体育教育专业运动和生物化学.ppt
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1、第九章 体育锻炼效果 的 评 定,第一节 生化指标在运动训练中的应用,第二节 生化评定的基本内容,第三节 体育锻炼效果的评定,运动负荷生化评定,第一节 生化学指标在运动训练中的应用,一、生物化学评定的实际意义 人体机能的生物化学评定,是建立在运动生物化学原理基础上,运用生物化学技术从分子水平揭示运动对机体的影响,具有准确、灵敏、针对性强等优点,已经逐步成为制定训练方法、掌握适宜的训练负荷、评定训练效果的重要手段,并取得了良好的效益。生物化学指标在运动训练中的应用大致可归纳为以下几个方面:,运动负荷生化评定,(一)是运动员正确选材的科学依据,运动员正确选材是运动训练科学化的首要环节。遗传学的深人
2、研究证实,人体机能水平、代谢能力的高低,既受生长发育过程中营养、疾病以及运动训练等后天因素的影响,也受先天遗传因素的制约。譬如,人体的有氧代谢能力和无氧代谢能力在很大程度上由遗传决定。因此,根据运动项目的特点,选择相应的生化指标进行运动员选材,把具有从事某项运动天赋的少年儿童选拔出来,通过专门的训练,使他们的先天能力得到充分的发挥和发展,进而达到较高的竞技水平。,(二)是科学控制运动负荷的重要环节,运动负荷是运动员在训练中所承受或完成的身体负荷量,它是运动训练中最为重要的环节之一。不同的运动负荷对运动员机体可产生不同的影响,而相同的运动负荷对不同的运动员产生的影响也不同,这些不同的影响可以通过
3、一系列生化指标得以反映。因此,运用生化指标来观察运动员对运动负荷的反映,科学地控制和调整运动负荷,不仅能防止运动损伤和过度疲劳的发生,而且能有效地提高训练效果,这是科学训练的重要手段之一。如近年来,我国游泳成绩所取得的突破性进展,其成功经验之一,就是采用血乳酸作为客观评定指标来控制和指导训练实践。,科学控制运动负荷,由于运动负荷大小引起运动员身体的生化变化大小的程度是一致的,因此,通过测定生化指标变化便可客观地评定运动负荷水平。,如血乳酸、尿蛋白、肌酸激酶可作为负荷强度评定指标。,如血尿素、血红蛋白、睾酮和尿胆原可作为负荷量评定指标。,运动负荷生化评定,指标 正常值 某些阈值血红蛋白 男:克
4、疲劳:下降 女:克 过度疲劳下降至克 理想值:克 男:低于克 女:低于克为贫血。血尿素 疲劳:.mmol/L血 疲劳:血乳酸 乳酸阈值mmol/L 个体乳酸阈值.7.mmol/L 主要无氧代谢区:mmol/L尿蛋白 随意尿 个体差异 全日尿尿胆原 安氏单位 不同项目不同血睾酮:男:14-30nmol/L 低于正常值最低值 女:2-4nmolL,某些生化指标的正常值及阈值,运动负荷生化评定,(三)是评定运动员机能状态的客观指标,在运动训练中,运动员的身体状况对科学安排训练负荷至关重要。只有在运动负荷量和强度足够大、机体能够承受和处于最大应激状态,才能有效地提高运动能力。由于机体在运动时其生理活动
5、和代谢过程均会发生相应的变化,因此,从人体安静时、运动时和恢复期各脏器及血液、尿液、汗液、唾液中某些化学成分的测定和比较,可为机能评定提供客观依据。譬如,可根据血乳酸、尿蛋白等指标的变化来评定运动强度,可从血糖血脂肪酸;血氨等指标的变化掌握能源物质利用情况,也可通过血尿素、血睾酮、血清肌酸激酶活性等指标的变化来判断机体对训练负荷的适应程度;还可从某些酶或激素含量的变化了解运动时机体的代谢调控能力。,(四)是判断运动性疲劳的有效途径,运动性疲劳和恢复是运动训练中十分引人注意的问题。近年来的研究和实践逐渐从过去认为的“没有疲劳就没有训练”发展到今天所认识的“没有恢复就不能继续训练”,把运动性疲劳和
6、恢复过程作为运动训练的组成部分。过度疲劳不仅会因达不到训练强度和技术动作要求而对提高运动成绩不利,还容易造成运动损伤或运动性疾病。通过多项生化指标的测定与综合分析,可正确地诊断运动性疲劳的程度及机体恢复情况,对防治过度训练和运动损伤有积极的作用。,运动损伤和过度疲劳,过度疲劳不仅达不到训练强度和技术动作要求而对提高运动成绩不利,还容易造成运动损伤或运动性疾病。通过多项生化指标的测定与综合,可正确地诊断运动性疲劳的程度及机能恢复情况,对防治过度训练和运动损伤有积极意义。,运动负荷生化评定,(五)是预测运动成绩的理论依据,运动成绩是运动员竞技能力的体现,除了与技术动作、战术要求等有关外,更与运动员
7、身体机能水平有密切的关系。因此,运用某些生化指标来预测运动成绩,已被逐渐应用于体育科学研究和运动训练中。如根据运动员的最大摄氧量(Vo2max)来预测中长跑的运动成绩;根据两级负荷运动后血乳酸值和跑速来预测400米跑的运动成绩;根据尿肌酐排出量来预测举重成绩等,都得到了较好的结果。,(六)是解决运动员合理营养的基本手段,合理营养是运动员取得优异成绩的基本因素之一,合理营养有助于运动能力的提高和运动后体力的迅速恢复。合理营养能供给运动员所需消耗的热能,提供能源物质的储备和补充,能加速代谢废物的清除。维持代谢平衡,使运动员精力充沛旺盛,以创造最佳成绩。运动员营养的合理与否,需要通过一系列生化指标来
8、评定。,第二节 生化评定的基本内容,应用生物化学的原理和实验技术评定运动员身体机能状态时,大致可分成两种基本方式:一种是在一定负荷条件下进行各项指标的测试与评定,另一种是在一定指标数据控制情况下,对运动员工作能力的评定。被测定的样本来源包括肌肉、血液、尿液、汗液、唾液等,主要是血液和尿液。研究方法分直接测定法和间接测定法。直接测定法具有正确、可靠的优点,但常需昂贵的仪器或对运动员有损伤作用,往往限定在实验室使用。在训练场地和运动队,经常使用间接测定代谢产物的方法,如测定尿肌酐排泄量来评定骨骼肌质量和磷酸肌酸含量;测定固定负荷的亚极量运动至力竭的时间,比较不同个体肌糖原储量的多少。生物化学评定的
9、基本内容,主要从三个方面进行研究。,(一)供能物质储量和代谢能力的评定,人体内的供能物质包括直接供能物质ATP和间接供能物质糖、脂肪、蛋白质以及其他高能磷酸化合物如磷酸肌酸。供能物质的储存量与供能系统的供能能力关系密切,测定在运动中起主要作用的供能物质储量的变化,结合运动成绩,可以评定运动员供能代谢能力、效率及与身体机能的关系。,(二)酶、激素与代谢调节能力的评定,酶和激素是代谢速率的调节物质,在检测人体代谢调节能力时,测定代谢标志酶的活性和体液激素浓度,同肘结合运动成绩,可从中分析代谢变化与身体机能的关系。譬如,肌肉中某些标志酶活性高低反映相关代谢途径的活动强弱,从而揭示相应的机能状况和运动
10、训练的影响;血、尿中激素浓度的变化与运动员身体机能关系密切,常用来评定运动负荷、训练效果、训练水平和机能状态,(三)血、尿指标的应用,运动时体内代谢过程加快,代谢产物增加,内环境发生暂时的改变,从而使血液、尿液中某些成分会发生改变,甚至出现某些异常成分,因此,常以血液、尿液中某些成分的变化,作为评定运动负荷和身体状态的重要内容。,各生化指标综合参考评定,应用生化指标评定负荷时,要求各项指标间要相互参考,综合评定。因为如果单纯从某一生化指标来进行评定,有时很难判断运动负荷的大小,但如果加上其他指标一起分析,便可以得出较全面的评价。,表 血尿素、血红蛋白与运动量和身体机能综合评价,运动负荷生化评定
11、,1、血乳酸与负荷强度,1)乳酸生成与负荷强度,2)血乳酸在评定负荷强度中的应用,训练,训练,训练,训练,运动负荷生化评定,1)乳酸生成与负荷强度,在有氧或无氧负荷强度运动时,机体都有乳酸生成,但其生成量的大小取决于负荷强度的大小。,负荷强度增大,乳酸,因此,乳酸负荷强度,运动负荷生化评定,2)血乳酸在评定负荷强度中的应用,运动时所需的能量来源于体内的有氧和无氧代谢,乳酸是这个代谢体系中的一个重要中间产物。,(1)、血乳酸变化与动用能量系统关系,运动负荷生化评定,(2)血乳酸积累值与负荷强度,运动后血乳酸在4 mmol/L左右时,强度低;,血乳酸大于12mmol/L时,强度较大。,血乳酸在10
12、mmol/L左右时,强度中等;,运动负荷生化评定,2、尿蛋白与负荷强度,尿蛋白是指尿液中的蛋白质,运动时尿中蛋白排出的数量和组分与运动强度和量有关。因此,测定尿蛋白可评定负荷强度。,1)尿蛋白正常含量,2)运动性蛋白尿,3)尿蛋白量变与负荷强度,4)评定时注意的事项,运动负荷生化评定,1)尿蛋白正常含量,正常成年人尿中蛋白质含量很少,其浓度在10mg%以下,日排出总量不超过150mg。运动员安静状态下尿中蛋白质含量很少,采用一般方法检查不出来,故称为阴性尿。,运动负荷生化评定,2)运动性蛋白尿,运动会引起某些人尿液中蛋白质含量增多。由运动引起蛋白质含量增多的尿,称为运动性蛋白尿。,与病理性蛋白
13、尿不同的是,运动性蛋白尿在运动后能迅速地自行复原。,研究认为运动性蛋白尿是一种肾小球肾小管混合性蛋白尿,但肾小球性是主要的。,运动负荷生化评定,3)尿蛋白量变与负荷强度,运动强度大,持续时间较长的无氧供能为主的运动,血乳酸值较高,尿蛋白质排出量相应较多。也就是说,尿蛋白排出量随强度的增大而增加。,若在运动次日晨测定,则可用以评定机体的恢复状态。,运动负荷生化评定,4)评定时注意的事项,两个差异个体差异和项目差异,采样时间,不能超过15分钟。运动后15分钟尿蛋白达最高值,20分钟尿蛋白开始下降,4小时内基本恢复,时间延长说明机能下降。,个体差异一般34倍,个别可达10倍。,项目差异训练手段不同引
14、起。,运动负荷生化评定,年龄与环境,年龄小 年纪大,寒冷 温暖,高原 平原,情绪,比赛 训练,运动负荷生化评定,4)评定时注意的事项,3、血清肌酸激酶(CK),肌酸激酶主要存在于骨骼肌(约占全身总量96%),随着运动强度增大,肌酸激酶从骨骼肌细胞释放入血液增加。因此,测定血清肌酸激酶可用以评定运动强度和运动员身体机能。,1)血清肌酸激酶正常值,2)血清肌酸激酶与运动强度,3)血清肌酸激酶与身体机能,运动负荷生化评定,1)血清肌酸激酶正常值,血清肌酸激酶主要来自骨骼肌和心肌,在正常生理活动情况下,其数量很少且无重要催化作用,正常安静值范围:男子10-100IU/L;女子10-60IU/L;即小于
15、100IU/L。,运动负荷生化评定,2)血清肌酸激酶与运动强度,运动强度和运动负荷对血清肌酸激酶活性都有影响,一般认为,负荷强度的影响大于负荷量,当负荷强度和量都大时,其升高最明显。目前认为,运动强度小,持续时间短时,血清肌酸激酶活性变化不大,较大强度运动后可增至100-200IU/L;极量运动后可达500-1000IU/L。当运动后达500IU/L以上时,同时出现血清GOT(谷草转氨酶)活性升高。,运动负荷生化评定,3)血清肌酸激酶与身体机能,运动引起血清肌酸激酶升高,其原因可能与肌细胞膜的通透性增大或损伤有关,运动员身体机能状态决定其承受负荷强度的大小,因此测定血清肌酸激酶也可以作为评定运
16、动员身体机能状态及运动后身体恢复状态。,运动负荷生化评定,4、血尿素(Bu),血尿素是蛋白质、氨基酸代谢的终产物。当运动时,糖大量动用,引起体内能量平衡遭到破坏,蛋白质、氨基酸代谢加强,尿素生成增加。,1)血尿素正常值,2)血尿素与运动负荷量,3)膳食对血尿素的影响,运动负荷生化评定,1)血尿素正常值,常值(安静空腹):20-42mg%(3.2-7mmol/L),在正常生理状态下,尿素的生成和排泄处于动态平衡,血尿素浓度相对稳定。,运动员安静时血尿素浓度偏高,为5.5-7mmol/L;原因是受训练的影响体内蛋白质代谢旺盛。,运动负荷生化评定,一次运动课训练量的评定,(1)在正常范围内:,增加1
17、mmol/L,训练量小,增加2mmol/L,训练量中,增加3mmol/L,训练量大,(2)超过7.5-8mmol/L:,增加1mmol/L以上可认为训练量大。,2)血尿素与运动负荷量,血尿素指标在运动时可用于评定运动负荷量。运动中血尿素浓度升高一般出现在运动后30分钟。,运动负荷生化评定,小周期运动量评定,研究某一训练周期训练时血尿素变化情况时发现,血尿素的变化可概括出三种类型:,A、在训练整个周期中血尿素含量变化不大,B、在训练周期开始时上升,到中后阶段达高峰,然后逐渐下降,恢复至原水平。,C、在训练周期中始终处于高水平。,运动负荷生化评定,评定:,A:说明运动负荷强度量小,未能引起机体足够
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