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上海体育学院运动生理学考纲

上海体育学院运动生理学考纲
上海体育学院运动生理学考纲

上海体育学院运动生理学考纲:

细胞的基本功能;血液循环;呼吸生理;物质和能量代谢;肾脏生理;感觉器官;神经生理;内分泌;肌肉收缩;体温调节;运动技能的形成;身体素质的生理学基础;运动过程中人体机能状态变化的规律;运动效果的生理学评定;特殊环境的运动训练;主要运动项目的生理特点;儿童少年、女子的解剖生理特点和体育教学与训练。

绪论

【主要掌握内容】

运动生理学概念、研究方法

运动生理学研究的过去、现在和发展

生命基本特征

机体调节方式

人体生理学(human physiology)是生命科学的一个分支,是研究人体生命活动规律的科学,是医学科学的重要基础理论学科。

运动生理学(sports physiology)是人体生理学的分支,是专门研究人体的运动能力及对运动的反应和适应过程的科学,是体育科学中一门重要的应用基础理论学科。

一、运动生理学的研究任务

在对人体生命活动规律有了基本认识的基础之上,进一步探讨体育运动对人体机能影响的规律及机制,阐明体育教学和运动训练过程中的生理学原理,研究不同年龄、性别、和训练水平的人群进行运动时的生理特点,以达到促进儿童少年的正常发育、增强全民体质、延缓衰老、防治某些疾病,提高运动机能术水平的目的。

二、运动生理学研究的基本方法

实验研究法是运动生理学研究的基本方法。通过实验观察和分析人体在运动过程中机能活动的变化过程及其因果关系。

1、运动生理学的研究水平

运动生理学研究根据研究任务和实验对象不同可分为:整体水平、器官和系统水平、细胞和分子水平。整体、器官和系统水平的研究属于宏观研究,细胞、分子水平的研究属于微观研究。

2、运动生理学研究的基本方法

(1)动物试验法

动物实验一般分为慢性实验和急性实验两类。

相当多的生理学和运动生理学的知识是从动物实验中获得的。动物实验是研究生理学和运动生理学不可缺少的手段。但是应用动物实验所得到结论时,应充分考虑人和动物之间的差异,不可简单地生搬硬套。

(2)人体实验法

在运动生理学研究中,常用的人体实验法有运动现场测试法和实验室测试法。

运动现场测试法是指在运动现场直接测试运动员运动前、运动中和运动后的恢复过程中,某些生理机能变化。借以了解不同运动项目的生理特点,或不同人群在完成同一运动项目时的生理反应。例如用心率遥测仪测定运动时运动员的心率变化,就是典型的运动现场测试法。这种方法的特点是符合运动的实际情况。但在运动实践中往往难度较大、测试条件不易控制。因此,运动现场测试法在运动生理学研究中往往受到限制。

实验室测试法是指让受试者在实验室进行按照一定的研究目的而设计运动方案运动时(如在跑台、功率自行车和各种力量练习器上进行运动),利用各种仪器设备测试运动员在运动过程中的各种生理指标变化,以了解不同形式的运动对人体某些生理机能的影响。

三、运动生理学的历史、现状和发展

1、运动生理学的历史

运动生理学是在20纪初发展起来的一门年轻的学科。当时英国的生理学家希尔(Hill)出版了他的三部运动生理学名著:《肌肉活动》、《人类的肌肉运动-影响速度与疲劳的因素》、《有生命的机械》。这些书中的有关论点,特别是有关肌肉工作的论点至今仍为生理学工作者所引用。为此,希尔被认为是“运动生理学之父”。在同一时期,苏联的克列斯托夫尼柯甫(Krestovnikoff)出版了《运动生理学论文集》。该论文集汇集了大量的实验资料,阐述了各项运动的生理学特点,对科学训练起了重要的促进作用。英国的班布里奇(BainBridge)出版了《肌肉运动生理学》一书。该书论述了运动时能量变化过程及其在肌肉中是怎样进行的,肌肉活动时氧及营养物质供应的调节机制,以及肌肉运动的机械装置。他的论著奠定了肌肉运动生理学理论基础。吉田章信的《运动生理学》是亚洲运动生理学早期的代表作。

上个世纪50年代以来北欧的运动生理学研究硕果累累,也涌现出了许多著名的运动生理学家,如奥斯特兰德(?strand)、萨尔庭(Saltin)、埃森(Essen)和罗达尔(Rodahl)等。他们不仅在运动与心肺功能、最大摄氧量在运动实践中应用

等宏观研究方面做出了重要贡献,而且利用组织活检法进行肌纤维类型以及运动对骨骼肌超微结构影响的研究,把运动生理学的研究推向微观水平。

我国的运动生理学发展可追溯到上个世纪的40年代。生理学家蔡翘于1940出版了《运动生理学》一书。但在这一阶段,有关运动生理学的教学与研究工作却进行得甚少。

直到50年代末运动生理学才在我国有了第一次飞跃性的发展。1957年北京体育学院为我国首次培养出运动生理学研究生。其后,在高等学校体育系中也先后成立了运动生理学教研室。1958年成立了国家体育科学研究所,其中设置了运动生理学研究室,这是我国第一个专门研究运动生理学的科研机构。70年代末至80年代,是我国运动生理学的教学、科研工作的第二次飞跃发展时期。体育院系相继成立了运动生理学硕土点。

2、运动生理学的研究现状

(1)最大摄氧量(VO2max)的研究

(2)对氧债学说的再认识

(3)关于个体乳酸阈的研究

(4)关于运动性疲劳的研究

(5)关于运动对自由基代谢影响的研究

(6)运动对骨骼肌收缩蛋白机构和代谢的影响

(7)关于肌纤维类型的研究

(8)运动对心脏功能影响的研究

(9)运动与控制体重

(10)运动与免疫机能

3、运动生理学的发展趋势

(1)微观水平研究不断深入

(2)宏观水平研究进一步发展

(3)研究方法日益创新

(4)应用性研究得到进一步重视

(5)研究领域不断扩大

四、生命的基本特征

1、新陈代谢

新陈代谢(metabolism)是生物体自我更新的最基本的生命活动过程。新陈代谢包括同化和异化两个过程。生物体不断地从体外环境中摄取有用的物质,使其合成、转化为机体自身物质的过程,称为同化过程(assimilation);生物体不断地将体内的自身物质进行分解,并把所分解的产物排出体外,同时释放出能量供应机体生命活动需要的过程,称为异化过程(dissimilation)。在物质合成时,即在同化过程中需要吸收能量;而在物质分解时,即在异化过程中将释放出能量。因此,在新陈代谢过程中,物质代谢(material metabolism)和能量代谢(energy metabolism)是同时进行的。新陈代谢是生命活动的最基本特征,新陈代谢一旦停止,生物体的生命活动也就结束。

2、兴奋性

在生物体内可兴奋组织具有感受刺激、产生兴奋的特性,称为兴奋性(excitability)。能引可兴奋组织产生兴奋的各种环境变化称为刺激(stimulus)。神经、肌肉和腺体等组织受刺激后,能迅速地产生可传布的动作电位,即发生兴奋,这些组织被称为可兴奋组织。在生理学中将这些可兴奋组织接受刺激后所产生的生物电反应过程及其表现,称之为兴奋(excitation)。因此,可兴奋组织感受刺激产生兴奋能力的高低反映了该组织兴奋性的高低。

可兴奋组织有两种基本的生理活动过程。一种是由相对静止状态转变为活动状态,或是兴奋性由弱变强,这种活动是兴奋活动;另一种是由活动状态转变为相对静止状态,或是兴奋性由强变弱,这种活动是抑制(inhibition)活动。兴奋和抑制二者是对立统一的生理活动过程。

3、应激性

人体内各种组织对外界环境变化(刺激)具有不同的反应,如肌肉表现为收缩,腺体表现为分泌,神经的反应则表现为发放并传导神经冲动。而其他组织,如上皮、骨胳等受到刺激后则表现为细胞代谢发生变化等。机体或一切活体组织对周围环境变化具有发生反应的能力或特性称为应激性(irritability)。活组织应激性的表现形式是多方面的,既可是生物电活动,也可是细胞的代谢变化。而兴奋性则只是指可兴奋组织受到刺激后发生生物电变化的过程。因此,具有兴奋性的组织必然具有应激性,而具有应激性的组织不一定具有兴奋性。

4、适应性

生物体长期生存在某一特走的生活环境中,在客观环境的影响下可以逐渐形成一种与环境相适应的、适合自身生存的反应模式。生物体所具有的这种适应环境的能力,称之为适应性(adaptability)。例如长期居住在高原地区的居民,其血液

中的红细胞数量远远超过平原地区的居民。这种适应性反应对高原居民是十分必要的,因为血中红细胞数量的增多大大提高了血液运输氧的能力,从而有效地克服了高原缺氧给人体带来的不良影响,创造了适应客观环境而生存的条件。再如,运动员经过长期的力量训练可使肌肉的力量和体积增加;长期经过耐力训练的运动员肌肉耐力、心肺功能得到改善等,这些都是人体对环境变化产生适应的结果。

五、机能调节

细胞生存要求内环境各项理化因素相对稳定。然而,内环境理化性质不是绝对静止不变的,而是各种物质在不断转换中达到相对平衡状态,即动态平衡状态。这种平衡状态称为稳态(homeostasis)。由于细胞不断进行着新陈代谢,新陈代谢本身不断扰乱内环境的稳态,外环境的强烈变化也可影响内环境的稳态。为此,机体的血液循环、呼吸、消化和排泄等生理功能必须不断地进行调节,使内环境处于相对稳定状态。

稳态是一种复杂的动态平衡过程,一方面是代谢过程使稳态不断地受到破坏,而另一方面机体又通过各种调节机制使其不断地恢复平衡。总之,整个机体的生命活动正是在稳态不断受到影响,而又不断得到维持的过程中得以顺利进行的。

机体与外界环境之间也保持相互联系和彼此影响。人体对内、外环境变化能产生适应性反应,正是因为人体具有十分完善的调控机制,对各种生理功能进行相应调节的结果。人体内环境相对稳定及生物节律的维持和存在,显然也是通过体内调控机制实现的。

1、神经调节

神经调节(neuroregulation)是指在神经活动的直接参与下所实现的生理机能调节过程,是人体最重要的调节方式。神经活动的基本过程是反射。反射活动的结构基础是反射弧(reflex arc)。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个环节。感受器能接受刺激,并产生神经冲动;传入神经将感受器所产生的神经冲动传入中枢;中枢在脑和脊髓,能对各种刺激进行分析判断;传出神经则将中枢对刺激所作出的反应信息传递效应器;效应器对刺激产生相应的生理反应。

2、体液调节

人体血液和其它体液中的某些化学物质,如内分泌腺所分泌的激素(hormone),以及某些组织细胞所产生的某些化学物质或代谢产物,可借助于血液循环的运输,到达全身或某一器官、组织,从而引起某些特殊的生理反应。这种调节过程是通过体液的运输而实现的,因而称为体液调节(humoral regulation)。被调节的细胞或组织称为靶细胞或靶组织。许多内分泌细胞所分泌的各种激素,就是借体液循环的通路对机体的功能进行调节的。也有些内分泌腺本身直接或间接地受到神经系统的调节,在这种情况下,体液调节是神经调节的一个传出环节,是反射传出通路的延伸。这种情况可称为神经-体液调节。例如,肾上腺髓质接受交感神经的支配,当交感神经系统兴奋时,肾上腺髓质分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素增加,共同参与机体的调节。

除激素外,某些组织、细胞产生的一些化学物质或代谢产物,虽不能随血液到身体其它部位起调节作用,但可在局部组织液内扩散,改变邻近组织细胞的活动。这种调节可看作是局部性体液调节,或称为旁分泌(paracrine)调节。

神经调节的一般特点是比较迅速而精确,体液调节的一般特点是比较缓慢、持久而弥散,两者相互配合使生理功能调节更趋于完善。

3、自身调节

自身调节(autoregulation)是指组织、细胞在不依赖于外来的神经或体液调节情况下,自身对刺激发生的适应性反应过程。例如,骨胳肌或心肌收缩前的长度能对收缩力量起调节作用。在一定范围内肌肉的初长度增加时,肌肉的收缩力量会相应增加,而肌肉的初长度缩短时收缩力量就减小。一般来说,自身调节的幅度较小,也不十分灵敏,但对于生理功能的调节仍有一定意义。

有时一个器官在不依赖于器官外来的神经或体液调节情况下,器官自身对刺激发生的适应性反应过程也属于自身调节。六、调节控制

本世纪40年代产生了控制论(cybernetics)这门新学科。控制论通过运用数学和物理学的原理和方法,分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调节,得出了一些有关调节和控制过程的共同规律。运用控制论原理分析人体的调节活动时,人体的各种功能调节可分为三种控制系统。

1、非自动控制系统

在控制系统中,控制部分不受受控部分的影响,即受控部分不能通过反馈活动改变控制部分的活动,这种控制系统称为非自动控制系统。

2、反馈控制系统

在控制系统中,控制部分不断受受控部分的影响,即受控部分不断有反馈信息返回输入给控制部分,并改变它的活动,这种控制系统称为反馈控制系统。反馈控制系统具有自动控制能力。

反馈控制系统分成比较器、控制部分、受控部分三个主要环节。输出变量的部分信息经监测装置检测后转变为反馈信息,回输到比较器,由此构成闭合回路。在不同的反馈控制系统中,传递信息的方式是多种多样的,可以是电信号(神经冲动)、

化学信号(某些化学成分的浓度)或机械信号(压力、张力等),但最重要的是这些信号的数量和强度变化中所包含的准确的和足够的信息。

在人体生理功能调节的自动控制系统中,如果受控部分的反馈信息能减弱控制部分活动,这样的反馈称为负反馈(negative feedback)。负反馈是可逆的,是维持人体生理机能活动经常处于稳态的重要调节机制。如在人体正常体温、血压、心率和某些激素水平等指标的维持过程中,负反馈调节发挥着重要作用。

与负反馈相反,如果反馈信息能促进或加强控制部分活动,这种反馈称为正反馈(positive feedback)。正反馈往往是不可逆的,是不断增强的调空过程,直到整个生理过程结束为止。如排尿反射、分娩过程、血液凝固等均属于正反馈调空过程。

3、前馈控制系统

在调空系统中,有时干扰信息在作用于受控部分引起输出效应发生变化的同时,还可以直接通过受控装置直接作用于控制部分,这种干扰信息对控制部分的直接作用称为前馈(feedforward)。在前馈调控过程中,机体的控制部分可在其输出效应尚未发生偏差而引起反馈之前,就可对受控部分发出纠正信息,使机体的控制过程不出现较大的波动和反应滞后的现象,从而能更有效地保持生理功能活动的稳态。因此,前馈控制系统所起的作用是预先监测干扰,防止干扰的扰乱;或是超前洞察动因,及时作出适应性反应。条件反射活动是一种前馈控制系统活动。例如,动物见到食物就引致唾液分泌,这种分泌比食物进入口中后引致唾液分泌来得快,而且富有预见性,更具有适应性意义。

第一章肌肉收缩

【主要掌握内容】

骨骼肌肌纤维的收缩原理

静息电位和动作电位的产生原理

动作电位在神经纤维上的传导

动作电位在神经-肌肉接头处的传递

骨骼肌收缩形式及其生理学特点

绝对力量、相对力量、绝对爆发力和相对爆发力在运动实践中的意义

骨骼肌肌纤维类型,不同类型肌纤维的形态学、生理学和生物化学特征

不同项目运动员的肌纤维类型的组成

肌肉收缩是完整机体的主要活动形式之一,许多生理功能都藉此才得以实现。人体内的肌肉组织包括骨胳肌、心肌和平滑肌三种。在运动过程中,骨骼肌是人体运动的动力,其它器官、系统的机能改变都是为了保证骨骼肌的收缩顺利进行。

第一节肌纤维的结构

肌细胞(又称肌纤维)是肌肉的基本结构和功能单位。成人肌纤维直径约60 m,长度为数毫米到数十厘米。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜,称为肌内膜。许多肌纤维排列成束(即肌束),表面被肌束膜包绕。许多肌束聚集在一起构成一块肌肉,外面包以结缔组织膜,称为肌外膜。

一、肌原纤维和肌小节

每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。肌原纤维的直径约1~2 m,纵贯肌细胞全长。每条肌原纤维的全长都由暗带(A带)和明带(I带)呈交替规则排列,在显微镜下呈现有规律的横纹排列,故骨骼肌也称横纹肌。肌原纤维由粗、细两种肌丝按一定规律排列而成。实际上由于粗肌丝的存在而形成了A带。细肌丝连接于Z线,纵贯I带全长,并伸入A带部位,与粗肌丝交错对插。在一个肌小节中,来自两侧Z线的细肌丝在A带中段未相遇而隔有一段距离,即为H区,此时H区的肌丝成分只有粗肌丝,而H区以外的A带中,粗、细肌丝并存,当肌肉被动拉长时,肌小节长度增大,此时细肌丝从暗带重叠区拉出,使I带长度增大,H区也相应增宽。

两条Z线之间的结构是肌纤维最基本的机构和功能单位,称为肌小节(sarcomere)。肌小节的长度变化范围为1.5~3.3m,肌肉收缩时较短,舒张时较长,肌肉安静时肌小节的长度约为2.0~2.2m。

粗、细肌丝相互重叠时,在空间上呈现严格的规则排列,每一根粗肌丝被六根细肌丝所包围。粗、细肌丝间这种密切的空间关系,为肌细胞收缩时粗、细肌丝的相互作用创造了条件。

二、肌管系统

肌原纤维间有两种不同的小管系统,即横小营系统和纵小管系统。这些肌管系统是骨胳肌兴奋引起收缩耦联过程的形态学基础。横小管系统(transverse tabular system,又称T-system)是肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。纵小管系统(longitudinal tubular system),即肌质网(sarcop1asmic reticulum)系统。细胞内肌质网常围绕每条肌原纤维,形成花边样的网,其走行方向和肌纤维纵轴平行。肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大,称为终末池(terminal cistern)。每一个横小管和来自两侧的终未池构成复合体,称为三联管(triad)结构。横小管与纵小管的膜在三联管结构处并不接触,中间有约12nm的间隙,故这两种小管的内腔并不相通。

三、肌丝的分子组成

蛋白质占肌肉干重的75%~80%,与收缩机制有关的蛋白质占肌肉蛋白质的50%~60%。肌细胞收缩的物质基础是粗、细蛋白质肌丝。

(一)粗肌丝

粗肌丝主要由肌球蛋白(myosin,又称肌凝蛋白)组成。一条粗肌丝中约有200个肌球蛋白分子。每个肌球蛋白分子呈双头长杆状。许多肌球蛋白的杆状部分集束构成粗肌丝的主干,其头部向外突出,形成横桥(cross-bridge)。横桥部具有ATP酶活性,可分解ATP而获得能量,用于横桥的运动。在一定条件下,头部可与细肌丝上的肌动蛋白呈可逆结合。(一)细肌丝

细肌丝主要由肌动蛋白(actin,又称肌纤蛋白)、原肌球蛋白(tropomyosin,又称原肌凝蛋白)和肌钙蛋白(troponin,又称原宁蛋白)组成。

1、肌动蛋白:肌动蛋白单体呈球状(称G-肌动蛋白)。许多G-肌动蛋白单体以双螺旋聚合成纤维状肌动蛋白(F-肌动蛋白),构成细肌丝的主干。

2、原肌球蛋白:原肌球蛋白也呈双螺旋状,位于F-肌动蛋白的双螺旋沟中并与其松散结合。在安静状态下,原肌球蛋白分子位于肌动蛋白的活性位点之上,阻碍横桥与肌动蛋白结合。每个原肌球蛋白分子大约掩盖7个活性位点。

3、肌钙蛋白:肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I、亚单位T和亚单位C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和Ca2+具有高亲和力。肌钙蛋白的作用之一是把原肌球蛋白附着于肌动蛋白上。当细胞内Ca2+浓度增高时,肌钙蛋白亚单位C与Ca2+结合,引起整个肌钙蛋白分子构型改变,进而引起原肌球蛋白分子变构,暴露肌动蛋白分子上的活性位点使肌动蛋白与横桥得以结合,最终导致肌纤维收缩。

第二节骨骼肌细胞的生物电现象

一切活组织的细胞都存在电活动,这种电活动称为生物电(bioelectricity)。生物电现象是一种普遍存在又十分重要的生命现象。可兴奋组织细胞在受到刺激发生兴奋时,出现一种称为动作电位(action potential)的电变化。动作电位在组织细胞产生其它生理反应之前发生,对其它反应起着先导和触发作用。因此,将动作电位的出现作为可兴奋组织细胞兴奋的标志,并且将组织细胞产生动作电位的能力称为兴奋性。利用适当的仪器设备,可以将动作电位记录下来。临床上和运动人体科学研究中广泛应用的心电图(ECG)、脑电图(EEG)和肌电图(EMG)就是所记录的各相应组织细胞动作电位的综合电位变化。生物电在运动人体科学研究中的应用也非常广泛。如应用心电图评定运动员的心脏功能;利用脑电图评定在运动过程中大脑的机能变化;利用肌电图评定骨骼肌的机能和运动技术分析等。本节将对静息电位、动作电位及动作电位的传导进行叙述。一、静息电位

(一)静息电位的概念

细胞处于安静状态,细胞膜内外所存在的电位差称为静息电位(resting potential)。这种电位差存在于细胞膜两侧,所以又称跨膜电位,或简称膜电位(membrane potential)。静息电位相对恒定,据测定哺乳类动物神经细胞的静息电位绝对值约为70~90mV。若以细胞膜外电位为零,细胞膜内电位则为-70~-90Mv。

(二)静息电位产生原理

静息电位产生原理可以用“离子学说”来解释。离子学说认为:①细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的;②细胞膜对各种离子通透具有选择性。由于神经细胞和骨骼肌细胞静息电位与动作电位的产生原理相似,下面就以神经细胞为例叙述静息电位与动作电位的产生原理。哺乳类动物神经细胞内的K+浓度高于细胞外28倍,而Na+、CL-细胞外浓度分别高于细胞内13和30倍。另外细胞内的负离子主要是大分子有机负离子,如蛋白质等(以A-表示)。因此,如果细胞膜允许离子自由通过的话,它们将以扩散的方式顺浓度梯度产生K+和A-的外流(由细胞内向细胞外流动)以及Na+和CL- 的内流(由细胞外向细胞内流动)。但是细胞膜对离子的通透是有选择的。当细胞处于静息状态时,细胞膜对K+的通透性大,而对Na+的通透性较小,仅为K+通透性的1/100~1/50。而对A-则几乎没有通透性,所以就形成在静息时K+向细胞外流动。离子的流动必然伴随着电荷的转移,结果使细胞内因丧失带正电荷的K+而电位下降,同时使细胞外因增加带正电荷的K+而电位上升,这就必然造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差。所以,K+的外流是静息电位形成的基础。随着K+外流,细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内K+的继续外流,当促使K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时,K+的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上,这就是静息电位。由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值,所以又把静息电位称为K+平衡电位。

哺乳动物神经轴突膜内外的离子浓度(mmol/L)

K+

Na+

CL-

细胞膜内

140

10

4

细胞膜外

5

130

120

膜内外浓度比

28:1

1:13

1:30

离子流动方向

膜内流向膜外

膜外流向膜内

膜外流向膜内

离子流动方向

膜内流向膜外

膜外流向膜内

膜外流向膜内

二、动作电位

(一)动作电位的概念

可兴奋细胞兴奋时,细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位(action potential)。动作电位是一个连续的电位变化过程。另外,它在细胞的某一部位一旦产生,就会迅速向四周扩布。动作电位是在静息电位的基础上产生的电位变化。(二)动作电位的变化过程

动作电位示意图(细胞内记录)

以神经轴突为例,把用细胞内记录法所得到的动作电位变化过程简述如下。

ab:动作电位的上升支

bc:动作电位的下降支

abc::动作电位的锋电位cd:动作电位的后电位

1、静息相

2、去极相

神经细胞感受刺激后,在静息电位基础上受刺激处的细胞膜会立刻爆发一次快速而连续的电位变化。首先静息电位的绝对值很快减小到零,进而膜电位发生反转,由原来的外正内负转变为外负内正,由原来-90mV反转到约+30mV,电位变化的幅度为120mV,形成动作电位曲线的上升支。上升支进行的时间很短,大约在0.5ms内完结。细胞膜的静息电位由-90 mV减小到0 mV的过程被称为去极化(depolarization phase),去极化是膜电位消失的过程;细胞膜电位由0 mV转变为外负内正的过程称为反极化。反极化的电位幅度称为超射(over shoot)。

3、复极相

动作电位的上升支和下降支持续时间都很短,历时不超过2.0ms。所记录下来的图形很尖锐,因此称为锋电位(spike potential)。锋电位之后还有一个缓慢的电位波动,这种时间较长波动较小的电位变化过程称为后电位(after potential)。它是膜电位恢复到静息电位前的微小波动。后电位完结后细胞膜电位才完全恢复到静息电位水平。

动作电位是在静息电位基础上爆发的一次电位快速上升又快速下降以及随后的缓慢波动过程。它包括锋电位和后电位两种电位变化,或者说包括去极化和复极化两个时相。其中锋电位特别是它的上升支是动作电位的主要成分。一般所说的动作电位就是指锋电位而言。

在动作电位过程中,神经细胞的兴奋性也发生相应的变化。兴奋性变化分为绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。从时间关系来说,锋电位相当于细胞的绝对不应期。后电位的前段相当于相对不应期和超常期。后电位的后段相当于低常期。

动作电位变化与兴奋性

变化之间的关系

ab:锋电位—绝对不应期

bc:后电位前部—相对不应期、超常期

cd:后电位后部—低常期

作电位有以下特点:①“全或无”(all or none)现象。任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值,动作电位就会立刻产生,它一旦产生就达到最大值,动作电位的幅度也不会因刺激加强而增大。②不衰减性传导。动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生,它就会向整个细胞膜传播,而且它的幅度不会因为传播距离增加而减弱。③脉冲式。由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合,两个动作电位之间总有一定间隔。

㈢动作电位的产生原理

动作电位的产生原理也可以用离子流学说来解释。由于Na+在细胞外的浓度比细胞内高得多,它有由细胞外向细胞内扩散的趋势。而离子进出细胞是由细胞膜上的离子通道来控制的。在安静时膜上Na+通道关闭。当细胞受到刺激时,膜上的Na+通道被激活而开放,Na+顺浓度梯度瞬间大量内流,细胞内正电荷增加,导致电位急剧上升,负电位从静息电位水平减小到消失进而出现膜内为正膜外为负的电位变化,形成锋电位的上升支,即去极化和反极化时相。当膜内正电位所形成的电场力增大到足以对抗Na+内流时,膜电位达到一个新的平衡点,即Na+平衡电位。与此同时,Na+通道逐渐失活而关闭,K+通道逐渐被激活而重新开放,导致Na+内流停止,产生K+ 快速外流,细胞内电位迅速下降,恢复到兴奋前的负电位状态,形成动作电位的下降支,亦即复极化时相(repolarization phase)。

三、动作电位的传导

动作电位一旦在细胞膜的某一点产生,就沿着细胞膜向各个方向传播,直到整个细胞膜都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫做传导(conduction)。如果发生在神经纤维上,动作电位的传导是双向的。

在无髓神经纤维上动作电位是以局部电流的形式进行传导的。动作电位的传导实质上是局部电流流动的结果。

有髓神经纤维外面包裹着一层电阻很高的髓鞘,动作电位只能在没有髓鞘的朗飞结处产生局部电流。因此动作电位是越过每一段带髓鞘的神经纤维呈跳跃式传导的。因为,有髓神经纤维较粗大,电阻较小,而且,动作电位的传导是跳跃式的,所以动作电位在有髓神经纤维上的传导速度要比在无髓神经纤维上快的多。如人的粗大有髓神经纤维的传导速度超过每秒100m,而一些纤细无髓神经纤维的传导速度还不到每秒1m。

A、B、C:动作电位在无髓神经纤维上的传导过程,在无髓神经纤维上动作电位以局部电流的方式进行传导。D:动作电位在有髓神经纤维上的传导过程,在有髓神经纤维上动作电位呈跳跃式传导。

四、细胞间的兴奋传递

细胞间的兴奋传递有两种情况。一种是神经细胞之间的兴奋传递;另一种是神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递。这两种传递过程有相似之处,在此仅对神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递进行叙述。

(一)神经-肌肉接头的结构

神经-肌肉接头的结构又称为运动终板。运动神经的末梢发出许多细小分支,并且在终末部分膨大。此处的细胞膜较正常部位要厚些,被称为接头前膜(终板前膜),与之相对应的骨骼肌细胞膜称为接头后膜(终板后膜)。接头前膜与接头后膜之间的间隙称为接头间隙(终板间隙)。

(二)神经—肌肉接头的兴奋传递

当动作电位沿神经纤维传到轴突末梢时,引起轴突末梢处的接头前膜上的钙离子通道开放,Ca2+ 从细胞外液进入轴突末梢,促使轴浆中含有乙酰胆碱的突触小泡向接头前膜移动。当突触小泡到达接头前膜后,突触小泡膜与接头前膜融合进而破裂,将乙酰胆碱释放到接头间隙。乙酰胆碱通过接头间隙到达接头后膜后和接头后膜上的特异性的乙酰胆碱受体结合,引起接头后膜上的Na+ 、K+ 通道开放,使Na+ 内流,K+ 外流,结果使接头后膜处的膜电位幅度减小,即去极化。这一电位变化称为终板电位(end-plate potential)。当终板电位达到一定幅度(肌细胞的阈电位)时,可引发肌细胞膜产生动作电位,从而是骨骼肌细胞产生兴奋。

五、肌电

骨骼肌在兴奋时,会由于肌纤维动作电位的传导和扩布,而发生电位变化,这种电位变化称为肌电。用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、记录所得到的图形,称为肌电图(Electromyogram, EMG)。

骨骼肌收缩时的肌电活动通过电极引导,生物放大器放大,显示器显示、计算机数据采集等过程,转变成为可通过计算机进行计算、处理的数据,然后用适当的计算机软件进行分析处理,为医学诊断和科学研究提供可靠的依据。

采集肌电信号的电极有两种,一种是针电极,另一种是表面电极。用针电极采集肌电时需要将电极插入受试者的肌肉内,因此会造成一定程度的损伤,而且不能用于体育科学研究中。用针电极所引导记录的肌电图是运动单位电位,其波形可分为单相波、双相波、三相波和多相波。在体育科学研究中一般用表面电极采集肌电信号。在记录时将电极贴于皮肤表面即可,不会造成损伤。用表面电极引导记录的肌电图往往是许多运动单位电位叠加而成干扰相肌电图。

轻度用力时用针电极从20个不同部位记录到的正常人肱二头肌的运动单位电位

不同程度收缩时骨骼肌肌电图

(表面电极引导)

A 轻度用力收缩(单纯相)

B 中等用力收缩(混合相)

C 重度用力收缩(干扰相)

第三节肌纤维的收缩过程

一、肌丝滑行学说

Huxley等人发现,肌肉缩短时A带的长度不变,而I带和H区变窄。在肌肉被拉长时,A带的长度仍然不变,I带和H区变宽。同时发现,无论肌小节缩短或被拉长时,粗肌丝和细肌丝的长度都不变,但两种肌丝的重叠程度发生了变化。根据以上发现,Huxley等人提出了滑行学说(sliding-filament theory)。滑行学说认为:肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。即当肌肉收缩时,由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下向A带中央滑动,结果相邻的各Z线互相靠近,肌小节的长度变短,从而导致肌原纤维以至整条肌纤维和整块肌肉的缩短。

二、肌纤维收缩的分子机制

当运动神经上的神经冲动(动作电位)到达神经末梢时,通过神经-肌肉接头处的兴奋传递,使肌细胞膜产生兴奋。之后,肌质网向肌浆中释放Ca2+ (肌质网中的Ca2+ 浓度远远大于肌浆中的Ca2+ 浓度),肌浆中的Ca2+浓度瞬时升高。肌钙蛋白亚单位C与Ca2+结合,引起肌钙蛋的白分子结构改变,进而导致原肌球蛋白的分子结构改变,原肌球蛋白滑入F-肌动蛋白双螺旋沟的深部,肌动蛋白分子上的活性位点暴露。一旦肌动蛋白分子上的活性位点暴露,粗肌丝上的横桥即与之结合。横桥与肌纤蛋白结合后会产生两种作用:①激活了横桥上的ATP酶,使ATP迅速分解产生能量,供横桥摆动之用;②激发横桥的摆动,拉动细肌丝向A带中央。然后,横桥自动与肌动蛋白上的活性位点分离,并与新的活性位点结合,横桥再次摆动,拖动细肌丝又向A带中央前进一步。如此,横桥头部前后往复地运动,一步一步地在细肌丝上“行走”,拖动细肌丝A带中央滑行。肌肉收缩时形成的横桥数目越多,肌肉的收缩力量越大。

肌肉舒张时原肌球蛋白掩盖了肌动蛋白上的结合位点,横桥不能与之结合;当Ca2+ 与肌钙蛋白亚单位C结合时,肌钙蛋白和原肌球蛋白的构型发生改变,使肌动蛋白上被原肌球蛋白掩盖的结合位点暴露出来,横桥与之结合,并拉动细肌丝滑行,肌肉表现为收缩。

当肌浆中的Ca2+ 浓度升高时,肌浆网膜上的钙泵被激活。在钙泵的作用下,肌质网把Ca2+泵入肌质网内,使肌浆中Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C分离,肌钙蛋白和原肌球蛋白恢复原先的构型,原肌球蛋白再次掩盖肌动蛋白上的活性位点,阻止横桥与肌纤蛋白的相互作用,细肌丝回至肌肉收缩前的位置,肌肉舒张。

三、肌纤维的兴奋-收缩耦联

通常把以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程称为兴奋-收缩耦联(excitation-contraction copling)。兴奋-收缩耦联过程包括以下3个主要步骤。

1、兴奋(动作电位)通过横小管系统传导到肌细胞内部横小管是肌细胞膜的延续,动作电位可沿着肌细胞膜传导到横小管,并深入到三联管结构。

2、三联管结构处的信息传递横小管膜上的动作电位可引起与其邻近的终末池膜及肌质网膜上的大量Ca2+通道开放,Ca2+顺着浓度梯度从肌质网内流入胞浆,肌浆中Ca2+ 浓度生高后,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C结合时,导致一系列蛋白质的构型发生改变,最终导致肌丝滑行。

3、肌质网对Ca2+ 再回收肌质网膜上存在的Ca2+-Mg2+依赖式ATP酶(钙泵),当肌浆中的Ca2+ 浓度升高时,钙泵将肌浆中的Ca2+逆浓度梯度转运到肌质网中贮存,从而使肌浆Ca2+浓度保持较低水平,由于肌浆中Ca2+浓度降低,Ca2+ 与肌钙蛋白亚单位C分离,最终引起肌肉舒张。

第四节骨骼肌特性

一、骨骼肌的物理特性

骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长,这种特性称为伸展性。而当外力或负重取消后,肌肉的长度又可恢复,这种特性称为弹性。虽然骨骼肌具有伸展性和弹性,但肌肉的伸展程度和所受外力或负荷并不呈线性关系,而是当外力和负荷逐渐增大时,其长度增加幅度逐渐降低。而且,当外力或负荷取消后肌肉的长度也不是立即恢复。这种现象是由于骨骼肌在被拉长或回缩时肌浆内各分子间的摩擦力造成的。因此,除上述两种物理特性外,骨骼肌还具有粘滞性。粘滞性是由于肌浆内各分子之间的相互摩擦作用所产生的。可见骨骼肌不是一个完整的弹性体,而是一个粘弹性体。骨骼肌的物理特性受温度影响。当温度下降时,肌浆内各分子间的摩擦力加大,肌肉的粘滞性增加,伸展性和弹性下降;当温度升高时,肌肉粘滞性下降,伸展性和弹性增加。在运动实践中,做好充分准备活动,使肌肉温度升高,降低粘滞性,提高肌肉伸展性和弹性,有利于运动员提高运动成绩。

二、骨骼肌的生理特性

骨骼肌是可兴奋组织,受到刺激后可产生兴奋(即产生动作电位),这种特性称为兴奋性。肌肉受到刺激产生兴奋后,立即产生收缩反应,这种特性称为收缩性。肌肉的兴奋性和收缩性是紧密联系而又不同的两种基本生理过程。

要引起骨骼肌兴奋必须给予适当的刺激。刺激应满足以下条件。

刺激强度要使肌肉产生兴奋,刺激必须达到一定强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。大于阈刺激强度的刺激称为阈上刺激;低于阈刺激强度的刺激称为阈下刺激。阈刺激可以作为评定组织兴奋性高低的指标。阈刺激小表示组织的兴奋性高,阈刺激大则表示兴奋性低。

用阈下刺激刺激单个肌纤维,不能引起肌纤维收缩。而用阈刺激或阈上刺激刺激肌纤维可以引起肌纤维收缩——“全或无”现象。

刺激的作用时间无论刺激强度多大,要使可兴奋组织兴奋,刺激必须持续足够时间。在一定范围内,刺激强度越小,需要刺激的作用时间就越长。相反,刺激强度越大,需要刺激的作用时间就越短。

刺激强度变化率要使可兴奋组织兴奋,刺激必须有足够的变化率。如果用点电流刺激组织,只有通电和断电的瞬间可以引起组织兴奋。而在继续通电的过程中,由于电流强度没有发生变化,组织不产生兴奋。所谓刺激强度变化率是指刺激电流由无到有或由小到大的变化速率。同样电流强度,变化速率越大越容易引起组织兴奋。

第五节骨骼肌收缩

一、骨骼肌的收缩形式

(一)向心收缩

肌肉收缩时,长度缩短的收缩称为向心收缩。向心收缩时肌肉长度缩短、起止点相互靠近,因而引起身体运动。而且,肌肉张力增加出现在前,长度缩短发生在后。但肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束。故这种收缩形式又称为等张收缩(Isotonic Contraction)。有时也称为动力性或时相性收缩。肌肉向心收缩时,是做功的。其数值为负荷重量与负荷移动距离的乘积。

在向心收缩过程中,所谓的等张收缩是相对的,尤其是在在体情况下,更是如此。由于在肌肉收缩过程中,往往是通过骨的杠杆作用克服阻力做功。在负荷不变的情况下,要使肌肉在整个关节活动范围内以同样的力量收缩是不可能的。如当肌肉收缩克服重力垂直举起杠铃时,随着关节角度变化,肌肉做功的力矩也会发生变化。因此,需要肌肉用力的程度也不同。在整个运动范围内,肌肉用力最大的一点称为“顶点”。出现“顶点”主要是因为在此关节角度下杠杆效率最差,加上肌肉缩短损失一部分力量,而促成了“顶点”的产生。

(二)等长收缩

肌肉在收缩时其长度不变,这种收缩称为等长收缩,又称为静力收缩。肌肉等长收缩时由于长度不变,因而不能克服阻力做机械功。

等长收缩有两种情况。其一,肌肉收缩时对抗不能克服的负荷,如试图拉起根本拉不起的杠铃时,肱二头肌所进行的收缩就是等长收缩。其二,当其它关节由于肌肉离心收缩或向心收缩发生运动时,等长收缩可使某些关节保持一定的位置,为其它关节的运动创造适宜的条件。要保持一定的体位,某些肌肉就必须做等长收缩。

(三)离心收缩

肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩。如下蹲时,股四头肌在收缩的同时被拉长,以控制重力对人体的作用,使身体缓慢下蹲,起缓冲作用。因此,肌肉做离心工作也称为退让工作。再如搬运重物时,将重物放下,以及下坡跑和下楼梯等也需要肌肉进行离心收缩。肌肉离心收缩可防止运动损伤。如从高处跳下时,脚先着地,通过反射活动使股四头肌和臀大肌产生离心收缩。由于肌肉离心收缩的制动作用,减缓了身体的下落速度。不致于使身体造成损伤。离心收缩时肌肉做负功。

(四)等动收缩

在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且肌肉收缩时产生的力量始终与与阻力相等的肌肉收缩称为等动收缩。由于在整个收缩过程中收缩速度是恒定的,等动收缩有时也称为也称为等速收缩。在运动实践中,自由泳的划水动作就具有等动收缩的特点。

(五)骨骼肌不同收缩形式的比较

1、力量肌肉最大收缩时产生张力的大小取决于肌肉收缩的类型和收缩速度。同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,离心收缩可产生最大的张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大50%左右,比等长收缩大25%左右。

2、肌电在等速向心收缩和离心收缩时,肌电与肌张力在一定范围内呈直线关系。积分肌电(IEMG)与肌肉张力成正比。在负荷相同的情况下,离心收缩的IEMG较向心收缩低。

3、代谢在输出功率相同的情况下,肌肉离心收缩时所消耗的能量低于向心收缩,其耗氧量也低于向心收缩。肌肉离心收缩时其它与代谢有关的生理指标的反应(如心率、心输出量、肺通气量、肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等)均低于向心收缩。

4、肌肉酸疼很早就发现,肌肉做退让工作时容易引起肌肉酸疼和损伤。近来研究表明,大负荷肌肉离心收缩比向心收缩更容易引起肌肉酸疼和肌纤维超微结构以及收缩蛋白代谢的变化。

二、骨骼肌收缩的力学表现

人体所有的运动都是在对抗阻力的情况下产生的,因此,肌肉力量在运动中具有致关重要的作用。运动员在其它条件相同的情况下,肌肉力量的大小是决定运动成绩的主要因素。

(一)绝对力量与相对力量

(二)肌肉力量与运动

1、力量—速度曲线

肌肉收缩时产生的张力大小,取决于活化的横桥数目,收缩速度则取决于能量释放速率和肌凝蛋白ATP酶活性,而与活化的横桥数目无关。

2、肌肉力量与运动速度

在负荷相同的条件下,力量越大动作速度越快。当以同样的速度运动时,力量特别大者的力量可是力量小者的两倍。

3、肌肉力量与爆发力

在运动中使器械或人体体重(m)产生加速度(a)所需要的力(F)来自肌肉收缩。肌肉收缩使力量和加速度增加。加速度的增加,完成运动所需要的时间(t)减少。从而使运动的输出功率(P)增加。在某些运动项目中,如投掷、短跑、跳跃、举重、拳击和橄榄球等项目,运动员必须有较大的爆发力。

在训练中是极大限度地提高相对爆发力还是绝对爆发力,取决于在所从事的运动项目中哪种素质更为重要。如短跑、跳跃等项目的运动员应保持较轻的体重,使肌肉的相对力量得到提高。同时又要通过训练使肌肉的收缩速度得到提高。对需要提高绝对爆发力的运动员,如投掷项目运动员、美式橄榄球防守运动员及日本相扑运动员等,应增加肌肉的体积,提高运动员的绝对爆发力。这样可能使加速度有所下降,但不应下降到引起绝对爆发力下降的水平。问题在于找到使绝对爆发力与加速度两者结合能达到最佳运动能力的那一点。

第六节肌纤维类型与运动能力

让威尔(Ranvier, 1883)用电刺激法证明了红肌、白肌的收缩机能不同。红肌收缩慢而持久,白肌收缩快而短暂。之后人们对骼肌肌纤维类型的形态、机能和代谢特征等进行了较全面的研究。伯格司特姆(Bergstrom, 1962)创造了肌肉的活检技术,使得对人体骨骼肌肌纤维类型的研究有了飞跃性的发展。对运动员骨骼肌快、慢肌纤维的分布、机能及代谢特点等进行较为广泛的研究。而且这些研究的结果被广泛的应用到运动实践中。

一、肌纤维类型的划分

划分肌纤维类型有许多种方法,根据不同分类方法,可将肌纤维划分为不同的类型。有如下几种划分肌纤维类型的方法:①根据收缩速度,可将肌纤维划分为快肌纤维(fast-twitch, FT)和慢肌纤维(slow-twitch, ST);②根据收缩及代谢特征,可将肌纤维划分为快缩、糖酵解型(Fast Glycolytic, FG),快缩、氧化、糖酵解型(Fast OxidativeGlycolytic,FOG),和慢缩、氧化型(Slow Oxidative, SO);③根据收缩特性及色泽,也可将肌纤维划分为快缩白、快缩红、和慢缩红三种类型;④布茹克司(Brooks, 1970)将肌纤维分为Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅱ型肌纤维又分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc(Ⅱc是一种介于Ⅱa和Ⅱb之间的过度型肌纤维)三个亚型。

肌纤维分类对应表

快肌

白肌

Ⅱb

快缩白

FG

Ⅱa

快缩红

FOG

慢肌

红肌

慢缩红

SO

二、不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征

(一)形态特征

不同的肌纤维其形态学特征也不同。快肌纤维的直径较慢肌纤维大,含有较多收缩蛋白。快肌纤维的肌浆网较也比慢肌纤维发达。慢肌纤维周围的毛细血管网较快肌纤维丰富。并且,慢肌纤维含有较多的肌红蛋白,因而导致慢肌纤维通常呈红色。与快肌纤维相比慢肌纤维含有较多的线粒体,而且线粒体的体积较大。在神经支配上,慢肌纤维由较小的运动神经元支配,运动神经纤维较细,传导速度较慢,一般为2~8米/秒;而快肌纤维由较大的运动神经元支配,神经纤维较粗,其传导速度较快,可达8~40米/秒。

(二)生理学特征

1、肌纤维类型与收缩速度

快肌纤维收缩速度快,慢肌纤维收缩速度慢。

2、肌纤维类型与肌肉力量

肌肉收缩的力量与单个肌纤维的直径和运动单位中所包含的肌纤维数量有关。由于快肌纤维的直径大于慢肌纤维,而且快肌运动单位中所包含的肌纤维数量多于慢肌运动单位。因此,快肌运动单位的收缩力量明显地大于慢肌运动单位。

3、肌纤维类型与疲劳

不同类型的肌纤维抗疲劳能力不同。和慢肌纤维相比,快肌纤维在收缩时能产生较大的力量,但容易疲劳。

慢肌纤维抵抗疲劳的能力比快肌纤维强得多。是因为慢肌纤维中的线粒体体积大而且数目多,线粒体中有氧代谢酶活性较高,肌红蛋白的含量也比较丰富,毛细血管网较为发达,因而慢肌纤维的有氧代谢潜力较大。快肌纤维比较容易疲劳,与快肌纤维的有氧代谢能力较低有关。快肌纤维含有较丰富的葡萄糖酵解酶,有氧代谢能力低,而无氧酵解能力较高。所以在收缩时所需的能量大都来自糖的无氧代谢,从而引起乳酸大量积累,最终导致肌肉疲劳。

(三)代谢特征

慢肌纤维中氧化酶系统如细胞色素氧化酶(CYTOX)、苹果酸脱氢酶(MDH)和琥珀酸氢酶(SDH)等的活性都明显高于快肌纤维。慢肌纤维中作为氧化反应场所的线粒体大而多,线粒体蛋白(线粒体蛋白主要是各种氧化酶)的含量也较快肌纤维多;快肌纤维中线粒体的体积小,而且数量少,线粒体蛋白含量也少。实验证明慢肌纤维氧化脂肪的能力为快肌纤维的4倍。

快肌纤维中一些重要的与无氧代谢有关酶的活性明显高于慢肌纤维。如镁-三磷酸腺苷酶(Mg-ATPase)活性为慢肌纤维的3倍;肌激酶(MK)活性为慢肌纤维的1.8倍;磷酸肌酸激酶(CPK)活性为慢肌纤维的1.3倍;乳酸脱氢酶(LDH)的活性为慢肌纤维的2-2.5倍。可见快肌纤维的无氧代谢能力较慢肌纤维高。快肌纤维和慢肌纤维的一些不同的特性见表。快肌和慢肌运动单位的比较

特性

快肌(FT)

慢肌(ST)

有氧能力

无氧能力

毛细血管密度

收缩时间

收缩力量

动员模式

速度类活动

耐力类活动

在运动员中的分布

高(非耐力运动员)

高(耐力运动员)

疲劳性

三、运动时不同类型运动单位的动员

在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强度而定。高耐克(Gollnick)等人让受试者以2/3最大摄氧量强度运动,发现慢肌纤维中的糖原首先被消耗,继而转向快肌纤维。甚至当慢肌纤维中的糖原完全空竭时,快肌纤维中还有糖原剩余。而以150%最大摄氧量强度运动时,快肌纤维中的糖原首先被消耗。说明,在以较低的强度运动时,慢肌纤维首先被动员,运动强度较大时,快肌纤维首先被动员。

在运动训练时,采用不同强度的练习,可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力,训练计划必须包括大强度的练习;如果要提高慢肌纤维的代谢能力,训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。

四、肌纤维类型与运动项目

在研究一般人上下肢肌肉的慢肌纤维百分比平均为40%~60%。但从每个受试者来看,慢肌纤维百分比最低的为24%,最高的为74.2%,相差范围很大。说明在一般人中肌纤维的百分比分布范围很大。

研究发现,运动员的肌纤维组成具有项目特点。参加时间短、强度大项目的运动员,骨骼肌中快肌纤维百分比较从事耐力项目运动员和一般人高。相反,从事耐力项目运动员的慢肌纤维百分比却高于非耐力项目运动员和一般人。既需要耐力又需要速度的运动项目(如中跑、自行车等),肌肉中快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。

五、训练对肌纤维的影响

(一)肌纤维选择性肥大

(二)酶活性改变

第七节肌电的研究与应用

一、利用肌电图测定神经的传导速度

二、利用肌电评定骨骼肌的机能状态

(一)肌肉工作过程中肌电幅值的变化

疲劳时肌电振幅的升高,可能是由于肌肉在持续的工作过程中,先参与工作的运动单位发生疲劳。为了维持工作,必须动员其它的新的运动单位参与工作。这就是所谓的运动单位的募集。由于运动单位的数量的增加,而使肌电的IEMG增加。(二)肌肉工作过程中肌电频谱变化

在研究肌肉持续工作至疲劳过程中发现,随着疲劳程度的加深,肌电的频谱左移,即平均功率频率降低。肌肉工作的负荷强度越大,疲劳的程度越大,平均功率频率的减小明显。

三、利用肌电图评价肌力

四、利用肌电图进行动作分析

在运动过程中可用多导肌电记录仪将肌电记录下来。然后,根据运动中每块肌肉的放电顺序和肌电幅度,结合高速摄像等技术,对运动员的动作进行分析诊断。

第二章血液

【主要掌握内容】

血液的组成与功能

内环境,血液对维持内环境相对稳定的作用及意义

渗透压的作用和应用

血液在维持酸碱平衡中的作用

试一次性运动对红细胞的影响

第一节概述

一、血液的组成

(一)血细胞与血浆

从血管中取出的血液,一般称全血。如将全血中加入适量抗凝剂,血液不凝固,保持液态。再经离心沉淀后,血液可分为两层,上层呈淡黄色的透明液体称为血浆,约占全血中的50--60%;下层呈暗红色的不透明固体部分称红细胞。在红细胞的上方,有一薄层的白色物质,是血小板和白细胞。血细胞约占全血的40--50%。在血细胞中主要是红细胞,它在全血中所占的容积百分比称为红细胞比容或压积。健康成人的红细胞比容,男子约为40--50%,女子约为37--48%。血小板和白细胞约占全血的1%。

(二)血液与体液

在流出体外的血液中如不加抗凝剂和进行其它处理,几分钟后就会凝固成胶冻血块。在室温内搁置1小时以上,血块缩小,并在血块周围出现少量黄色澄清液,称为血清。血清与血浆虽是血液的液体成分,但内容不完全相同。主要区别在于血浆含有纤维蛋白原,而血清不含有纤维蛋白原。这是因为血清凝固时,血浆中的液体纤维蛋白原转化为固体的纤维蛋白,网罗血细胞成为血块。

二、内环境

(一)体液

人体内含有大量的液体,即人体内的水分和溶解于水中的各种物质,统称为体液,约占体重的60%~70%。体液的大部分存在于细胞内部,称为细胞内液,是构成细胞质的基本部分,约占体重30%~40%。小部分存在于细胞外部的液体,称为细胞外液,约占体重的15%~20%。细胞外液主要包括存在于血液中的血浆和存在于各种组织细胞间隙的液体(也称组织间液)以及各种腔室中的液体脑脊液等。血浆约占体重的5%;组织间液约占体重的15%。

(二)内环境的概念

血浆和组织液都是细胞外液。细胞外液是细胞直接生活的环境,它的化学成分和理化特性,如酸碱度,渗透压以及温度等的变化,都将不同程度地影响细胞的生命活动。因此,为了区别人体生存的外界环境又把细胞外液称为机体的内环境。(三)人体内环境的稳态与非稳态人体绝大部分细胞与外界隔绝而生活在细胞外液中,只有通过细胞外液,人体的细胞才能与外界环境之间进行物质交换。人体摄入的各种营养物质、水分等,必须先通过细胞外液才能进入细胞内,而细胞的代谢产物也是先进入细胞外液,最后才排除体外,这样才能维持人体正常机能。

在正常人体中,内环境的化学成份和理化特性是经常在一定范围内变动的。这种稳态是处于动态平衡之中。

(四)内环境相对稳定的生理意义

人体细胞生活在内环境之中,内环境中占有重要地位的是血液,血液周流全身,形成全身的体液联系,人体细胞所需要的营养物质的摄入和代谢产物的排出,都是由血液运输来完成的。因此。血液是人体细胞与外界环境的媒介,血液理化因素变化时,必然影响内环境的改变。

人体的外界环境经常变化,而内环境变化甚小。这是由于人体内有多种调节机制,使内环境中理化因素的变动不超出正常生理范围,以保持动态平衡,称内环境的相对稳定性或称自稳态。内环境相对稳定,细胞新陈代谢才能正常进行,才有可能保持细胞的正常兴奋性和各器官的正常机能活动。所以,内环境的相对稳定是机体正常生命活动的必须条件。

三、血液的功能

(一)维持内环境的相对稳定作用

血液能维持水、氧和营养物质的含量;维持渗透压、酸碱度、体温和血液有形成分等的相对稳定。这些因素的相对稳定会使人体的内环境相对稳定。只有在内环境相对稳定时,人体组织细胞才有正常的兴奋性和生理活动。

(二)运输作用

血液不断地将从呼吸器官吸入的氧和消化系统吸收的营养物质,运送到身体各处,供给组织细胞进行代谢;同时,又将全身各组织细胞的代谢产物二氧化碳、水、尿素等运输到肺、肾、皮肤等器官排出体外。

(三)调节作用

血液将内分泌的激素运输到周身,作用于相应的器官(称靶器官)改变其活动,起着体液调节作用。所以,血液是神经—体液调节的媒介。

血液能维持体温,还能将体内深部产热器官产生的热运送到体表散发,有调节人体温度的作用。正常的体温对于维持人体组织的兴奋性和酶的活性具有重要作用,

(四)防御和保护作用

血液有防御和净化作用,白细胞对于侵入人体的微生物和体内的坏死组织都有吞噬分解作用,称为细胞防御。血浆中含有多种免疫物质,如抗毒素、溶菌素等,总称为抗体。能对抗或消灭外来的细菌和毒素(总称为抗原),从而免于传染性疾病的发生。血小板有加速凝血和止血作用,机体损伤出血时,血液能够在伤口发生凝固,防止继续出血,对人体具有保护作用。

四、血液的理化特性

血浆和血细胞含有大量的水和化学物质。因此,使血液表现出下列理化特性:

(一)颜色和比重

血液的颜色决定于红细胞内的血红蛋白的含量,以致血液呈红色。动脉血含氧多,呈鲜红色;静脉血含氧少,呈暗红色;皮肤毛细血管的血液近似鲜红色。血浆和血清因含胆红质,故呈淡黄色。

正常人全血的比重约为1.050~1.060之间,比蒸馏水重50%~60%。全血液的比重主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量。

(二)粘滞性

血液在血管内运行时,由于液体内部各种物质的分子或颗粒之间的摩擦,产生阻力,使血液具有一定的粘滞性。流体的流动性一般是通过粘度来反映和度量的,因此反映血液流动性和粘滞性的最重要标志就是血液的粘度。液体的粘滞性和流动性互成反比关系,即粘性越大流动性越小。正常人血液的粘滞性约为蒸馏水的4—5倍,血浆约为蒸馏水的1.6—2.4倍。血液粘滞性主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量,还有血细胞形状,其在血流中的分布特点,表面结构和内部状态,易变形性以及它们之间的相互作用等。

(三)渗透压

渗透压是一切溶液所固有的一种特性,它是由溶液中溶质分子运动所造成的。水分子通过半透膜向溶液扩散的现象称为渗透现象,简称渗透。

溶液促使膜外水分子向内渗透的力量即为渗透压或渗透吸水力,也就是溶液增大的压强,其数值相当于阻止水向膜内扩散的压强。血液的渗透压一般指血浆渗透压。

血浆渗透压由两部分组成,绝大部分来自血浆中的晶体物质,包括各种电解质的离子,其中,最主要的是氯化钠,其次是碳酸氢钠和非电解质的小分子化合物,如葡萄糖、尿素等。由晶体物质所产生的渗透压称为晶体渗透压。因为晶体物质属于低分子物质,分子小,数量多,电离后离子数更多。所以,形成的渗透压很大,血浆渗透压几乎为晶体渗透压。另一部分来自血浆中的胶体物质,包括各种蛋白,其中,最主要的是白蛋白,其次为球蛋白。由胶体物质所产生的渗透压称为胶体渗透压。因为胶体物质属于高分子物质,分子大,又易于聚合成大颗粒的胶体。所以,数量小,产生的胶体渗透压较小,大约为25—30毫米汞柱。胶体渗透压虽小,但可防止过多水分渗透出毛细血管外,对水分出入毛细血管起着调节作用。所以,胶体渗透压对水在体内各部体液中的分布具有重要作用。

血浆渗透压相对恒定的意义:正常人在体温37℃时,血浆渗透压约为7.6个大气压等于5776毫米汞柱(760×7.6)。

以血浆的正常渗透压为标准,与血浆正常渗透压很相似的溶液称为等渗溶液,如0.9%NaCl(称为生理盐水)、5%葡萄糖溶液等。高于血浆正常渗透压的溶液称为高渗溶液,而低于血浆正常渗透压的溶液则称为低渗溶液。

血浆渗透压相对稳定,这是维持细胞正常机能活动所必需的条件。通常血细胞和组织细胞的渗透压都与血浆渗透压相等,从而使细胞保持正常形态和功能。

红细胞在高渗NaCl溶液中,由于高渗溶液吸水力强,红细胞失水发生皱缩,丧失功能。在低渗NaCl溶液中,由于水分进入红细胞内过多,引起膨胀,最终破裂,红细胞解体,血红蛋白被释放,这一现象总称为红细胞溶解,简称溶血。红细胞对低渗溶液具有不同的抵抗力,表示红细胞具有不同的脆性,对低渗溶液抵抗力小,则表示脆性大;反之,则表示脆性小。血浆渗透压在正常生理情况下有一定的变动。在进行剧烈肌肉运动时,由于大量排汗和代谢产物(乳酸、硫酸等)进入血液,渗透压暂时升高,大量饮水后,可以降低渗透压。但是这些变化可以很快通过肾脏排泄和皮肤泌汗进行调节,从而维持相对恒定的状态。

(四)酸碱度

血液的酸性和碱性的程度称为酸碱度,以氢离子浓度的负对数(以10为底)作为指标,用pH值等于7时表示溶液的酸碱度为中性;pH值小于7时(自0—6.99)时表示酸性,其数值越小酸性越大;pH值大于7时(最大不超过14)时表示碱性,其数量越大,则碱性越强。

正常人血浆的pH值约为7.35—7.45,平均值为7.4。人体生命活动所能耐受的最大pH变化范围为6.9—7.8。血浆pH值经常维持相对恒定,之所以能维持恒定,是由于血浆是个缓冲溶液,血液中还有数对具有抗酸和抗碱作用的物质,称为缓冲对,统称为缓冲体系。缓冲体系中每一个缓冲对是由于一种弱酸与该种弱酸的盐组成的。血液中的缓冲对如下:

血浆中主要缓冲对有:碳酸氢钠(NaHCO3)/碳酸(H2CO3);Na—蛋白质(Na—Pr)/H—蛋白质(H—Pr);磷酸氢钠(Na2HPO4)/磷酸二氢钠(NaH2PO4)

红细胞中的主要缓冲对有:碳酸氢钾(KHCO3)/碳酸(H2CO3);血红蛋白钾盐/血红蛋白;氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白;磷酸氢二钾(K2HPO4)/磷酸二氢钾(KH2PO4)。

血液中的缓冲对以血浆H2CO3与NaHCO3这一对缓冲对最为重要。在正常情况下NaHCO3/ H2CO3比值为20:1。保持比值在20:1的范围,需要通过呼吸功能调节血浆中H2CO3浓度和通过肾脏调节血浆中的NaHCO3浓度,以及代谢等方面的配合作用,这样就可保持血浆pH的正常值。

血液酸碱度的相对恒定,对生命活动有重要意义。如果血液PH值的变动超过正常范围,就会影响各种酶的活性,从而引起组织细胞的新陈代谢、兴奋性及各种生理机能的紊乱,甚至会出现酸或碱中毒现象。

碱贮备:血液中缓冲酸性物质的主要成分是碳酸氢钠,通常以每100毫升血浆的碳酸氢钠含量来表示碱贮备量。常采用HL 和NaHCO3结合生成H2CO3,H2CO3再解离出CO2,通过CO2含量来推算出NaHCO3的含量。碱贮备的单位是以每100毫升血浆中H2CO3能解离出的CO2的毫升数来间接表示,正常约为50—70%。

碱贮备是一个很重要的生理生化指标,它能反映身体在运动时的缓冲能力,从而了解体内的代谢情况。有人测定运动员的碱贮备量比未受过训练的人高10%,但也有人测定结果没有明显差别。经常锻炼的人可使血液的缓冲能力提高,碳酸酐酶的活性增强。

第二节运动时血流的变化

正常成年人的血量占体重的7~8%,即每公斤体重约有70~80%毫升血液。人体在安静状态下,大部分的血量都在心血管中迅速流动,这部分血量称为循环血量。

还有一部分血量潴留在肝、肺、腹腔静脉以及到下静脉丛等处,流动缓慢,血浆较少,红细胞较多,这部分血量称为贮存血量。由于这些器官和部位起到贮存血液的作用,故有人称之为血库或储藏所。

一、运动时血流的变化

由于血库或储蓄所的血被动进入循环,使循环血量增加,运动员循环血量增加比无训练者大得多,而且尤以耐力性项目运动员增加更显著。一般人约增加10%左右,运动员可增加25~30%以上。

二、运动时血容量的变化

血容量即人体循环血量的总量。包括血浆容量和血细胞容量。

一次性运动对血容量的影响,取决于运动的强度、持续时间、项目特点、环境温度、湿度、热适应和训练水平等。进行各种动力性和静力性运动都可引起血容量的变化,尤其以长时间的耐力性项目较为显著。

三、运动对红细胞数量的影响

有人报道,在100%VO2max强度运动后即刻,红细胞数目比运动前增加10%左右,运动后30分钟也还有5%的增加。王锦雯等观察到,田径运动员运动后和少年儿童运动员万米跑后,红细胞与血红蛋白含量有上升、不变、下降三种变化情况,其变化与运动成绩没有明显关系。

1、一次性运动对红细胞数量的影响

2、长期运动训练对红细胞数量的影响

3、运动对红细胞压积(Ht)的影响

四、运动对Hb的影响

运动员经过系统的运动训练,血液的有形成分会发生一些变化。正常情况下Hb的变化与红细胞的变化是一致的,运动中凡能影响红细胞的因素都能影响Hb。血红蛋白在指导科学训练中应注意以下因素:

1、冬训期间评价标准应略低,女运动员例假期间亦稍低,这是正常的生理波动。

2、运动员Hb 含量存在个体差异,每一个体有存在季节、生物周期等的周期性差异。但有一个相对稳定值。应经过一段较长时间多次测试指标,才能得出更精确的数据。在分析指标时也应考虑这些因素。

3、虽然Hb 含量存在个体差异,但一般男运动员Hb 值不得超过17克(170g/l),女运动员不得超过16克(160 g/l)。最低值不得低于本人全年平均的80%。同一次检测中,如果个别运动员血红蛋白值与同队平均值相差过大时,应引起注意,找出原因。

4、运动员在大运动量后的调整期,血红蛋白由低向高恢复时,运动员的自我感觉与运动成绩也最好,可能这一时期是运动员身体机能状态“最佳期”,这个“最佳期”并不是出现在人们想象的“超量恢复期”。

5、血红蛋白指标主要用于评定某个训练周期或阶段内,如1~2周时间内运动员对运动量和运动强度的反应,评定运动员的机能状态等。而对于每次训练课的评定较难掌握。在观察分析Hb指标变化时,应结合其它指标(如无氧阈、尿蛋白、心率等),以及运动员的自我感觉和运动能力综合分析较好。

6、Hb指标的应用主要针对有氧工作为主的项目。其它项目只能以此作为参考指标。

第三章循环机能

【主要掌握内容】

心肌的各种生理特性的意义

正常心脏的节律性兴奋的传导

在心脏泵血过程中,左心室内压力、容积改变和瓣膜的开闭关系

各种因素对心输出量的影响

心力贮备的生理意义

各类血管的结构特点与其生理机能间联系

各种因素对动脉血压的影响

肌肉运动时,人体血液循环系统发生的功能变化及变化引起的原因运动训练对心血管系统的影响

第一节心脏的机能

多年以来,生物学家一直认为心脏是一个单纯的循环器官,近些年关于心钠素的研究,认识到心脏除循环功能外,还具有内分泌功能,可合成和分泌心钠素和某些生物活性多肽。

一、心脏的一般结构

心脏有四个腔室,在心脏右侧为右心房和右心室,左侧为左心房和左心室。构成心房的肌肉与构成左右两心室的肌肉之间,一般无直接肌纤维联系,靠结缔组织及房室环将心房和心室联结在一起。

心房主要是贮血器,仅起着辅助泵的作用,泵血功能主要是由肌肉较厚的心室来完成的。左心室壁的肌肉比右心室的约厚三倍,因此左心室收缩力比右心室强。

二、心肌的生理特性

(一)自动节律性(自律性)

自动节律性是指心肌在不受外来刺激的情况下,能自动地产生兴奋和收缩的特性。心肌自律性起源于心肌中的自律细胞,自律细胞存在于心脏的特殊传导系统内。特殊传导系统内的心肌细胞具有自动产生节律性兴奋并传导兴奋的能力,但无收缩功能。特殊传导系统中以窦房结的自律细胞自律性最高,为正常心脏活动的起搏点,以窦房结为起博点的心脏活动称为窦性心率。

窦性心率的正常范围在每分钟60~100次之间,若超过100次称为窦性心理过速,慢于60次称为窦性心动过缓。

(二)传导性

心肌细胞有传导兴奋的能力称为传导性,心脏的传导系统和心肌纤维均有传导性,但因房室间心肌细胞不相连,所以房室之

间兴奋的传导要靠心脏特殊传导系统传递。

心脏的特殊传导系统包括窦房结、结间束、房室结、房室束,最后分为浦肯野氏纤维布满心室内膜并与心肌纤维相联。正常情况下心脏内兴奋传导的途径为:窦房结→结间束→房室结→房室束→浦肯野氏纤维→心室肌。心肌细胞与心肌细胞之间的闰盘为低电阻区,局部电流可以通过此处,使兴奋得以在心肌细胞间扩布。

兴奋在房室交界处传导的速度较慢,传导延搁时间较长,这就使心房收缩后,要经过较长时间才引起心室收缩。因此,心房收缩可进一步将血液挤入心室,使心室在收缩前有充分的血液充盈,有利于心室的射血。心房内和心室内兴奋传导的速度较快,这就使兴奋几乎同时传到所有的心房肌或所有的心室肌,从而使心房肌或心室肌产生同步收缩。

(三)兴奋性

心肌细胞具有对刺激产生反应的能力,即具有兴奋性。与神经或骨骼肌一样,心肌细胞每产生一次扩布性兴奋之后,兴奋性总要经历有效不应期、相对不应期和超常期,然而才恢复到正常这样一段周期性变化。

心肌细胞兴奋后不能立即产生第二次兴奋的特性,称为不应性。在有效不应期,如果心肌细胞再接受第二个刺激,则不论刺激有多强,肌膜都不会进一步发生任何程度的去极化;在相对不应期,如果给予的刺激有足够的强度,肌膜则可产生局部反应,产生扩布性兴奋。

心肌细胞兴奋性变化的特点是有效不就应期特别长,正是这种特点使心脏不会产生强直收缩。正常的心脏都是按窦房结的节律进行活动,窦房结发出的兴奋都是在前一次兴奋的不应期过了之后才传到心房和心室。因此,心房和心室都能按窦房结的节律,进行收缩和舒张的交替活动。如果在某些实验和病理情况下,心室在有效不应期之后受到人工的或窦房结之外的病理的异常刺激,都可能引起心室收缩活动,而这次心室收缩活动发生于下次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前,称期前收缩,又称额外收缩。由于期前收缩也有自己的有效不应期,所以紧接着期前收缩之后的一次窦房结的兴奋传到心室时,往往正好落在有效不应期中,因此不能引起心室兴奋,要等到再一次窦房结的兴奋传到时才发生收缩。因而在一次期前收缩之后,往往有一段较长的心舒张期,称为代偿间歇。

(四)收缩性

心肌细胞的收缩与骨骼肌细胞也不完全相同,其特点是:

1、对细胞外液的Ca2+浓度有明显的依赖性

心肌细胞和骨骼肌细胞都是以细胞外液的Ca2+作为兴奋-收缩耦联的媒介。但是,心肌细胞的肌质网终池很不发达,容积很小,贮存Ca2+量比骨骼肌少。因此,心肌兴奋-收缩耦联所需的Ca2+除终池释放外,需要依赖于细胞外液中的Ca2+通过肌膜和横管内流。兴奋过后,肌浆中的Ca2+一部分返回终池贮存,另一部分则转运出细胞。

2、“全或无”的同步型收缩

心房和心室内特殊传导系的传导速度快,而心肌细胞间闰盘处的电阻又低,所以兴奋一传到心房或心室,几乎同时遍及整个心房或心室肌细胞,从而引起所有心房肌或心室肌同时收缩。显然,对心室肌来说,这种同步收缩可大大提高心室的泵血效果。由于存在同步收缩,心脏要么不收缩,如果一旦发生收缩,其收缩就达到一定强度,称为“全或无”式收缩。

3、不发生强直收缩

心肌发生一次兴奋后,其有效不应期特别长。在有效不应期内,任何刺激都不能使心肌细胞再发生扩布性兴奋和收缩,因此,心脏不会产生强直收缩而始终保持收缩和舒张交替的节律活动,从而保证了心脏的充盈与射血。

三、心脏的泵血功能

(一)心动周期与心率

心房或心室每收缩和舒张一次,称为一个心动周期。心动周期的长短与心率有关,如以成人平均心率75次/分计算,则一个心动周期为0.8秒,其中心房收缩约为0.1秒,舒张期约为0.7秒。如果心率加快,心动周期也相应地缩短,但以舒张期缩短更为显著。

心率是每分钟心脏搏动的次数。正常人安静时,心率约在60-100次/分之间。心率有明显的个体差异,每个人的心率增加都有一定的限度,这个限度叫最大心率,可用220减去年龄来推算。

心率是了解循环系统机能的简单易行指标。在运动实践中常用心率来反映运动强度和生理负荷量,并用于运动员的自我监督或医务监督。

(二)心脏的泵血过程

每一心动周期心脏射血一次,它开始于两侧心房收缩,称心房收缩期。心房收缩时心房内压升高,将其中血液挤入心室,而使心房容积缩小。心房收缩结束后即舒张,房内压下降,与此同时心室开始收缩。根据心室内压力、容积的改变、瓣膜开闭与血流情况,可将心室从收缩开始到舒张结束划分为等容收缩期、快速射血期、减慢速血期、等容舒张期、快速充盈期和减慢充盈期。

一个心动周期各时相中心脏(左侧)内压力、容积和瓣膜开闭的各种变化

腔室时相时程(S)压力比较房室瓣半月瓣腔容积血流方向

心房房缩期0.1 房内压>室内压开闭缩小心房→心室

心室等容收缩期0.06 房内压<室内压<动脉内压闭闭无变化无流动

快速射血期0.11 房内压<室内压>动脉内压闭开迅速减小心室→动脉减慢射血期0.14 房内压<室内压>动脉压闭开继续缩小心室→动脉等容舒张期0.06 房内压<室内压<动脉内压闭闭无变化无流动

快速充盈期0.11 房内压>室内压<动脉内压开闭迅速增大心房→心室减慢充盈期0.20 房内压>室内压<动脉内压开闭继续扩大心房→心室

(三)心音

在每一个心动周期中,一般可以听到两个心音,分别称第一心音和第二心音。在某些健康儿童或青年人,有时可听到第三心音。

心室开始收缩时听到的是第一心音,主要由房室瓣关闭和心室肌收缩造成。第一心音的音调较低、持续时间较长。心室开始舒张时听到的是第二心音,主要由主动脉和肺动脉半月瓣关闭造成。第二心音的音调较高,持续时间较短。

当循环系统特别是心脏瓣膜有病变时,心音可发生变化,亦可伴有杂音,故听取心音是诊断心血管疾病的重要方法之一。

(四)心脏泵功能评定

心脏泵功能是否正常,是强还是弱,这是运动实践及实验研究工作中经常遇到的问题,因此用什么样的方法和指标来测定和评价心脏功能,在理论上和实践上都很重要。

1、心输出量

心输出量一般是指左心室射入主动脉的血量。

(1)每搏输出量与射血分数

一侧心室每次收缩所射出的血量称为每搏输出量,简称搏出量。每搏输出量是心室舒张末期容积与收缩末期容积之差。正常成年人,左心室舒张末期容积约145亳升,收缩末期容积约75毫升,每搏输出量约70毫升(60-80毫升)。这表明心室每次收缩并没有将心室内血流全部射出,也就是说,每搏输出量只占心室舒张末期容积的一定比例。每搏输出量占心室舒张末期的容积百分比,称为射血分数。

健康成年人,静息时的射血分数约为55~65%。在评定心脏泵血功能时,若单纯以每搏输出量作指标而不考虑心室舒张末期的容积是不全面的。心脏功能正常时,每搏输出量与舒张末期的容积是相适应的。就是说心室舒张末期容积增大时,每搏输出量相应增加,其射血分数不变。但若心室病理性扩大时,心室功能减退,每搏输出量可能与正常人无异,但其射血分数明显下降。

(2)每分输出量与心指数

一侧心室每分钟射出的血量称为每分输出量,通常所说的心输出量是指每分输出量。每分输出量等于每搏输出量与心率的乘积,左右两心室的心输出量基本相等。

心输出量除与机体代谢水平相适应外,还因性别、年龄和生理状况不同而异。健康成年男性静息状态下,心率平均每分钟75次,每搏输出量约为70毫升,心输出量为5升/分左右(4.5~6升/分)。女性比同体重男性的心输出量约低10%,青年时期的心输出量高于老年,优秀运动员在剧烈运动时,心输出量可高达25~35升/分。

心输出量是以个体为单位计算的,身材矮小的人和身材高大的人,新陈代谢水平并不相等,因此,用心输出量的绝对值作为指标进行不同个体间心脏功能的比较是不全面的。实验表明,人体静息时的心输出量与体表面积成正比。以每一平方米体表面积计算的心输出量,称为心指数。中等身材的成年人体表面积为1.6~1.7米2,安静和空腹情况下心输出量约5~6升/分,故心指数约为3.0~3.5升/分?米2。安静或空腹情况下的心指数称为静息心指数,是分析比较不同个体心脏功能的常用评定指标。

(3)心输出量的测定

测定心输出量的方法很多,经典的费克氏法是从气体代谢率来计算单位时间经过肺循环的血液量来测定心输出量的。先测定被试者每分钟耗氧量即每分钟由肺循环吸收的氧量,再测动静脉血含氧量的浓度差,然后根据公式计算出每分输出量。(4)心输出量的影响因素

心输出量的大小决定于心率和每搏输出量,而每搏输出量又决定于心肌收缩力和静脉回流量。

心率和每搏输出量

心输出量等于每搏输出量与心率的乘积,因此心率加快和每搏输出量增多都能使心输出量增加。如果每搏输出量不变,在一定的范围内,心率加快,可使每分输出量增加。

心肌收缩力

如果心率不变,每搏输出量增加,则每分输出量也增加,因此,心肌收缩力是决定每搏输出量的主要因素之一。

在一定的范围内,心肌纤维收缩力与心肌纤维收缩前的“初长度”有关。

在完整的机体内,心肌收缩力的变化是受神经体液因素调节的。运动时,支配心脏的交感神经兴奋,血浆中肾上腺素和去甲肾上腺增多,促使心肌收缩力显著增强,射血分数增加,每搏输出量也随之提高;另一方面,心搏频率加快,每分输出量亦增加。当然,这种心输出量的增加只有在静脉回流血量相应增加的情况下才能得到保证。

静脉回流量

心脏输出的血量来自静脉回流,静脉回流量的增加是心输出量持续增加的前提。血液由腔静脉回流入右心房,主要取决于静脉血压与右心房内压的压差。只有在压增大,静脉回流血量增加时,心输出量才能有所增加。

静脉回流量还与肌肉收缩、胸内压密切相关。强烈肌肉运动时,交感-肾上腺系统总动员,不仅增加心率和每搏输出量,而且还可以使静脉血管广泛收缩,提高静脉充盈压,加速血液回流。实验表明,安静时静脉充盈压约为7mmHg,强烈肌肉运动时,静脉充盈压可升至正常值的2.5倍。此外,心室舒张吸力、呼吸动作和四肢肌肉对静脉的挤压作用,都有助于静脉回流,从而保证在极短促的心舒期中,不影响心室充盈量。

2、心脏作功

血液在循环系统内流动过程中所消耗的能量是由心脏作功得到补充的,换句话说,心脏作功供给了血液在循环过程中所失去的能量,血液才能循环流动。

左心室一次收缩所作的功,称为搏功,单位为g-m。搏功乘以心率即为每分功,单位为kg-m/min。计算左室搏功和每分功的简式如下:

搏功(g-m)=搏出量(cm2)×(1/1000)×(平均动脉压-平均左房压mmHg)×(13.6g/cm2)

每分功(kg-m/min)=搏功(g-m)×心率×(1/1000)

设搏出量为70ml,收缩压120mmmHg,舒张压80mmHg,平均左房压6mmHg,心率75次。代入上式,则求得左心室搏功为83.lg-m;每分功为6.23kg-m/min。

右心室的搏出量与左心室的相等,但肺动脉平均压为主动脉平均压的1/5,故右心室的作功量也只有左心室的1/5。

用心脏的作功量来评价心脏的泵血功能有着重要的意义。因为心脏收缩不仅仅是射出一定量的血液,而且这部分血液必须具有很高的压力和很快的流速。在动脉压增高的情况下,心脏要射出与原先同等数量的血液时,就需要心脏加强收缩,如果心肌的收缩强度不变,搏出量必将减少。实验表明,心肌的耗氧量与心肌的作功量是平行的,其中心输出量的变动不如心室射血压力和动脉压的变动对心肌耗氧量的影响大,这就是说,心肌收缩产生的能量主要用于维持血压。由此可见,用心脏作功量作为评价心脏的泵血功能指标,要比心输出量好。

3、心脏泵功能的贮备(心力贮备)

心脏的泵血功能能够广泛适应机体不同生理条件下的代谢需要,表现为心输出量可随机体代谢率的增长而增加。健康成年人静息状态下的心率为每分钟75次,搏出量约70毫升,每分输出量为5升左右。剧烈体育运动时,心率可达每分钟180~200次,搏出量可增加到150毫升左右,故每分输出量可达25~30升,为静息时的5~6倍。心脏每分钟能够射出的最大血量,称最大输出量。在静息状况下,心输出量并不是最大的,但能够在需要时成倍增加,表明健康人心脏泵血功能有一定的贮备力量。心输出量随机体代谢需要而增长的能力,称为泵功能贮备,或心力贮备。

四、体表心电图

(一)正常典型心电图的描记及导联

心电图记录纸上有横线和纵线划出长和宽均为1mm的小方格。记录心电图时,首先调节仪器放大倍数,使输入1mV信号时,描笔在纵向上产生10mm偏移,这样,纵线上每一小格相当于0.1mV的电位差。横向小格表示时间,每一小格相当于0.04s(即走纸速度为每秒25mm)。因此,可以在记录纸上测量出心电图各波的电位数值和经历的时间。

在记录心电图时,测量电极在人体安放位置和连线方式称导联,导联不同记录到的心电图在波形上亦有所不同,临床上常规采用的导联有:

1、肢体导联

(1)肢体导联Ⅰ:左上肢接正极,右上肢接负极。

(2)肢体导联Ⅱ:左下肢接正极,右上肢接负极。

(3)肢体导联Ⅲ:左下肢接正极,左上肢接负极。

2、加压肢体导联

由于肢体导联描记的图形较小,为弥补不足,在每条线上附加5000欧姆的电阻,消除肢体各部电阻差异的影响,使描记的心电图波形、振幅加大,便于分析。

(1)加压右上肢导联(aVR):右上肢联接正极,左上肢和左下肢共同联接负极。

(2)加压左上肢导联(aVL):左上肢联接正极,右上肢和左下肢共同联接负极。

(3)加压左下肢民联(aVF):左下肢联接正极,左上肢和右上肢共同联接负极。

3、心前区导联

中心电端联接心电图机的负极,探查电极联接心电图机的正极。各探查电极的具体安放部位如下:

V1:胸骨右缘第四肋间。

V2:胸骨左缘第四肋间。

V3:在V2-V4联线的中点。

V4:左腋前线与第五肋间相交处。

V5:左腋前线与V4同一水平高度。

V6:左腋中线与V4、V5同一水平高度。

一般心电图机的导线可分为红、黄、蓝、白、黑五种颜色,红色连线接右上肢,黄色连线接左上技,蓝色连线左下肢,黑色连线接右下肢,白色连线接心前导线(V1—V6)。操作时不必去记正负极的连线,记住以上各种颜色的连线即可。

(二)正常典型心电图的波形及生理意义

从不同导联上描写出来的心电图波形各有特点,但基本上包括一个P波、一个QRS波程和一个T波,T波之后还可能出现一个U波。在心电图上,除各波的形状有特定的意义外,各波以及它们之间的时程关系也具有重要的理论和实践意义,其中比较重要的有PR(或PQ)间期,QT间期和ST段(图3-4)。

P波,表示左右心房兴奋除极时产生的电变化。

P—Q(P—R)间期,指从P波的起点到QRS波起点之间的时程,表示心房除极化开始到心室除极化开始所需要的时间。QRS波群,表示左右心室先后除兴奋除极化所产生的电变化。

ST段,指从QRS波群终了到T波起点之间的与基线平齐的线段,表示心室除极完毕,复极尚未开始,各部位之间无电位差。Q—T间期,指从QRS波起点到T波终点的时程,表示心室开始兴奋除极化到全部复极化所需的时间。

(三)动态心电图

动态心电图或称Holter心电监测,系Holter提出并于1961年应用于临床。动态心电图检查仪器包括监示记录器和分析系统两部分组成,监示记录器可记录24小时或更长时间的持续心电信息,经分析后,可发现常规心电图难以显示的一过性心律失常和ST-T的改变等一系列心电变化。因此在临床医学中,动态心电图可提高心律失常的检出率,在判断某些症状与心率失常的关系和冠心病的诊断等方面有重要的价值。

近年来,由于训练强度的不断加大,运动员心律失常的发生率逐年增加,尤其在高水平运动员中更加明显,动态心电图在运动心脏学领域中的应用也日益增多,目前已成为诊断运动员心率失常,评定运动员机能状态及安排科学训练和比赛的重要方法。

第二节血管机能

一、各类血管的功能特点

主动脉和大动脉:管壁较厚,含有丰富的弹力纤维。称为弹性贮器血管。

小动脉、微动脉:一再分支,口径逐渐变细,管壁逐渐变薄,管壁中的弹力纤维逐渐减少,而平滑肌的成分逐渐增多。起着控制毛细血管血流量的阀门样作用。

毛细血管:口径很细,但因数量多,故总的截面积非常大,因此血液在毛细血管内的流速十分缓慢。毛细血管壁仅由一层扁平内皮细胞构成,其外只有一薄层基膜,故通透性很大,称交换血管。

静脉:和相应的动脉比较,其数量较多,口径较大而管壁较薄,故容量大。称为容量血管。容量血管的舒缩活动可改变回心血量,从而使心输出量发生相应的变化。

二、动脉血压

血压是指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,也即压强。以前习惯用毫米汞柱(mmHg)表示血压的高低,但压强的法定计量单位为帕(Pa),即牛顿/米2。帕的单位较小,一般用千帕(KPa)表示(1mmHg=0.133KPa)。血压形成的前提条件是心血管系统内有血液充盈。循环系统中血液充盈的程度可用循环系统平均充盈压来表示。在动物实验中如果使心脏暂时停止射血,血流也就暂停,因此循环系统中各处的压力很快就取得平衡,此时循环系统中各处所测得的压力是相同的,这一压力数值就是循环系统平均充盈压。这一数值的高低取决于血量和循环系统容量之间的相对关系,如果血量增多,或血管容量缩小,则循环系统平均充盈压就增高;反之,如果血量减少或血管容量增大,则循环系统平均充盈压就降低。

(一)动脉血压的形成

动脉血压是在有足够量的血液充满血管的前提下,由心室收缩射血、外周阻力和大动脉弹性的协同作用产生的。

一般在心缩期只有搏出量的三分之一,即约20~30毫升的血液流向外周,其余的三分之二血液留在主动脉内,对管壁施加侧压力,拉长了管壁的弹性纤维,使动脉管壁被动扩张。这不但缓冲了动脉管壁突然增大的压力,而且更主要的是通过这种方式,将一部分能量以势量的形式贮存于被拉长了的弹性纤维中。心室收缩将血液射入主动脉后,如果没有外周阻力,左心室收缩释放的能量将全部表现为动能,推动射出的全部血液迅速流向外周,因而不能对动脉壁产生侧压力;反之,如果只有外周阻力而没有心室的收缩射血,缺乏能量的来源,当然也不能形成动脉血压。由此可见,心室收缩射血(心输出量)和外周

阻力是形成动脉血压的两个重要因素。

心室舒张时射血停止。此时,在心缩期被扩张了的主动脉,由于管壁弹性纤维的回缩,压迫血液继续向外周流动,并保持一定的血压。因此,主动脉管的弹性对血液循环起着两种作用,一是把心室收缩时释放的一部分能量以势能的形式贮存起来,于心舒期推动血液继续流动;二是缓冲动脉血压的变化,使心室收缩时动脉血压不致过高,舒张时动脉内血压不致于过低。(二)动脉血压的正常值

在一个心动周期中,动脉血压随着心室的收缩和舒张而发生规律性的波动。心室收缩时,动脉血压的最高值称为收缩压,心室舒张时动脉血压的最低值称为舒张压。收缩压和舒张压之差称为脉搏压或脉压。整个心动周期内各瞬间动脉血压的总平均称为平均动脉压,由于心脏的收缩期比舒张期短,所以平均动脉压的数值较接近舒张压,约等于舒张压+脉压/3。临床医学中动脉血压的习惯写法是“收缩压毫米汞柱/舒张压毫米汞柱,其法定计量单位的写法为收缩压KPa/舒张压KPa。(三)动脉血压的影响因素

1、心脏每搏输出量

收缩压主要反映每搏输出量的多少。运动中,每搏输出量增加,故收缩压也升高。

2、心率

如果心率加快,而每搏输出量和外周阻力都没有变化时,由于心舒期缩短,在心舒期内流至外周的血液也就减少,所以心舒期末,贮存于大动脉中的血液就多,舒张期血压也就升高,脉压减小;反之,心率减慢时,则舒张压减低,脉压增大。

3、外周阻力

如果搏出量不变而外周阻力加大时,心舒期中血液向外周流动的速度减慢,心舒斯末存留在动脉中的血量增多,舒张压升高。外周阻力增加时,收缩期血压也升高,收缩压升高使血流速度加快,由于收缩压的升高不如舒张压的升高明显,所以脉压变小。反之,当外周阻力减小时,舒张压的降低比收缩压的降低更为明显,故脉压加大。可见,在一般情况下,舒张压的高低主要反映外周阻力的大小。

4、主动脉和大动脉的弹性贮器作用

主动脉和大动脉管壁的可扩张性和弹性具有缓冲动脉血压变化的作用,也就是有减小脉压的作用。主动脉和大动脉管壁的可扩张性和弹性在短时间内不会有明显的变化,但老年时,由于动脉管壁中的弹力纤维变性,主动脉和大动脉口径变大,容量也增大,而可扩张性和弹性变小,作为弹性贮器的作用减弱,因此老年人动脉血压的波动(即脉压)较青年人大。

5、循环血量与血管容量的关系

循环血量与血管容量相适应才能使血管足够地充盈,产生一定的体循环平均充盈压。体循环平均充盈压(正常时约为0.93KPa,即7毫米汞柱)是形成动脉血压的前提。

在以上对影响动脉血压各种因素的讨论中,为了便于分析,都是在假设其他因素不变的前提下,讨论某一因素变化对动脉血压发生的影响。实际上,在完整机体中这样的情况是几乎不存在的。也就是说,在各种不同的生理情况下,上述各种影响动脉血压的因素都可能发生改变。因此,在某种生理情况下动脉血压的变化,往往是各种因素相互作用的综合结果。

三、动脉脉搏

在每个心动周期中,动脉内的压力发生周期性的波动,这种周期性的压力变化可引起动脉血管发生搏动,称为动脉脉搏。动脉脉搏产生后沿着血管壁向末梢传播出去,因此在浅表的动脉上可用手触摸到这种搏动。祖国医学的切脉就是以手指的触觉和压觉,分析桡动脉脉搏的频率、强弱以及其他特征,作为诊断疾病的重要指标之一。运动实践中,常用测定脉搏来了解训练课的运动强度,运动训练后的恢复状况和运动员的训练水平。

四、静脉血压和静脉回心血量

(一)静脉血压

当体循环血液经过动脉和毛细血管到达微静脉时,血压下降至约2.0~2.7KPa(15~20mmHg)。右心房作为体循环的终点,血压最低,接近于零。通常将右心房和胸腔内大静脉的血压称为中心静脉压,而各器官静脉的血压称为外周静脉压。

(二)静脉回心血量及其影响因素

单位时间内的静脉回心血量取决于外周静脉压和中心静脉压的差,以及静脉对血流的阻力。故凡能影响外周静脉压、中心静脉压以及静脉阻力的因素,都能影响静脉回心血量。

1、体循环平均充盈压:体循环平均充盈压是反映血管系统充盈程度的指标。实验证明,血管系统内血液充盈程度愈高,静脉回心血量也就愈多。当血流量增加或容量血管收缩时,体循环平均充盈压升高,静脉回心血量也就增多。

2、心脏收缩力量:心脏收缩时将血液射入动脉,舒张时则可从静脉抽吸血液。如果心脏收缩力量强,射血时心室排空较完全,在心舒期心室内压就较低,对心房和大静脉内血液的抽吸力量也就较大。静脉回心血量也就较高。

3、体位改变:当人体从卧位转变为立位时,身体低垂部分静脉扩张,容量增大,故回心血量减少。站立时下肢静脉容纳血量增加的程度可受到若干因素的限制。

4、骨骼肌的挤压作用:人体在站立位的情况下,如果下肢进行肌肉运动,回心血量和没有肌肉运动时不一样。一方面,肌肉收缩时可对肌肉内和肌肉间的静脉发生挤压,使静脉血流加快;另一方面,因静脉内有瓣膜存在,使静脉内的血液只能向心脏方向流动而不能倒流。这样,骨骼肌和静脉瓣膜一起,对静脉回流起着“泵”的作用,称为“静脉泵”或“肌肉泵”。

5、呼吸运动:呼吸运动也能影响静脉回流。由于胸膜腔内压为负压,胸腔内大静脉的跨壁压较大,故经常处于充盈扩张状态。在吸气时胸膜腔加大,胸膜负压值进一步增高,使胸腔内的大静脉和右心房更加扩张,压力也进一步降低,因此有利于外周静脉内的血液回流至右心房。

五、微循环

微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环。血液循环最根本的功能是进行血液和组织之间的物质交换,这一功能就是在微循环部分实现的。

(一)微循环的组成

典型的微循环由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通血毛细血管(或称直捷通路)、动-静脉吻合支和微静脉等部分组成。另外,微动脉和微静脉之间还可通过直捷通路和动-静脉短路发生沟通。直捷通路是指血液从微动脉经后微动脉和通血毛细血管进入微静脉的通路。通血毛细血管是后微动脉的直接延伸,其管壁平滑肌逐渐稀少以至消失。直捷通路经常处于开放状态,血流速度较快,其主要功能并不是物质交换,而是使一部分血液能迅速通过微循环而进入静脉。直捷通路在骨骼肌组织的微循环中较为多见。动-静脉短路是吻合微动脉和微静脉的通道,其管壁结构类似微动脉。在人体某些部分的皮肤和皮下组织,特别是手指、足趾、耳廓等处,这类通路较多。动-静脉吻合支在功能上不是进行物质交换,而是在体温调节中发挥作用的。

(二)毛细血管的数量和交换面积

有人粗略估计,人体全身约有400亿根毛细血管。不同器官组织中毛细血管的密度有很大差异,例如在心肌、脑、肝、肾中,

毛细血管的密度为每立方毫米组织2500~3000根;骨骼肌为每立方毫米组织100~400根;骨、脂肪、结缔组织中毛细血管密度较低。假设毛细血管的平均半径为3μm,平均长度为750μm,则每根毛细血管的表面积约为14000μm2。由于微静脉的起始段也有交换功能,故估计每根毛细血管的有效交换面积将近22000μm 2。由此可以估计全身毛细血管(包括有交换功能的微静脉)总的有效交换面积将近1000m2。

(三)血液和组织液之间的物质交换

组织、细胞之间为组织液所充满。组织液是组织、细胞直接所处的环境,组织、细胞通过细胞膜和组织液发生物质交换,组织液与血液之间则通过毛细血管壁进行物质交换。因此组织、细胞和血液之间的物质交换需通过组织液作为中介。

血液和组织液之间的物质交换主要是通过以下几种方式进行的:

1、扩散

2、滤过和重吸收

3、吞饮

第三节心血管活动的调节

人体在不同的生理状况下,各器官、组织的新陈代谢情况不同,对血流量的需要也不相同。机体内存在着神经的和体液的调节机制,可以对心脏和各部分血管的活动进行调节,从而满足各器官、组织在不同情况下对血流量的需要,协调地进行各器官之间的血流量分配。

一、神经调节

(一)心脏和血管的神经支配

1、心脏的神经支配

(1)心交感神经及其作用

支配心脏的两侧交感神经节前纤维起自脊髓胸段1~5节灰质侧角的神经元,在星状神经节或颈神经节中更换神经元,节后纤维组成心上、心中、心下神经进入心脏,支配窦房结、房室交界、房室束、心室肌和心房肌等心脏的所有部分。心交感神经节后纤维末梢释放的递质是去甲肾上腺素,它对心脏有兴奋作用,可使心率加快,心肌收缩力量加强。

(2)心迷走神经及其作用

两侧迷走神经的节前纤维起源于延髓的疑核,到达心脏后在心内神经节换元,节后纤维支配窦房结、心房肌、房室交界、房室束及其分支,可能也有少数迷走神经纤维支配心室肌。心迷走神经节后纤维末梢释放的递质是乙酰胆碱,它对心脏有抑制作用,可使心率减慢,心肌收缩力量减弱。

2、血管的神经支配

(1)人体大多数血管只接受交感缩血管神经的单一神经支配。

(2)少数血管除接受交感缩血管神经支配外,还接受舒血管神经支配。

(二)心血管中枢

在中枢神经系统中,与心血管反射有关的神经元集中的部位称为心血管中枢。

1、延髓心血管中枢延髓的心血管中枢是调节控制心血管活动的基本中枢,它可在相当大的程度上对血压、心输出量和器官血流量分配等进行调节。

一般认为,延髓心血管中枢至少可以包括以下四个部分的神经元,即位于延髓头端腹外侧部的缩血管区,位于延髓尾端腹外侧部的舒血管区,位于孤束核的传入神经接替站,和位于延髓的迷走神经背核和疑核的心抑制区。

2、延髓以上部位的心血管神经元一般说来,中枢神经系统中,愈是高位的神经元,对机体各种功能的整合也愈完善。在心血管活动的调节中,下丘脑是十分重要的整合部位。在大脑中,特别是边缘系统的一些结构,能够影响下丘脑或脑干其他部位的心血管神经元的活动,使心血管活动适应于身体所处的各种生理、心理状态。此外,大脑皮层运动区兴奋时,可引起骨骼肌中的血管舒张。刺激小脑的一些部位也可引起心血管活动的反应。

(三)心血管反射

在大多数情况下,机体对环境变化所引起的反射都是相当复杂的,许多器官的活动都会发生变化,而心血管反射只是复杂反应中的一个组成部分。

1、颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射(简称减压反射)

人和许多哺乳动物的颈脉窦和主动脉弓的血管外膜下有丰富的对压力变化非常敏感的感觉神经末梢,分别称为颈动脉窦和主动脉弓压力感受器。当动脉血压升高时,颈动脉窦和主动脉弓的传入冲动分别经窦神经(入舌咽神经)和迷走神经进入延髓后,一方面使心迷走中枢的活动加强;另一方面又使心交感中枢和交感缩血管中枢活动减弱,这些中枢活动的改变通过心迷走神经、心交感神经和交感缩血管神经而调节心脏和血管的活动,其总的效果是使心脏的活动不致过强,血管外周阻力不致过高,从而使动脉血压保持在较低的水平上,因此这种压力感受性反射又称为减压反射。

2、颈动脉体和主动脉体化学感受性反射

当血液缺氧、二氧化碳过多或H+浓度升高时,可刺激颈动脉体和主动脉体的化学感受器,使其兴奋,冲动沿窦神经和迷走神经传入延髓,一方面刺激呼吸中枢,引起呼吸加强;另一方面也刺激心血管中枢,使心率加快,心输出量增加,脑和心脏的血流量增加,而腹腔内脏和肾脏的血流量减少。

在正常情况下,化学感受性反射对呼吸起经常性调节作用,但对心血管活动的影响却很小。只有在缺氧窒息、失血、酸中毒等异常情况下,才对心血管活动发挥比较明显的作用,使血压升高,改善血液循环。

3、本体感受性反射

骨骼肌的肌纤维、肌腱和关节囊中有本体感受器。肌肉收缩时,这些感受器受到刺激,反射性地引起心率加快,血压升高。目前认为强烈的肌肉运动一开始,心率立即加快,是神经反射所引起的,而本体感受性反应可能是其中的一部分。

(四)心血管反射的中枢整合型式

不同部分的交感神经、副交感神经的活动都是有分化的。对于某种特定的刺激,不同部分的交感神经的反应方式和程度是不同的,即表现为一定整合型式的反应,使各器官之间的血流分配能适应机体当时的功能活动的需要。例如当动物的安全受到威胁而处于警觉、戒备状态时,可出现一系列复杂的行为和心血管反应,称为防御反应。猫的防御反应表现为瞳孔扩大、竖毛、耳廓平展、呼吸加深、怒叫,最后发展为搏斗或逃跑;伴随防御反应的心血管整合型式,最特征性的是骨骼肌血管舒张,同时心率加快,心输出量增加,内脏和皮肤血管收缩,血压轻度升高。肌肉运动时心血管活动的整合型式与防御反应相似,但血管舒张仅发生在进行运动的肌肉,不进行运动的肌肉的血管发生收缩。

二、体液调节

体液调节是指血液和组织液中的化学物质对心肌和血管平滑肌的调节作用。这些体液因素中,有些是通过血流携带的,可广泛作用于心血管系统;有些则在组织中形成,主要作用于局部的血管,对局部组织的血流起调节作用。

常用运动生理学实验操作流程

常用运动生理学实验操作流程体育系运动人体科学实验中心

人体安静、运动时脉搏、血压的测定 [实验目的] 了解人体动脉血压测定的原理,学会人体在安静时和运动前后脉搏及血压的测定。 [实验原理] 血压的测定,最常用的是间接法。通过使用血压计在动脉外加压,根据血管音的变化测定血压。通常血液在血管内流动时并没有声音,如果对血管施加压力,使血管腔变窄而形成血液涡流时可发生血管音。当外加压力超过动脉血压的收缩压时,受压部位的血流完全被阻挡,此时在受压部位的远侧听不到声音。当外加压力低于收缩压而高于舒张压时,血液则可断续地通过受压部位使血流形成涡流而发出声音。当继续降低压力时,且外加压力等于舒张压时,受压部位的血流由断续流动恢复到持续流动,受压部位远侧的声音则由强变弱或突然消失。因此,动脉血流刚能发出声音时的最大外加压力相当于收缩压,而动脉内血流声音突变后消失时的外加压力则相当于舒张压。正常成人安静时心率约在60—-100次/分。心率常受年龄、性别、生理状况、训练水平、体力劳动及体育运动的影响。在实践中通过测定血压、心率可了解受检查者循环系统的功能,了解运动量、运动强度、运动训练对人的影响、运动后的恢复情况、运动的密度。 [实验对象] 人体 [实验器材]

血压计、听诊器、秒表、电子节拍器 [实验步骤] 一、安静时脉搏血压的测定 (一)脉搏的测定 1.扪诊法桡动脉扪诊法:在测试安静脉搏时较为方便。 颞浅动脉扪诊法:位于耳前部略偏上,颞浅动脉经过此处,适合于运动后。 心前区扪诊法:位于左心前区心尖部,适合于运动后。 颈动脉扪诊法:位于胸锁乳头肌前、下颌角下部。 2.器械法 听诊法:用听诊器在心前区直接听诊,计算心率。 心率遥测仪:可准确记录运动中和运动后心率。 (二)安静时动脉血压的测定。 1.将脉压带绑在被试者的上臂,其下缘应距肘关节上约2--3厘米,松紧以能放入一指为宜。 2.在肘窝内侧找到搏动点,将听诊器头紧贴肘窝肱动脉处。 3.把气球的气门旋紧打气,随脉压带内的压力升高,逐渐可以听到有节奏的“咚咚”声,继续打气等声音消失时再使压力升高20--30毫米汞柱或2--4千帕,然后旋开气门徐徐放气。 4.在放气时注意听有节奏的“咚咚”声响的第一声出现时,水银面所指示的压力即为收缩压。 5.继续放气,随压力逐渐下降,听到突然变声或声音消失时,水银面

运动生物力学教学大纲

XX 学院 教学大纲体育系2012级体育教育专业 2014级专接本 课程名称:运动生物力学 任课教师:XXX 2014年8月20日至2015年1月5日

XX学院体育系体育教育本科专业《运动生物力学》教学大纲 课程名称:运动生物力学 课程性质:专业必修课 总学时:36 学分:2 适用专业:体育教育 先修课程: 运动解剖学、运动生理学 一、课程的性质、目的与任务: 1.课程性质:《运动生物力学》是根据教育部颁发的《普通高等学校本科体育教育专业课程教学指导方案》的要求所开设的一门专业基础理论课。数理概念与力学理论在体育领域的应用,它的任务是为一切体育活动提供力学基础。 2.课程目的:运动生物力学是应用力学原理和方法研究生物体的外在机械运动的生物力学分支。狭义的运动生物力学研究体育运动中人体的运动规律。运动生物力学的任务是研究人体或一般生物体,在外界力和内部受控的肌力作用下的机械运动规律。本课程使学生掌握运动生物力学基本知识,掌握运用力学知识分析体育动作的方法,从而规范动作形式,提高运动成绩。 3.课程任务:使学生了解运动生物力学的学科地位,提高学习兴趣。使学生掌握运动生物力学基本知识、基本原理。掌握体育动作的力学分析方法,提高学生理论联系实践的能力,利用运动生物力学知识指导日常训练和教学。 二、教学内容与教学基本要求: (一)理论部分 绪论 1.教学内容 一、运动生物力学的基本概念 二、运动生物力学的课程内容 三、运动生物力学的学习要求 2.教学要求 要求学生了解运动生物力学学科发展,了解运动生物力学学科的主要研究任务、重点研究领域和学科发展趋势。 第一章运动生物力学学科概述 1.教学内容

③710体育学综合(含学校体育学、运动生理学)__2019年学术型体育学综合考试大纲

江西师范大学硕士研究生入学考试初试科目 考试大纲 科目代码、名称: 710体育学综合 适用专业: 体育人文社会学、运动人体科学、体育教育训练学、民族传统体育学 一、考试形式与试卷结构 (一)试卷满分及考试时间 本试卷满分为300分,考试时间为180分钟。 (二)答题方式 答题方式为闭卷、笔试。 试卷由试题和答题纸组成;答案必须写在答题纸相应的位置上。 (三)试卷内容(考试的内容比例及题型) 考试内容含学校体育学、运动生理学两部分,分值分别约为150分。 (四)基本题型结构(每一部分) 名词解释题(概念题):6小题,每小题5分,共30分 简答题(简述题): 4小题,每小题15分,共60分 分析论述题(综合题):2小题,每小题30分,共60分 二、考查目标(复习要求) 全日制攻读硕士学位研究生入学考试体育学综合科目考试内容包括学校体育学、运动生理学等2门体育学科基础课程,要求考生系统掌握相关学科的基本知识、基础理论和基本方法,并能运用相关理论和方法分析、解决体育实践中的实际问题。 三、考查范围或考试内容概要 第一部分:学校体育学 第一章学校体育的历史沿革与思想演变 1、学校体育思想的形成与发展历程中重要历史人物及其主要贡献。 2、我国学校体育思想的形成和发展历程中的重大事件、重要历史人物及其主要主张。 3、实用主义教育思想和自然体育思想对“五四”以后的中国体育产生了哪些巨大影响? 4、前苏联的主智主义体育理论有哪些特点? 5、《体育与健康课程标准》表现出体育课程哪些新特征? 第二章学校体育与学生的全面发展 1、不同学段学生身体形态发育、机能发育和体能发展的主要特点。

2、学校体育对促进学生身体发展的作用有哪些? 3、学校体育中促进学生身体发展有哪些基本要求? 4、不同学段学生认识发展、情感和意志发展以及个性发展的主要特点。 5、学校体育对学生心理发展的作用有哪些? 6、学校体育中提高学生心理发展水平有哪些基本要求? 7、不同学段学生认识发展、情感和意志发展以及个性发展的主要特点。 8、学校体育对提高学生社会适应能力的作用有哪些? 9、学校体育中加强学生社会适应能力培养有哪些基本要求? 第三章我国学校体育目的与目标 1、何谓学校体育?其结构包括哪些要素? 2、何谓体育与健康课程、课外体育活动、课余体育训练、课余体育竞赛? 3、试述学校体育目标的本质。 4、试述学校体育目的与目标的结构及其相互关系。 5、制定学校体育目标应考虑的要素有哪些? 6、试述学校体育目标制定过程中的主要取向及其特点。 7、当前学校体育的目的、学校体育的目标以及义务教育和高中体育与健康课程目标是什么? 8、试述义务教育和高中体育与健康课程的领域目标。 9、实现我国学校体育目标有哪些基本途径和基本要求? 第四章体育课程的学科基础与编制 1、试述体育课程的特点。 2、试述人体生理机能适应性规律、人体生理机能活动能力变化规律和体能发展的 适应性规律。 3、试述体育与健康课程对促进非智力因素的特定作用。 4、试述体育与健康课程的教育学基础。 5、体育课程实施中必须考虑的要素有哪些? 6、试述体育课程标准制定的理念。 7、试述体育与健康课程标准的设计思路。 第五章体育课程的实施 1、试述体育课程实施的取向。 2、实施体育课程改革策略应注意哪些问题? 3、怎样正确处理好体育课程实施与计划的关系? 4、如何提高人们参与实施体育与健康课程标准的积极性? 第六章体育教学

运动生理学实验指导

运动生理学实验指导 实验一血红蛋白测定及血型测定 A..血红蛋白的定量测定 【目的】掌握用比色法来测定血红蛋白量。(3分) 【原理】血红蛋白量测定方法有光电比色法、分光光度法和沙里氏比色计比色法。本实验采用沙里氏比色法。血液中血红蛋白的颜色随其结合的氧量多少而有一定的变化。为提高测定的标准,可向血液中加稀盐酸,使亚铁血红蛋白酸化成高铁血红蛋白而显稳定的棕黄色,加蒸馏水稀释并与标准色比较,既可求出100mL血液中所含的血红蛋白的克数。血红蛋白的含量受年龄、性别、营养状况、体育锻炼以及居住条件的影响。(5分) 我国正常成年男子约含12~15g·dL-1;女子约为11~14 g·dL-1。 【器材】沙里氏比色计(含比色管、比色架、吸血管)、采血针、75℅酒精、棉球、95℅酒精、0.1mol盐酸、乙醚、蒸馏水、小玻棒、小滴管。(6分)【步骤】 1.向比色管内加入0.1mol盐酸10滴(约达到比色管的10℅的刻度线)。(3 分) 2. 采血。以75℅的酒精消毒无名指及采血针(2分); 3.用采血针刺破无名指指腹一侧皮肤,让血液自然流出,用消毒干棉球擦去一滴后,用右手平持吸血管使管口接触自然流出的一滴血管,准备吸取20μl 的血液(血柱液面平20μl刻度线)。(6分) 4.用干棉球拭檫管外的血液,然后迅速将吸血管移入比色管,徐徐将血液吹入盐酸深层,并用上层清夜多次洗涤吸血管,轻轻振荡,置室温中10~15min,充分到使亚铁血红蛋白变成高铁血红蛋白。(6分) 5.比色。将比色管放入血红蛋白比色架中,向比色管逐滴加入蒸馏水并且边滴边搅拌边竖起对光观察,将比色管的颜色与比色计上的标准颜色做比较,直至比色管溶液颜色与标准颜色一致为止。正确读出并记录比色管内溶液弯月面下缘最底点对应的比色管刻度数值,此数值即为每100mL血液中所含血红蛋白的克数。(9分) 【注意事项】 1.要准确配制0.1mol的盐酸。血液被酸化的时间不得少于10min。 2.吸取的血量应准确,并将吸血管外的血液抹去。 3.吹入血液和洗净吸血管时,切勿将空气吹入盐酸中,以免形成气泡影响 比色。 4.稀释时要耐心地逐滴加蒸馏水,并应边滴边搅边竖起比色,当颜色接近时,只能半滴半滴地稀释。

健身运动课程教学大纲

《健身运动》课程教学大纲 二、课程简介 健身运动是一项根据人体生命科学及相关学科的原理,运用不同的运动方式,方法,并通过各种形式练习,以增强人们体质,提高生活质量,延长人类生命为目的的体育运动,是所有健身运动项目的概括,包括健美运动、康复健身、体形塑造及娱乐健身。 健身运动课程是体育系本科社会体育专业的专业课程之一,在社会体育专业中占有较大的比重,是一门实用性较强的学科。它的教学目的和任务是通过学习与实践,在懂得相关健身健美运动的基础理论知识的同时,修塑体形、陶冶情操,促进人体健美,并在此基础上,懂得相关健美指导知识,指导他人进行科学合理的健身锻炼。 三、课程目标与任务 结合专业培养目标,提出本课程要达到的目标。这些目标包括: 1、知识与技能目标: 通过本课程的学习,使学生了解健身运动起源、发展、作用、特点,理解并掌握健身健美运动科学的锻炼方法;技术上熟知健身房内各健身器械的名称、相对应发达的身体肌肉部位,通过编写训练计划,掌握健美训练的最佳动作与锻炼方法;技能

上培养其组织指导健身锻炼的能力。 主要的知识点和技能分为:健身运动的基本理论知识、基本技术动作练习、身体各部分肌肉的练习锻炼方法,同时,熟悉健美竞赛中规定动作的展示,能自行创编健美竞赛中自由造型的表演。 2、过程与方法目标: 初步学会运用一些具体的方法和技术从事健身运动的指导与教学,通过学生自我实践与练习,制定训练计划,培养学生指导业余健身健美爱好者的训练能力;使学生理解健身健美竞赛规则与裁判知识,初步具备组织健身健美比赛和担任健身健美裁判工作的能力。 3、情感、态度与价值观发展目标: 对学生进行审美教育,培养学生端庄的体态,健美的体形,自觉投入到科学的体育健身运动中,提高学生的自信心,改善其精神面貌,充分体现“生命在于运动”。 四、与前后课程的联系 健身运动是体育专业的基础学科,其前置课程可以是《健美操》《体操》《形体训练》《舞蹈》《瑜伽》。学好这门课程有助于学生身体协调性以及运动技术技能的提高,进而能更好的掌握其它的各门学科。《运动生理学》、《运动处方》、《运动解剖学》、《运动营养学》可作为本课程的后续课,可提高其理论水平和实践指导能力。 五、教材选用 1、选用教材:《健身健美运动》张先松编著高等教育出版社 2005年1月 六、课程进度表 表1 理论教学进程表

《运动生理学》考试大纲

《运动生理学》专插本考试大纲 一、考试对象 体育专科或同等学历 二、考试目的 《运动生理学》课程考试主要考查学生掌握大纲中所规定的内容,包括掌握一般概念、运动生理学的基本规律及主要理论观点和实施原则;运用运动生理学的基本理论,分析研究竞技体育运动和大众健身运动中出现的现象和问题,并具有尝试解决这些问题的基本能力。《运动生理学》课程的考试内容、考核目标和考试命题充分体现体育教育及社会体育专业的学科性质与特点,强调学生对本学科基础知识、基本理论和基本技能的掌握,考试内容的深度与体育专业本科相应的知识面趋于一致。 三、考试方法和考试时间 1、考试方法:(闭卷笔试) 2、记分方式:百分制,满分为100分 3、考试时间:120分钟 4、试题总数:38~40题 5、命题的指导思想和原则 命题的指导思想是:全面考查学生对于基本概念、主要知识点以及有关理论的理解、掌握情况和实际运用能力。命题的原则是:题目数量多,但是题量不大,难度也不大,涉及范围比较广。题目多为记忆性和理解性的,计算性的题目类型较少。 6、题目类型: (1)填空题(每空1分,共15分) (2)选择题(在下列各题的备选答案中只有一个正确答案,请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。多选或不选不得分。每题1分,共15分) (3)判断题(对的划“√”,错的划“×”,全“√”或全“×”不得分。每题1分,共5分)

(4)名词解释(每题3分,共15分) (5)简答题(每题6分,共30分) (6)论述题(每题10分,共20分) 四、考试内容、要求 绪论 (1)了解人体生理学的研究对象和方法、学习的目的和任务; (2)掌握生命活动的基本特征、人体功能活动的调节。 第一章肌肉活动 (1)了解神经肌肉的兴奋性和生物电现象; (2)掌握兴奋及其产生、传导;肌肉收缩的过程及原理; (3)掌握肌肉收缩的形式与力学特征; (4)掌握肌纤维类型与运动的关系。 第二章能量代谢 (1)了解能量代谢的测定原理与方法; (2)掌握不同途径合成ATP的总量及效率及运动状态下的能量代谢。 第三章神经系统的调节功能 (1)了解组成神经系统的细胞及功能;神经系统的感觉分析功能; (2)掌握神经系统功能活动的基本原理; (3)掌握中枢对姿势和对躯体运动的调节。 第四章内分泌调节 (1)了解激素的细胞作用机制及主要内分泌腺的功能; (2)掌握内分泌和激素的概念; (3)掌握总要内分泌激素对运动的反应和适应及激素对能量代谢的调控。第五章免疫与运动 (1)了解免疫学基础; (2)掌握免疫功能对运动的反应和适应。 第六章血液与运动 (1)了解血液的组成与特性;

体能训练课程教学大纲

《体能训练》课程教学大纲 一、说明 (一)课程定义:体能训练是由体能相关理论、体能训练及实验教学部分组成的课程内容。(二)编写依据:根据2008版《成都体育学院运动训练专业本科培养方案》的培养目标,结合旅游与户外运动方向的教学具体情况,以及新形势的需要而制定。(三)目的任务: 1、培养学生忠诚党的教育事业,认真学习,树立刻苦锻炼和吃苦耐劳的思想品质。 2、系统学习和掌握体能相关理论、基本训练方法和体能能力对技能的渗透基本原理。 3、在系统学习和掌握体能相关理论及训练方法基础上,重点领会各户外运动体能训练理论与方法,达到贯通学生所学基础和户外运动理论与训练实践的结合,为学生认识体质与运动能力关系打好基础。 4、具有独立从事户外运动项目的体能训练及基本科研工作能力。 5、增强运动素质能力,提高专项运动技术和运动能力水平。 6、完成大纲中规定的教学内容及考核要求。 (四)课程代码: (五)教学时数与分配:本课程52学时, 3 学分。 二、教学内容与学时分配 (一)总学时教学内容与学时分配 教学内容教学时数 理论课20 实践课16 实验课12 考核 2 机动 2 合计52

1、理论课教学安排与学时分配 教学内容学时分配体能及体适能概念及关系释义2学时体能的构成及各主要项目体能构成的特点4学时体能的实现方式及促进与限制因素2学时 影响体能的因素2学时 促进体能提高的因素2学时 体能训练的恢复原理2学时早期高强度体能训练的正面与负面效果2学时提高基础体能能力与专项体能能力的方法及原理4学时 合计20学时 2、训练课教学安排与学时分配 教学内容学时分配发展各个运动专项的静态与动态柔韧能力及练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的静态起动能力及力量练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的动态起动能力及力量练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的起动与疾加速能力及力量练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的疾加速能力与高速运动能力及力量练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的无氧移动耐力能力及无氧力量练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的有氧移动耐力能力及有氧力量练习效果转化训练2学时发展各个运动专项的移动灵敏能力及力量练习效果转化训练2学时 机动2学时 合计18学时 3、教学实验课内容及学时分配 教学内容学时分配 个人经历体能训练评价4学时* 观摩运动训练专业和竞技体校体能训练课及评价2学时

《运动生理学》教学大纲

《运动生理学》课程教学大纲 (Exercise physiology) 一、课程基本情况 开课单位:体育系 课程代码:044024 课程学时:32 课程学分:2 考核方式:考试 先修课程:运动解剖学 适用专业:社会体育指导与管理 教材与教学参考书: 1.《运动生理学》,邓树勋,北京;高等教育出版社,2009.6 2.《运动生理学》,王瑞元,北京;人民体育出版社,2012.2 3.《运动解剖学》,李世昌,北京;高等教育出版社,2010.7 二、课程的性质、任务和目的 运动生理学是人体生理学的重要分支,以研究体育运动过程中人体各器官功能所发生的变化规律及机制为主要目标,是体育科学中一门重要的应用基础理论学科。作为体育系体育健康教育专业和运动训练学专业的主干核心课程,运动生理学通过揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理,阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理,指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学的运动锻炼,以达到提高竞技运动水平、增强全民体质、延缓衰老、提高工作效率和生活质量的目的。 三、课程内容、基本要求和学时 (一)课程内容和基本要求 第一章运动的能量代谢(2学时) 第一节生物能量学概要(1课时) 1.了解能量的分类 2.掌握能量的产生途径和办法

第二节运动状态下的能量代谢 (1课时) 1.掌握运动状态下的能量产生与消耗途径 2.重点掌握运动状态下的能量代谢原理 第二章肌肉活动与肌肉力量(2学时)第一节肌肉的特性 (1/2课时) 1.了解肌肉的组成成分 第二节肌肉收缩与舒张原理(1/2课时) 1.理解肌肉收缩与舒张的生理学原理 第三节肌肉力量的生理学基础与肌纤维类型与运动能力(1/2课时) 1.掌握肌肉力量的生理学基础 2.重点掌握肌肉纤维的类型与运动能力的关系 第四节肌肉力量的训练以及检测与评价(1/2课时) 1.重点掌握肌肉力量训练的手段与方法 2.重点掌握肌肉力量的检测与评价方法 第三章神经系统控制与内分泌(2学时)第一节躯体运动的神经控制 (1课时) 1.了解躯体运动与神经的关系 第二节运动与内分泌的关系(1课时) 1.理解主要内分泌腺的内分泌功能 2.重点掌握激素对运动的反应适应与调节的主要作用 第四章血液循环与酸碱平衡(2学时)第一节血液的概述 (1/2课时) 1.了解血液的组成与特性以及血液的功能 2.理解运动对血液成分的主要影响 第二节血液循环的原理(1课时) 1.理解心脏生理与血管生理以及心血管活动的调节方式等内容

植物生理学全课程讲义

植物生理学 绪论 一植物生理学的定义和内容 研究植物生命活动规律和机理及其与环境相互关系的科学。 植物生命活动:从种子开始到形成种子的过程中所进行的一切生理活动。 植物生命活动形式:代谢过程、生长发育过程、植物对环境的反应 植物生命活动的实质:物质转化、能量转化、信息转化、形态建成、类型变异 1 物质转化体外无机物[H2O、CO2、矿质(根叶)]→体内有机物[蛋白质核酸脂肪、碳水化合物] →体外无机物[CO 2 H2O]→植物再利用 2 能量转化 光能(光子)→电能(高能电子)→不稳定化学能(ATP,NADPH)→稳定化学能(有机物)→热能、渗透能、机械能、电能 3 信息转化 [1]物理信息:环境因子光、温、水、气 [2]化学信息:内源激素、某些特异蛋白(钙调蛋白、光敏色素、膜结合酶)[3]遗传信息:核酸 4 形态建成 种子→营养体(根茎叶)→开花→结果→种子 5 类型变异植物对复杂生态条件和特殊环境变化的综合反应 植物生命活动的“三性” v植物的整体性 v植物和环境的统一性 v植物的变化发展性 ?植物生命活动的特殊性

1 有无限生长的特性 2 生活的自养性 3 植物细胞的全能性和植株的再生能力强 4 具有较强的抗性和适应性 5 植物对无机物的固定能力强 6植物具有发达的维管束植物生理学的内容 1、植物细胞结构及功能生理﹕ 2、代谢生理:水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用等 3、生长发育生理:种子萌发、营养生长生理、生殖生理、成熟衰老 4、环境生理(抗性生理)以上的基本关系光合、呼吸作用→生长、分化 水分、矿物质运输发育、成熟 (功能代谢生理) (发育生理) ↖↗ 环境因子(抗性生理)(温、光、水、气) 二植物生理学的产生与发展 (一)萌芽阶段(16以前世纪) *甲骨文:作物、水分与太阳的关系 *战国时期:多粪肥田 *西汉:施肥方式 *西周:土壤分三等九级 *齐民要术:植物对矿物质及水分的要求 轮作法、“七九闷麦法” (1)科学植物生理学阶段 1.科学植物生理学的开端(17~18世纪) 1627年,荷兰 Van Helmont ,水与植物的关系

《运动生理学》课程教学大纲电子教案

《运动生理学》课程 教学大纲

《运动生理学》课程教学大纲 课程类别:专业必修课程 基本面向:适用于专科体育保健与康复、体育教育、社会体育、运动训练专业 教学总学时:64学时(理论52学时,实践12学时) 考核方式:考试 一、课程的性质与任务 运动生理学是体育保健与康复、体育教育、社会体育、运动训练专业的学科基础必修课程之一。课程的教学任务是使学生掌握正常人体生命活动的基本规律,特别是在体育活动影响下人体功能的反应与适应规律,具有初步运用本课程理论与方法指导和评价体育教学、体育锻炼和运动训练的能力。 二、课程教学的基本要求 在教学中应突出学生的基本知识和基本能力的培养,改革课堂教学方法,开展互动式教学,调动学生学习的主动性,使课堂教学深入浅出,同时,还应加强实验课教学,提高学生的实践操作能力。 三、课程教学内容和要求

绪论 目的要求: 了解运动生理学研究的对象、任务与方法;掌握生命活动的基本特征和生理功能调节的基本方式。 教学内容: 第一节:运动生理学的研究对象、任务与方法 第二节:生命活动的基本特征及其调节方式 第三节:运动生理学的发展 第一章肌肉活动的能量供应 目的要求: 了解肌肉活动时能量的来源及相互关系;掌握三个能量系统特征及与运动强度、运动时间的对应关系,以及能量统一体的概念;掌握运动中能量代谢的特点,学会分析不同强度运动能量代谢规律。 教学内容: 第一节肌肉活动的能量来源 第二节肌肉活动能量供应的三个系统 第三节肌肉活动的代谢特征及影响因素 第二章肌肉收缩

目的要求: 了解肌纤维微细结构、神经肌肉细胞的生物电现象、掌握肌肉收缩的原理、肌肉收缩的形式、力学特征以及两类肌纤维与运动能力的关系。了解肌电图概念及其在体育实践中的应用。 教学内容 第一节:肌纤维微细结构 第二节:神经肌肉细胞的生物电现象 第三节:肌纤维的收缩原理 第四节:肌肉收缩的形式与力学表现 第五节:肌纤维类型与运动能力 第六节:肌电图及其在体育实践中的应用 第三章肌肉活动的神经控制 目的要求: 了解感受器的生理特征,掌握视觉、听觉、位觉等感觉器官的分析机能;了解神经系统结构基础,掌握中枢神经系统的感觉功能、躯体运动调节功能和脑的高级功能。 教学内容: 第一节:感受器和感觉器官

最新运动生理学课后思考题-王瑞元、苏全生

思考题 运动生理学 第一章绪论 1、运动生理学的研究任务是什么? 2、运动生理学的研究方法有哪些? 3、目前运动生理学研究的主要热点有哪些? 4、生命活动的基本特征是什么? 5、人体生理机能是如何调节的? 6、人体生理机能调节的控制是如何实现的? 第二章骨骼肌肌能 1、试述骨骼肌肌纤维的收缩原理。 2、试述静息电位和动作电位的产生原理。 3、试述在神经纤维上动作电位是如何传导的。 4、试述神经-肌肉接头处动作电位是如何进行传递的。 5、骨骼肌有几种收缩形式?它们各自有什么生理学特点? 6、为什么在最大用力收缩时离心收缩产生的张力比向心收缩大? 7、试述绝对力量、相对力量、绝对爆发力和相对爆发力在运动实践中的应用及其意义。 8、骨骼肌肌纤维类型是如何划分的?不同类型肌纤维的形态学、生理学、和生物化学特征是什么? 9、从事不同项目运动员的肌纤维类型的组成有什么特点? 10、运动时不同类型肌纤维是如何被动员的? 11、运动训练对肌纤维类型组成有什么影响?

12、试述肌电图在体育科研中有何意义。 第三章血液 1、试述血液的组成与功能。 2、何为内环境?试述血液对维持内环境相对稳定的作用意义。 3、试述血液在维持酸碱平衡中的作用。 4、何谓红细胞流变性?影响因素有哪些?试述运动对红细胞流变性的影响。 5、试述长期运动对红细胞的影响。 6、如何应用红血蛋白指标指导科学训练? 第四章循环机能 1、比较心肌和骨骼肌兴奋性、传导性和收缩性的异同。 2、分析从身体立体到卧位后心输出量和动脉血压的变化及其调节过程。 3、试述心动周期过程中,左心室内压力、容积改变和瓣膜开闭情况。 4、试述动力性运动和静力性运动时心输出量和动脉血压的变化情况。 5、如何评价运动心脏的结构、功能改变? 6、反应心血管机能状态的指标有哪些? 第五章呼吸机能 1、呼吸是由那三个环节组成?各个环节的主要作用是什么? 2、呼吸形式有几种?运动过程中如何随技术动作的变化而改变呼吸形式? 3、胸内压是如何形成的?有何生理意义?

运动生理学实验课教案(一)题库

运动生理学实验课教案(一) 课程名称班级授课教师授课时间 实验名称:肺通气功能测定 学时数:2学时 目的:学习和掌握肺活量、时间肺活量和最大通气量的测定方法。 仪器:微型肺活量测定仪、肺量计、消毒棉球、75%酒精、嘴夹 分组方法:每四人为一组 教学手段和方法:教师演示、学生操作与统计 实验内容和方法: 1.肺活量的测定:仪器归零。令受试者取站立位,竭力深吸气后,由吹气口向筒内作最大限度的呼气,记录数据,连续测量三次,取最大一次的数值作为肺活量值。 2.时间肺活量的测定:受试者取站立位,夹上鼻夹,口含橡皮吹嘴并与外界相通,作平静呼吸数次;之后,令受试者作最大限度深吸气,关闭三通开关,吸气之末屏气1-2 秒,此时开动快鼓(25mm/秒),令受试者作最快速度用力深呼气,直到不能再呼为止。从记录纸上测定第一、第二和第三秒内呼出的气体量,并分别计算出它们各自占肺活量的百分比。健康成年人第一秒平均值约为83%,第二秒约为96%,第三秒约为99%。 3.最大通气量的测定:肺量计内充入4-5 升新鲜空气,受试者取站立位,夹上鼻夹,口含橡皮吹嘴,转动三路开关,使口与肺量计相通,开动慢鼓记录平和呼吸曲线。然后开动中速鼓(1.67mm/秒),令受试者按主试者口令在15 秒钟内尽力作最深、最快的呼吸。根据呼吸频率与每次呼吸深度,计算出15 秒内吸入或呼出的气体量,然后乘以4,即为最大通气 注意事项: (一)受试者在测试前应了解测试指标,掌握测试方法。 (二)受试者使用吹嘴前,应进行消毒,或使用一次性吹筒,避免交叉感染。 (三)在测试时,要戴好口嘴及鼻夹,不要漏气。 (四)每一单项指标测完后,需平静呼吸几次,然后再测下一个指标。

运动生理学教学大纲(本科)

《运动生理学》课程教学大纲 课程代码:130004 适用专业:运动训练 学时数:72学时学分数:4学分 执笔者:石家瑾曹蔚编写日期:2005年10月 一、本课程的性质和目的 《运动生理学》是运动训练专业必修的专业基础理论课和主干课,在《运动解剖学》之后开设。它主要阐述人体的正常生理活动规律和在进行各项体育活动时人体各种生理活动变化规律,揭示运动训练对人体产生的影响和人体对运动训练产生的适应性变化及其规律。.其目的是在学习本课程后,能较好地掌握人体正常生理机能变化规律和运动训练对人体各种生理机能的影响,同时用来指导运动训练实践。同时也为学习其他后续课程和毕业后从事运动训练指导打下必要的生理学基础。 在教学中注意理论知识与运动训练实践相结合,培养学生正确的科学思维能力,具有利用所学知识分析问题、解决问题和指导运动训练的能力、技能,并初步具备进行科学研究的能力。并适当介绍本学科的最新进展。 二、课程教学要求和内容 绪论(0.5学时) (一)教学要求 通过该章的教学,能掌握运动生理学的概念和研究对象及任务;生命活动的基本特征,运动生理学的研究方法以及运动生理学研究的热点。 (二)教学内容 重点:生命活动的基本表现和基本概念以及人体功能活动的调节。 难点:兴奋性和阈强度(阈值)的基本概念以及两者之间的关系。 1、生理学的来源和发展;运动生理学的基本概念。 2、生命活动的基本表现和基本概念。新陈代谢;兴奋性;反应;兴奋;刺激。兴奋性和阈强度(阈值)的基本概念与两者之间的关系。 3、稳态的基本概念与意义。 4、人体功能活动的调节理解神经调节和体液调节的基本概念和特点。 5、反馈的概念。 6、生理学的研究方法。 第一章骨骼肌机能(5学时) (一)教学要求 通过本章的教学,掌握神经肌肉的兴奋性以及兴奋的产生、传导和传递的生理学基础;掌握肌肉的收缩机理、收缩形式和肌肉收缩的力学特征;了解肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响;肌电图在体育科研中的应用。 (二)教学内容 重点:兴奋的本质;静息电位和动作电位概念与产生机制;兴奋性与刺激强度的关系;兴奋传递的机制;肌肉收缩的过程;肌肉收缩形式、力学特点

运动生理实验报告

运动生理实验报告 姓名代宝玉;班次食科131 ;组别第四组;日期2014.04.28;室温25℃ 1.实验目的:掌握声、光反应时的测定方法,了解反应时的生理意义。掌握人 体安静时心率和动脉血压的测量方法。 2.原理与方法: 1、通过测定反应时间以了解和评定人体神经系统反射弧不同环节的功能水平。 2、心率测定的方法有听诊法和指触法。 3、感受器从接受刺激到效应器发生反应所需要的时间称为反应时。 4、心脏在活动过程中产生的心音可通过周围组织传递到胸壁,用听诊器在胸 壁特定部位听诊能测出心率。 5、人体动脉血压测量采用听诊法,测量部位为上臂肱动脉。用血压计的压脉 带充气,通过在动脉外加压,然后通过血管音的变化来测量血压。 3.对象:人 4.仪器与药品:血压计、人体反映测速仪、听诊器; 5.步骤: 一;人体反应时的测定: 1:熟悉反应时测定仪的结构和使用方法 2:单纯反应时的测定 二;心率测定: 1:受试者静坐5min,采用心前区听诊法直接测量心率。指触法测量脉搏时,通常将食指、中指和无名指放在受试者一侧手腕桡动脉搏动处。脉搏测定时先以10s为单位,连续测量三个10s,其中两次相同并与另一次相差不超过一次时,认为是相对安静状态,否则应适当休息后继续测量,直至符合要求。 然后再测量30s脉搏乘以2,即为心率。 三;动脉血压的测量: 1:熟悉血压计的结构 2:令受试者脱去一侧衣袖,静坐5min以上。 3:松开血压计橡皮球螺丝,驱出血压带内残留气体,再旋紧螺丝。 4:令受试者将脱了衣袖的前臂平放于桌面上,与心脏在同一水平位,手掌朝上。将压脉带缠在该上臂,压脉带下缘至少在肘关节上2cm,松紧适宜。 5:将听诊器耳件塞入外耳道,其弯曲方向与外耳道一致,即略向前弯曲。 6:在肘窝内侧先用手指触及肱动脉脉搏,将听诊器放在肱动脉脉搏处。 7:测量收缩压:用橡皮球将空气打入压脉带内,使减压记中水银柱逐步上升,直到听诊器听不到脉搏音为止,继续打气,使水银柱在上升20-30mmhg。随即松开充气球螺丝,连续缓缓放气,减低压脉带压力,在水银柱缓慢下降的同时仔细听诊。当听到“砰、砰”的动脉音时,检压计上的刻度即代表收缩压。 8:测量舒张压:继续缓缓放气,动脉音先由低到高,然后由高到低,最后完全消失。在声音突然变弱的瞬间,减压计上水银柱的刻度即代表舒展压。 6.

《运动生理学》试题集(含答案)

运动生理学试题集 1 绪论 一、是非判断题(正确记为“+”,错误记为“—”) 1、运动生理学是研究人体机能活动变化规律的科学。() 2、任何组织都具有兴奋性。() 3、人体对运动的适应性变化是运动训练的生理学基础。() 4、新陈代谢是生命的本质,它是机体组织之间不断进行物质交换和能量转移的过程。() 5、神经调节是机体最主要的调节方式,这是通过条件反射活动来实现的。() 二、选择题 1、运动生理学是()的一个分支。 A、生物学 B、生理学 C、人体生理学 2、运动生理学是研究人体对运动的()。A、反应 B、适应 C、反应和适应 3、运动生理学的研究方法,主要是通过()来观察分析各种机能活动变化的规律。A、人体实验 B、动物实验 C、人体实验和动物实验 4、任何组织对刺激发生的最基本反应是()A、兴奋 B、收缩 C、分泌 D、物质代谢改变 E、电变化 5、神经调节的特点是()而(),体液调节的特点是()而()。 A、缓慢 B、迅速 C、广泛 D、精确 6、负反馈可使控制部分的活动(),正反馈可使控制部分的活动()。 A、加强 B、减弱 C、不变 D、加强或减弱 7、组织对刺激反应的表现形式是() A、兴奋 B、抑制 C、兴奋和抑制 8、人体机体的机能调节主要由()来完成。A、神经调节 B、体液调节 C、神经调节和体液调节 三、概念题 1、运动生理学 2、新陈代谢 3、刺激 4、应激性 5、兴奋 6、兴奋性 7、适应性 8、神经调节 9、体液调节*10、正反馈*11、负反馈 四、简答题:1、机体的基本生理特征是什么? 五、问答题:1、为什么要学习运动生理学? 答案:一、是非判断题参考答案:1、(—) 2、(—) 3、(+) 4、(—) 5、(—) 二、选择题参考答案: 1、(C) 2、(C) 3、(C) 4、(D) 5、(B、D、A、C) 6、(B、A) 7、(C) 8、(C) 四、简答题答案:1、答:机体的基本生理特征主要指新陈代谢,应激性,兴奋性和适应性。 五、问答题答案(答题要点) 1、答:运动生理学是研究人体在体育运动的影响下机能活动变化规律的科学,它是体育科学的一门基础理论学 科。通过学习,在正确认识人体机能活动基本规律的基础上,可掌握体育运动对人体机能发展变化的影响,体育教学 训练过程中的生理学原理以及不同年龄、性别、运动项目,不同训练水平运动员的生理特点,从而能科学地组织体育 教学,指导体育锻炼和运动训练,更好地为体育实践服务。 第一章肌肉收缩 一、是非判断题(正确记为“+”,错记为“—”) 1、肌肉纤维是组成肌肉的基本单位。() 2、肌原纤维最基本的结构是肌小节。() 3、在肌小节中肌肉收缩时明带和暗带在变化。() 4、温度对肌肉的伸展性和粘滞性没有影响。() 5、肌肉不是一个弹性体而是粘弹性体。() 6、引起肌肉兴奋的条件是强度。() 7、阈值越高肌肉的兴奋性越高。()8、利用时越长组织的兴奋性越低。() 9、时值是评定组织收缩的一个重要指标。()10、膜电位是膜内为正膜外为负。() 11、静息电位水平为+70mv—+90mv。()12、动作电位的去极化表示组织兴奋达最高水平。() 13、动作电位的复极化表示组织的兴奋达最低水平。()14、动作电位产生的一瞬间形成膜外为正膜内为负。() 15、兴奋在神经上传导随神经延长而衰减。()16、兴奋在神经肌肉上的传导实际就是局部电流的传导。() 17、运动终板是运动神经未稍的接点。()18、运动终板神经未稍释放乙酰胆碱。() 19、终板电位不等于动作电位。()20、兴奋是电变化过程而收缩则是机械变化。() 21、兴奋一收缩耦联中Na起了重要作用。()22、横桥与肌凝蛋白结合导致了收缩开始。() 23、最大收缩与刺激强度呈现正比。()24、一次电刺激可产生一次强直收缩。() 25、等长收缩不表现为作功。() 26、等张收缩时肌肉张力不变。()

《运动生理学》实验指导及教案

《运动生理学》实验指导及教案 黄冈师范学院体育学院 一、课程所属类型及专业: 课程类型:专业基础课专业:体育教育本科(四年制) 二、实验教学目的和要求: 运动生理学实验是一门实验性科学,实验是研究生理学的基本方法,运动生理学实验课的目的,在于通过实验是学生逐步掌握人体基本生理指标的测试方法,以及反映各种体育锻炼和训练对人体某些功能有影响的生理指标的测试与评定。了解获得生理学知识的科学方法,验证和巩固生理学的基本理论,培养和提高学生观察分析、综合、独立思考和解决问题的能力,从而为科学的组织体育教学,指导体育锻炼和课余体育训练,以及开展体育科学研究奠定初步基础。 实验要求: ⑴实验前:认真预习,了解本次实验的目的、原理、所需器材、实验步骤、注意事项等。 ⑵实验过程中:严格按照实验步骤进行操作,仔细、耐心的观察实验过程中出现的现象,随时记录实验结果,遵守实验室的规则。注意安全及节约实验材料,药品和其他物品,爱护器材。 ⑶实验后:整理实验仪器,所用器械应擦洗干净,打扫实验室卫生。整理实验记录,认真书写并按时交实验报告。 三、学时分配及实验项目表 本课程实验共安排10学时,为必选实验。

四、实验课的考核 实验课的考核内容分两部分:实验报告和实验操作。实验报告占30%,根据实验报告上交次数、书写是否认真及结论的准确性进行评分;实验操作占70%,根据出勤率,实验态度,操作过程是否正确,是否爱护仪器设施进行评分。 五、实验指导(参考)书和实验报告: 1、实验指导书:《运动生理学》人民体育出版社 2、实验报告的要求 ⑴实验报告书写应注意文字简练、通顺、清楚、整洁。 ⑵注明姓名、班级、实验日期。

《运动生理学》考试大纲

广东理工学院2020年本科插班生招生考试 运动生理学考试大纲 Ⅰ.考试性质 普通高等学校本科插班生招生考试是由专科毕业生参加的选拔性考试。《运动生理学》课程是广东理工学院招收专科毕业生入读社会体育指导与管理专业的考试课程之一。学校根据考生的成绩,按已确定的招生计划,德、智、体全面衡量,择优录取。该考试具有较高的信度、较高的效度、必要的区分度和适当的难度。 Ⅱ.考试内容和要求 基本要求:着重考核应试者是否掌握人体在体育运动过程中的机能变化规律,掌握运动与机体供能、运动技能的形成、特殊人群的运动生理特点、不同环境下人体运动机能的变化等知识,以及综合运用相关理论和实验知识的能力,检查学生是否达到了《高等学校社会体育指导与管理专业运动生理学教学大纲》所规定的基本要求。 第一章肌肉活动 1、考试内容 (1)学习运动生理学的目的、要求及基本观点、方法,运动生理学的概念。 (2)细胞静息电位、动作电位的概念,电位变化过程、兴奋的概念和过程。 (3)肌肉收缩的原理、生命活动的来源和去路。骨骼肌的类型和代谢特点。 2、考试要求 (1)理解肌肉活动的意义、掌握肌肉收缩的原理。 (2)理解并会区分细胞静息电位、动作电位。 (3)掌握运动状态下的肌肉活动机制。掌握不同类型骨骼肌的代谢特点。 第二章能量代谢 1、考试内容 (1)新陈代谢、物质代谢、能量代谢的概念、意义。ATP的概念和生成过程。 (2)物质代谢、能量代谢的基本原理与过程,能量代谢的影响因素。

(3)三大营养素、三大供能系统的代谢特点、运动过程中的能量代谢。 2、考试要求 (1)掌握新陈代谢、物质代谢、能量代谢的概念。 (2)理解能量代谢的基本原理与过程。 (3)掌握生理状态下和运动过程中的磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统的代谢机制。 第三章神经系统的调节 1、考试内容 (1)神经系统的基本组成、中枢神经系统和周围神经系统的概念、组成。(2)神经元、突触、神经递质、运动终板、反射弧等概念。反射弧的构成。(3)脊髓、脑干、以及高位中枢对躯体运动神经的调控作用。 2、考试要求 (1)掌握神经系统、中枢神经系统、周围神经系统的概念、组成。 (2)掌握神经元的基本形态和结构、掌握相关概念。 (3)理解脊髓、脑干、以及高位中枢对躯体运动神经的调控作用。 第四章内分泌系统的调节 1、考试内容 (1)内分泌系统的基本组成及其概念,激素的概念、作用。 (2)各激素的分泌部位及其功,经典内分泌轴的构成和功能。 (3)正常生理状态下及运动状态下的内分泌机能的变化。 2、考试要求 (1)掌握内分泌系统的基本组成及其概念,激素的概念、作用。 (2)掌握胰岛素、肾上腺素、甲状腺激素等激素的功能。 (3)理解正常生理状态下及运动状态下的内分泌机能的变化。 第五章免疫与运动 1、考试内容 (1)免疫系统的基本组成、作用、分类。 (2)特异性免疫、非特异性免疫的概念,体液免疫、细胞免疫的机制。(3)免疫的基本过程,运动性免疫抑制的原因与预防措施。

运动生理学实验报告24

竭诚为您提供优质文档/双击可除运动生理学实验报告24 篇一:实用运动生理学实验报告 实用运动生理学实验报告 题目: 姓名学号: 所在院系:体育与科学学院 指导老师:肖国强 提交日期:二〇一一年十二月二十二日 【实验题目】 跑台实验对心率,血压和体重的影响 【实验目的】 通过跑台实验进行有氧运动的实验,观察和记录实验后的心率,血压和体重的数据,并与实验前的原始数据进行对比,分析跑台实验对心率,血压和体重有无影响。 【实验方法】 ⑴研究对象:本小组所有成员 ⑵实验器材:跑台机,血压心率计,电子秤⑶实验场地:

院楼六楼实验室 ⑷观测指标:体重(kg),心率(次/min),血压(mmhg) 【实验步骤】 ⑴步骤一:对本组所有成员原始心率,血压和体重进行精准的测量,并将测量的数据登记在笔记本上; ⑵步骤二:将跑台机设定好。设定的状态为:10km/h(匀速),30min; ⑶步骤三:组员按照顺序分别进行30min的跑台机的匀速跑。每当一个组员跑完后,即刻利用血压心率计对其进行血压和心率的测量,紧接着进行体重的测量,将数据记录在笔记本上; ⑷步骤四:运动后20min,对组员进行适当的补液,并再次进行血压,心率和体重的测量,将结果记录在笔记本上。 【实验结果与分析】 实验前心率,血压,体重数据 表1 实验后即刻心率,血压,体重数据 表2 实验后20min心率,血压,体重数据 表3 分析: ⑴通过表1和表2,我们可以知道:经过30分钟的有氧

匀速运动后,由于运动使(:运动生理学实验报告24)心输出量增加,导致血液对血管壁的压力增大,血压升高,心率随着人们进入运动状态加快。在有氧运动中,运动30分钟后,身体开始利用脂肪氧化供能并且体液流失,因此,体重也下降了!⑵通过表3我们可以知道,在运动后20分钟,心率和血压约恢复到实验前的数值,血压虽有个别组员下降或上升,但变化不明显。但是,心率却基本呈现出一个下降的趋势,这可能是由于有氧运动锻炼对心血管功能的促进作用,使安静时心率低于非锻炼人群! ⑶通过表2和表3,我们知道,运动后20分钟体重比即刻运动后有所上升,但是通过表3和表1的对比,我们可以知道,运动后我们进行了补液,但是每位组员的体重还是比原始体重有所降低。 【实验结论】 ⑴可能由于样本和实验检验方法的原因,在本实验中,有氧运动对血压的变化 没有明显的影响。 ⑵有氧运动对心率的降低有显著的作用,可能是由于心脏搏出量的增加引起心交感神经活动减弱,使心率减慢。建议大家坚持长期的有氧运动锻炼。 ⑶长时间的有氧运动可以使身体利用脂肪氧化供能,为身体提供能量,从而消耗脂肪。因此,长时间有氧运动具有

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