《运动生理学》教案 绪论 教学目的： 1、 了解运动生理学的发展历史 2、 掌握运动生理学研究的对象、内容 3、 初步认识运动生理学研究的任务、方法 4、 掌握人体功能的基本特征和生理功能调节的基本方式 5、 引发学生学习运动生理学的兴趣 教学方法： 讲授、作业练习 重点： 人体功能的基本特征和生理功能调节的基本方式 难点： 激发学生对本门学科的学习兴趣 一、运动生理学研究现状与发展趋势 （一）、运动生理学发展历史 运动生理学是研究人体在体育运动影响下身体机能变化规律的科学，是人体生理学的一个分支运动生理学的发展只有数百年的历史，而如今成为一个非常庞大的学科群，以惊人的速度发展，因此，运动生理学是一门非常年轻而又生命力的学科 1、解剖学是研究人体生理学的先导 古希腊在研究人体机能方面起步很早，但由于宗教势力对科学的扼杀，直到 16 世纪，对人体结构与功能的理解尚无实质意义上的贡献 解剖学是生理学的先导作为划时代的里程碑，1543 年由 A.Vesalius 所著的《人体结构》改变了后人研究的方向尽管该书主要聚焦于各个器官的解剖学描述，但偶尔也试图解释其功能。
英国历史学家 M.Foster 爵士曾这样评价该书：“它不仅是现代解剖学的开端，而且也是现代生理学的开端它彻底终结了 14 个世纪的思想禁锢，在真正意义上开始了医学的复兴 早期的大多数生理学解释或错误百出，或模棱两可，使得人们时常认为也许这些解释由推测而来例如，解释肌肉如何产生力量时，由于受眼睛观察力所限，时常仅限于运动期间肌肉围度与外形的变化由这种观察而来的结论势必大打折扣，有时甚至笑话百出如 H.Fabricius 在 1574 年曾解释肌肉的收缩力存在于肌腱中而不是“肉”中直到荷兰科学家 A.V.Leeuweehoek 于 1660 年引入显微镜后，解剖学家才发现了单个肌纤维的存在但这些肌纤维是如何收缩并产生力量的，却一直是一个谜揭开这个谜底花了约 300 年时间20 世纪中期，借助于电子显微镜，才弄明白肌肉蛋白收缩的复杂机理 2、运动生理学的出现 一直到 19 世纪后期，生理学家的主要任务还仅限于获得具有临床价值的信息身体运动的反应几乎无人理睬直到 19 世后期，肌肉生理学才引起生理学家注意1889 年出版的《身体运动的生理学》（F.La Grange 著）这是运动生理学第一本教科书，标志着运动生理学已经开始发展成为一门独立的学科。
当时许多概念使人们大惑不解，无法自圆其说，而且这是早期运动生理学的通病主要因为受制于当时对运动所进行的研究甚少，且研究工具非常落后19世纪末期，许多理论用来解释肌肉收缩时的能量来源有些理论根据所观察到的运动期间肌肉收缩产生大量热这一现象，提出这些热直接或间接被用来引起肌纤维缩短 20 世纪初（1907 年），W.Fletcher 等人注意到肌肉活动与乳酸生成之间存在着密切关系这一观察结果导致了人们认识上的一大进步：肌肉活动的能力源自于肌糖原分解为乳酸，尽管当时对反应细节模糊不清当时生理学家已经注意到，肌肉活动时能量需求很高，因此若从研究肌肉入手，更易解开细胞代谢之谜这一努力终见成效：1921 年 A.V.Hill 因他的能量代谢的发现荣获诺贝尔奖经过 300 多年努力，运动生理学终于在某些领域赶上了世界科学发展的起步 3、哈佛疲劳实验室时代 在运动生理学领域，论及实验室的影响，首推哈佛疲劳实验室（Harvard Fatigue Laboratory-HFL）该实验室建立于 1927 年，关闭于 1947 年在这 20 多年期间它红极一时，成为当时运动生理学领域的“麦加圣地” 哈佛疲劳室的创立应归功于世纪著名的生物化学家 L.J.Henderson。
当时他非常敏锐地觉察到研究受不同环境影响人体生理学变化的重要性他自己没有牵头，而是指定了一位年轻的生物化学家 D.B.Dill 担任此职D.B.Dil 不孚众望，虽然缺乏应有生理学方面的经验，但他运用自己创造性的思维与凝聚力，团结了一批年轻的科学家，创造了一个良好的研究环境在建立初期，哈佛疲劳实验室将研究重点运动、营养与健康问题例如 S.Robinson1939 年在进行的运动与衰老的研究他的研究对象的年龄跨度为 6-91 岁通过研究，他描述了衰老对最大心率和摄氧量的影响他们还研究了耐力运动的生理学，描述了长跑等项目的生理需求其中一些最成功的实验并非完成于实验室，而是跋涉于内华达沙漠、密西西比河三角洲、加利福尼亚山顶他们的研究成果为现代运动和环境生理学奠定了基础 第二次世界大战爆发后，随着美国参战，哈佛疲劳实验室也改变了自己的研究方向，转而面向军事应用研究 我们不能今日的思路去理解过去，否则我们根本无法理解他们的工作与他们的时代当时测定摄氧量需要几天时间，需要道格拉斯气袋(收集气体)、需要人工操作的化学分析器（分析氧气与二氧化碳），甚至需要计算尺（计算摄氧量）而这一切对于今天的我们，令受试者戴上面罩后，在实验进行的同时结果就已经实时打印。
我们不能不为运动生理学先驱者的献身精神而折服，并由衷地表示深深的敬意 哈佛疲劳实验室不仅是研究机构，同时它也是培养生理学研究人才的摇篮，是吸引全世界年轻生理学家智慧的中心20 年间，先后有 15 个国家的学者在此工作它撒下种子，并在全世界开花结果这些学者回国后大多建立了自己的实验室，并成为国际运动生理界的头面人物国际知名的运动生理学家，大多可将其根追溯至哈佛实验室因此，在 1927-1947 年期间，它被称作运动生理学领域的“麦加圣地” 4、斯堪的纳维亚时代 20 世纪 30 年代，丹麦科学家、诺贝尔获得者 A.krogh 与 D.B.Dill 协商后，三位年轻的生理学家 E.H.Christen、E.Asmussen 以及 M.Nielson 来到美国受 A.krogh 的鼓励，三位年轻人学成回国后，均确定了自己的研究方向 E.Asmussen 研究肌肉的力学特征，M.Nielson 研究体温调控，并活跃于各自领域而 E.H.Christen 则致力于运动营养学研究20 世纪 30 年代末期，他的有关运动期间糖与脂肪代谢的研究成果，被称作先驱性的运动营养学研究，至今仍被引用。
E.H.Christen 对运动生理学另一贡献是：将 P.O.Astrand 引进运动生理学大门P.O.Astrand 不孚众望，在 20 世纪 50 年代与 60 年代，进行了大量的有关耐力运动及身体素质方面的研究最先由 A.V.Hill 提出的作为运动机能评定指标的“最大摄氧量”概念，则是通过 Astrand 等进行了广泛研究后才确定了它的实用价值及测定标准 他们还与斯德哥尔摩 Karolinska 学院的生理学家合作研究这些学者主要从事运动的临床应用他们所采用得肌肉组织的针刺活检技术，被公认是促进人类肌肉生物学研究和肌肉营养研究快速发展的关键技术，可在运动前、运动期间以及运动后随时方便地进行组织血和生物化学研究此外，他们还致力于血液循环的有创研究 如 1927—1949 年期间哈佛疲劳实验室被视作运动生理学领域的“麦加圣地”一样，后来斯堪的纳维亚实验室也扮演此角色过去 30 年间，世界许多领先研究均由两地联手合作进行 在运动生理学的发展中，前苏联在运动生理学方面的研究不容忽视巴甫洛夫（Ivan Petrovich Pavlov,1849—1936）从研究消化的生理过程中发现条件反射现象，从而开创了条件反射的研究，建立了高级神经活动的学说。
前苏联运动生理学研究沿着巴甫洛夫条件反射学说的理论基础建立了独具特色、具有相对完整体系的学科克列斯托甫尼可夫、吉姆金、法尔费利和雅可甫列夫等人的工作都对运动生理学的发展产生了深远的影响 在亚洲，1916 年日本的吉田章信曾著有《运动生理学》，阐述运动的生理效果，其内容还只是偏重于形态学的体格测量其后东龙太郎主持东京的体育学科讲座，也曾从事运动生理学的研究猪饲道夫是日本现代运动生理学的拓建者，他领导东京大学的运动生理研究室为日本培养了运动生理学的专门人才，并在运动生理学与运动生物力学的综合研究方面也做出了卓越的贡献 我国运动生理学作为独立的学科研究起步较晚，1924 年，我国的生理学工作者程瀚章编写了中国近现代早期的运动生理学专著——《运动生理》，1940年我国著名生理学家蔡翘编著《运动生理学》问世，1954 年北京体育大学首次招收运动生理学研究生，并邀请前苏联专家授课和指导科研工作，标志着运动生理学在我国真正成为了一门独立的学科，同时，也奠定了我国运动生理学发展的基础1958 年成立国家体育科学研究所，运动生理学成为重要的研究领域，同时各体育学院也相继成立运动生理学教研室，至此，我国的运动生理学研究有了蓬勃发展。
20 世纪 70 年代末，我国自己开始招收并培养运动生理学硕士研究生，1987 年我国首次招收运动生理学博士学位研究生，也是我国体育科学首次招收博士研究生的专业 目前，各省市都成立了体育科学研究所，运动生理学是各科研所重要的研究领域，运动生理学专业技术人才在优秀运动员科技攻关与服务、全民健身理论与方法研究中均发挥重要作用，并已取得显著效果 我国运动生理学有影响的人物应首推王义润教授，她作为我国生理学界的创始人指导并培养了一大批高水平运动生理学专业人才，是我国首位运动生理学博士研究生、也是我国首位体育学博士研究生导师，为我国运动生理学的发展做出了突出贡献陈家琦教授作为我国运动生理学界德高望重的专家，长期以来从事运动生理教学、研究工作，特别是在运动与气体代谢方面取得了显著成果 近几十年，我国的运动生理研究取得了长足的发展，有些研究成果已经接近或达到国际先进水平，特别是在优秀运动员身体机能的生理、生化判断方法、高原训练的生理、生化适应及机理、延迟性肌肉酸痛和肌肉损伤的机理、乳酸无氧阈形成的激励、有氧代谢的发展规律和机理、运动性低睾酮的激励、运动性疲劳的机理（肌肉物质能量代谢及调节、自由基代谢、钙离子等）以及中医药恢复手段的应用研究等领域已取得大量高水平的科研成果。
但从整体来看，我们与世界先进水平相比，尚有很大差距，并且存在应用基础理论的研究相对薄弱、科研方法和技术相对落后、对训练方法的研究重视不足等问题 （二）、运动生理学研究现状 1、 运动生理学的基础研究 运动生理学虽然十分年轻，但是，它已经在数代生理工作者的努力下建立了自己的理论基础、实验手段，有较成熟的专著、教材、成果以及一支高水平的队伍，可以说，已经成为一门较成熟的学科 19 世纪细胞学说等的建立促使生理学研究开始进入全盛时期；20 世纪不仅是科学革命的世纪，也是技术革命的世纪，随着现代物理、化学、数学、计算机等基础科学和先进技术的迅猛发展以及相关学科的渗透，使生理学的研究有了很大的进展，对生命活动规律的认识发生了质的飞跃运动生理学与生物化学、分子生物学、生物物理、免疫学、细胞和遗传学等学科研究成果融会贯通产生新兴分支学科，注重从细胞和分子水平上探讨运动对机体功能活动影响的本质问题 分子生物学及生物技术的崛起仅有 20 年时间，现已几乎渗透到运动生理学研究的所有领域，促使现代运动生理学从细胞水平向分子水平深入发展如细胞凋亡、基因工程、细胞膜信号跨膜转导等已成为运动生理学基础研究的前沿热点，运动与神经—内分泌—免疫网络理论、运动与氧化应激、运动与自由基、运动与细胞凋亡等理论的研究成果为运动实践提供必要的理论基础。
20 世纪 70 年代兴起的分子水平以及经过 80 年代和 90 年代的技术积累以及 21 世纪人类基因组计划和后基因组计划的推进的实施，为推动运动人体科学进步带来的空前机遇，将引领运动生理学研究的迅猛发展 2、 运动生理学的应用研究 。