跑步运动-生理学

        随着我国全民健身计划的逐步实施,大众闲暇时间的增多和健康意识的增强，跑步的简便易行和容易开展，在人民大众中受到欢迎，它无需准备多样的器械装备,在场地和时间方面也不受其任何影响或限制,对不同人群和年龄阶段的人都较适合，是一项男女老少都较适宜的运动，并对强身健体、延缓衰老、预防疾病也有一定的效果。但跑步是一项重复与周期性高的体育运动，需要长期坚持。所以对跑步者来说，了解跑步运动生理学显得很有必要。下面从几个主要的系统阐述跑步涉及到的运动生理学。

一、心血管系统   

最大心率：每个人的心率增加都有一定的限度，这个限度叫做最大心率。常用的公式为:  220-年龄（个体最大强度运动）  测定意义：1、了解循环系统机能。     2、掌握运动强度和生理负荷。

运动训练对心血管系统的影响：

1、窦性心动徐缓运动训练，特别是耐力训练可使安静时心率减慢。一些优秀的耐力运动员安静时心率可低至40-60次/分，这种现象称为窦性心动徐缓。这是由于控制心脏活动的迷走神经作用加强，而交感神经的作用减弱的结果。窦性心动徐缓是可逆的，即便安静心率已降到40次/分的优秀运动员，停止训练多年后，有些人的心率也可恢复接近到正常值。一般认为，运动员的窦性心动徐缓是经过长期训练后心功能改善的良好反应。  

2、运动性心脏增大，心脏外形丰实，收缩力强，心力贮备高，重量一般不超过500克。

基础心率：清晨起床前静卧时的心率为基础心率。身体健康、机能状况良好时，基础心率稳定并随训练水平及健康状况的提高而趋平稳下降。比较运动前后心率的变化及运动后心率恢复过程，可以对心脏功能及身体机能状况作出恰当的判断。心率的测定还可以检查运动员的神经系统的调节机能，对判断运动员的训练水平有一定的意义。  

安静心率：是空腹不运动状态下的心率。在耐力训练中，使用心率控制运动强度最为普遍，常用的公式为:  (最大心率-运动前安静心率)/2 运动前心率。所测定的心率可为训练及健身锻炼提供生理学依据。耐力负荷的适宜强度也可以用安静心率修正最大心率百分比的方法来确定，运动时心率=安静心率 60%（最大心率-安静心率），成年人健身跑可用170减去年龄所得的心率数值来控制运动强度。    

二、呼吸系统   

最大氧亏积累：在剧烈运动时，需氧量大大超过攝氧量，肌肉能通过无氧代谢产生能量造成体内氧的亏欠，称为氧亏。最大氧亏积累是指人体从事极限强度运动时（一般持续运动2-3分钟，）完成该项运动的理论需氧量与实际耗氧量之差。最大氧亏积累是目前检测无氧工作能力的最有效方法提高无氧工作能力训练。

最大摄氧量(VO₂max)：是指运动每分钟能够吸入并被身体利用的氧的最大数量，是人体氧运输系统及氧利用系统被动用达到最高水平时的耗氧量。它标志着人体有氧耐力的最大潜能。     

无氧阈(AT)：是指人体在递增工作强度运动中，由有氧代谢供能开始大量动用无氧代谢的供能的临界点（转折点）。血乳酸浓度突然增加。由于无氧阈和赛跑成绩有着显著的相关关系，所以无氧阈已成为指导马拉松训练的一个普遍指标。常以血乳酸含量达到4mmol/L时所对应的强度（%VO₂max或功率来表示。无训练健康男子的AT约为55—65% VO₂max。优秀耐力运动员AT可达80% VO₂max。

运动时的合理呼吸:  1、减小呼吸道阻力：口鼻并用，以口代鼻；  2、提高肺泡通气效率：深而慢的呼吸形式；  3、与技术动作相适应：呼吸形式、时相、节奏的配合；    

三、物质与能量代谢

三个能源系统的特征：根据运动强度、形式由磷酸源系统、酵解能系统、氧化能系统三个能源系统分别或配合供能。     

磷酸原系统即ATP-CP系统：特点：不需氧，直接分解，供能速率快但产生能量较少，CP来源有限，维持运动6-8秒。

ATP→ADP Pi E；ADP CP→ATP C     

酵解能系统：底物：肌糖原、葡萄糖。特点：不需氧，供能速度较快，生成ATP较少，有乳酸产生，运动30秒供能速率最大达5.2毫摩尔/公斤/秒，维持2-3分钟运动。

糖元 ADP Pi→ATP 乳酸。     

氧化能系统：底物：三大能源物质，特点：有氧条件下分解供能，供能速度较慢，产生能量多，最大速率=2.6毫摩尔/公斤/秒，贮量丰富，维持1小时以上运动的能量供应。

糖、脂肪、蛋白质 O2 ADP Pi   →CO2 H2O ATP

有氧运动时，乳酸产生很少，强度中等偏低；

混氧运动时，乳酸会产生，但浓度不高，乳酸产生和清除保持动态平衡，强度中等偏高；

无氧运动时，乳酸大量产生，乳酸在体内不断堆积，乳酸产生速度大于清除速度，强度很大；

乳酸阈就是指从用氧运动到无氧运动的临界点，在这个临界强度以下就是有氧运动，而在这个临界强度以上就是无氧运动，血乳酸大约4-6 mmol/L时所对应的强度。

存在两个乳酸阈拐点，分别是第一拐点和第二拐点。

第一拐点位于2 mmol/L左右，此时表明身体从有氧运动进入混氧运动；

第二拐点位于4-6 mmol/L，此时则表明身体从混氧运动进入真正意义的无氧运动。

有氧阈代表第一血乳酸拐点，无氧阈则代表第二血乳酸拐点。

有氧阈值以内的运动属于纯粹的中低强度有氧运动，而有氧阈值以上的运动属于中高强度的混氧运动。

用心率确定有氧阈和无氧阈训练：美国运动医学会定义50-60%最大摄氧量为有氧阈，而超过85%最大摄氧量为无氧阈，介于60%-85%最大摄氧量强度则是混氧强度。

运用最大心率储备百分比我们就可以控制好有氧阈和无氧阈训练。储备心率计算除了要运用最大心率，还需运用安静心率，比如：

50%储备心率＝（最大心率－安静心率）×50%＋安静心率。

举例来说，一个人安静心率60，年龄为40岁。

那么其50%最大摄氧量所对应的心率＝（180－60）×50%＋60＝120次/分。

附：有氧、混氧、无氧训练心率区间

该表格使用规则：最大心率以220减去年龄计算，但最大心率存在个体差异，建议通过极限强度测试本人实际最大心率。

同样安静心率不同，有氧、混氧、无氧训练的心率区间也不同，跑者可以自行计算。

        混氧跑心率的下限更加接近有氧跑，混氧跑心率的上限更加接近第二乳酸拐点跑，而间歇跑、冲刺跑肯定就是无氧阈以上的训练。

四、肾脏机能  

运动性蛋白尿：正常人在运动后出现的一过性蛋白尿称为运动性蛋白尿。

运动性血尿：正常人在运动后出现的一过性显微镜下或肉眼可见的血尿称为运动性血尿。