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1、第七章 提高运动能力方法的生化分析,第一节 影响运动能力的生化因素第二节 提高机体代谢能力训练方法的生化分析第三节 提高运动能力的物质手段及生化基础,内 容,1 了解影响运动能力的生化因素2 掌握提高机体代谢能力的训练方法和提高运动能力的常用物质手段3 熟悉提高运动能力物质手段的生化原理，并能在体育教学和运动训练中结合实际灵活运用。,目 标,运动能力：是指人参加运动和训练所具备的能力，是人的身体形态、素质、机能、技能和心理能力等因素的综合表现。,何为运动能力？,运动能力高低主要取决于运动过程中能量的供给、转移和利用的能力。,运动能力高低的取决因素？,第一节 影响运动能力的生化因素,一、影响人体
2、无氧代谢运动能力的因素人体代谢能力存在明显的个体差异。一般说运动员的值高于正常人，且有多种因素影响个体的无氧代谢能力。1. 年龄、性别和肌肉质量的影响2. 肌肉结构和机能的影响3遗传的影响4训练的影响,一、影响人体无氧代谢运动能力的因素1 年龄、性别和肌肉质量的影响(1)年龄：生长期的机体无氧代谢能力随年龄增长而增大，在20多岁时达最大值，然后逐渐下降，大约每10年下降6。上述变化无性别差异。(2)性别：在10秒、30秒、90秒最大输出功的测定中，女子值仅是男子值的65左右，存在明显的性别差异。(3)肌肉质量：最大无氧代谢能力与身体大小有关，尤其受去脂体重的影响。所以，最大无氧代谢能力的年龄和
3、性别变化，与肌肉质量的差异关系密切。,一、影响人体无氧代谢运动能力的因素2 肌肉结构和机能的影响(1)肌肉形态、肌纤维类型：,肌节的排列和长度、肌纤维长度、肌肉横截面积、肌肉总量，这些因素影响肌肉执行无氧运动的能力，特别影响功率输出的绝对值。,肌纤维类型对无氧代谢能力的影响表现在快肌纤维的比例上，快肌纤维百分比例高的肌肉，收缩时无氧功率输出值大。高比例快肌纤维和快肌纤维横截面积具有最大瞬时功率和短时间无氧功率占优势的特点。在选材时要注意这种关系,一、影响人体无氧代谢运动能力的因素(2)供能物质含量短时间全力运动的能量主要来自内源性高能磷酸化合物和肌糖原。,在短时力竭性运动时，ATP含量下降40
4、，CP含量接近1.0毫摩尔千克湿肌，肌糖原含量消耗不到一半。所以，无氧运动时肌糖原的储量不是个体无氧运动能力的决定因素。,(3)反应产物的堆积在最大无氧代谢的短时间运动时，肌乳酸浓度明显上升。肌肉无能力中和全部H+，故而使运动力竭后pH从运动前7.0下降到6.3。,一、影响人体无氧代谢运动能力的因素,由于H+竞争Ca2+的结合部位，这使肌动球蛋白横桥循环的形成和运转速率受到阻遏，导致ATP水解速率减慢，肌肉收缩力下降。肌内H+堆积是影响无氧运动能力的主要限制因素。,3遗传的影响与无氧代谢能力有关的生化参数的遗传度影响机体对训练的应答,一、影响人体无氧代谢运动能力的因素,4训练的影响,一、影响人
5、体无氧代谢运动能力的因素,从训练应答比较的变化范围大，说明无氧代谢可训性的个体差异大。这类研究对教练员有重要价值。例如对短时间无氧运动项目的运动员，应当意识到选拔天资高的人更易获得训练效果。,（一）影响磷酸原供能系统的生化因素（二）影响糖酵解供能系统的生化因素,一、影响人体无氧代谢运动能力的因素,1 ATP、CP的储量2 ATP分解和再合成的速率3 Na+-K+-ATP酶4 Ca2+-Mg2+-ATP酶,（二）影响糖酵解供能系统的生化因素1 糖酵解过程的限速酶2 乳酸反应,二、影响有氧代谢运动能力的因素,1 最大转运氧的能力 2 肌肉利用氧的能力 3 遗传的影响 4 训练的影响 5 性别的影响
6、 6 年龄的影响 7 高原和高原训练的影响,1 最大转运氧的能力：有三方面可能的限制因素(1)肺转运氧(2)血液携氧量(3)每分心输出量,二、影响有氧代谢运动能力的因素,安静时最大肺通气速率在500毫升分以上，在最大强度运动时，上升到180升分以上。,(2)血液携氧量血液携氧量是血红蛋白浓度的函数。当采用血液兴奋剂或高原训练后使血红蛋白浓度上升时，最大摄氧量相应提高。由此推论，血红蛋白可能是最大摄氧量的限制因素。,(3)每分心输出量每分心输出量是影响最大摄氧量的重要因素。增加每分钟流经肌肉的血容量，可使单位时间血液供氧增多，从而提高最大摄氧量。,2 肌肉利用氧的能力 肌肉利用氧的能力表示肌肉从
7、血液摄取氧并转进线粒体、被代谢氧化利用的量。,二、影响有氧代谢运动能力的因素,利用氧能力取决于下列因素：肌肉微血管密度肌红蛋白含量线粒体有氧代谢酶活性线粒体数目和体积供能物质的选择性利用,3 遗传的影响高水平的最大摄氧量归咎于训练水平还是先天因素，目前尚不清楚。但是经耐力训练最大摄氧量增高不超过 1520最大摄氧量。这是最大摄氧量遗传度高(约 80)决定的。,二、影响有氧代谢运动能力的因素,4 训练的影响25岁后正常成人，最大摄氧量每10年下降9，长期从事运动的人下降速率为5，原因是运动员具有较高的每分输出量，且衰减速度慢。例如耐力训练的人在40岁时能保持相对高的最大摄氧量，在60岁时仍具有相
8、当于非运动员20多岁的最大摄氧量。,二、影响有氧代谢运动能力的因素,5 性别的影响：男女之间最大摄氧量存在明显差异绝对值(毫升氧分)：男子平均最大摄氧量为3000-3500，世界级耐力运动员达6080-7000；女子平均值最大摄氧量2000-3200，世界级耐力运动员可达4000。相对值(毫升氧千克体重分)，男子是 40-50，女子是32-38。以瘦体重表示相对值时，则男女之间的差别不明显，男子平均值46-49，女子平均值44- 48。,二、影响有氧代谢运动能力的因素,6 年龄的影响最大摄氧量值随年龄改变。在青春期前，男孩稍高于女孩。女子在1416岁达到最大摄氧量，而男子在1930岁保持最大摄
9、氧量水平。30岁以后，非运动员明显下降，男子比女子下降得快。,二、影响有氧代谢运动能力的因素,7 高原和高原训练的影响高原大气压和空气中氧含量下降，大约从1200米海拔高度起，每上升1000米相应的最大摄氧量下降10；在海拔8848米的珠穆朗玛峰上，登山者平均最大摄氧量仅为15毫升氧千克体重分，大约是海平面的27，稍高于维持生命必需的最低耗氧量(7毫升氧千克体重分)。,二、影响有氧代谢运动能力的因素,第二节 提高机体代谢能力训练方法的生化分析,运动训练是改善和提高人体运动能力的重要因素。运动训练的目的是使运动员机体产生生物学适应，改善和提高运动能力。不同项目运动时，能量代谢的规律和特点不同，选
10、择合理的训方法提高其代谢能力是科学训练的关键。,一、发展磷酸原代谢能力的训练（一）最大强度（速度）的间歇训练或重复训练 最大用力5-10s重复性练习，且掌握好休息间歇时间。CP的半时反应为20-30s，所以最适宜的休息时间为30s左右，但训练水平较低和大运动量训练初期的的运动员可适当延长。,二、发展糖酵解系统供能能力的训练最高乳酸训练和机体耐受力训练两种方法。提高糖酵解供能能力的最有效方法是高强度运动，保证运动中主要由糖酵解供能，机体内有明显的乳酸堆积。大量乳酸堆积可刺激机体对酸性物质的缓冲，从而提高糖酵解供能能力。最大强度运动30s-15分钟之间，糖酵解供能起主要或重要作用。,三、发展有氧代
11、谢供能系统供能能力的训练 （一）有氧代谢间歇训练方法的生化分析 （二）乳酸阈训练方法的生化分析 （三）持续耐力训练方法的生化分析 （四）高原训练方法的生化分析,第三节 提高运动能力的物质手段及生化基础,一、补糖与运动能力 （一）补糖的意义肌糖原储量是影响亚极量运动能力的重要因素。血糖是中枢神经系统的基本供能物。为经常参加体育锻炼的人推荐“运动型饮食结构”建议人们在食物能量消耗比例最好为：糖60-65%、脂肪 20-25% 、蛋白质15%,超过1小时的持续耐力运动需补糖长时间（40分钟2小时）高强度间歇运动需补糖,（二）补糖的方法自行车运动员常感到神志不清，身体失去协调性，这就是由于血糖下降到了
12、神经系统所需水平造成的。为了避免，可饮用4-10%碳水化合物的饮料。,提高赛前最大肌糖原储备 -糖原负荷法,赛前一周内逐渐减少运动量，赛前一天休息，同时逐渐增加膳食糖至总热量的60-70或8-10克千克体重，可以增加肌糖原储备2040以上。,赛前6小时高糖膳食,运动前612小时饥饿，运动时也不补糖，可出现运动性低血糖症。若肌糖原储备不充分，则运动前的高糖膳食措施也可起到提高赛前肌糖原的作用。,赛前2-4小时补糖,运动前24小时吃一顿含糖丰富的膳食可显著地增加肌糖原、肝糖原的含量。吃糖量：200300克,赛前2小时内补糖,早晨运动训练前摄入糖，对于保持血糖正常是非常重要的。因此，早晨参加比赛的运
13、动员在运动前30 90分钟补充少量高糖快餐或饮料既可保持血糖恒定，又可提高运动能力。,运动中补糖的意义,1 短时间、大强度间歇性运动中补糖可提高运动能力，延缓疲劳的出现。2 持续中等强度运动中补糖有利于保持血糖浓度恒定、维持能量平衡和氮平衡。3 长时间、耐力性运动中补糖有预防和后延中枢性疲劳的良好作用。 4 运动中补糖可提高免疫机能。,运动中补糖的方法,运动中每隔20分钟补充含糖饮料或容易吸收的含糖食物 补糖量一般推荐2060克小时，多达40102克/小时，或推荐12克千克体重。提高长时间运动耐力的补糖量不应低于21.5克小时。,摄入糖的类型、次数和剂量,摄入等量混合的果糖和葡萄糖，有利于运动
14、中的氧化利用，原因在于果糖和葡萄糖有各自不同的氧化途径，相互间竞争性较小。 次数不限从吸收速度考虑选用含葡萄糖、果糖、低聚糖的复合糖。,运动中补糖的限制,影响运动时间（进食或饮料过程）可能出现胃肠不适,运动后补糖的意义,运动后补糖是为了帮助尽快缓解疲劳和促进体力恢复；加强肝糖原和肌糖原的合成与储存。（长时间运动糖恢复可缩短至24小时）,运动后补糖的时间和用量,运动后开始补糖时间越早越好。理想的方法是在运动后即刻、头2小时以及每隔1-2小时连续补糖。在运动后的6小时以内，肌肉中糖原合成酶含量高，补糖效果佳。运动后补糖量为0.75-1.0克千克体重，24小时内补糖量可达到916克千克体重。,运动后
15、恢复期补糖类型和形式,不同的类型能带来不同的胃肠刺激和吸收速度上的差异葡萄糖有利于合成肌糖原；果糖有利于合成肝糖原 ；推荐果糖与葡萄糖联合使用 耐力性运动项目需要大量补糖时，可使用低聚糖，其渗透压低(如四聚糖为葡萄糖的14)，甜度小，吸收也快。 固体或液体形式的糖对肌糖原再合成是等效的,（三）补充糖类物质类型的选择1 单糖2 低聚糖3 淀粉类食物单纯摄入葡萄糖液会对胃的排空产生定的抑 制作用；若以麦芽糊精和果糖的混合食品替代可增加胃的排空速率。,运动时1出汗增多 原因：代谢旺盛；作用：散热 2尿量减少 3运动时水的生成 出汗(尿量减少+水生成),二、补液与运动能力,运动员脱水的危害,（一）补液
16、的意义,运动会造成脱水脱水后恢复失水的时间拖得越长，对运动能力的影响越严重。 合理补液可使运动过程心率减少、体温降低、血浆容量保持 。控体重的运动项目，如举重、摔跤、拳击等，运动员常会因降体重而出现不同程度的脱水状态，为了保持运动能力，在称体重后首先要考虑快速补充水分。,（二）补液的方法1 原则保持水平衡和少量多次2 方法（运动饮料）运动前补液运动中补液运动后补液,(一)运动前补液,运动前30-120分钟补液300-500毫升，对减少体温升高、延缓脱水发生有益。在特别热的天气，还应额外补液250500毫升。 运动前3060分钟饮用含NaHCO3的碱性饮料可减轻运动时肌细胞内的酸中毒。,(二)运
17、动中补液,运动中补水要采取少量多次的办法每隔1520分钟可补液120240毫升。一般情况下，每小时的补液总量不超过800毫升。,(三)运动后补液,1 作用：加速机能恢复 ；2 影响因素：钠含量的高低 3 原则：少量多次 4 方法：摄取含糖，电解质饮料效果最佳，饮料的糖含量可为510，钠盐含量3040毫克当量，以获得快速复水。,（三）运动饮料一个理想的运动饮料必须具备三个条件：促进饮用；迅速恢复和维持体液平衡；提供能量，增进运动能力。1 饮料的渗透压2 饮料中的糖3 饮料中的钠盐含量4 饮料的口味5 饮料的温度,饮料的渗透压浓度,渗透压浓度影响胃排空和小肠的吸收，饮料的渗透压浓度在250370毫
18、渗透压为佳。所以，通常采用等渗或低渗浓度的饮料。,糖液浓度 如果浓度太高，胃排空就减慢，小肠吸收水也受影响。如果糖浓度太低，则不能满足机体对外源性能量的需求。由于糖浓度达到8时，小肠内水的吸收显著地减少。所以，饮料中的糖浓度以低于8为宜，建议采用57 。,钠离子浓度、饮料温度以及口味等,钠离子能促进小肠吸收水分，帮助机体维持体液平衡；冷或温水在胃内排空速率明显高于体温(370C)水；而口味好则促进饮用。,三、补充蛋白质和氨基酸与运动能力 （一）补充蛋白质和氨基酸的意义运动员在训练期间，蛋白质消耗量增加初期较为明显，必须补充蛋白质，否则会出现负氮平衡，即不利于健康，又影响训练。蛋白质对力量性运动
19、员更为重要，因为力量来自肌原纤维的增多和增大，肌肉质量的增加另外，有些项目（如长跑，超长跑）运动员可因蛋白质相对缺乏或物理因素引起的细胞破坏而发生运动性贫血，增加食物蛋白质有预防疾病和提高运动能力的作用。,(二)运动员蛋白质需要量及其影响因素,1训练类型 2训练适应状态 3控体重项目 4热能摄入不足时 5儿童少年 6素食者 7环境因素,1 训练类型,耐力运动员当食糖和或能量摄人充足时，每日蛋白质需要量是1018克千克体重。训练水平越高，需要量增加越多。力量性项目运动员蛋白质供给量要比普通人多。力量运动员在轻量级训练时每日需要蛋白质1016克千克体重，在高负荷训练时需要2030克千克体重。,2
20、训练适应状态,在大负荷训练前期(包括冬训练)，运动员蛋白质需要量超过中、后期。 整个耐力训练阶段都应保持蛋白质日供给量达16克千克体重。 般运动员大负荷训练期要求每日蛋白质摄人量达20克千克体重，训练适应后可适当减少。,3 控体重项目：蛋白质食物提供的热量可占总摄能量的18。 4素食者：素食者应考虑膳食中蛋白质互补作用。5环境因素：在训练中特别是高温季节，运动员汗氮的丢失可占氮排出总量的1014，使蛋白质需要量增加。,运动员蛋白质需要量,第一类运动首先要求力量，然后是速度、耐力，包括举重、投掷、男子体操等项目。第二类运动首先要求速度，然后是力量、耐力，包括短跑、跳高、跳远、拳击、摔跤、柔道、短
21、距离游泳、女子体操、球类等项目。第三类运动主要要求耐力，它包括中长跑、越野跑、竞走、自行车、铁人三项等。,补充蛋白质,1完全蛋白质 完全蛋白质是含必需氨基酸种类齐全、比例适当的一类蛋白质。 2游离氨基酸 3蛋白质水解产物,（四）过量补充蛋白质和氨基酸的副作用1 增加尿钙排出量，对于摄能量低下的和闭经的女运动员危害更大2 加重肾脏的负担，容易引起肾脏疾病3 诱导肝脏内线粒体发生形态学变化，以致发展成病态4 增加体液排出量，还有可能附带过多的脂肪摄入5 如果是以单一氨基酸的形式补充蛋白质，还能引起蛋白质代谢失调，血氨升高等。,四、补充维生素与运动能力维生素不足会使工作能力下降，甚至引起缺乏症，这种
22、情况不是在短时间内所能见到的。当膳食中维生素长期不足或缺乏，可能会引起代谢紊乱或缺乏症。长期轻度缺乏，不一定出现临床症状，但可使人的劳动能力、运动能力下降以及抵抗力下降。,（一）运动时维生素需要量增加的原因1 运动时，机体能量消耗大大增加，加速了物质能量代谢过程，同时也加快了各组织更新，使维生素利用和消耗增多。2 系统训练引起线粒体的数量和体积增大，酶和功能蛋白质数量增多，参与这些物质更新的维生素需要量增加。3 激烈运动加速水溶性维生素从汗、尿排泄，尤其是维生素C的排泄。,五、无机盐代谢与运动能力无机盐对提高运动能力也有积极作用，如碱性盐能缓冲大强度运动产生的酸性物质。磷钙镁钠钾等与肌收缩神经传导有关。运动员在运动时通过排汗丢失的钙较多，故每日补充的钙量应比正常人多1-1.25克。运动员剧烈运动铁丢失增加，故运动尤其要注意铁的补充。运动员缺盐时会软弱无力，容易疲劳，严重时发生肌肉痉挛，恶心，头痛。但长时间饮食盐过多 ，易诱发高血压，也可造成浮肿，因此，除非剧烈运动或大量出汗，不可增加食盐量。,思考题,1、过量补充蛋白质的副作用是什么？ 2、影响三大供能系统供能能力的生化因素有哪些？ 3、一种理想的运动饮料应考虑哪些方面？ 4、在炎热的环境下进行运动训练，如何进行补糖和补液？,
