運動性疲勞研究綜述

曹坤

[摘要] 目的：為了從多個角度對運動疲勞的產生原理、機制及疲勞的消除手段和恢復的現(xiàn)狀等熱點問題進行綜述。方法：文章采用文獻資料研究法，從運動學、生理學、生物化學、營養(yǎng)康復學以及心理學等方面結合實際出發(fā)進行研究敘述。結果：從理論高度和訓練實踐得出對運動疲勞消除和恢復不但包括最基本的訓練學手段、生理生化方法，更重要的是對疲勞產生機制的了解和掌握，才能做出最佳恢復計劃。結論：結合當前運動疲勞熱門話題總結運動性疲勞研究的發(fā)展趨勢，根據(jù)疲勞產生的機制來分析消除疲勞的手段和方法以便更好的投入訓練和學習。

[關鍵詞] 運動疲勞產生機制恢復消除手段

前言

疲勞是運動訓練達到某種程度的標志，是訓練效果的具體表現(xiàn)，1982年的第5屆國際運動生物化學會議將運動性疲勞（exercis—ineluced fatigue）定義為：“機體不能將它的機能持續(xù)保持在一特定水平上或不能維持某一預定的運動強度”[1] 。了解疲勞的產生機制采取合理、科學、有針對性的恢復和消除辦法，使運動員的機體得以順利恢復，為以后訓練提供良好的身體條件，從而避免運動損傷，提高訓練效果。所以，研究消除疲勞的方法有利于運動后盡快恢復體力，為運動員提供幫助和參考具有十分重要的意義。

一、運動性疲勞產生的原因

生理生化學研究認為；疲勞的產生與體內能量物質的過多消耗，血糖下降或補充恢復不足，血液酸度增加，機體缺氧，疲勞物質在體內積累，乳酸和蛋白質分解物大量存留在體內，使體內內環(huán)境發(fā)生變化，包括體液的酸堿平衡、離子分布、滲透壓平衡等的變化或破壞，不能完全適應各種應激反應以及和神經因素有關。

運動學研究認為；運動疲勞是指機體運動至一定時候，工作能力下降，經過休息后又能恢復的狀態(tài)。在運動訓練中疲勞出現(xiàn)是正?，F(xiàn)象，訓練也必須達到一定的疲勞程度，才能引起機體的劇烈變化而產生適應以提高身體的各方面能力，取得訓練效果[2]。其原因是人在不斷運動過程中，骨和肌肉會反復受力，當這種反復作用的力超過某一生理限度時會使骨或肌肉組織受到損傷。

心理學研究認為；運動疲勞的心理學原因主要有鍛煉動機的喪失、體育鍛煉與比賽的復雜性和緊張性、鍛煉內容的單調性和恢復措施的局限性等；有研究指出：體育鍛煉中導致心理疲勞的主要因素有：1環(huán)境因素。2行為因素和客觀因素。3動機因素：從鍛煉者的動機來劃分，主要有內在和外在動機兩種。由此可見；引起運動性心理疲勞的原因很多，除了與生理疲勞有一定關系外，更重要的是受個人心理因素的影響以及個體周圍環(huán)境的影響等等。

二、運動性疲勞產生的機制

目前對運動疲勞產生機制說法不一，但最主要包括外周疲勞機制和中樞疲勞機制兩種。

1.外周疲勞機制

外周疲勞是對發(fā)生在外周的運動性疲勞的一種粗略的定位。在外周可能與疲勞發(fā)生有關的部位有: 神經肌肉接點、肌細胞膜、橫管系統(tǒng)、肌漿網(wǎng)、線粒體、橫橋等。早期曾用“衰竭學說”、“堵塞學說”和“內環(huán)境穩(wěn)定性失調”假說解釋。1982年Edwards提出疲勞的“突變”理論，把疲勞的產生歸結于在細胞的能量消耗、興奮性或活動性衰減的過程中肌肉力量急劇下降的綜合結果。該理論從三維立體觀出發(fā)，把疲勞的發(fā)生與能量的消耗、肌肉收縮力下降和細胞興奮性或活動性喪失三者聯(lián)系在一起，認為通常的疲勞途徑，是發(fā)生在運動導致能量物質消耗和細胞興奮性或活動衰減的過程中，并出現(xiàn)能力的突然下降階段，以避免能量貯備進一步耗竭[3]。而Maclaren(1990)認為；突變理論強調“能量”和“電傳導”之間的相互關系，說明了肌肉力量突然下降的原因。1990年Hultmn觀察股四頭肌間歇性收縮時發(fā)現(xiàn)，在ATP、CP含量下降和乳酸上升的同時，肌肉收縮力量前20 s呈緩慢減弱，20 s以后突然下降，為突變理論提供了直接的實驗依據(jù)[4]。

綜述以上這些假說指出: 在運動疲勞發(fā)生時，機體內離子代謝發(fā)生紊亂，自由基增多，氨大量生成，高能磷酸鹽和脂肪酸的濃度改變，內分泌、神經、免疫系統(tǒng)的協(xié)調平衡被打破等諸多變化，從而導致疲勞的發(fā)生[5]。這些假說雖然有局限性，然而在現(xiàn)代生理學研究中仍然得到許多實驗的支持和補充，被認為是闡明外周疲勞機制的基礎。

2.中樞疲勞機制

中樞疲勞機制可能發(fā)生在腦細胞和脊髓運動神經元。長時間的中等強度的運動產生的疲勞，以中樞神經系統(tǒng)出現(xiàn)保護性抑制的中樞因素為主，工作時大量的沖動傳至皮層相應的神經細胞，使之長期興奮導致了“消耗”的增多，為了避免過度消耗，當消耗到一定程度時便產生了保護性抑制。中樞神經系統(tǒng)中的神經遞質和神經調質參與了這種疲勞的產生。這類主要有：色氨酸代謝與中樞疲勞、多巴胺(DA)與中樞疲勞、乙酰膽堿(ACH)與中樞疲勞、氨基酸類與中樞疲勞、血氨與中樞疲勞、心理因素對中樞疲勞的影響。

3.細胞機制

自90年代以來，除了在傳統(tǒng)的運動性疲勞研究領域有許多研究的成果出現(xiàn)以外，在肌肉疲勞的細胞機制方面也有了一定進展。目前的研究主要基于兩個理論: （1）細胞代謝因素變化的理論；（2）興奮收縮耦聯(lián)(excitation-contraction coupling, ECC)變化的理論[6]。其主要觀點有：肌細胞pH值與運動性疲勞、早期研究認為，肌肉疲勞是由于肌肉內乳酸積累導致。但目前大量實驗證明，乳酸本身對疲勞的作用非常微小[7]。疲勞的發(fā)生是受細胞代謝所引起的pH改變來調節(jié)的。因此，乳酸導致疲勞的原因實際上是由于乳酸解離出的H+降低了肌細胞內的pH值，從而使肌肉的輸出功率、細胞酶的活性、肌質網(wǎng)對Ca2+的轉移以及肌鈣蛋白對Ca2+的結合能力的下降，導致疲勞的發(fā)生。有學者認為這主要取決于肌細胞pH值與肌肉的輸出功率、肌細胞pH值與最大收縮力、肌細胞pH值與最大縮短速度、肌細胞pH值與酶的活性和肌細胞pH值與Ca2+的轉移。

總之隨著高新技術的應用，疲勞的研究取得了新進展，對疲勞機制的認識，也從單純的能量物質消耗或代謝物堆積，朝著多因素綜合作用的認識發(fā)展，研究水平也由細胞、亞細胞深入到分子或離子水平，進一步促進了對疲勞機制研究的深入。

隨著科學技術的進步筆者認為對運動疲勞的產生機制的探索還將取得新的進展，人們對運動疲勞了解的程度將進一步加深，各種學科在運動疲勞產生機制的研究上運用的更加成熟，筆者相信關于運動疲勞產生機制的研究沖擊目前的研究現(xiàn)狀。

三、運動疲勞的診斷

常用的運動疲勞的診斷方法主要包括：生理生化指標測定法、自我感覺判斷法和觀察評定法三種。

生理生化指標測定法的一般內容：1骨骼肌系統(tǒng)指標檢測；測肌肉力量：疲勞時肌力下降。肌肉硬度：當肌肉疲勞時肌肉的放松能力下降。肌肉圍度：疲勞時肌肉圍度增加主要是重力增加。肌電圖：疲勞時肌電圖功率譜左移，肌電圖振幅不規(guī)則。2心血管系統(tǒng)指標；HR：從基礎心率、運動中心率和運動后心率進行判斷。血壓體位反射：疲勞時血壓恢復能力下降。心電圖：疲勞時心電圖出現(xiàn)T波下降或倒置，ST段下移。3感覺與神經系統(tǒng)功能測定有：皮膚空間閾、閃光頻度融合：疲勞時下降、腦電圖：疲勞時快波明顯增多、反應時：疲勞時反應時延長。4生化指標測定主要有：1血液（血尿素、血氨、血清睪酮）當機體開始疲勞時血尿素大于8mmol/Ll機體存在潛在疲勞，同時血氨也增高，血清睪酮比值出現(xiàn)大幅度降低此時分解大于合成。2尿液（蛋白尿、尿膽原）晨尿中蛋白尿含量較高或超出正常范圍可能是過度疲勞或過度訓練的變現(xiàn)，疲勞時尿膽原升高，尿膽原安靜狀態(tài)下高于2mg%且連續(xù)2—3天是疲勞的變現(xiàn)，應調整運動負荷。

自我感覺判斷法：自我主觀感覺和自我體力感覺。

觀察評定法：疲勞自覺癥狀測定表。

四、運動疲勞的消除恢復和營養(yǎng)補劑

對于運動疲勞的消除恢復方法許多學者和專家在不同的領域進行了大量的研究和探索，法和手段也各種各樣下面介紹幾種：

1.訓練方法學手段

訓練方法學手段：是指在運動訓練過程中，通過合理安排訓練內容、訓練手段、運動負荷、恢復時間和促進恢復過程的方法。在力量訓練后，對承受負荷的肌群做一些伸展放松練習；速度和耐力練習后可做一些慢跑和徒手操練習；訓練結束時，結合整理活動安排積極性恢復的練習內容。

2.合理的營養(yǎng)是消除疲勞和提高運動能力的重要手段。

3.醫(yī)學生物學手段

運動訓練過程中采用醫(yī)學生物學手段主要有與運動負荷相應的營養(yǎng)供應，以及理療、藥劑、針刺等措施。

4.理學恢復手段

我國學者用心理恢復訓練方法對于及時消除心理疲勞具有積極效果。其主要的的心理恢復方法主要有: （1）心理誘導—談話法； （2）想像放松； （3）神經—肌肉的自我心理調整練習； （4）心理誘導放松訓練； （5）催眠； （6）音樂放松； （7）其它如文娛活動、氣功等[8]。心理科學的迅速發(fā)展以及心理健康日漸被世人所重視，有關心理疲勞地研究將是一個很有價值、很有發(fā)展前途的領域。

五、結束語

筆者認為，運動疲勞發(fā)生機制與運動的類型有關，在短時間劇烈運動時出現(xiàn)的疲勞往往與肌肉中的能源物質的消耗以及乳酸等代謝的堆積這些外周因素有關，長時間中等強度的運動所發(fā)生的疲勞則以中樞神經系統(tǒng)出現(xiàn)的保護性抑制的中樞因素為基礎。因此，只有在運動中進行動態(tài)的研究，才能有助于理解運動對中樞神經遞質的影，理解不同運動類型所最可能發(fā)生疲勞的位點，從而加深對運動性疲勞機制的理解，在實際應用中才能選擇適宜的訓練方法及負荷，提高機體的抗疲勞能力以及加速疲勞的恢復，為提高訓練水平與體育運動的成績奠定理論的基礎。