運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生機(jī)制的研究現(xiàn)狀

梁凱博

（西北師范大學(xué)體育學(xué)院 甘肅蘭州 730070）

“沒有疲勞的訓(xùn)練是沒有效果的訓(xùn)練”。運(yùn)動(dòng)性疲勞由運(yùn)動(dòng)負(fù)荷所引起的一種正常的生理現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為身體工作能力的下降。了解運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生機(jī)制,對(duì)更好地消除運(yùn)動(dòng)員疲勞和增進(jìn)健康具有十分積極意義。

1 運(yùn)動(dòng)性疲勞的概念

疲勞的范圍比較廣,包括身體疲勞、心理疲勞、腦力疲勞、混合型疲勞。關(guān)于運(yùn)動(dòng)性疲勞的定義直到1982年第五屆國際運(yùn)動(dòng)生化學(xué)會(huì)議上才有了統(tǒng)一的定義。在運(yùn)動(dòng)過程中,當(dāng)生理過程不能繼續(xù)維持在特定水平上或不能維持預(yù)訂的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度時(shí),即稱之為運(yùn)動(dòng)性疲勞[1]。

2 運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)制

從第一次開始研究人類的疲勞現(xiàn)象,直至今天已有100多年的歷史,但到現(xiàn)在仍然沒有真正的了解運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)制。不少的研究人員對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞進(jìn)行了許多方面的研究,并且提出了不同的看法,本文從不同的方面對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行綜述。

2.1 主要學(xué)說

2.1.1 衰竭學(xué)說

衰竭學(xué)說認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生機(jī)制是由于體內(nèi)能源物質(zhì)大量消耗,又得不到營養(yǎng)補(bǔ)充而導(dǎo)致的疲勞。機(jī)體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)需要能量,不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間,所需要的能量供應(yīng)途徑也不同。在時(shí)間短、大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中,身體內(nèi)的ATP和CP這兩種儲(chǔ)存在細(xì)胞中的高能磷酸化合物為機(jī)體提供需要的能量,在其中ATP是機(jī)體組織器官唯一的也是直接的能量供給者。時(shí)間長,中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中,機(jī)體主要是依靠糖的有氧氧化功能,在長時(shí)間運(yùn)動(dòng)的過程中體內(nèi)糖類物質(zhì)被大量消耗,進(jìn)而導(dǎo)致大腦工作能力減弱,產(chǎn)生身體疲勞。

糖是體內(nèi)重要的能源物質(zhì),除了有氧氧化還可以無氧酵解,但同時(shí)產(chǎn)生大量乳酸。長時(shí)間的運(yùn)動(dòng),亦或是做不經(jīng)常的體育運(yùn)動(dòng),身體中不論是糖原物質(zhì)或是其他功能物質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)疲勞的現(xiàn)象。

2.1.2 堵塞學(xué)說

認(rèn)為使機(jī)體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞主要是因?yàn)橄袢樗帷⒀踝杂苫纫恍┐x產(chǎn)物在肌肉組織中大量堆積所導(dǎo)致的。這些在機(jī)體中的代謝產(chǎn)物大量堆積會(huì)影響機(jī)體的正常代謝活動(dòng)。

2.1.3 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說

這種理論認(rèn)為運(yùn)動(dòng)性疲勞是由于血液PH下降,電解質(zhì)濃度的改變和水鹽代謝紊亂導(dǎo)致血漿滲透壓以及激素不足等因素引起的。長時(shí)間運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)的脂肪酸不能完全氧化,使體內(nèi)儲(chǔ)存了大量的酮體,使血液中酮體含量增加,引起機(jī)體血液PH值下降,使一些酶的活性降低,這些酶活性的降低可能會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)某些生化反應(yīng),進(jìn)而影響機(jī)體的能量代謝,產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞;此外,由于機(jī)體運(yùn)動(dòng)需要散發(fā)大量的熱量,使體溫會(huì)升高,機(jī)體散熱會(huì)帶走一部分水分,鹽分也隨之減少。如果不及時(shí)補(bǔ)水,當(dāng)身體水分減少到3%時(shí)的重量,身體運(yùn)動(dòng)能力會(huì)下降10%,在這個(gè)時(shí)侯,機(jī)體出現(xiàn)水鹽代謝紊亂,在體內(nèi)循環(huán)血容量減少,肌肉工作能力下降,導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞。

2.1.4 保護(hù)性抑制學(xué)說

這種學(xué)說認(rèn)為,大腦皮層在高強(qiáng)度或長時(shí)間工作過程中處于一種高度持續(xù)興奮狀態(tài),導(dǎo)致大腦中細(xì)胞的工作能力下降,為減少腦細(xì)胞的進(jìn)一步損耗,大腦皮層由興奮轉(zhuǎn)為抑制狀態(tài),這種保護(hù)即為保護(hù)抑制[2]。近年來,研究人員利用生理化手段進(jìn)一步研究大腦皮層保護(hù)抑制,其中發(fā)現(xiàn)一些起到神經(jīng)遞質(zhì)作用的物質(zhì)如芳香族氨基酸、支鏈氨基酸等可能是大腦保護(hù)性抑制的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1.5 自由基學(xué)說

該學(xué)說認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)性疲勞是由運(yùn)動(dòng)中機(jī)體產(chǎn)生的原子沒有配對(duì)的電子引起的。人體在新陳代謝過程中會(huì)不可避免的產(chǎn)生一些自由基,自由基可以攻擊細(xì)胞,破壞細(xì)胞膜,對(duì)細(xì)胞造成損害。運(yùn)動(dòng)員過量運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的自由基,如果不及時(shí)清除,會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員機(jī)體產(chǎn)生很大的影響。

2.1.6 神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)理論

神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)之間通過他們自己的信息語言,對(duì)一些常見的生物信息的免疫系統(tǒng)和一些功能的器官系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié),使他們能夠適應(yīng)在體內(nèi)的變化。目前相關(guān)機(jī)制還需要進(jìn)一步研究,但是該理論在體能主導(dǎo)類項(xiàng)群運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的機(jī)能評(píng)定和監(jiān)控中有十分重要的意義。

2.2 運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的中樞機(jī)制

中樞疲勞是指發(fā)生于機(jī)體大腦及脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)部位的疲勞,中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能的變化可以影響運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的興奮性,引起腦中細(xì)胞工作發(fā)放頻率下降。其中一些神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)參與這種疲勞的產(chǎn)生,如乙酰膽堿、5-羥色胺、r-氨基丁酸、多巴胺、氨等物質(zhì)水平的變化可影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。

2.2.1 乙酰膽堿與中樞疲勞

乙酰膽堿是神經(jīng)肌肉接點(diǎn)興奮性傳導(dǎo)的重要化學(xué)遞質(zhì),在體內(nèi)作用大、分布廣。在進(jìn)行強(qiáng)度較大運(yùn)動(dòng)后,乙酰膽堿減少了釋放,可以引起興奮在神經(jīng)肌肉接點(diǎn)傳遞的障礙。據(jù)了解,在長跑比賽中的運(yùn)動(dòng)員想要延遲疲勞的發(fā)生可以嘗試飲用一些含有膽堿的飲料,保持血漿膽堿濃度的方法。

2.2.2 5-羥色胺與中樞疲勞

5-羥色胺是機(jī)體腦內(nèi)中樞抑制性神經(jīng)遞質(zhì),長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)可以使血液中的色氨酸和支鏈氨基酸濃度比值提升,改變腦中一些神經(jīng)遞質(zhì)前體物質(zhì)的含量,使5-羥色胺抑制水平增強(qiáng),讓大腦產(chǎn)生了保護(hù)性抑制,從而表現(xiàn)出機(jī)體疲勞。Chaoulooff在1997年也研究證明,運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)性疲勞狀態(tài)下大腦許多部位5-羥色胺水平增加。太多的5-羥色胺在中樞神經(jīng)系統(tǒng)可導(dǎo)致人體疲勞。

2.2.3 多巴胺與中樞疲勞

多巴胺在運(yùn)動(dòng)中主要是調(diào)節(jié)肌緊張,是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì),在大腦皮質(zhì)信號(hào)發(fā)出下“啟動(dòng)”某一動(dòng)作。多巴胺濃度的變化和運(yùn)動(dòng)性疲勞有著十分密切的關(guān)系。

2.2.4 氨與中樞疲勞

運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉產(chǎn)生氨并釋放到血液中,氨通過腦血屏障,使血液中氨的含量升高,對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)具有毒害作用。短時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)氨的產(chǎn)生主要來自于嘌呤核苷酸降解,中等強(qiáng)度的鍛煉并且時(shí)間較長的鍛煉中氨的主要來源是肌肉中支鏈氨基酸降解。氨在機(jī)體內(nèi)堆積會(huì)使大腦運(yùn)動(dòng)控制能力下降,思維混亂,甚至失去意識(shí)。

2.3 運(yùn)動(dòng)性疲勞的外周機(jī)制

在人體不同的部位產(chǎn)生外周疲勞的原因是不一樣的。如在神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)處,乙酰膽堿是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢把興奮傳向肌肉的一種神經(jīng)遞質(zhì)。劇烈運(yùn)動(dòng),乙酰膽堿釋放量的變化會(huì)影響接點(diǎn)后模去極化,使骨骼肌不能產(chǎn)生興奮收縮;鈣離子是骨骼肌興奮-收縮偶聯(lián)的重要因素,在肌肉興奮時(shí),鈣離子濃度升高激發(fā)骨骼肌收縮。如果細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度太高就會(huì)造成細(xì)胞代謝發(fā)生紊亂,導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞。

3 結(jié)語

通過本文對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生機(jī)制的綜述可以看出,運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生機(jī)制是很復(fù)雜的,可以產(chǎn)生在一些直接參加運(yùn)動(dòng)的身體部位,也可以產(chǎn)生在調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的中樞系統(tǒng),各種不同的運(yùn)動(dòng)性疲勞學(xué)說從不同的角度揭示了運(yùn)動(dòng)性疲勞的生理機(jī)制。除了上述產(chǎn)生機(jī)制還有細(xì)胞凋亡學(xué)說、肌肉損傷與細(xì)胞骨架變化、線粒體膜FFA轉(zhuǎn)運(yùn)等。目前還沒有某一種學(xué)說能全面的概括運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的原因,相信隨著科技的發(fā)展,人們一定會(huì)揭示其奧秘。

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