和能否繼續(xù)訓練的關(guān)鍵。因此，訓練效果的獲得是在恢復期中，在此期間，運動中的代謝產(chǎn)物被清除，運動中消耗的能源物質(zhì)得以恢復，決定運動能力的各項素質(zhì)得到提高。一運動后恢復過程的生化規(guī)律運動后恢復過程主要涉及運動中所消耗物質(zhì)的恢復及代謝產(chǎn)物的消除。（一）超量恢復原理超量恢復學說由前蘇聯(lián)學者雅姆波斯卡婭提出，能源物質(zhì)消耗和恢復過程的規(guī)律如下：1、在一定范圍內(nèi)，能源物質(zhì)消耗越多，超量恢復越明顯，即要想取得好的訓練效果，訓練負荷就應當較大，不能太大。2.超量恢復時間不可能持續(xù)太長，為了使超量恢復進一步鞏固和提高，必須重復訓練。3.重復性訓練應在前一次負荷恢復的超量期進行，以達到最佳訓練效果使運動能力得以不斷提高。4.訓練過程中，不僅運動本身有很大作用，恢復期也同樣重要，因此，應把運動計劃和機體的恢復如休息、營養(yǎng)等合理安排起來。（二）運動應激—適應學說該學說認為運動對人體來說是一種刺激，在此刺激下人體產(chǎn)生應激反應：由神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)對全身各組織器官功能進行調(diào)節(jié)，滿足應激時的需要。運動時應激反應分為3個階段：警覺期：機體對應激的最初反應，腎上腺素分泌，能源物質(zhì)分解增多等變化來適應運動的需要；抵抗期：機體進入適應階段，體內(nèi)合成代謝加強，恢復能力提高；衰竭期：持續(xù)大運動量訓練或過強的刺激耗竭身體的抵抗力，警覺期癥狀再出現(xiàn)，適應性反應消失，機體內(nèi)環(huán)境失衡，免疫機能下降，運動能力下降等。該學說是以神經(jīng)內(nèi)分泌和免疫理論為基礎(chǔ)的。二運動后物質(zhì)代謝的恢復運動后物質(zhì)代謝的恢復主要為能源物質(zhì)的恢復及代謝產(chǎn)物的清除，由于代謝途徑不同，各種物質(zhì)的恢復和消除所需要的時間不同。半時反應：運動中消耗（產(chǎn)生）的物質(zhì)在運動后恢復期中，數(shù)量增加（減少）到運動前數(shù)量一半所需的時間。（一）代謝產(chǎn)物的消除1乳酸的消除機體通過血液將運動中產(chǎn)生的乳酸及時轉(zhuǎn)運出骨骼肌進行進一步的代謝來消除。血乳酸消除的半時反應大約為25-30分鐘，運動后1-2小時可恢復到運動前的水平（采用積極性休息）。2氨的消除運動中體內(nèi)氨的來源有：1）氨基酸代謝；2）嘌呤核苷酸循環(huán)中AMP脫氨；3）單胺類神經(jīng)遞質(zhì)脫氨。氨是導致中樞疲勞的重要物質(zhì)。氨的消除途徑有：1）在肝臟合成尿素排出；2）在腦、肝臟和肌肉中合成谷氨酰胺；3）合成非必須氨基酸。影響運動后血氨濃度的因素：膳食：低糖膳食使血氨增加，高糖膳食對其影響不大訓練：耐力訓練可降低安靜時血氨濃度，運動時血氨濃度較低。3自由基的消除自由基：外層電子軌道有未配對電子的化學基團。運動過程中，機體氧耗增加，體內(nèi)自由基生成增加，如機體產(chǎn)生大量的活性氧（氧自由基及其衍生物）。自由基可攻擊細胞，使細胞和組織損傷，影響機能。機體存在對抗自由基的酶系統(tǒng)：（SOD、過氧化氫酶谷胱甘肽過氧化物酶，還原型谷胱甘肽等），正常情況體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和消除處于動態(tài)平衡。當運動時自由基產(chǎn)生大于消除，自由基的負面效應得以體現(xiàn)，是運動性疲勞的一個原因。通過耐力訓練可提高機體抗自由基能力，也可通過攝入抗氧化的營養(yǎng)物質(zhì)抵抗自由基的損害：VE、VC、VA、牛磺酸、銀杏葉、靈芝、黃芪等。（二）能源物質(zhì)的恢復1磷酸原的恢復短時間、極限強度運動后，CP大量消耗，其恢復的半時反應為20-30秒，2-3分鐘可基本恢復?？梢园蚜姿嵩謴偷陌霑r反應時間作為短時間大強度運動間歇休息時間，即：進行10秒鐘全力運動后，間歇休息時間為20-30秒，把磷酸原恢復完全的時間作為該強度運動組間休息時間。2肌糖原的恢復肌糖原是長時間（45-20min）大強度運動的重要能源物質(zhì)。影響運動后肌糖原恢復的因素為：運動強度及持續(xù)時間、運動后的膳食。1）短時間極限強度運動后肌糖原的恢復規(guī)律研究表明：短時間極限強度運動后開始5小時內(nèi)，肌糖原的恢復速度最快；5小時后恢復速度減慢；24小時肌糖原可完全恢復，運動后是否高糖膳食對其恢復速度影響不大。2）長時間大強度運動后肌糖原的恢復規(guī)律研究表明，長時間、大強度運動后恢復期的前10小時，肌糖原恢復速度最快，且高糖膳食能明顯加快肌糖原的恢復速度，肌糖原的完全恢復需46小時。如運動后不給高糖膳食，肌糖原恢復速度明顯減慢。高糖膳食訓練法：賽前一周大運動負荷訓練，耗盡肌糖原，其后2-3天食用低糖膳食，并進行運動，后再給以高糖膳食不運動或少運動，可使骨骼肌內(nèi)肌糖原的儲量增加2-4倍。該方法適合耐力項目運動員，不適合體操、短跑等運到項目。過度訓練常見的運動性疾病，由不適宜訓練造成的運動員運動性疲勞積累，進而引起的運動能力下降，出現(xiàn)多種臨床癥狀的綜合征。發(fā)生機制：運動負荷和機體機能不平衡所致。檢測指標：體重、Hb，T/C，BUN等（見表6-5-1）。四運動能力提高的代謝適應機制經(jīng)過訓練后運動能力提高，其基礎(chǔ)在于體內(nèi)代謝出現(xiàn)了適應性變化。1蛋白質(zhì)合成的適應性變化運動訓練后可使骨骼肌壯大和相關(guān)酶的活性提高。肌肉收縮加強可以啟動細胞內(nèi)特異蛋白質(zhì)基因表達，而代謝產(chǎn)物和某些激素對該表達有啟動作用。2能源物質(zhì)的代謝適應短時間、大強度訓練可提高磷酸原系統(tǒng)的供能能力；長時間耐力訓練可提高有氧氧化系統(tǒng)的供能能力。運動訓練可以使骨骼肌細胞代謝途徑的動