青少年运动员训练若干生理生化问题

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1、青少年运动员训练若干生理生化问题湖北省体育科学研究所范家成n 青少年的发育与营养问题n 选材与早期专业化问题n 训练监控的常用生理生化指标一、青少年的发育与营养问题n 青少年生长和发育n 青少年营养健康青少年生长和发育n 生长过程包括一系列的发育阶段。这些阶段在所有的人中都十分相似。饮食、运动和健康状况方面的个体差异可能在某种程度上影响各发育阶段，但是发育的基本形式却是不变的。生长过程的自然规律生长发育速度呈波浪式生长发育是一个连续的过程大脑分化早，发育期长生长发育的部位差异婴儿期和儿童期的生长n 儿童的体格发育速度很快，例如婴儿在23个月时体重就能达到出生时的两倍，身高到周岁时一般为出生时的

2、1.5倍左右，12岁增长约10厘米。n 儿童期每年身高增长约长5厘米。 n 到青春期，生长速率锐增，称为青春期生长高峰。n 生命的前两年成为婴儿期，在此期间身体比例发生很大变化。新生儿的头部比例占身长的四分之一左右。躯干略长于下肢。六个月后，颅骨生长速率减慢，而下肢和躯干的生长加快。生长速率最快的是下肢，因此在两岁时，下肢和躯干的长度基本相等。生长发育的性别差异n 男孩身高和体重一般大于女孩。但女孩下肢相对较长。n 青春期发育期开始后，性别差异就日益明显。青春期的生长n 青春期是伴随性器官完成发育而出现的身高和体重迅速增长的时期。青春期生长加速一般女孩开始于10.513岁，男孩开始于12.51

3、5岁，女孩常常比同龄男孩高，但是男孩出现生长高峰后一般会赶上并超过女孩。生长过程中骨骼的变化n 骨是由胶原纤维和基质组成的组织。骨组织中常含有骨细胞、成骨细胞和破骨细胞。骨的生长是成骨细胞分泌胶原的结果。在这一过程中，一些成骨细胞被包陷在组织中（现时称骨质）。这些被包陷的成骨细胞称为骨细胞，开始吸收钙和磷。这一过程一直持续到生长板本身最终被骨化为止。身体成份的变化n 在生长期中脂肪与去脂体重的比率是特别重要的，因为体重过重的儿童一般成年后体重也相对过重。体育活动对保持理想的身体成份十分重要。研究表明，肥胖的少年儿童多属于不爱活动的类型，而且往往一生都是如此。但是积极的体育活动能改变这一过程。n

4、 身体脂肪增加是因为脂肪细胞的体积、细胞的数目、或者两方面都增加造成的。脂肪细胞数目增加一直持续到青春期早期。此后，身体脂肪主要由细胞体积增大而增加。n 脂肪细胞一旦生成后，只能减少体积，并不能改变数目。这也许是某些肥胖成人经过长期控制体重计划效果并不好的原因。在生长期有可能通过控制饮食和体育活动影响脂肪细胞的发育。忽视这一点可能会造成终生的体重过重问题。n 在儿童期，女孩脂肪略多于男孩。身体脂肪百分比在8岁的男孩一般为16%。 8岁的女孩为18%。青春期身体成分发生明显变化。男孩去脂体重迅速增加而脂肪百分比下降。在1217岁间，脂肪百分比一般下降35%。女孩去脂体重也增加，尽管小于男孩，但体

5、脂含量也增加。一个未经训练的17岁女孩体脂一般在25%左右。然而，运动员体脂常低于1618%。肌 肉n 生长期中体重增加的相当比例是肌肉生长。在生命的前7年中肌肉组织稳定增加，在青春期前几年有减慢的倾向。正常的儿童中，肌肉和骨骼的生长保持同步。n 在青春期生长高峰中，特别是男孩，肌肉生长速率很快。肌组织的增长一般稍落后于身高的快速增长。这可以解释此阶段儿童身材瘦长的原因。心血管和代谢机能n 在儿童期和青春期，安静时心率和最大心率有逐渐下降的趋势。在儿童期男孩和女孩的心率基本相同，但是在青春期之中和之后女孩心率要快34次左右。男孩青春期中，次最大运动和恢复期的心率倾向于偏低，即使未受剧烈训练的人

6、也如此。青少年营养健康据调查，我国青少年健康存在五大问题：n 肥胖：遏制青少年肥胖已是刻不容缓；n 近视：在城市中，近视率居高不下，还在继续增长，农村则明显上升；n 龋齿 ；n 贫血； n 心理卫生问题：发生率呈上升趋势。 n 从以上可以看出，其中的营养健康问题即肥胖、贫血、龋齿等已经占了60，已成为危害我国青少年健康的主要问题。青少年的营养工作也已经成了我国营养工作者和青少年健康工作者的一个重点；重视青少年营养已是当务之急。营养学的基本概念n 营养：指人体摄入、消化、吸收和利用食物中营养成分，维持生长发育，组织更新和良好健康的动态过程。n 营养素： 食物中具有营养功能的物质，包括蛋白质、脂类

7、、碳水化合物、无机盐、维生素和水六大类。现也有人将膳食纤维归为第七类营养素。n 合理营养：指全面而平衡的营养，即每日膳食中各种营养素种类齐全、数量充足、相互间比例恰当。青少年合理营养的意义n 营养是健康之本；n 营养有利于智力发展；n 均衡的营养可保持青春的活力； n 均衡的营养可保持健美的体型； 青少年营养合理摄入的原则n 平衡性原则 n 适当性原则n 全面性原则 针对性原则 青少年合理膳食原则n 1. 饮食多样化n 2. 一日三餐安排合理n 3. 补充每天必须的各食物n 4. 参加体力活动，避免盲目节食青少年营养健康的杀手偏爱各种中、西快餐；喜食彩色食品（色素，糖精的毒作用）；奶类偏少；零

8、食太多；运动太少；青少年合理膳食的总结 “四个一”即除了主食外，还应准备：一把蔬菜、一个蛋、一点肉、一把豆喜好运动的青少年的膳食要求n 对于进行力量或者健美训练的青少年来说，蛋白质的需要量要再增多，每天蛋白质的需要量要在2.5-3克/公斤体重；n 参加耐力训练的青少年，要注意饮食中碳水化合物的比例，铁的补充，应以补充动物性铁为主；n 补充碱性食品；n 补充水：一次大运动量训练失水2000-7000ml； 运动中的补水也要遵循一定的规律，以少量多次为原则；二、选材与早期专业化问题关于环境和遗传因素所占的相对比例的问题已激烈争论了四十多年。冠军是后天造就的还是天生的？如果儿童从小参加适当的训练，他

9、或她能达到高水平的运动成绩吗？研究者们正在寻找这些问题的答案。遗传因素n 遗传研究对强调训练程度是一种暂时的适应水平十分重要。对单卵双生儿训练的研究表明，参加运动者的确比不参加运动者机能水平高。然而，如果活动的水平相似，单卵双生儿的遗传作用更为肯定，生理指标更为接近。1、最大摄氧量 人体的适应能力是有限度的。例如：最大摄氧量仅能提高20左右。因此，运动员要达到奥运会水平，他必须具有较高的氧运输能力的起点。对运动员特点的研究看来支持这种观点。 影响最大摄氧量的因素n 中枢机制 主要是指心血管系统的功能n 外周机制 肌肉代谢功能以及毛细血管分布密度2、肌纤维比例问题n 许多能力特点是由快肌和慢肌纤

10、维相对百分比决定的。慢肌纤维百分比与最大摄氧量之间有很高的正相关。对冠军水平的耐力运动员研究发现，他们在运动中所用的肌群慢肌纤维比例异常地大。 骨骼肌纤维分类方式及分型 分类方法 肌纤维类型肌肉颜色 红肌 白肌收缩速度 慢肌 快肌a 快肌bATP酶染色 型 a b代谢特征 SO FOG FGMHC c a c ac ab bn 在短跑之类需要速度的运动来说，快肌纤维比例有类似的变化。快肌纤维百分比高是肌肉快速收缩的运动的先决条件。然而，许多世界水平的铁饼和铅球运动员其快肌和慢肌纤维却表现出正常的平衡（约各占50）。因此，在许多运动中，特别是需要精确技术的项目。训练可能克服某些遗传先决条件的不足

11、。 肌纤维类型对运动训练的适应n 形态适应n 代谢适应n 肌纤维能否互变？肌纤维测定问题n 直接测定 肌纤维活体检测n 间接测定 1、肌肉力量与快肌纤维比列中度相关 2、耐力工作时间与慢肌比列相关 3、肌肉电生理分析法 优秀的运动员能从年青时就选拔出来吗？在儿童期就很出色的极少数运动员的确可以在青年和成年期变成优秀运动员。然而除了这种情况之外，预测优秀运动员变得十分微妙。最好的办法看来是为那些表现出兴趣和天赋的人提供范围很广的各种活动并给予额外的辅导。 训练早期专业化问题（1）对心脏呼吸系统和代谢有何影响？（2）对骨和关节有何影响？（3）对儿童的精神健康有何影响？对心脏呼吸系统和代谢的影响n

12、未成熟儿童的训练阈值可能较高。青春期前儿童心脏肥大和合成代谢酶的能力有限，而这两者是提高耐力素质的重要因素。这可能是他们雄激素水平较低的缘故。n 将青春期看作发展身体运动能力的关键时期的观点还有争议。一些研究者提出了支持这一假说的有利依据，而另一些则提出相反的证据：在最大生长高峰期，训练的效果发生暂时的停顿。对骨和关节的影响n 在生长过程中，骨的形成超过吸收。运动看来对骨骼良好发育是很重要的。损伤如伤害了骨的生长中心，就可能影响生长。安排那些对骨生长中心有潜在危险的运动应十分谨慎。n 关于早期剧烈耐力训练可能引起的骨骼损伤尚所知甚少。大鼠进行长期有规律的运动训练表明可产生骨骺生长板损伤并影响生

13、长。对儿童的精神健康的影响三、训练监控的常用指标n 生理指标：心率n 生化指标：血红蛋白（Hb）n 血尿素 （BUN）n 肌酸激酶（CK）n 血乳酸（BLA）n 运动训练的生理生化综合评定一、 心率指标在运动训练中的应用n 心率指标的优点：n 测试无损伤、易于被教练员运动员接受n 不需要复杂的仪器设备，易于现场使用n 基本反应运动强度，与很多理化指标相关n 易于制成各种专用仪器n 检测结果反馈迅速、易于分析管理心率最大摄氧量相关图 不同训练状态时的心率反应最大心率百分比与最大吸氧量百分比的关系 HRmax VO2max 50 28 60 42 70 56 80 70 90 83 100 100

14、训练敏感区的概念在实施有氧训练计划时，不同年龄的人，在一定心率范围内运动，可达到较满意的训练效果。这一心率范围称为训练心率敏感区。心率范围的确定最大心率： 210年龄敏感区上限：最大心率 90敏感区下限：最大心率 60心率指标在间歇训练中的应用n 确定适当的工作强度，以获得最佳的训练效果n 确定每组运动间的间歇心率二、血红蛋白（Hb）与运动训练n 血红蛋白俗称血色素，是红细胞的主要成分，其主要功能是作为红细胞运输氧气和二氧化碳的载体，又有维持血液酸碱平衡和恒定pH值的作用，故直接影响人体的身体机能和运动能力，尤其对耐力运动员更为重要，是有氧代谢运动的有意义的指标。1. 血红蛋白正常值n 正常人

15、：男性为120-160g/L 女性为110-150g/Ln 贫血：男性低于12g/L ，女性低于10.5g/L ， 14 岁以下儿童，男女均低于12.0g/L 。 n 理想值：16g/L ( 最适宜的血球压积数值45% ） 运动性贫血n 当持续的激烈运动或运动员机能状态较差时，可观察到血红蛋白值降低，这种由运动引起的血红蛋白下降被称为运动性贫血，一般在全身激烈运动的项目中较多见，尤以田径项目居多。可望出现好成绩负荷量适宜机能状态较好经适应后，Hb上升调整训练负荷或采取其他针对性措施Hb下降超过10%以上负荷量太大或身体机能下降训练初期如Hb下降n 此外，血红蛋白值也可反映体内缺铁状况，是评定运

16、动员营养和健康状况的基本指标。 2. 血红蛋白与负荷量3. 影响血红蛋白量变的因素影响因素Hb 量 变 情 况身体机能机能下降时， Hb下降；机能好转时， Hb回升负荷量大运动量开始时， Hb下降；适应时，Hb上升高原环境高原低压低氧条件，使机体产生适应性的生理补偿作用，使Hb含量增加膳食机体摄入蛋白质或铁不足时，会使血红蛋白的含量下降年龄男性成年高于同年龄的女性；新生儿及少儿相对较高三、血尿素（Bun）与运动训练n 血尿素是、蛋白质、氨基酸代谢的终产物。当运动时，糖大量动用，引起体内能量平衡遭到破坏，蛋白质、氨基酸代谢加强，尿素生成增加，是人体内蛋白质代谢的评定指标之一。n 在正常生理状态下

17、，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1.88.9mmol/L。运动员安静时血尿素浓度偏高，为5.57mmol/L，原因是受训练的影响体内蛋白质代谢旺盛。1. 血尿素与训练负荷评定n 血尿素指标在运动时可用以评定运动负荷量。n 血尿素超过8mmol/L，是训练负荷过大的表现。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。2.小周期运动量评定在安排训练周期负荷量时，血尿素浓度变化大致有三种情况：甲：在训练整个周期中血尿素含量变化不大乙：

18、在训练周期开始时上升，到中后阶段达高峰，然后逐渐下降，恢复至原水平。丙：在训练周期中始终处于高水平。在训练周期中基本不变，说明运动负荷量小，未能引起机体足够的应激；在训练周期开始时上升，然后逐渐恢复正常，说明负荷量足够大，但机体能适应；在训练周期中始终升高，说明运动量过大，身体还未恢复，这时应注意运动负荷量的控制，否则易造成过度疲劳。3. 膳食对血尿素的影响在用血尿素评定负荷强度时应考虑膳食因素的影响。高蛋白膳食后血尿素含量明显增加,在用血尿素评定运动负荷时，应注意排除高蛋白膳食的因素。高蛋白膳食后血尿素的变化值（mmol/L）6:30 9:30 14:30 20:30 22:30男 第三天

19、4.951.1 5.110.7 6.70.4 8.30.9 9.980.1 第四天 8.450.9 8.90.5 9.350.4 11.10.9 12.10.7女 第三天 4.030.7 4.740.6 6.20.6 7.61.12 8.421.2 第四天 6.701.2 7.30.7 8.031.0 9.80.8 11.11.1四、血清肌酸激酶（CK）与运动训练肌酸激酶主要存在于骨骼肌（约占全身总量96% ），随着运动强度增大，肌酸激酶从骨骼肌细胞释放入血液增加。因此，测定血清肌酸激酶可用以评定运动强度和运动员身体机能。 1. 血清肌酸激酶正常值n 血清肌酸激酶主要来自骨骼肌和心肌，在正常生

20、理活动情况下，其数量很少且无重要催化作用。n 正常安静值范围：男子10-100IU/L；女子10-60IU/L；即小于100IU/L。2. 血清肌酸激酶与运动强度n 运动强度和运动负荷对血清肌酸激酶活性都有影响，一般认为，负荷强度的影响大于负荷量，当负荷强度和量都大时，其升高最明显。 n 较大强度运动后可增至100-200IU/L ；极量运动后可达500-1000IU/L 。当运动后达500IU/L 以上时，同时出现血清GOT （谷草转氨酶）活性升高。 3. 血清肌酸激酶与身体机能n 运动引起血清肌酸激酶升高，其原因可能与肌细胞膜的通透性增大或损伤有关，运动员身体机能状态决定其承受负荷强度的大

21、小，因此测定血清肌酸激酶也可以作为评定运动员身体机能状态及运动后身体恢复状态。 五、血乳酸与训练负荷强度n 乳酸是人体供能体系中的一个重要中间产物，它既是糖酵解的产物，又是有氧代谢氧化的底物，还可以经糖异生途径转变成糖。因此，运动时乳酸生成和乳酸清除的代谢变化，成为了解运动时能量代谢特点，掌握运动强度的重要指标。血乳酸积累值与负荷强度n 运动后血乳酸在4 mmol/L左右时，强度低；n 血乳酸在10mmol/L左右时，强度中等；n 血乳酸大于12mmol/L时，强度较大。六、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

22、化指标评定的作用。1. 运动负荷综合评定的意义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。2. 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综合评定的精确性综合评定中的各项生化指标与运动负荷高度相关，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

23、样微量，速度快，评定精确。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。3. 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选择和确定生理生化指标，根据测试结果，依据运动生理生化原理，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）各生理生化指标综合参考评定（

24、四）长期追踪评定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。生理生化指标的确定，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。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。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。