生理学考研(生理学考研科目)
生理学考研，生理学考研科目
第十章 有氧、无氧工作能力
第一节 概述
一、 需氧量与攝氧量
（一） 需氧量
需氧量是指人体为维持某种生理活动所需要的氧量。通常以每分种为单位计算，正常人安静时需氧量约为250ml/min(毫升/分)。运动强度越大、持续时间越短的运动项目，每分需氧量则越大；反之，运动强度较小、持续时间长的运动项目，每分需氧量少，但运动的总氧量却大。
（二） 攝氧量
单位时间内，机体攝取并被实际消耗或利用的氧量称为攝氧量（oxygen uptake）。有时把攝氧量也称为吸氧量(oxygen intake)或耗氧量 (oxygen consumption)，通常以每分钟为单位计量攝氧量。
二、氧亏与运动后过量氧耗
在运动过程中，机体攝氧量满足不了运动需氧量，造成体内氧的亏欠称为氧亏
运动结束后，肌肉活动虽然停止，但机体的攝氧量并不能立即恢复到运动前相对安静的水平。将运动后恢复处于高水平代谢的机体恢复到安静水平消耗的氧量称作运动后过量氧耗运动后恢复期的攝氧量与运动中的氧亏并不相同，而是大于氧亏。
影响运动后过量氧耗的主要原因：
1、 体温升高
运动使体温升高，而运动后恢复期体温不可能立即下降到安静水平，肌肉的代谢和肌肉温度仍继续维持在一个较高水平上，经一定时间逐渐恢复。实验证明，体温和肌肉温度与运动后恢复其耗氧量的曲线使同步的。因此，运动后体温较高是运动后耗氧量保持较高水平的重要原因之一。
2、 儿茶酚胺的影响
运动使体内儿茶酚胺增加，运动后恢复期仍保持在较高水平。去甲肾上腺素促进细胞膜上的钠、钾泵活动加强，因此消耗一定得氧。
3、 磷酸肌酸的再合成
在运动过程中，磷酸肌酸逐渐减少以至排空，在运动后CP需要再合成。在运动后恢复期CP的再合成需要消耗一定的氧。
4、 钙的作用
运动使肌肉内钙的浓度增加，运动后恢复细胞内外钙的浓度需要一定时间。钙有刺激线粒体呼吸的作用。由于钙的刺激作用使运动后的额外耗氧量增加。
5、 甲状腺素和肾上腺皮质激素的作用
甲状腺素和肾上腺皮质激素也有加强细胞膜钠、钾泵活动的作用。运动后的一定时间内，体内甲状腺素和肾上腺皮质激素的水平仍然较高，因而使钠、钾泵活动加强，消耗一定量的氧。
第二节 有氧工作能力
所谓有氧工作，是指机体在氧供充足的情况下由能源物质氧化分解提供能量所完成的工作。
一、最大摄氧量
（一）最大摄氧量概念
最大攝氧量是指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人的极限水平量，单位时间内（通常以每分钟为计算单位）所能攝取的氧量称为最大攝氧量（maximal oxygen uptake,VO2max）.最大攝氧量也称做为最大吸氧量（maximal oxygen intake ）或最大耗氧量（maximal oxygen consumption）。
最大攝氧量（以下中文均以VO2max）的表示方法有绝对值和相对值两种。绝对值是指机体在单位时间（1分钟）内所能吸的最大氧量，通常以1L/min(升/分为)单位；相对值则按每千克体重计算的最大攝氧量，以ml/kg/min(毫升/公斤/体重/分)为单位。正常成年男子最大攝氧量约为3.0-3.5 L/min，相对值为50-55ml/kg/min；女子较男子略低，其绝对值为2.0-2.5 L/min，相对值为40-45 ml/kg/min。
（二）最大摄氧量的测定方法
1、 直接测定法
通常采用以下标准来判定受试着是否以达到本人的VO2max
（1） 心率达180次/分（儿少达200次/分）
（2） 呼吸商达到或接近1.15
（3） 摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降
（4） 受试者以发挥最大力量并无力保持规定的负荷即达筋疲力尽
一般情况下，符合以上四项标准中的三项即可判定达到VO2max
2、间接推算法：应考虑误差因素的影响
（三）最大摄氧量的影响因素
1．氧运输系统对VO2max的影响
（1）肺的通气与换气机能是影响人体吸氧能力的影响的因素之一。
（2）血红蛋白含量及其载氧能力与VO2max密切相关
（3）而血液运动氧的能力则取决于单位时间内循环系统的运输效率，即心输出量的大小，它受每搏输出量和心率报制约。所以，有训练者与无训练在从事最大负荷工作时心输出量的差异主要是由每搏出量造成的。由此可见，心脏的泵血机能及每搏输出量的大小是决定VO2max的重要因素。
2．肌组织利用氧能力对VO2max的影响
每100 ml动脉血流经组织时，组织所利用（或吸入）氧的百分率称为氧利用率。
肌组织利用氧的能力主要与肌纤维类型及其代谢特点有关。许多研究表明，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大、体积大且氧化酶活性高，肌红蛋白含量也较高。慢性纤维的这些特征都有利于增加慢肌纤维的攝氧能力。
3、其它因素对VO2max的影响
（1）遗传因素 VO2max受遗传因素的影响较大。许多学者的研究也指出，VO2max与遗传的关系十分密切，其可训练性即训练使VO2max提高的可能性较小，一般为20%-25%。
（2）年龄、性别因素
VO2max在少儿时期随年龄增长而增长，并于青春发育期出现性别差异，男子一般在18-20岁时最大攝氧量达峰值，并能保持到30岁左右；女子在14-16岁时即达峰值，一般可保持到25岁左右。以后，VO2max将随年龄的增加而递减。
（3）训练因素
长期系统进行耐力训练可以提高VO2max水平，戴维斯（Davis）对系统训练的人进行了研究，受试者的VO2max可提高25%，表明经训练VO2max是可以得到一定程度提高的。越野滑雪和长跑等耐力性项目的运动员最大攝氧量最大，明显高于在非耐力性项目运动员和无训练者。
在训练引起VO2max增加过程中，训练初期VO2max的增加主要依赖于心输出量的增大；训练后期VO2max的增加则主要依赖于肌组织利用氧的能力的增大。但由于受遗传因素限制，VO2max提高幅度受到一定制约。
（三）VO2max与有氧耐力的关系及在运动实践中的意义
1、作为评定心肺功能和有氧工作能力的客观指标
VO2max是反映心肺功能的综合指标。发现耐力性项目的运动成绩与VO2max之间具有高度相关的关系
2． 作为选材的生理指标
VO2max有较高的遗传度，故可作为选材的生理指标之一。
3． 作为制定运动运动强度的依据
将VO2max强度作为100%VO2max强度，然后以VO2max强度，根据训练计划制定不同百分比强度，使运动负荷更客观更实用，为运动训练服务。
二、乳酸阈
在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸出现急剧增加的那一点（乳酸拐点）称为“乳酸阈”，这一点所对应的运动强度即乳酸阈强度。它反映了机体的代谢方式由有氧代谢为主过渡到无氧代谢为主的临界点或转折点。
VO2max反映了人体在运动时所攝取的最大氧量，而乳酸阈则反映了人体在渐增负荷运动中血乳酸开始积累时的VO2max百分利用率，其阈值的高低是反映了人体有氧工作能力的又一重要生理指标。乳酸阈值越高，其有氧工作能力越强，在同样的渐增负荷运动中动用乳酸供能则越晚。即在较高的运动负荷时，可以最大限度地利用有氧代谢而不过早地积累乳酸。将个体在渐增负荷中乳酸拐点定义为“个体乳酸阈”个体乳酸更能客观和准确地反映机体有氧工作能力的高低。
在渐增负荷运动中，将肺通气量变化的拐点称为通气阈
乳酸阈在运动实践中的应用
1、评定有氧工作能力
VO2max和LT是评定人体有氧工作能力的重要指标，二者反映了不同的生理机制。前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代谢水平。通过系统训练 VO2max提高可能性较小，它受遗传因素影响较大。而LT较少受遗传因素影响，其可训练性较大，训练可以大幅度提高运动员的个体乳酸阈。显然，以VO2max来评定人体有氧能力的增进是有限的，而乳酸阈值的提高是评定人体有氧能力增进更有意义的指标。
2、 制定由氧耐力训练的适宜强度
理论与实践证明，个体乳酸阈强度是发展由氧耐力训练的最佳强度。其理论依据是，用个体乳酸阈强度进行耐力训练，既能使呼吸和循环系统机能达到较高水平，最大限度的利用有氧供能，同时又能在能量代谢中使无氧代谢的比例减少到最低限度。研究表明，优秀耐力运动员有较高的个体乳酸阈水平。对训练前后的纵向研究也表明，以个体乳酸阈强度进行耐力训练，能有效的提高有氧工作能力。
三、提高有氧工作能力的训练
（一）持续训练法
持续训练法是指强度较低、持续时间较长且不同歇地进行训练方法，主要用于提高心肺功能和发展有氧代谢能力。主要表现在：能提高大脑皮层神经过程的均衡稳定性，改善参与运动的有关中枢间的协调关系，并能提高心肺功能及VO2max，引起慢肌纤维出现选择性肥大，肌红蛋白也有所增加。
（二）乳酸阈强度训练法
个体乳酸阈强度是发展有氧耐力训练的最佳强度。以此强度进行耐力训练能显著提高有氧能力。有氧能力提高的标志之一是个体乳酸阈提高。由于个体乳酸阈可训练性较大，有氧耐力提高后，其训练强度应根据新的个体乳酸阈强度来确定。
（三）间歇训练法
间歇训练法是指在两次练习之间有适当的间歇，并在间歇期进行强度较低的练习，而不是完全休息。
1、完成的总工作量大：间歇训练比持续训练法能完成更大的工作量，
2、对心肺机能的影响大：间歇训练法是对内脏器官进行训练的一种有手效手段。在间歇期内，运动器官（肌肉）能得到休息，而心血管系统和呼吸系统的活动仍处于较高水平。
（四）高原训练法
在高原训练时，人体要经受高原缺氧和运动缺氧两种负荷造成缺氧刺激比平原更为深刻，促使HB和红细胞数量增加
第三节 无氧工作能力
无氧工作能力是指运动中人体通过无氧代谢途径提供能量进行运动的能力。
一、无氧工作能力的生理基础
无氧工作能力是指运动中人体通过无氧代谢途径提供能量进行运动的能力。它由两部分组成，即由ATP-CP分解供能（非乳酸能）和糖无氧酵解供能（乳酸能）ATP-CP是无氧功率的物质基础，而乳酸能则是速度耐力的物质基础。
1、ATP-CP和CP的含量：人体在运动中ATP和CP的供能能力主要取决于ATP-和CP含量，以及通过CP再合成ATP-的能力。肌肉中的ATP和CP在10秒内就几乎耗竭。，
2、糖原含量及其酵酶活性：糖原含量及其酵解酶活性是糖无氧酵解能力的物质基础，糖无氧酵解供能是指由肌糖原无氧分解为乳酸时释放能量的过程。实验表明，通过训练可使机体能过糖酵解产生乳酸的能力及其限度提高。不少学者提出用运动后最大乳酸评价无氧代谢能力。他们发现最大乳酸值与多种无氧代谢为主的运动项目的成绩相关。
3、代谢过程的调节能力及运动后恢复过程的代谢能力：代谢过程的调节能力包括参与代谢过程的酶活性、神经与激素对代谢的调节、内环境变化使酸碱平衡的调节以及各器官活动的协调等。血液缓冲系统对酸性代谢产物的缓冲能力，以及组织细胞尤其是脑细胞耐受酸性代谢产物刺激的能力都是影响糖酵解能力的因素。
4、最大氧亏积累：在剧烈运动时，需氧量大大超过攝氧量，肌肉能过无氧代谢产生能量造成体内氧的亏欠，称为氧亏。最大氧亏积累是指人体从事极限强度运动时（一般持续运动2-3分钟，）完成该项运动的理论需氧量与实际耗氧量之差。最大氧亏积累是目前检测无氧工作能力的最有效方法。
二、无氧工作能力测试与评价
（一） 无氧功率
无氧功率：是指机体在最短时间内 、在无氧条件下发挥出最大力量和速度的能力。
1、 萨扎特纵跳实验法：这种方法简便易行，但精确性较差。
2、 玛加利亚跑楼梯实验法
3、 温盖特无氧功率试验：是反映无氧能力较理想的试验，评价爆发力
（二） 恒定负荷试验：最常用的是无氧跑速试验，以受试者能够维持运动的时间长短来判定无氧做功能力。
（三） 无氧能力的生理学检验：通过实验室运动时测得的最大氧亏积累和最大血乳酸水平等生理指标来反映无氧能力的大小。
三、提高无氧工作能力的训练
（一）发展ATP-CP供能能力的训练
主要采用无氧低乳酸的训练方法，其原则是：1）最大速度或最大练习时间不超过10秒；2）每次练习的休息间歇时间不短于30秒。3）成组练习后，组间的练习不能短于3-4分钟，因为ATP、CP的恢复至少需要3-4分钟。
（二）提高糖酵解供能能力的训练
1、最大乳酸训练
机体生成乳酸的最大能力和机体对他的耐受能力直接与运动成绩有关。血乳酸在12-20mmol/L是最大无氧代谢训练所敏感的范围。为使运动中产生高浓度的乳酸，联系强度和密度要大，间歇时间要短。
2、乳酸耐受能力
乳酸耐受能力一般可以通过提高缓冲能力和肌肉中乳酸脱氢酶活性而获得。因此，在训练中要求血乳酸达到较高水平。一般认为在乳酸耐受能力训练时以血乳酸在12mmol/L左右为宜。
第十一章 身 体 素 质
通常人们把人体在肌肉活动中所表现出来的力量、速度、耐力、灵敏及柔韧等机能能力统称为身体素质。
第一节 力量素质
肌肉力量是绝大多数运动形式的基础。肌肉力量可表现为绝对肥力、相对肌力、肌肉爆发力和肌肉耐力等几种形式。绝对肌力是指肌肉做最大收缩时所能产生的张力，通常用肌肉收缩时所能克服的最大阻力负荷来表示。相对肌力又叫比肌力，是指肌肉单位生理横断面积(常以1cm2为单位)肌纤维做最大收缩时所能产生的肌张力。肌肉爆发力是指肌肉在最短时间收缩时所能产生的最大张力，通常用肌肉单位时间的做功量来表示。肌肉耐力是指肌肉长时间收缩的能力，常用肌肉克服某一固定负荷的最多次数(动力性运动)或最长时间(静力性运动)来表示。通常所说的肌肉力量主要是指绝对肌力，它是上述各种肌力形式的基础。
一、影响肌肉力量的生物学因素
1．肌纤维的横断面积
力量训练引起的肌肉力量增加，主要是由于肌纤维横截面积增加造成的。由运动训练引起的肌肉体积增加，主要是由于肌纤维中收缩成分增加的结果。肌纤维中收缩成分的增加，是由于激素和神经调节对运动后骨骼肌收缩蛋白的代谢活动发生作用，使蛋白质的合成增多。研究证明，训练引起的肌肉中蛋白质增加，主要是使肌球蛋白增加。
力量训练引起的肌肉横断面增大，除蛋白质增多外，同时伴随着肌肉胶原物质的增多。肌肉周围结缔组织中的胶原纤维起着肌纤维附着框架的作用。
2．肌纤维类型和运动单位
肌纤维类型和运动单位大小、类型直接影响到肌肉力量。对于同样肌纤维数量而言，快肌纤维的收缩力明显大于慢肌纤维，因为快肌纤维内含有更多的肌原纤维，无氧供能酶活性高，供能速率快，单位时间内可完成更多的机械功。运动单位是指一个α-运动神经元及其所支配的骨骼肌纤维，由于所支配的肌纤维类型不同，运动单位可分为快肌运动单位和慢肌运动单位。通常情况下，同样类型的运动单位，神经支配比大的运动单位的收缩力强于神经支配比小的运动单位的收缩力。
3．肌肉收缩时动员的肌纤维数量
当需克服的阻力负荷较小时，主要由兴奋性较高的慢肌运动单位兴奋收缩完成，此时动员的肌纤维数量较少，随着阻力负荷的增加，运动中枢传出的兴奋信号亦随之增强，兴奋性较低的运动单位亦逐渐被动员，兴奋收缩的肌纤维数量也随之增多。
4．肌纤维收缩时的初长度
肌纤维的收缩初长度极大地影响着肌肉最大肌力。研究表明，肌纤维处于一定的长度时，肌纤维收缩力增加。另外，肌肉被拉长后立即收缩，所产生的肌力远大于肌肉先被拉长、间隔一定时间后再收缩所产生的肌力。
5．神经系统的机能状态
神经系统的机能状态主要通过协调各肌群活动、提高中枢兴奋程度、增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量来提高肌肉最大肌力。
6．年龄与性别
肌肉力量从出生后随年龄的增加而发生自然增长，通常在20-30岁时达最大，以后逐渐下降。10-12岁以下的儿童，男孩的力量仅比女孩略大。进入青春期后，力量的性别差异加大，由于雄性激素分泌的增多，有效地促进了男孩肌肉和骨骼体积的增大，使其力量明显大于女孩。
7．体重
体重大的人一般绝对力量较大。体重较轻的人可能具有较大的相对力量。
二、功能性肌肉肥大
功能性肌肉肥大是指由于运动训练所引起的肌肉体积增大。肌肉的功能性肥大主要表现为肌纤维的增粗。肌纤维的增粗可表现为肌浆型功能性肥大和肌原纤维型功能性肥大两种情况。
肌浆型肥大是指肌纤维非收缩蛋白成分的增加所致的肌肉体积增加。通常，较小强度长期运动训练会导致此类功能性肥大，肥大出现的部位主要是慢红肌(Ⅰ型肌)和快红肌(Ⅱa型肌)肌纤维中。
肌原纤维型的功能性肥大表现在肌纤维中的收缩蛋白含量增多，肌原纤维的体积明显增加。这种肥大导致肌肉绝对肌力和相对肌力的显著提高。长期大负荷力量训练可导致肌原纤维型功能性肥大，产生部位主要在快白肌(Ⅱb型肌)纤维中。
三、力量训练原则
(一)大负荷原则
此原则是指要有效提高最大肌力，肌肉所克服的阻力要足够大，阻力应接近(至少超过肌肉最大负荷能力2/3以上)或达到甚至略超过肌肉所能承受的最大负荷。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。
(二)渐增负荷原则
此原则是指力量训练过程中，随着训练水平的提高，肌肉所克服的阻力也应随之增加，才能保证最大肌力的持续增长。某一负荷最初对某一个练习者来说可能是最大负荷，须竭尽全力才能克服，随着训练水平的提高，这一负荷对他来说已经不是最大负荷了。
(三)专门性原则
专门性原则是指所从事的肌肉力量练习应与相应的运动项目相适应。力量训练的专门性原则包括进行力量练习的身体部位的专门性和练习动作的专门性。
运动技术的专门性有时显得更为重要。在一些情况下，两类运动中使用的肌群是相同的，但运动的形式却是不同的。
(四)负荷顺序原则
负荷顺序原则是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。总的来说应遵循先练大肌肉、后练小肌肉、前后相邻运动避免使用同一肌群的原则。
(五)有效运动负荷原则
此原则指要使肌肉力量获得稳定提高，应保证有足够大的运动强度和运动时间，以引起肌纤维明显的结构和生理生化改变。
(六)合理训练间隔原则
合理训练间隔原则就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(超量恢复的概念见第十二章)期内进行，从而使运动训练效果得以积累。下次训练间隔时间与训练强度和训练虽有密切的关系，训练强度和训练量大，间隔时间应长。通常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。
四、力量训练要素
（一） 运动强度
常用最大重复次数来表示力量训练的负荷强度。最大重复次数是指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数。最大重复次数越少，负荷强度越大。
（二） 练习次数和频度
在力量训练中，练习次数和频度的安排受训练目的、运动形式和练习者身体训练水平等因素的影响。
（三） 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。
第二节 速度素质
速度素质是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。按其在运动中的表现可分为反应速度、动作速度和周期性运动的位移速度三种形式。
一、速度素质的生理基础
(一)反应速度
反应速度(reaction speed)是指人体对各种刺激发生反应的快慢，如短跑运动员从听到发令到起动的时间。反应速度的快慢主要取决于兴奋通过反射弧所需要的时间(即反应时)的长短、中枢神经系统的机能状态和运动条件反射的巩固程度。
1、 反应时与反应速度
反应时间的长短主要取决于感受器的敏感程度、中枢延搁和效应器的兴奋性。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，反应时越长。
2、 中枢神经系统的机能状况与反应速度
中枢神经系统的机能状况与反应速度有密切的关系。良好的兴奋状态及其灵活性，能够加速机体对刺激的反应。运动员处于良好的赛前状态时，反应时缩短。反之，反应时将明显延长。
3、 运动条件反射的巩固程度与反应速度
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
动作速度(movement speed)是指完成单个动作时间的长短，如排球运动员扣球时的挥臂速度等。动作速度主要是由肌纤维类型的百分组成及面积、肌肉力量、肌肉组织的兴奋性和运动条件反射的巩固程度等因素所决定的。
1、 肌纤维类型与动作速度
肌肉中快肌纤维占优势是速度素质重要的物质基础之一，快肌纤维百分比越高且快肌纤维越粗，肌肉收缩速度则越快。
2、 肌肉力量与动作速度
肌力越大，越能克服肌肉内部及外部阻力完成更多的工作。凡能影响肌肉力量的因素也必将影响动作速度。
3、 肌肉组织机能状态与动作速度
肌肉组织兴奋性高时，刺激强度低且作用时间短就能引起肌组织兴奋。
4、 运动条件反射的巩固程度与动作速度
在完成动作过程中，运动技能越熟练，动作速度就越快。此外，动作速度还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
位移速度(displacement speed)是指周期性运动(如跑步和游泳等)中人体在单位时间内通过的距离。周期性运动的位移速度主要取决于步长和步频两个变量。步长主要取决于肌力的大小、肢体的长度以及髋关节的柔韧性；而步频主要取决于大脑皮层运动中枢的灵活性和各中枢间的协调性，以肌快肌纤维的百分比及其肥大程度。神经过程的灵活性好，兴奋与抑制转换速度快，是肢体动作迅速交替的前提；而各肌群间协调关系的改善，可以减少因对抗肌群紧张而产生的阻力，有利于更好的发挥速度。所以，在周期性运动项目中，肌肉放松能力的改善也是提高速度的一个重要因素。
此外，速度性练习时间短，主要依靠ATP-CP系统供能，因此，肌肉中ATP-CP含量较多是速度素质重要的物质基础。研究发现，通过速度训练，肌肉中CP的贮备量随训练水平的提高而增加。
二、速度素质的训练
(一)提高动作速率的训练
如牵引跑、在转动跑台上跑和顺风跑等借助外力提高动作频率的练习，都可使练习者在不缩短步长的情况下增加步频，提高神经中枢兴奋与抑制快速转换的能力。
(二)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原系统供能能力。
(三)提高肌肉的放松能力
有人曾对肌肉放松训练与肌肉力量之间的关系进行研究，发现在力量练习后进行放松练习的实验组与无放松练习的对照组相比，实验组肌肉的放松能力明显提高，同时肌肉力量和速度及100米跑成绩均较对照组明显提高。
(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 耐力素质
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。
一、 有氧耐力
有氧耐力是指人体长时间进行以有氧代谢供能为主的运动能力
有氧耐力主要涉及氧运输系统（呼吸、循环系统、血液）与氧利用系统肌组织的有氧代谢，这两个机能系统之一，或一起提高和发展都可以增长有氧耐力。在训练初期最大摄氧量的增大主要依赖心输出量的加大，如再训练下去则主要依赖动脉脉氧差的增加。心脏的泵血机能往往构成影响最大摄氧能力发展的限制因素。肌组织进行有氧代谢的机能影响肌组织利用氧的能力，因而也必然影响有氧耐力。
目前已肯定认为，心输出量是决定Vo2max的中枢机理，而肌纤维类型的百分组成及其氧化供能能力测定是Vo2max的外周机理。
“最大摄氧量是指运动每分钟能够吸入并被身体利用的氧的最大数量。”
“最大摄氧量是人体氧运输系统及氧利用系统被动用达到最高水平时的耗氧量”。它标志着人体有氧耐力的最大潜能。”
“当人体进行长时间的剧烈运动时，每分摄氧量达到最高水平，称为最大摄氧量”。
无氧阈是指人体在递增工作递增工作强度运动中，由有氧代谢供能开始大量动用无氧代谢的供能的临界点（转折点），常以血乳酸含量达到4mm时所对应的强度%Vo2max，中人体保持有氧代谢的能力。无训练健康男子的无氧阈约为55—65% Vo2max。优秀耐力运动员ATP可达80% Vo2max。
不少学者认为，Vo2max的值受遗传因素较大影响，可作为重要的选材。AT受训练的影响较大，在耐力训练过程中，阶段性的测定AT，可以判断有氧耐力的增长情况，据此调整训练计划。研究发现，以耗氧量表示的AT值每增加1ml，10000米跑成绩可提高200秒。
二、无氧耐力的生理基础
无氧耐力(anaerobic endurance)是指机体在无氧代谢(糖元氧酵解)的情况下较长时间进行肌肉活动的能力。无氧耐力有时也称为无氧能力(anaerobic capacity)。提高无氧耐力的训练称为无氧训练。
无氧耐力的高低主要取决于肌肉内糖元氧酵解供能的能力、缓冲乳酸的能力以及脑细胞对血液pH值变化的耐受力。
1、 肌肉内无氧酵解功能的能力与无氧耐力
肌肉无氧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。优秀赛跑运动员腿肌中慢肌纤维百分比及乳酸脱氢酶活性随项目不同而异，长跑运动员慢肌纤维百分比高，中跑居中，短跑最低；而乳酸脱氢酶和磷酸化酶的活性却相反，短跑运动员最高，长跑最低。
2、 缓冲乳酸的能力与无氧耐力
机体缓冲乳酸的能力主要取决于碳酸氢钠的含量及碳酸酐酶的活性
3、脑细胞对酸的耐受力与无氧耐力
尽管血液中的缓冲物质能中和一部分进入血液的乳酸，但由于进入血液的乳酸量大，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。
提高无氧耐力的训练
1、 间歇训练法
2、 缺氧训练：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。
第四节 灵敏和柔韧素质
一、灵敏素质
灵敏素质（agility）是指人迅速改变体位和随机应这的能力。它是多种运动技能和身体素质在运动中的综合表现，是一种较为复杂的素质。
灵敏素质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。
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
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
柔韧素质(fiexibility)是指用力做动作时扩大动作幅度的能力。关节运动幅度的增加，对于提高动作质量十分重要，往往柔韧性越好，动作就越舒展、优美和协调，并且有助于减少运动损伤。
柔韧素质的生理基础：
1. 关节的构造及其周围组织的伸展性
关节面结构是影响柔韧性的重要因素，主要由遗传因素决定，但训练可以使关节软骨增厚。关节周围体积过大将影响临近关节的活动幅度使柔韧性降低。
2. 神经系统对骨骼肌的调节能力
神经系统对骨骼肌的调节能力，尤其是主动肌与对抗肌之间协调关系的改善，以及肌肉收缩与放松能力的提高，可以减少由于对抗肌紧张而产生的阻力，有利于增大运动幅度。
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
第十二章 运动过程中人体机能变化规律
第一节、赛前状态和准备活动
一、赛前状态
人体参加比赛或训练前，身体的某些器官和系统会产生的一系列条件反射性变化，我们将这种特有的机能变化和生理过程称为赛前状态。
赛前反应的大小与比赛性质、运动员的比赛经验和心理状态有关。比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越明显。运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反应增强。适宜的赛前反应能促进运动员在比赛中发挥出较好的运动水平，反之，则会影响运动员在比赛中正常发挥。
赛前状态产生的机理可以用条件反射机理解释。比赛或训练过程中的场地、器材、观众、音响和对手的表现等信息不断作用于运动员，并与比赛或运动时肌肉活动的生理变化相结合。久而久之，这些信息就变成了条件刺激，只要这些信息一出现，赛前的生理变化就会表现出来，因而形成了一种条件反射。由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环境下形成的，所以其生理机理属自然条件反射。
赛前状态依据其生理反应特征和对人体机能影响的程度可分为三种类型
1.准备状态型
2.起赛热症型
3.起赛冷淡型
二、准备活动
准备活动是指在比赛、训练和体育课的基本部分之前，为克服内脏器官生理惰性，缩短进入工作状态时程和预防运动创伤而有目的进行的身体练习，为即将来临的剧烈运动或比赛做好准备。
（一） 准备活动的生理作用和产生机理
1、准备活动的生理作用
(1) 调整赛前状态
准备活动可以提高中枢神经系统的兴奋性，调节不良的赛前状态，使大脑反应速度加快，参加活动的运动中枢间相互协调，为正式练习或比赛时生理功能迅速达到适宜程度做好准备。
(2) 为克服内脏器官生理惰性
通过准备活动可以提高心血管系统和呼吸系统的机能水平，使肺通气量及心输出量增加，心及和骨骼肌的毛细血管网扩张，使工作肌能获得更多地氧。从而克服内脏器官生理惰性，缩短进入工作状态时程。
(3) 提高机体的代谢水平，使体温升高
体温升高可降低肌肉粘滞性，提高肌肉收缩和舒张速度，增加肌肉力量；在体温较高的情况下，血红蛋白和肌红蛋白可释放更多地氧，增加肌肉的氧供应；体温升高可增加体内酶的活性，物质代谢水平提高，保证在运动中有较充足的能量供应；体温升高还可以提高中枢神经系统和肌肉组织的兴奋性；同时体温升高使肌肉的伸展性、柔韧性和弹性增加，从而预防运动损伤。
(4) 增强皮肤的血流量有利于散热，防止正式比赛时体温过高
2、准备活动作用的生理机理
通过预先进行的肌肉活动在神经中枢的相应部位留下了兴奋性提高的痕迹，这一痕迹产生的生理效应能使正式比赛时中枢神经系统的兴奋性处于最适宜水平，调节功能得到改善，内脏器官的机能惰性得到克服，新陈代谢加快，有利于机体发挥最佳机能水平。但痕迹效应不能保持很久时间，准备活动后间隔45分钟，其痕迹效应将全部消失。
(二)做准备活动的生理负荷
准备活动的时间、强度、内容、与正式运动或比赛的时间间隔等，都是影响准备活动生理效应的因素。一般认为，准备活动的强度以45%VO2max强度、心率达100-120次/分、时间在10-30分钟之间为宜。此外，还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和季节气候等因素适当加以调整，通常以微微出汗及自我感觉已活动开为宜。准备活动结束到正式练习开始时间的间隔一般不超过15分钟。在一般性教学课中准备活动以2-3分钟为宜。
第二节 进入工作状态 和稳定状态
一、进入工作状态
在进行体育运动时，人的机能能力并不是一开始就达到最高水平，而是在活动开始后一段时间内逐渐提高的。这个机能水平逐渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作状态。进入工作状态的实质就是人体机能的动员。
(一) 产生进入工作状态的机理
人体运动除了受物理惰性影响外，主要受生理惰性影响。
1.反射时
人的一切活动都是反射活动，动作越复杂，进入工作状态需要时间也就越长。
2.内脏器官的生理惰性
肌肉运动必须依赖内脏各器官的协调配合才能获得能源物质、氧气和清除代谢产物。内脏器官活动受植物性神经支配。而植物性神经机能惰性比躯体性神经大，支配内脏器官的自主神经不仅传导速度慢，而且传导途径中突触联系较多 此外，在内脏器官产生持续活动中，神经-体液调节作用更为重要。由神经系统调节内分泌腺分泌激素，激素随血液循环到达所支配的器官，改变其功能状态。这一系列的生理活动，比躯体神经调节的惰性大得多。因此，内脏器官的生理惰性是产生进入工作状态的主要原因。研究表明，在不做准备活动的情况下跑1500米，呼吸循环系统的活动需要在运动开始后2-3分钟才能达到最高水平，而骨骼肌在20-30秒内就可发挥出最大工作效率。
(二)影响进入工作状态的因素
进入工作状态所需时间长短取决于工作性质、个人特点、训练水平、工作强度及当时机体的机能状态。一般来说，肌肉活动越复杂，进入工作状态需要的时间也就越长；训练程度低的运动员比训练水平高的运动员进入工作状态的时间要长，随着训练水平的提高，进入工作状态的时间也会缩短；在适宜运动负荷下工作强度越高，进入工作状态的时间就越短。此外，年龄和外界因素也能影响进入工作状态的时间。儿少进入工作状态的时间比成人短。场地条件好，气候温暖适宜以及良好的赛前状态和充分的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。
二、生理“极点”与“第二次呼吸”
1、生理极点及产生机理
在进行剧烈运动开始阶段，由于植物性神经系统的机能动员速率明显滞后于躯体神经系统，导致植物性神经与躯体神经系统机能水平的动态平衡关系失调，内脏器官的活动满足不了运动器官的需要，出现一系列的暂时性生理机能低下综合症，主要表现为呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不协调、心率剧增及精神低落等症状，这种机能状态称为“极点”。“极点”产生的原因主要是内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称，致使供氧不足，大量乳酸积累使血液pH值朝酸性方向偏移。这不仅影响神经肌肉的兴奋性，还反射性地引起呼吸和循环系统活动紊乱。这些机能的失调又使大脑皮质运动动力定型暂时遭到破坏。
2、第二次呼吸及产生的机理
“极点”出现后，经过一定时间的调整，植物性神经与躯体神经系统机能水平达到了新的动态平衡，生理机能低下综合症症状明显减轻或消失，这时，人体的动作变得轻松有力，呼吸变得均匀自如，这种机能变化过程和状态称为“第二次呼吸”。“第二次呼吸”产生的原因主要是由于运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供应增加，乳酸得到逐步清除；同时运动速度暂时下降，使运动时每分需氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。“第二次呼吸”标志着进入工作状态阶段结束，开始进入稳定工作状态。
3、影响极点与第二次呼吸的因素
“极点”来得迟早、反应强弱及“第二次呼吸”出现的快慢等，不仅与运动项目、运动强度和训练水平有关，还与准备活动、赛前状态及呼吸方式等因素有关。一般来说，中长跑项目“极点”反应较明显；运动强度越大，训练水平越低，“极点”出现得越早，反应也越强烈，“第一次呼吸”出现得也愈迟。良好的赛前状态和充分的准备活动可推迟“极点”的出现和减弱“极点”的反应程度。减轻“极点”反应的主要措施包括： ① 继续坚持运动； ② 适当降低运动强度； ③ 调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。恰当地克服“极点”反应的措施有助于促进“第二次呼吸”的出现。
三、稳定工作状态
在运动过程中，进入工作状态结束后，人体的机能水平和工作效率在一段时间内处于一种动态平衡或相对稳定状态。此时，人体的生理功能与运动功率输出保持动态平衡，生理机能保持相对平衡。这种机能状态称为稳定工作状态。稳定工作状态可分为真稳定工作状态和假稳定工作状态。
(一)真稳定工作状态 在进行强度较小、运动时间较长的运动时，进入工作状态结束后，机体所需要的氧可以得到满足，即吸氧量和需氧量保持动态平衡，这种状态称为真稳定工作状态。在真稳定工作状态下，肺通气量、心率、心输出量、血压及其他生理指标保持相对稳定，运动中的能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少，血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持续时间较长，可达几十分钟或几小时。真稳定工作状态保持时间的长短取决于氧运输系统功能，该功能越强，稳定工作状态保持的时间则越长。
(二)假稳定工作状态 当进行强度大、持续时间较长的运动时，进入工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定在最大吸氧量水平，但仍不能满足机体对氧的需要。此时，机体的有氧供能能力不能满足运动的需要，无氧供能系统大量参与供能，机体能够稳定工作的持续时间相对较短，很快进入疲劳状态。故称这种机能状态为假稳定工作状态。在这种状态下，由于机体以无氧供能为主，乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增加，pH值下降，运动不能持久。在假稳定工作状态下，与运动有关的生理功能基本达到极限，如心率、血压、肺通气量和呼吸频率等。同时肌肉的电活动亦加强，表明募集了新的运动单位以代偿肌肉的疲劳。
(三)“第一拐点”与“第二拐点”
应用动态数学建模分析法研究表明，人体在运动过程中，心血管和呼吸系统的机能变化表现出两个明显的拐点，即标志进入工作状态(动员阶段)结束、稳定工作状态开始的“第一拐点”和标志稳定工作状态结束、人体整体工作效率明显下降、疲劳开始的“第二拐点”
当运动达第一拐点时，人体各项机能均处于一种相对动态平衡的“高原平台”状态。在这种状态下，运动员的生理机能稳定工作时间长，说明运动潜力大，工作能力强，通常以此作为运动训练选材及评定依据。近年研究表明，用该指标的时间值、以及时间与空间相结合的积分值，更能有效地反映运动员的体能水平。
第二拐点出现时，人体内能量代谢及血液化学成分均明显高于第一拐点，即在第二拐点前由有氧供能为主过渡到无氧供能占优势。到达第二拐点时，人体机能以有氧系统供能已经不能满足机体对能量的需求，必须启动能量输出更快的无氧代谢系统供能。第二拐点后，乳酸的堆积明显增加，心肺功能指标也明显高于起始时刻，但并没达到机能的最大限度。
第二拐点是人体机能工作水平再调整的关键之点。因此，我们把第二拐点定义为：人体整体机能发生疲劳的瞬时起始点。应用第二拐点到终点的时程和积分可以作为评价运动员耐受疲劳能力的敏感指标。同时，利用运动员的第二拐点强度，作为对运动员进行无氧耐力训练的参考强度值。
第三节 运动性疲劳及产生机理
一、运动性疲劳概述
(一)运动性疲劳的概念 运动性疲劳是指在运动过程中，机体的机能能力或工作效率下降，不能维持在特定水平上或不能维持预定的运动强度的生理过程。运动性疲劳是由运动引起的一种特有生理现象。这一疲劳概念的特点是： ① 把疲劳时体内组织和器官的机能水平与运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度； ② 有助于选择客观指标评定疲劳，如心率、血乳酸、最大吸氧量和输出功率在其一特定水平工作时，单一指标或多指标同时改变都可以来判断疲劳。另外，也有人将疲劳定义为：疲劳是运动本身引起的机体工作能力暂时降低，经过适当时间休息和调整可以恢复的生理现象。
(二)疲劳的分类 运动性疲劳是由于身体活动或肌肉运动而引起的，主要表现为运动能力下降。根据疲劳发生部位可分为全身性疲劳和局部疲劳；根据疲劳发生的机理与表现，可分为中枢性疲劳、外周性疲劳和混合性疲劳。运动性疲劳常因活动的方式不同而产生不同的症状，在运动竞赛和训练中，身体疲劳和心理疲劳是密切联系的，故运动性疲劳是身心的疲劳。
（三）运动性疲劳产生的机理
1、“衰竭学说”
依据长时间运动产生疲劳的同时常伴有血糖浓度降低，而补充糖后工作能力有一定程度的提高现象，认为疲劳产生的原因是能源物质的耗竭。
2、“堵塞学说”
堵塞学说认为，疲劳的产生是由于某些代谢产物在肌组织中堆积造成的。
3、“内环境稳定性失调学说”
该学说认为疲劳是由于机体内PH值下降、水盐代谢紊乱和血浆渗透压改变等因素所致。
4、“保护性抑制学说”
运动性疲劳是由于大脑皮质产生了保护性抑制。运动时大量冲动传至大脑皮质相应的神经元，使其长时间兴奋导致耗能增多，为避免进一步消耗，便产生了抑制过程。
5、“突变理论”
疲劳是由于运动过程中三维空间关系改变所致（能量消耗、肌力下降和兴奋性改变三维空间关系）
6、“自由基损伤学说”
由于自由基化学性活泼，因而造成细胞功能和结构的损伤与破坏。
此外，内分泌功能异常和免疫功能下降也与运动性疲劳有关。
二、运动性疲劳的发生部位及特征
(一)运动性疲劳的发生部位
1.中枢性疲劳 中枢性疲劳系指发生脑至脊髓部位的疲劳。其特点是： ① 由于中枢神经系统发生功能紊乱，改变了运动神经元的兴奋性。疲劳时，神经冲动的频率减慢，使肌肉工作能力下降。 ② 中枢内代谢功能失调，表现为大脑细胞中ATP、CP水平明显降低，血糖含量减少，r-氨基丁酸含量升高，特别是5-羟色胺和脑氨升高，可引起多种酶活性下降，ATP再合成速率下降，从而使肌肉工作能力下降，导致疲劳。
2.外周性疲劳 外周疲劳可能发生的部位是从神经-肌肉接点到肌纤维内部线粒体。这些部位中发生的某些变化与运动性疲劳有着密切的联系。
(1) 神经肌肉接点
研究表明，短时间大强度运动时，导致运动神经末梢乙酰胆碱释放减少，骨骼肌的收缩能力下降。
(2) 肌细胞膜
研究表明，长时间运动过程，可引起肌细胞膜的通透性改变，使膜的完整性丧失，细胞的正常功能降低或丧失。
(3) 肌质网
长时间运动可以影响肌肉的兴奋—收缩藕联，导致运动性疲劳。
(4)线粒体
长时间运动可抑制氧化磷酸化过程，导致肌肉收缩时的能量供应障碍，最终表现为肌肉的收缩能力下降。
(5)收缩蛋白
研究发现，运动可引起肌节拉长、H区消失、A带I带异常及肌丝卷曲、排列混乱等现象。这些变化必然导致肌肉收缩能力下降，造成骨骼肌疲劳，并伴有延迟性肌肉酸痛等症状。
(二)不同类型运动疲劳的特征
运动性疲劳是一个极复杂的生理过程，由于运动的负荷和性质不同，对人体机能产生的影响也不同，疲劳产生的特征也不相同(表12-2)。不同运动项目的疲劳存在一定的规律性，短时间最大强度运动疲劳是因肌细胞代谢变化导致ATP转换速率下降；较大强度，较短时间运动所造成的疲劳往往是由于乳酸堆积所致；长时间中等强度运动的疲劳往往与肌糖原大量消耗、血糖浓度下降、体温升高脱水和无机盐丢失有关。在非周期性运动项目中，技术动作的不断变化和动作技能的复杂程度是影响运动性疲劳的重要因素。一般认为，习惯性的、自动化程度高的和节奏性强的动作不易疲劳，而要求精力高度集中以及运动中动作多变的练习，则较易产生疲劳。静力性运动疲劳的产生就其细胞代谢来讲和短时间大强度运动项目的运动性疲劳相似，但由于中枢神经系统相应部位持续兴奋，肌肉中血流量减少以及憋气引起的心血管系统功能下降更为明显。
三、运动性疲劳的判断
科学判断运动性疲劳的出现及其程度，对合理安排体育教学和训练有很大实际意义。
(一)测定肌力评价疲劳
1.背肌力与握力 早晚各测一次，求出其数值差。如次日晨已恢复，可判断为正常。
2.呼吸肌耐力 连续测5次肺活量，每次间歇30秒，疲劳时肺活量逐次下降。
(二)测定神经系统机能判断疲劳
1.膝跳反射阈值 疲劳时阈值升高。
2.反应时 疲劳时反应时延长。
3.血压体位反射 受试者坐位静息5分钟后，测安静时血压，随即仰卧3分钟，然后将受试者扶成坐姿(推受试者背部，使其被动坐起)，立即测血压，每30秒测一次，共测2分钟，若2分钟以内完全恢复，说明没有疲劳，恢复一半以上为轻度疲劳，完全不能恢复为重度疲劳。
(三)测试感觉机能评价疲劳
1.皮肤空间阈 运动后皮肤空间阈(两点阈)较安静时增加1.5-2倍为轻度疲劳，增加2倍以上为重度疲劳。
2.闪光融合频率 受试者坐位，注视频率仪的光源，直到将光调至明显断续闪光融合频率为止，即临界闪光融合频率，测三次取平均值。疲劳时闪光融合频率减少。如轻度疲劳时约减少1.0-3.9Hz;中度疲劳时约减少4.0-7.9Hz;重度疲劳时减少8Hz以上。
(四)用生物电评价疲劳
1.心电图 疲劳时S-T段下移，T波倒置。
2.肌电图 疲劳时肌电振幅增大，频率降低，电机械延迟(EMD)延长。积分肌电图(IEMG)和均方根振幅(RMS)均增加，中心频率(FC)和平均功率频率(MPF)降低。EMD是指从肌肉兴奋产生动作电位开始到肌肉开始收缩的这段时间，该指标延长表明神经肌肉功能下降。
3.脑电图 脑电图可作为判断疲劳的一项参考指标。疲劳时由于神经元抑制过程发展，可表现为慢波成分的增加。
(五)主观感觉判断疲劳 具体测试方法是：锻炼者在运动过程中根据RPE表指出自我感觉的等级，以此来判断疲劳程度。如果用RPE的等级数值乘以l0，相应的得数就是完成这种负荷的心率。
（六)测定运动中心率评定疲劳
心率(HR)是评定运动性疲劳最简易的指标，一般常用基础心率、运动后即刻心率和恢复期心率对疲劳进行诊断。
1.基础心率 基础心率正常情况下都相对稳定，如果大运动负荷训练后，经过一夜的休息，基础心率较平时增加5-10次/分以上，则认为有疲劳累积现象，如果连续几天持续增加，则应调整运动负荷。
2.运动中心率 按照训练-适应理论，随着训练水平的提高，若一段时期内从事同样强度的定量负荷，运动中心率增加，则表示身体机能状态不住。
3.运动后心率恢复 人体进行定量负荷后心率恢复时间长，表明身体欠佳。如进行30秒20次深蹲的定量负荷运动，一般心率可在运动后3分钟内完全恢复，而身体疲劳时，恢复时间明显延长。
第四节 恢复
一、恢复过程
恢复过程可分为三个阶段，即运动中恢复阶段、运动后恢复到运动前水平阶段和运动后超量恢复阶段
第一阶段：运动时能源物质的消耗占优势，恢复过程虽也在进行，但是消耗大于恢复，所以总的表现是能源物质逐渐减少，各器官系统的工作能力下降。
第二阶段：运动停止后消耗过程减少，恢复过程占优势，能源物质和各器官系统的功能逐渐恢复到原来水平。
第三阶段：运动时消耗的能源物质及各器官系统机能状态在这段时间内不仅恢复到原来水平，甚至超过原来水平，这种现象称为“超量恢复”。超量恢复保持一段时间后又会回到原来水平。
超量恢复的程度和出现的时间与所从事的运动负荷有密切的关系，在一定范围内，肌肉活动量越大，消耗过程越剧烈，超量恢复越明显。如果活动量过大，超过了生理范围，恢复过程就会延长。
二、机体能源贮备的恢复
(一)磷酸原的恢复 磷酸原的恢复很快，在剧烈运动后被消耗的磷酸原在20-30秒内合成一半，2-3分钟可完全恢复。
(二)肌糖原贮备的恢复 肌糖原是有氧氧化系统和乳酸能系统的供能物质。不同运动强度和持续时间，对肌糖原的恢复时间也不同。长时间运动致使肌糖原耗尽后，用高糖膳食46小时即可完全恢复；而用高脂肪与蛋白质膳食5天，肌糖原恢复仍很少。在短时间、高强度的间歇训练后，无论食用普通膳食还是高糖膳食，肌糖原完全恢复都需要24小时。
(三)氧合肌红蛋白的恢复 氧合肌红蛋白存在于肌肉中，每千克肌肉约含11ml氧。在肌肉工作中氧合肌红蛋白能迅速解离释放氧并被利用，而运动后几秒钟可完全恢复。
(四)乳酸再利用 乳酸是糖酵解的产物，其中蕴藏着大量的能量可以被利用。近几年的研究认为，乳酸大部分是在工作肌中被继续氧化分解。包括两种形式： ① 工作肌中乳酸穿梭。指运动过程中肌肉生成的乳酸，在不同类型的肌纤维中进行重新分配和代谢的过程。即肌肉收缩时，Ⅱb型纤维中生成的乳酸不断地“穿梭”进入Ⅱa型或Ⅰ型中被氧化利用过程。 ② 血管的乳酸穿梭。指运动时肌肉生成的乳酸不是在工作肌中进行代谢，而是穿出肌膜后弥散入毛细血管，通过血液循环将乳酸运输到体内其他器官进一步代谢的过程。乳酸经血液循环，主要到达心肌、肝和肾脏作为糖异生作用的底物。
三、促进恢复的措施
(一)运动性手段
1.积极性休息 运动结束后采用变换运动部位和运动类型，以及调整运动强度的方式来消除疲劳的方法称积极性休息。积极性休息生理学机理可用相互诱导理论来解释。
2.整理活动 整理活动是指在运动之后所做的一些加速机体功能恢复的较轻松的身体练习。整理活动又称“放松练习”，剧烈运动时骨骼肌强力持续收缩，使代谢产物堆积、肌肉硬度增加并产生酸痛。运动结束后很难使肌肉自然恢复到运动前的松弛状态。另外，由于运动时血液重新分配，内脏血液大量转移到运动器官，以保证运动时能量代谢的需要，运动后若不做放松练习而突然停止不动，由于地心引力和静止的身体姿势，严重地影响静脉回流，使心输出量骤然减少，血压急剧下降，造成一时性脑贫血，产生一系列不舒适的感觉，甚至休克，即所谓重力性休克。 研究表明，剧烈运动后，进行3-5分钟的慢跑或其他动力性整理活动，使心血管、呼吸等运动后进行动力性整理活动可加速全身血液再次重新分配，促进肌乳酸的消除与利用，减少肌肉的延迟性酸痛，有助于疲劳的消除，预防重力性休克的发生。另外，做一些静力性牵张练习，使参与工作的肌肉得到牵张、伸展和放松，可有效地消除运动引起的肌肉痉挛，加速肌肉机能的恢复，预防延迟性肌肉酸疼。
(二)睡眠
睡眠对身体机能恢复非常重要，在睡眠状态下，人体内代谢以同化作用为主，异化作用减弱，从而使人的精力和体力均得到恢复。静卧可减少身体的能量消耗，也可加速身体机能的恢复。
(三)物理学手段
大强度和大运动量之后，采用按摩、理疗、吸氧、针灸和气功等物理手段，能促进身体机能恢复。
(四)营养学手段
1．能源物质的补充
2．维生素与矿物质的补充
(1)维生素
(2)矿物质
(3)中药补剂
第十三章 运动训练原则的生理学分析
第一节 概 述
一、 运动训练的生理学本质
1.运动负荷的本质
生物体最基本的生理特征之一，是可对任何内外刺激发生应答性反应，也称做应激性。刺激强度越大，所引起的机体反应也相应越大。
运动负荷的本质也是一种外部刺激，而且是一种非常强烈的刺激，并会导致机体发生非常剧烈的应答性变化。
2.运动训练的影响
运动训练对机体的影响实际就是结构与机能的破坏-重建过程。
3.运动能力的提高
有机体不仅具有应激性并能够对刺激发生反应，更为重要的是，它还具有适应性。适应性表现在若长期施加某种刺激，机体会通过自身形态、结构与机能的变化，以适应这种刺激。人体对训练刺激的适应也不例外。在训练后的恢复期，所损伤的肌纤维不仅得以修复，而且修复后的肌纤维有所增粗，可以产生更大的收缩力量；骨密质有所增厚，骨小梁的排列方向有所改变，可以承受更大的力量；运动中所消耗的糖原以及酶等物质不仅得以恢复，而且会发生超量补偿。恢复期中结构的改善称做“结构重建”(structuure construction)。结构重建后身体机能所得到的相应提高，称做“机能重建”(function reconstruction)。这样，长期的运动训练过程实质上是一个不断重复进行的刺激-反应-适应过程，是一个身体结构与机能不断破坏与重建的循环过程。通过这个循环过程，运动能力不断增强。
二、机体对运动负荷的反应特征
(一)耐受性
人体在进行运动或锻炼时，身体机能总是表现出对运动负荷的一定承受能力。这种承受能力称为对运动负荷刺激的耐受性。不同的个体对运动负荷表现出不同的耐受性，具有明显的个体差异。
在运动开始阶段，机体的耐受水平总会或长或短(随负荷强度与机体机能状态不同)保持一段时间，此阶段称做“耐受阶段”，训练课的主要任务安排在这个阶段。在这段时间内，机体会表现出比较稳定的工作能力，能高质量地完成各项训练任务。
机体对运动负荷的耐受程度受下列因素影响： ① 身体机能在训练后的恢复情况。恢复越充分，耐受阶段相应越长，反之亦然。 ② 训练课的强度与密度。运动强度越大，密度越大，耐受时间相应越短，反之亦然。 ③ 训练过程中的恢复程度。训练课次间与组间间歇时间越长，会使得机体机能在间歇期产生一定程度的恢复，有利于相应延长耐受时间。
(二)疲劳
机体在承受一定时间的运动负荷刺激之后，机能能力和工作效率会逐渐降低，即出现疲劳现象。将运动员训练到何种疲劳程度以及耐受多长时间以后疲劳，这完全取决于训练目的。换言之，训练过程中出现疲劳以及疲劳的程度，是训练负荷安排想要达到的训练目的。因为唯有机体达到一定程度的疲劳，在恢复期才能发生结构与机能的重建，运动能力才能不断提高。“没有疲劳就没有训练”即指此意。
疲劳阶段主要受下列因素影响： ① 身体机能的恢复情况； ② 训练课的强度与密度； ③ 训练课的负荷总量以及负荷类型等。负荷总量一般与疲劳程度呈正比例。复杂活动负荷较之简单活动负荷疲劳程度一般相对较深。
(三)恢复
在恢复阶段，机体开始补充所消耗的能源物质、修复所受到的损伤并恢复紊乱的内环境。恢复所需要的时间主要取决于疲劳程度。疲劳程度越深，恢复所需要的时间相对越长，反之亦然。
(四)超量补偿
训练课后若安排有足够的恢复时间，在身体结构和机能重建完成后，运动中所消耗的能量等物质以及所降低的身体机能不仅能得以恢复，而且会超过原有水平，这种现象称做“超量补偿”(over compensation phase)或“超量恢复”(over-recovery)，一般将由于超量补偿所导致的机能改善称为“训练效果”(training effect)。产生尽可能明显的训练效果正是进行运动训练的目标。超量补偿是评价运动训练效果的重要标准之一。在超量恢复阶段，若让机体再承受与以往相同的运动负荷刺激时，机体的反应会减弱。换言之，机体能够承受更大的运动负荷刺激，这标志着运动能力得到了改善。
超量补偿的程度决定于以下因素： ① 疲劳程度。训练课中的疲劳程度越深，运动后超量恢复现象越明显，但在恢复期出现的时间相对越晚；反之亦然。 ② 训练课的密度。在大强度训练课后，虽然可出现比较明显的超量恢复现象，但需要的恢复时间相对较长。若训练课与上节训练课过于接近，在机能尚未恢复时便开始训练，会影响超量恢复的出现。
(五)消退
训练课所产生的超量恢复现象并不会永久保持。若不及时在已产生的超量恢复的基础上继续施加新的刺激，则已经产生的训练效果经过短暂时间后又会逐渐消失，我们将这种现象和过程称为机体对运动负荷刺激适应的消退。因此，合理安排训练课，不仅应重视训练负荷的合理性，而且必须重视训练课后的恢复，并在出现超量恢复后及时安排下一次训练课。运动效果的保持时间和消退速率主要取决于超量恢复的程度，即所出现的超量恢复现象越明显，保持的时间相对越长。
三、运动负荷与训练效果的关系
假定对机体施加一个不变的运动负荷刺激，开始时机体的反应会比较强烈，疲劳程度也比较深。在恢复期，机体进行结构与机能重建后，发生超量恢复现象，会使得机体对抗刺激的能力得到增强。这样，若第二次使用同样刺激，机体反应就不如第一次强烈，疲劳程度会有所变轻，超量恢复现象不如前次明显，运动效果也会下降。以此类推，若连续反复运用同样刺激，其运动效果势必会越来越小，直到消失。至此，机体的运动能力不再随着继续施加这一负荷而继续提高，而只能得以保持。在此情况下，要想继续提高运动效果，只有在原有刺激的基础上再增加负荷强度，即所谓的超负荷(overload)。适时适量地应用超负荷是保证身体运动机能不断增长的最重要的训练因素。但即或以最佳方式安排超负荷，运动成绩也不会无限增长。这是因为，受遗传因素制约，每个人的运动能力都有一个可达到的最高高度，即运动潜能。在成绩发展过程中，即便合理应用超负荷，随个体的运动能力越来越接近其运动潜能，运动效果也会越来越小。这就是为什么在开始接受运动训练时运动成绩提高较快，而到达高水平后会逐渐减慢，甚至停滞不前。因此，高水平运动员尽管训练负荷很大，但成绩提高很慢，甚至仅仅能够保持。
运动负荷安排不当将对训练效果产生不良影响，主要表现在两个方面。
第一，连续应用大强度训练刺激而恢复不足。这种情况在实际训练中屡见不鲜。尽管教练员用心良苦，运动员刻苦训练，但运动效果不佳。这时运动员身体机能的反应特点是： ① 对运动负荷刺激的耐受性越来越低，训练课中的耐受期几乎消失，往往在训练课开始阶段就直接进入疲劳过程； ② 疲劳程度越来越深，训练课中不但进入疲劳状态快，而且疲劳程度亦越来越深，形成疲劳堆积； ③ 不出现超量恢复，由于每次训练课都是在未安全恢复的基础上进行，因此，恢复会越来越不完全，直至造成过度疲劳。
第二，运动负荷过小或训练频度过低。运动负荷过小，运动员机能反应很小，难于造成预期的疲劳程度，也难于导致机体发生结构与机能重建现象，因而不能出现超量补偿，或超量补偿的程度很低，即没有取得明显的运动效果。可见，运动负荷刺激过大虽不可取，但没有刺激就没有反应，也就没有运动能力的提高。若训练频率过低，虽则每次训练课都可取得理想的运动效果，然而由于训练课频度过低，直至上次训练课所取得的超量恢复已经消退才进行下次训练课，运动能力也难以得到相应提高。
第二节 超负荷原则生理学分析
一、基本概念与意义
超负荷原则(overload principle)亦称“过负荷”原则。所谓超负荷是指当运动员对某一负荷刺激基本适应后，必须适时、适量地增大负荷使之超过原有负荷，运动能力才能继续增长。这个超过原有负荷的负荷即为超负荷。
第三节 恢复原则的生理学分析
恢复原则(recovery principle)是指在长期的运动训练过程中，只有当运动员得到适宜的恢复，才能保证获得理想的训练效果。
恢复的主要意义在于：①运动训练后如果得不到足够的恢复，就根本不可能产生训练效果；②运动员在训练后的恢复速率，决定着整个训练计划的执行；③训练后连续恢复不足，会造成过度训练与过度疲劳，严重者会导致各种运动性伤病。
每节训练课都会有疲劳以及代谢产物的积累。因此，训练课后的恢复至少牵涉到三面的任务——补充训练课中所消耗的能量物质；清除积累的代谢产物；修复训练课中损伤的组织。因此，教练员应注意采取措施，尽快消除疲劳，保证随后的训练。
过度训练的消除
过度训练是由长期的疲劳堆积而得不到及时清除所致。其根源在于在训练中忽略了训练与恢复的比率，运动员尚未从前面训练中得到充足恢复便继续进行大负荷训练，引起疲劳程度越来越深，形成过度疲劳，亦称过度训练。在周期性训练安排上，之所以在小周期、中周期以及大周期都要安排“减荷期”，其目的正在于消除前面训练可能形成的疲劳的堆积。
第四节 周期性原则的生理学分析
一、基本概念与意义
(一)基本概念
周期性原则(Periodic Principle)指的是将运动员的多年训练计划划分为时间长度不一的各种周期，每个周期赋予不同的训练目标，训练过程在不同层次上周而复始地进行循环。
(二)意义
周期性训练原则的意义主要表现在以下三个方面
1.整个训练和比赛工作是一个系统工程
2.使运动员得到最佳发展
3.使训练过程的每一个环节具有可操作性
第五节 个体化原则的生理学分析
个体化原则(individuality principle)指教练员在制定训练计划时，必须严格按照每名运动员所独具的身体能力、潜质、学习特征以及从事的专项等各方面特点，设计出适合每名运动员特点的个体化方案。也就是说，整个训练过程必须依据该运动员的特点进行安排，使之得到最大的发展。
第十四章 特殊环境与运动能力
第一节 高原环境与运动能力
一、高原应激
高原(high altitude)是一种低气压、低氧、高寒和高紫外线辐射的特殊环境，对人体的生理活动会产生一系列特殊的应激刺激作用，其中低氧刺激对人体的影响最为明显。
二、高原服习
高原的低氧环境给人体，尤其是呼吸循环机能带来不利的影响。但是人体在高原地区停留一定时期，机体对低氧环境会产生迅速的调节反应，提高对缺氧的耐受能力，称为高原服习(altitude acclimatization)。
三、高原训练的生理学适应
高原训练(altitude training)是一种在低压、铁氧条件下的强化训练。这种训练对人体有两种负荷，一种是运动本身所引起的缺氧负荷，即运动性缺氧负荷；另一种是高原性缺氧负荷。这两种负荷相加，造成比平原更为深刻的缺氧刺激，以调动身体的机能潜力。高原训练的生理学适应主要表现在呼吸系统、血液系统、心血管系统、骨骼肌、免疫系统和内分泌系统等的适应。
四、高原训练的要素
(一) 适宜海拔高度
高原训练的高度从理论上讲1000-3000米的高原训练都有效。。近年来，国际上以基本认同世居平原的运动员高原训练的最佳高低应为2000-2500米。
(二) 适宜训练强度
一般应遵循以下原则（1）根据运动员水平的高低来定。（2）根据比赛强度来定。（3）将高原训练的强度和下高原后的强度结合起来。（4）要根据机体对高原环境的适应阶段来安排训练强度。
(三) 训练持续时间
最适宜的持续时间应为4-6周。
(四)出现最佳训练效果的时间
与个体的适应能力及高原训练的负荷有密切关系。
(五)训练效果评价
当前对高原训练效果的认识还不完全一致。
高原适应提高了血液运载氧的能力。但长时间的高原应激对生理机能会出现一些负面的影响，例如体重下降、最大心率减少及每搏输出量减少，最大心输出量的减少将抵消来自血液载氧能力增加的受益。此外，在高原时是不可能以平原上的大强度训练，这就使得高原绝对训练的强度下降，上述种种因素可能会使运动员在平原时的竞技状态受到影响。
(六)训练方法与手段
高原训练方法主要有高住低练法、间歇性低氧训练法和模拟高原训练法等。
1． 高住低练法
2.间歇性低氧训练法
3.模拟高原训练法
第二节 热环境与运动能力
第三节 冷环境与运动
第十五章 运动机能的生理学评定
一、安静状态下运动员生物学特征
二、定量和最大负荷时运动员生物学特征
三、运动量的三要素，遗传及年龄性别因素
1、 运动强度、持续时间和练习次数（运动频率）是构成运动量的三大要素，
第十六章 儿童少年生长发育与体育运动
一、 儿童少年生长发育的一般规律
（一）生长发育的量变和质变规律
（二）生长发育的连续性和阶段性规律
（三）生长发育的波浪式规律
（四）身体各系统发育的不平衡规律
二、儿童少年骨骼特点和体育教学与运动训练
三、儿童少年肌肉特点和体育教学与运动训练
四、儿童少年血液循环特点和体育教学与运动训练
1.正确对待青春期高血压
在青春期，个别青少年会出现青春期高血压。随着年龄的增长，这种现象便会自然消失。对青少年中有青春期高血压的人，适当地进行体育运动，可能还有助于血压恢复正常。
生理学考研(生理学考研科目)