运动生理学概述

一、运动生理学的任务及研究方法

运动生理学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反应和适应过程，是体育科学中一门重要的基础理论学科。

任务是：对人体的机能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的生理特点，以达到增进健康，增强体质，防治某些疾病和提高运动技术水平的目的。

研究方法：主要是实验，通过实验观察和分析机能活动的变化过程及其因果关系。

研究对象：以正常人体为研究对象，研究人体对运动的反应和适应。

运动生理学的研究按研究对象不同可分为三个层次，整体水平，器官和系统水平，细胞或分子水平。

二、运动生理学的发展过程

运动生理学简史

运动生理学在长河中是一门十分年轻的学科，作为生理学的一个分支，还仅是上世纪初的事，而生理学迄今为止已有三百多年的历史。

在世界范围内纵观运动生理学的发展，在上世纪初应首推英国的生理学家希尔，当时曾出版他的三部运动生理学名著《肌肉活动》、《人类的肌肉运动》、《有生命的机械》。

英国的班布里奇，《肌肉运动生理学》，论述了运动时能量变化的过程，及肌肉中什么样进行的，肌肉活动时氧及营养物质供应的调节机制，肌肉运动的机械装置。

日本的吉田闪电战信很早就写了一本《运动生理学》，可认为是亚洲运动生理学早期的代表作。

我国的运动生理学的研究虽然起步较晚，1940年生理学家蔡翘即已编写了《运动生理学专著》，其后赵敏编著的《实用运动生理学》，于1951年出版，为我国当时体育系、科的主要参考书。

从本世纪20年代运动生理学成为一门独立的学科开始，随着其它自然学科和生物学科的发展，运动生理学在这半个世纪的发展也十分迅速。首先，研究的领域更加广泛，层次也更加深入，从整体、器官水平的研究深入到细胞、亚细胞及分子水平的研究；其次，在研究方法上随着电子技术的高速发展，分析化学的进展及其在生理学上的应用，运动生理学在研究手段、实验方法上也引进了不少的新技术，新成果；第三，随着各门学科的互相渗透，运动生理学和运动医学、运动生物化学等学科也互相渗透，从而使研究的领域日益开阔，对问题的研究也愈加深入。

三、运动生理学的研究现状

从整体器官水平的宏观研究深入到细胞水平与分子水平研究

在这一趋向中，特别是对骨骼肌的研究，越来越受到更多人的青睐，1962年Bergstonm创造了活体肌肉检查法，借助电子显微镜使直接研究运动给人体肌肉组织带来年影响。

因此对快慢肌纤维与体育运动的关系进行了研究的方面很多。运动项目与快慢肌纤维特征的依存关系；骨骼肌纤维在力竭性运动后Z线和M线的变化；不同纤维的自由基变化、酶的氧化反应等。它们不仅是基础理论的研究，而且有一定的衫价值，如提出静力牵张，针刺等方法，，能加速运动后骨骼肌恢复过程等等。

最大摄氧量，个体乳酸阈，无氧功率的研究是当前各国研究的热门课题。

这三个方面受重视的原因有三个，其一，具有极大的实用性，大量的研究成果表明，最大摄氧量评价耐力运动员身体机能的重要指标，两有着极大的正相关。个体乳酸阈训练又是提高极限下强度跑的最佳手段。

其二，最大摄氧量的间接测定法被确认以后，应用更具备简易、经济、快速、普及等特点。

其三，自从80年代中期美国布鲁克斯提出氧债、无氧阈、氧亏的三个概念的争论后，引起了更多人工对大强度运动后，体内是否缺氧的问题的争论。因此，不同速度跑时肌乳酸的拐点和酶活性，耐力项目对个体乳酸阈、最大摄氧量和心输出题 的影响，不同运动项目乳酸阈、肺通气阈的关系以及最大摄氧量在康复医学和无氧阈在运动处方中的应用。这些方法在当前已经成为综合评定人体机能水平不可缺少的生理指标。

对研究方法探讨

当前很多高质量的研究成果的出现，与彩了自动化分析仪器设备、电镜及核磁共振仪和电脑信号处理等。在采用高、新、精、尖仪器的同时，研究简易方法的科学性，准确性和可重复性，也被许多运动生理的专家们注意到。如著名的哈佛台阶实验研究人体的机能水平。近年来对中枢神经系统的研究的指标很少，目前有人开始探讨中枢皮层脑波的关联复变化，研究专项训练和先天遗传因素与之的特片的关系，从而开发对皮层活动的研究方法。当然用更新的仪器开发研究运动生理学还处在方兴未艾的阶段，例如用MRI研究运动疲劳，用CT研究身体的组成等等。

提高人体机能辅助方法的研究：如合成类固醇一类的兴奋剂，吸氧，血液回输，麦胚芽油，维生素，生物电刺激，针灸，气功等方法的应用。

密切联系运动竞赛

注意经济效益与社会是当前运动生理学研究工作的特点之一。监测运动员的生理机能，合理安排运动负荷，探讨加速运动员恢复的手段，在不同时间间隔内测量乳酸含量，为加大运动强度提供依据，研究心脏功能为跑步节省化提供建议。

四、生命体的基本生理特征和机能调节

人体和各种生物机体经及一切活组织都要进行最基本的生命活动，因此具有共同的基本生理特征。基本生理特征主观指新陈代谢，应激性，兴奋性以及适应性。

新陈代谢：机体组织与周围环境之间的不断进行曲的物质交换和能量转移的过程，即称为新陈代谢。机体或活组织生存在周围环境之中，既要对周围环境的变化做出反应，又要维持着体内的物质运动，为此机体或组织细胞内部的成分便需不断分解释放出能量，以满足活动的需要，并将分解产物排出体外。与此同时，机体或组织细胞又需不断从外界摄取营养，合成其内部成分，以补充分解造成的消耗，各种营养物质所携带的化学能便函同时转移到这些成分之中。

应激性：机体或一切活组织对周围环境条件的变化有发生反应的能力，这种能力或特性叫做应激性。可以引起反应的环境条件的变化叫刺激。

受刺激后发生什么样的反应，取决于它们的结构和机能的特点。但不论是哪种组织，对刺激发生的最基本的反应则是物质代谢的改变。

兴奋是指活组织在刺激的作用下所产生的一种可传播的，伴有电活动变化的反应过程。组织能够产生兴奋的能力或特性叫兴奋性。

神经和肌肉是具有兴奋性的组织，其它组织如骨组织等虽在受到刺激后也能发生代谢变化或其它变化，但不能产生兴奋过程，所以它们只具有应激性，而不具有兴奋性。

组织对刺激的反应表现为兴奋还是抑制，主要取决于当量刺激的量和质，以及组织当时所处的机能状态。可兴奋组织产生兴奋时，可由静止状态变为活动，也可由活动变为静止。

刺激必须持续一定时间，并达到一定强度才能引起组织兴奋。对强度较小的刺激就能产生兴奋的组织兴奋性高。否则兴奋性低。

适应性：机体与环境之间的相互作用还表现在机体对内外环境的适应性。环境的变化常常是巨大的。这种在环境变化中以适当的反应来保持自身的生存，克服可因这种变化造成危害的特性叫适应性。

人类机能调节由相互联系的神经调节和体液调节两方面来完成。

神经调节是主要的调节方式。五个环节构成的反射弧是神经调节最基本的方式。可划分为条件反射和非条件反射。特点：迅速而精确。体液调节：某些细胞产生特殊的化学物质，包括分泌腺所分泌的激素，通过细胞外液或借助于血液循环被送到一定的器官和组织，以引起特有的反应。特点：缓慢而广泛，作用也比较持久。

从控制论的角度来认识。即为正反馈与负反馈。一类是加强控制部分活动的正反馈，另一类是抑制控制部分活动的负反馈。在人体的机能调节中，大量为负反馈信息，它们对确定机能反应的适宜程度具有更为重要的意义。