1、第1页,运动生物化学泰山医学院运动人体科学系 主讲 刘海斌,第2页,第十二章 运动员身体机能的生化评定随着科学技术和竞技体育的迅速提 高，运动训练的科学化越来越受到重视。 运用科学的理论、科学的方法和先进的技 术指导控制运动训练，才能更有效地挖掘 人体的运动潜力，提高竞技能力。,第3页,运动时人体内的一系列生物化 学变化是机体对所承受运动负荷的 客观反映，通过这些化学变化，可 以正确反映机体对运动训练的应激 能力。负荷过大，不仅不能提高运 动能力，反而损害身体健康；负荷 太小，运动能力提高不明显。,第4页,因此，在运动训练中不断对运动 员进行机能评定，科学地进行监督， 是科学训练的重要内容，对
2、正确地控 制训练负荷、挖掘运动员的最大运动 潜力，更有效地提高竞技能力以及防 止过度疲劳和运动损伤的发生，均有 十分重要的意义。,第5页,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。,第一节 运动后身体机能状态评定指标,第6页,生物化学指标在运动训练中的应用在致可归纳为以下几个方面。 （一）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。根据运动项目的特点，选择相应的生化
3、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。,第7页,（二）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。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。,第8页,（三）评定运动员机能状态的客观指标在运动训练中，运动员的
4、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。,第9页,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，还可以 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。,第10页,（四）判断运动
5、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”，把运动性疲劳和恢复过程作为运动训练的组成部分。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。,第11页,（五）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 ）
6、来预测中长跑的运动成绩。,第12页,（六）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评定。,第13页,综上所述，应用生物化学指标 可以对运动员的竞技能力和运动负 荷做出科学的评估，对科学地指导 运动训练、有效地提高运动员的竞 技能力和健康水平具有重要的实践 意义。,第14页,二、运动后身体机能状态 评定指标 (一)血红蛋白（Hb）血红
7、蛋白（Hb）俗称为血色素 ，是当前机能评定中常用的指标。,第15页,血红蛋白的功能:血红蛋白是红细胞中的一种重要蛋白质，在红细胞中浓度高达34%，占红细胞中总蛋白质量90%。血红蛋白主要功能是运输氧，对二氧化碳（CO2）也有运输作用，对酸性物质（H+）也能参与缓冲。因此，血红蛋白对运动能力影响很大。因为输送氧，故对耐力性运动能力尤为重要。,第16页,（二）血红蛋白的正常范围正常人每100毫升血液中血红蛋 白含量为1215克，女性为1114克。 运动员与正常人值相近，或位于正常 值的高限，有氧耐力运动员可高达每 100毫升血液中1718克。,第17页,（三）运动性贫血和运动员贫血 1.运动员贫血
8、运动员贫血是指运动员以血红蛋白判断贫血时，采用临床上常用的标准，即男低于12.0g%；女低于10.5g%，如果采用WHO标准，男低于13g%，女低于12g%，运动员贫血有各种不同因素，如营养不良，各种慢性病等，都会引起血红蛋白下降至贫血标准。因而，运动员贫血的诊断要分析发生原因，针对性采取治疗措施。,第18页,2. 运动性贫血运动性贫血：运动性贫血的提出的根据是耐力性运动员在有氧代谢运动时，血红蛋白的理想值而制订的。因为，血红蛋白明显地影响运动能力，血红蛋白越多，结合氧量越多，但血红蛋白与血细胞压积和血液粘稠度在一定范围内成正相关，增加血液粘稠度和血细胞压积，不利于血循环。所以，不能简单地认为
9、血红蛋白越高越好。,第19页,目前认为，最适宜血细胞压积为45%左右，这时血红蛋白大致相当于16 g，在运动时，血细胞压积最适宜可高致50%60%，在正常高值上，由此可见，耐力运动员的血红蛋白值 低于1516 g %时，就认为处于低值了。这时会降低运动员的耐力，所以有人建议用“运动性贫血”这概念以区别于运动员因其他原因而导致的“运动员贫血”。,第20页,可见，运动性贫血的评定标准是以运动能力为前提制定的；运动员贫血则是以健康为前提制订其标准的。其区别可以下表9-3示之。,第21页,第22页,（四）血红蛋白与负荷量 训练初：运动量大 Hb升高, 红细胞被破坏是大运动量训练早期的一种反应。 训练中
10、：运动量不变 Hb降低，机体机能状态才能改善，运动能力得以提高。,第23页,（五）血红蛋白和运动能力血红蛋白主要功能是运输氧，因此和 运动员耐力有密节关系，故在训练期、赛 前训练和比赛期被用于评定运动能力。表 9-6是同一组受试者在不同血红蛋白时的 运动能力和运输氧能力指标，最大摄氧量 等指标间关系的变化。,第24页,第25页,可见，在贫血时无论是极量运 动或有氧代谢运动时，运动能力下 降，运输氧能力降低，将血液回输 时，各项指标又恢复到正常时水平 。可见，血红蛋白和运动能力有密 切关系。,第26页,二、血尿素人体内蛋白质和氨基酸代谢的最终 产物为尿素。运动员在长时间运动时尿 素的生成和恢复期
11、中的变化，是了解蛋 白质和氨基酸的供能情况和恢复期蛋白 质和氨基酸合成代谢相互关系，血尿素 是目前运动员身体机能评定重要生化指 标。,第27页,（一）血尿素的正常范围在正常生理状态下，尿素的生成和排 泄处于动态平衡，血尿素浓度相对稳定， 其安静值约在1.88.9毫摩尔/升。运动员安 静时血尿素浓度偏高，为5.57毫摩尔/升 ，原因是受训练的影响体内蛋白质代谢旺 盛。,第28页,（二）血尿素是评定运动员 负荷量度的指标在运动训练中，血尿素浓度升高一般出现在运动后30分钟，绝大多数出现在4060分钟左右。因为，要在较长时间负荷时，蛋白质和氨基酸才较大量进行分解代谢以供应能量，引起血尿素浓度上升。若
12、一次大运动量训练后，血尿素超过8毫摩尔/升，是训练负荷过大的表现。,第29页,（三）血尿素是评定训练后身体恢复 状况的良好指标若在训练或比赛次日晨测定血尿素浓度，可以评定恢复状况，值低表示代谢平衡恢复，即运动负荷适宜，身体机能良好。运动次日晨或第三日晨仍超过正常值水平，则表示机体对负荷不适应，身体机能较差。,第30页,在实际应用时： （1）发现有氧代谢训练后恢复较慢； （2）血尿素升高较少，恢复也快的 属能承受大负荷量训练的运动员，而升 高多，不易恢复的难于承受大负荷量训 练。应根据实际要求采取相应的训练方 法和运动负荷。,第31页,三、尿蛋白人体安静时尿中蛋白质含量甚微，一般检验方法不能测定
13、其数量，故称为阴性。但用一般的化学分析方法测定时，人体一天尿中排出的蛋白质在10150mg范围。在运动后尿中排出增加。因此，可以根据其排出蛋白质数量和组成成分来评定运动员身体机能状态、运动负荷强度和量度等关系。,第32页,（一）尿蛋白和身体机能状态关系运动性蛋白尿存在不同个体差异 性，本体相对的稳定性。即不同人运动 性蛋白尿的数量不受训练水平和运动负 荷之间而显示不同，受个体机能影响较 大，即运动性蛋白尿量少者，不一定是 训练水平高，也不一定负荷强度或量 少。,第33页,当个体在完成相同距离比赛或相近 运动负荷时，尿蛋白量则较为稳定，当 平衡打破时，如负荷量突然增加时，是 机能不适应或疲劳未消
14、除造成机能下降 ；或突然负荷强度和量度增加；机体处 于从不适应到适应过程中。这时应加强 观察，具体分析。,第34页,（二）评定运动负荷强度和量度运动后蛋白尿的数量和运动负荷强 度和持续时间有关，强度大、负荷时间 长，尿蛋白量就多。因此，在评定训练 课时要注意运动负荷的强度和量度两个 因素。,第35页,四、尿胆原尿胆原是体内血红蛋白分解的代谢产物。一般情况下，每天约有8g血红蛋白分解，经代谢最终有一部分转化为尿胆原排出体外。因此，尿胆原排泄量的多少可以反映出体内血红蛋白分解代谢情况，故当血红蛋白下降时尿胆原排出增加，尿胆原排出增加还和肝脏重吸收能力下降、肾排泄功能不良有关。,第36页,故在运动员
15、身体机能评定时，可用以和血红蛋白综合起来判断，则作出的评定可靠性更高，在应用这指标时的方法为： 1. 每周星期一晨取血测血红蛋白及晨尿胆原； 2.每日晨测定尿胆原（晨起第一次尿），并记录主观疲劳感； 3.星期六（或训练小周末期），晨取血测定血红蛋白及取尿测定尿胆原；,第37页,4.评定方法：当血红蛋白稳定或上升，尿胆原变化不大，主诉晨无疲劳感时，是对训练安排适应。如血红蛋白下降，尿胆原增加，主诉晨起有疲劳感时，应减负荷强度或量。增加其他指标测定，如晨起心率，血尿素等指标。,第38页,五、血睾酮/皮质醇比值睾酮是雄性激素，除了具有促第二性 征发育外，可促进蛋白质合成，使肌肉壮 大和体重增加；可刺
16、激红细胞生成，加速 血红蛋白合成；可加速体内抗体形成，增 强免疫功能和抗感染能力。因此，训练期 血睾酮升高有助于运动后恢复过程加速， 机能提高。,第39页,皮质醇是肾上腺皮质分泌的 激素，它能抑制蛋白质合成，抑 制睾酮的分泌，并可加速糖、脂 肪和蛋白质的分解代谢，有利于 运动时的供能代谢，但运动后恢 复期应尽快降至基础值范围，以 免能源过度消耗。,第40页,测定血睾酮/皮质醇比值，可以了 解体内合成代谢与分解代谢的平衡状 态，是目前公认的评定和监测过度训 练、疲劳恢复状况的最灵敏的指标。 比值高时，是机能状态好，对运动负 荷适应的表现。当身体疲劳或对负荷 不适应时，其比值下降。,第41页,第二
17、节 代谢能力的评定目前，在开展体育活动中，评定体力 增强中人体耐力（或称长时间运动抗疲劳 的能力）及控体重、减肥、降血脂等最受 人重视，在儿少身体发育和体育活动的关 系如何评定还有待研究。这里主要讲述身 体耐力和体育锻炼、降血脂的效果。,第42页,（一）乳酸阈时速度：有氧代谢能力的测定运动时血乳酸的变化是乳酸从骨骼肌等进入血液和离开血液平衡的结果。当肌肉运动强度逐渐加大时，存在随运动强度加大而出现由逐渐增加过渡到急剧上升的阶段，存在两个线性偏离点，即在2mmol/L左右时出现第一次偏离；在4mmol/L左右时出现第二次偏离。,第43页,目前，国内外较为广泛地应用血乳 酸在4mmol/L时作为实
18、验室或运动场现场 测定时的乳酸阈值。乳酸阈是指血乳酸 达4mmol/L时所对应的摄氧量、功率或运 动速度等相对数值（图9-1）。乳酸阈反 映人体的代谢供能方式由有氧代谢为主 开始向无氧代谢为主过渡的临界点。,第44页,第45页,在实验室中评定时，常用的功率计 有自行车功率计和跑台，选用的负荷和 强度如表9-12所示，总共进行6次递增 负荷，在每级负荷时取耳血测血乳酸， 求出乳酸阈功率，相互间进行比较就可 以进行评定。,第46页,第47页,在运动场上测定时，可采用三级至五 级强度跑，如在田径场上可采用52400跑 的方法（表9-13），由教员用口令调整跑 速，使受试者尽量达到匀速跑，跑前受试 者
19、要先进行10min准备活动。每组跑后第 2min末取血，按血乳值作图或将成绩与血 乳酸比较，便可评定有氧代谢能力。,第48页,第49页,12min跑距及血乳酸值：运动员在安静时测定血乳酸，然后 做准备活动。由教练员记录运动员跑 12min的最大跑距离和跑后3、5、10、 15min血乳酸值。在训练期开始和结束时 对比，在跑后：,第50页,跑的距离长，跑后血乳酸增加，在跑后15min血乳酸消除速率增加，是机能提高的表现。 跑的距离短，跑后血乳酸值不升高或下降，或在跑后15min血乳酸消除速率下降，是耐力差的表现。,第51页,（二）无氧代谢能力的评定 1.磷酸原代谢能力的评定：10秒最大负荷测试法
20、根据磷酸原供能系统的供能特点，可采用10秒以内的最大负荷运动进行测试，如自行车功率计、活动跑台或3060米跑，也可根据具体运动专项进行评定。先测定安静时血乳酸值，然后进行10秒内最大负荷运动，记录完成的功率或跑速，并测定运动后的血乳酸峰值，求出运动中血乳酸增值。若完成功率大或跑速快，而血乳酸增值低者，则磷酸原供能能力强。,第52页,2.糖酵解代谢能力的测定：60秒最大负荷测试法这是一种评定最大糖酵解供能能力的方法。让受试者在田径场全力跑400米或60秒跑台跑，记录成绩，分别测定运动前安静时血乳酸值和运动后血乳酸峰值。如果运动后血乳酸浓度在1418毫摩尔/升左右，是糖酵解供能能力好的表现；如在9
21、10毫摩尔/升以下，是能力差的表现。,第53页,在一个训练阶段结束后，如果运动 成绩提高了，血乳酸值也升高，是糖酵 解供能能力提高、训练效果好的表现； 如果成绩提高，血乳酸值仍为原水平， 是有潜力的表现；如果血乳酸值不变或 升高，但成绩下降，是训练效果差或机 能水平下降的表现。,第54页,第三节 运动负荷的生化综合评定,单一生化指标评定存在一定的极限性，为了较好地评定运动负荷，往往采用多指标的综合分析，才能充分发挥生化指标评定的作用。,二、运动负荷综合评定的特点,三、运动负荷综合评定的方法,一、运动负荷综合评定的意义,运动负荷生化评定,第55页,一、运动负荷综合评定的意义,在运动训练的实践中，
22、教练员或运动员不仅要掌握好负荷强度和负荷量，还要了解运动训练后身体机能的变化情况。然而，影响运动负荷的因素是多方面的，单一生化指标评定运动负荷存在一定的局限性，存在某些误差或限制。而多指标的综合评定可相互补充地全面评定运动负荷的大小，又可客观了解运动员对负荷的反应，从而更科学地掌握和指导运动训练过程，有效提高训练效果。,运动负荷生化评定,第56页,二、运动负荷综合评定的特点,由于综合评定是多指标、多层次的整体评定，因此，它具有一定的特点。,（一）运动负荷综合评定的精确性,（二）运动负荷综合评定的系统性,运动负荷生化评定,第57页,（一）运动负荷综合评定的精确性,综合评定中的各项生化指标与运动负
23、荷高度相关，且各指标之间又具有本身的独立性，能从不同方面准确反映运动负荷；同时，各生化指标基本上为定测定量，而且取样微量，速度快，评定精确。,运动负荷生化评定,第58页,（二）运动负荷综合评定的系统性,运动负荷综合生化评定的根本目的是要科学地评定运动负荷量和强度以及运动员的身体机能状态。因此，只有通过对运动前后、次日晨乃至一周、一个月或更长时间的各项生化指标、多次系统全面的追踪测试，才能具体说明运动员对运动负荷的承受力，科学地指导运动训练。,运动负荷生化评定,第59页,三、运动负荷综合评定的方法,在进行综合评定时，应根据测试与评定的目的和运动员的年龄、运动专项、训练水平等具体情况以及实验条件来
24、选择和确定生化指标，根据测试结果，依据运动生化原理，作出客观的、全面的科学的综合评定。,（一）评价指标选择,（二）依据各生化指标正常值和阈值评定,（三）各生化指标综合参考评定,（四）长期追踪评定,运动负荷生化评定,第60页,（一）评价指标选择,运动负荷综合评定所选择的生化指标，应能较敏感地反映运动负荷的变化，如果与运动负荷无关，则不能真实反映运动训练过程的实际情况。,生化指标的确定，还应考虑指标测试时运动员的接受程度及实验室的仪器和操作能力。,在实际评定中，常根据测试目的，选择几个指标作为一组组合进行综合评定。,运动负荷生化评定,第61页,表 运动负荷综合评定生化指标的组合,运动负荷生化评定,
25、第62页,（二）依据各生化指标正常值和阈值评定,在用生化指标评定运动负荷时，要将测试结果与该指标的正常值和阈值比较，根据其量变值的大小具体分析运动负荷的大小和运动员身体的承受力。,运动负荷生化评定,第63页,某些生化指标的正常值及疲劳阈值,第64页,（三）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,第65页,（四）长期追踪评定,各项生化指标具有一定的稳定性，但在运动训练的影响下，也会产生某些变化，根据其稳定的相对性以及变化的绝对性，在综合评定时必须测定其最低值、最高值以及平均值，以便于比较作出客观、全面、科学的综合评定。,运动负荷生化评定,第66页,常用生化指标正常值及其评定内容,第67页,复习题 血红蛋白在评定身体机能时能反映什么问题。运动性贫血指的是什么？ 运动后次晨血尿素增高持续几天时，应注意什么问题？为什么？ 运动后尿蛋白增多是病吗？ 运动后尿胆原变化和血红蛋白变化有什么关系？ 5. 为什么可以用乳酸阈跑速来评定有氧代谢能力？,
