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运动生理学是一门研究人体在运动过程中身体机能变化规律的科学，它涵盖了多个方面，包括能量代谢、肌肉活动、心血管调节、呼吸变化等，以下是对运动生理学的详细知识介绍：
能量代谢
（一）能源物质
1、糖类
- 是人体最直接的供能物质，运动时，肌糖原和血糖被分解为葡萄糖，通过糖酵解或有氧氧化释放能量，短时间高强度的运动（如短跑冲刺），主要依赖糖酵解供能；而长时间低强度的运动（如马拉松），则以有氧氧化为主。
2、脂肪
- 是人体储备能量的主要形式，在中低强度的运动中，脂肪被逐渐动员分解，为运动提供持续的能量，随着运动时间的增加和糖原储备的消耗，脂肪供能的比例逐渐增加。
3、蛋白质
- 通常不作为主要的供能物质，但在长时间耐力运动后期，当糖原和脂肪储备严重不足时，蛋白质也会参与供能，不过，这可能会导致肌肉蛋白的分解，影响运动能力和身体健康，所以应尽量避免。
（二）能量供应系统
1、磷酸原系统
- 由 ATP（三磷酸腺苷）和 CP（磷酸肌酸）组成，能在短时间内快速供能，主要用于短时间、高强度的运动，如举重、百米冲刺等，该系统的供能速度快，但持续时间较短，一般只能维持 6 - 8 秒左右。
2、糖酵解系统
- 在无氧条件下，葡萄糖或糖原分解为乳酸的过程，能在较短时间内提供较多能量，但会产生乳酸积累，使肌肉疲劳，其供能速度较快，可持续 30 秒 - 2 分钟左右的运动，如 400 米跑等。
3、有氧氧化系统
- 糖、脂肪和蛋白质在氧气充足的情况下，彻底氧化分解产生二氧化碳、水和大量能量，该系统供能速度相对较慢，但能持续提供能量，适用于长时间的耐力运动，如长跑、游泳等。
肌肉活动
（一）肌肉收缩的原理
1、兴奋 - 收缩耦联
- 当神经冲动传到肌细胞时，引发肌细胞膜上的动作电位，动作电位沿横管传向肌细胞深部，引起终池释放钙离子，钙离子进入肌质网，促使更多的钙离子释放到胞浆中，胞浆中钙离子浓度升高，引发肌丝滑行，导致肌肉收缩。
2、肌丝滑行学说
- 肌肉收缩是由于肌动蛋白微丝和肌球蛋白微丝之间的相对滑动，当钙离子与肌钙蛋白结合后，使肌动蛋白微丝上的横桥活化，横桥与肌动蛋白微丝的结合、摆动和脱离，推动细肌丝向粗肌丝滑行，实现肌肉的收缩。
（二）肌肉收缩的形式
1、缩短收缩
- 又称为向心收缩，肌肉长度缩短，起止点相互靠近，进行屈肘动作时，肱二头肌的收缩就是缩短收缩。
2、拉长收缩
- 也称为离心收缩，肌肉长度延长，起止点相互远离，比如在做引体向上的过程中，手臂伸直时，肱二头肌和肱三头肌的收缩就是离心收缩，起到控制身体缓慢下降的作用。
3、等长收缩
- 肌肉长度保持不变，张力增加，用力推墙时，虽然肌肉在用力，但肌肉的长度并没有明显变化。
心血管调节
（一）心脏泵血功能
1、心率
- 指心脏每分钟搏动的次数，运动时，交感神经兴奋，使心率加快，从而增加心脏的输出量，为身体各组织器官提供更多的血液和氧气，不同年龄段和训练水平的人，最大心率有所不同，一般为 220 减去年龄数。
2、每搏输出量
- 一侧心室一次收缩所射出的血液量，经常参加体育锻炼的人，心肌收缩力增强，每搏输出量增加，心脏的泵血效率提高。
3、心输出量
- 每分钟由一侧心室射出的血量，等于心率与每搏输出量的乘积，运动时，通过心率加快和每搏输出量增加，使心输出量大幅增加，以满足运动时身体的需要。
（二）血管调节
1、动脉血压
- 血液在血管内流动对血管壁产生的侧压力，运动时，由于心输出量增加和外周阻力的变化，动脉血压会发生变化，收缩压会升高，舒张压可能略有降低或不变，长期运动可使安静时的血压降低，有利于心血管健康。
2、血液循环分配
- 运动时，通过神经和体液调节，使血液重新分配，大部分血液流向运动的肌肉，以保证其有足够的氧气和营养物质供应；减少了对内脏器官的血液供应，但这并不意味着内脏器官的功能受到影响，而是在整体调节下维持身体的正常代谢和功能。
呼吸变化
（一）肺通气
1、呼吸频率和深度
- 运动时，呼吸频率加快，呼吸深度加深，以增加肺通气量，肺通气量是指每分钟进出肺部的气体总量，其增加可以满足身体对氧气的需求和排出更多的二氧化碳。
2、呼吸肌的作用
- 吸气时，膈肌和肋间外肌收缩，使胸廓扩大，肺随之扩张，空气被吸入肺内；呼气时，膈肌和肋间外肌舒张，胸廓缩小，肺内气体被排出，长期运动可使呼吸肌力量增强，肺通气功能得到改善。
（二）气体交换和运输
1、气体交换
- 包括肺换气和组织换气两个过程，肺换气是肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换，使血液中的二氧化碳排出体外，氧气进入血液；组织换气是血液与组织细胞之间的气体交换，氧气从血液进入组织细胞，二氧化碳从组织细胞进入血液。
2、气体运输
- 氧气主要通过血红蛋白运输，二氧化碳则以化学结合和物理溶解的形式运输，运动时，随着肺通气量的增加和血液循环的加快，气体运输的效率提高，保证了氧气的供应和二氧化碳的排出。
运动与身体的适应和恢复
（一）运动性疲劳
1、疲劳的产生机制
- 包括中枢疲劳和外周疲劳，中枢疲劳可能是由于神经递质失衡、大脑皮层保护性抑制等因素引起；外周疲劳主要涉及肌肉能量物质耗尽、代谢产物堆积、离子平衡紊乱等，长时间跑步后，腿部肌肉酸痛、乏力，可能就是外周疲劳的表现。
2、疲劳的消除
- 可采用充足的睡眠、合理的营养补充、适当的按摩和放松活动等方法促进疲劳的消除，睡眠是消除疲劳的重要方式，因为在睡眠过程中，身体可以进行自我修复和调整；营养补充能够为身体提供恢复所需的物质基础；按摩和放松活动有助于缓解肌肉紧张和促进血液循环。
（二）超量恢复
1、原理
- 运动时，身体的物质和能量消耗增加，运动结束后，身体会发生一系列的恢复过程，在恢复到原来水平后，继续恢复并超过原来的水平，这就是超量恢复，如果在超量恢复阶段再次进行训练或比赛，可以使运动能力进一步提高，力量训练后，经过适当休息和营养补充，肌肉的力量和体积会在一段时间内超过训练前的水平。
2、应用
- 合理安排运动训练的强度和间歇时间，利用超量恢复原理，可以提高训练效果，采用周期性的训练计划，每个周期包括负荷阶段、恢复阶段和超量恢复阶段，逐步提高运动员的竞技水平。
运动生理学的知识体系庞大而复杂，它帮助我们深入理解了人体在运动中的各种生理变化和应对机制，无论是专业的运动员训练、健身爱好者的日常锻炼，还是普通人为了保持健康而进行的体育活动，了解这些知识都有助于我们更科学、更安全地进行运动，充分发挥运动的益处，避免不必要的伤害。