身体素质的生理学基础.ppt

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1、第十三章 身体素质的生理学基础,第一节 力量素质,第二节 速度素质,第五节 柔韧素质,第三节 耐力素质,第四节 灵敏素质,身体素质：,概念：人体在肌肉活动中所表现出来的力量、速度、耐力、协调、柔韧、灵敏及平衡等机能能力。,力量素质,你能想出与力量无关的生理运动吗？,力量素质具有普遍性。力量素质具有交叉性、渗透性 力量素质与速度素质 力量素质与耐力素质 力量素质与灵敏素质,因此，力量素质的训练是所有素质训练的重中之重。,你认为谁会更具有power？,一、决定肌肉力量的生理学基础,（一）肌肉的横断面积（体积）力量与肌肉横断面积 成正比。实验：力量训练100天，上臂肌横面积23%，肌力92%。,运动

2、训练引起肌肉横断面积增加的原因：,a.肌纤维增粗：主要因素 运动训练激素和神经调节 蛋白质的合成（主要是肌凝蛋白）,b.运动训练肌肉结缔组织增厚、毛细血管增生、内含物（肌红蛋白、ATP、CP、肌糖原）,（二）神经调节机能,训练水平低和训练水平高的肌肉极度用力时肌纤维的参与度有何不同？,水平低者：60%肌纤维参与活动 水平高者：90%肌纤维参与活动,相关运动中枢之间的协调,协调各肌群活动 改善主动肌、协同肌、对抗肌间的协调关系，特别是对抗肌放松能力，可显著地增加肌肉收缩的力量。提高中枢兴奋程度 动员尽可能多的肌纤维参加工作,决定力量素质的大小归根结底取决于参与的肌纤维的多少！,二、力量训练原则,

3、(一)超负荷原则 要求：在练习时所采用的符合要超过本人已经适应的负荷。,机制：由于肌肉内各肌纤维的兴奋性不同，当负荷较小时，中枢只能调动兴奋性高的肌纤维参加收缩，随着负荷的加大，参与收缩的肌纤维逐渐增多。肌肉表现出更大的肌张力。通常低于最大负荷80%的力量练习对提高最大肌力的作用不明显。,最大负荷适应新最大负荷适应,(二)专门性原则,概念：指所从事的肌肉力量练习应与相应的运动项目相适应。运动技术的专门性有时显得更为重要，如卓越的短跑运动员，往往不是优秀的马拉松运动员。,(三)有序性原则,概念：指力量练习过程中应考虑前后练习动作的科学性和合理性。原则：先练大肌肉、后练小肌肉机制：大肌肉在训练时运

4、动中枢的兴奋面广，兴奋程度高，在提高自身力量的同时，由于兴奋的扩散作用，练习过程对其他肌肉也有良性刺激作用。大肌肉相对不易疲劳，可延长练习时间，而小肌肉练习容易疲劳，将影响大肌肉练习动作的完成。,（四）合理训练间隔原则,概念：是寻求两次训练课之间的适宜间隔时间，使下次力量训练在上次训练出现的超量恢复期内进行，从而使运动训练效果得以积累。较小的力量训练在第二天就会出现超量恢复，中等强度的力量训练应隔天进行，而大强度力竭训练一周进行1-2次即可。训练水平高者出现超量恢复的时间较早，超量恢复的幅度较小，其训练间隔应较短；同样进行力竭训练后，高水平者因完成的绝对负荷量大，故其超量恢复较晚出现，超量恢复

5、的幅度较大，持续时间较长，训练间隔时间也应稍长。,力量训练的练习方法,动力性练习（isotonic/dynamic exercise）静力性练习（isometric/static exercise）等动练习（isokinetic exercise）超等长练习（hyperisometric exercise）电刺激（electrostimulation）,动力性练习,挺举,卧推,负重下蹲,除了以上，你还知道哪些是属于动力性练习的吗？,不同类型的动力性练习效果是否相同？负荷大而重复次数少的练习（如挺举），可很快提高力量，但肌肉增粗不明显负荷中等、重复次数较多的练习，可提高力量（但不如前者明显），肌

6、肉显著增粗负重极轻，重复次数极多的练习（如空中自行车），对改进动作技能有好处，但对力量和肌肉体积的增加无明显作用。,静力性练习,概念：提、拉、推、举力所不及的重物，虽然肌肉做强烈收缩，但不能使负荷移动的练习都属于静力性练习。,作用：发展静力性力量，如十步支撑、马步等。,等动练习,等动练习器所产生的阻力总是和用力的大小相适应。用力越大，产生的阻力越大。,超等长练习,肌肉的向心收缩（肌肉缩短）紧跟在同一肌肉的离心收缩（肌肉拉长）,有利于发展弹跳力量,电刺激法,具体做法：,将电极置于肌肉的起止端，电流量以人体不感痛苦为宜，隔天一次，开始通电10秒，间隔50秒，做10分钟，40天为一疗程。,效果：,1

7、4次后，男子增加肌力30%35%，女子增加25%。,机制：,肌纤维增粗，肌纤维的收缩力增强。,体重,体重大的人一般绝对力量较大。而体重较轻的人可能具有较大的相对力量。随着体重的增加，绝对力量直线增加。当用相对力量表示总体力量时，随着体重的增加，相对力量却下降。体重大的人一般绝对力量较大。而体重较轻的人可能具有较大的相对力量。随着体重的增加，绝对力量直线增加。当用相对力量表示总体力量时，随着体重的增加，相对力量却下降。肌糖原和肌红蛋白含量和毛细血管分布密度也会影响肌肉力量。,年龄与性别,肌肉力量随年龄的增加而发生自然增长，通常在20-30岁时达最大。青春发育期前：男肌力女肌力(不显著)青春发育期

8、后：男肌力女肌力（显著）原因：雄性激素 男子经常参加一些能发展力量和爆发力的体育活动,成年男子和女子的绝对与相对力量的比较,1、在下列身体素质中，哪种素质对其他素质产生普遍性影响？（）A 力量素质 B 灵敏素质 C 速度素质 D 耐力素质2、训练水平高的肌肉和训练水平低的肌肉在极度勇气时调动的肌纤维比重分别是（）和（）3、做屈肘动作时，肱二头肌（），肱三头肌（）4、如果在短期内要参加比赛，此时较合适的动力性力量训练类型是（）A 负荷大，重复次数少B 负荷中等，重复次数较多C 负荷极轻，重复次数很多5、以下哪种属于静力性练习（）A 卧推 B 推举 C 推力所不及的重物,A,90%,60%,收缩,

9、舒张,A,C,负荷大时肌肉调动的肌纤维数量较少()力量训练不分项目，无论什么项目全身肌肉都应该得到充分锻炼（）根据有序性原则，力量训练时应先锻炼大肌肉，再锻炼小肌肉（）用电刺激法时，刺激强度越大，效果越佳（）,三、影响训练效果的因素,(一)负重练习的重量（运动强度）分类：绝对强度和相对强度。绝对强度：指机体所承受的物理负荷量(如做了多少功等)，所以又叫做物理负荷强度。优点：简单明了 缺点：不能体现不同人之间的体能差异相对强度：根据个人最大摄氧量百分数或最大心率百分值等生理指标来反映某一负荷量对身体的刺激程度，所以叫生理负荷强度。优点：能反映运动者的个人体能水平运动生理学中通常采用生理负荷强度衡

10、量运动强度。,最大重复次数(RM)：,概念：指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数。,应用：5RM肌肉粗大、力量、速度 举重、投掷 6-10RM肌肉粗大、力量、速度 100米跑、跳跃 10-15RM力量、速度、耐力 400和800米 16-30RM 力量、速度、耐力 中跑 30RM毛细血管、耐力 长跑,(二)练习次数和组数,研究表明：初次参加运动训练者，隔天训练的效果比每天训练效果好。每天训练10次，肌肉力量提高47%隔天训练10次，肌肉力量提高77.6%举重等以发展肌肉最大肌力为主要目的的运动，其运动强度应足够大，一般接近或达到肌肉的最大负荷能力，练习组数至少不低于3次，训练频度则可适当减少，

11、每周1-2次即可。以发展肌肉体积线条和爆发力为主要目的的运动如健美，其运动强度应适当降低，但练习组数和频度则相应地增多；以发展肌肉耐力和提高内脏机能水平为主要目的的运动，其运动强度更低，练习次数相应较多，练习频度亦可有所增加。,运动量,运动量包括运动强度和运动时间两个因素，是二者的乘积。三者之间的关系是：运动量=平均运动强度*运动时间在一段时间如一周或一个月训练的运动总量除了运动强度和运动时间外，还要考虑这段时间的训练频度，即：运动总量=(平均运动强度*运动时间)*训练频度,（三）间隔时间,组间休息时间一般36min力量练习的间隔时间取决于力量训练的目的、运动员的力量水平和机体生理反应、练习动

12、作特点等因素。,（四）动作的速度,动作的速度影响力量练习的效果。,（五）肌肉收缩形式,等长收缩向心收缩离心收缩,第二节 速度素质,概念：指人体进行快速运动的能力或在最短时间完成某种运动的能力。分类（按其在运动中的表现）：（一）反应速度（二）动作速度（三）周期性运动的位移速度,一、速度素质的生理基础,(一)反应速度概念：指人体对各种刺激发生反应的快慢。生理基础：1.反应时反应速度 概念：从感受器接受刺激产生兴奋并沿反射弧传递开始，到引起效应器发生反应所需要的时间。,影响因素：感受器的敏感程度 中枢延搁 效应器(肌组织)的兴奋性 其中，中枢延搁又是最重要的，反射活动越复杂，历经的突触越多，反应时越

13、长。,2.中枢神经系统的机能状态良好反应速度,良好的兴奋状态及其灵活性，能够加速机体对刺激的反应，使效应器由相对安静状态或抑制状态迅速转入活动状态。运动员处于良好的赛前状态时，反应时缩短。反之，如果运动员大脑皮层的兴奋性降低或灵活性低，反应时将明显延长。3.运动条件反射的巩固程度反应速度 随着运动技能的日益熟练，反应速度加快。研究发现，通过训练，反应速度可以缩短11%-25%。,(二)动作速度,概念：指完成单个动作时间的长短 生理基础：1.肌纤维类型 快肌纤维%高动作速度 2.肌肉力量 大动作速度 3.肌肉组织机能状态 兴奋性高动作速度 4.运动条件反射的巩固程度 高动作速度 此外，动作速度还

14、与神经系统对主动肌、协调肌和对抗肌的调节能力有关，并与肌肉的无氧代谢能力有密切关系。,(三)位移速度,概念：指周期性运动(如跑步和游泳等)中人体在单位时间内通过的距离。生理基础：以跑为例,二、速度素质的训练,(一)提高动作速率的训练 改善和提高神经过程的灵活性：变换各种信号让练习者迅速作出反应的练习 各种高频率动作的练习，如牵引跑、在转动跑台上跑和顺风跑等(二)发展磷酸原系统供能的能力 速度性练习是强度大、时间短的无氧训练，主要依靠ATP-CP系统提供能量，因此，在发展速度训练中，应着重发展磷酸原系统供能的能力。一般常用的方法是重复训练法，如短跑运动员常采用10秒以内的短距离反复疾跑来发展磷酸

15、原系统供能能力。,(三)提高肌肉的放松能力,肌肉放松能力的提高不仅可以减少快速收缩时肌肉的阻力，而且有利于ATP的再合成，使肌肉收缩速度和力量增加。实验研究结果：,(四)发展腿部力量及关节的柔韧性,对短跑运动员来说，腿部力量对增加步长是十分重要的，除负重训练外，可进行一些超等长练习(如连续单腿跳、蛙跳等练习)来发展腿部力量。另外，改善关节柔韧性的练习也有利于速度素质的提高。,第三节 有氧耐力,概念：耐力是指人体长时间进行肌肉工作的运动能力，也称为抗疲劳能力。分类：按参加运动时能量供应的特点划分：有氧耐力和无氧耐力,有氧耐力：机体依靠糖、脂肪和蛋白质氧化分解供能进行长时间运动的能力。关键因素：充

16、分的氧供应及糖和脂肪的有氧氧化能力。,ATP,CP,ADP,能量,生物合成 分泌神经传导,肌肉收缩,热能,外功,50%,能量,能量的转移,糖 脂肪蛋白质,生理学基础：,氧运输系统肌肉组织利用氧的能力 耐高温能力,1.氧运输系统,呼吸系统：肺通气、肺换气血液系统：血量、血红蛋白含量循环系统：心输出量,无效腔和肺泡通气量 生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔 肺泡通气量=（潮气量-无效腔)呼吸频率 平静呼吸：肺泡通气量=（500 150）12=4.2(L/min)深慢呼吸：肺泡通气量=（1000 150）6=5.1(L/min)浅快呼吸：肺泡通气量=（250 150）24=2.4(L/min),肺换

17、气,深吸气导致呼吸膜变薄肺毛细血管大量开放肺泡与静脉间氧分压差增大促进弥散过程,血液由血细胞和血浆两部分组成,中性粒细胞,红细胞,血小板,淋巴细胞,全血,离心后,血浆,白细胞和血小板,红细胞,血细胞,血红蛋白是红细胞内的主要成分，其缩写为Hb，是一种结合蛋白质。每一血红蛋白分子由一分子的珠蛋白和四分子亚铁血红素组成，珠蛋白约占96%，血红素占4%，红细胞携带02(氧)和CO2(二氧化碳)这一机能是靠红细胞内的Hb来完成的。,心输出量,搏出量,心 率,1.前负荷(异长调节),2.后负荷,3.心肌收缩能力(等长调节),(一)搏出量的调节,心室舒张末期容积/压力,一定范围内，心舒末期压力(容积)搏出

18、量,1.前负荷,.后负荷,动脉血压,动脉血压,后负荷,搏出量,.心肌收缩能力,心肌不依赖于前、后负荷而改变其力学活动的一种内在特性影响因素：肾上腺素 心肌收缩能力 心衰心肌收缩能力 Ca2+i ATP酶的活性,(二)心率的调节,一定范围内，心率 心输出量心率180min 心输出量（舒张期过短）心率40min 心输出量（心室充盈已达极限）,2.肌肉组织利用氧的能力,慢肌纤维具有丰富的毛细血管分布，肌纤维中的线粒体数量多、体积大且氧化酶活性高。运动强度和时间决定神经系统所要募集的运动单位的类型及其数量。,3.耐高温能力,体温过高对肌肉功能影响肌细胞中有氧氧化酶活性下降皮肤血流量 肌肉血流量大量出汗

19、 内环境平衡被破坏机体有氧耐力,二、评价的生理学指标,（一）最大摄氧量VO2max(Maximal oxygen consumption)：人体在心肺功能被充分动员的情况下，单位时间里摄入并被机体利用的最大的氧气量。最大摄氧量常常用来反映运动员的有氧工作能力，以及评定训练效果。最大摄氧量有两种表示方法，即绝对值和相对值。绝对值表示为L/min；相对值表示为ml/kg体重/min，即单位体重分得的每分最大摄氧量。一般人最大摄氧量约2-3L/min（30-40ml/kg.min），运动员可达4-6L/min（70-80 ml/kg.min）。,限制VO2max的因素：肺通气、肺换气的能力，血液运输

20、氧的能力，心输出量，骨骼肌的用氧能力 限制VO2max的中枢因素：心输出量限制VO2max的外周因素：肌纤维类型及其有氧代谢能力。,（二）乳酸阈,乳酸阈（LT，lactate throshold）是指人体在递增强度的运动中，由有氧代谢供能转向大量动用无氧代谢供能的临界点（转折点）。通常以4mmol/L血乳酸（血乳酸拐点）对应的运动强度（无氧阈强度，%O2max）或功率（无氧阈功率）来表示。,LT与VO2max,VO2max受遗传影响大，LT受训练影响大；VO2max是在极量运动时测得，而有氧代谢发生在亚极量水平及以下；LT与肌肉的用氧能力关系更密切，VO2max与呼吸-循环系统机能关系密切；L

21、T反映了进行有氧代谢时，可利用的VO2max%，VO2max反映了有氧耐力的潜力；VO2max与LT受不同生理机制制约，但两者关系密切，r=0.85-0.95；VO2max数值较大的人，有可能在更高摄氧量水平上完成亚极量负荷，而不增加BLA。,(二)发展有氧耐力的训练,1.训练方法训练方法 持续训练法 间断训练法变速训练 匀速训练 间歇训练 重复训练(不完全休息)(完全休息),2.训练要素,(1)运动强度超过VO2 max50%强度的运动，有氧能力显著提高。美国Cooper：发展心肺机能，心率应达150次/分；荷兰的Karvonen提出适宜强度的公式为：安静心率+(最高心率-安静心率)*60%

22、，训练水平较高者可乘以70%，训练水平较低者可乘以50%。近十多年来，国内外学者普遍提出，个体乳酸阈(ILAT)强度是发展有氧耐力训练的最佳强度。(2)运动持续时间：最低限度时间为5分钟。,第四节 无氧耐力,无氧耐力：指长时间依靠无氧代谢（糖酵解）进行肌肉活动的能力。无氧耐力不是指身体缺氧时进行肌肉运动的能力。原因：机体动员何种代谢途径为主提供能量，取决于运动强度、持续时间和机能状态。当运动时的能量需求超过有氧代谢的代谢速率，必然动员无氧代谢以满足能量需要，与供氧情况无关。,乳酸堆积的不利影响,抑制酶活性，如PFK、PK和脂解酶活性；H+与Ca2+竞争结合原宁蛋白结合位点，肌肉酸痛、僵硬；PH

23、降低作用于脑组织：头晕、恶心。,(一)无氧耐力的生理基础1.肌纤维能力及其糖酵解能力 主要取决于肌糖原的含量及其无氧酵解酶的活性。,2.缓冲乳酸的能力,碱贮备与CA活性呼吸机能肾脏的排酸保碱功能,3.脑细胞对酸的耐受力,尽管血液中的缓冲物质能中和一部分进入血液的乳酸，减弱其强度，但由于进入血液的乳酸最大，血液的pH还会向酸性方向发展，加上因氧供不足而导致代谢产物的堆积，都将会影响脑细胞的工作能力，促进疲劳的发展。因此，脑细胞对这些不利因素的耐受能力，无疑也是影响无氧耐力的重要因素。经常进行无氧耐力训练的运动员，脑细胞对血液中代谢产物堆积的耐受力提高。如短跑和短泳运动员对静脉血CO2含量增多的耐

24、受力比长跑和长泳运动员增强，这也是短跑和短泳运动员对长期无氧训练产生的适应。,(二)提高无氧耐力的训练,1间歇训练法发展无氧耐力最常用的训练方法。在发展无氧耐力的间歇训练中，要考虑练习强度、练习时间和间歇时间的组合与匹配，要以运动中能够产生高浓度的乳酸为依据。因此，练习强度和密度较大，间歇时间较短，练习时间一般应长于30秒，以1-2分钟为宜。2.缺氧训练指在减少吸气或憋气条件下进行的练习，其目的是造成体内缺氧以提高无氧耐力。缺氧训练不仅可以在高原自然环境中进行，而且在平原特定环境条件下模拟高原训练，同样可以获得一定的训练效果，如利用低氧口咀、低氧面罩、低氧屋等等。,第四节 灵敏和柔韧素质,一、

25、灵敏素质 灵敏素质是指人迅速改变体位和随机应变的能力。具有明显的项目特点，如体操运动员的灵敏主要表现为对身体姿势的控制和转换动作的能力，球类运动员的灵敏则主要表现为对外界环境变化能及时而准确地转换动作以作出反应的能力。,(一)灵敏素质的生理基础,1.大脑皮层神经过程的灵活性及其分析综合能力 灵敏素质重要的生理基础。神经过程的灵活性好，兴奋与抑制转换得快，才能使机体在内外环境条件发生变化时迅速地作出判断和反应，并根据当时的情况及时调整或修正动作，尤其在对抗性项目中，如球类、击剑和摔跤等，随着运动形式的变化.2.各感觉器官的机能状态 3.掌握的运动技能及其他身体素质水平,二、柔韧素质,概念：指人体

26、关节活动的幅度或范围的大小。(一)柔韧素质的生理基础（1）关节的结构和关节面的形状（2）关节囊的厚薄与松紧度（3）关节周围的骨结构（4）关节韧带的多少、强弱，肌肉的体积和伸展性（5）年龄,(二)发展柔韧素质的训练,1.拉长肌肉和结缔组织的训练 2.提高肌肉的放松能力 3.柔韧性练习与为量训练相结合 4.柔韧练习与训练课的准备活动相结合 5.柔韧练习要注意年龄特征并要持之以恒,思考题,1.决定肌肉力量的主要因素有哪些？其中后天可训练程度较大的因素有哪些？2.什么是肌肉功能性肥大？肌肉功能性肥大的形式及其特点是什么？3.简述力量训练应遵循的原则。4.发展最大肌力与发展肌肉耐力所采用的训练有什么不同？5.试述影响速度素质的生理因素，并结合实际谈谈速度训练问题？6.试述有氧耐力的生理基础及以发展有氧耐力的训练方法。7.试述无氧耐力的生理基础及发展无氧耐力的训练方法。8.简述灵敏及柔韧素质的生理基础。,