书城体育运动实用运动处方
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第6章 运动生理(6)

催化上述能源物质迅速分解的酶活性大小,也是决定人体无氧能力大小的一种因素。其中最重要的是催化ATP分解的三磷酸腺苷酶,催化磷酸肌酸分解的肌酸激酶,以及对糖酵解速度具有控制作用的主要限速酶——磷酸果糖激酶。过去一般认为经过长时期速度和速度耐力训练后,骨骼肌中这三种酶的活性都有不同程度的提高,但现在多数研究表明,训练不能引起骨骼肌中的肌酸激酶和磷酸果糖激酶活性增加。可是经过训练的肌肉糖酵解能力可以增加一倍,看来其原因还有待于进一步研究。

骨骼肌对酸性物质的缓冲能力大小,对人体无氧能力也起重要作用。因为,如果肌细胞的pH 值从正常的7.0降低到6.4,就会影响骨骼肌的收缩能力,跑的速度必然减慢。骨骼肌的缓冲能力增加,可以有效地中和剧烈运动时产生的以乳酸为代表的大量酸性物质,防止细胞迅速酸化。短跑训练确实可以明显地提高肌细胞的缓冲能力,提高人的无氧能力。

骨骼肌的肌纤维类型的比例也是决定人体无氧能力大小的重要因素。人的骨骼肌中含有两种类型的纤维:一种叫快肌纤维,又称为白肌纤维;另一种叫慢肌纤维,又称为红肌纤维。快肌纤维总的来说具有较强的无氧代谢能力,纤维内所含的与无氧代谢有关的三磷酸腺苷酶、肌酸激酶、磷酸果糖激酶的活性都比慢肌纤维高。因此,一个人的骨骼肌中如果快肌纤维所占百分比高,那么,他的无氧能力也就较高。所以,从某种意义上说,肌纤维类型的比例是决定人体无氧能力大小的一项重要因素。

第七节 运动过程中人体机能状态变化的规律

在运动过程中,人体将发生一系列的规律性生理机能变化。这些机能变化可分为:赛前状态、进入工作状态、稳定状态、疲劳状态和恢复过程五个阶段。研究和掌握各个阶段的机能变化规律,对于增强体质、提高运动成绩和防止运动损伤具有重要意义。

一 赛前状态

人体在比赛或训练前,某些器官、系统所产生的一系列条件反射性变化叫作赛前状态。它可产生在比赛前数天、数小时或数分钟,越临近比赛,表现得越明显。

赛前状态的生理变化主要表现在神经系统兴奋性提高,物质代谢加强,体温上升,内脏器官活动增强。例如,心率加快,动脉血压升高,肺通气量和吸氧氧增加,汗腺分泌增加,还可能有尿频等现象。赛前状态反应的大小与比赛性质、运动员的功能状态和心理状态有关,比赛规模越大、越关键,离比赛时间越近,赛前反应就越明显。

赛前状态产生的机理可以用条件反射机理解释。由于在正式比赛或训练之前,与比赛或训练有关的信息、场地、器材、观众、广播声和对手的表现等刺激经常作用于运动员,并与比赛或训练中肌肉活动时的生理变化相结合。久而久之,这些刺激就变成了条件刺激,只要这些刺激出现,赛前的生理变化就表现出来。

赛前状态可表现为三种类型:适宜兴奋型、过度兴奋型和赛前抑制型。后两种类型都会对训练和比赛产生不良的影响,而适宜状态是指中枢神经系统兴奋性适度提高,植物性神经系统和内脏器官的惰性得到一定的克服,使进入工作状态的时间缩短,为即将来临的剧烈运动或比赛做好准备。为提高运动成绩,可对过度兴奋型和赛前抑制型进行调整,使之达到准备状态。

通过预先的各种身体练习,缩短进入工作状态的时间,对其后的正式练习有多方面的良好影响。主要表现在以下几个方面:一是提高神经中枢的兴奋性,增强内分泌的活动,为正式练习或比赛时的生理功能迅速达到适宜程度创造条件。二是增强氧运输系统所有环节的活动,使肺通气量、吸氧量和心输出量增加,心肌和骨骼肌中毛细血管网扩张,使工作肌能获得更多的氧供应,从而克服内脏器官的生理惰性,缩短进入工作状态的时间。三是使体温适度升高,体温适度升高能加快神经传导速度,使氧离曲线右移促进氧的解离,有利于氧的供应。四是降低肌肉的黏滞性,使肌肉的伸展性、柔韧性和弹性增加,提高肌肉收缩和舒张速度,增加肌肉力量,有助于防止运动损伤。五是增强皮肤的血流和降低泌汗阈,有利于散热,防止正式练习时身体过热。

这种预先的各种身体练习又称为准备活动。其主要生理机制是通过预先进行的肌肉活动在神经中枢的相应部位留下痕迹。这一痕迹产生的生理效应使正式练习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,内脏器官的功能惰性得到克服。痕迹效应不能保持很久,准备活动后间隔45分钟,其痕迹效应将全部丧失。

准备活动的方式可分为一般性和专门性两种。一般来说,准备活动的量与强度应较正式运动小,通常以微微出汗及自感已活动开为宜,与正式比赛的最佳间隔时间一般不超过15分钟。

二 进入工作状态

在进行体育运动时的开始阶段,人体各器官系统的工作能力不可能达到最高水平,而是在运动开始后一段时间内逐步提高的。这种机体工作能力逐步提高的过程称为进入工作状态。

进入工作状态产生的原因是因为人体的运动有物理惰性和生理惰性。物理惰性主要表现在任何物质从静止到运动,从运动的低速度到高速度都必须克服惯性。生理惰性与植物性神经纤维传导速度和机能特征有关,具体表现在:人体的反射活动都是在中枢神经系统的控制和整合下完成的,这一过程都需要时间,动作越复杂,需要的时间就越长。肌肉活动必须依赖内脏器官的活动与之相配合才能获得能源和氧气,清除代谢产物,但内脏器官的生理惰性比运动器官大得多。内脏器官的生理惰性是影响机体进入工作状态的主要原因。

进入工作状态所需时间的长短取决于工作强度、工作性质、个人特点、训练水平和当时机体的功能状态。此外,年龄和外界因素(场地、气候等)也能影响进入工作状态。运动前做好充分的准备活动,使大脑皮层处于良性兴奋状态,能有效地缩短进入工作状态的时间。所以,赛前状态、准备活动和进入工作状态这三者之间有着密切的联系。

在一定强度和一定持续时间的运动练习开始后的一定时间内,运动者往往产生一种非常难受的感觉,此时感到呼吸困难、胸闷、心率急增、肌肉酸软无力、动作迟缓不协调,甚至想停止运动等主客观变化,这种状态称“极点”。“极点”的产生是由于内脏器官的活动跟不上肌肉活动的需要,致使供氧不足,大量乳酸等物质在血液中积累。“极点”出现后,如依靠意志力和稍减慢运动速度继续运动下去,这些不适感觉会逐渐减轻或消失,动作变得轻松有力,呼吸均匀自如,心率趋于平稳,这种现象称为“第二次呼吸”。它产生的原因主要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;同时运动速度的下降又减少了乳酸的产生,这样机体的内环境逐步稳定,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的结束,人体的活动开始进入一种稳定状态。

三 稳定状态

在一定强度的周期性运动中,进入工作状态结束后,人体各器官的机能活动在一段时间内处于一种动态平衡或相对稳定状态,这种机能状态叫稳定状态。稳定状态又分为真稳定状态和假稳定状态。

在进行小强度和中等强度的运动时,进入工作状态阶段结束后,机体所需要的氧气可以得到满足,即吸氧量和需氧量保持动态平衡,这种状态称为真稳定状态。这时运动中的能量供应以有氧氧化供能为主,乳酸的产生和氧债的积累很少,运动的持续时间较长,可达几十分钟或几小时。

在进行极量强度和近极量强度的运动时,进入工作状态结束后,吸氧量已达最大吸氧量水平,但仍不能满足机体对氧的需要。在这种缺氧的条件下,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,故这种状态称假稳定状态。

四 疲劳状态

疲劳是一种正常的生理现象,是暂时的,是运动到一定阶段必然出现的一种生理功能变化,经过适当的时间休息和调整可以恢复。正常的疲劳对人体无害,而且是对身体的一种保护性信号(具体内容见第三章第十三节)。

五 恢复过程

恢复过程是指人体在体育运动运动过程中和运动结束后,各种生理功能和能源物质逐渐恢复到运动前水平的功能变化过程。恢复过程和运动过程是提高机体功能能力的两个重要方面,运动中所消耗的营养物质必须经过恢复阶段才能得到补充,人体功能才能提高。运动的恢复过程和运动本身一样重要,如果在没有完全恢复的情况下继续运动会使疲劳积累,不仅导致机体工作能力下降,还往往会引起某些疾病。因此,运动后采用科学方法加速机体的恢复过程是十分重要的。

从恢复的几个过程来看,它主要有三个阶段,即运动中恢复阶段、运动后回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过程占优势,恢复过程虽也在进行,但当时是消耗大于恢复,所以使能量物质减少,各器官系统的工作能力下降。

第二阶段:运动结束后消耗过程减弱,恢复过程占明显优势。这时能源物质及各器官、系统的机能能力逐渐恢复到原来水平。

第三阶段:在这阶段运动时消耗掉的物质及各器官系统机能恢复到原来水平,甚至超过原有水平,这种现象称为“超量恢复”。超量恢复保持一段时间之后又恢复到原有水平。

超量恢复是客观存在的规律。超量恢复的程度和出现的时间取决于消耗的程度,在生理范围内肌肉活动量愈大,消耗过程愈剧烈,超量恢复也愈明显。

但如果活动量过大,超过了生理范围,恢复过程就会延缓。可见恢复的主要过程都在运动后,但不可否认,在运动过程中,也有恢复过程。所以如何延缓疲劳的出现、如何尽快在运动后恢复就成了亟待解决的问题。一般来说,运动时的合理呼吸、协调动作以及运动后的整理活动、生活习惯、营养、理疗、药物、心理治疗都与恢复有着或大或小的关系。