第一节 有氧耐力的生理学基础 一、概述 ( 一 ) 需氧量和摄氧量 1 、需氧量 指人体为了维持某种生理活动所需要的氧量。

1. 第十一章 有氧工作能力 目的：掌握有氧运动的生理学基础 掌握提高有氧运动能力的机制 第一节 有氧耐力的生理学基础 一、概述 (一)需氧量和摄氧量 1、需氧量 指人体为了维持某种生理活动所需要的氧量。 安静时约250ml/min(毫升/分) （或3.5 ml·kg-1·min-1） 运动时需氧量随运动强度而变化，并受运动持续 时间的影响。运动时随着运动强度的增大，每分需氧 量也相应增加。

2. 2、摄氧量（吸氧量） 概念：单位时间内，机体摄取并被实际消耗或 利用的氧量称为摄氧量。 安静时：200~300毫升/分（或3.5 ml·kg -1·min-1） 运动时：随着运动强度的增加，每分需氧量成比例 增加，摄氧量能否满足需氧量，取决于运动项目的特 点。 在持续时间短且强度大的运动中以及低强度运动 的开始阶段，摄氧量均不能满足需氧量而出现氧的亏 欠。

3. 运动 项目 强 度 (米/秒) 持续 时间 需氧量/分 （升） 总需 氧量 （升） 运动强度及持续时间与需氧量的关系 短 跑 9.8 10”-20” 40 7-14 中 跑 8.9-6.8 1’-4’ 8.5-25 19-50 长 跑 6.3-5.8 8’-29’ 4.5-6.5 50-150 马拉松 5 >2小时 2-3.5 >500

4. 女<男约10% （二）最大摄氧量及其影响因素 1、最大摄氧量（ Vo2max） 1）概念： 指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈 运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水 平时，单位时间内所能摄取的氧量。 评定人体有氧工作能力的重要指标之一 有氧工作能力：能反映本人的有氧供能的能力。包括最大 吸氧量、维持最大和次大摄氧量的能力。 2）表示方法及参考值 男子 绝对值：3.0-3.5L/min 相对值：50-55ml/kg/min 女子 绝对值：2.0-2.5L/min 相对值：40-45ml/kg/min

5. 2、最大摄氧量的影响因素 1）心脏的泵血功能和肌肉利用氧的能力 （1）心脏泵血功能是影响Vo2max主要（中央）机制 吸氧量=HR×SV×动静脉氧差 （2）肌肉利用氧的能力是影响Vo2max外周机制 ①肌组织从血液摄取氧的能力 ②肌肉组织利用氧的能力 慢肌纤维具有丰富的毛细血管，肌纤维中线粒体数 量多、体积大且氧化酶活性高，肌红蛋白含量也较高。 增加摄氧能力。 2）遗传因素 受遗传因素影响较大，训练主要是提高氧化酶活性 及毛细血管的变化。 Vo2max的遗传度为93.5%

6. 3）年龄、性别因素 青春期前，男女差别不大，到12~13岁后差别增大， 且随增大而增大，男性到18~20岁达高峰，保持到30 岁；女性14~16岁达高峰，保持约25岁，随后随年龄增大而下降。（心脏容积、Hb、睾酮等有关）

7. COVo2max 训练 Vo2max 4）训练的影响 训练可增加心泵功能及骨骼肌对氧的摄取和利用 能力。 SV HRrestHR贮备 ②外周机制 Cap/MF值（ST明显）供血供氧 训练 MF中线粒体酶活性肌细胞利用氧 CO肌细胞利用氧肌细胞内外Po2差摄氧 ①中央机制

10. (三)氧亏和运动后过量氧耗 1、氧亏 在中等强度开始初期，由于氧运输系统惰性，不 能立刻发挥最大水平，使氧供暂不能满足需要；或剧 烈运动中，即使氧运输系统惰性克服，吸氧量仍不能 满足需氧量而出现氧缺--氧亏。

11. 2、运动后过量氧耗 1）概念： 运动后恢复期内，为偿还运动中氧亏及运动后于 高水平代谢的机体恢复到安静水平时消耗的氧量--运 动后过量氧耗

12. 2）运动后过量氧耗的生理基础 包括：ATP、CP的再合成；乳酸的清除和恢复期内 各器官在高水平时的氧耗。 3）运动后过量氧耗的影响因素 （1）体温升高 运动后体温运动后又不能立刻恢复正常代 谢仍较高氧耗 体温升高lºC时，体内的代谢率可增加13%。 （2）儿茶酚胺的影响 　剧烈运动儿茶酚胺促进细胞膜上的Na、K 泵活动加强氧耗 （3）甲状腺素和肾上腺皮质激素的作用 甲状腺激素、糖皮质激素膜Na+-K+泵活动氧 耗

13. （四）乳酸阈与通气阈 1、乳酸阈 1）概念：在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸出现急剧增加的那一点(乳酸拐点)称为“乳酸阈” 。通常为 4mmol•L-1（或36mg%） 2）“个体乳酸阈” 个体在渐增负荷中的乳酸拐点 波动范围： 1.4~7.5mmol/L 意义：更能客观和准确地反映机体有氧工作能力的高低

14. 3）乳酸阈的生理机制 （1）运动时肌肉缺氧 大强度运动肌肉缺氧肌糖原酵解乳酸扩散入 血液 （2）需氧量大于机体摄氧量 需氧量大于机体摄氧量糖酵解供能乳酸 （3）肌纤维类型的动用 低强度运动ST动用占优势；大强度运动FT动用占优 势血乳酸 （4）肝脏对乳酸的消除能力降低 运动时，血液重新分布，使肝脏血液减少，从而降 低了肝脏对乳酸的消除 （5）血乳酸浓度也与能量代谢物质的运用有关 运动时血液中游离脂肪酸浓度增加抑制乳酸供能。

15. 4）乳酸阈测定 受试者在渐增负荷运动试验中，连续采集每一级运 动负荷时的血样(一般用耳垂或指尖末梢血)测得其血 乳酸值。 以运动负荷时做功量(W)或运动强度为横坐标，血乳酸浓度为纵坐标作图，将乳酸急剧增加的拐点对应的血乳酸浓度确定为乳酸阈。

16. 5）影响乳酸阈的因素 （1）训练水平 系统有氧耐力训练肌纤维血供酶活性乳酸阈 （2）运动项目 长距离耐力项目乳酸阈 （3）肌纤维类型及酶活性 ST较多或有氧代谢酶活性乳酸阈 （4）性别、年龄 性别：乳酸阈相同时Vo2影响较大 男>女 最大吸氧量无影响 年龄：对儿童少年有一定的影响，但较成年人低。 （5）环境条件 高海拔氧分压低乳酸阈低

17. 2、通气阈 1）概念 在递增运动负荷前段， 吸氧量与通气量呈线性相 关，当达到某强度负荷 时，通气量大于吸氧量时 的拐点“通气阈” 。 2）机理： 由于强度较大时，吸 氧量<需氧量乳酸由 缓冲作用CO2通气量

18. 3、研究乳酸阈、通气阈的意义 1）评定有氧耐力水平 有氧耐力训练后乳酸阈可推迟 VO2max和LT是评定人体有氧工作能力的重要指标。 前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代谢 水平。系统训练对VO2max提高较小，它受遗传因素的 影响较大。系统训练对LT提高较大。显然，乳酸阈值 的提高是评定人体有氧能力增进更有意义的指标 2）制定训练强度 以乳酸阈强度训练时,较长时间内血乳酸浓度不 3）制定康复健身运动处方 有氧训练时没有乳酸的堆积又不易发生过度通 气增加心肺功能防治高血压、肥胖等有效.

19. Vo2max↗ 二、有氧耐力的生理基础 （一）心肺功能 心室壁厚度变化不大，而收缩力↗ SV 心室容积↗ 心脏 心肌细胞线粒体↗Cap↗→代谢改善→功能↗ HR 耐力训练→HRrest↘HRmax不变→HR贮备↗ 肺容积↗、肺泡通气量↗ 肺 肺泡Cap开放↗ →扩散↗ 肺换气 气体交换面积↗、交换距离↓ 肺泡与肺Cap之间Po2差↗ Margaria(1975年)以Vo2max预测长跑成绩即： M（距离m）=5[Vo2max（ml·kg-1·min-1）-6]T(运动时间)+5Vo2max

20. （二）骨骼肌特点 甘油三酯贮备量↗ 线粒体↗ ST选择性肥大 有氧代谢酶↗ 肌红蛋白↗ 摄氧↗ Gn↗ Cap↗→氧供↗ 肌组织利用氧的能力一般用氧利用率衡量（100ml动脉血流经肌 组织时利用氧的百分比） （三）神经调节能力 ⑴ 神经系统稳定性↗ 皮层能长时间保持（+）（-）有节律交 替，节省神经能量 ⑵ 神经系统协调性↗ 皮层（+）（-）高度集中，各中枢协调性↗ 配合更完善，内脏与运动器官更适应。 心肺功能↗→供氧↗ （四）能量供应特点 绝大部分由有氧供能 ST肥大→有氧代谢酶↗ 脂肪动员加快→供氧↗

21. 第二节 有氧耐力的训练 主要方法有：持续训练法、间歇训练法、模拟训练法和高原 训练法。 一、持续训练 指强度较低、持续时间较长且不间歇地进行训练的方法 （一）原理： 以糖、脂肪有氧供能为主，提高心肺功能 良好影响：能提高大脑皮层神经过程的均衡性和机能稳定性; 改善参与运动有关中枢间的协调关系; 提高心肺功能及VO2max; 引起慢肌纤维出现选择性肥大，肌红蛋白也有所增加。 （二）种类 1、变速持续训练 1)概念：强度较低、持续时间较长的变速不间歇训练 2）供能特点：由糖酵解供能和有氧代谢供能。

22. 3）适应情况：越野跑训练，特别是训练初期和比赛前期 2、匀速持续训练 1）慢速持续跑： 速度以50~60% Vo2max 跑120~240min，HR约 120~140次/分， 适应于健身训练 2）中速持续跑： 速度以70~80% Vo2max跑，HR约150~170次/分，相当于马拉松跑 3）快速持续跑： 速度以80~90% Vo2max跑60~90min，HR约170~180次/分， 不宜长时间跑。 二、间歇训练法 1、概念：指在两次练习之间有适当间歇的练习。 2、分类：完全休息间歇训练和不完全休息间歇训练 3、要求：练习的距离、强度及每次练习的间歇时间有严格的规 定

23. 4、特点： ① 完成工作总量大，对机体要求交高 由于对强度、间歇严格要求，未待器官足够恢复便开始 活动，均处在最佳心 率范围； ② 对心肺机能的影响大 在间歇时，运动器官能得到休息，但心肺功能仍处于较 高水平，对其内部 结构、功能、生化有较大影响。 （一）原理 在运动期间心肺及肌肉都达至较高水平，而 在间歇期内，肌肉进入恢复，而心肺还处在较高水平，从而 改善心肺功能。 （二）种类 1、短距离间歇训练 以50~400m距离快速跑，间歇时间为快跑的2~3倍，重复 20~30次

24. 2、中距离间歇训练 以500~1000m距离快速跑，间歇时间为快跑的2~3倍，重 复4~6次 3、长距离间歇训练 以1000~2000m距离快速跑（3~6min），间歇时间与快跑 时间基本相等，重复5~15次 三、低氧环境与运动 （一）低氧环境 1、低压低氧环境：由气压减小，氧浓度也随之减少的环境。 如高原环境 2、常压低氧环境：用分子膜技术将氧过滤造成低浓度，而气 压不变的环境。 （二）低氧训练 1、概念：利用人工低氧环境进行训练以提高运动员体能的训 练方法。

25. 2.高住低训（HiLo living high-training low） 高住低训是让运动员在较高的高度上(2500米)居住，而在 较低的高度(1300米)训练。 作用：能有效地利用高原训练缺氧刺激机体转运氧和利 用氧的优势，又能尽量避免其对机体机能的负面影响，如肌 肉萎缩、训练强度降低以及过度训练的易发生。 2.低住高训（LoHi living low-exercise high） 低住高训是让运动员在较高的高度(2500米)的低氧环境 下训练，而在较低的高度居住。 作用：使机体接受低氧和运动引起的相对缺氧的双重刺 激，增强机体对缺氧 产生强烈缺氧应激反应，提高运动能力。

26. 3.间歇性低氧训练（IHT intermittent hypoxic training) 采用呼吸气体发生器(氧分压有氧训练器)吸入低于正常氧 分压的气体，造成体内适度缺氧，从而导致一系列有利于提 高有氧代谢能力的抗缺氧生理适应，以达到高原训练的目的。 具体方法：给10~12%的低氧刺激5min，然后正常呼吸 5min，接着再给5min低氧刺激循环数次（次数因项目而定）。 作用：提高机体摄取、运输和利用氧的能力。 第三节 有氧耐力的测定法及其评定 一、Vo2max测定法 （一） Vo2max直接测定法 通常在实验室条件下，让受试者在一定的运动器械上进行、 逐级递增负荷运动实验测定其摄氧量。 判定标准： ①心率达180次/分(儿少达200次/分)

27. ②呼吸商(RQ)达到或接近l.15 ③摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降 ④受试者已发挥最大力量并无力保持规定的负荷即 达精疲力竭 （二）Vo2max间接测定法 用Vo2max的相对强度所测得值 推算Vo2max的方法 1.Astrand-Ryhming列线图法 1）台阶试验 台阶高度 男子：40厘米 女子：33厘米 登台阶的频率为22.5次／分 总时间是5分钟 记录负荷后第一个10秒的心率。

28. 2）自行车功量计运动测验法 2.回归方程计算法 二、次最大运动负荷的测试 （一）PWC170测试 是指心率在每分钟170次时的身体工作的能力。 Vo2max（L· min-1）=0.00129 ×PWC170+2.0402（男） Vo2max（L· min-1）=0.00112 ×PWC170+2.0943（女） （二）哈佛台阶测试 采用1次/2秒进行蹬踏台阶，进行5分钟的升降运动，通过恢 复期心率数值指数，评价受试者的有氧工作能力。