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      運動生理學《有氧、無氧工作能力

      來源:中公教師招聘網  時間:2021-08-16 17:53:43

      一切運動的能量供應過程都是由有氧代謝和無氧代謝過程以不同的比例組成。因此,運動能力又可分為有氧工作能力和無氧工作能力。代謝過程與運動能力密切相關。

      需氧量:指機體為維持某種生理活動所需要的氧量?捎蓛蓚變量決定:單位時間內的需氧量和總的需氧量。

      攝氧量:通常將單位時間內機體能夠攝取并利用的氧量,也稱為耗氧量。攝氧量通常以每分鐘為單位計算。

      一、有氧工作能力

      所謂有氧工作,是指機體在氧供充足的情況下由能源物質氧化分解提供能量所完成的工作。氧供充足是實現有氧工作的先決條件,也是制約有氧工作的關鍵因素。因此,單位時間內機體的最大攝氧水平及氧利用率是評價人體有氧工作能力的重要指標。

      (一)最大攝氧量

      1.概念

      最大攝氧量是指人體在進行有大量肌肉群參加的長時間劇烈運動中,當心肺功能和肌肉利用氧的能力達到人體極限水平時,單位時間內(通常以每分鐘為計算單位)所能攝取的氧量,也稱最大耗氧量。

      它反映了機體吸入氧、運輸氧和利用氧的能力,是評定人體有氧工作能力的重要指標之一。

      2.測量方法

      最大攝氧量的測量方法有直接測量法與間接測量法。間接測量法中有Astrand-Ryhmin列線圖法;Cooper實驗;Fick公式法;攝氧量峰值。

      3.最大攝氧量在運動實踐中的意義

      (1)最大攝氧量是評定有氧工作能力的客觀指標;

      最大攝氧量是反映心肺功能的綜合指標。大量研究結果表明,最大攝氧量水平高低是耐力性項目取得優異成績的基礎和先決條件之一。

      (2)最大攝氧量是評定心肺功能的指標;

      (3)最大攝氧量是選材的生理指標;

      最大攝氧量有較高的遺傳度,故可以作為選材的生理指標之一。

      (4)最大攝氧量是制定運動強度的依據。

      (二)乳酸閾

      1.概念

      在遞增負荷運動中,血乳酸濃度隨運動負荷的遞增而增加,當運動強度達到某一負荷時,血乳酸濃度會急劇增加。血乳酸出現急劇增加的那一點(乳酸拐點)稱為“乳酸閾”,這一點所對應的運動強度即乳酸閾強度。它反映了機體的代謝方式由有氧代謝為主過渡到無氧代謝為主的臨界點或轉折點。

      人體從事漸增負荷運動時,機體能量的供給是從有氧供能為主過渡到無氧代謝供能為主的連續過程。最大攝氧量反映了人體在運動時所攝取的最大氧量,而乳酸閾則反映了人體在漸增負荷運動中血乳酸開始積累時的最大攝氧量百分利用率,其閾值的高低是反映人體有氧工作能力的又一重要生理指標。

      2.測量方法

      通常在實驗室條件下進行漸增負荷運動(跑臺或功率自行車)試驗,通過連續測得血乳酸濃度的變化來確定乳酸閾,或通過測得運動中呼出氣體參數的變化來無損傷測定乳酸閾。

      (1)乳酸閾測定

      受試者在漸增負荷運動試驗中,連續采集每一級運動負荷時的血樣(一般用耳垂或指尖末梢血)測得其血乳酸值。

      (2)通氣閾測定

      在漸增負荷運動中,將肺通氣量變化的拐點稱為“通氣閾”。通氣閾是無損傷測定乳酸閾常用的指標。具體方法是讓受試者在自行車功率計或跑臺上進行漸增負荷運動,通過氣體分析儀記錄運動過程中的肺通氣量、攝氧量和二氧化碳呼出量等生理參數。

      3.乳酸閾在體育運動實踐中的應用

      (1)評定有氧工作能力

      最大攝氧量和乳酸閾是評定人體有氧工作能力的重要指標,二者反映了不同的生理機制。前者主要反映心肺功能,后者主要反映骨骼肌的代謝水平。

      (2)制定有氧耐力訓練的適宜強度

      理論與實踐證明,個體乳酸閾強度是發展有氧耐力的最佳強度。

      4.提高有氧工作能力的訓練

      發展有氧能力的訓練方法主要有持續訓練法、乳酸閾訓練法、間歇訓練法和高原訓練法。

      二、無氧工作能力

      無氧工作能力是指運動中人體通過無氧代謝途徑提供能量進行運動的能力。它由兩部分組成,ATP-CP分解供能和糖無氧酵解供能(乳酸能)。與有氧工作相比,無氧工作的強度提高,但持續時間減少。ATP-CP是無氧功率的物質基礎,一切短時間、高效率運動,如沖刺、短跑、投擲、跳躍和足球射門等活動能力均取決于ATP-CP供能的能力;而乳酸能則是速度耐力的物質基礎。在長時間劇烈運動的開始和運動中加速過程中,無氧工作也占主導地位。

      (一)能源物質的儲備

      1.ATP和CP的含量

      人體在運動中ATP和CP的供能能力主要取決于ATP和CP含量,以及通過CP再合成ATP的能力。在極限強度運動中,肌肉中的ATP和CP在10秒內就幾乎耗竭。因此,這一時期的最大輸出功率可用于評估ATP和CP的供能能力。

      2.糖原含量及其酵解酶活性

      糖原含量及其酵解酶活性是糖無氧酵解能力的物質基礎。糖無氧酵解供能是指由肌糖原無氧分解為乳酸時釋放能量的過程,其供能能力主要取決于肌組織中糖原的含量及其酵解酶活性的高低。

      (二)代謝過程的調節能力及運動后恢復過程的代謝能力

      代謝過程的調節能力包括參與代謝過程的酶活性、神經與激素對代謝的調節、內環境變化時酸堿時平衡的調節以及各器官活動的協調等。如肌酸激酶、磷酸果糖酶等對提高ATP在合成速度及快速恢復ATP含量是十分重要的。

      糖酵解產生的乳酸進入血液后,對血液PH值產生影響。當體內酸度超過一定限度時,神經細胞的興奮性降低,工作能力下降。

      (三)最大氧虧積累

      最劇烈運動時,需氧量大大超過攝氧量,肌肉通過無氧代謝產生能量造成體內氧的虧欠,稱為氧虧。最大氧虧積累是指人體從事極限強度運動時(一般持續運動2~3分鐘),完成該項目運動的理論需氧量與實際耗氧量之差。許多研究發現,最大氧虧積累是衡量機體無氧供能能力的重要指標。短跑運動員的無氧工作能力和運動成績與最大氧虧積累高度相關。

      (責任編輯:楊惠萍)

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