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文檔簡介
運(yùn)動(dòng)生理學(xué)教案緒論教學(xué)目的:1、了解運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的發(fā)展歷史;2、掌握運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究的對(duì)象、內(nèi)容;3、初步認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究的任務(wù)、方法;4、掌握人體功能的基本特征和生理功能調(diào)節(jié)的基本方式;5、引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的興趣。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)重點(diǎn):人體功能的基本特征和生理功能調(diào)節(jié)的基本方式難點(diǎn):激發(fā)學(xué)生對(duì)本門學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣教學(xué)時(shí)數(shù):2課時(shí)教學(xué)內(nèi)容:一、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的研究對(duì)象及發(fā)展歷史1、研究對(duì)象:運(yùn)動(dòng)生理學(xué)是研究人體在體育運(yùn)動(dòng)影響下身體機(jī)能變化規(guī)律的科學(xué).2、發(fā)展歷史二、生命的基本特征新陳代謝興奮性適應(yīng)性生殖三、生理功能的調(diào)節(jié)方式及特點(diǎn)1、神經(jīng)調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)特點(diǎn):迅速,精確2、體液調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)特點(diǎn):緩慢,持久,廣泛。3、自身調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)特點(diǎn):調(diào)節(jié)幅度較小,靈敏度較差。四、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究方法依據(jù)研究水平:整體水平系統(tǒng)和器官水平細(xì)胞和分子水平作業(yè)題1.什么是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)?按研究水平劃分,運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究有哪些?2.生命的基本特征有哪些?3.生理功能的調(diào)節(jié)方式及特點(diǎn)是什么?
肌肉收縮教學(xué)目的:1、掌握神經(jīng)肌肉興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)2、興奮在神經(jīng)肌肉接點(diǎn)的傳遞,肌肉收縮的滑行理論;3、了解骨骼肌的收縮過程;4、掌握肌肉收縮的形式、力學(xué)特征。5、掌握兩類骨骼肌纖維的形態(tài)、功能特點(diǎn)及與運(yùn)動(dòng)實(shí)踐的關(guān)系。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)、演示實(shí)驗(yàn)——前負(fù)荷、后負(fù)荷對(duì)肌肉收縮的影響教學(xué)重點(diǎn):引起興奮的刺激條件;單收縮和強(qiáng)直收縮;后負(fù)荷和前負(fù)荷對(duì)肌肉工作影響;教學(xué)難點(diǎn):興奮產(chǎn)生的機(jī)制;肌肉的收縮過程;肌肉的張力與速度關(guān)系。教學(xué)時(shí)數(shù):6課時(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)神經(jīng)肌肉的興奮性和生物電現(xiàn)象
一、興奮和興奮性概念
1、興奮性:生物體具有對(duì)刺激發(fā)生反應(yīng)的能力,稱之為興奮性。2、動(dòng)作電位:接受刺激后,在細(xì)胞膜兩側(cè)發(fā)生一次可傳播的電位變化,稱動(dòng)作電位。二、引起興奮的刺激條件一定的刺激強(qiáng)度持續(xù)一定的作用時(shí)間一定的強(qiáng)度-時(shí)間變化率(一)閾強(qiáng)度和閾刺激
1、
閾強(qiáng)度:通常把在一定刺激作用時(shí)間和強(qiáng)度—時(shí)間變化率下,引起組織興奮的這個(gè)臨界刺激強(qiáng)度,稱為閾強(qiáng)度或閾值。2、閾刺激:具有這種臨界強(qiáng)度的刺激,稱為閾刺激。3、閾下刺激:強(qiáng)度小于閾值的刺激為閾下刺激。4、閾上刺激:強(qiáng)度大于閾值的刺激為閾上刺激。(二)強(qiáng)度—時(shí)間曲線1、強(qiáng)度—時(shí)間曲線:如果以刺激強(qiáng)度變化為縱坐標(biāo),刺激的作用時(shí)間為橫坐標(biāo),將引起組織興奮所需的刺激強(qiáng)度和時(shí)間的變化關(guān)系,描繪在直角坐標(biāo)系中,可得到一條曲線,稱強(qiáng)度-時(shí)間曲線。2、基強(qiáng)度:刺激的強(qiáng)度低于某一強(qiáng)度時(shí),無論刺激的作用時(shí)間怎樣延長,都不能引起組織興奮,這個(gè)最低的或者最基本的閾強(qiáng)度,稱為基強(qiáng)度。3、意義:強(qiáng)度-時(shí)間曲線揭示了組織興奮的普遍規(guī)律,在體內(nèi)一切可興奮組織都可以繪制出類似的曲線。
三、興奮性的評(píng)價(jià)指標(biāo)1、閾強(qiáng)度2、時(shí)值時(shí)值:時(shí)值是以2倍基強(qiáng)度刺激組織,剛能引起組織興奮所需的最短作用時(shí)間。四、神經(jīng)肌肉細(xì)胞的生物電現(xiàn)象
(一)靜息電位和動(dòng)作電位
1.靜息電位
安靜時(shí)存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差,稱為靜息電位。2.動(dòng)作電位由外界刺激引起的膜電位的這種迅速而短暫波動(dòng),稱為動(dòng)作電位。(二)靜息電位和動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制
離子學(xué)說。該學(xué)說認(rèn)為,生物電的產(chǎn)生依賴于細(xì)胞膜兩側(cè)離子分布的不均勻性和膜對(duì)離子嚴(yán)格選擇的通透性及其不同條件下的變化,而膜電位產(chǎn)生的直接原因是離子的跨膜運(yùn)動(dòng)。1、靜息時(shí)膜主要對(duì)K+有通透性和K+的外流是靜息電位形成的原因2、膜對(duì)Na+通透性突然增大和Na+的迅速大量內(nèi)流(三)動(dòng)作電位的傳導(dǎo)
1.無髓鞘神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)方式——產(chǎn)生局部電流2.有髓鞘神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)方式是跳躍式的。3.動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)具有以下特征:①生理完整性。②雙向傳導(dǎo)。③不衰減和相對(duì)不疲勞性。④絕緣性。五、興奮在神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)的傳遞
神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)的結(jié)構(gòu):①接點(diǎn)前膜②接點(diǎn)后膜③接點(diǎn)間隙
第二節(jié)
肌肉收縮的原理一、肌纖維的微細(xì)結(jié)構(gòu)肌肉的基本功能是收縮,而實(shí)現(xiàn)肌肉收縮功能的結(jié)構(gòu)單位是肌細(xì)胞。
圖1-2
肌纖維的結(jié)構(gòu)模式圖(一)肌原纖維
在顯微微鏡下可見每條肌原纖維全長都呈現(xiàn)有規(guī)則的明暗交替,分別稱明帶(I帶)和暗帶(A帶)。暗帶中間有一個(gè)較透明的區(qū),為H區(qū),H區(qū)中間有一橫向暗線,稱M線。而在肌肉收縮時(shí)縮短,明帶中央有一條橫向的暗線,稱Z線。兩相鄰Z線之間的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)肌小節(jié),它包括中間的暗帶和兩側(cè)各二分之一的明帶。目前已肯定,肌小節(jié)是肌肉收縮與舒張的最基本單位。二、肌肉的收縮機(jī)制肌肉的收縮機(jī)制——細(xì)肌絲向粗肌絲滑行?;鞋F(xiàn)象最直接證明是肌肉收縮時(shí)暗帶長度不變,而明帶的長度縮短,與此同時(shí),暗帶中央的H區(qū)也相應(yīng)變窄,這種變化只能用粗、細(xì)肌絲之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來解釋。三、單收縮和強(qiáng)直收縮
(一)單收縮概念:整塊肌肉或單個(gè)肌纖維接受一次短促的刺激后,先產(chǎn)生一次動(dòng)作電位,緊接著所進(jìn)行的一次機(jī)械性收縮,稱為單收縮。單收縮反映了肌肉收縮的最基本特征。(二)強(qiáng)直收縮1、概念強(qiáng)直收縮:若增加刺激的頻率,使每次刺激的間隔短于單收縮所持續(xù)的時(shí)間,肌肉的收縮將出現(xiàn)融合現(xiàn)象,即肌肉不能完全舒張,為強(qiáng)直收縮。2、種類:強(qiáng)直收縮有兩種。(1)
不完全強(qiáng)直收縮:一種在增加刺激頻率時(shí),肌肉未完全舒張就產(chǎn)生第二次收縮,肌肉收縮出現(xiàn)部分的融合,稱為不完全強(qiáng)直收縮(2)
完全強(qiáng)直收縮:如果繼續(xù)增加刺激頻率,使肌肉在前一次收縮期末就開始第二次收縮,肌肉收縮反應(yīng)出現(xiàn)完全的融合,稱為完全強(qiáng)直收縮。第三節(jié)肌肉收縮的形式與力學(xué)特征一、肌肉收縮形式依肌肉收縮時(shí)的張力和長度變化,可將肌肉收縮的形式分為三類:縮短收縮、拉長收縮和等長收縮。
(一)縮短收縮1、概念:縮短收縮是指肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外加的阻力時(shí),肌肉縮短,并牽引骨杠桿做相向運(yùn)動(dòng)的一種收縮形式??s短收縮時(shí)肌肉起止點(diǎn)靠近,又稱向心收縮。2、種類:依據(jù)整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍肌肉張力與負(fù)荷的關(guān)系,縮短收縮又可分非等動(dòng)收縮和等動(dòng)收縮兩種。(1)非等動(dòng)收縮(習(xí)慣上稱等張收縮):在整個(gè)收縮過程中給定的負(fù)荷是恒定的,而由于不同關(guān)節(jié)角度杠桿得益不同和肌肉收縮長度變化的影響,在整個(gè)關(guān)節(jié)移動(dòng)范圍內(nèi)肌肉收縮產(chǎn)生的張力和負(fù)荷是不等同的,收縮的速度也不相同。意義:用非等動(dòng)收縮發(fā)展力量只有關(guān)節(jié)力量最弱點(diǎn)得到最大鍛練。(2)等動(dòng)收縮:在整個(gè)關(guān)節(jié)范圍內(nèi)肌肉產(chǎn)生的張力始終與負(fù)荷等同,肌肉能以恒定速度或等同的強(qiáng)度收縮。意義:因而采用等動(dòng)收縮形式發(fā)展力量可使肌肉在關(guān)節(jié)整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍都得到最大鍛練。(二)拉長收縮1、概念:當(dāng)肌肉收縮所產(chǎn)生的張力小于外力時(shí),肌肉積極收縮但被拉長,這種收縮形式稱拉長收縮。拉長收縮時(shí)肌肉起止點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離,又稱離心收縮。1、
特點(diǎn):肌肉收縮產(chǎn)生的張力方向與阻力相反,肌肉做負(fù)功。2、
意義:在人體運(yùn)動(dòng)中拉長收縮起著制動(dòng)、減速和克服重力等作用。(三)等長收縮1、概念:當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時(shí),肌肉積極收縮,但長度不變,這種收縮形式稱等長收縮。2、特點(diǎn):等長收縮時(shí)負(fù)荷未發(fā)生位移,從物理學(xué)角度認(rèn)識(shí),肌肉沒有做外功,但仍消耗很多能量。3、意義:等長收縮是肌肉靜力性工作的基礎(chǔ),在人體運(yùn)動(dòng)中對(duì)運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)固定、支持和保持身體某種姿勢(shì)起重要作用。(四)三種肌肉收縮形式比較二、肌肉收縮的力學(xué)特征
(一)后負(fù)荷對(duì)肌肉收縮的影響——張力與速度關(guān)系1、后負(fù)荷:肌肉開始收縮時(shí)才遇到的負(fù)荷或阻力稱后負(fù)荷。2、張力-速度曲線:肌肉在后負(fù)荷作用下表現(xiàn)的張力與速度的這種關(guān)系描繪在坐標(biāo)上可得到一條曲線,稱張力-速度曲線。如果以肌肉開始縮短的張力和初速度為指標(biāo),改變后負(fù)荷大小,會(huì)發(fā)現(xiàn),后負(fù)荷越大,肌肉產(chǎn)生的張力也越大,肌肉縮短開始也越晚,縮短的初速度也越小,反之亦然。3、張力和速度呈反比關(guān)系
該曲線說明:在一定的范圍內(nèi),肌肉收縮產(chǎn)生的張力和速度大致呈反比關(guān)系;當(dāng)后負(fù)荷增加到某一數(shù)值時(shí),張力可達(dá)到最大,但收縮速度為零,肌肉只能作等長收縮;當(dāng)后負(fù)荷為零時(shí),張力在理論上為零,肌肉收縮速度達(dá)到最大。肌肉收縮的張力-速度關(guān)系提示,要獲得收縮的較大速度,負(fù)荷必須相應(yīng)減少;要克服較大阻力,即產(chǎn)生較大的張力,收縮速度必須緩慢。
圖1-3
肌肉收縮的張力-速度關(guān)系4、機(jī)制:(1)
張力取決于活化橫橋的數(shù)目;(2)
速度取決于ATP分解的速率。研究表明,肌肉張力和收縮速度可能分別被兩種獨(dú)立的機(jī)制所控制,收縮產(chǎn)生張力的大小取決于活化的橫橋數(shù)目,而收縮速度則取決于橫橋上能量釋放的速率。當(dāng)后負(fù)荷增大時(shí),使更多的橫橋處于活化狀態(tài),這樣增大了肌肉收縮的張力,同時(shí)抑制了ATP水解,降低了能量釋放率,使收縮速度變慢。收縮速度與活化橫橋數(shù)目無關(guān)。
實(shí)驗(yàn)表明,逐漸增大肌肉收縮的初長度,肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的張力也逐漸增加;當(dāng)初長度繼續(xù)增大到某一數(shù)值時(shí),張力可達(dá)到最大;此后,再繼續(xù)增大肌肉收縮的初長度,張力反而減小,收縮效果亦減弱。3、
適宜初長度:通常把引起肌肉收縮張力最大的初長度稱為適宜初長度。4、
機(jī)制:肌絲滑行理論,粗細(xì)肌絲適宜重疊,拉長時(shí)起作用的橫橋數(shù)目增多,過度拉長,橫橋數(shù)目減少圖1-4
肌肉收縮的長度-張力關(guān)系(三)肌肉收縮能力的改變對(duì)肌肉收縮的影響肌肉收縮能力的改變:通常把可以影響肌肉收縮效果的肌肉內(nèi)部功能狀態(tài)的改變,定義為肌肉收縮能力的改變。第四節(jié)不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)、功能特征一、骨骼肌纖維類型的區(qū)分慢?。á裥停㏒T紅色
快肌(Ⅱ型)FT白色、紅色二、不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)、代謝和生理特征
1、形態(tài)特征快肌纖維較粗,肌漿網(wǎng)發(fā)達(dá)。接受脊髓前角大運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配,肌纖維數(shù)量多;慢肌纖維細(xì),線粒體數(shù)量多,毛細(xì)血管多。接受脊髓前角小運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配,肌纖維數(shù)量少。
快肌纖維慢肌纖維直徑大小肌漿網(wǎng)發(fā)達(dá)不發(fā)達(dá)毛細(xì)血管網(wǎng)不豐富豐富線粒體少多運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元神經(jīng)纖維粗傳導(dǎo)速度快神經(jīng)纖維細(xì)傳導(dǎo)速度慢2、代謝特征快肌纖維以無氧能力高,乳酸脫氫酶活性高,肌糖原含量高;慢肌纖維有氧代謝能力高,氧化酶活性高。
快肌纖維慢肌纖維有氧能力低高無氧能力高低3、生理特征快肌纖維收縮速度快,力量大,易疲勞;慢肌纖維收縮速度慢,力量小,但不易疲勞。
快肌纖維慢肌纖維收縮速度快慢收縮力量大小抗疲勞能力易疲勞不易疲勞
作業(yè)題
1.比較下列概念的涵義:興奮與興奮性;閾值與時(shí)值;靜息電位與動(dòng)作電位;
不完全強(qiáng)直收縮和完全強(qiáng)直收縮。
2.刺激引起組織興奮應(yīng)具備哪些條件?
3.簡述靜息電位和動(dòng)作電位產(chǎn)生的原因。
4.比較興奮在神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的特點(diǎn)。
5.何謂肌肉收縮的滑行理論?
6.試比較肌肉工作三種形式的特點(diǎn)?指出它們?cè)隗w育實(shí)踐中的意義。
7.分析肌肉工作的張力與速度關(guān)系、生理機(jī)制以及在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的意義。
8.分析肌肉工作的長度與張力關(guān)系、生理機(jī)制以及在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的意義。9.試述不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)特征、代謝特征和生理特征。
第二章呼吸
教學(xué)目的:1、了解呼吸的概念,掌握肺通氣及其調(diào)節(jié);2、掌握氣體交換和呼吸氣體在血液中運(yùn)輸?shù)脑砑坝绊懸蛩?,氧離曲線概念、特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)影響;3、運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸功能的變化規(guī)律。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)——肺活量的測定、呼吸肌耐力的測定教學(xué)重點(diǎn):評(píng)定肺通氣功能的評(píng)定指標(biāo);呼吸中樞;化學(xué)因素對(duì)呼吸的影響;亞極量運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣量的變化規(guī)律及調(diào)節(jié)機(jī)制。教學(xué)難點(diǎn):內(nèi)呼吸;化學(xué)因素對(duì)呼吸的影響。教學(xué)時(shí)數(shù):3學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:
概述:機(jī)體在新陳代謝過程中,需要不斷地從外界環(huán)境中攝取氧并排出二氧化碳。這種機(jī)體與環(huán)境之間的氣體交換稱為呼吸。
呼吸全過程包括三個(gè)環(huán)節(jié):(1)外呼吸(2)氣體在血液中的運(yùn)輸。(3)內(nèi)呼吸。第一節(jié)
肺通氣肺通氣是指肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。一、肺容積和肺容量(一)肺容積
肺容積由四個(gè)互不重疊的部分組成:潮氣量,補(bǔ)吸氣量,補(bǔ)呼氣量和余氣量。
(二)肺容量
肺容量是肺的基本容積中兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上的聯(lián)合氣量。
肺活量
最大吸氣后,盡力所能呼出的最大氣量為肺活量。它是潮氣量、補(bǔ)吸氣量和補(bǔ)呼氣量三者之和。
時(shí)間肺活量即在吸氣之后,盡力以最快的速度呼氣,計(jì)算第1、2、3s末的呼出氣量占肺活量的百分?jǐn)?shù)。二、肺通氣量1、每分通氣量
每分鐘吸入或呼出的氣體總量為每分通氣量,其等于潮氣量與每分鐘呼吸頻率的乘積。2、最大通氣量每分鐘所能吸入或呼出的最大氣量為最大通氣量。3、肺泡通氣量肺泡通氣量是指每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量(AlveolarVentilation)。在呼吸過程中,每次吸入的氣體中,留在呼吸性細(xì)支氣管前的呼吸道內(nèi)的氣體是不能進(jìn)行氣體交換的,這一部分空間稱為解剖無效腔因此從氣體交換的角度來考慮,只有進(jìn)入肺泡的氣體量才是有效的通氣量,即肺泡通氣量。其計(jì)算公式如下:
肺泡通氣量=(潮氣量-無效腔)×呼吸頻率(次/分)若安靜時(shí)潮氣量為500ml,呼吸頻率為每分鐘12次,則肺泡通氣量為(500-150)×12=4200ml。潮氣量和呼吸頻率的變化,對(duì)每分通氣量和肺泡通氣量有不同的影響。當(dāng)潮氣量減半而呼吸頻率加倍或呼吸頻率減半而潮氣量加倍時(shí),每分通氣量都是6000ml,而肺泡通氣量則因解剖無效腔的存在將發(fā)生很大變化,例如,潮氣量為250ml,呼吸頻率為每分鐘24次,而肺泡通氣量減為2400ml;而潮氣量為1000ml,呼吸頻率為每分鐘6次,則肺泡通氣量增至5100ml。故從提高肺泡氣更新率的角度考慮,在一定范圍內(nèi)深而慢的呼吸比淺而快的呼吸有利。評(píng)價(jià)肺通氣功能的指標(biāo)主要有:
肺活量、時(shí)間肺活量、最大通氣量。第二節(jié)氣體的交換
氣體交換包括肺泡與血液之間,以及血液與組織細(xì)胞之間O2和CO2的交換。前者稱為肺換氣,后者稱組織換氣。兩種換氣都通過擴(kuò)散(Diffusion)方式來實(shí)現(xiàn),它們所遵循的物理原則是相同的。
一、氣體交換的動(dòng)力
方式:擴(kuò)散以物理的原則,PO2、PCO2按各自分壓由高向底擴(kuò)散。動(dòng)力:分壓差
氣體交換的動(dòng)力是分壓差。所謂分壓是指混合氣中各組成氣體所具有的壓力。它可用混合氣體的總壓力乘以各組成氣體在混合氣體中所占的容積百分比來求得。例如,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1個(gè)大氣壓為101.33kPa(760mmHg),其中O2的容積百分比約為20.96%,故PO2為101.33×20.96%=21.24kPa(159mmHg);同理,CO2的容積百分比為0.04%,則PCO2為0.04kPa(0.30mmHg)。現(xiàn)將肺泡氣、血液和組織中PO2和PCO2總結(jié)于表2-1。
表2-1安靜時(shí)肺泡氣、血液和組織內(nèi)PO2和PCO2(單位:Kpa,括號(hào)內(nèi)為mmHg)
肺泡氣
靜脈血
動(dòng)脈血
組
織PO2
13.60(102)
5.33(40)
13.33(100)
4.00(30)PCO2
5.33(40)
6.13(46)
5.33(40)
6.67(50)由表中可見,肺泡氣、血液、組織內(nèi)的PO2分壓和PCO2各不相同,彼此存在著分壓差,即存在著氣體交換的動(dòng)力,于是氣體就可從分壓高處向分壓低處擴(kuò)散。
肺泡內(nèi)PO2高于靜脈血PO2,而PCO2則低于靜脈血,因此,O2由肺泡向靜脈血擴(kuò)散,而CO2則由靜脈血向肺泡擴(kuò)散。經(jīng)肺換氣后,靜脈血變成動(dòng)脈血。動(dòng)脈血流經(jīng)組織時(shí),由于組織的PO2低于動(dòng)脈血PO2,而PCO2高于動(dòng)脈血,因此,O2由血液向組織擴(kuò)散,而CO2則由組織向血液擴(kuò)散。經(jīng)組織換氣后靜脈血變成了動(dòng)脈血。二、氣體交換的過程1、
肺換氣
2、
組織換氣由于肺通氣不斷進(jìn)行、組織代謝不斷消耗O2產(chǎn)生CO2,肺泡氣、血液和組織間的O2和CO2分壓差也一直存在,肺換氣和組織換氣也一直在進(jìn)行。即肺循環(huán)毛細(xì)血管的血液不斷從肺泡獲得O2,放出CO2;而體循環(huán)毛細(xì)血管的血液則不斷向組織提供O2,運(yùn)走CO2。以確保組織代謝的正常進(jìn)行。三、影響氣體交換的因素1、氣體擴(kuò)散速度
氣體分子擴(kuò)散速度快,氣體交換也快;反之則慢。氣體分子擴(kuò)散的速度與溶解度及分壓差成正比,與分子量的平方根成反比。綜合上述因素,CO2的擴(kuò)散速度約為O2的2倍。由于溶解度和分子量是不變的,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)O2和CO2的擴(kuò)散速度取決于當(dāng)時(shí)血液與交換部位(肺泡或組織)之間的O2和CO2分壓差。
運(yùn)動(dòng)時(shí),活動(dòng)肌肉代謝旺盛,組織PO2迅速下降,PCO2迅速升高,使組織和血液間的O2分壓差、CO2分壓差加大,組織換氣速度加快。這樣靜脈血的PO2也大幅度下降,PCO2顯著上升,加大了靜脈血和肺泡氣之間的O2和CO2分壓差,使肺換氣速度也隨之加快。氣體擴(kuò)散的速度還與溫度成正比,運(yùn)動(dòng)時(shí)體溫升高也有利于氣體的擴(kuò)散。
2、呼吸膜的通透性和面積
肺換氣是在肺泡和肺毛細(xì)血管間進(jìn)行,氣體所穿過的膜稱呼吸膜(肺泡-肺毛細(xì)血管膜)。呼吸膜的通透性及面積都會(huì)影響氣體交換效率。正常呼吸膜很薄,平均厚度不到1微米,通透性極大;而且呼吸膜面積廣大,有60-100m2。安靜狀態(tài)下,呼吸膜擴(kuò)散面積約為40m2。運(yùn)動(dòng)時(shí),肺毛細(xì)血管開放的數(shù)量增多,其面積可增至70m2以上,幾乎為體表面積的40倍,使肺換氣效率明顯提高。
3、通氣/血流比值
每分肺泡通氣量和肺血流量(心輸出量)的比值,稱通氣/血流比值。正常人安靜時(shí)通氣/血流比值為0.84(4.2/5),此時(shí)通氣量與血流量匹配最合適,氣體交換效率最高。在進(jìn)行中小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)體一方面通過調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)增大肺通氣量,另一面增加心輸出量,使通氣/血流比值保持穩(wěn)定。但當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度過大時(shí),心輸出量的加大跟不上肺通氣量的增加,此值升高。在這種情況下部分肺泡得不到血液灌流,以致其中的氣體不能與血液充分交換,氣體交換的效率相對(duì)下降。由此可見,增強(qiáng)心泵功能,使劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)肺泡的血流量增多,有利于使通氣/血流比值保持在0.84,提高肺換氣效率。
4、組織局部血流量
對(duì)于組織換氣來說,組織細(xì)胞從血液中吸收O2的多少,除由血液與組織的O2分壓差外,組織局部血流量也是一個(gè)重要因素。運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉中毛細(xì)血管開放數(shù)量增多。使肌肉組織換氣效率提高。第三節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)一、
運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸的變化運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體代謝旺盛,呼吸系統(tǒng)將發(fā)生一系列變化以適應(yīng)機(jī)體代謝的需要。呼吸加深加快,肺通氣量增加。運(yùn)動(dòng)中肺通氣量變化的規(guī)律為:有訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員在從事運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低時(shí),每分通氣量的增加主要是潮氣量的增加;當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加到一定程度時(shí),才主要依靠呼吸頻率的增加。在一定范圍內(nèi)每分通氣量與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度呈線性相關(guān),若超過這一范圍,每分通氣量的增加將明顯大于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加.
運(yùn)動(dòng)過程中通氣量的上升有一個(gè)過程,運(yùn)動(dòng)開始前,通氣量已稍有上升;運(yùn)動(dòng)開始后,通氣量先突然升高,進(jìn)而再緩慢升高,隨后達(dá)到一個(gè)平穩(wěn)水平;運(yùn)動(dòng)停止時(shí),也是通氣量先驟降,繼之緩慢下降達(dá)運(yùn)動(dòng)前水平。二、運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸的調(diào)節(jié)
1.神經(jīng)因素
神經(jīng)因素包括大腦皮層和高位中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)。2.體液因素
體液因素主要是指PCO2、PO2、PH的作用。3.溫度
體溫升高可提高呼吸中樞對(duì)CO2的敏感性。作業(yè)題1、
如何評(píng)價(jià)肺通氣功能?2、
為什么在一定范圍內(nèi)深而慢的呼吸比淺而快的呼吸效果好?3、
試述運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸的變化及其調(diào)節(jié)機(jī)制。
第三章血液
教學(xué)目的:
1、了解血液的組成、理化特性與生理功能。2、血細(xì)胞的正常值以及血量、血紅蛋白含量與血型。3、掌握氧離曲線的特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)的影響。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)——血型的測定教學(xué)重點(diǎn):血紅蛋白、血型難點(diǎn):氧解離曲線、血漿滲透壓教學(xué)時(shí)數(shù):2學(xué)時(shí)
第一節(jié)概述一、血液組成血液由血漿和血細(xì)胞組成,合稱全血。血細(xì)胞又分紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。
二、紅細(xì)胞
(1)Hb
紅細(xì)胞中含有血紅蛋白(hemoglobin,Hb)。我國,平均130g/L。運(yùn)動(dòng)員男160g/L,女140g/L,稱為運(yùn)動(dòng)性貧血。(2)血型
根據(jù)不同個(gè)體紅細(xì)胞膜上是否含有A、B兩種抗原,把人類的血型分為四種類型。含有A抗原的是A型,含有B抗原的是B型,兩種抗原都有的是AB型,兩種抗原均沒有的是O型。在同一個(gè)體的血漿中,不會(huì)含有與他自身紅細(xì)胞抗原相對(duì)抗的凝集素。A型血的血漿中只有抗B,B型血的血漿中只有抗A,AB型的血漿中兩種抗體都沒有,而O型血的血漿中則兩種抗體都有。若相對(duì)抗的紅細(xì)胞抗原與血漿抗體相遇,則會(huì)發(fā)生紅細(xì)胞凝集反應(yīng)。
第二節(jié)血液的功能一、運(yùn)輸功能
(一)氧合與氧離
O2既能與紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白(Hb)疏松地結(jié)合在一起,又能可逆地解離。當(dāng)氧分壓升高時(shí),Hb與O2結(jié)合形成氧合血紅蛋白(HbO2),這一過程稱氧合。而當(dāng)氧分壓降低時(shí),氧合血紅蛋白又解離出O2和還原血紅蛋白(Hb),這一過程稱氧離。
(二)血氧飽和度、氧容量和氧含量
血紅蛋白氧飽和度是指血液中Hb與O2結(jié)合(被氧飽和)的程度。2把每1L血液中血紅蛋白實(shí)際結(jié)合的氧量稱為血紅蛋白氧含量。
(三)氧離曲線
1、概念:反映血氧飽和度與血氧分壓之間關(guān)系的曲線稱血紅蛋白氧解離曲線,簡稱氧離曲線。
該曲線既表示不同PO2下,HbO2解離情況,同樣也反映不同PO2下,O2與Hb結(jié)合情況。從該曲線表明,當(dāng)PO2升高時(shí),血氧飽和度增大,表明血紅蛋白結(jié)合O2;反之,當(dāng)PO2下降時(shí),血氧飽和度下降,表明氧合血紅蛋白解離出O2,但兩者之間并非直線的關(guān)系,氧離曲線近似“S”型,這一特征具有重要的生理意義。2、氧離曲線分析(1)曲線上段:平坦,機(jī)體攝取足夠氧氣提供較大的安全系數(shù)。
(2)曲線中段:較陡,保證正常狀態(tài)下組織細(xì)胞的O2供應(yīng)。
每1L動(dòng)脈血液流經(jīng)組織時(shí)釋放出的O2量占動(dòng)脈血氧含量的百分?jǐn)?shù),稱氧利用率。(3)曲線下段:坡度更陡,代表了氧的貯備使機(jī)體能夠適應(yīng)組織活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)對(duì)O2的需求。
(四)影響氧離曲線的因素
血紅蛋白與氧的結(jié)合和解離除了受到氧分壓的影響外,還可受多種因素的影響,從而使氧離曲線偏移,改變Hb與O2的親和力。Hb和O2的親和力通常用P50表示。P50是指血紅蛋白氧飽和度達(dá)到50%時(shí)對(duì)應(yīng)的PO2,正常為3.5KPa(26.6mmHg)。P50增大,曲線右移,表示Hb與O2的親和力降低,需要更高的PO2才能使血紅蛋白氧飽增加,氧離曲線右移,表明運(yùn)動(dòng)時(shí)Hb與O2的親和力降低,同樣的PO2下,血氧飽和度較安靜值低,意味著更多的O2從HbO2中解離出來,供肌肉利用,顯然,這是運(yùn)動(dòng)中的良好反應(yīng)。1、PCO2和PH
波爾效應(yīng):
PCO2和血液中H+濃度增加,均可使氧離曲線右移,Hb與O2的親和力減小,P50增大;反之,則曲線左移,P50減小(圖4-4A、B)。PCO2和PH對(duì)Hb氧親和力的這種影響,稱為波爾效應(yīng)。2、溫度
溫度升高,氧離曲線右移,Hb與O2的親和力減小;反之,曲線左移。當(dāng)溫度升高時(shí),組織代謝加強(qiáng),對(duì)氧的需求增加,這時(shí)Hb與O2的親和力減小,促使O2釋放,供組織利用。當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉產(chǎn)熱量明顯增加,導(dǎo)致血溫升高,促使O2釋放,滿足肌肉運(yùn)動(dòng)的需要。3、2,3-DPG
紅細(xì)胞中含有多種有機(jī)磷化物,特別是2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG),2,3-DPG能降低Hb與O2的親和力,使氧離曲線右移。-DPG是紅細(xì)胞無氧酵解的產(chǎn)物,人在缺氧、登山和長時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí),紅細(xì)胞中2,3-DPG均會(huì)增加,使氧離曲線右移,2二、緩沖PH值功能正常血漿的PH值約為7.35-7.45,最大PH值變動(dòng)范圍約為6.9-7.8。三、保護(hù)和防御功能作業(yè)題
1.簡述血液的組成及功能。
2.分析氧離曲線。運(yùn)動(dòng)對(duì)氧解離曲線有何影響,為什么?影響氧離曲線的因素有哪些?
第四章循環(huán)與運(yùn)動(dòng)
教學(xué)目的:1、掌握心肌的生理特性。2、了解心臟的心動(dòng)周期與泵血過程,掌握評(píng)定心泵功能指標(biāo)以及心泵功能的調(diào)節(jié);3、動(dòng)脈血壓的概念及影響因素;4、心血管功能調(diào)節(jié)的影響因素及其運(yùn)動(dòng)時(shí)的變化規(guī)律。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)、討論、實(shí)驗(yàn)——運(yùn)動(dòng)前后動(dòng)脈血壓的測定教學(xué)重點(diǎn):影響心輸出量的主要因素;評(píng)定心泵功能的幾項(xiàng)指標(biāo);運(yùn)動(dòng)時(shí)心輸出量的變化;運(yùn)動(dòng)時(shí)血流量重新分配的特點(diǎn)及意義。教學(xué)難點(diǎn):心肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象;影響心輸出量的主要因素;影響動(dòng)脈血壓的因素教學(xué)時(shí)數(shù):4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:概述:血液在心血管中按一定方向周而復(fù)始流動(dòng),稱為血液循環(huán)。第一節(jié)、心肌的生理特性一、興奮性心肌細(xì)胞復(fù)極過程存在2期(平臺(tái)期),此期緩慢,膜內(nèi)電位停滯于接近零電位水平,使記錄到波形成為一個(gè)平坦的曲線,此期是心肌動(dòng)作電位區(qū)別于骨骼肌和神經(jīng)纖維的顯著特征。心肌細(xì)胞的有效不應(yīng)期長。二、自動(dòng)節(jié)律性組織細(xì)胞能夠在沒有外來刺激的條件下,自動(dòng)地發(fā)生節(jié)律性興奮的特性,稱為自動(dòng)節(jié)律性,簡稱自律性。心肌具有自動(dòng)節(jié)律性。三、傳導(dǎo)性(Conductivity)
興奮從心房傳到心室,必須通過房室交界,這一部位傳導(dǎo)最慢,延擱時(shí)間最長,約需0.08-0.12s。房一室延擱具有重要意義,使心房興奮和收縮先于心室,有利于心室的充分充盈而實(shí)現(xiàn)其泵血功能。四、收縮性(Contractility)
不發(fā)生強(qiáng)直收縮
由于心肌的有效不應(yīng)期長,延至整個(gè)收縮期和舒張?jiān)缙冢韵嗬^的各次收縮不能像骨骼肌那樣可以總和,形成強(qiáng)直收縮,保證心臟收縮和舒張交替進(jìn)行,有效地實(shí)現(xiàn)心泵血功能。
期前收縮和代償性間歇
在某些情況下,如果心室在有效不應(yīng)期之后受到人工的或竇房結(jié)之外的異常刺激,則可以產(chǎn)生一次期前興奮,引起期前收縮或期外收縮(也稱早搏)。期前興奮也有它自己的有效不應(yīng)期,當(dāng)緊接在期前興奮之后的一次竇房結(jié)的興奮傳到心室時(shí),常常恰好落在期前興奮的有效不應(yīng)期內(nèi),不能引起心室興奮和收縮,形成“脫失”,須等到下一次竇房結(jié)的興奮傳到心室時(shí)才能引起心室收縮,這樣,在一次期前收縮之后,出現(xiàn)一段較長的心室舒張期,稱為代償性間歇。隨之,才恢復(fù)竇性節(jié)律。第二節(jié)、心動(dòng)周期
一、
心動(dòng)周期心臟收縮和舒張一次,稱為一個(gè)心動(dòng)周期。規(guī)律:①在一個(gè)心動(dòng)周期,心房和心室的活動(dòng)按次序進(jìn)行。②左右兩側(cè)心房或心室的活動(dòng)同步進(jìn)行。③舒張期長于收縮期。④心率增快時(shí),心動(dòng)周期時(shí)間縮短,以舒張期縮短更明顯,使心臟充盈不足。二、心率心率是每分鐘心臟搏動(dòng)的次數(shù)。心率增快的因素:當(dāng)人體由臥位轉(zhuǎn)為站位時(shí)、進(jìn)食后、體溫升高、情緒緊張、疼痛刺激,缺氧、運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)等,都可使心率加快。在肌肉活動(dòng)時(shí),心率的增加與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有關(guān),而且增加的幅度還與運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、體能水平、訓(xùn)練水平有關(guān)。所以心率是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中最常用又簡單易測的一項(xiàng)生理指標(biāo)。第三節(jié)心輸出量和心臟做功一、
心輸出量(一)
每搏輸出量(SV)
1、概念一次心跳一側(cè)心室射出的血量,稱為每搏輸出量,簡稱搏出量。成人在靜息狀態(tài)下的搏出量約為60-80ml2、射血分?jǐn)?shù)每搏輸出量所占心室舒張末期容積的百分比稱為射血分?jǐn)?shù)(二)每分輸出量(Minutevolume)
1、概念每分鐘一側(cè)心室所射出的血量,稱為每分鐘輸出量,簡稱心輸出量(CO),它等于搏出量與心率的乘積。2、心指數(shù)以每平方米體表面積計(jì)算的心輸出量(L/min·m2),稱為心指數(shù)(CI)。二、影響心輸出量的因素
影響心輸出量的主要因素是心室舒張末期容積、心肌收縮性能,動(dòng)脈血壓和心率。(一)前負(fù)荷
1、心室舒張末期容積(前負(fù)荷)的作用
心室舒張末期容積↑
,SV
↑
2、異長自身調(diào)節(jié)搏出量的這種自身調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)在于心肌纖維初長度的改變,這與改變骨骼肌的初長度(前負(fù)荷)對(duì)收縮力的影響是同樣的,所以也稱為異長自身調(diào)節(jié)。
心肌的初長度是由心舒張末期容積或充盈量決定的,又稱為心肌的前負(fù)荷。
說明運(yùn)動(dòng)時(shí)搏出量明顯增加與心肌的這種異長自身調(diào)節(jié)的作用不大。(二)心肌收縮性能
1、心肌收縮性能的作用
心肌收縮性能↑
,SV↑
2、等長自身調(diào)節(jié)這種與心肌初長度無關(guān),而通過改變心肌收縮能力來調(diào)節(jié)心室泵血功能的機(jī)制,稱等長自身調(diào)節(jié)。
運(yùn)動(dòng)時(shí),可使心肌收縮性能增強(qiáng),從而使搏出量增加。(三)后負(fù)荷
動(dòng)脈血壓(后負(fù)荷)的影響
動(dòng)脈血壓
↑,SV↓
動(dòng)脈血壓是心臟在開始收縮時(shí)所遇到的負(fù)荷,故稱為后負(fù)荷。
劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),在動(dòng)脈血壓升高的情況下,搏出量仍能維持在較高水平,這是由于在神經(jīng)、體液的調(diào)節(jié)下,心肌收縮力增強(qiáng)的緣故。(四)心率
心率的影響
在一定范圍內(nèi),心率
↑,SV↑
只有心率在適應(yīng)范圍內(nèi)(110-120次/分至170-180次/分),心輸出量才能保持較高水平。
三、心力貯備和心臟作功量(一)心力貯備(Cardiacreserve)
1、心力貯備
心輸出量可隨著機(jī)體代謝的需要而增加,具有一定的貯備,稱為心力貯備或心泵功能貯備。心力貯備可分為心率貯備,收縮期貯備和舒張期貯備。2、心率貯備心率貯備是通過心率增加而使心輸出量增加的貯備。3、收縮期貯備收縮期貯備是通過心室收縮力增強(qiáng),使心室收縮末期容積減小的幅度。4、舒張期貯備舒張期貯備指通過心室舒張末期容積增加的幅度,一般認(rèn)為舒張期貯備最少。第四節(jié)
血壓
一、動(dòng)脈血壓血壓:血管內(nèi)流動(dòng)的血液對(duì)血管壁的側(cè)壓力。
單位:Pa,kPa,mmHg1.動(dòng)脈血壓形成的基本條件一個(gè)前提:心血管系統(tǒng)內(nèi)有血液充盈二個(gè)條件:心臟射血、外周阻力2.動(dòng)脈血壓的正常值:我國正常青年人:13.3-16/8-10.6kPa(100-120/60-80mmHg)高血壓:安靜時(shí)血壓持續(xù)高于21.3/12.6kpa(160/95mmHg)臨界高血壓:18.6/12-21.3/12.6kpa(140/90-160/95mmHg)低血壓:低于12/6.6kpa(90/50mmHg)二、影響動(dòng)脈血壓的因素(1)每搏輸出量搏出量↑→收縮壓↑,舒張壓升高不大→脈壓↑搏出量↓→收縮壓↓→脈壓↓→收縮壓高低主要反映搏出量的多少。(2)心率心率↑→舒張壓↑→脈壓↓心率↓→舒張壓↓→脈壓↑
→心率主要影響舒張壓(3)外周阻力外周阻力↑→舒張壓↑→脈壓↓外周阻力↓→舒張壓↓→脈壓↑→舒張壓高低主要反映外周阻力大小動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)時(shí)→外周阻力↓→舒張壓↓靜力性運(yùn)動(dòng)時(shí)→外周阻力↑→舒張壓↑(4)主動(dòng)脈和大動(dòng)脈的彈性作用兒少:血管彈性好→收縮壓↓→脈壓↓老年人:血管硬化→外周阻力↑→舒張壓↑(5)循環(huán)血量與血管容積的比例正常:血量與容積相適應(yīng)失血過多或嚴(yán)重脫水時(shí):平均充盈壓↓→回心血量↓→心輸出量↓→血壓↓三、動(dòng)脈脈搏在每個(gè)心動(dòng)周期中,動(dòng)脈內(nèi)的壓力發(fā)生周期性的波動(dòng),在淺表的動(dòng)脈管壁上可以觸摸到搏動(dòng),稱為動(dòng)脈脈搏,簡稱脈搏。正常情況下脈搏與心率一致。第五節(jié)心血管活動(dòng)的調(diào)節(jié)一、神經(jīng)調(diào)節(jié)(1)心臟的神經(jīng)支配心交感神經(jīng):心率↑、心肌收縮力↑心迷走神經(jīng):心率↓、心肌收縮力↓,以心率↓為顯著(2)血管的神經(jīng)支配縮血管神經(jīng)纖維舒血管神經(jīng)纖維二、心血管反射1.減壓反射:當(dāng)血壓突然升高時(shí),頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈弓壓力感受器興奮,使心迷走中樞緊張加強(qiáng),→心率↓、心縮力減弱、血管舒張、動(dòng)脈血壓↓2.頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體化學(xué)感受性反射三、心血管活動(dòng)的體液調(diào)節(jié)腎上腺素:強(qiáng)心去甲腎上腺素:升壓四、運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管機(jī)能的調(diào)節(jié)和影響1.血流量重新分配和肌肉微循環(huán)改善2.心血管功能改善:心收縮力↑、心輸出量↑、心肌代謝功能改善3.竇性心動(dòng)徐緩4.運(yùn)動(dòng)性心臟增大作業(yè)題1、
與骨骼肌相比,心肌有何生理特點(diǎn)?其生理意義如何?2、
試述影響心輸出量的因素3、
試述動(dòng)脈血壓的形成及其影響因素。4、
試述運(yùn)動(dòng)時(shí)血液循環(huán)功能的變化特點(diǎn)。
第五章肌肉活動(dòng)的能量供應(yīng)教學(xué)目的:1、了解安靜時(shí)與運(yùn)動(dòng)時(shí)人體肌肉能需量,安靜與運(yùn)動(dòng)時(shí)能量代謝的測定方法;2、了解運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的來源,掌握三個(gè)供能系統(tǒng)特征,能量連續(xù)統(tǒng)一體的理論及其應(yīng)用。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)教學(xué)重點(diǎn):運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的來源;人體三個(gè)供能系統(tǒng)特征;能量連續(xù)統(tǒng)一體的理論及其應(yīng)用難點(diǎn):能量代謝的測定方法;能量連續(xù)統(tǒng)一體的理論及其應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù):
4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié):人體內(nèi)能量的來源與去路一、人體內(nèi)能量的來源(一)ATP直接能量來源
人體活動(dòng)的直接能量來源于ATP分解供能。反應(yīng)簡式如下:
(二)ATP再生成的途徑
ATP的有氧生成(氧化磷酸化):糖和脂肪的氧化分解是在細(xì)胞線粒體內(nèi)進(jìn)行的,是一個(gè)逐步氧化、逐步放能的復(fù)雜過程。此過程釋放能量,是供ATP有氧生成的主要過程。ATP的無氧生成(底物水平磷酸化):ATP的無氧生成是在細(xì)胞漿內(nèi)進(jìn)行的,其基質(zhì)是磷酸肌酸(CP)和葡萄糖G或糖原Gn,整個(gè)過程不需要氧。把糖的無氧酵解供ATP再合成所需的能量稱為乳酸能;而CP分解供ATP再合成所需的能量稱為非乳酸能。二、人體內(nèi)能量的去路(一)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堠ぉぞS持正常體溫(二)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能──肌肉收縮做功(三)轉(zhuǎn)移到肌酸上──儲(chǔ)存能(四)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪堠ぉね瓿筛鞣N生理功能第二節(jié)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)一、人體的三個(gè)供能系統(tǒng)ATP是人體一切活動(dòng)的直接能源;而糖、脂肪、蛋白質(zhì)等是間接能源。(一)磷酸原系統(tǒng)
磷酸原系統(tǒng)是由ATP和CP組成的系統(tǒng)。磷酸原系統(tǒng)供能的特點(diǎn)是,供能總量少,持續(xù)時(shí)間短,功率輸出最快,不需要O2,不產(chǎn)生乳酸等物質(zhì)。磷酸原系統(tǒng)是一切高功率輸出運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的物質(zhì)基礎(chǔ)。(二)乳酸能系統(tǒng)
乳酸能系統(tǒng)是指糖原或葡萄糖在細(xì)胞漿內(nèi)無氧分解生成乳酸過程中,再合成ATP的能量系統(tǒng)。其特點(diǎn)是,供能總量較磷酸原系統(tǒng)多,輸出功率次之,不需要氧,產(chǎn)生導(dǎo)致疲勞的物質(zhì)--乳酸。該系統(tǒng)是1分鐘以內(nèi)要求高功率輸出運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。(三)有氧氧化系統(tǒng)
有氧氧化系統(tǒng)是指糖、脂肪和蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)(主要是線粒體內(nèi))徹底氧化成H2O和CO2的過程中,再合成ATP的能量系統(tǒng)。其特點(diǎn)是ATP生成總量很大,但速率很低,需要氧的參與,不產(chǎn)生乳酸類的副產(chǎn)品。該系統(tǒng)是進(jìn)行長時(shí)間耐力活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。二、運(yùn)動(dòng)時(shí)能源物質(zhì)動(dòng)用的影響因素(一)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的影響
1、極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與次極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)
首先動(dòng)用CP使ATP再合成,后乳酸能系統(tǒng)。
2、遞增負(fù)荷的力竭性運(yùn)動(dòng)
開始有氧氧化系統(tǒng)(主要是糖的氧化分解),后乳酸能系統(tǒng)供能。
3、中低強(qiáng)度的長時(shí)間有氧耐力運(yùn)動(dòng)
前期糖有氧氧化供能,后期脂肪氧化供能。(二)訓(xùn)練水平的影響
①能量利用的節(jié)省化。②體內(nèi)能源物質(zhì)的儲(chǔ)量多并動(dòng)用快。三、能量連續(xù)統(tǒng)一體理論及其應(yīng)用(一)能量連續(xù)統(tǒng)一體的概念與形式
1、能量連續(xù)統(tǒng)一體的概念
運(yùn)動(dòng)生理學(xué)把不同類型的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的能量供應(yīng)途徑之間,以及各能量系統(tǒng)之間相互聯(lián)系形成的一個(gè)連續(xù)統(tǒng)一體,稱為能量連續(xù)統(tǒng)一體。
2.能量連續(xù)統(tǒng)一體的形式
人體內(nèi)的三個(gè)能量系統(tǒng),若依能量輸出的方式可分為無氧供能和有氧供能兩種形式;若依每個(gè)能量系統(tǒng)以最大功率輸出所能持續(xù)的時(shí)間又可分為兩種:
①以有氧和無氧供能百分比的表示形式,②以運(yùn)動(dòng)時(shí)間為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)的表示形式
(二)能量連續(xù)統(tǒng)一體理論在體育實(shí)踐中的應(yīng)用
1、著重發(fā)展起主要作用的供能系統(tǒng)2、制定合理的訓(xùn)練計(jì)劃
第三節(jié)能量代謝的測定一、測定人體能量代謝的方法1、食物的熱價(jià)與氧熱價(jià)
食物的熱價(jià)
1g食物完全氧化分解時(shí)所產(chǎn)生的熱量稱為食物的熱價(jià)(或卡價(jià))。
氧熱價(jià)
通常把不同營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解過程中,每消耗1升氧所產(chǎn)生的熱量稱為該物質(zhì)的氧熱價(jià)。2、呼吸商
生理學(xué)把機(jī)體在同一時(shí)間內(nèi)呼出的CO2量與攝入的O2量的比值稱為呼吸商。
產(chǎn)生的CO2ml數(shù)
RQ=────────
消耗的O2ml數(shù)①糖的呼吸商等于1。
②脂肪的呼吸商約等于0.7。
③蛋白質(zhì)的呼吸商約為0.8。
在攝取混合性食物時(shí),其呼吸商在0.85左右4、產(chǎn)熱量的計(jì)算方法與步驟
①準(zhǔn)確測定吸入氣和呼出氣中的O2和CO2濃度,計(jì)算出耗氧量和CO2的排出量;②求出呼吸商(RQ);③查非蛋白呼吸商所對(duì)應(yīng)的氧熱價(jià)表用該氧熱價(jià)乘以一定時(shí)間內(nèi)的總耗氧量,即得出單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)熱量。二、影響能量代謝的因素及基礎(chǔ)代謝率(一)影響能量代謝的因素
1.肌肉活動(dòng);2.精神活動(dòng);3.食物的特殊動(dòng)力作用;4.環(huán)境溫度。(二)基礎(chǔ)代謝率
基礎(chǔ)代謝率是指人體在清晨、空腹、靜臥、清醒、室溫在18~25℃狀態(tài)下單位時(shí)間的能量代謝。基礎(chǔ)代謝率(BMR)用每小時(shí)、每平方米體表面積的產(chǎn)熱量來表示。三、運(yùn)動(dòng)時(shí)能耗量的計(jì)算及其意義(一)
運(yùn)動(dòng)時(shí)凈能耗量的計(jì)算方法
通過計(jì)算,得出運(yùn)動(dòng)時(shí)的凈需氧量之后,還要測出CO2的排出量,求呼吸商。根據(jù)呼吸商查出氧熱價(jià),用氧熱價(jià)乘以運(yùn)動(dòng)時(shí)的凈需氧量,其值再加上肌肉做功所折算的熱量即為該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的凈能耗量。
(二)運(yùn)動(dòng)時(shí)能耗量計(jì)算的意義
1、評(píng)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度
由于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的劇烈程度與能耗量呈正相關(guān),因此可用能耗量作為參數(shù)來劃分運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。常用的方法有以下兩種:
①用相對(duì)代謝率來劃分
相對(duì)代謝率(RMR)是運(yùn)動(dòng)時(shí)能耗量與基礎(chǔ)代謝的比值。根據(jù)相對(duì)代謝率(RMR),可把運(yùn)動(dòng)或體力活動(dòng)的強(qiáng)度分為輕(小于3RMR),重(3~8RMR)和很重(大于9RMR)三個(gè)等級(jí)。
②用梅脫來劃分
梅脫(MET),即代謝當(dāng)量比值,是指運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗氧量(能耗量)與安靜時(shí)的耗氧量(能耗量)的比值。1MET與安靜時(shí)的能耗量或代謝率相當(dāng)。作業(yè)題1.試述體內(nèi)能量的來源和去路。2.試分析比較三種能量系統(tǒng)的特點(diǎn)。3.試述影響運(yùn)動(dòng)時(shí)能源物質(zhì)動(dòng)用的因素。4.影響能量代謝的主要因素有哪些?5.試述能量連續(xù)統(tǒng)一體理論及在體育實(shí)踐中的應(yīng)用。
第六章肌肉活動(dòng)的神經(jīng)控制
教學(xué)目的:1、了解感受器的生理特征;2、了解視覺、聽覺和位覺器官的感覺分析功能;3、理解掌握運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制機(jī)制。教學(xué)方法:
講授、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)——視野的測定、前庭功能穩(wěn)定性的測定教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制教學(xué)時(shí)數(shù):
3學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)
感覺生理概述一、概念1、感覺客觀事物在人腦中的主觀反映。2、感受器分布在體表或各組織內(nèi)部的一些專門感受機(jī)體內(nèi)外環(huán)境改變的結(jié)構(gòu)或裝置。種類:外感受器
內(nèi)感受器二、感受器的一般生理特性1、
適宜刺激2、換能作用3、編碼作用4、適應(yīng)作用三、感覺信息的傳導(dǎo)1、
特異性投射系統(tǒng)概念:由感受器傳人的神經(jīng)沖動(dòng)都有經(jīng)過脊髓或腦干,上行傳人丘腦更換神經(jīng)元,并按排列順序,投射大腦皮質(zhì)特定區(qū)域,引起特異感覺,故稱為特異投射系統(tǒng)。特點(diǎn):專一;點(diǎn)對(duì)點(diǎn);激發(fā)大腦皮質(zhì)發(fā)出神經(jīng)沖動(dòng)2、
非特異性投射系統(tǒng)概念:特異投射系統(tǒng)的神經(jīng)纖維經(jīng)腦干時(shí),發(fā)出側(cè)支并與腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系,經(jīng)過多次更換神經(jīng)元之后,上行抵達(dá)丘腦內(nèi)側(cè)部在交換神經(jīng)元,發(fā)出纖維彌散地投射到大腦皮質(zhì)的廣泛區(qū)域,稱為非特異性投射系統(tǒng)。特點(diǎn):保持機(jī)體警覺,不能產(chǎn)生特定感覺。四、大腦皮質(zhì)的感覺分析功能大腦皮質(zhì)功能定位:大腦皮質(zhì)的不同區(qū)域在功能上具有不同的作用,稱為大腦皮質(zhì)功能定位。第二節(jié)
位覺一、前庭器的感覺裝置與適宜刺激1、
位覺身體進(jìn)行各種變速(包括正負(fù)加速)運(yùn)動(dòng)和重力不平衡時(shí)產(chǎn)生的感覺,稱為位覺(或前庭覺)。2、
前庭器的感受裝置功能:維持身體姿勢(shì)和平衡結(jié)構(gòu):包括橢圓囊、球囊和三個(gè)半規(guī)管。二、前庭反射和前庭穩(wěn)定性(一)前庭反射是指前庭感受器受到刺激產(chǎn)生興奮,當(dāng)沖動(dòng)進(jìn)入有關(guān)的神經(jīng)中樞后,除引起運(yùn)動(dòng)與一定位置改變的感覺以外,還引起骨骼肌緊張性的改變、眼震顫,及自主功能改變,這些改變統(tǒng)稱前庭反應(yīng)。(二)前庭功能穩(wěn)定性
刺激前庭感受器而引起機(jī)體各種前庭反應(yīng)的程度,稱為前庭功能穩(wěn)定性。第三節(jié)本體感覺一、概念1、本體感受器:肌肉、肌腱和關(guān)節(jié)囊中有各種各樣的感受器,稱為本體感受器。2、本體感覺:肌肉、肌腱和關(guān)節(jié)囊中分布有各種各樣的本體感受器(肌梭與腱梭),它們能分別感受肌肉被牽拉的程度以及肌肉收縮和關(guān)節(jié)伸展的程度。這種本體感受器受到刺激所產(chǎn)生的軀體感覺,稱為本體感覺。二、本體感受器結(jié)構(gòu)與功能
1.肌梭肌梭是一種感受長度變化或感受牽拉刺激的特殊的梭形感受裝置。肌梭呈梭型,位于肌纖維之間并與肌纖維平行排列,是一種長度感受器。2.鍵梭腱梭分布在腱膠原纖維之間,與梭外肌纖維串聯(lián),是一種張力感受器。腱器官分布在肌腱膠原纖維之間,與梭外肌纖維呈串聯(lián),是一種張力感受器。第四節(jié)軀體運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)一、脊髓對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)(一)脊髓反射1、牽張反射(1)概念:在脊髓完整的情況下,一塊骨骼肌如受到外力牽拉使其伸長時(shí),引起受牽拉肌肉反射性縮短,該反射稱為牽張反射。(2)種類:腱反射,也稱位相性牽張反射,指快速牽拉肌腱時(shí)發(fā)生的牽張反射。如膝跳反射肌緊張,也稱緊張性牽張反射,指緩慢持續(xù)牽拉肌肉時(shí)受牽拉肌肉的緊張性收縮。維持軀體姿勢(shì)最基本的反射活動(dòng),是姿勢(shì)反射的基礎(chǔ)。(3)生理意義:維持站立姿勢(shì)。如果肌肉在收縮前適當(dāng)受到牽拉也可以增強(qiáng)收縮的力量。2、屈肌反射(1)概念:當(dāng)動(dòng)物皮膚受到傷害性刺激時(shí),受刺激一側(cè)的肢體出現(xiàn)屈肌收縮而伸肌遲緩,這一反射稱為屈肌反射。其強(qiáng)度與刺激強(qiáng)度有關(guān)。(2)生理意義:具有一定的保護(hù)性意義,使肢體產(chǎn)生迅速背離傷害源的回縮活動(dòng)。(二)脊髓對(duì)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)走動(dòng)的中樞程序位于脊髓,是由固有的脊髓神經(jīng)元產(chǎn)生的。實(shí)驗(yàn):高位橫斷的貓或狗,肢體仍能作交替的走動(dòng)。二、腦干對(duì)肌緊張和姿勢(shì)反射的調(diào)節(jié)腦干包括中腦、腦橋和延髓。(一)對(duì)肌緊張的調(diào)節(jié)去大腦動(dòng)物的觀察去大腦僵直:在動(dòng)物上下丘腦部位切斷,動(dòng)物全身伸肌的緊張性立即亢進(jìn),表現(xiàn)為四肢僵直,頸背部肌肉過度緊張,頭部向背部彎曲,尾部也向背部翹起呈背弓反張,這一現(xiàn)象稱為去大腦僵直。(二)對(duì)姿勢(shì)反射的調(diào)節(jié)1、姿勢(shì)反射(1)
概念:在軀體活動(dòng)過程中,中樞不斷地調(diào)整不同部位骨骼肌的張力,以完成各種動(dòng)作,保持或變更軀體各部分的位置,這種反射活動(dòng)總稱為姿勢(shì)反射。(2)
種類狀態(tài)反射:頭部空間位置的改變以及頭部與軀干的相對(duì)位置發(fā)生改變時(shí),將反射性地引起軀干和四肢肌肉緊張性的改變,這種反射稱為狀態(tài)反射。翻正反射:當(dāng)人和動(dòng)物處于不正常體位時(shí),通過一系列動(dòng)作將體位恢復(fù)常態(tài)的反射活動(dòng)稱為翻正反射。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)反射:人體在進(jìn)行主動(dòng)或被動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),為了恢復(fù)正常體位而產(chǎn)生的一種反射活動(dòng),稱為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)反射。直線運(yùn)動(dòng)反射:人體在主動(dòng)或被動(dòng)地進(jìn)行直線加速或減速活動(dòng)時(shí),產(chǎn)生肌肉張力重新調(diào)配以恢復(fù)常態(tài),這種反射稱為直線運(yùn)動(dòng)反射。包括升降反射和著地反射。三、小腦和基底神經(jīng)節(jié)在運(yùn)動(dòng)控制中的作用(一)小腦在運(yùn)動(dòng)控制中的作用小腦是控制和調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的重要中樞。主要功能:調(diào)節(jié)肌緊張、控制軀體平衡、協(xié)調(diào)感覺運(yùn)動(dòng)和參與運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)。(二)基底神經(jīng)節(jié)在運(yùn)動(dòng)控制中的作用基底神經(jīng)節(jié)包括尾狀核、殼核、蒼白球、丘腦底核、黑質(zhì)和紅核。尾狀核、殼核、蒼白球合稱紋狀體。1、
控制肌緊張使肌肉活動(dòng)適度?;咨窠?jīng)節(jié)病變,舞蹈病或震顫麻痹。2、
參與隨意運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定。3、
與運(yùn)動(dòng)程序有關(guān)。四、大腦皮質(zhì)在運(yùn)動(dòng)中的作用軀體不同部位在大腦皮質(zhì)具有代表區(qū)。1、
錐體系在大腦皮質(zhì)中央前回4區(qū)及鄰近6區(qū)排列著大錐體細(xì)胞和錐體細(xì)胞,這些細(xì)胞的軸突組成稱為下行的錐體系。2、
錐體外系錐體外系額的皮質(zhì)起源比較廣泛,幾乎包括全部大腦皮質(zhì),但主要來源是額葉和頂葉的感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)和運(yùn)動(dòng)輔助區(qū)。3、
作用方式大腦皮質(zhì)對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的控制命令是經(jīng)由錐體系核錐體外系兩條途徑把信息傳遞到脊髓,再由脊髓中的α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元引起肌肉運(yùn)動(dòng)。錐體系是直接通路,而錐體外系沿途與基底神經(jīng)節(jié)、小腦、腦干進(jìn)行聯(lián)系換元,同時(shí),基底神經(jīng)節(jié)與丘腦之間,小腦與丘腦、腦干之間也相互有神經(jīng)聯(lián)系,組成一個(gè)復(fù)雜的控制整合系統(tǒng)。作業(yè)題1、名詞解釋:特異性投射系統(tǒng)與非特異性投射系統(tǒng)位覺牽張反射、屈肌反射、去大腦僵直、姿勢(shì)反射、狀態(tài)反射、翻正反射、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)反射、直線運(yùn)動(dòng)反射3、
簡述感受器的一般生理特征。
第七章肌肉活動(dòng)的激素調(diào)節(jié)
教學(xué)目的:1、了解激素的概念、生理功能、特點(diǎn)及其作用機(jī)制;2、了解體內(nèi)主要內(nèi)分泌腺分泌激素及其功能;3、了解兒茶酚胺、糖皮質(zhì)激素、胰島素等主要激素對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)與適應(yīng)特點(diǎn)。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):運(yùn)動(dòng)時(shí)主要應(yīng)激激素的反應(yīng)與適應(yīng)教學(xué)時(shí)數(shù):
2學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)
概述一、概念1、內(nèi)分泌系統(tǒng)由分泌腺和散在與某些組織器官中的內(nèi)分泌細(xì)胞組成的一種體內(nèi)信息傳遞系統(tǒng)。2、激素由內(nèi)分泌腺或散在的內(nèi)分泌細(xì)胞所分泌的高效能生物活性物質(zhì),它充當(dāng)著信息傳遞者。二、激素作用的一般特點(diǎn)1、特異性2、高效性3、信息傳遞作用4、相互作用允許作用有些激素本身不能對(duì)某些器官組織或細(xì)胞產(chǎn)生生理效應(yīng),卻是另一種激素發(fā)揮效應(yīng)的必要基礎(chǔ),這種現(xiàn)象稱為允許作用。三、激素作用的機(jī)制1、
第二信使學(xué)說-cAMP環(huán)磷酸腺苷2、基因表達(dá)學(xué)說第二節(jié)胰島激素一、胰島素(一)生物學(xué)作用促進(jìn)合成代謝,貯備營養(yǎng)物質(zhì),“貯存激素”1、加速肌糖原和肝糖原的合成,抑制糖原分解2、促進(jìn)脂肪合成,抑制脂肪分解,使脂肪貯存增多3、促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和貯存(二)對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)和適應(yīng)1、進(jìn)行遞增負(fù)荷時(shí),當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度超過50%VO2時(shí),隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增大和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長,血中胰島素濃度降低。2、進(jìn)行絕對(duì)負(fù)荷相同的運(yùn)動(dòng)時(shí),有訓(xùn)練者的血漿胰島素水平的下降較未受訓(xùn)練者少二、胰高血糖素(一)生物學(xué)作用促進(jìn)分解代謝,動(dòng)員內(nèi)源性燃料,“能量釋放激素”1、加速肝糖原分解和糖異生作用2、促進(jìn)脂肪分解,抑制脂肪合成3、促進(jìn)蛋白質(zhì)的分解和合成減少(二)對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)和適應(yīng)1、
短時(shí)間靜力性運(yùn)動(dòng)血漿胰高血糖素濃度不變2、
短時(shí)間動(dòng)力性運(yùn)動(dòng)血漿胰高血糖素濃度降低,與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)3、
長時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí),血漿胰高血糖素濃度逐漸升高。以VO2max運(yùn)動(dòng)1小時(shí)以上,血漿胰高血糖素濃度可升30%-300%。第三節(jié)腎上腺激素一、糖皮質(zhì)激素(一)生物學(xué)作用1、
加強(qiáng)糖異生作用,減少肌肉和脂肪組織細(xì)胞對(duì)葡萄糖的利用,有升血糖作用。2、
促進(jìn)肝外組織特別是肌肉組織的蛋白質(zhì)分解。3、
促進(jìn)脂肪分解。(二)糖皮質(zhì)激素與應(yīng)激反應(yīng)1、應(yīng)激反應(yīng)由于環(huán)境變化超出機(jī)體所能適應(yīng)的范圍,給機(jī)體帶來有害的作用,這時(shí)機(jī)體除出現(xiàn)各種特異反應(yīng)外,還出現(xiàn)一些非特異反應(yīng)予以抵抗。這種非特異性反應(yīng)稱為應(yīng)激反應(yīng)。2、一次應(yīng)激可使腎上腺皮質(zhì)激素分泌持續(xù)幾小時(shí)。刺激越強(qiáng)烈,分泌越多。(三)對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)和適應(yīng)1、
劇烈運(yùn)動(dòng)后,血漿皮質(zhì)醇升高2、
運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間共同影響血漿皮質(zhì)醇的濃度。3、
訓(xùn)練適應(yīng)。二、兒茶酚胺的生物學(xué)作用腎上腺髓質(zhì)合成和分泌兒茶酚胺,包括腎上腺素和去甲腎上腺素1、對(duì)代謝作用:(1)促進(jìn)肝糖原分解和糖異生;(2)促進(jìn)肌糖原分解;(3)促進(jìn)脂肪分解;(4)生熱作用2、對(duì)心肌和平滑肌的作用:腎上腺素使心率升高,每分輸出量升高;去甲腎上腺素使心率降低,每分輸出量減少3、應(yīng)急反應(yīng)作用情緒的強(qiáng)烈變化和強(qiáng)烈的生理或病理刺激等緊急情況,通過中樞,特別是下丘腦,發(fā)放下行沖動(dòng)刺激腎上腺髓質(zhì)釋放大量兒茶酚胺入血,并作用于各器官系統(tǒng)而發(fā)生生理效應(yīng)。應(yīng)急反應(yīng):機(jī)體在應(yīng)付環(huán)境突變中,通過交感神經(jīng)-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)發(fā)生的反應(yīng)。二、對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)和適應(yīng)1、
中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),CA無明顯變化;若伴有情緒變化,CA升高。2、
超過一定強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)(≥60%VO2)時(shí),CA隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間升高。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后6min恢復(fù)到安靜水平。3、
9周至5個(gè)月的訓(xùn)練對(duì)安靜血漿兒茶酚胺無影響;訓(xùn)練后進(jìn)行相同的亞極量運(yùn)動(dòng)時(shí),血漿CA比訓(xùn)練前少。作業(yè)題1、
名詞解釋:激素、允許作用、應(yīng)激反應(yīng)、應(yīng)急反應(yīng)2、
激素作用的特點(diǎn)是什么?3、
簡述胰島素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、兒茶酚胺的生物學(xué)作用。4、論述胰島素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、兒茶酚胺對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)和適應(yīng)。
第八章運(yùn)動(dòng)技能形成
教學(xué)目的:1、了解運(yùn)動(dòng)技能的生理本質(zhì)及形成的生理過程,2、掌握促進(jìn)運(yùn)動(dòng)技能形成的生理學(xué)因素。教學(xué)方法:
講授、作業(yè)練習(xí)教學(xué)重點(diǎn):運(yùn)動(dòng)技能形成過程及影響因素難點(diǎn):運(yùn)動(dòng)技能形成的控制論學(xué)說教學(xué)時(shí)數(shù):2學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)的神經(jīng)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)是以神經(jīng)活動(dòng)為基礎(chǔ)的生理、心理過程。一、突觸可塑性與記憶學(xué)習(xí)(一)突觸可塑性類型1、
突觸傳遞長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)研究發(fā)現(xiàn),以短串高頻電刺激作用于麻醉或清醒動(dòng)物的海馬傳入纖維后,海馬的突觸傳遞可在數(shù)秒內(nèi)增強(qiáng),其增強(qiáng)效果能維持至數(shù)周,這種現(xiàn)象稱為突觸傳遞長時(shí)程增強(qiáng)。2、
突觸傳遞長時(shí)程抑制(LTD)在小腦的研究中,在刺激同時(shí)作用于兔的前庭神經(jīng)及橄欖核時(shí),小腦蒲肯野氏細(xì)胞對(duì)刺激產(chǎn)生抑制,使原先單獨(dú)刺激前庭神經(jīng)所引起的蒲肯野氏細(xì)胞興奮受到抑制。其時(shí)程長達(dá)1小時(shí),甚至3小時(shí)以上。這種現(xiàn)象被稱為突觸傳遞長時(shí)程抑制。3、
突觸前纖維長牙指靶細(xì)胞活動(dòng)釋放的一種擴(kuò)散性物質(zhì)作用于神經(jīng)纖維的末梢或側(cè)枝,使其增殖,形成新的突觸。(二)、可塑性突觸與學(xué)習(xí)影響學(xué)習(xí)與記憶的因素也會(huì)誘發(fā)LTP,而影響LPT的因素和藥物也會(huì)影響學(xué)習(xí)和記憶過程。二、運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)的神經(jīng)通路(一)
學(xué)習(xí)的神經(jīng)基礎(chǔ)分類1、明晰性學(xué)習(xí)經(jīng)過一個(gè)測試或一次經(jīng)驗(yàn)即能建立,并用語言簡明地表達(dá)出來。2、內(nèi)隱性學(xué)習(xí)具有自主或反射的性質(zhì),需要反復(fù)多次的嘗試和積累。表現(xiàn)為執(zhí)行一定任務(wù)的操作有了改進(jìn)和完善。這種學(xué)習(xí)是通過激活學(xué)習(xí)任務(wù)的特定感覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。(二)運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)的神經(jīng)通路運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)屬于內(nèi)隱性學(xué)習(xí)。包含新的運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的形成,需要形成新的突觸通路或?qū)σ汛嬖诘纳窠?jīng)通路進(jìn)行改造。第二節(jié)運(yùn)動(dòng)技能的形成一、運(yùn)動(dòng)技能形成的條件反射學(xué)說(一)條件反射形成1、
運(yùn)動(dòng)技能形成是通過建立操作性條件反射來實(shí)現(xiàn)的。2、
形成操作性條件反射有運(yùn)動(dòng)、感覺、內(nèi)臟等多種中樞參與活動(dòng)。3、
整個(gè)運(yùn)動(dòng)技能動(dòng)作過程形成一連串的連鎖性的運(yùn)動(dòng)反射。人類運(yùn)動(dòng)技能的表現(xiàn)是一連串的,前一個(gè)動(dòng)作的結(jié)束便是后一個(gè)動(dòng)作開始的信號(hào)。(二)建立條件反射的條件1、基本條件:無關(guān)刺激(條件刺激)與非條件刺激在時(shí)間上的結(jié)合,即強(qiáng)化。2、大腦皮質(zhì)處于清醒和良性興奮狀態(tài),保持機(jī)能的完整性3、適宜的刺激4、排除無關(guān)因素的干擾(三)條件反射的抑制1、非條件抑制先天的(1)外抑制在進(jìn)行動(dòng)物條件反射實(shí)驗(yàn)時(shí),突然出現(xiàn)一個(gè)新異刺激,將會(huì)引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的朝向反射,使原來的條件反射活動(dòng)減弱或消失。(2)超限抑制當(dāng)刺激強(qiáng)度或時(shí)間超過某個(gè)界限時(shí),條件反射量減小,甚至完全消失。2、條件性抑制后天形成的(1)消退抑制在條件反射形成后,如果反復(fù)應(yīng)用條件刺激而不予以非條件刺激強(qiáng)化時(shí),已形成的條件反射就會(huì)逐漸減弱,直至消失,這種現(xiàn)象稱為消退抑制。(2)分化抑制在條件反射形成初期,那些與條件刺激相近的刺激也或多或少地產(chǎn)生條件反射的效應(yīng),這稱為條件反射的泛化。如果對(duì)某一特定刺激強(qiáng)化,而其他刺激不予強(qiáng)化,最終只對(duì)某一特定刺激產(chǎn)生反應(yīng),這稱為條件反射的分化。分化的結(jié)果是對(duì)強(qiáng)化的刺激產(chǎn)生反應(yīng),而對(duì)未被強(qiáng)化的近似刺激產(chǎn)生抑制,這種抑制稱為分化抑制。(3)延緩抑制建立條件反射過程中,給以條件刺激后,再間隔一定時(shí)間才給予非條件強(qiáng)化。如此反復(fù),條件反應(yīng)在條件刺激后延緩一定時(shí)間才出現(xiàn)。這是在反射中樞產(chǎn)生了一定時(shí)間的抑制過程后才發(fā)生的反應(yīng)。這種抑制稱為延緩抑制。如,排球扣球(4)條件抑制已建立起的條件反射,用條件反射與另一附加刺激同時(shí)作用(復(fù)合刺激)時(shí)不予強(qiáng)化,只對(duì)原條件刺激單獨(dú)作用時(shí)給予強(qiáng)化,多次重復(fù)后,使用原條件刺激仍能產(chǎn)生興奮反應(yīng),而使用復(fù)合刺激則不產(chǎn)生興奮反應(yīng)。這種由于附加刺激,不予強(qiáng)化而引起的抑制,就稱為條件抑制。(四)人類條件反射的特征人類不僅對(duì)具體的刺激,還可對(duì)抽象的語言和文字建立條件反射,這是人類與一般動(dòng)物的主要區(qū)別1、第一信號(hào)系統(tǒng)與第二信號(hào)系統(tǒng)第一信號(hào)是指現(xiàn)實(shí)中具體的信號(hào)。對(duì)第一信號(hào)刺激發(fā)生反應(yīng)的皮質(zhì)系統(tǒng),稱為第一信號(hào)系統(tǒng)。第二信號(hào)是指現(xiàn)實(shí)的抽象信號(hào),是表達(dá)具體信號(hào)的信號(hào)。對(duì)第二信號(hào)刺激發(fā)生反應(yīng)的皮質(zhì)系統(tǒng),稱為第二信號(hào)系統(tǒng)。人所特有。2、兩個(gè)信號(hào)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)中相互作用利用直觀形象的刺激,建立動(dòng)作印象;運(yùn)用抽象思維能力體會(huì)理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。(五)運(yùn)動(dòng)技能的動(dòng)力定型和隨機(jī)應(yīng)變性動(dòng)力定型:大腦皮質(zhì)對(duì)外界的一系列固定形式的刺激,能夠形成一整套固定形式的反應(yīng),這種現(xiàn)象稱為動(dòng)力定型。隨機(jī)應(yīng)變性:在現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)環(huán)境變化恰當(dāng)?shù)刈鞒龇磻?yīng)的能力。二、運(yùn)動(dòng)技能形成的控制論學(xué)說(一)信息的來源、傳遞和處理(二)
信息的貯存和運(yùn)動(dòng)技能的再現(xiàn)(三)
反饋信息對(duì)運(yùn)動(dòng)技能的矯正第三節(jié)運(yùn)動(dòng)技能形成的過程及影響因素一、運(yùn)動(dòng)技能形成的過程1、泛化相2、分化相3、鞏固相4、自動(dòng)化相二、運(yùn)動(dòng)技能形成的影響因素1、大腦皮質(zhì)的興奮狀態(tài)2、多通道感覺信息的作用3、反饋信息的作用4、消除防御性反射5、運(yùn)動(dòng)技能之間的影響作業(yè)題1、名詞解釋:突觸的可塑性突出長時(shí)程增強(qiáng)明晰性學(xué)習(xí)內(nèi)隱性學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)技能第一信號(hào)系統(tǒng)第二信號(hào)系統(tǒng)分化抑制延緩抑制條件抑制運(yùn)動(dòng)動(dòng)力定型技巧運(yùn)動(dòng)構(gòu)形2、影響運(yùn)動(dòng)技能形成的因素有哪些?3、運(yùn)動(dòng)技能形成過程分為哪幾個(gè)階段?影響運(yùn)動(dòng)技能形成的因素有哪些?4、在實(shí)踐中如何運(yùn)用動(dòng)作技能相互作間的良好影響促進(jìn)教學(xué)和訓(xùn)練?
第九章有氧工作能力
教學(xué)目的:1、了解運(yùn)動(dòng)時(shí)氧的供需變化,掌握需氧量、吸氧量、氧虧、氧債的概念;2、了解有氧工作能力的評(píng)定指標(biāo)。掌握最大吸氧量的概念及生理機(jī)制,掌握無氧閾的概念及在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的應(yīng)用。教學(xué)方法:
講授、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)——最大攝氧量的測教學(xué)重點(diǎn):最大吸氧量及其影響因素、乳酸閾及其在體育實(shí)踐的運(yùn)用。教學(xué)難點(diǎn):最大吸氧量的影響因素、運(yùn)動(dòng)后過量氧耗及其影響因素、乳酸閾、個(gè)體乳酸閾及其在體育實(shí)踐的運(yùn)用。教學(xué)時(shí)數(shù):
4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)
需氧量和吸氧量一、需氧量與吸氧量1、需氧量:指人體為維持某種生理活動(dòng)所需的氧量。需氧量通常以每分鐘為單位計(jì)算。2、吸氧量:在肺換氣過程中,由肺泡氣擴(kuò)散入肺毛細(xì)血管,并供給人體實(shí)際消耗或利用的氧量稱為吸氧量。3、最大吸氧量
人體在進(jìn)行有大量肌肉參加的長時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)中,心肺功能和肌肉利用氧的能力達(dá)到本人極限水平時(shí),單位時(shí)間所能攝取的氧量稱為最大吸氧量(MaximalOxygenConsumption,VO2max)。通常以每分鐘為計(jì)算單位。最大吸氧量反映機(jī)體氧運(yùn)輸系統(tǒng)的工作能力,是評(píng)價(jià)人體有氧工作能力的重要指標(biāo)之一。
二、影響最大吸氧量的因素1、最大吸氧量主要決定于心臟的泵血功能和肌肉利用氧的能力。故將心臟的泵血功能稱為最大吸氧量的中央機(jī)制,而把肌肉利用氧的能力稱為最大吸氧量的外周機(jī)制。2、遺傳3、年齡、性別
最大吸氧量與年齡增長有關(guān)。青春期前男女最大吸氧量的差異很小,12-13歲之后逐漸差異顯著。成人男子(30-45ml/kg/min)
要高于女子15-20%。13-17歲為女子的峰值,18-20歲為男子的峰值。此后,隨年齡的增加,男子以每年2%,女子以每年2.5%而下降。老年后下降率減為0.8%-0.9%。60歲時(shí)減少到最大值的70%。
4、訓(xùn)練
訓(xùn)練提高最大吸氧量的原因,是由于訓(xùn)練可增大心容積和心肌收縮力量。第二節(jié)氧虧一、氧虧含義:人在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的過程中,需氧量與吸氧量之間的差異稱為氧虧。二、運(yùn)動(dòng)后過量氧耗含義:運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期內(nèi)為了償還運(yùn)動(dòng)過程中的氧虧,以及在運(yùn)動(dòng)后使處于高水平代謝的機(jī)體恢復(fù)到安靜水平時(shí)消耗的氧量稱為運(yùn)動(dòng)后過量氧耗。第三節(jié)乳酸閾與通氣閾一、乳酸閾1、乳酸閾:人體在漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,血乳酸濃度隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的漸增而增加,當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到某一負(fù)荷時(shí),血乳酸濃度急劇上升的開始起點(diǎn),稱為乳酸閾。乳酸閾反映人體的代謝供能方式由有氧代謝為主開始向無氧代謝為主過渡的臨界點(diǎn)。通常血液乳酸濃度4mM/L,大約為最大吸氧量的60-80%。2、個(gè)體乳酸閾:由于個(gè)體的差異比較大,在漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,血乳酸濃度激劇上升的開始起點(diǎn)并不都是4mM/L,其變化范圍大約在1.4-7.5mM/L之間。因此,此時(shí)的拐點(diǎn)也稱為“個(gè)體乳酸閾”。最大吸氧量反映人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)所攝取的最大的氧量,而乳酸閾則反映人體在漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,血乳酸濃度沒有激劇堆積時(shí)的最大吸氧量實(shí)際所利用的百分比,即最大吸氧量利用率%(%VO2max)。其值愈高,有氧工作能力愈強(qiáng);反之,有氧工作能力愈低。3、影響乳酸閾的因素1.訓(xùn)練水平的影響
系統(tǒng)訓(xùn)練可使乳酸閾有較大提高。2.運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的影響耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的乳酸閾值及最大吸氧量利用率%高于短距離非耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員。3.肌纖維類型及酶的活性
慢肌纖維百分組成高的人,其乳酸閾也高4.性別、年齡的影響性別:影響乳酸閾時(shí)的吸氧量水平,但不影響乳酸閾時(shí)的最大吸氧量利用率%。年齡:兒童少年乳酸閾與成人無顯著差異。5.環(huán)境條件的影響
缺氧→高原條件下乳酸閾時(shí)吸氧量明顯低于平地。
高溫(40℃)條件下進(jìn)行漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)與常溫(25℃)相比,乳酸閾時(shí)吸氧量有明顯差異二、通氣閾1、
含義:在漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,用通氣變化的拐點(diǎn)來測定乳酸閾,稱為通氣閾。缺氧是通氣量急劇增加的一個(gè)因素。2、
意義:通氣閾是判斷乳酸閾的一種非損傷性的方法,其判斷方法多采用通氣量的急劇上升的開始點(diǎn)來確定。三、研究乳酸閾、通氣閾的意義1、評(píng)定耐力水平乳酸閾值可預(yù)測和評(píng)定運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力,以及訓(xùn)練后耐力能力的提高。2、制定訓(xùn)練強(qiáng)度3、
運(yùn)動(dòng)處方的制定
作業(yè)題1.試述最大吸氧量產(chǎn)生的影響因素。2.為什么說運(yùn)動(dòng)后過量氧耗并不等于運(yùn)動(dòng)中的氧虧?3.試述乳酸閾的概念及其影響因素。4.試述研究乳酸閾、通氣閾的意義。
第十章身體素質(zhì)的生理學(xué)分析
教學(xué)目的:1、力量、速度、耐力、靈敏和柔韌等身體素質(zhì)的基本概念;2、生理基礎(chǔ)以及發(fā)展各項(xiàng)素質(zhì)的訓(xùn)練方法;3、掌握掌握身體素質(zhì)訓(xùn)練原則;4、肌肉力量的常用檢測與評(píng)價(jià)方法。教學(xué)方法:講授、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)——身體素質(zhì)的測定教學(xué)重點(diǎn):運(yùn)用身體素質(zhì)訓(xùn)練方法教學(xué)時(shí)數(shù):
4課時(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)
力量素質(zhì)
一、力量素質(zhì)的生理基礎(chǔ)(一)骨骼肌的形態(tài)及生理生化特點(diǎn)
1.肌肉的生理橫斷面
肌肉的生理橫斷面是指橫切某塊肌肉所有肌纖維所得的橫斷面積。力量訓(xùn)練可以使肌肉的體積增加,橫斷面增大,這主要是由于肌纖維增粗的結(jié)果,而肌纖維增粗的實(shí)質(zhì)是肌肉中蛋白質(zhì)含量的增加。
2.肌肉生化成分的適應(yīng)變化
在力量訓(xùn)練過程中,隨著肌肉肥大還可以引起一些生物化學(xué)方面的變化,如肌紅蛋白含量增加,肌肉的貯氧能力得到提高;力量訓(xùn)練還可以增加肌糖元、磷酸肌酸(CP)的含量,提高三磷酸腺苷(ATP)酶、磷酸果糖激酶的活性,為肌肉收縮提供更充足的能源,從而增大肌肉收縮力量。
3.肌纖維類型
肌纖維按照收縮的特性可分為快肌和慢肌兩大類,快肌纖維較慢肌纖維能產(chǎn)生更大的力量。實(shí)驗(yàn)證明,骨骼肌中快肌纖維百分比高及其橫斷面積大的人,其肌肉收縮力量也大,尤以快肌纖維橫斷面積對(duì)力量的影響更大。
(二)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)肌肉的調(diào)節(jié)能力
肌肉力量除與肌肉體積大小有關(guān)外,還與神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)肌肉的調(diào)節(jié)機(jī)能有密切關(guān)系。
1.運(yùn)動(dòng)中樞的機(jī)能狀態(tài)
力量訓(xùn)練可以使運(yùn)動(dòng)中樞的機(jī)能得到改善,表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)中樞能夠產(chǎn)生強(qiáng)而集中的興奮過程,發(fā)放同步的高頻率興奮沖動(dòng),以同時(shí)募集更多的運(yùn)動(dòng)單位參與工作,并使每一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位發(fā)生最大的緊張性變化。在一塊肌肉中參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目愈多,肌肉收縮的力量則愈大。
實(shí)驗(yàn)證明,肌肉在最大用力收縮時(shí),缺乏訓(xùn)練或訓(xùn)練水平低的人,只能動(dòng)員肌肉中60%的肌纖維參與工作,而訓(xùn)練良好的肌肉則可以動(dòng)員90%的肌纖維同時(shí)參與工作,從而表現(xiàn)出更大的力量。表明通過力量訓(xùn)練改善了運(yùn)動(dòng)中樞募集運(yùn)動(dòng)單位的機(jī)能能力。
2.肌肉工作的協(xié)調(diào)能力
力量訓(xùn)練可以改善神經(jīng)中樞間的協(xié)調(diào)能力,使支配各肌群的神經(jīng)中樞能夠準(zhǔn)確而及時(shí)地產(chǎn)生興奮或抑制過程,并能夠適時(shí)互相轉(zhuǎn)換,使主動(dòng)肌、協(xié)同肌、對(duì)抗肌、支持肌的工作更加協(xié)調(diào),從而增大肌肉力量。通過對(duì)肌電圖的研究表明,訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員做動(dòng)作時(shí),肌肉動(dòng)作電位集中,表明肌肉收縮與放松高度協(xié)調(diào),有利于充分發(fā)揮肌肉力量。二、力量素質(zhì)的訓(xùn)練(一)力量訓(xùn)練的原則
1.超負(fù)荷原則
2.漸增阻力原則
3.專門性原則
4.合理練習(xí)順序原則5.系統(tǒng)性原則(二)幾種力量訓(xùn)練的方法
1.等張練習(xí)(動(dòng)力性力量練習(xí)):等張練習(xí)是肌肉以等張收縮形式進(jìn)行的抗阻力練習(xí),包括抗體重的專門練習(xí)如引體向上和抗外部阻力的力量練習(xí)如推舉杠鈴、啞鈴等。由于等張力量練習(xí)是肌肉收縮與放松交替進(jìn)行的負(fù)重練習(xí),不僅能有效地發(fā)展肌肉力量,而且還能改善神經(jīng)肌肉的協(xié)調(diào)能力。
2.等長練習(xí)(靜力性力量練習(xí)):等長練習(xí)是肌肉以等長收縮形式進(jìn)行的抗阻力練習(xí),如手倒立、直角支撐等。其生理效應(yīng)是使神經(jīng)細(xì)胞持續(xù)保持較長時(shí)間的興奮,有助于提高神經(jīng)細(xì)胞的工作能力,能有效地發(fā)展肌肉絕對(duì)力量和靜力耐力。
3.等動(dòng)練習(xí):等動(dòng)練習(xí)是借助于專門的等動(dòng)練習(xí)器進(jìn)行力量訓(xùn)練的方法。等動(dòng)練習(xí)器的結(jié)構(gòu)是在一個(gè)離心制動(dòng)器上連一條尼龍繩,由于離心制動(dòng)作用,扯動(dòng)繩子越快,阻力越大,所以,器械產(chǎn)生的阻力總是和用力大小相適應(yīng)。在整個(gè)練習(xí)中,關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)在各角度上均能受到同等的較大負(fù)荷,從而使肌肉在整個(gè)練習(xí)過程中均能產(chǎn)生較大的張力。
4.離心練習(xí):肌肉產(chǎn)生離心收縮的力量練習(xí)稱為離心練習(xí)。離心練習(xí)屬于動(dòng)力性練習(xí)形式之一,其特點(diǎn)是肌肉收縮產(chǎn)生張力的同時(shí)被拉長,如推舉起杠鈴后慢慢放下的動(dòng)作,相關(guān)肌群做離心收縮。
5.超等長練習(xí):肌肉在離心收縮之后緊接著進(jìn)行向心收縮的力量練習(xí)稱為超等長練習(xí)。如訓(xùn)練中常用的多級(jí)跳、“跳深”(從高處跳下,落地后再向上跳起)等練習(xí),對(duì)于發(fā)展彈跳力和爆發(fā)力等有顯著效果。肌肉的離心收縮后緊接著進(jìn)行向心收縮之所以能產(chǎn)生更大的力量,其原因是由于肌肉彈性體產(chǎn)生的張力變化和肌牽張反射使肌力加強(qiáng)。第二節(jié)
速度素質(zhì)
速度素質(zhì)是指人體進(jìn)行快速運(yùn)動(dòng)的能力或用最短時(shí)間完成某種運(yùn)動(dòng)的能力。按其在運(yùn)動(dòng)中的表現(xiàn)可以分為反應(yīng)速度、動(dòng)作速度和周期性運(yùn)動(dòng)的位移速度三種形式。反應(yīng)速度是指人體對(duì)各種刺激發(fā)生反應(yīng)的快慢,如短跑運(yùn)動(dòng)員從聽到發(fā)令到起動(dòng)的時(shí)間;動(dòng)作速度是指完成單個(gè)動(dòng)作時(shí)間的長短,如投擲運(yùn)動(dòng)員的器械出手速度;位移速度是指周期性運(yùn)動(dòng)中人體通過一定距離的最短時(shí)間,如跑速、游速等。一、速度素質(zhì)的生理基礎(chǔ)(一)反應(yīng)速度
1.反應(yīng)時(shí)
反應(yīng)速度的快慢取決于興奮通過反射弧所需要的時(shí)間即反應(yīng)時(shí)的長短。在構(gòu)成反射弧的五個(gè)環(huán)節(jié)中,傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng)的傳導(dǎo)速度基本上是固定的,所以,反應(yīng)時(shí)的長短主要取決于感受器的敏感程度(興奮閾值的高低)、中樞延擱和效應(yīng)器(肌組織)的興奮性。其中,中樞延擱又是最重要的,反射活動(dòng)愈復(fù)雜,歷經(jīng)的突觸愈多,反應(yīng)時(shí)愈長。
2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性與興奮性
中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能狀態(tài)與反應(yīng)速度有密切關(guān)系,良好的興奮狀態(tài)及其靈活性,能夠加速機(jī)體對(duì)刺激的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明,運(yùn)動(dòng)員處于良好的賽前狀態(tài)時(shí)反應(yīng)時(shí)縮短,如果大腦皮層的興奮性或靈活性降低,反應(yīng)時(shí)將明顯延長。
3.條件反射的鞏固程度
隨著運(yùn)動(dòng)技能的日益熟練,反應(yīng)速度加快。研究發(fā)現(xiàn),通過訓(xùn)練,反應(yīng)速度可以縮短11~25%。(二)動(dòng)作速度
1.肌纖維類型的百分組成及其面積
肌肉中快肌纖維占優(yōu)勢(shì)是速度素質(zhì)重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之一,快肌纖維百分比愈高且快肌纖維愈粗,肌肉收縮速度則愈快。研究證實(shí),優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員腿部肌肉中快肌纖維百分比高,并且快肌纖維出現(xiàn)選擇性肥大。
2.肌肉力量
肌力越大,越能克服肌肉內(nèi)部及外部阻力完成更多的工作。因此,凡能影響肌肉力量的因素也必將影響動(dòng)作速度。
3.肌肉組織的興奮性
肌肉組織興奮性高時(shí),刺激強(qiáng)度低且作用時(shí)間短就能引起肌組織興奮。
4.條件反射的鞏固程度
在完成動(dòng)作過程中,運(yùn)動(dòng)技能愈熟練,動(dòng)作速度也就愈快。此外,動(dòng)作速度還與神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)主動(dòng)肌、協(xié)同肌和對(duì)抗肌的調(diào)節(jié)能力有關(guān),并與肌肉的無氧代謝能力有密切關(guān)系。(三)位移速度
以跑為例,周期性運(yùn)動(dòng)的位移速度主要取決于步長和步頻兩個(gè)因素及其協(xié)調(diào)關(guān)系,而步長和步頻又受多種生物學(xué)因素的制約。步長主要取決于肌力的大小、肢體的長度以及髖關(guān)節(jié)的柔韌性;而步頻主要取決于大腦皮層運(yùn)動(dòng)中樞的靈活性和各中樞間的協(xié)調(diào)性以及快肌纖維的百分比及其肥大程度。
此外,速度性練習(xí)時(shí)間短,主要依靠ATP-CP系統(tǒng)供能,因此,肌肉中CP含量較多是速度素質(zhì)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn),通過速度訓(xùn)練,肌肉中CP的貯備量隨訓(xùn)練水平的提高而增加。二、速度素質(zhì)的訓(xùn)練(一)提高動(dòng)作速率的訓(xùn)練
(二)發(fā)展磷酸原系統(tǒng)供能的能力
(三)提高肌肉的放松能力
(四)發(fā)展腿部力量及關(guān)節(jié)的柔韌性
第三節(jié)
耐力素質(zhì)
耐力是人體長時(shí)間進(jìn)行肌肉活動(dòng)的能力,也可以看作是對(duì)抗疲勞的能力。耐力素質(zhì)的分類及命名十分繁雜,可按運(yùn)動(dòng)時(shí)的外部表現(xiàn)劃分為速度耐力、力量耐力和靜力耐力等;按該項(xiàng)工作所涉及的主要器官劃分為呼吸循環(huán)系統(tǒng)耐力、肌肉耐力
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