運(yùn)動性疲勞的生化機(jī)制與恢復(fù)方法的綜述①

鞠麗麗 黃恬（廣州體育學(xué)院　廣東廣州　510500）

運(yùn)動性疲勞的生化機(jī)制與恢復(fù)方法的綜述①

鞠麗麗 黃恬
（廣州體育學(xué)院廣東廣州510500）

近幾年來，運(yùn)動員競技技術(shù)不斷地發(fā)展和其個人特長完美發(fā)揮使我國整體競技水平快速地提高，但是這些都離不開運(yùn)動員的體能訓(xùn)練，而有訓(xùn)練就又會有疲勞，疲勞產(chǎn)生后如何科學(xué)快速恢復(fù)體能是學(xué)者們一直研究的重點(diǎn)。該文主要通過文獻(xiàn)資料法從生理生化角度闡述了運(yùn)動性疲勞的概念，系統(tǒng)分析了運(yùn)動性疲勞產(chǎn)生的生化機(jī)制，同時篩選出運(yùn)動性疲勞恢復(fù)的有效手段，為教練員和運(yùn)動員日常訓(xùn)練提供參考。

運(yùn)動性疲勞 恢復(fù)方法 生化機(jī)制 方法

近幾十年來，科技發(fā)展日新月異，競技體育比賽日益激烈，運(yùn)動員想要取得更好的運(yùn)動成績，須付出大量艱苦的訓(xùn)練。在一定范圍內(nèi)，運(yùn)動訓(xùn)練的強(qiáng)度與產(chǎn)生運(yùn)動性疲勞的機(jī)率呈正相關(guān)。有訓(xùn)練就又會有疲勞，疲勞產(chǎn)生后如不進(jìn)行合理的恢復(fù)，不僅會給比賽造成影響，還可能導(dǎo)致機(jī)能障礙，甚至影響身體機(jī)能。隨著運(yùn)動生物化學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等學(xué)科的迅速發(fā)展，新的科學(xué)手段和恢復(fù)方法也應(yīng)運(yùn)而生，這對加速消除運(yùn)動性疲勞，恢復(fù)身體機(jī)能和提高運(yùn)動成績具有至關(guān)重要的意義。該文主要對運(yùn)動性疲勞中軀體性疲勞的生化機(jī)制及其恢復(fù)手段和方法的研究成果作簡要綜述。

1　運(yùn)動性疲勞概念

早在1880年研究者們對疲勞就展開了大量研究。其中，莫桑（Mosso）在1915年指出疲勞是由細(xì)胞內(nèi)化學(xué)變化衍生物導(dǎo)致的一種中毒現(xiàn)象。隨著研究的進(jìn)一步深入，學(xué)者們又提出運(yùn)動性疲勞假說，即外周疲勞和中樞疲勞假說［1］。1982年，國際上對疲勞的概念進(jìn)行了界定即：“機(jī)體生理過程不能持續(xù)其機(jī)能在特定水平上或不能維持預(yù)定的運(yùn)動強(qiáng)度”［2］。適度疲勞是運(yùn)動成績提高的前提，也是各種運(yùn)動所必需的基礎(chǔ)。出現(xiàn)運(yùn)動疲勞，若積極恢復(fù)可獲得超量恢復(fù)的效果，這將利于提高運(yùn)動能力和增強(qiáng)體質(zhì)［3.4］。

2　運(yùn)動性疲勞的產(chǎn)生機(jī)制

自19世紀(jì)以來，人們對運(yùn)動性疲勞的產(chǎn)生機(jī)制做了大量的研究，并提出了產(chǎn)生運(yùn)動性疲勞的5種假說。其中，運(yùn)動性疲勞產(chǎn)生的外周和中樞機(jī)制是目前專家們研究的熱點(diǎn)。

2.1引發(fā)運(yùn)動性疲勞的中樞生化機(jī)制

在日常強(qiáng)度和運(yùn)動量大的訓(xùn)練中，能源物質(zhì)大量消耗，ATP/ADP比值顯著降低，r-氨基丁酸顯著上升，氧化酶活性明顯增加；而當(dāng)身體處于極度疲勞時，則抑制了氧化酶活性，抑制了腦組織中琥珀酸脫氫酶活性，造成r-氨基丁酸的消除減弱，琥珀酸含量在腦組織中升高，進(jìn)而對中樞神經(jīng)產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞活性下降。研究證實(shí)，r-氨基丁酸對大腦形成神經(jīng)抑制可主要通過神經(jīng)細(xì)胞釋放r-氨基丁酸，突觸后膜上特異性氨基丁酸受體與r-氨基丁酸結(jié)合，造成Cl-通道釋放，引發(fā)突觸后膜超極化，形成神經(jīng)抑制可誘發(fā)運(yùn)動性疲勞［5］。

5-HT可能是引發(fā)中樞疲勞的化學(xué)物質(zhì)，其在血中的濃度受其結(jié)合蛋白-白蛋白的控制。色氨酸是5-HT的前體，當(dāng)血液中色氨酸與支鏈氨基酸的比值增大時，某些神經(jīng)遞質(zhì)前體的含量在腦中受到調(diào)節(jié)，5-HT水平升高，大腦皮層興奮活動受到抑制，身體出現(xiàn)不適、嗜睡等癥狀。因此，腦中5-HT水平升高可能影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，從而影響運(yùn)動能力。Bailey［6］等也通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，大鼠運(yùn)動至力竭狀態(tài)時腦內(nèi)5-HT水平顯著上升，而使用5-HT的激動劑（QD）則加快了大鼠運(yùn)動性疲勞的發(fā)生，但是提前注射5-HT的拮抗劑（LY53857），大鼠耐力運(yùn)動的成績明顯得到改善。

2.2引發(fā)運(yùn)動性疲勞的外周機(jī)制

人體從事運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動量不同的運(yùn)動時，產(chǎn)生運(yùn)動性疲勞的機(jī)制也不盡相同。GibsonA.S.C［7］等從神經(jīng)系統(tǒng)活動方面提出外周疲勞和中樞疲勞的不同。他們指出外周疲勞使肌肉力量下降可能是由于神經(jīng)驅(qū)動增強(qiáng)或無變化時，骨骼肌動作電位減弱，也可能是肌纖維蛋白在肌肉收縮時出現(xiàn)橫橋循環(huán)障礙，導(dǎo)致興奮收縮耦聯(lián)減弱引起的。

2.2.1能源儲備耗竭與運(yùn)動性疲勞

研究者認(rèn)為能源儲備耗竭學(xué)說是由于運(yùn)動過程中體能大量消耗而得不到及時補(bǔ)充引起的。研究證實(shí)，短時間大強(qiáng)度運(yùn)動主要以CP和肌糖原供能，若它們的含量顯著下降則會影響無氧代謝供能能力，使機(jī)體不能維持長時間大強(qiáng)度運(yùn)動，從而產(chǎn)生運(yùn)動性疲勞。此外，也有研究者還認(rèn)為運(yùn)動過程中ATP、CP的排空同樣也會引起運(yùn)動疲勞的發(fā)生。ATP合成是在線粒體內(nèi)膜呼吸鏈上完成，在短于6～8 s的大強(qiáng)度運(yùn)動后，肌肉內(nèi)儲存的ATP幾乎耗盡，此時ATP重新合成速率的快慢將影響機(jī)體運(yùn)動能力。因此，凡是影響線粒體內(nèi)膜呼吸鏈過程的都將影響ATP合成，也都影響機(jī)體運(yùn)動能力。丁樹哲［8.9］等報(bào)道，在運(yùn)動疲勞狀態(tài)下，心肌、肝臟、骨骼肌線粒體合成ATP的速率會顯著下降。

研究證實(shí)，血糖、肌糖原、肝糖原、脂肪酸和氨基酸是機(jī)體保持長時間運(yùn)動的能源物質(zhì)。當(dāng)肝糖原和肌糖原含量顯著下降時，有氧代謝供能能力顯著降低，身體各部位開始出現(xiàn)疲勞癥狀，而適當(dāng)補(bǔ)充糖類等物質(zhì)后，機(jī)體的工作能力又開始逐漸恢復(fù)。

2.2.2代謝產(chǎn)物堆積與運(yùn)動性疲勞

代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說認(rèn)為運(yùn)動性疲勞產(chǎn)生的原因是機(jī)體在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的某些代謝產(chǎn)物在體內(nèi)大量堆積且未能及時清除進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動能力下降。研究報(bào)道：長時間大強(qiáng)度運(yùn)動肌肉中血乳酸生成量增加，pH值降低，磷酸果糖激酶活性受到抑制，糖酵解供能受阻。當(dāng)肌肉中的乳酸達(dá)到130 g以上時，肌肉收縮能力下降，運(yùn)動機(jī)能降低［10］。Hill 和Lnesi［11］等認(rèn)為肌肉疲勞時，其機(jī)體pH值下降，抑制肌質(zhì)網(wǎng)內(nèi)ATP酶活性，使Ca2+泵效率下降，Ca2+重?cái)z能力降低，肌球蛋白和肌動蛋白的橫橋分離速率減慢，肌肉放松時間延長。

3　判斷運(yùn)動性疲勞的方法

如何正確地判斷運(yùn)動性疲勞的出現(xiàn)及其疲勞程度對訓(xùn)練具有重要意義。日常訓(xùn)練中，可選擇主觀感覺等簡單方法來評判運(yùn)動性疲勞的程度。

3.1主觀判斷運(yùn)動性疲勞程度的標(biāo)準(zhǔn)

運(yùn)動性疲勞可分為輕度疲勞、中度疲勞和極度疲勞。其中輕度疲勞最大的特點(diǎn)是自我感覺沒有任何不舒服，步態(tài)輕穩(wěn)，能正確執(zhí)行指令，而中度疲勞會感到腿酸痛、心悸、步態(tài)不穩(wěn)，執(zhí)行指令不準(zhǔn)確。極度疲勞會出現(xiàn)呼吸表淺加快，執(zhí)行口令緩慢，技術(shù)動作變形等。

根據(jù)超量恢復(fù)和應(yīng)激理論可得，運(yùn)動水平的提高就是“疲勞—恢復(fù)—再疲勞—再恢復(fù)”的一個良性過程。在運(yùn)動訓(xùn)練中一旦出現(xiàn)運(yùn)動性疲勞應(yīng)引起訓(xùn)練者的足夠重視，除主觀判斷運(yùn)動性疲勞外也可結(jié)合常用指標(biāo)如無氧率功率，氧耗量或血乳酸的變化，握力，運(yùn)動后最大血乳酸值等。

4　運(yùn)動性疲勞的恢復(fù)方法

現(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，體育項(xiàng)目比賽競爭日益激烈，目前運(yùn)動員想取得更好的運(yùn)動成績，就必須進(jìn)行更艱苦的訓(xùn)練。研究證實(shí)，在一定范圍內(nèi)，運(yùn)動訓(xùn)練強(qiáng)度與運(yùn)動性疲勞產(chǎn)生的幾率呈正相關(guān)趨勢。運(yùn)動性疲勞發(fā)生后可結(jié)合各種恢復(fù)手段，能盡快的促進(jìn)運(yùn)動員身體機(jī)能的恢復(fù)。實(shí)踐證明，良好的恢復(fù)對于提高訓(xùn)練水平和運(yùn)動成績有著積極的作用［1 2］。

4.1積極性休息

采用變換運(yùn)動部位和運(yùn)動類型來主動調(diào)整運(yùn)動強(qiáng)度進(jìn)而消除運(yùn)動性疲勞的方法稱為積極性休息。此外，可用相互誘導(dǎo)理論來解釋積極性休息，如，在平時訓(xùn)練中，教練員可運(yùn)用變換肢體活動部位，調(diào)節(jié)訓(xùn)練節(jié)奏，調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容等方式，使運(yùn)動員得到積極性休息，從而提高訓(xùn)練效果。

4.2整理活動

在運(yùn)動訓(xùn)練中，運(yùn)動員身體的各項(xiàng)機(jī)能水平都處于高度緊張狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)動結(jié)束后身體的各項(xiàng)機(jī)能水平還維持在原來的水平上。此時，應(yīng)做一些輔助性的練習(xí)。如，進(jìn)行劇烈運(yùn)動之后，可進(jìn)行走、慢跑或做放松操練習(xí)，同時配合深呼吸等來進(jìn)行放松。

4.3睡眠

運(yùn)動性疲勞的恢復(fù)離不開睡眠。對于運(yùn)動員來說正常、充足的睡眠可以最大程度地恢復(fù)體能。若睡眠不充足可使人體內(nèi)的再生組織系統(tǒng)活動受到限制，甚至削弱了人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)，同時還可能影響了人的正常思考能力，明顯增加疲勞感，增大受傷機(jī)率。因此，為保證高質(zhì)量的睡眠，可創(chuàng)造一個良好舒適的睡眠環(huán)境。當(dāng)然在睡覺前保持心情平靜、避免外界干擾對于高質(zhì)量睡眠也很重要。

4.4物理學(xué)手段

針灸、按摩、理療等物理療法對大強(qiáng)度或大運(yùn)動量后的體能恢復(fù)具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，按摩能夠快速消除疲勞主要通過推進(jìn)大腦皮層的興奮過程及減少過程間的相互轉(zhuǎn)換，緩解運(yùn)動性疲勞誘發(fā)的神經(jīng)調(diào)節(jié)紊亂，促進(jìn)淋巴和血液循環(huán)，改善局部血液循環(huán)，盡快消除運(yùn)動性疲勞。此外，按摩不僅可以疏通經(jīng)絡(luò)、加速體內(nèi)血液循環(huán)，而且可以緩解甚至消除身體局部肌肉的緊張、僵硬。

4.5營養(yǎng)學(xué)手段

在日常運(yùn)動訓(xùn)練和比賽中，運(yùn)動員體能消耗較大，若訓(xùn)練后運(yùn)動員及時進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)充，增加體能，可促進(jìn)提高運(yùn)動成績。因此，訓(xùn)練前后的營養(yǎng)補(bǔ)充是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。大量研究證實(shí)：膳食中蛋白質(zhì)、糖、脂肪、礦物質(zhì)、維生素的均衡搭配對運(yùn)動員身體機(jī)能和運(yùn)動能力的恢復(fù)有極大影響，若配比失調(diào)，則不利于運(yùn)動員身體機(jī)能的恢復(fù)。因此，日常訓(xùn)練中，更應(yīng)注重科學(xué)搭配食物，增加營養(yǎng)膳食，盡快消除機(jī)體運(yùn)動性疲勞，這對運(yùn)動成績的提高非常重要。

4.6運(yùn)動心理學(xué)的恢復(fù)手段

4.6.1催眠暗示

催眠休息是恢復(fù)運(yùn)動能力的重要方法，可在短時間內(nèi)消除運(yùn)動性疲勞，恢復(fù)運(yùn)動能力。催眠休息方法和其他一般休息方法相比更能較快恢復(fù)運(yùn)動能力。

4.6.2心理療法

運(yùn)動員心理調(diào)節(jié)對運(yùn)動性疲勞的恢復(fù)非常重要。在運(yùn)動后運(yùn)動員可通過意念來調(diào)節(jié)機(jī)體，改善循環(huán)和呼吸系統(tǒng)，讓肌肉得到良好快速放松，從而消除運(yùn)動性疲勞。另外，也可選擇自我暗示等方法進(jìn)行放松練習(xí)。

5　結(jié)語

運(yùn)動性疲勞是訓(xùn)練中常出現(xiàn)的復(fù)雜生理現(xiàn)象，其由于運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動時間的不同而產(chǎn)生運(yùn)動性疲勞的機(jī)制也不盡相同［13］。因此，教練員和運(yùn)動員可根據(jù)運(yùn)動性疲勞的判斷方法來確定疲勞程度從而調(diào)整運(yùn)動訓(xùn)練，并且在實(shí)際應(yīng)用中要加強(qiáng)營養(yǎng)，注重休息，在出現(xiàn)運(yùn)動性疲勞后可選擇幾種恢復(fù)方法配合運(yùn)用，盡快使恢復(fù)運(yùn)動能力。

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2095-2813（2015）12（b）-0232-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.35.232

①鞠麗麗（1988，12—），女，漢，山東省濰坊市人，廣州體育學(xué)院，研究生在讀，研究方向：運(yùn)動人體科學(xué)。