運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生機(jī)制與消除手段

中圖分類號(hào)：G804.54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1009-9328（2016）10-040-02

摘 要 運(yùn)用文獻(xiàn)資料法，從運(yùn)動(dòng)生理生化學(xué)角度對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)制與消除途徑進(jìn)行闡述，對(duì)全面系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)制提供參考，同時(shí)篩選出一些對(duì)消除運(yùn)動(dòng)性疲勞較為有效的手段和方法供討論。

關(guān)鍵詞 運(yùn)動(dòng)性疲勞 機(jī)制 恢復(fù)手段

競(jìng)技體育的首要任務(wù)是最大限度地挖掘人體的運(yùn)動(dòng)潛能，不斷提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。隨著競(jìng)技運(yùn)動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，運(yùn)動(dòng)水平也越來(lái)越高，許多運(yùn)動(dòng)成績(jī)，特別是體能類項(xiàng)目的成績(jī)已逼近人體極限，以至于提高1cm或縮短0.01s都變得非常艱難。向人體極限挑戰(zhàn)作為競(jìng)技體育的重要任務(wù)，愈發(fā)突顯出來(lái)。為了不斷地提高人體的運(yùn)動(dòng)能力，依靠科學(xué)化、現(xiàn)代化的方法與手段，在多學(xué)科綜合研究下進(jìn)行訓(xùn)練指導(dǎo)已成為共識(shí)。競(jìng)技體育的極限化訓(xùn)練模式必然給機(jī)體帶來(lái)最大限度的疲勞，如何快速地消除疲勞并達(dá)到超量恢復(fù)，成為了廣大教練員和運(yùn)動(dòng)員共同追求的目標(biāo)。隨著生理學(xué)、生物化學(xué)以及運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等學(xué)科的迅猛發(fā)展，新的科學(xué)研究方法、手段以及先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備被廣泛應(yīng)用，推進(jìn)了運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生機(jī)制與恢復(fù)手段的深入研究。

一、運(yùn)動(dòng)引發(fā)軀體性疲勞的生化機(jī)制

（一）三磷酸腺苷濃度與運(yùn)動(dòng)性疲勞

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)體內(nèi)能量被大量消耗，三磷酸腺苷（ATP）分解與合成不平衡導(dǎo)致大腦中ADP/ATP比值增大，該比值變化與神經(jīng)過(guò)程有關(guān)，即興奮和抑制間的平衡依賴大腦中ADP/ATP的動(dòng)態(tài)平衡，ATP降低時(shí)，將導(dǎo)致抑制過(guò)程的發(fā)展。

（二）5-羥色胺（5-HT）與運(yùn)動(dòng)性疲勞

血液中色氨酸與支鏈氨基酸（BCAA）濃度比值增高，影響腦中某些神經(jīng)遞質(zhì)前體（苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸）含量，使5-HT含量增高。5-HT是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一種抑制性遞質(zhì)，以結(jié)合和游離的形式存在于血液中，血中濃度受其結(jié)合白蛋白的控制。實(shí)驗(yàn)證明，5-HT濃度變化與運(yùn)動(dòng)性疲勞關(guān)系密切。運(yùn)動(dòng)性疲勞狀態(tài)下大腦許多部位5-HT水平增高，運(yùn)動(dòng)至力竭狀態(tài)下腦內(nèi)5-HT含量明顯增加，使用5-HT的激動(dòng)劑能加速疲勞發(fā)生的過(guò)程，而提前注射5-HT拮抗劑LY53857則能明顯改善耐力運(yùn)動(dòng)的成績(jī)。

（三）氨濃度的變化與運(yùn)動(dòng)性疲勞

中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質(zhì)中的氨基酸遞質(zhì)可分為興奮性和抑制性遞質(zhì)。興奮性遞質(zhì)包括谷氨酸和天冬氨酸，抑制性遞質(zhì)為-氨基丁酸。短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)體內(nèi)血液中氨濃度升高，血氨可通過(guò)屏障進(jìn)入腦組織，氨在體內(nèi)積聚會(huì)產(chǎn)生毒害作用。血氨大量積聚在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生一系列疲勞癥狀諸如運(yùn)動(dòng)控制能力下降，思維連貫性差，甚至失去意識(shí)。而且腦氨增多可引起多種酶活性下降，再合成速率下降。研究發(fā)現(xiàn)，從事5年的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員血漿中興奮性遞質(zhì)谷氨酸濃度下降，氨與游離脂肪酸濃度上升。

（四）乙酰膽堿與運(yùn)動(dòng)性疲勞

乙酰膽堿是分布較廣泛的中樞神經(jīng)遞質(zhì)，是調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢及肌纖維之間必需神經(jīng)遞質(zhì)之一，神經(jīng)肌肉極度興奮傳遞障礙與乙酰膽堿釋放量和接頭部位遞質(zhì)堆積量的變化量有關(guān)。其水平變化與記憶、意識(shí)、感覺(jué)與內(nèi)臟功能調(diào)節(jié)密切相關(guān)。疲勞時(shí)記憶力下降、感覺(jué)遲鈍及內(nèi)臟功能紊亂，與乙酰膽堿水平密切相關(guān)。有關(guān)中樞乙酰膽堿水平變化對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞的影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

二、外周疲勞的生理生化機(jī)制

（一）自由基和線粒體與外周疲勞

氧自由基及其引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)可以攻擊細(xì)胞及線粒體等生物膜，造成某些離子和能量代謝紊亂。在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性運(yùn)動(dòng)和遞增性力竭運(yùn)動(dòng)中，體內(nèi)的氧化代謝加強(qiáng)，骨骼肌、心肌、肝臟等組織的自由基增加，體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)加強(qiáng)。近幾年，以遞增負(fù)荷力竭性運(yùn)動(dòng)為運(yùn)動(dòng)疲勞模型的大鼠為實(shí)驗(yàn)表明，線粒體內(nèi)膜流動(dòng)性降低，膜脂-脂，脂-蛋白運(yùn)動(dòng)的微環(huán)境改變，線粒體呼吸鏈起始端復(fù)合體活性和質(zhì)子泵功能受損；呼吸速率增高，線粒體質(zhì)子漏增加，無(wú)效氧耗增加，氧利用率下降；電子漏引起質(zhì)子漏增加；ATP合成酶合成活力降低等過(guò)程都可以使線粒體膜損傷，從而限制ATP分解，致使外周肌肉疲勞發(fā)生。

（二）Ca2+，無(wú)機(jī)磷酸（Pi）與運(yùn)動(dòng)性肌肉疲勞

一般認(rèn)為，Ca2+是肌肉收縮活動(dòng)的重要調(diào)控物質(zhì)，鈣在肌肉疲勞中的作用主要通過(guò)線粒體鈣和肌漿網(wǎng)鈣途徑實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)疲勞狀態(tài)下，線粒體的氧化代謝能力受到鈣離子的影響和線粒體對(duì)細(xì)胞漿Ca2+濃度變化的敏感性下降，即肌漿網(wǎng)攝鈣減少，從而使鈣調(diào)節(jié)能力下降兩方面導(dǎo)致疲勞。高濃度的Pi能抑制肌纖維的最大肌力，降低肌肉的放松能力，進(jìn)行1min60%-100%最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，Pi濃度升高300%，最大肌力下降超過(guò)35%，肌肉放松能力下降60%。Pi濃度上升，抑制了肌鈣蛋白對(duì)Ca2+的親和力，從而降低了肌肉的收縮力量。

（三）神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫和調(diào)節(jié)系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)性疲勞

研究表明長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中，強(qiáng)度和量過(guò)大會(huì)使皮質(zhì)醇分泌持續(xù)增加，雄性激素分泌減少，血睪酮含量下降，下丘腦-垂體-性腺軸受到廣泛的抑制作用。而短時(shí)間運(yùn)動(dòng)中皮質(zhì)醇，催乳素，睪酮等分泌均增加。血睪酮含量的下降是運(yùn)動(dòng)引起疲勞后的暫時(shí)性變化，是整體機(jī)能下降的一種反應(yīng)，運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生后，免疫系統(tǒng)中嗜中性白細(xì)胞減少且吞噬作用下降，鼻和唾液免疫球蛋白下降，T淋巴細(xì)胞增殖能力下降，自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞毒活性下降，細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-6等產(chǎn)生拮抗作用。可見(jiàn)運(yùn)動(dòng)疲勞時(shí)，神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌細(xì)胞及運(yùn)動(dòng)器官細(xì)胞表面都存在細(xì)胞因子、激素、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)肽類受體，是造成運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的重要因素。

三、消除運(yùn)動(dòng)性疲勞的途徑

（一）神經(jīng)遞質(zhì)合成和釋放

神經(jīng)遞質(zhì)，如5-HT、Ach等的濃度變化直接影響疲勞的產(chǎn)生，因此通過(guò)影響此類神經(jīng)遞質(zhì)的合成和釋放是抗疲勞的有效途徑。

（二）消除自由基，防止脂質(zhì)過(guò)氧化

自由基攻擊細(xì)胞膜是運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的重要原因之一，消除自由基，防止脂質(zhì)過(guò)氧化也是抗疲勞的主要途徑。研究表明，給予牛磺酸運(yùn)動(dòng)的大鼠，其運(yùn)動(dòng)能力較單純運(yùn)動(dòng)時(shí)有顯著提高，揭示牛磺酸有消除疲勞的功能。此外在?；撬釋?duì)運(yùn)動(dòng)小鼠骨骼肌自由基代謝的影響實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)了?；撬崮芊乐怪|(zhì)過(guò)氧化，保護(hù)細(xì)胞膜免受自由基的攻擊，延緩疲勞的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，提高紅細(xì)胞Na+、K+-ATP酶活性，有較好的抗疲勞作用，補(bǔ)充維生素E、C乙酰半胱氨酸等氧化劑都可以提高氧化酶的活性，也能起到積極的抗疲勞作用。

（三）補(bǔ)充能源，調(diào)節(jié)離子代謝

補(bǔ)充能源物質(zhì)，調(diào)節(jié)離子代謝是抗疲勞的另一途徑。實(shí)驗(yàn)表明口服FDP（1，6-二磷酸果糖）對(duì)人體骨骼肌細(xì)胞有保護(hù)作用；FDP能激活糖酵解，促進(jìn)無(wú)氧耐力運(yùn)動(dòng)后血乳酸消除和糖原的合成，對(duì)運(yùn)動(dòng)后疲勞的消除有顯著作用。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員服用“高效強(qiáng)力飲”后血乳酸濃度明顯降低，有較好的抗疲勞功效。此外，在枸杞多糖對(duì)電刺激離體蟾蜍腓腸肌的實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，枸杞多糖能有效地延緩疲勞發(fā)生。

四、結(jié)論

沒(méi)有疲勞便沒(méi)有訓(xùn)練消除也就沒(méi)有超量恢復(fù)，這是對(duì)當(dāng)代競(jìng)技體育的精辟總結(jié)，運(yùn)動(dòng)性疲勞是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練比賽中必然產(chǎn)生的一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的提高和技術(shù)的發(fā)揮都有很大的影響，嚴(yán)重的會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員的身心健康。因此科學(xué)、合理的安排運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，不斷提高訓(xùn)練水平，是運(yùn)動(dòng)員抵抗疲勞的最重要的因素，把消除運(yùn)動(dòng)員的疲勞作為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練整體中的一部分重視起來(lái)。不斷掌握判斷運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的方法，了解運(yùn)動(dòng)員疲勞的程度，并針對(duì)不同的疲勞情況，選擇切實(shí)有效的方法是促進(jìn)疲勞恢復(fù)、提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，推動(dòng)競(jìng)技水平發(fā)展的先決因素。

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