运动性疲劳与恢复

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1、体育锻炼与运动性疲劳一、运动性疲劳的概念在1982 年的第5届国际运动生物力学会议上，运动性疲劳定义 为：“机体的生理过程不能持续其机能在一特定水平或不能维持预定 的运动强度”。这种疲劳属于正常的生理现象，只要通过调整和适当 的休息即可使运动能力得到恢复，甚至超过原有的运动水平。但如果 疲劳长期积累而不能消除，就会发展成为过度性疲劳而引起身体某些 器官的病变而危害体育运动员的健康，所以对人体疲劳的这种反应要 能掌握其规律并及时进行调整。这样就不会影响正常的体育训练和运 动成绩的提高。二、运动性疲劳的产生机制 各国学者较公认的且最具有代表性的几种机制有以下几种： 2.1衰竭学说2.1.1磷酸原储

2、备的减少在人体骨骼肌中，ATP （腺苷三磷酸）含量约为6mg分子/kg湿 肌，CP （磷酸肌酸）的含量约为1720mg分子/kg湿肌。在激烈运 动的30s内，肌肉中的ATP和CP大量消耗供能，其储存量明显下 降；而以极限强度持续运动 23min 至精疲力竭时， CP 的浓度下降 至接近于零但不会为零。最新用核磁共振技术的研究结论不支持 CP 大量消耗是疲劳产生的原因，而认为 CP 在运动时的主要作用是使 ADP （腺苷二磷酸）再磷酸化为ATP，以保持ATP达到放松时需要的 水平。可见，有关 ATP 和 CP 在疲劳产生过程中的作用和机理还有 待进一步研究。2.1.2糖原储备的减少 研究表明，在

3、长时间运动中，产生疲劳的同时常伴有血糖浓度降 低，在补充糖以后，工作能力有一定程度的提高。事实上在血液等细 胞外液中，葡萄糖贮量约为20g,而1个马拉松运动员每分钟可消 耗的葡萄糖为5g，因此，肝脏必须不断地将肝糖原分解为葡萄糖释 放进血液，以防止因低糖而导致疲劳，但肝糖原贮量约为100g,仅 可供约 20min 运动时能量的供应。人体肌肉中糖原含量约 300400g 左右，当肌糖原被大量消耗时，运动能力就下降，这是长时间运动疲 劳的重要原因。2.2堵塞或窒息学说该理论认为疲劳是由于某些代谢产物在肌组织中堆积造成的。首 先，19 世纪兰克发现肌肉收缩期产生的乳酸、二氧化碳等可使肌肉 的收缩能力

4、下降；其次， 1907 年费来切和露普金斯发现，在肌肉疲 劳的同时，出现了高乳酸浓度；再次，1925 年迈耶霍夫把离体肌肉 放进碱性任格氏中，发现肌肉工作时间延长、乳酸增多，因之认为是 氢离子浓度上升造成的 PH 值下降是引起疲劳产生的机制；最后， Karlessonl975年的研究认为，乳酸堆积会引起肌肉机能下降，原因 是通过乳酸分子上的氢离子起作用的。上述学者们都是支持“堵塞” 学说的，另外，因为乳酸是由于缺氧产生的，所以“堵塞”学说也叫 “窒息”学说。2.3内环境稳定性失调学说该理论认为疲劳是由于 pH 值下降、水盐代谢紊乱、渗透压改变 和激素不足等因素引起的。有研究表明，当人体失水占体

5、重 5时， 肌肉工作能力下降约 20930，失水量超过 10时，行走的能力将 受到影响，同时伴有协调力差和肌肉痉挛。美国哈佛大学疲劳研究所 发现高温下作业的工人因泌汗增多，可迅速产生不能劳动的严重疲 劳，给予饮水不能缓解，须服用含氯化钠 0.040.14的水溶液才能 克服。Blanchi等人发现，横管内钙的积聚可能是肌肉疲劳的原因。 Essen 等人的研究表明，快肌纤维易疲劳，而慢肌纤维疲劳发生较慢， 这与快肌纤维的糖酵解活动提高，无氧供能较多有关。 2.4保护性抑制学说我国生理学家蔡翘研究疲劳时发现，随着疲劳的发展，抑制过程 间断地发展着，他把这种抑制叫做间断性地保护性抑制。按照巴甫洛 夫学

6、派的观点，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消耗增 多，为避免进一步消耗，便产生了抑制过程，这对大脑皮层有保护作 用。至于其他因素如血糖下降、pH值下降、缺氧、盐分丧失、渗透 压升高等，巴甫洛夫学派认为上述因素会促使皮质神经细胞工作能力 降低，因而促进了疲劳（保护性抑制）的发生和发展。 2.5自由基学说自由基是指外层电子轨道上含有一个或一个以上未配对电子的 分子、原予或基团。在细胞内的线粒体、内质网、细胞核、质膜和细 胞液中都可产生自由基。由于自由基的特殊结构，它的化学性质特别 活泼，能造成细胞功能和结构的损伤和破坏。Dili

7、ord 1978年首次 把自由基引入运动医学领域，认为自由基与运动性疲劳有着密切的关 系。有研究表明，随着运动强度的增加，身浆脂质过氧化水平升高， 能对调节钙离子转运的钙ATP酶产生影响，造成胞浆中钙离子的 堆积，影响肌纤维的兴奋收缩偶联，使肌肉的工作能力下降，同 时还造成对肌肉等组织的损伤，防碍正常细胞代谢功能，导致产生运 动性疲劳。研究还发现，自由基能引起线粒体呼吸链产生 ATP 的过 程受到损害，使细胞能量系统发生障碍，影响肌纤维的收缩功能，还 能使某些酶失活而产生一系列病理变化导致疲劳。2.6 中枢神经失调学说谢切诺夫很早就提出了疲劳的神经论观点，他通过实验认为：“人 们通常把疲劳感觉

8、归之于工作着的肌肉，而我对疲劳消除的解释唯一 归之于中枢神经系统”。巴甫洛娃曾用脑电图的方法研究静力活动疲 劳时大脑生物电现象发生明显的变化。有研究表明，人体连续从事负 荷的运动，可使大脑皮层的兴奋与抑制过程之间的平衡性遭到破坏， 造成过度兴奋或过度抑制，破坏了原有的动力定型，导致皮层下功能 发生紊乱，从而引起各器官、系统的功能失调，因之产生疲劳。2.7 突变学说Edwards 1982 年从肌肉疲劳时的能量消耗、肌力下降和兴奋性 丧失三维空间关系，提出了肌肉疲劳的突变理论，并认为这是运动性 疲劳的生物化学基础，认为疲劳是运动能力的衰退，形如 1 条链的 断裂现象，突变学说的特点在于，单纯的能

9、量消耗，肌肉的兴奋性并 不下降。在 ATP 耗尽时，才引起肌肉僵直，这在运动性疲劳中不可 能发展到这个地步；在能量和兴奋性丧失过程中，存在 1 个急剧下 降的突变峰，兴奋性突然崩溃，并伴随力量或输出功率的突然衰退。 所以，突变理论把疲劳看成是多种因素的综合表现。三、人体运动时的供能系统及对应运动形式1. ATPCP供能系统。该系统又称为磷酸原供能系统。主要靠化学能源CP供能，不需 氧的参加，属无氧代谢，没有导致疲劳的副产品，但在肌肉中的储存 量是很少的。主要用于短跑或任何高功率，短时间活动。短时间最大 强度运动疲劳是因ATP转换速率下降所致。2. 乳酸能系统。这个系统也称糖酵解供能系统。主要靠

10、食物能源糖分解供应ATP 合成所必需的能量。属无氧代谢，供能十分迅速。在1到3分钟内 以最大速度完成的运动，如400米或800米跑, 是依靠乳酸系统大 量供给ATP能量的。但是其供能过程中有副产品乳酸生成，当肌肉和 血液中乳酸积累达到很高水平时，肌肉产生暂时性疲劳。这是乳酸系 统一个很明显的特点，而且是肌肉运动时疲劳产生的主要原因之一。3. 有氧供能系统。在有氧的情况下，1 克分子糖原彻底氧化分解成水和二氧化碳,同时释放能量使39个克分子的ATP再合成。并且没有导致疲劳的副 产品产生。有氧代谢系统的另一个值得注意的特点是有氧代谢系统和 分解的食物有关。不仅是糖原，脂肪和蛋白质也可以被有氧分解为

11、二 氧化碳和水，并释放供 ATP 合成所需要的能量。由此可见，在进行 长时间耐力活动时，有氧代谢系统是主要的供能系统。例如，马拉松 跑时，比赛要持续 2.5 小时左右，持续时间这么长是因为大量的能 源物质和氧很快地被利用，从而避免了早期疲劳的产生。四、运动性疲劳的诊断1. 主观感觉运动员在训练后稍有疲劳和肌肉酸痛是正常的，通常经过休息后 症状会自然消除如出现轻微不适，运动员是可以通过对自身身体不 同的感受判断出自己是否出现疲劳的；如果明显感到精神不振、厌烦 训练、无力、困倦气短、胸部憋闷等不良现象，可以通过“主观体力 感觉表”进行定量分析，以此来推断疲劳程度2. 观察评定通过观察运动员的外部表

12、情或动作技能来判断，如发现动作僵 硬、动作幅度频率减小、思想不集中或厌烦运动、排汗量增多、呼吸 快而表浅、眼神和动作不协调，技术动作明显失误增多，严重时有思 维和意识变异等状况时，应及时调整运动量，以便有足够的调整恢复 时间3. 生理指标评定肌肉处于疲劳状态时，承受运动负荷及运动量的能力会明显下降，运动技能能力也相应下降处于该类疲劳状态的表现形式有：肌 力、形态、肌肉围度、呼吸肌机能的变化等3.1.1 肌力 评定疲劳时，可对参与工作的主要肌群进行测试先准确测量运 动前若干次的肌肉力量，待运动结束后再进行同样方式的力量测定， 如果肌力低于运动前水平或几次力量测定值连续下降即为疲劳，恢复 时间越长

13、证明疲劳程度越深3.1.2 围度及硬度 硬度增加是肌肉收缩和放松能力下降的表现，采用肌肉硬度计测 量肌肉在放松状态下的弹性即可判断肌肉疲劳程度；肌肉围度增加则 是由于下肢血液滞留和组织液增多所致，且围度增加的大小与疲劳的 程度呈正比3.1.3 呼吸肌机能通常采用的是“洛金塔里测试法”指连续测量5次肺活量，每 次间隔15s,若逐次减少，表明呼吸器官机能状态不佳或疲劳“议 契测试法”也能对呼吸肌机能进行测定，主要是通过参考呼吸中枢对 缺氧和二氧化碳浓度升高的耐受力来评定疲劳程度3.1.4 肌电 肌肉疲劳时肌电图表现为积分肌电图总趋势是上升，功率中高频 成分减少，低频成分增加，肌电图功率谱右移，肌电

14、图振幅不规则等3.2 心血管系统疲劳诊断3.2.1 心率1）基础心率：安静状态下高于常态5次/min以上，则认为 疲劳累积现象出现.2）运动中心率：一般采用运动后即刻心率来表 示，也可才用遥测心率的方法来测定，如采用定量负荷，心率增加， 则表示身体机能状态不佳.3）运动后心率恢复：身体如果处于疲劳 状态，则心血管系统机能下降，运动后心率恢复的时间则延长.3.2.2 血压体位反射 疲劳出现后，植物性神经调节系统机能下降，心血管系统机能出现障碍，通过对血压体位反射的测试可以反映心血管系统的调节机能 状态.其方法为：受试者呈坐姿，静息5min并测血压，续而仰卧 3min，扶其背部恢复坐姿，测即刻血压

15、，并间隔3 0s测一次， 共测2min；若2min内血压完全恢复为正常，不能恢复即为调 节机能不良.3.2.3 心电图心肌疲劳可使心电图出现异常，T波下降或倒置，S-T波段下 移，同时出现肌电干扰.3.3 感觉器官与神经系统疲劳诊断疲劳可导致感觉机能下降，同时脑电图的变化也能反映神经系统 的疲劳状态，通常表现为脑电功率谱异常、膝跳反射阈值、闪光频率 融合度和皮肤空间阈的变化等.有研究者认为反应时可能不适用于短 时间一次性力竭负荷的运动性疲劳评定3.4 免疫功能疲劳诊断长期适量运动会增强机体免疫功能，但大强度或长时间耐力运动 会导致免疫抑制.利用免疫指标可对运动引起的过度训练综合征进行早期诊断，

16、对维持运动员健康水平和指导训练具有重要意义4. 生化指标评定4.1 血液评定指标1）血乳酸：安静时血乳酸浓度偏高或运动时最大乳酸值下降， 是运动性疲劳出现的征象之一.2）血红蛋白：如运动员在负荷后出 现血红蛋白低于正常值或呈下降趋势，则表明疲劳可能是由于运动量 过大造成，同时还与机体的营养状况密切相关.3）睾酮/皮质醇比 值：睾酮在机体内促进蛋白质的合成，而皮质醇则通过分解蛋白质维 持动态平衡.在运动后血液中睾酮/皮质醇的比值如下降2 5%并持 续不回升为疲劳，下降3 0%则认定为过度疲劳.4）血清肌酸激酶： 机体疲劳时会出现定量负荷后值明显升高或晨安静值持续高于3 0 0U/L.4.2 尿液评定指标1）尿蛋白：测定运动后尿蛋白含量是判断身体机能状态好坏的 指标之一，因为运动员训练后出现尿蛋白与运动强度关系密切，可对 运动后即刻