盧麗（山東體育學(xué)院研究生部　山東濟南　250102）

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運動疲勞的生理生化機制①

盧麗
（山東體育學(xué)院研究生部山東濟南250102）

摘 要：該文通過查閱運動生理、運動訓(xùn)練等方面的書籍，并從電子網(wǎng)站中國知網(wǎng)下載多篇運動疲勞的生理生化機制等方面的相關(guān)文獻，主要針對運動疲勞的生理生化機制進行整合綜述，對運動疲勞的生理生化機制進行必要的探究，目的是對運動訓(xùn)練中導(dǎo)致運動疲勞發(fā)生的原因進行探究。運動疲勞是運動訓(xùn)練過程中不可避免的訓(xùn)練附加效果，本研究綜述為避免運動員在運動訓(xùn)練過程中導(dǎo)致的運動疲勞和運動損傷的發(fā)生提供必要的依據(jù)，以達到運動員訓(xùn)練和恢復(fù)中提高運動員的競技能力及比賽成績的目的，為達到必要的訓(xùn)練效果提供參考。

關(guān)鍵詞：運動疲勞生理生化機制避免訓(xùn)練和恢復(fù)訓(xùn)練效果

進入21世紀，世界競技運動水平正逐步提升，運動員在訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的運動性疲勞也在不斷增多。通過電子檢索手段輸入關(guān)鍵詞“運動疲勞生理生化機制”“中樞疲勞”“外周疲勞”等檢索出多篇相關(guān)文獻，從各篇文獻中提取出適合本研究內(nèi)容的相關(guān)學(xué)科知識進行整理。

疲勞指機體不能維持正常的生理過程不能進行正常的運動強度訓(xùn)練[1]。運動疲勞是指人體在運動過程中，運動能力及身體功能能力暫時下降的正常生理現(xiàn)象。

中樞疲勞和外周疲勞是運動疲勞的兩種主要形式，其分類依據(jù)是根據(jù)疲勞部位和產(chǎn)生的原因。疲勞是技能提高的基礎(chǔ)，是運動進步的墊腳石，因此，運動疲勞現(xiàn)象是運動過程中發(fā)生的正?，F(xiàn)象。一般來說，機體運動時產(chǎn)生的輕度疲勞可以在運動后較短時間內(nèi)恢復(fù)；中等程度疲勞就要引起教練員和運動員重視，需要適當(dāng)降低運動強度和運動量；重度疲勞發(fā)生時，教練員應(yīng)及時調(diào)整訓(xùn)練計劃，疲勞嚴重時需讓運動員停止訓(xùn)練和比賽，調(diào)整休息等[2]。

綜上所述，運動疲勞是指運動員在專項訓(xùn)練后，由于運動訓(xùn)練中各種生理、心理和訓(xùn)練等方面的原因而導(dǎo)致的運動員身體機能的不適等。

1　中樞疲勞的生理生化機制

1.15-羥色胺

引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞的可能性遞質(zhì)是5-羥色胺（5-HT）這個觀點是由Newsholme[3]等人最先提出。他們通過對比實驗，將支鏈氨基酸與生理鹽水或白蛋白分為兩組作對照，證實補充支鏈氨基酸會在一定程度上緩解運動性疲勞。經(jīng)過長時間高強度訓(xùn)練后，運動員大腦中的5-HT水平增加，而5-HT又是大腦中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對大腦的保護性會隨著5-HT水平的增加而降低，而且血液中的色氨酸和支鏈氨基酸也會隨運動而升高，因此，增強5-HT的抑制程度，使大腦的保護性抑制增強[4-6]。

1.2乙酰膽堿

Mieko[7]通過實驗后發(fā)現(xiàn)，人體在運動前大腦皮層中乙酰膽堿（ACh）的含量與運動之后的含量是不一樣的，實驗證明運動5分鐘時乙酰膽堿的變化最為明顯。當(dāng)大腦皮層中乙酰膽堿濃度開始下降時，中樞系統(tǒng)會產(chǎn)生一種化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)，其主要的作用是在神經(jīng)與肌肉之間傳遞興奮。這種化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)對肌肉的興奮與傳導(dǎo)起到了促進作用，因此，對于高興奮性的運動員，可適當(dāng)減少釋放乙酰膽堿以達到阻礙神經(jīng)-肌肉接頭之間興奮的傳遞。近年來有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，運動員在訓(xùn)練中適量服用含有乙酰膽堿成分的飲料，可以起到延緩疲勞并且保持血漿膽堿的濃度適宜的作用[4-5]。

1.3多巴胺

多巴胺（DA）作為一種興奮性的化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)，可有效調(diào)節(jié)肌肉緊張。Blomstrand[8]研究后證實，運動員過度運動達到極限出現(xiàn)力竭時，多巴胺在大部分腦區(qū)含量都出現(xiàn)升高。Bailey[9]等人通過實驗發(fā)現(xiàn)，運動員在不同負荷的訓(xùn)練強度下，大腦區(qū)的DA含量是不同的，運動員以60％～65％VO2max的強度活動大約1小時，多巴胺呈現(xiàn)出增加的趨勢。多巴胺的增加不會使機體感到疲勞，當(dāng)運動員繼續(xù)運動達到3小時以上時，多巴胺就會呈現(xiàn)下降的趨勢，而多巴胺在機體內(nèi)的降低就會使運動員感到疲勞。研究發(fā)現(xiàn)，運動疲勞的發(fā)生與機體內(nèi)DA的合成和代謝應(yīng)保持盡量去達到平衡的效果[4-6]。

1.4氨

張業(yè)廷[4]研究發(fā)現(xiàn)，氨（NH3）是蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物，正常情況下，氨的產(chǎn)生和消除保持動態(tài)平衡。氨是由肌肉在運動時產(chǎn)生，通過血液運輸?shù)竭_腦組織并改變腦組織CNS的功能。氨作為一種代謝廢物如不能及時排出體外，會導(dǎo)致大腦控制力下降，思維混亂等。運動時機體產(chǎn)生大量的氨，氨能夠加速糖酵解的進程，使體內(nèi)乳酸增加，形成疲勞[4，6，10]。

1.5γ一氨基丁酸

1950年Robent[4]和Awaper[4]發(fā)現(xiàn)，?-氨基丁酸（GABA）在腦組織中的含量較高，人體在短時間高強度運動后出現(xiàn)CK減少，三磷酸腺苷濃度降低，二磷酸腺苷濃度升高，氧化酶活性升高，同時，?-氨基丁酸的濃度也出現(xiàn)升高；當(dāng)運動疲勞出現(xiàn)時，隨著體內(nèi)各種氧化酶的活性降低，?-氨基丁酸的消除速度也會降低，這種降低現(xiàn)象會對抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性[4]。1971年，雅科甫列夫[5]通過小鼠實驗，即讓小鼠長時間游泳，使其達到重度疲勞，發(fā)現(xiàn)大腦皮質(zhì)中氨基酸的含量增加，證實了，?一氨基丁酸的增加可以作為疲勞產(chǎn)生的指標。

2　外周疲勞的生理生化機制

2.1疲勞鏈的突變理論

目前，在學(xué)術(shù)界傳播較廣的理論是災(zāi)難性的理論疲勞，它是指神經(jīng)肌肉疲勞鏈包含很多的環(huán)節(jié)，而每一環(huán)節(jié)都在鏈中發(fā)揮不同的功效，當(dāng)每一環(huán)節(jié)的作用不能正常發(fā)揮出來時，運動疲勞就隨之出現(xiàn)。運動會消耗機體大量的能量物質(zhì)，肌肉損傷的出現(xiàn)可能是由能量供應(yīng)造成，同時外周疲勞也會產(chǎn)生。突變峰的發(fā)生并不是隨意的，它在固定的階段起著尤為重要的作用，在突變峰這一階段機體興奮性是降低的，因此削減了機體內(nèi)能量消耗，造成機體內(nèi)環(huán)境失衡，同時，肌肉力量也隨之減小，運動疲勞就這樣自然而然的在人體內(nèi)生成了[5]。

2.2肌細胞膜

肌細胞膜是細胞內(nèi)外物質(zhì)交換的地方，是肌肉細胞的代謝以及肌肉細胞間傳遞興奮和激動的部件，其結(jié)構(gòu)的完整性和功能直接影響肌肉的功能。有研究認為，長時間運動導(dǎo)致血漿游離脂肪酸和兒茶酚胺的濃度升高，胰島素濃度下降，從而改變了肌細胞膜的通透性，肌細胞膜的形態(tài)和功能受各種物理和化學(xué)因素的影響。各種因素的不合理變化，導(dǎo)致了細胞膜功能的紊亂，從而導(dǎo)致了運動疲勞的產(chǎn)生[11]。

2.3細胞凋亡

研究表明.細胞的死亡包括壞死和凋亡兩種形式。實驗發(fā)現(xiàn)，運動可能是細胞凋亡的原因之一：一是由于血管受到的運動造成的局部機械牽拉力，產(chǎn)生損傷導(dǎo)致缺血；二是運動會造成氧自由基含量增加，誘發(fā)細胞死亡。細胞凋亡會造成一系列的變化：凋亡造成機體中細胞數(shù)目減少，隨之造成機體組織功能下降，各種病理的變化與產(chǎn)生導(dǎo)致了機體運動能力大幅度的下降，這就是我們所說的運動疲勞出現(xiàn)[5]。

2.4代謝產(chǎn)物積累

眾所周知，在正常狀態(tài)下，乳酸的產(chǎn)生和代謝是平衡的，但是，由于運動員在訓(xùn)練和比賽中，經(jīng)常的長時間、高強度無氧運動使機體內(nèi)產(chǎn)生了大量的乳酸和代謝廢物，這些代謝廢物在短時間內(nèi)不能即刻排出，導(dǎo)致代謝廢物的積累。乳酸的積累使體液內(nèi)環(huán)境呈酸性，PH值下降，抑制機體代謝產(chǎn)物的排出和身體各項機能的正常運行，當(dāng)PH值過低時，就會導(dǎo)致肌肉無力，運動疲勞產(chǎn)生[12]。

2.5能源物質(zhì)的消耗

三個能量供應(yīng)系統(tǒng)包括：磷酸源系統(tǒng)、無氧氧化系統(tǒng)和有氧氧化系統(tǒng)。在運動中，首先被消耗的是糖原，即通過無氧氧化系統(tǒng)進行糖酵解產(chǎn)生能量為機體供能，隨著運動的持續(xù)，體內(nèi)糖原含量會減少，如不能及時恢復(fù)或補充，我們就會進入疲勞狀態(tài)。此時若要繼續(xù)維持運動強度就需要有氧氧化系統(tǒng)（脂肪）供能，一般來說脂肪可以維持供能時間在2～3個小時。有研究表明，過度使用脂肪會在一定程度上傷害人體的運動水平和能力。所以，運動員在運動中要學(xué)會合理掌控時間，避免過度運動而導(dǎo)致疲勞。有氧氧化系統(tǒng)是供能系統(tǒng)中的“保護者”，它保障著人體機能使其能夠正常訓(xùn)練。當(dāng)能源物質(zhì)不能及時供給導(dǎo)致能源衰竭時，機體疲勞就會出現(xiàn)[12-13]。

3　結(jié)語

疲勞是機體在訓(xùn)練和比賽后出現(xiàn)的一種正?，F(xiàn)象。疲勞的產(chǎn)生是由于機體在疲勞產(chǎn)生后未達到適量的恢復(fù)而又繼續(xù)參加訓(xùn)練和比賽。因此，運動員應(yīng)保持良好的心態(tài)，不要懼怕疲勞，而是要正視疲勞，對疲勞進行科學(xué)的審視。在訓(xùn)練和比賽中，運動員和教練員找尋適合的恢復(fù)方法和手段，在訓(xùn)練和研究中不斷摸索，不斷找尋新的思路。

在運動訓(xùn)練過程中，應(yīng)根據(jù)各項目運動員各自的差異和狀態(tài)變化及需要等制定適合的訓(xùn)練計劃，有條件的訓(xùn)練集體應(yīng)對個體運動員的訓(xùn)練計劃進行量身定制。同時，還應(yīng)注重運動員的興趣需要，讓運動員在愉悅中進行鍛煉與學(xué)習(xí)，最終達到事半功倍的效果。所以，在未來的研究中，運動疲勞的各種生理生化機制及恢復(fù)將會越來越受到各專家學(xué)者的重視，各種高科技恢復(fù)手段也將被發(fā)現(xiàn)以及應(yīng)用到運動訓(xùn)練中。

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作者簡介：①盧麗（1992-），女，山東體育學(xué)院在校研究生，研究方向：運動訓(xùn)練。

中圖分類號：G804.7

文獻標識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）05（a）-0012-02