1、第1頁,運動生物化學 泰山醫(yī)學院運動人體科學系 主講 劉海斌,第2頁,第十二章 運動員身體機能的生化評定 隨著科學技術(shù)和競技體育的迅速提 高，運動訓練的科學化越來越受到重視。 運用科學的理論、科學的方法和先進的技 術(shù)指導控制運動訓練，才能更有效地挖掘 人體的運動潛力，提高競技能力。,第3頁,運動時人體內(nèi)的一系列生物化 學變化是機體對所承受運動負荷的 客觀反映，通過這些化學變化，可 以正確反映機體對運動訓練的應激 能力。負荷過大，不僅不能提高運 動能力，反而損害身體健康；負荷 太小，運動能力提高不明顯。,第4頁,因此，在運動訓練中不斷對運動 員進行機能評定，科學地進行監(jiān)督， 是科學訓練的重要內(nèi)容

2、，對正確地控 制訓練負荷、挖掘運動員的最大運動 潛力，更有效地提高競技能力以及防 止過度疲勞和運動損傷的發(fā)生，均有 十分重要的意義。,第5頁,一、生物化學評定的實際意義 人體機能的生物化學評定，是建立在運動生物化學原理基礎(chǔ)上，運用生物化學技術(shù)從分子水平揭示運動對機體的影響，具有準確、靈敏、針對性強等優(yōu)點，已經(jīng)逐步成為制定訓練方法、掌握適宜的訓練負荷、評定訓練效果的重要手段，并取得了良好的效益。,第一節(jié) 運動后身體機能狀態(tài)評定指標,第6頁,生物化學指標在運動訓練中的應用在致可歸納為以下幾個方面。 （一）運動員正確選材的科學依據(jù) 運動員正確選材是運動訓練科學化的首要環(huán)節(jié)。根據(jù)運動項目的特點，選擇相

3、應的生化指標進行運動員選材，把具有從事某項運動天賦的少年兒童選拔出來，通過專門的訓練，使他們的先天能力得到充分的發(fā)揮和發(fā)展，進而達到較高的競技水平。,第7頁,（二）科學控制運動負荷的重要環(huán)節(jié) 運動負荷是運動員在訓練中所承受或完成的身體負荷量，它是運動訓練中最為重要的環(huán)節(jié)之一。運用生化指標來觀察運動員對運動負荷的反映，科學地控制和調(diào)整運動負荷，不僅能防止運動損傷和過度疲勞的發(fā)生，而且能有效地提高訓練效果，這是科學訓練的重要手段之一。如近年來，我國游泳成績所取得的突破性進展，其成功經(jīng)驗之一，就是采用血乳酸作為客觀評定指標來控制和指導訓練實踐。,第8頁,（三）評定運動員機能狀態(tài)的客觀指標 在運動訓練

4、中，運動員的身體狀況對科學安排訓練負荷至關(guān)重要。只有在運動負荷量和強度足夠大、機體能夠承受和處于最大應激狀態(tài)，才能有效地提高運動能力。由于機體在運動時其生理活動和代謝過程均會發(fā)生相應的變化，因此，從人體安靜時、運動時和恢復期各臟器及血液、尿液、汗液、唾液中某些化學成分的測定和比較，可為機能評定提供客觀依據(jù)。,第9頁,譬如，可根據(jù)血乳酸、尿蛋白等指 標的變化來評定運動強度，可從血糖、 血脂肪酸、血氨等指標的變掌握能源物 質(zhì)利用情況，也可通過血尿素、血睪酮 、血清肌酸激酶活性等指標的變化來判 斷機體對訓練負荷的適應程度，還可以 從某些酶或激素含量的變化了解運動時 機體的代謝調(diào)控能力。,第10頁,（

5、四）判斷運動性疲勞的有效途徑 運動性疲勞和恢復是運動訓練中十分引人注意的問題。近年來的研究和實踐逐漸從過去認為的“沒有疲勞就沒有訓練”發(fā)展到今天所認識的“沒有恢復就不能繼續(xù)訓練”，把運動性疲勞和恢復過程作為運動訓練的組成部分。通過多項生化指標的測定與綜合分析，可正確地診斷運動性疲勞的程度及機體恢復情況，對防治過度訓練和運動損傷有積極的作用。,第11頁,（五）預測運動成績的理論依據(jù) 運動成績是運動員競技能力的體現(xiàn)， 除了與技術(shù)動作、戰(zhàn)術(shù)要求等有關(guān)外，更 與運動員身體機能水平有密切的關(guān)系。因 此，運用某些生化指標來預測運動成績， 已被逐漸應用于體育科學研究和運動訓練 中。如根據(jù)運動員的最大攝氧量（

6、VO2max ）來預測中長跑的運動成績。,第12頁,（六）解決運動員合理營養(yǎng)的基本手段 合理營養(yǎng)是運動員取得優(yōu)異成績的基本因素之一，合理營養(yǎng)有助于運動能力的提高和運動后體力的迅速恢復。合理營養(yǎng)能供給運動員所需消耗的熱能，提供能源物質(zhì)的儲備和補充，能加速代謝廢物的清除。維持代謝平衡，使運動員精力充沛旺盛，以創(chuàng)造最佳成績。運動員營養(yǎng)的合理與否，需要通過一系列生化指標來評定。,第13頁,綜上所述，應用生物化學指標 可以對運動員的競技能力和運動負 荷做出科學的評估，對科學地指導 運動訓練、有效地提高運動員的競 技能力和健康水平具有重要的實踐 意義。,第14頁,二、運動后身體機能狀態(tài) 評定指標 (一)血

7、紅蛋白（Hb） 血紅蛋白（Hb）俗稱為血色素 ，是當前機能評定中常用的指標。,第15頁,血紅蛋白的功能: 血紅蛋白是紅細胞中的一種重要蛋白質(zhì)，在紅細胞中濃度高達34%，占紅細胞中總蛋白質(zhì)量90%。血紅蛋白主要功能是運輸氧，對二氧化碳（CO2）也有運輸作用，對酸性物質(zhì)（H+）也能參與緩沖。因此，血紅蛋白對運動能力影響很大。因為輸送氧，故對耐力性運動能力尤為重要。,第16頁,（二）血紅蛋白的正常范圍 正常人每100毫升血液中血紅蛋 白含量為1215克，女性為1114克。 運動員與正常人值相近，或位于正常 值的高限，有氧耐力運動員可高達每 100毫升血液中1718克。,第17頁,（三）運動性貧血和運

8、動員貧血 1.運動員貧血 運動員貧血是指運動員以血紅蛋白判斷貧血時，采用臨床上常用的標準，即男低于12.0g%；女低于10.5g%，如果采用WHO標準，男低于13g%，女低于12g%，運動員貧血有各種不同因素，如營養(yǎng)不良，各種慢性病等，都會引起血紅蛋白下降至貧血標準。因而，運動員貧血的診斷要分析發(fā)生原因，針對性采取治療措施。,第18頁,2. 運動性貧血 運動性貧血：運動性貧血的提出的根據(jù)是耐力性運動員在有氧代謝運動時，血紅蛋白的理想值而制訂的。因為，血紅蛋白明顯地影響運動能力，血紅蛋白越多，結(jié)合氧量越多，但血紅蛋白與血細胞壓積和血液粘稠度在一定范圍內(nèi)成正相關(guān)，增加血液粘稠度和血細胞壓積，不利于

9、血循環(huán)。所以，不能簡單地認為血紅蛋白越高越好。,第19頁,目前認為，最適宜血細胞壓積為45%左右，這時血紅蛋白大致相當于16g，在運動時，血細胞壓積最適宜可高致50%60%，在正常高值上，由此可見，耐力運動員的血紅蛋白值 低于1516g %時，就認為處于低值了。這時會降低運動員的耐力，所以有人建議用“運動性貧血”這概念以區(qū)別于運動員因其他原因而導致的“運動員貧血”。,第20頁,可見，運動性貧血的評定標準是以運動能力為前提制定的；運動員貧血則是以健康為前提制訂其標準的。其區(qū)別可以下表9-3示之。,第21頁,第22頁,（四）血紅蛋白與負荷量 訓練初：運動量大 Hb升高, 紅細胞被破壞是大運動量訓練

10、早期的一種反應。 訓練中：運動量不變 Hb降低，機體機能狀態(tài)才能改善，運動能力得以提高。,第23頁,（五）血紅蛋白和運動能力 血紅蛋白主要功能是運輸氧，因此和 運動員耐力有密節(jié)關(guān)系，故在訓練期、賽 前訓練和比賽期被用于評定運動能力。表 9-6是同一組受試者在不同血紅蛋白時的 運動能力和運輸氧能力指標，最大攝氧量 等指標間關(guān)系的變化。,第24頁,第25頁,可見，在貧血時無論是極量運 動或有氧代謝運動時，運動能力下 降，運輸氧能力降低，將血液回輸 時，各項指標又恢復到正常時水平 ?？梢姡t蛋白和運動能力有密 切關(guān)系。,第26頁,二、血尿素 人體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸代謝的最終 產(chǎn)物為尿素。運動員在長時

11、間運動時尿 素的生成和恢復期中的變化，是了解蛋 白質(zhì)和氨基酸的供能情況和恢復期蛋白 質(zhì)和氨基酸合成代謝相互關(guān)系，血尿素 是目前運動員身體機能評定重要生化指 標。,第27頁,（一）血尿素的正常范圍 在正常生理狀態(tài)下，尿素的生成和排 泄處于動態(tài)平衡，血尿素濃度相對穩(wěn)定， 其安靜值約在1.88.9毫摩爾/升。運動員安 靜時血尿素濃度偏高，為5.57毫摩爾/升 ，原因是受訓練的影響體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝旺 盛。,第28頁,（二）血尿素是評定運動員 負荷量度的指標 在運動訓練中，血尿素濃度升高一般出現(xiàn)在運動后30分鐘，絕大多數(shù)出現(xiàn)在4060分鐘左右。因為，要在較長時間負荷時，蛋白質(zhì)和氨基酸才較大量進行分解代謝以

12、供應能量，引起血尿素濃度上升。若一次大運動量訓練后，血尿素超過8毫摩爾/升，是訓練負荷過大的表現(xiàn)。,第29頁,（三）血尿素是評定訓練后身體恢復 狀況的良好指標 若在訓練或比賽次日晨測定血尿素濃度，可以評定恢復狀況，值低表示代謝平衡恢復，即運動負荷適宜，身體機能良好。運動次日晨或第三日晨仍超過正常值水平，則表示機體對負荷不適應，身體機能較差。,第30頁,在實際應用時： （1）發(fā)現(xiàn)有氧代謝訓練后恢復較慢； （2）血尿素升高較少，恢復也快的 屬能承受大負荷量訓練的運動員，而升 高多，不易恢復的難于承受大負荷量訓 練。應根據(jù)實際要求采取相應的訓練方 法和運動負荷。,第31頁,三、尿蛋白 人體安靜時尿中

13、蛋白質(zhì)含量甚微，一般檢驗方法不能測定其數(shù)量，故稱為陰性。但用一般的化學分析方法測定時，人體一天尿中排出的蛋白質(zhì)在10150mg范圍。在運動后尿中排出增加。因此，可以根據(jù)其排出蛋白質(zhì)數(shù)量和組成成分來評定運動員身體機能狀態(tài)、運動負荷強度和量度等關(guān)系。,第32頁,（一）尿蛋白和身體機能狀態(tài)關(guān)系 運動性蛋白尿存在不同個體差異 性，本體相對的穩(wěn)定性。即不同人運動 性蛋白尿的數(shù)量不受訓練水平和運動負 荷之間而顯示不同，受個體機能影響較 大，即運動性蛋白尿量少者，不一定是 訓練水平高，也不一定負荷強度或量 少。,第33頁,當個體在完成相同距離比賽或相近 運動負荷時，尿蛋白量則較為穩(wěn)定，當 平衡打破時，如負荷

14、量突然增加時，是 機能不適應或疲勞未消除造成機能下降 ；或突然負荷強度和量度增加；機體處 于從不適應到適應過程中。這時應加強 觀察，具體分析。,第34頁,（二）評定運動負荷強度和量度 運動后蛋白尿的數(shù)量和運動負荷強 度和持續(xù)時間有關(guān)，強度大、負荷時間 長，尿蛋白量就多。因此，在評定訓練 課時要注意運動負荷的強度和量度兩個 因素。,第35頁,四、尿膽原 尿膽原是體內(nèi)血紅蛋白分解的代謝產(chǎn)物。一般情況下，每天約有8g血紅蛋白分解，經(jīng)代謝最終有一部分轉(zhuǎn)化為尿膽原排出體外。因此，尿膽原排泄量的多少可以反映出體內(nèi)血紅蛋白分解代謝情況，故當血紅蛋白下降時尿膽原排出增加，尿膽原排出增加還和肝臟重吸收能力下降、

15、腎排泄功能不良有關(guān)。,第36頁,故在運動員身體機能評定時，可用以和血紅蛋白綜合起來判斷，則作出的評定可靠性更高，在應用這指標時的方法為： 1. 每周星期一晨取血測血紅蛋白及晨尿膽原； 2.每日晨測定尿膽原（晨起第一次尿），并記錄主觀疲勞感； 3.星期六（或訓練小周末期），晨取血測定血紅蛋白及取尿測定尿膽原；,第37頁,4.評定方法：當血紅蛋白穩(wěn)定或上升，尿膽原變化不大，主訴晨無疲勞感時，是對訓練安排適應。如血紅蛋白下降，尿膽原增加，主訴晨起有疲勞感時，應減負荷強度或量。增加其他指標測定，如晨起心率，血尿素等指標。,第38頁,五、血睪酮/皮質(zhì)醇比值 睪酮是雄性激素，除了具有促第二性 征發(fā)育外，可

16、促進蛋白質(zhì)合成，使肌肉壯 大和體重增加；可刺激紅細胞生成，加速 血紅蛋白合成；可加速體內(nèi)抗體形成，增 強免疫功能和抗感染能力。因此，訓練期 血睪酮升高有助于運動后恢復過程加速， 機能提高。,第39頁,皮質(zhì)醇是腎上腺皮質(zhì)分泌的 激素，它能抑制蛋白質(zhì)合成，抑 制睪酮的分泌，并可加速糖、脂 肪和蛋白質(zhì)的分解代謝，有利于 運動時的供能代謝，但運動后恢 復期應盡快降至基礎(chǔ)值范圍，以 免能源過度消耗。,第40頁,測定血睪酮/皮質(zhì)醇比值，可以了 解體內(nèi)合成代謝與分解代謝的平衡狀 態(tài)，是目前公認的評定和監(jiān)測過度訓 練、疲勞恢復狀況的最靈敏的指標。 比值高時，是機能狀態(tài)好，對運動負 荷適應的表現(xiàn)。當身體疲勞或?qū)?/p>

17、負荷 不適應時，其比值下降。,第41頁,第二節(jié) 代謝能力的評定 目前，在開展體育活動中，評定體力 增強中人體耐力（或稱長時間運動抗疲勞 的能力）及控體重、減肥、降血脂等最受 人重視，在兒少身體發(fā)育和體育活動的關(guān) 系如何評定還有待研究。這里主要講述身 體耐力和體育鍛煉、降血脂的效果。,第42頁,（一）乳酸閾時速度：有氧代謝能力的測定 運動時血乳酸的變化是乳酸從骨骼肌等進入血液和離開血液平衡的結(jié)果。當肌肉運動強度逐漸加大時，存在隨運動強度加大而出現(xiàn)由逐漸增加過渡到急劇上升的階段，存在兩個線性偏離點，即在2mmol/L左右時出現(xiàn)第一次偏離；在4mmol/L左右時出現(xiàn)第二次偏離。,第43頁,目前，國內(nèi)

18、外較為廣泛地應用血乳 酸在4mmol/L時作為實驗室或運動場現(xiàn)場 測定時的乳酸閾值。乳酸閾是指血乳酸 達4mmol/L時所對應的攝氧量、功率或運 動速度等相對數(shù)值（圖9-1）。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。,第44頁,第45頁,在實驗室中評定時，常用的功率計 有自行車功率計和跑臺，選用的負荷和 強度如表9-12所示，總共進行6次遞增 負荷，在每級負荷時取耳血測血乳酸， 求出乳酸閾功率，相互間進行比較就可 以進行評定。,第46頁,第47頁,在運動場上測定時，可采用三級至五 級強度跑，如在田徑場上可采用52400跑 的方法（表9-13），由教員用口令

19、調(diào)整跑 速，使受試者盡量達到勻速跑，跑前受試 者要先進行10min準備活動。每組跑后第 2min末取血，按血乳值作圖或?qū)⒊煽兣c血 乳酸比較，便可評定有氧代謝能力。,第48頁,第49頁,12min跑距及血乳酸值： 運動員在安靜時測定血乳酸，然后 做準備活動。由教練員記錄運動員跑 12min的最大跑距離和跑后3、5、10、 15min血乳酸值。在訓練期開始和結(jié)束時 對比，在跑后：,第50頁,跑的距離長，跑后血乳酸增加，在跑后15min血乳酸消除速率增加，是機能提高的表現(xiàn)。 跑的距離短，跑后血乳酸值不升高或下降，或在跑后15min血乳酸消除速率下降，是耐力差的表現(xiàn)。,第51頁,（二）無氧代謝能力的評

20、定 1.磷酸原代謝能力的評定：10秒最大負荷測試法 根據(jù)磷酸原供能系統(tǒng)的供能特點，可采用10秒以內(nèi)的最大負荷運動進行測試，如自行車功率計、活動跑臺或3060米跑，也可根據(jù)具體運動專項進行評定。先測定安靜時血乳酸值，然后進行10秒內(nèi)最大負荷運動，記錄完成的功率或跑速，并測定運動后的血乳酸峰值，求出運動中血乳酸增值。若完成功率大或跑速快，而血乳酸增值低者，則磷酸原供能能力強。,第52頁,2.糖酵解代謝能力的測定：60秒最大負荷測試法 這是一種評定最大糖酵解供能能力的方法。讓受試者在田徑場全力跑400米或60秒跑臺跑，記錄成績，分別測定運動前安靜時血乳酸值和運動后血乳酸峰值。如果運動后血乳酸濃度在1

21、418毫摩爾/升左右，是糖酵解供能能力好的表現(xiàn)；如在910毫摩爾/升以下，是能力差的表現(xiàn)。,第53頁,在一個訓練階段結(jié)束后，如果運動 成績提高了，血乳酸值也升高，是糖酵 解供能能力提高、訓練效果好的表現(xiàn)； 如果成績提高，血乳酸值仍為原水平， 是有潛力的表現(xiàn)；如果血乳酸值不變或 升高，但成績下降，是訓練效果差或機 能水平下降的表現(xiàn)。,第54頁,第三節(jié) 運動負荷的生化綜合評定,單一生化指標評定存在一定的極限性，為了較好地評定運動負荷，往往采用多指標的綜合分析，才能充分發(fā)揮生化指標評定的作用。,二、運動負荷綜合評定的特點,三、運動負荷綜合評定的方法,一、運動負荷綜合評定的意義,運動負荷生化評定,第5

22、5頁,一、運動負荷綜合評定的意義,在運動訓練的實踐中，教練員或運動員不僅要掌握好負荷強度和負荷量，還要了解運動訓練后身體機能的變化情況。然而，影響運動負荷的因素是多方面的，單一生化指標評定運動負荷存在一定的局限性，存在某些誤差或限制。而多指標的綜合評定可相互補充地全面評定運動負荷的大小，又可客觀了解運動員對負荷的反應，從而更科學地掌握和指導運動訓練過程，有效提高訓練效果。,運動負荷生化評定,第56頁,二、運動負荷綜合評定的特點,由于綜合評定是多指標、多層次的整體評定，因此，它具有一定的特點。,（一）運動負荷綜合評定的精確性,（二）運動負荷綜合評定的系統(tǒng)性,運動負荷生化評定,第57頁,（一）運動

23、負荷綜合評定的精確性,綜合評定中的各項生化指標與運動負荷高度相關(guān)，且各指標之間又具有本身的獨立性，能從不同方面準確反映運動負荷；同時，各生化指標基本上為定測定量，而且取樣微量，速度快，評定精確。,運動負荷生化評定,第58頁,（二）運動負荷綜合評定的系統(tǒng)性,運動負荷綜合生化評定的根本目的是要科學地評定運動負荷量和強度以及運動員的身體機能狀態(tài)。因此，只有通過對運動前后、次日晨乃至一周、一個月或更長時間的各項生化指標、多次系統(tǒng)全面的追蹤測試，才能具體說明運動員對運動負荷的承受力，科學地指導運動訓練。,運動負荷生化評定,第59頁,三、運動負荷綜合評定的方法,在進行綜合評定時，應根據(jù)測試與評定的目的和運動員的年齡、運動專項、訓練水平等具體情況以及實驗條件來選擇和確定生化指標，根據(jù)測試結(jié)果，依據(jù)運動生化原理，作出客觀的、全面的科學的綜合評定。,（一）評價指標選擇,（二）依據(jù)各生