影响运动成绩的生理因素.docx
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影响运动成绩的生理因素
影響運動成績的生理因素
心血管系統
1.良好心血管系統的重要性
1.1心臟
在日常生活中,血液運送養料和氧氣到身體各部份。
血管可分為動
脈、靜脈和微血管。
血液循環得以進行,是因為心臟有不停的泵血功能。
血液循環除了能提供肌肉組纖所需的養料外,亦能把體內的廢料如
二氧化碳,熱能及水帶走,以便肌肉組纖可接受新的補充。
長時問運動時,肌肉組織需要大量及連續不斷的氧氣供應,藉此把
食物氧化及產生能量。
隨著心動每跳輸出量(StrokeVolume)和心率
(HeartRate)增加,血液循環加速,更多的氧氣被輸送到肌肉中。
1.2血管
良好的動脈是富有彈性的,管壁更能因血流量增加而擴閘。
在管壁
的積聚物(例:
脂肪),會妨礙血液的流動,從而引致血壓卜升。
情況嚴
重時,血管會完全閉塞,若此情形在心血管發生,更會引發心臟病。
靜脈中的瓣膜是幫助血液回流心臟的。
靜脈瓣的功能失常,會
宣接影響血液返回心臟,甚至會出現靜脈鬱血﹙VenousBloodPool﹚
的情況。
2.心血管系統的生理構造
心血管系統包括了心臟﹑動脈﹑靜脈和微血管。
血液先從肺部獲得氧氣,再經由心臟輸送至動脈和微血管,然後再經
靜脈回流心臟。
2.1心臟
心臟是一個肌肉器官,與每人的拳頭大小相若。
心臟肌肉屬不隨意肌。
它
的收縮性有著不停不累的特性。
心臟被一俗稱為中隔(Septum)的組織分為左右兩部份,每一部份由心瓣膜分
為上下腔。
上腔的肌壁較薄,稱為心房(Atrium),下腔肌確較厚,稱為心室
(Ventricle)。
瓣膜的功能是控制由心房流入室的血液,並防止血液回流心房。
回流心臟的血液會首先進入心房,再從心房進入心室。
而心室則負責把血液
泵離心臟,因此,心房壁較薄,心室則較厚。
凡會提高耗氧量(OxygenConsumption)的肌肉運動均能強化心臟功能及循環
系統。
2.2動脈
大部份的動脈均深藏於體內,但亦有部份位於較外的皮屑下。
若在這些
位置稍微下壓,即可感覺到因心室收縮而產生的脈膊跳動。
動脈可分支為小動脈,而小動脈可再分成許多更糾小的血管稱為微血管。
勳脈管壁為一種有厚度和彈性的肌肉組織,所以動脈管壁能隨著血液流量
的多少而擴張或收縮。
2.3微血管
微血管是很細小的血管,它的管壁艮薄,部份管壁的厚度衹有一個細胞
般大小。
微血管內的血流是很緩慢的,這有助於氧氣穿過管壁作氣體交換。
活動較多的組織因需較多血液供應,組織會有較多的微絲血管。
例如肌
肉及大腦。
反之,在較少活動的組織,微血臂也會少些。
2.4靜脈
連結微血管和較大的靜脈之血管為小靜脈。
靜脈的管壁較薄,肌肉彈性也較動脈弱。
靜脈有靜脈瓣,可防止血液倒流。
由於肌肉的收縮,尤其是骨骼肌靜脈受擠壓,加上靜脈瓣的幫助,血液
得以單方向回流心臟。
2.5血液
血液是由一種淡黃色液體-----------血漿和浮游於此液體中的各種不同
的血球(細胞)所組成。
血液含有三種不同的細胞,包括紅血球,白血球
和血小板。
紅血球最大的特點是帶有一種含鐵的複合蛋白質------------血紅素
(Haemoglobin,Hb)。
在氣體交換過程中,大部份的氧氣都是和紅血球中的血紅素結合,然後
才被運到各組織。
運動時,心臟會增加供血量,而血液的分配亦會因運動而改變。
積極活
動中的肌肉會獲得較多的血液。
器官
休息
運動
百分比
升/分鐘
百分比
升/分鐘
骨骼
腦
心臟
腎
肝
肌肉
皮膚
其他
5
15
5
25
25
15
5
5
0.3
0.9
0.3
1.5
1.5
0.9
0.3
0.3
0.5
4
4
2
3
85
0.5
1
0.15
1.2
1.2
0.6
0.9
25.5
0.15
0.3
總數
100
6.0
100
30
運動與休息時血液分配情況
3.改善心血管功能的方法
3.1最高攝氧量(VO2Max)
最高攝氧量是指人體於運動時每分鐘能被身體利用的最大氧氣數值。
最高攝氧量是受人體體型影響,固可以用每公斤體重的攝氧量來表達。
最高攝氧量數值愈高,顯示心肺功能愈好;數值愈低則心肺功能愈差。
運動員
項目
最高攝氧量
升/分鐘
每公斤體重最高攝氧量
毫升/公斤/分鐘
越野滑雪
長跑
速度溜冰
800米
自行車
獨木舟
短跑
非運動員
5.42
5.19
5.58
5.04
4.88
5.25
4.33
3.14
78.3
78.1
72.9
69.8
67.1
66.1
57.1
38.2
3.2運動量﹑持續期和頻次(Intensity,DurationandFrequency)
運動量:
增加運動強度會引致心臟負荷加劇。
對於20-30歲的人士
而言,每分鐘135次的心跳普遍被接納為有效的訓練。
持續期:
較長時間的大肌肉運動(20-60分鐘),好像跑步、游泳和踏
單車,都能增強心肺功能及除去積聚在動脈管壁的脂肪。
頻次:
理想的耐力訓練次數是每週3-----4次(隔日),可以避免過
勞及讓身體有足夠的時間休息。
4.測量心血管功能的方法
4.1實驗室測試(LaboratoryTest)
跑步器(Treadmill)
功率自行車(BicycleErgometer)
功率划艇器(RowingErgometer)
4.2戶外測試(FiemTest)
台階測試(StePTest)
長距離測試(12分鐘,9分鐘,l哩跑)
一哩跑
測試目的:
一哩跑的目的在於測試心血管系統的最大耐力功能。
指示:
指令學生在準備後,當聽到「開始」口令時,即以最
快速度完成全程。
當學生完成時,即以該時問為結果。
學生應以二人一組互相量度所需時間,不應鼓勵學生步
行,因為此測驗是量度最高攝氧量。
場地:
可在任何空曠地方或400米長的田得跑道上進行。
器材:
秒錶、計分卡及鉛筆。
計分:
時問以秒為單位。
附註:
老師應於測試前提示學生如何控制及協調步伐,避免
中途因氣力不足而步行。
肌肉及骨骼系統
1.1. 人體骨骼系統
人體骨骼﹙Ross&WilsonFoundationsofAnatomyandPhysiologyLongman1986﹚
1.1關節是兩根或以上的骨相聯結的地方,它是構成人體動作之主要部份。
1.2關節的分類
1.2.1固定關節﹕如頭骨的縫線
1.2.2微動關節﹕如脊椎骨之間的關節。
1.2.3自由活動關節﹕如肘﹑膝﹑踝﹑臀﹑肩等。
2.人體的主要肌肉
2.1骨骼肌附於骨骼之兩端,由於肌肉的收縮,關節才能產生運動。
2.2肉收縮之力量是產生肌力的主要因素,對於一些需要爆發力的運R項目如舉重﹑田徑的擲項等尤
為重要。
3.肌纖維的分類
3.1每一肌肉內有兩種肌纖維,即「紅」﹑「白」兩種。
紅肌纖維於耐力之運動,而白肌纖維則利於爆
發力為主之運動。
無論是耐力型或爆發力型的運動員,在某程度上他們的肌纖維會受遺傳影響。
4.專有名詞和定義
4.1定義
肌力這是指一條肌肉或一組肌肉在單一次最大強度收縮時所能完成的工作量。
例如:
田徑的
擲類項目及、舉重。
肌耐力這是指一條肌肉或一組肌肉長時期進行次等強度運動的工作能力。
例如在馬拉松賽跑
中腿部肌肉所產生的肌力便是肌耐力
4.2專有名詞
疲勞(Fatigue)---------因長期或過量工作而引致疲蜷不適並降低工作效能。
超負荷(Overload)---------將一條或一組肌肉的訓練負荷增大,超過其一般負荷水平。
次等強度運動(SubmaximalExercise)--------低於最高攝氧量的運動。
等張收縮(IsotonicExercise)--------改變肌肉長度而產生動作的肌肉收縮。
等張收縮的例子:
肘部的屈曲動作,舉起了一個重量。
等張收縮可分為下列兩種:
向心收縮(ConcentricContraction)---------肌肉長度被縮短的等張收縮。
離心收縮﹙EccentricContraction﹚----------肌肉展度被拉長的等張收縮。
等長收縮(IsometricContraction)----------在這類肌肉收縮裏;肌肉的長度沒有改變,也沒有產生動作。
等長收縮的例子﹕
運動員使用最大的肌力,但阻力太大,因而沒有動作產生。
等動收縮(IsokineticContraction)----------在肌肉收縮過程中,整個動作都是在速度不變下完成。
這器械的阻力會囚應肌肉
收縮的力量而增強
肌肉發達(Hypertrophy)---------由於訓練的結果,肌纖維的體積增大。
肌肉萎縮(Atrophy)---------由於缺少體力活動或神經受損,肌肉的體積縮小。
最高重覆次數(RepetitionMaximum,RM)---------這是推舉一個指定重量的最多重覆次數。
(1RM是指最大負
重,而8RM則是能重覆八次的最大重量)
5.肌力及肌耐力的訓練
5.1模式
(甲)重量訓練—利用槓鈴﹑啞鈴或綜合式健身器(Multi-gymMachine)等進行訓練。
(乙)健身徒手操--一利用本人或同伴體重作為阻力的徒手運動(CalisthenicExercise)。
(丙)球類及遊戲活動如籃球。
5.2
阻力
次數
以訓練肌力為目的
大
﹙1----4RM﹚
少
﹙6次以下﹚
以訓練肌耐力為目的
大
﹙20-----20RM﹚
多
﹙20次以下﹚
5.3每週次數
要達到練果,每週應訓練三至五次。
6.肌力及肌耐力的測試
6.1肌耐力的測試
簡單而不需要器械的測試項目如「仰臥起坐」「引體向上」、「掌上壓」、「俯臥撐腿屈伸」及「槓上
推體」。
利用器械的測試項目如綜合式健身器或槓鈴、啞鈴之「舉重測試」(8RM)。
6.2肌力的測試
簡單而不需要器械的測試項目如「立定跳高」及「立定跳遠」等。
利用器械的測試項目如:
握力計(Dynamometer)
張力計(Tensiometer)
霍量訓練器械如綜合式健身器(Multi-gymMachine),
機電儀器如西碧思第二型---------(ElectromechanicalInstrumentssuchasCybex,II)。
柔韌性(Flexibility)
1.專有名詞和定義
1.1定義
柔韌性是指運動時一個或一組關節的活動範圍。
例如肘關節的柔韌性可以用前臂的活動角度來測量。
1.2專有名詞
動力式柔韌性(DynamicFlexibility)-------在沒有阻力下,某---關節所能作出的最大活動範圍。
例如作
前、後、左、右的擺動練習。
靜力式柔韌性(StaticFlexibility)--------通過緩慢的動作,拉伸關節所作出之活動範圉。
2.為何需要有好的柔韌性
良好的柔韌性可以
﹙甲﹚避免在劇烈運動時拉傷或扭傷肌肉。
﹙乙﹚使運動員更有效地發揮技巧。
﹙丙﹚減少受傷機會。
3.如何改善柔韌性
3.1透過緩慢而有控制的伸展動作,使肌肉、肌腱、韌帶和軟組織伸張至極限的能力可被提高。
3.2提高柔韌性的方法:
主動伸展法(ActiveStretching)-------緩慢地伸展至活動範圍的極限,並維持這姿勢十秒。
重覆同一動作數次,可把關節微微伸展至超出平正常活動範圍外。
被動伸展法(PassiveStretching)------由外力引發的伸展動作,例如由教練或同伴協助。
練習時必須小心確保肌肉不會突然受力過猛而超越正常活動
範。
維持這伸展勳作數秒,並叫以緩慢而有控制地重覆數次。
4.柔韌性的測量方法
各關節的柔韌性直接使用板狀量角器和兩腳規/圓規(BoardProtractorandCompass)來量度。
4.1軀幹屈體(TrunkFlexion)
坐地體前伸測試
由坐立位置開始,被測試者雙腳伸直並以腳板頂著一固定物體,然後慢慢屈體向前,並以指尖在一固
定量尺向前移動。
所得成續可與其他學生比較,也可以跟本人接受訓練後的表現比較。
影響運動成績的其他因素
1.肌肉疲勞
1.1肌纖維類型
肌纖維可分為:
I型(紅/慢)肌纖維---------耐疲勞,收縮慢,力量少,能持久工作,在維持姿勢的肌肉及長跑運動
員中所佔比例較多。
例如馬拉松選手。
II型(白/快)肌纖維----------收縮快,力量大,但容易疲勞。
它們在一些需耍速度及爆發力的活動
發揮主要功效。
例如跳遠。
1.2乳酸水平
在生產能量的過程中,肌肉內會產生一些代謝機能物質-----乳酸。
乳酸的積聚會妨礙肌纖維的收
縮,並可能是運動後肌肉出現酸痛現象的原因。
通過訓練,可減低中等強度運動時乳酸的形成速率,因此,對於曾受訓練人土而言,運動後血液中
乳酸濃度會較低。
1.3醣元水平
肌肉疲勞主耍是由於儲存的燃料-------------醣元嚴重虛耗。
在長時間運動中,某些肌肉內的醣元可
能耗盡,因而缺乏肌肉收縮時所需的能源。
1.4氧供應
氧氣提供了肌肉收縮時所需的能量來源,特別是超過三分鐘的活動。
1.5血液流量
若果沒有足夠的血量流到工作中的肌肉,氧和養料的供應便會減少。
2.性別
2.1兩性間之生理差異與運動成績有直接關係。
2.2女性與男性的比較撮要如下:
生理因素
女性特點
運動表現
身體結構
盤骨較寬及高翹重心較低
減低跳躍能力
身體脂肪
較多
多餘脂肪妨礙運動
骨質密度
較低
爆發力較弱
肌肉體積
較小
爆發力較弱
心臟體積
較小
最高攝氣量數值較低
血紅素含量
較少
關節活動範圍
較佳
柔韌性較好
3.年齡
3.1年齡對運動成績有很大影響,老化會增加對氧的運輸和心血管功能的壓力,對運動訓練的適應力及恢復能力,老年人也比年青人較弱。
3.2由二十五歲至七十五歲期間,最高耗氧量(VO2Max)穩定地下降。
最高心率(MaximalHeartRate)亦大約每年遞減一次,因此可以用下列公式估計最高心率:
HRMax=220-年齡。
例如一名二十歲運動員的最高心率大約是每分鐘二百次而一名五十歲男士則約為每分鐘一百七十次。
3.3由幼兒期開始,關節的柔韌性趨向續漸退化。
3.4在二十至三十歲期間,肌肉力量會達到顛峰,隨後的四十年,肌力會下降約百份之四十(Davisetal,1988)。
3.5隨著年齡增長,身體所合成的蛋白質緘少,肌肉的體積漸漸縮少,減弱了它的工作能力。
4.遺傳
4.1個人的基本運動能力(未經訓練)為遺傳因索決定。
4.2快肌纖維及慢肌纖維數量的多寡純粹由遺傳所決定,但同時也受訓練影響而改變。
4.3雖然遺傳因素是不能改變的,但可透過有規律的體育鍛鍊來改進生理素質,從而提高運動成縯。
5.環境
環境因索也可影響運動時之生理反應。
例如高山缺氧、在熱的情況下出現脫水現象及在嚴熱及潮濕情況下中暑等。
6.體型及體格
6.1人體大致吋分為三類不同體型:
-------------
肥腫型(Endomorphy)
粗壯型(Mesomorphy)
纖瘦型(Ectomorphy)
一般人的體型可由三種類型組成,而體型亦會受遺傳所決定。
6.2某類體型對參與某些運動可帶來幫助,例如粗壯型比較適合足球運動。
6.3在耐力運動中,過多肌肉可能影響表現,因能量消耗與體重成比例。
故此參與耐力運動的選手,體重通常較輕(纖瘦、粗壯型)。
7.身體成份
7.1身體成份是指身體脂肪與非脂肪組纖(淨瘦)的比例。
7.2淨瘦重蚩是指體重緘去淨脂肪重量(積聚體內的脂肪)。
73身體成份與體能活動有密切關係。
7.4當能量攝取多過消耗時,體重便會增加。
反之,當能量攝取少於消耗時,體重會下降。
7.5過剩脂肪徒令體重增加,但對任何活動都不會帶來好處。
7.6慣常恒久運動有助於消除身體過剩脂肪。
7.7運動後心率恢復速度與體內多餘的脂肪積聚成反比。
8.生長與發育
8.1生長是指身高、體重與身型的增長,而發育則是身體的功能發展。
8.2各人的生理和心理成長都存著差異。
8.3運動的參與程度與參加者的生理和心理發展配合。
8.4較早發育的人土可適應較多之訓練;較遲成熟的運勳員則把能量用於身體之生長和發育。
8.5參與不同項目的運動員,他們的顛峰表現在不同的生長期出現,例如女子體操選手通常年紀較輕,田徑擲項運動員大都是較成熟的成年人,而馬拉松選手在二十多歲時仍然有傑出的表現。
8.6對大部份人而言生長期是由出生到18歲,而在5-6歲和12-14歲的階段有較迅速的政變。
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