环境与运动.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流环境与运动.精品文档.第一节 能热环境与运动一、体温的调节与运动 (一)体温(body temperature) 人和高等动物属恒温动物，即在一定范围内无论环境温度怎样变化，体温总维持相对稳定。体温的稳定是保证机体新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件。 生理学所说的体温，是指机体深部的平均温度。通常用腋下温度、口腔温度、直肠温度代表体温，正常人体口腔温度一般在36.5 37.2 之间，腋下温度较口腔温度略低0.2 0.4，直肠温度较口腔温度略高0.30.5。 一般人体温在清晨26时最低，下午26时最高，其变动范围在0.51之间。女子比男子赂高

2、0.3。女性基础体温随月经周期而有规律的变化，月经期及排卵前体温较低，在排卵日最低，排卵后体温较高，这与性激素分泌水平的周期性改变有关。 (二)机体的产热与散热 体温能够维持相对稳定，乃是在体温调节机构控制下产热和散热过程处于动态平衡的结果。 1产热过程 体内产生的热量，实际上是由细胞中物质氧化、物质代谢的进行而产生的热量。因此，产热的多少取决于组织代谢的强弱。机体在安静时，主要由内脏器官产热，其中肝产热居首。当机体运动或劳动时，肌肉便成为主要产热器官，占总产热量的90左右。在寒冷环境中，靠打寒战(shivering)加强产热。寒战是肌肉不随意的节律性收缩，最强的寒战可使体内产热增加4倍。甲状

3、腺素和儿茶酚胺增多也能使代谢率提高。甲状腺素使体内所有细胞的代谢率提高，而儿茶酚胺类主要是去甲肾上腺素，可引起脂肪酸释放增多，也能使代谢产热增多。体内酶反应速率对温度是敏感的，常以10的倍数的温度变化来研究温度反应的效应，这种变化的结果称为“Q效应”。一般温度升高10，酶反应的比率会增大2倍。运动时体内肌肉温度升高，通过“Q10效应”使酶反应加速，从而使体内产热加强。 2散热过程 体内各组织产生的热量，通过血液循环均匀地分布在体内，血液流经皮肤血管时，热量通过皮肤发散到周围环境中去。因此，皮肤是主要的散热器官。经皮肤直接散热的方式有辐射、传导、对流和蒸发四种。 (1)辐射(radiation)

4、 是指机体以热射线方式将热传给外界较冷物体的一种散热形式。辐射散热取决于体温与周围温度之差，差值愈大辐射散热就愈多；相反，若周围温度高于体温时，机体不仅不能通过辐射散热，反而会造成吸热。 (2)传导(conduction) 指体热直接传给与之接触的较冷物体的一种散热方式。传导散热与物体导热性能有关。故当人体在空气中时，经传导散热极少，当身体浸在冷水中时，则传导散热较快。 (3)对流(convection) 指体热借助于空气的流动而散热于体外的一种散热形式，对流散热取决于空气流动速度的快慢，气流愈快则散热愈多。 (4)蒸发(evaporation) 指热量通过体内水分转化为气体时散发于周围环境的

5、过程。每蒸发1g水可带走2.4kJ热量。当环境温度高于体温时，这是唯一的散热途径。 蒸发散热分两种方式： 不感蒸发或不显汗 是指体液中的水分直接渗透出皮肤和呼吸道粘膜等表面而被蒸发，并不被人们觉察。故称为不感蒸发或不显汗。 可感蒸发或显汗 指汗腺分泌汗液的过程。汗是由汗腺分泌的一种低渗液体，水分占99.6，固体成分不到1，其中主要是氯化钠，还有少量代谢产物，如尿素等。因此，出汗过多不仅会丢失大量水分，而且也会失去相当的氯化铀。所以在大量出汗后不仅要注意补充水分，也要适量的补给食盐，以免造成体内水和电解质的紊乱。人体即使在温度较低的环境中运动，由于肌肉产热加强及体内代谢过程加强，仍会大量出汗以维

6、持体温恒定。在较高气温条件下运动，则出汗更是控制体温稳定的主要条件。在剧烈的体育运动中，不习惯热天的人，其最大排汗速率约为1.5Lh1，而已经习惯热天运动的人，排汗可达4Lh1，排汗最多的时候一个人可丧失体重3.6kgh1。身体排汗散热的速率受环境温度、空气温度和湿度的影响，如果空气完全干燥，并且对流空气足以使体表汗液迅速蒸发，那么人体可以忍受很高的气温而不致于产生疾病，如果湿度为100而且空气不流动，气温34 左右便会产生不良影响。因此，在闷热、湿度大而通风又差的环境下工作和运动时，特别要注意防暑降温。 上述产热和散热的诸因素构成人体内的热平衡。 (三)体温的神经调节 体温的相对恒定是在下丘

7、脑体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、寒战等生理反应经常维持于一个稳定的水平，称自主性体温调节。机体在不同温度环境中的姿势和行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，如增增减衣着等称行为性体温调节。 体温的神经调节即下丘脑体温调节中枢的调节是通过体温自身调节系统，即生物控制系统来完成的。下丘脑体温调节中枢，包括调定点在内属控制系统，它的传出信息控制着产热器官(如肝、骨骼肌)以及散热机构(如皮肤血管、汗腺)等受控系统的活动，使受控对象机体深部温度维持一个稳定的水平。而输出变量体温总是会受到内、外环境因素的干扰(如机体运动或外环境气候因素的变化等)，此时则通过温度检测器皮肤及深部温度

8、感受器将干扰信息反馈于调定点，经过体温调节中枢的整合，再调整受控系统的活动，建立起当时条件下的体热平衡。 (四)运动与体温 运动中工作肌肉可使身体的产热量增加10倍以上，由于运动时能耗量急剧增加，散热虽已加强，但机体的总产热量仍可暂时大于散热量，所以运动中体温会暂时升高。 Olsson等研究报导，运动的剧烈程度与身体内部和肌肉的温度升高成直线相关，身体内部温度可从安静时的3上升到39。我国的一些研究提示，中距离跑后腋下温度可升到37.5 38 ，长距离跑上升到38.5，超长距离跑后可升至39.75 ，有时甚至可达40。长期系统的运动训练，可使体温调节过程得到改善，因而在盛夏和严冬环境中锻炼，有

9、利于增强体质和提高运动成绩。 二、热环境与运动 在炎热环境下，特别是在炎热环境中劳动与运动，机体内积蓄热量过多，会引起机体一系列热应激与适应。 (一)运动与劳动中的热应激 炎热的刺激引起机体的应激反应主要有： 1循环系统应激反应 在炎热环境下劳动和运动使血管扩张，血管张力降低，工作肌肉及皮肤等末梢血流量增加。由于体表血流量增加，增强了辐射、传导、对流等的散热能力，可使末梢组织热传导值增加5-6倍。 同时，为代偿散热时末梢血流量的增加，将出现内脏血管收缩，炎热对交感神经的刺激也使内脏血流减少，以增加总循环血量。但尽管心输出量可保持不变，然而工作肌肉的血流量却可因大量血流转移到皮肤而减少，因而炎热

10、环境下肌肉的耐力将会下降。 2代谢和内分泌应激反应 动物实验证明，在炎热影响下，通过下丘脑(促甲状腺素释放激素)垂体(促甲状腺激素)系统而抑制甲状腺素的分泌，故能量代谢也有所降低，这一反应有助于提高对炎热的耐受性。肾上腺皮质的醛固酮分泌增多。醛固酮通过促进在肾脏和汗腺对钠的再吸收而调节炎热引起的钠丧失。 促性腺激素的分泌也受炎热刺激而有抑制性影响。 3发汗 在炎热环境下，特别是在炎热环境下劳动与运动，热应激的一个重要表现是排汗明显增加，以加快体内热量的散发。出汗的速度既取决于体内温度，也取决于体表温度。在进行剧烈运动时，汗的分泌速度十分快，例如马拉松跑中，在相对湿度不大时，有训练运动员的汗液分

11、泌速度可达20-25ndldn1(1200-1500mlh1)。 4尿量 热应激状况下，由于内脏器官血流量的减少，刺激神经垂体抗利尿激素的分泌，因而使尿量减少。 (二)热习服 不间断或反复居留在高温气候中，身体会逐渐适应这种特殊的气候条件，身体对抗热应激的稳定性得到发展，对炎热的耐受能力提高，出现热适应状态为热习服。热习服的生理反应主要如表201所示。表20-1 高温环境下适应性生理弯化机制适应性变化出汗工作时出汗较早（即出汗的温度阈降低）汗液在体表的分布较为均匀汗液中含盐量下降血液与循环降低心率增加心搏量增加皮肤血流量增加循环血量降低工作性的血液浓缩程度血液较快地重新分配（至皮肤血管系统）血

12、流接近体表，在体表更有效地重新分配减少腹腔和肾脏的血流量（工作时）代谢降低基础代谢降低定量运动时的氧体温调节降低定量运动时的氧身体对高温的耐力增长呼吸快而表浅的呼吸形式减少 习服时，出汗和蒸发散热的能力大大增强，使得外周导热能力增强。这种调节有助于保存中央循环血量，这对于保证每搏输出量和运动中肌肉的血流量是极为重要的，已经习服的人在运动时深部温度保持或下降不多。 热习服最重要的生理标志之一，是安静时和肌肉活动时心率的减少，心搏量逐渐增加，心输出量在热习服的全过程中不发生变化。热习服过程中心搏量的增加是由于静脉回流增加，循环血量增加及其有效分配，特别是逐渐减少皮肤血流量静脉回流加快的原因。 如果

13、处在热环境中同时还进行运动训练，习服时可使血浆量增加12，主要是因为血浆蛋白质增加，血浆蛋白质每增加1g，血浆中就要增加15g水。血浆量增多有助于保证每搏输出量、中央循环血量和排汗能力。此外，还使身体能容纳更多的热。习服时排汗能力可增加近3倍，还伴有出汗更完全和分布更广泛现象，对在温度很高的热天中运动是很有利的。由于醛固酮分泌的增多，排汗损失的氯化钠减少，排汗阈值下降对于在运动初期深部体温在控制范围内很重要。因为已升高的体温会因Ql0效应而使体温进一步升高，而出汗较早可以避免这种情况，这种现象可能反映了热习服中下丘脑的调定点较低。 (三)身训练与耐热性 很多研究报告认为，在常温下进行训练(主要

14、是耐力性训练)也能提高身体的耐热性，使机体在负荷时体温、皮肤温度上升程度减少，心率也趋降低。训练良好的耐力运动员比一般人能够较好地适应在炎热气候下进行工作，能够迅速地适应在炎热气候下完成至少强度不太大的运动。但是在舒适气候下进行的任何性质的训练，即使训练水平很高也不能代替专门的热适应。勘Gisolel(1973)对年轻男性分别进行在环境温度21 条件下间歇训练11周和进行8日的高温适应，结果直肠温度、平均皮肤温度和心率，无论训练还是高温适应均见明显下降(表202)。但用直肠温度和运动时间之比来估算耐热效果，可见训练使耐热性的提高约相当于高温适应使耐热性提高的50。Cohbn(1982)以女性为

15、对象进行观察，得到同样的结果。 因此，在舒适的常温下训练引起的热适应，对于在炎热条件下有效地完成大强度运动是很不够的。为了在高温高湿气候下进行比赛取得好成绩，运动员应该在赛前712天就在高温环境下开始适应性训练，才能使机体适应炎热高温环境下的运动。中国羽毛球队在雅加达参加19历年世界羽毛球锦标赛时，比赛馆温度高达36 ，直至第7天全体队员才适应高温环境下的比赛(表203)。表20-2 经过训练和高温适应后运动时直肠温度、皮肤温度及心率变化指标 训练前 11周训练后 8日高温适应后直接温度/39.238.838.0平均皮肤温度/38.237.836.2心率/次min-1186142124表20-

16、3 高温条件下比赛赛前适应天数到达天数 第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天人数男0014778女0025788% 18%56%87%93%100% (四)热危害 1热环境与运动能力 在热环境中运动会导致体温明显升高，深部温度随着运动强度的增加而成比例地增高。环境温度对运动能力影响的程度取决于身体散热和对活动肌肉血液供应的能力。在热环境中运动，身体为加强散热，血管普遍舒张，使得静脉容量血管中的血液增多。此外，由于大量出汗而使体液丢失，血浆量减少。上述变化可能会出现循环血量减少，并引起心脏前负荷的降低，最终影响氧运输的能力。 在热环境中进行剧烈运动，外周缩血管活动会对原先热应激反应而产生的

17、血管舒张活动有抑制性影响，这虽然有助于维持血压和心输出量，但却对机体的散热不利。在这种情况下：机体对循环功能的调节优先于对体温的调节。因此，应高度重视在热环境中运动可能产生的热疾病。 2脱水及热疾病的预防 在热环境下运动可能出现因热而造成的危害和疾病，但如采取必要的预防措施，许多运动中热应激产生的严重影响是可以避免的。热造成的危害包括脱水(体液丢失)、热痉挛(骨骼肌的不随意挛缩)、热衰竭(由于循环血量不能满足皮肤血管的舒张而引起的低血压和虚弱)和中暑(下丘脑体温调节功能不足)等热疾病。 脱水是指丢失占体重1以上的体液。脱水可引起排汗率、血浆量、心输出量、最大吸氧量、工作能力、肌肉力量和肝糖原含

18、量等下降。身体缺水700ml(约占体重1)时将引起渴感，缺水占体重5时将感到不适、嗜睡和精神紧张交替出现，此时还可出现易激动、疲劳和食欲不振等现象；在足球、网球和长跑等运动中脱水5左右是常见的。一些研究认为，当脱水超过本人体重3时，将使运动能力降低并导致热病；如脱水程度大于7将十分危险，分泌唾液和吞咽食物变得很困难；体液丢失超过10，行走的能力将受到影响，同时伴有协调能力差和肌肉痉挛；脱水达15时，会引起说胡话和皮肤皱缩及尿量减少，吞咽食物的能力丧失，喝水也有困难；进一步脱水将导致死亡。热痉挛、热衰竭和中暑同属于热病紧急状态，其表现症状如表204所示。热痉挛是因为肌细胞膜钠和钾的比例发生变化，

19、以及脱水和盐分丢失所致；热衰竭是由于要同时给皮肤舒张的血管和活动的骨骼肌供血，使循环血量急剧减少和循环功能障碍造成；而中暑则主要是下丘脑的排汗中枢功能障碍引起的，使得机体不能出汗蒸发而导致体温急剧升高。表20-4 热病及其症状热病 症 状热痉挛肌肉痉挛、大出汗、疲劳、体温尚正常热衰竭极度软弱、衰竭、头痛、头昏、恶心、多汗、皮肤发冷、体温正常、心率加快、有时失去意识中暑乏汗、皮肤发热而干燥、头痛、恶心、精神混乱、步态蹒跚、体温极度升高、虚脱、丧失意识、有时可导致死亡 要预防热危害或将热危害减少到最小程度，Brooks提出如下12条简单原则： (1)保证运动员具有良好的身体状况，应该逐渐增加训练的

20、强度和持续时间，直到运动员完全习服。 (2)在一天中较凉爽的时候安排练习和比赛。 (3)当湿球温度在25.5 以上时，应修改或取消训练。 (4)安排有规律的喝水和休息时间，即使运动员还不觉得渴时也应鼓励他们喝水。 (5)饮料应较凉(813 )、低糖(含糖少于或等于2.5g100ml1)、含少量或不含电解质。 (6)应鼓励运动员在运动或比赛开始前30min喝足水，大约400-600ml。 (7)皮肤上撤些水有助于蒸发散热。 (8)比赛或练习的强度应反映个人的适应能力，这一点对偶然参加运动的“娱乐赛跑运动员”特别重要。 (9)运动员应在计划的时间内完成训练，这将保证运动员的习服。 (10)在练习和

21、比赛开始阶段应特别鼓励运动员补充饮料。随着运动的进行，内脏血流量趋向于减少，这将影响肠道吸收水分。 (11)运动员每天练习开始前应称体重。任何运动员体重下降3以上都不允许参加运动，直到补足水分为止。在热天中体重下降较大，应该密切注意体重的变化。 (12)应禁止服盐片，但应鼓励运动员在吃饭时摄入足够的盐。 (五)补充液体指南 1水和盐的补充 在炎热条件下训练时，运动员从汗液中丧失大量水分和盐分，如不加以补充将会出现脱水和盐平衡的紊乱，降低工作能力。因此，在炎热条件下进行训练时，运动员必须在训练前后摄取足够的溶液。 2按丢失体重补液体 训练或比赛前后由于水分的丢失而使体重减少，为了维持运动员的运动

22、能力，补充液体十分重要，至少在下一次训练或比赛前要补给80。估计补液量可从以下公式估算。 比赛前体重比赛后体重失去的体重汗重需补充的液量 3补充液体方法 过去一些运动员和教练员认为运动中喝水增加心脏的“额外”负担，认为应少喝些水。生理学研究表明，这一看法是不正确的，炎热环境下紧张运动丧失的水分应尽快补充，在自行车功量计上的实验证明，运动时补充饮水可以提高运动的最大持续时间。最好是少量多次地饮用补充液体，渐渐的补充液体的需要。 4注意气候因素 在炎热和潮湿的气候条件下，运动员失水很多，容易发生热病，更应急需补液，鼓励运动员在休息间歇经常饮用液体。 5穿着适当的服装 服装不适宜也容易导致出汗过多及

23、散热障碍。因此，运动员应穿易于通风透气的衣服。如服装不适宜，出汗过多更要考虑液体的补充。 6注意危险信号 在炎热季节运动除及时补充液体外，还应密切注意热痉挛、热衰竭、中暑等的危险信号及症状，以便及时采取急救措施 三、冷环境与运动 (一)在冷环境中运动 在寒冷环境中，机体的反应可归纳为产热与保温两个方面。通过代谢、内分泌系统应激使体内产热量增加，同时冷刺激使皮下血管收缩，减少体表血流量，散热也就减少。 在冷环境中运动，严寒会给运动带来一些不利因意，运动能力也可能受影响。例如，低温可使神经、肌肉和腺体的兴奋性降低；由于周围血管收缩，皮肤和皮下组织血流量减少，暴露的身体部分会踪得麻木，而人的手指、脚

24、趾血管收缩特别灵敏，像抓握和投掷之类需要手指灵巧控制的技术，在寒冷中会受很大的影响，手指脚趾也易冻伤；低温可使氧运输能力和组织的代谢水乎降低，从而使最大摄氧量下降；寒冷还会使肌肉粘滞性增加或寒战，既影响运动技能的发挥，又使运动损伤的危险性增加。但是对寒冷已经习服的冰雪项目运动员影响较小。 (二)冷习服 研究表明，动物对寒冷的习服首先是产生非寒战产热。例如，将大鼠暴露在5的寒冷环境中24周，寒战逐渐减弱，出现不依靠寒战产热的现象，而且产生比寒战产热更多的热量来维持体温，这种不依靠寒战产热的现象称为体温调节性非寒战产热。如果非寒战产热达到最大限度，产热方面的寒冷习服(代谢型寒冷习服)已完成。非寒战

25、产热的调节因素主要是交感神经的去甲肾上腺素，持续的寒冷暴露会刺激交感神经，使交感神经纤维末梢释放去甲肾上腺素增加，由于去甲肾上腺素长时间的作用，使机体非寒战产热能力加强。此外，肾上腺素、肾上腺皮质激素、甲状腺案、胰高血糖素等激素均参与非寒战产热。长期住在寒冷环境中可以提高人体耐寒的能力，即在低温环境中身体保持必需的深部体温。 评定人体对冷的习服有三种基本涵验方法： 第一种方法，是测定产生寒战的皮肤温度闻值。一些研究指出，处于较冷气温中几星期后，寒战发生推迟。冷习服的人可以增加非寒战的产热过程以保证产热，使寒战减轻。增加去甲肾上腺素的分泌，产生脱耪联的氧化磷酸化过程，即释放热而不生成ATP。 第

26、二种方法，是测量手和足的温度。未经习服的人随着处于冷环境中时间延长，手和足部的温度逐渐下降(已经习服的人能够保持基本正常的温度)。 第三种方法，是观察在寒冷中睡眠的能力，未经习服的人会因打寒战而不能入睡。有些研究表明，习服到一定程度时便可以在寒冷中入睡，在寒冷中入睡的能力取决于增加去甲肾上腺索分泌，使非寒战产热过程增强。 (三)身例练与耐寒性 身体训练有助于促进对寒冷环境的适应能力。将体格和体脂量相似的马拉松运动员和长距离游泳运动员进行耐寒性比较。结果表明，赛跑与游泳运动员之间未见差异，这提示耐力训练使末梢血管收缩能力提高，耐寒性得到改善。研究人员以游泳选手和田径长跑运动员为对象，在不同水温下

27、(20 、25 、30 、35 )以VO2max60的强度运动30min，进行组间比较。结果发现，25 、30时两组无显著差别，在水温20 时长跑运动员机体代谢量提高，同时体温降低程度也大，两组耐寒性有明显差别。这可能是由于两组运动员体脂量的差异(长跑选手7.4、游泳运动员9.9)。 身体训练对改善末梢循环功能有良好作用，寒冷时末梢血管会出现扩张反应，这种反应也称路易斯反应或末梢血管紊乱反应。将手指浸人冰水，由于血管收缩而皮温急剧下降。血管因无规律、反复地扩张和收缩，引起皮肤温度上升或下降。这种现象多出现在血管收缩容易致冷的身体末端部位。这种寒冷血管反应，可用作局部耐寒性指标。当寒冷习服时，寒

28、冷血管反应出现时间(TTR)缩短，寒冷血管反应出现温度(TFR)与平均皮肤温度(MST)上升。1982年日本学者森谷报导，比较耐力训练组与非锻炼组寒冷血管反应，发现耐力训练组TTR有意义的降低，而TFR、MST则有意义升高。与此同时，国外另一些学者也在实验中观察到，锻炼者与不锻炼者之间寒冷升压反应出现有意义的差异。因此认为，身体训练对局部耐寒性即末梢循环功能有良好改善作用。第二节 水环境与运动水的浮力、密度和导热性等特性，不仅对在水环境中运动人体的生理功能提出了更高的要求，也对运动能力有重要影响。 一、水环境与运动能力 水环境中的运动对呼吸功能的影响较陆上项目深刻，这和水的密度及压力有关。水的

29、密度比空气大得多，在齐胸深的水中，人体就感到比陆地上大得多的压力，在水中前进要克服更大的阻力，使得游泳时完成呼吸运动要比陆地上克服更大的阻力与压力，因而对呼吸肌的锻炼效果较之陆地为佳。在水中运动时，呼吸功能变化的另一特点是呼吸频率的变化受游泳动作节奏的限制，不能随意加快呼吸，同时水的压力又使补吸气的增加受限，因而经常进行游泳等水环境中的运动，可使人体从通气中获得氧的效率得到提高。研究表明，无论亚极量强度还是极量强度运动，游泳时肺泡通气量均比跑步时高。经常在水环境中运动，还能使在水中运动时VO2max提高。一些学者研究表明，不进行游泳训练的人在游泳时最大吸氧量约比陆上运动时(如跑台试验时)低15

30、20。但游泳运动员最大吸氧量接近跑步时最大吸氧量值，优秀的游泳运动员在游泳时的最大吸氧量和跑时相同，甚至还赂高。 人在水环境中运动对循环功能也有良好影响，这既和水的特性有关，又和人在水中运动时多取平卧姿势有关。人在水环境中运动时的乎卧姿势给心脏工作带来有利条件，游泳时全身肌肉的静力紧张成分少；在有节奏的动力练习中，加上有节奏呼吸的加深，给静脉血的回流创造了有利条件3水波对身体表面的拍击，对静脉回流也有促进作用。因此，在水环境中运动可使循环功能发挥更大潜力。与跑步比较，在进行相同强度的游泳和跑步时，心输出量和每搏输出量游泳较跑步低，这可能和水的漂浮作用使身体保持姿势紧张的肌肉量减少有关，但有训练

31、的游泳运动员却可提高。无训练者在水环境中运动最大心输出量比跑步时约低25，但有训练的游泳运动员却可和跑步时相同。游泳时的最高心率比跑步低，平均约比跑步低10-15次minl，男子心率在跑时约为200次min1，而在游泳时约为185次Min1，女子相应近190200次Idn1。 在水中运动，能量的消耗比在陆上进行同强度、同时间的运动要大，这是因为水的导热性是同温度空气的28倍。同时，在水环境中运动能量消耗还与水的温度、人在水环境中停留的时间、游泳姿式及运动者在水中活动的适应程度等有关。水的温度直接影响能量消耗的量。有实验表明，在12 的水中停留4min和在20 的水中停留15min的能量消耗相仿

32、，水温愈低能量消耗将愈多；在水环境中停留时间愈长，能量消耗将愈多；游泳比陆上运动消耗能量多的另一因素是水中运动的机械效率比陆地低，优秀的游泳运动员蛙泳时的机械效率仅为46，不同泳式和距离也影响能量消耗的多少(表205)。表20-5 不同姿势和距离游泳时的能量消耗游泳姿势距离/m能量消耗/J爬泳100271.6爬泳400660.68蛙泳400581.06在水环境中运动，运动技能的掌握比陆地上要求更高。水浮力使人在水中的支撑感觉被削弱，产生不习惯的漂浮感，加上游泳时体位的改变及冷刺激，对神经系统适应能力及协调指挥能力提出了更高的要求。同时，不适应水性者还有恐水的心理障碍，这也给其运动技能的形成增加

33、了困难。 二、对水环境的适应 人体有完善的体温调节功能，在对冷热环境的接触中适应能力获得提高而达到冷热习服。游泳在水环境中进行，水的冷刺激可提高人体对冷刺激的适应能力。动物实验证明，将狗放入冰水中，多次以后狗的体温调节反应日益完善，在冰水中体温的降低逐渐减少而适应。因此，经常在水环境中运动，将对人体产热、散热的调节能力有良好影响。 人在水环境中运动也有急性的适应过程。一次在水中停留时间过久，体温调节功能可能发生一系列变化，大致可分四个阶段。第一阶段，是入水后最初几分钟内，冷的刺激反射性地引起皮肤毛细血管收缩、皮肤发白，散热减少，产热加强；第二阶段，是皮肤血管反射性舒张，血液流向皮肤，皮肤发红，

34、有温暖感觉；第三阶段，是如果持续在水中停留过久，身体散热过多，会发生寒战，以加强产热过程；第四阶段，是若继续停留太长，引起小动脉收缩，小静脉扩张，血液滞留皮下静脉中而使皮肤和嘴唇青紫。一般在身体感觉寒冷时应上岸擦干身体，作些轻微活动以加强产热过程，如停留时间过久，散热过多，容易导致感冒。在水环境中的急性适应过程随训练程度、人体质强弱及对水环境冷刺激的适应能力而不同。经常在水环境中运动可提高对水的适应能力。第三节 高原环境与运动高原环境具有低压、低氧、寒冷、日照时间长、日夜温差大等特点，其中对人体影响最大的是由于大气压力降低所致的低氧。这种低压低氧的刺激会导致人体生理功能及运动能力产生一系列变化

35、。 一、高原环境对运动能力的影响 大气压力随着海拔高度的上升而呈规律地降低，氧的分压随之降低。这种缺氧环境，首先对氧运输系统产生深刻影响。平原和海拔4300m最大运动时呼吸循环诸因素的变化（Horstman1980） 生理指标 平地平地与高原 第1天比高原 第1天高原第1天 与第15天比高原第 15天N=9 肺通气量/Lmin-1 1667.00.01186110.0120510呼吸商1.160.020.051.250.04Ns1.200.03心输出量mlkgmin-127112Ns26280.0523710心率/次min-119020.051823Ns1833每搏量mlkg-11.430.0

36、5Ns14.30.040.051.290.04动静脉氧差mldl-118.60.50.0113.40.70.0116.20.6摄氧量/mlkg-1 min 50.61.70.0135.31.40.0138.81.4N=4 血球比容/%46.41.8Ns47.90.070.0154.00.6血液PH7.240.020.017.370.01Ns7.350.01动脉血氧含量/ mldl-122.10.60.0116.80.80.0519.90.5氧运输能力mldl-123.30.7Ns23.90.40.0126.70.5动脉血氧饱和度/%94.50.60.0169.70.80.0574.20.9氧运

37、输量mlkgmin-159.02.20.0143.81.80.0548.21.7 在高原实测的人体VO2max。VO2max表明，高度愈高，下降得愈多。Paterson(1987)报导，男性在海拔1500m高度VO2max下降5.8、3000m时下降24.5绅4500m时下降29.5；女性在1500m时下降5.4、3000m时下降14.6、4500m时下降24.1。也有人报导，当海拔高度升高到1524m时VO2max开始减少，开始阶段每升高300m，VO2max约下降3，高度愈高下降的速率愈快。 高原环境对运动能力的影响，与海拔高度及运动项目不同而有差异。根据高原运动与比赛的资料，特别是根据1

38、968年墨西哥城奥运会的资料归纳为：导致运动能力下降的临界高度大约在海拔1200m；运动持续时间超2min以上的全身性耐久运动，到高原后运动成绩下降；短距离项目由于高原空气稀薄，减少了跑进时消耗在克服空气阻力上的能量，所以成绩有所提高；对速度与全身耐久力关系不大的项目受高原影响不大，对投掷项目来说，需要利用空气升力的项目(如标枪等)可能受影响，而铅球、链球成绩由于空气阻力下降反而会提高。 二、高原习服 高原的低氧环境会给人体，特别是呼吸循环功能带来不利影响，但对高原居民不会有特殊的不良反应，这就是身体对缺氧产生了适应，或称高原习服。高原习服可分为短期习服(几天、几周、几个月)和长期习服。最初的

39、习服包括酸碱平衡的变化，使肺通气的调节和氧的结合能力得到改进；更长期的习服包括氧运输能力、细胞代谢效率、肺和肌肉的血管分布增加等。高原习服的实际作用在于逐渐改善耐力项目和长时间运动的能力，而对长期习服后对最大无氧能力的影响尚未有研究报导。 高原训练是一种在低压缺氧条件下的强化训练。这种训练对人体有两种负荷，一种是运动缺氧负荷，这在平原也有了另一种是高原缺氧的负荷，这是平原所没有的。这两种负荷的相加，便造成了比平原更为深刻的缺氧刺激，以调动身体的机能潜力。对高海拔的习服变化 影响脑脊液中碳酸氢盐减少肾排出碳酸氢盐减少红细胞中2，3-二磷酸甘油酸增多血浆量减少；血红蛋白减少，红细胞和红细胞比容增加

40、安静时和次最大运动心率下降（低于处在高原的早期阶段肺内血压升高肺血管分布增多线粒体体积和数量增加氧化酶含量增多骨骼肌血管分布增多组织肌红蛋白增多肺通气对CO2-H的控制增强血红蛋白氧离曲线右移血红蛋白氧离曲线右移血液携带氧的能力提高 内环境稳定性恢复更为正常 肺的通透能力提高肺的通透能力提高肌肉生化改进 氧运输能力提高细胞运氧能力提高 生理学研究表明，高原习服获得的适应是可逆的。一些专家认为，在2m的高原要达到一定程度的习服，最少必须停留2周，一般需34周的时间，但通过习服获得的适应变化，返回平原后两周却可消失。 据报导,优秀游泳运动员经高原训练后红细胞增生，血红蛋白增加，从而提高了身体运输氧

41、能力；血液中能促进氧合血红蛋白的2，3十二磷酸甘油酸增多，有利于氧向组织弥散。我国中长跑运动员经过王个月高原训练后，最大吸氧量提高了5，肺活量提高了2，极限负荷提高45，呼吸商提高7。此外，在高原接近极量运动，血乳酸浓度可高达20m mol1-1。上述表明，高原训练对提高呼吸功能，最大摄氧能力以及耐缺氧能力有一定好处，能提高运动能力。 要使高原训练取得理想的效果应处理好以下几个主要因素：1高原训练的适宜高度 适宜的高度应具备两个条件：即此高度朗对机体产生深刻的缺氧刺激，同时又能承受比较大的训练量和强度。有关资料表明，10003000m的高原训练都有效果，但有人认为2000-2500m的高度最佳

42、，而最高的高度不宜超过2700m 2持续时间 在高原训练的持续时间最少要三周，因为从平原到高原，人体要有一个适应的过程。有学者认为在2000m左右高度训练，持续时间以4550天为合适。 3强度 在高原训练中，掌握好强度最关键，应考虑以下因素： 高原训练的强度要根据运动员训练水平来定。 根据比赛目标来定。如800m跑要在比赛中达到什么预期水平，在训练中则要求有部分手段要接近比赛的要求。 高原训练的强度要和下山后的强度衔接起来，下山后的平原强度要比高原的强度高。 4高原训练后出成绩的时间 高原训练下山后，什么时候出成绩，这与高原训练的时间、强度有密切关系，各国有不同的看法。 德国认为在高原的训练强

43、度比较大(3周)，下山后第一周是下降的，1014天好转，18。21天是最佳状态。 苏联的资料指出，在高原上经过25周强度不是很大的训练，在训练末期有个减负荷过程。下山后，有三个时期能够提高，成绩。第一个时期，下山后的26天(然后有一个下降)；第二个时期，1424天；第三个时期，3545天。 在上述诸因素中，最难掌握的是适当的强度，即负荷既不过大，又要足够。要达到这种适当，除了教练的经验，运动员的感受和反应，最重要的是要有科学测试及从反馈信息中对强度的控制。第三节 高原环境与运动一、生物节律的特点及可能机制 生物体内的各种功能活动常按一定的时间顺序发生变化，如果这种变化按一定时问重复出现，周而复

44、始，则称为节律性变化，而这类变化的节律就称为生物节律(biorhythm)。这是生物在漫长的进化过程中为适应自然界时间过程周期性变化的结果。生活在海滩上的一些小动物壳的颜色能随潮汐周期而变化，植物的一些花随白天黑夜而开合，人体一些生理功能在昼夜间也有规律变化，这些都是生物节律的表现。 人和动物的生物节律可按频率的高低，分为高频节律、中频节律和低频节律三类。节律周期短于一天的属高频节律，如心电图的变化，呼吸的周期等；节律周期长于一天的属于低频节律，包括周周期、月周期、年周期。例如，人类的女性月经周期属月周期，候鸟的栖息为年周期3中频节律就是日周期，也是最重要的生物节律。人体内几乎每种生理功能都有日周期，即一天中是一个波动周期，只是各种生理功能的波动幅度和明显程度有所不同而已。最明显的如体温的昼夜周期节律，在一昼夜中人体体温呈现周期性波动，清晨26h体温最低，午后26h最高。这一体温节律波动同肌肉活动状态以及耗氧量并无因果关系，而是一种