运动生理学-13-14有氧工作能力.ppt

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1、某百米运动员比赛时的氧耗情况如下：请计算MET和热量消耗。赛前安静 摄氧量：300 ml/min 10s跑步 摄氧量：270ml/min 恢复时间15分钟 摄氧量：450ml/min,某女性身高160cm，体重长期稳定在75kg，经营养监控计算其每日热量摄入为2500Kcal。现该女性希望通过每天慢跑来达到一周减重1kg的目标，请问其每天应该慢跑多长时间？（提示：减重1kg需要消耗7000Kcal热量；慢跑通常为5MET强度的有氧运动）,第三节：有氧工作能力的评价 一、最大摄氧量二、乳酸阈,Exercise is medicine,The role of AMPK/mTOR/S6K1 sign

2、aling axis in mediating the physiological process of exercise-induced insulin sensitization in skeletal muscle of C57BL/6 mice.Xiaolei Liu,Hairui Yuan,et al.BBA(2012)17161726.The mice initially ran at the intensity of 50%VO2 max for 20 min/day during the first week;thereafter,the running intensity a

3、nd time were increased to 75%VO2 max(12 m/min)for 60 min/day.In summary,exercise training inhibits SREBP-1c cleavage through AMPK/mTOR/S6K1 signaling,resulting in decreased intramyocellular lipid accumulation.Our results provide new insights into the mechanism by which AMPK/mTOR/S6K1 signaling axis

4、mediates the physiological process of exercise-induced insulin sensitization.,一、最大摄氧量（maximal oxygen consumption）（一）.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称为最大摄氧量(VO2max)。它是评定人体有氧工作能力(耐力素质)的有效指标。,最大摄氧量(VO2max)表示法 绝对值:升/分（L/min）相对值:毫升/每公斤体重/分（ml/kg/min）正常参考值：男：5055 ml/kg/min；

5、运动员最高94 ml/kg/min 女：4045 ml/kg/min。运动员最高82ml/kg/min,（二）.最大摄氧量的测定方法,1.直接测定法 通过进行逐级递增负荷运动试验,使用气体分析仪测定 VO2max要求：1）.必须让受试者在实验中真正发挥出个人的最大摄氧能力，即，使运动达到力竭。2）运动形式必须为:有大量肌肉群参与的形式,3）选择适宜的起始负荷和掌握合理的加负荷方式4）受试者需要有良好的运动耐受性；测试之前需充分的准备活动,直接测定法受试者达到VO2max判断标准 心率达180次/分钟（儿童达200次/分钟）呼吸商（RQ）达到或接近1.15 摄氧量下降,或平台(相邻两次负荷摄氧量

6、差 150ml/min或2ml/kg/min）受试者达力竭,缺陷:必须有昂贵的仪器；受试者需要一定的运动基础；老年人、少年或体弱者不适宜；,过度通气过度通气综合征是急性焦虑引起的生理、心理反应，表现为心跳加速、心悸、出汗；呼吸加快，导致二氧化碳不断被排出而浓度过低，引起次发性的呼吸性碱中毒等症状。不能够合理调整呼吸呼吸浅而快导致呼吸效率（通气量/摄氧量）不高运动负荷方案强度高于受试者耐受力起始负荷过高、增加幅度过快导致氧亏过高心率加快以代偿运动对氧气的需要量,最大摄氧量实验分析,思考题,为什么运动结束后即刻不能大量饮水？为什么运动结束后要慢跑而不能站立不动或者卧位休息？,实验报告,实验目的实验

7、原理实验仪器实验结果：用excel做图：时间为横坐标分别以心率、摄氧量为纵坐标作折线图结果分析要求A4纸打印实验结果部分；其余部分手写于本A4纸的反面,2.间接测量法 原理：亚极量定量负荷时通过测得的心肺机能指标间接推测最大摄氧量。优点：1）运动时间和运动强度相对较小,风险较低,2）不许要昂贵仪器,较适用于一般常人和运动水平较低者使用。3）适用于大众健身,间接法测VO2max方案：,1）.Astrand列线图法 2）.12分跑推算最大摄氧量,Astrand列线图法测最大摄氧量方法：受试者以90次/min的节拍（4节拍上下台阶一次）上下台阶 5min台阶高度:男子40cm,女子33cm 测量受试

8、者体重和运动后即刻心率 使用Astrand 列线图推算,12跑 VO2max 12跑 VO2max 12跑 VO2max1000m 11.0ml2000m 33.3ml 3000m 56.5ml1100m 13.1ml 2100m 35.4ml 3100m 58.6ml1200m 15.3ml 2200m 37.6ml3200m 60.8ml1300m 18.4ml 2300m 40.6ml 3300m 62.9ml1400m 20.5ml 2400m 43.8ml 3400m 65.0ml1500m 22.6ml 2500m 45.9ml 3500m 67.1ml1600m 24.8ml 2

9、600m 48.0ml 3600m 69.3ml1700m 26.9ml 2700m 50.1ml 3700m 71.4ml1800m 28.0ml 2800m 52.3ml 3800m 73.5ml1900m 32.1ml 2900m 54.4ml 3900m 75.6ml,12分钟跑与最大摄氧量的换算（相关度r=0.87),引自：谭思洁等.运动处方理论与应用.人民体育出版社.2007,Cooper 实验VO2max(ml/kg/min)=(D-505)/45D:12分钟跑的运动距离(m),（三）VO2max影响因素,1.中枢机制,呼吸系统肺通气肺换气,深而慢的呼吸节奏：利于减少生理无效腔；

10、利于胸腔内血液回流,心血管机能氧脉搏（VO2/HR=SVA-VO2）,红细胞、血红蛋白含量,外周机制:肌组织利用氧的能力肌肉体积骨骼肌组织毛细血管分布；肌细胞线粒体数目、活性肌组织氧化代谢相关酶活性,遗传遗传度93.4%训练的影响训练可提高5-25%中枢与外周机制均起作用心肺功能增强血红蛋白增加酶活性增加毛细血管网发达,如：运动员心脏；肺活量增加；基础心率降低等,年龄、性别男子高于女子15%-20%（CO大）峰值男子18-20岁，保持到30岁 女子13-17岁，保持到25岁以后每年约降2%，老年后约降1%,（四）最大摄氧量在运动实践中的应用意义作为评定心肺功能和有氧工作能力的客观指标。,最大摄

11、氧量与运动成绩的关系 项目 与最大摄氧量的相关系数 100米跑-0.05 400米跑 0.05 1500米跑 0.48 3000米跑 0.75 5000米跑 0.79 10000米跑 0.82 800米游泳 0.75,2、作为选材的生理指标VO2max有非常高的遗传度，故可作为选材的生理指标之一。人的有氧耐力与人的呼吸机能、循环机能、肌肉组织的有氧代谢能力有关，众多的研究已经证实，与这些生理机能有密切关系的最敏感指标就是VO2max3、作为制定运动强度依据 将VO2max强度作为100%VO2max强度，根据训练计划制定不同百分比强度，使运动负荷更客观、实用，为运动训练服务。,The role

12、 of AMPK/mTOR/S6K1 signaling axis in mediating the physiological process of exercise-induced insulin sensitization in skeletal muscle of C57BL/6 mice.Xiaolei Liu,Hairui Yuan,Yanmei Niu,Wenyan Niu,Li Fu.BBA(2012)17161726.The mice initially ran at the intensity of 50%VO2 max for 20 min/day during the

13、first week;thereafter,the running intensity and time were increased to 75%VO2 max(12 m/min)for 60 min/day.In summary,exercise training inhibits SREBP-1c cleavage through AMPK/mTOR/S6K1 signaling,resulting in decreased intramyocellular lipid accumulation.Our results provide new insights into the mech

14、anism by which AMPK/mTOR/S6K1 signaling axis mediates the physiological process of exercise-induced insulin sensitization.Safety and efficacy ofaerobic trainingin operable breast cancer patients receiving neoadjuvant chemotherapy:A phase II randomized trial.Hornsby WE,Douglas PS,et al.Acta Oncol.201

15、3 Aug 19.Epub ahead of printMethods.Twenty patients with stage IIB-IIIC operable breast cancer were randomly assigned to receive doxorubicin plus cyclophosphamide(AC)or AC in combination withaerobic training(AC+AET)(n=10/group)for 12 weeks.The AC+AET group performed three supervised aerobic cycle er

16、gometry sessions per week at 60%-100%of VO2peak.Conclusion.Moderate-to-high intensityaerobic trainingwhen conducted with one-on-one supervision is a safe adjunct therapy associated with improvements in cardiopulmonary function and select PROs during neoadjuvant chemotherapy.,乳酸阈是有氧能力另一重要评价指标。,VO2max

17、 与有氧能力密切相关，但半个多世纪 前人类已达到 82ml/kg/min，目前成绩迅猛，VO2max增长已达极限,二、乳酸阈（Lactate threshold,LT）,（一）概述 概念 在递增负荷运动中，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。乳酸阈强度：出现乳酸拐点所对应的运动强度即乳酸阈强度。它反映了机体供能方式由有氧代谢为主向无氧代谢转换的临界点。,乳酸阈时的摄氧量占最大摄氧量的百分比（%VO2max）越高乳酸阈强度越高。,目前国内外较为广泛地应用4mmol/L作为乳酸无氧阈值，更多的资料表明：乳酸阈存在较大的个体差

18、异个体乳酸阈（1.4-7.5mmol/L)能更准确的评价人体有氧运动能力,（二）乳酸阈生理机制,随运动强度增加，运动需氧量大于机体摄氧量，部分肌糖原无氧酵解供能，产生乳酸；乳酸在骨骼肌产生的同时，肝脏进行着乳酸的清除，但是当肌产生乳酸的速度远远大于肝脏清除速度时，乳酸浓度剧增，导致乳酸阈。,（三）乳酸阈的影响因素,训练水平不同于最大摄氧量，乳酸阈后天可塑性非常大训练种类（有氧/无氧）不同运动项目对骨骼肌具有肌纤维类型的选择性肥大/酶活性的选择性增强两方面肌纤维类型慢肌纤维含量高乳酸阈值亦高性别、年龄乳酸阈强度男性女性；青年期高峰环境高原条件低于平原；高温条件下降低,（四）乳酸阈测定方法,Kin

19、dermann血乳酸动力变化曲线标定个体乳 酸阈1.血乳酸浓度的测定：常规生化法，酶学法，干试剂法 末梢取血 5-20 ul 运动中取血或在恢复期115分钟内间隔取血,2.递增负荷运动试验：逐级递增负荷，每级负荷持续3分钟，负荷选择（据受试者运动情况而定）：如：起始：男3.0m/s(50W)，女2.5m/s 坡度1.5，每级递增0.5m/s5-7级负荷,3.血样采集与乳酸测试：采集安静时、每一负荷后即刻及恢复期 间隔2-3分钟末梢血，每次采血必须在15秒内完成4.乳酸动力曲线的描记,Kindermann血乳酸动力变化曲线,恢复期,LT=3.2,A:运动后即刻BL值,B:由A作平行于横轴的直线交

20、曲线于B点,由B作曲线始段的切线于C点,三、通气阈（ventilatory threshold,VT）,定义：递增负荷运动中通气指标出现急剧增加的临界点。肺通气量、二氧化碳排出量拐点与乳酸阈具有同时性它是判定无氧阈的一种 非损伤方法,通气阈生理机制：缺氧，乳酸增加以致氢离子增加致使二氧化碳增加刺激主、颈动脉体化学感受器及呼吸中枢，产生过渡通气故通气量及二氧化碳排出量增加,乳酸阈、通气阈的应用,1）评定有氧工作能力：主要反映骨骼肌的代谢能力，受遗传的影响较小，后天可训练因素较大。2）制定有氧耐力训练的有效依据3）制定康复健身运动处方低于阈强度的训练,第四节、提高有氧工作能力的训练方法,乳酸阈强度

21、训练法持续训练法间歇训练法高原训练法,1.阈强度训练法 利用个人AT强度训练可防止肌肉组织中出现代谢性酸中毒，AT强度的训练也称为最大乳酸稳态训练血乳酸浓度可维持30分钟而不大增，（优秀运动员可达50分钟）被广泛的用于发展耐力，又被称为“最激烈的耐力训练”适应于有一定训练基础的运动员,乳酸阈强度训练法 如果LT为3.5mmol/L,强度值为4.5m/s LT强度训练=距离/4.5 例：5000m/4.5=1111s=1831”1000m/4.5=222s=342”实验室测定负荷控制准确，但所得强度值与运动实际会有一定误差，应到场地进行验证和修订 用342”跑1000m，测定血乳酸,如预先知道某

22、运动员的乳酸阈大致范围，可使用两点法确定训练强度，如某运动员LT时的乳酸值为3.5mmol/L，强度值为4.5m/s；可绕此点进行两次测试则新AT强度训练设计：,两点法（内插法）调整阈强度,某运动员实验室测得其乳酸阈值为4.0 mmol/L，阈强度值为5.0m/s，经过2周的训练后，应该怎样通过场地测试进行阈强度的修正？并举例介绍新阈强度训练的方法。,提示：1）乳酸无氧阈是根据血乳酸浓度变化与运动强度变化的关系获得的，它对运动训练强度的监控有重要的应用价值;2）乳酸浓度曲线上不止是4mmol/L对运动能力有实际意义，其他任何一点都可以用来评定运动能力，我们可以选择任何特定的浓度点设计训练强度、

23、监控训练、评定能力,2 持续训练法发展有氧耐力总的运动量远比运动强度重要。所以，低强度、长时间的训练对耐力运动员必不可少变速持续训练匀速持续训练,3.间歇训练法在两次练习之间有一定的间歇时间，但不等机体完全恢复就开始下一次训练。比持续训练法强度大，并且又可以保证完成较大的运动量。因此对提高有氧运动能力比持续训练法更有效,4 高原训练法（低氧训练）在高原缺氧和运动缺氧的双重刺激下，调动机体对氧的摄取和利用的最大潜力。高住高训（living high-training high,HiHi）;高住低训(living high-training low,HiLo);低住高练(living low-ex

24、ercise high,LoHi);高住高练低训(living high-exercise high-training low,HiHiLo);间歇性低氧训练(intermittent hypoxic training,IHT),1.高住低训(Living high-training low,Hilo):是近年来被提出的一种新型而有效的耐力训练方法。它是指运动员居住在高原上(海拔2 500 m 左右)或低氧舱内，而在较低处(海拔1300 m以下)训练。这种训练方法是由美国学者 Levine 于 1991 年首先提出的，并认为 Hilo 能改善训练有素运动员的运动能力。,2.低住高训(Livin

25、g lowTraining high，LoHi)：LoHi训练法是在传统高原训练和HiLo训练法的基础上发展起来的。它是指在平原地区利用人工制造低氧环境，让运动员在低氧和平原环境中以一定的运动强度和时间进行交替性训练，晚上睡在平原的一种新的模拟高原训练方法。,3.高住高练低训(Living High-Exercising high-Training Low,HiHiLo)HiHiLo训练法是在 HiLo 训练法的基础上提出来的。它是让运动员居住在人工低氧环境,训练采用以常氧训练为主,低氧运动为辅的方式进行。有研究表明，HiHiLo是诸多模拟高原训练法中训练效果较好的一种。,4.间歇性低氧训练(Interval hypoxia training，IHT):是于 20 世纪 80 年代末到 90 年代初逐步发展并完善的一种训练方法。它是利用低氧仪制造出额定的低氧分压混合气体，在平原条件下模拟不同海拔高度的高原低氧环境，对运动员进行间歇性(脉冲式)的低氧刺激，以提高运动员机体的有氧代谢能力和抗缺氧能力。IHT训练通常作为一种辅助训练手段，与正常训练交替进行，或用于常规的运动训练后，促进运动员疲劳的恢复，也常作为高原训练前期的适应性训练。,中国高原训练基地,The proper height of altitude,模拟高原系统,模拟高原系统,广州体院的人工高原氧房,人工高原系统,