第 十 章

运动中人体生理机能变化的规律

学习目标：

1. 掌握运动过程中人体机能状态变化的规律和各阶段的特点及其生理机制。

2. 了解运动性疲劳的产生机制及其判断方法3. 掌握运动后的恢复手段和方法并能应用于

运动训练实践。

在运动过程中，人体将发生一系列的规律性机能变化，机能变化的各个阶段的规律和特点如下图：

运动过程中的六种状态（依杨锡让， 1962 年）1 赛前状态 2 准备活动 3 进入工作状态 4 稳定状态 5 疲劳 6 恢复

一、赛前状态 人体参加比赛或训练前，身体的某 些器官

和系统会产生的一系列条件反射性变化，这种特有的机能变化和生理过程称为赛前状态。

1. 赛前状态的生理变化 赛前状态的生理变化主要表现在神经系统兴

奋性提高，物质代谢加强，体温上升，内脏器官活动增加。

第一节 赛前状态与准备活动

赛前反应的大小：与比赛性质、运动员的比赛经验和心理状态有关。比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越明显。运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反应增强。

1 2 3 4 5 60

20

40

60

80

100

120

三开前

二天前

一天前

当天晨

准备活动

前

比赛前

三天前二天前一天前当天晨

准备活动前比赛前

65

75

85

95

105

115

125

135

145

收缩压舒张压

赛前动脉血压 赛前脉搏

赛前状态产生的机理：

场地、器材、观众、音响 + 比赛或运动时肌

肉活动的生理变化 条件反射

由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环境下形成的，所以其生理机理属自然条件反射。

二、赛前状态对运动能力的影响及调整

1 、赛前状态对运动能力的影响

① 良好的赛前状态：中枢神经兴奋性适度提高；内脏器官惰性有所克服；呼吸循环系统预先提高。

有利于发挥机体工作能力和运动成绩的提高，常见：优秀运动员

② 不良的赛前状态 起赛热症型 与 起赛冷淡型

起赛热症型：特点：中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过 度紧张，常有寝食不安、四肢无力、全 身微微颤抖、喉咙发堵等不良生理反 应，工作能力和运动成绩下降。常见：初次参加比赛的年轻选手；参加特别 重大的比赛；运动员过分重视比赛结果。起赛冷淡型：特点：赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现 为对比赛淡漠、浑身无力，不能在比赛 时充分发挥机体工作能力。 通常是起赛热症型的继发反应

2 、赛前状况的调整：

1. 要求运动员不断提高心理素质，正确对待

比赛；

2.组织运动员多参加比赛，增加比赛经验；

3. 进行适当形式和强度的准备活动；（如果运动员兴奋性过低，可做些强度大的练习，如果运动员兴奋性过高，准备活动的强度可小些，安排一些轻松的和转移注意力的练习和活动。）

二、准备活动 概念：指在比赛、训练和体育课的基本部分

之前进行的身体练习，为即将来临的剧烈运动或比赛做好准备。

（一）、准备活动的生理作用(1) 中枢神经系统兴奋性适度提高(2) 克服内脏器官生理惰性： 心血管系统和呼吸系统的机能水平↑ 肺通气量及心输出量↑ 心肌和骨骼肌的毛细血管网扩张，工作肌获 氧↑

(3) 提高机体的代谢水平，使体温升高 体温升高可降低肌肉粘滞性，提高肌肉收

缩和舒张速度；血红蛋白和肌红蛋白可释放更多的氧，增加肌肉的氧供应；增加体内酶的活性，物质代谢水平提高。

(4) 增强皮肤的血流量有利于散热，防止正式比赛时体温过高。

(5) 调节不良的赛前状态

（二）、准备活动作用的生理机理 准备活动后，神经中枢产生兴奋性提高的痕迹，正式比赛时中枢神经系统的兴奋性处于最适宜水平，调节功能得到改善，内脏器官的机能惰性得到克服，新陈代谢加快，有利于机体发挥最佳机能水平。

准备活动后间隔 45 分钟，其痕迹效应将全部消失。另外，在每次训练或比赛前做准备活动，也会形成条件反射。所以，准备活动所产生的生理效应也有条件反射的作用。

不做准备活动 蒸气浴后 做准备活动后跑距离 受试者

体温 成绩 体温 成绩 体温 成绩

100米GBPHOL

37.337.236.6

12”712”712”4

38.238.037.8

12”612”312”3

38.138.138.8

12”212”111”9

400米GBPHOL

37.337.0336.0

59”257”254”0

38.838.037.1

58”857”056”0

38.438.438.3

56”255”452”2

三种不同情况下跑 100米及 400米成绩的比较

（三）影响准备活动的生理效应的因素1. 强度： 45%VO2max 强度、心率达 100-120

次 / 分2. 时间： 10-30 分钟3. 间隔时间：一般不超过 15 分钟。 在一般性教学课中 2-3 分钟。4.还应根据项目特点、个人习惯、训练水平

和季节气候等因素适当加以调整，通常以微微出汗及自我感觉已活动开为宜。

一、进入工作状态概念：在进行体育运动时，人的机能能力逐渐

提高的生理过程和机能状态叫进入工作状态。

( 一 ) 产生进入工作状态的机理 1. 反射时 2. 内脏器官的生理惰性

第二节 进入工作状态与稳定状态

1. 反射时：动作越复杂，有关中枢之间传递延搁时间就越长，进入工作状态需要时间也就越长。

2. 内脏器官的生理惰性 植物性神经机能惰性比躯体性

神经大：传导速度慢 ;突触联系较多。

研究表明，在不做准备活动的情况下跑 1500米，呼吸循环系统的活动需要在运动开始后 2-3 分钟才能达到最高水平，而骨骼肌在 20-30秒内就可发挥出最大工作效率。

( 二 ) 影响进入工作状态的因素 影响因素：工作性质、个人特点、训练水平、工作强

度及当时机体的机能状态。1. 肌肉活动越复杂，进入工作状态的时间越长；2. 训练程度低，进入工作状态的时间长；3. 训练水平提高，进入工作状态的时间短；4. 工作强度越高，进入工作状态的时间就越短。5.儿童少年进入工作状态的时间比成人短。6. 场地条件好、气候温暖适宜以及良好的赛前状态和

充分的准备活动均能缩短进入工作状态的时间。

(三 )“极点”与“第二次呼吸” 1.“极点”及产生原因 概念：在进行剧烈运动开始阶段，内脏器官的活动满足

不了运动器官的需要，出现一系列暂时性生理机能低下综合症。

呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不协调、心率剧增及精神低落等症状，这种机能状态称为“极点”。原因：内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称 ① 运动开始时供氧不足 ; ② 大量乳酸积累使血液 pH值朝酸性方向偏移。 →大脑皮质运动动力定型暂时遭到破坏。

2.“第二次呼吸”及产生的原因 概念：‘极点’出现后，植物性神经与躯体神经

系统机能水平达到了新的动态平衡，生理机能低下综合症症状明显减轻或消失，这时，人体的动作变得轻松有力，呼吸变得均匀自如，这种机能变化过程和状态称为‘第二次呼吸’。原因：①运动中内脏器官惰性逐步得到克服， 氧供应增加，乳酸得到逐步清除； ② 运动速度暂时下降，使运动时每分需氧量

下降，以减少乳酸的产生，机体的内环境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。

3. 影响“极点”与“第二次呼吸”的因素

影响因素：运动项目、运动强度和训练水平，准备活动、赛前状态及呼吸方式等。

中长跑项目反应较明显；运动强度越大，训练水平越低，“极点”出现得越早，反应也越强烈，“第二次呼吸”出现得愈迟。减轻“极点”反应的主要措施：① 继续坚持运动；② 适当降低运动强度；③调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。

二、稳定状态

定义：在运动过程中，进入工作状态结束后，人体的机能水平和工作效率在一段时间内处于一种动态平衡或相对稳定状态。

分为： ( 一 ) 真稳定工作状态 ( 二 ) 假稳定工作状态

（一 )真稳定工作状态 指在进行强度较小、时间较长的运动时，进

入工作状态结束后，机体吸氧量和需氧量保持动态平衡的状态。

表现为：肺通气量、心率、心输出量、血压及其他生理指标保持相对稳定，运动中的能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少，血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持续时间较长，可达几十分钟或几小时。

( 二 ) 假稳定工作状态 当进行强度大、持续时间较长的运动时，进入

工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定在最大吸氧量水平，但仍不能满足机体对氧的需要，这种机能状态为假稳定工作状态。

表现：乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增加， pH 值下降，心率、血压、肺通气量和呼吸频率等生理功能基本达到极限

第三节 运动性疲劳

一 、运动性疲劳概述 广义的疲劳：包括体力疲劳、脑力疲

劳、心理（精神）疲劳、混合型疲劳、生理性疲劳等

运动性疲劳：机体生理过程不能继续机能在特定水平进行和∕或不能维持预定的运动强度。

运动性力竭：如果运动性疲劳发展到一定程度机体出现衰损时，则称为运动性力竭。

运动性疲劳的分类1.按局部和整体划分：局部疲劳和整

体疲劳2.按身体器官划分：骨骼肌疲劳、心

血管疲劳、呼吸系统疲劳3.按运动方式划分：快速疲劳和慢速

疲劳

二、运动性疲劳发生的部位及其特点

（一）运动性疲劳发生的部位 1. 中枢疲劳：可能发生在大脑皮质直至脊髓

运动神经元 2.外周疲劳： （ 1 ）神经—肌肉接点 （ 2 ）肌细胞膜 （ 3 ）肌质网 （ 4 ）线粒体

（二）运动性疲劳的特点

研究表明，不同时间的全力运动和不同代谢类型的运动项目，疲劳的特点也不相同

（二）运动性疲劳的特点 运动性疲劳是一个极复杂的问题，疲劳是由于肌细胞内代谢变化导致 ATP转换速率下降所致。

长时间中等强度运动疲劳往往与能源贮备动用过程受抑制有关。

非周期性练习和混合性练习，其技术动作的不断变化是加深疲劳的重要因素。实验证明，习惯性的、自动化程度高的、节奏性强的动作不易疲劳，而要精求力度高度集中以及运动中动作多变的练习，则较易产生疲劳。

在静止用力练习时，中枢神经系统相应中枢持续兴奋，肌肉中血液供应减少以及憋气引起的心血管系统功能下降是产生疲劳的主要原因

三、产生运动性疲劳的可能机制1 、能量耗竭学说 是体内能源物质大量消耗所致2 、 代谢产物堆积学说 是某些代谢产物在肌组织中大量堆积所致3 、内环境稳定性失调学说 认为血液 PH 值下降，机体严重脱水导致血浆渗透

压及电解质浓度的改变等因素引起运动性疲劳。4 、保护性抑制学说 认为运动性疲劳是大脑皮质保护性作用的结果

5 、突变理论 是由于能量消耗和兴奋性衰减过程中的一个急骤

的能力下降阶段，以避免能量贮备进一步下降，把疲劳看成是多因素的综合表现。

6 、离子代谢紊乱 大负荷运动使某些离子代谢发生紊乱导致运动性

疲劳。7 、自由基学说 自由基化学性活泼，可与机体内糖类、蛋白质、核酸及脂类等物质发生反应，造成细胞功能和结构的损伤与破坏

8 、神经 - 内分泌 -免疫网络理论9 、中医理论

四、运动性疲劳的诊断（一）神经系统与感觉器官 1 、反应时 2 、皮肤空间阈 3 、闪光融合频率（二）生物电测定 1 、心电图 2 、肌电图 3 、脑电图（三）主观感觉判断（ RPE ）（四）疲劳自觉症状（五）肌力测定： 1 、背肌力与握力； 2 、呼吸肌耐力

（六） 生理与生化指标 1 、物质能量系统代谢指标 ： 血乳酸、血尿素、血氨、尿蛋白、尿胆原等 2 、氧转运指标 ： HR 、 Hb 3 、内分泌指标 ： 血睾酮、皮质醇、血睾酮 /皮质醇比值（ T/C ）

第四节 恢复过程一、恢复过程的一般规律恢复过程可分为三个阶段第一阶段：运动时能源物质主要

是消耗，体内能源物质逐渐减少，各器官系统功能逐渐下降。

第二阶段：运动停止后消耗过程减少，恢复过程占优势，能源物质和各器官系统的功能逐渐恢复到原来水平。

第三阶段：运动中消耗的能源物质在运动后一段时间内不仅恢复到原来水平，甚至超过原来水平，这种现象称“超量恢复”或“超量代偿”，保持一段时间后又回到原来水平。

二、机体能源贮备的恢复

（一）磷酸原的恢复 磷酸原的恢复很快，在剧烈运动后被消耗的磷酸原在20-30s 内合成一半， 2-3min可完全恢复。

（二）肌糖原贮备的恢复 在短时间、高强度的间歇训练后，无论食用普通膳食还是高糖膳食，肌糖原的完全恢复都需要 24h ，而且在前 5h 恢复最快。

（三）氧和肌红蛋白的恢复（四）乳酸再利用 乳酸在工作肌中被继续氧化分解利用占绝大部分。

三、促进人体功能恢复的措施

（一）变换活动部位和调整运动强度 1 、活动性手段 2 、整理活动（二）营养性手段 1 、能源物质的合理调配 2 、营养物质的补充方法：糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿

物质。（三）中医药手段 健脾益气、补肾壮阳或补益气血（四）睡眠（五）物理手段 按摩、理疗、吸氧、针灸、气功等。

思考题1 、如何运用赛前状态的生理变化调整和提高机体的工作能力？2 、试述恢复过程的阶段性特点及超量恢复的实践意义。3 、试述判断运动性疲劳的生理学方法及其应用