运动中的氧供与氧耗

氧的能力。故将心脏的泵血功能称为最大吸氧量的中央机制,而把肌肉利用氧的能力称为最 大吸氧量的外周机制。

6、氧亏:人在进行运动的过程中,需氧量与吸氧量之间的差异称为氧亏。

7、运动后过量氧耗:运动后恢复期内为了偿还运动过程中的氧亏,以及在运动后使处于高 水平代谢的机体恢复到安静水平时消耗的氧量称为运动后过量氧耗。

8、氧债:经典氧债学说将运动后恢复期内的过量氧耗称为氧债,认为氧债用于偿还运动中 所欠下的氧。同时又将运动后恢复期吸氧量水平的恢复分为快恢复期和慢恢复期。 9、乳酸阈:人体在渐增负荷运动中,血乳酸浓度随运动负荷的渐增而增加,当运动强度达 到某一负荷时,血乳酸浓度急剧上升的开始起点,称为乳酸阈。乳酸阈反映人体的代谢供能 方式由有氧代谢为主开始向无氧代谢为主过渡的临界点。通常血液乳酸浓度 4 mM/L,大约 为最大吸氧量的60-80%。

10、通气阈:在渐增负荷运动中,用通气变化的拐点来测定乳酸阈,称为“通气阈” 。 二、选择

1、B 2、D 3、D 4、D 5、 C 6、C 7 D 8、B 9、A 10、 C 11、 D 12、 B 13、 D 14、 A 15、 D 16、 C 三、填空

1、运动强度;运动持续时间 2、少;大;少;大

3、心肺功能;极限;机体氧运输系统;有氧工作 4、所能吸收的最大氧量;体重 5、3.0-3.5 L/min; 50-55 ml/kg/min

6、心肺功能

7、每搏输出量;动静脉氧差

8、心脏的泵血功能;心脏容积;心肌收缩力;动静脉氧差9、最大每搏输出量;最大动静脉氧差

10、动静脉氧差;外周

11、数量多、体积大;肌红蛋白;快肌;慢肌

12、心脏的泵血功能;肌肉利用氧的能力;遗传;训练因素 13、有氧氧化酶;毛细血管网的发达 14、70%。

15、心容积;血红蛋白;心输出量;睾酮 16、别,脂肪

17、容积;心肌收缩力量

18、700-800ml; 900-1000ml;120ml;摄氧利用氧 19、吸氧量;氧亏;吸氧量;运动中的所欠下的氧 20、氧亏;氧亏 21、60-70% 22、同步

23、增加;增加 24、Na +

K+ ;氧

25、磷酸肌酸(CP);Ca

2+

全部回收到终池;激活线粒体酶 26、快恢复期;慢恢复期 27、运动后过量氧耗

28、 “个体乳酸阈” ;最大的氧量;最大吸氧量利用率%;愈高 29、乳酸阈

30、遗传;乳酸阈值 31、慢肌 32、性别

33、乳酸阈;乳酸阈 34、拐点 35、非线性 36、通气阈 37、下降

38、肌纤维中线粒体的数目;体积;氧化酶的活性;毛细血管的发达,肌组织中代谢性酸中 毒的早现;有氧耐力

39、乳酸阈;通气阈;乳酸阈;通气阈 四、判断

1、错2、错 3、错4、错5、错6、对7、对8、错9、错10、对11、对12、错13、错14、 对15、错16、对17、对18、错 五、简答

1、氧债学说与运动后过量氧耗的观点有何不同。

答:经典氧债学说将运动后恢复期内的过量氧耗称为氧债(Oxygen Debt),认为氧债用于 偿还运动中所欠下的氧。同时又将运动后恢复期吸氧量水平的恢复分为快恢复期和慢恢复 期。但实际上运动后恢复期的氧耗量,不仅用于偿还氧亏,而且还用于偿还使机体恢复运动 前安静时的额外的耗氧量。同时认为乳酸氧债与过量氧耗并不是因果关系。患有麦克阿特尔 症患者(McArdle)的肌肉中缺乏磷酸化酶,丧失了生成乳酸的能力。但在实际中仍可见到在 运动后恢复期出现过量氧耗。可以认为过量氧耗并非偿还乳酸氧债。因此,大多数学者认为 应用运动后过量氧耗的概念代替20年代所提出的“氧债学说” 。2、为什么说乳酸阈比最大吸氧量更能客观地反映人体的有氧工作能力?

答:人体在进行有大量肌肉参加的长时间激烈运动中,心肺功能和肌肉利用氧的能力达 到本人极限水平时,单位时间所能摄取的氧量称为最大吸氧量。通常以每分钟为计算单位。 最大吸氧量反映机体氧运输系统的工作能力,是评价人体有氧工作能力的重要指标之一。人 体在渐增负荷运动中,血乳酸浓度随运动负荷的渐增而增加,当运动强度达到某一负荷时, 血乳酸浓度急剧上升的开始起点,称为乳酸阈。乳酸阈反映人体的代谢供能方式由有氧代谢 为主开始向无氧代谢为主过渡的临界点。通常血液乳酸浓度4 mm/L,大约为最大吸氧量的 60-80%。由于个体的差异比较大,在渐增负荷运动中,血乳酸浓度激剧上升的开始起点并 不都是4 mm/L,其变化范围大约在 1.4-7.5 mm/L 之间。因此,此时的拐点也称为“个体乳 酸阈” 。最大吸氧量反映人体在运动时所摄取的最大的氧量,而乳酸阈则反映人体在渐增负

荷运动中,血乳酸浓度没有激剧堆积时的最大吸氧量实际所利用的百分比,即最大吸氧量利 用率%(%VO2max)。其值愈高,有氧工作能力愈强;反之,有氧工作能力愈低。 六、论述

1、试述最大吸氧量产生的机制及其影响因素。

答:最大吸氧量(Maximal Oxygen Consumption, VO2max )人体在进行有大量肌肉参加的 长时间激烈运动中,心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时,单位时间所能摄取 的氧量称为最大吸氧量。通常以每分钟为计算单位。最大吸氧量反映机体氧运输系统的工作 能力,是评价人体有氧工作能力的重要指标之一。

最大吸氧量的表示方法有两种,即绝对值和相对值。绝对值用 L/min表示,表示整个 机体在单位时间内 (每分钟)所能吸收的最大氧量。由于需氧量与体重成正比关系,而身高、

体重存在个体差异,因此用绝对值进行个体间的横向比较是不适的,常用人体的相对值表示 最大吸氧量(ml/kg/min)。我国成年男子最大吸氧量绝对值约为 3.0-3.5 L/min,相对值50-55 ml/kg/min,男子比女子高。

最大吸氧量与运动员所从事项目也存在一定关系。世界优秀运动员项目不同,最大吸氧量也 不同。越野滑雪、马拉松、划船等耐力竞技项目运动员中,最大吸氧量的相对值最大,男子 94 ml/kg/min,女子 85.1 ml/kg/min。短跑运动员的最大吸氧量最小。我国中长跑运动员一般

低于中非国家中长跑运动员,约在70-75 ml/kg/min。可以认为最大吸氧量的大小与耐力训练 有关,是评定心肺功能的一项指标。

影响最大吸氧量的因素, 最大吸氧量主要决定于心脏的泵血功能和肌肉利用氧的能力。 故将心脏的泵血功能称为最大吸氧量的中央机制, 而把肌肉利用氧的能力称为最大吸氧量的

外周机制。影响最大吸氧量的主要机制是心脏的泵血功能。此功能的大小又取决于心脏容积 和心肌收缩力。根据 Fink 原理,吸氧量=心率×每搏输出量×动静脉氧差。可以认为最大 吸氧量是最大心率、最大每搏输出量及最大动静脉氧差三者的乘积。在最大心率、每搏输出 量不变的条件下,动静脉氧差是影响最大吸氧量的一个重要因素,也是影响最大吸氧量的一 个外周机制。 肌纤维类型影响肌肉的摄氧能力, 研究表明,慢肌纤维有丰富的毛细血管分布,

线粒体数量多、体积大,其酶的活性高;慢肌纤维肌红蛋白含量也比较高,有利于增加肌纤 维的摄氧能力。耐力训练可以提高慢肌纤维的生理生化代谢功能,在一定范围内可以导致快 肌纤维向慢肌纤维的方向变化,提高摄氧和利用氧的能力。因此可见,最大吸氧量取决于心 脏的泵血功能和肌肉利用氧的能力。此外,最大吸氧量还受遗传、年龄、性别及训练因素的 影响。

(1)遗传因素 克索拉斯(Kessouras. 1972年)等研究了 25对双生子(15对单卵,10 对 双卵),发现最大吸氧量的遗传度为 93.4%。研究表明,进行有计划的训练,受试者只能提 高本人最大吸氧量的5-25%,重要在于提高有氧氧化酶的活性及毛细血管网的发达,改善骨 骼肌的代谢能力。(2)年龄、性别因素 最大吸氧量与年龄增长有关。青春期前男女最大吸氧量的差异很

小,12-13 岁之后逐渐差异显著。成人男子(30-45 ml/kg/min) 要高于女子 15-20%。13-17 岁为女子的峰值,18-20 岁为男子的峰值。此后,随年龄的增加,男子以每年 2%,女子以 每年 2.5%而下降。老年后下降率减为 0.8%-0.9%。60 岁时减少到最大值的70%。最大吸氧

量性别差异的生理机制有几个方面,一般认为女子每公斤体重血液和心容积、血红蛋白、心 输出量都比男子低。此外,睾酮对最大吸氧量也有良好影响。这也是有氧耐力男性比女性强 的一个因素。最高心率没有性别的差异,可是男性每搏输出量大,其结果每分输出量增多, 导致最大吸氧量大于女性。由于女子的脂肪比男子多,身体的组成的特点决定了最大吸氧量 低于男子。但性别差异也不是绝对的,个别女子优秀运动员的最大吸氧量,并不低于男子运

动员。例如,1982年 5000米、10000 米及马拉松三项的少年女子世界最高记录的保持者增 田(日本)的最大吸氧量是 72.7ml/kg/min,比一般人高得多,即使与男子相比也不逊色。 3.训练的影响 训练提高最大吸氧量的原因,是由于训练可增大心容积和心肌收缩力量。研 究表明,一般人心容积为700-800 ml,而耐力运动员可达 900-1000 ml。同时,每搏输出量 可达到120 ml。此外,训练可导致慢肌纤维线粒体增大、增多,线粒体氧化酶的活性增加, 提高氧的摄取。同时,耐力训练在一定的范围内可以导致快肌纤维的生理、生化代谢特征向 慢肌纤维方向变化,提高摄氧和利用氧的能力。戴维斯(Davis)对经过系统训练人的研究,证 实了这些受试者的最大吸氧量可以提高25%。从 1955年到现在,世界优秀运动员的最大吸 氧量,男子从 80.3 ml/kg/min 提高到 94 ml/kg/min;女子从 68.4 ml/kg/min 提高到 77 ml/kg/min。由于遗传因素的制约,40年来,人类最大吸氧量只提高了8.6±13.7 ml/kg/min。 似乎最大吸氧量已发展到顶峰。然而,有氧耐力各项运动成绩仍然在不断的提高。可见,决 定有氧耐力成绩的因素是很多的,最大吸氧量的高低只能看作是一个重要条件而已。 2、为什么说运动后过量氧耗并不等于运动中的氧亏?试述运动后过量氧耗产生的机制? 答:运动后恢复期内为了偿还运动过程中的氧亏,以及在运动后使处于高水平代谢的 机体恢复到安静水平时消耗的氧量称为运动后过量氧耗。运动结束后,肌肉活动虽然停止, 但机体的吸氧量并不能立即恢复到安静时的水平。 这是因为运动后恢复期的吸氧量与运动中

的氧亏不相等,运动后恢复期的吸氧量并不是完全只用于偿还运动中的所欠下的氧,而且还 要用于偿还在运动结束后,恢复到运动前安静水平所消耗的氧。这是由于运动时激活了肌细 胞中线粒体氧化酶的活性,使代谢增强,在运动结束之后的一定时间内,一些生理、生化指 标并未很快地恢复到安静水平。例如,马拉松运动员在比赛后,恢复期的时间比较长,在恢 复期第80分钟,吸氧量仍然高于安静时的70%以上。因此,恢复期的吸氧量并不等于氧亏, 并且大于运动中的氧亏。大量的研究表明下列几个因素影响运动后过量氧耗。 (1)体温升高的影响

运动时体温上升,运动后恢复期体温不可能立即下降到安静时水平,使肌肉的代谢继续 维持在一个较高水平上。根据海克勃的研究计算,运动后恢复期的耗氧量成分,恢复曲线的 慢成分有 60-70%产生于肌肉温度升高的原因。实验证明,体温和肌肉温度与运动后恢复期 耗氧量的恢复曲线是同步的。 (2)儿茶酚胺的影响

激烈的运动使体内儿茶酚胺增加。运动后恢复期儿茶酚胺的浓度仍然保持在较高水平 上,因而氧消耗增加。格莱登的实验证明,给狗注射去甲肾上腺素,狗的骨骼肌的耗氧量增 加40%。

(3)甲状腺素和糖皮质激素的影响

甲状腺素和糖皮质激素也促进细胞膜上的Na + \\ K+

泵的活动增强。同时在运动后恢复期

其浓度仍然保持在较高水平,因而消耗一定的氧。

此外,有研究也认为运动后恢复期内,磷酸肌酸(CP)的再合成需要额外的氧、Ca 2+

全部回收到终池, 以及在运动结束之后的一段时间内, 许多激活线粒体酶的因素并未立即消除。

这些均是运动后过量氧耗与运动过程中的氧亏并不相等的因素。 3、试述乳酸阈的概念及其影响因素。

答:人体在渐增负荷运动中,血乳酸浓度随运动负荷的渐增而增加,当运动强度达到某 一负荷时,血乳酸浓度急剧上升的开始起点,称为乳酸阈。乳酸阈反映人体的代谢供能方式 由有氧代谢为主开始向无氧代谢为主过渡的临界点。通常血液乳酸浓度 4 mM/L,大约为最 大吸氧量的 60-80%。由于个体的差异比较大,在渐增负荷运动中,血乳酸浓度激剧上升的 开始起点并不都是4 mM/L,其变化范围大约在 1.4-7.5 mm/L之间。因此,此时的拐点也称 为“个体乳酸阈” 。最大吸氧量反映人体在运动时所摄取的最大的氧量,而乳酸阈则反映人

体在渐增负荷运动中,血乳酸浓度没有激剧堆积时的最大吸氧量实际所利用的百分比,即最 大吸氧量利用率%(%VO2max)。其值愈高,有氧工作能力愈强;反之,有氧工作能力愈低。 影响乳酸阈的因素:

(1)训练水平的影响 最大吸氧量受遗传因素的影响,而训练可以提高乳酸阈。戴维斯 (Davis)的研究指出,经过系统训练后的受试者,最大吸氧量只能提高 25%,而乳酸阈却提 高 44%。其原因是遗传因素限制了最大吸氧量的提高幅度,而乳酸阈值主要与外周的代谢 因素的关系更密切,例如:肌肉的血流量、肌纤维类型的百分组成及酶的活性等。训练可以 改善代谢能力,使乳酸阈值较大幅度的提高。

(2)运动项目的影响 许多研究表明,长跑、游泳、自行车等项目运动员的乳酸阈值及 吸氧量利用率%要高于短跑、短距离游泳等非耐力项目运动员。

(3 肌纤维类型及酶的活性 慢肌纤维百分组成高的人,其乳酸阈也高。Tesch 等报告了 乳酸阈值4 mM/L时的吸氧量与慢肌纤维之间的相关系数 r=0.75。有氧耐力训练可提高氧化 酶的活性,可见,乳酸阈的提高与肌纤维类型的动用、酶的活性有密切相关,训练的目的就 在于改善这些因素。

(4)性别、年龄的影响 性别影响乳酸阈时的吸氧量水平,但不影响乳酸阈时的最大吸 氧量利用率%。研究表明,我国男子大学生乳酸阈时的吸氧量比女子显著性增大,而增大吸 氧量%在男女之间却没有显著性差异。我国男女优秀运动员的最大吸氧量有显著性差异,乳 酸阈时的吸氧量占最大吸氧量%却没有明显差异。年龄对儿童少年的乳酸阈有一定的影响。 斯金纳(Skinna)等研究认为儿童时期,由于磷酸果糖激酶水平低,所以用 4 mm/L 毫克分子 的乳酸阈研究他们是没有意义的。近年来,许多学者对儿童少年研究表明,9-15 岁的乳酸 阈在3.84-4 mm/L之间,与成人比较没有显著性差异,但 5 岁的儿童乳酸阈值仅有2 mm/L。 (5)环境条件的影响 人在4000 米的高处时,大气压的下降伴随着氧分压的减少,吸 氧量也大约减少,同时也影响乳酸阈。高原条件下乳酸阈时吸氧量明显低于平地,温度的变 化也影响乳酸阈。研究表明,在高温(40℃)条件下进行渐增负荷运动与常温(25℃)相比,乳 酸阈时吸氧量有明显的差异。 4、试述研究乳酸阈、通气阈的意义。 答:(1)评定耐力水平

乳酸阈值可用于预测和评定运动员的运动能力,以及训练后耐力能力的提高。例如:麦 德(Mader)提出用 4 mM/L 的乳酸阈时跑速作为评定运动员有氧耐力的指标。法雷尔提出优 秀运动员通气阈不应低于最大吸氧量 80%。由于乳酸阈反映肌肉的氧化能力,它与肌纤维 中线粒体的数目、体积、氧化酶的活性及毛细血管的发达密切相关,因此,可用乳酸阈评价 运动能力水平和训练效果。

(2)定训练强度

利用乳酸阈作为制定训练强度的指标是有效的, 因为利用个体乳酸阈水平为基准进行训 练,可抑制肌组织中代谢性酸中毒的早现。研究表明,乳酸阈时的血乳酸浓度可维持30 分钟而不增加,优秀运动员甚至可达50分钟。因此,在田径、游泳等周期性项目中,利用个 体乳酸阈值安排训练强度已被广泛利用。同时在足球、手球、橄榄球等项目中利用个体乳酸

阈值作为训练强度的指标,发展运动员的有氧耐力的方法也引起了教练员的重视。 (3)动处方的制定

在有些国家,乳酸阈、通气阈已被用于病人恢复健康和中老年人运动处方的制定。由

于有氧代谢运动,在运动中没有乳酸堆积而又不易发生过度通气,增强心脏机能效果好。此 外,利用乳酸阈、通气阈的强度进行减肥运动、对防止肥胖、防治高血压病也有较好的效果。

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