盧麗（山東體育學(xué)院研究生部　山東濟(jì)南　250102）

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運(yùn)動(dòng)疲勞的生理生化機(jī)制①

盧麗
（山東體育學(xué)院研究生部山東濟(jì)南250102）

摘 要：該文通過查閱運(yùn)動(dòng)生理、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等方面的書籍，并從電子網(wǎng)站中國(guó)知網(wǎng)下載多篇運(yùn)動(dòng)疲勞的生理生化機(jī)制等方面的相關(guān)文獻(xiàn)，主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的生理生化機(jī)制進(jìn)行整合綜述，對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的生理生化機(jī)制進(jìn)行必要的探究，目的是對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生的原因進(jìn)行探究。運(yùn)動(dòng)疲勞是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中不可避免的訓(xùn)練附加效果，本研究綜述為避免運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)疲勞和運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生提供必要的依據(jù)，以達(dá)到運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和恢復(fù)中提高運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力及比賽成績(jī)的目的，為達(dá)到必要的訓(xùn)練效果提供參考。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)疲勞生理生化機(jī)制避免訓(xùn)練和恢復(fù)訓(xùn)練效果

進(jìn)入21世紀(jì)，世界競(jìng)技運(yùn)動(dòng)水平正逐步提升，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)性疲勞也在不斷增多。通過電子檢索手段輸入關(guān)鍵詞“運(yùn)動(dòng)疲勞生理生化機(jī)制”“中樞疲勞”“外周疲勞”等檢索出多篇相關(guān)文獻(xiàn)，從各篇文獻(xiàn)中提取出適合本研究?jī)?nèi)容的相關(guān)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行整理。

疲勞指機(jī)體不能維持正常的生理過程不能進(jìn)行正常的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度訓(xùn)練[1]。運(yùn)動(dòng)疲勞是指人體在運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)能力及身體功能能力暫時(shí)下降的正常生理現(xiàn)象。

中樞疲勞和外周疲勞是運(yùn)動(dòng)疲勞的兩種主要形式，其分類依據(jù)是根據(jù)疲勞部位和產(chǎn)生的原因。疲勞是技能提高的基礎(chǔ)，是運(yùn)動(dòng)進(jìn)步的墊腳石，因此，運(yùn)動(dòng)疲勞現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生的正?，F(xiàn)象。一般來說，機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的輕度疲勞可以在運(yùn)動(dòng)后較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)；中等程度疲勞就要引起教練員和運(yùn)動(dòng)員重視，需要適當(dāng)降低運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)量；重度疲勞發(fā)生時(shí)，教練員應(yīng)及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，疲勞嚴(yán)重時(shí)需讓運(yùn)動(dòng)員停止訓(xùn)練和比賽，調(diào)整休息等[2]。

綜上所述，運(yùn)動(dòng)疲勞是指運(yùn)動(dòng)員在專項(xiàng)訓(xùn)練后，由于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中各種生理、心理和訓(xùn)練等方面的原因而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能的不適等。

1　中樞疲勞的生理生化機(jī)制

1.15-羥色胺

引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞的可能性遞質(zhì)是5-羥色胺（5-HT）這個(gè)觀點(diǎn)是由Newsholme[3]等人最先提出。他們通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，將支鏈氨基酸與生理鹽水或白蛋白分為兩組作對(duì)照，證實(shí)補(bǔ)充支鏈氨基酸會(huì)在一定程度上緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員大腦中的5-HT水平增加，而5-HT又是大腦中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對(duì)大腦的保護(hù)性會(huì)隨著5-HT水平的增加而降低，而且血液中的色氨酸和支鏈氨基酸也會(huì)隨運(yùn)動(dòng)而升高，因此，增強(qiáng)5-HT的抑制程度，使大腦的保護(hù)性抑制增強(qiáng)[4-6]。

1.2乙酰膽堿

Mieko[7]通過實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，人體在運(yùn)動(dòng)前大腦皮層中乙酰膽堿（ACh）的含量與運(yùn)動(dòng)之后的含量是不一樣的，實(shí)驗(yàn)證明運(yùn)動(dòng)5分鐘時(shí)乙酰膽堿的變化最為明顯。當(dāng)大腦皮層中乙酰膽堿濃度開始下降時(shí)，中樞系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一種化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)，其主要的作用是在神經(jīng)與肌肉之間傳遞興奮。這種化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)肌肉的興奮與傳導(dǎo)起到了促進(jìn)作用，因此，對(duì)于高興奮性的運(yùn)動(dòng)員，可適當(dāng)減少釋放乙酰膽堿以達(dá)到阻礙神經(jīng)-肌肉接頭之間興奮的傳遞。近年來有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中適量服用含有乙酰膽堿成分的飲料，可以起到延緩疲勞并且保持血漿膽堿的濃度適宜的作用[4-5]。

1.3多巴胺

多巴胺（DA）作為一種興奮性的化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)，可有效調(diào)節(jié)肌肉緊張。Blomstrand[8]研究后證實(shí)，運(yùn)動(dòng)員過度運(yùn)動(dòng)達(dá)到極限出現(xiàn)力竭時(shí)，多巴胺在大部分腦區(qū)含量都出現(xiàn)升高。Bailey[9]等人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員在不同負(fù)荷的訓(xùn)練強(qiáng)度下，大腦區(qū)的DA含量是不同的，運(yùn)動(dòng)員以60％～65％VO2max的強(qiáng)度活動(dòng)大約1小時(shí)，多巴胺呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。多巴胺的增加不會(huì)使機(jī)體感到疲勞，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員繼續(xù)運(yùn)動(dòng)達(dá)到3小時(shí)以上時(shí)，多巴胺就會(huì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而多巴胺在機(jī)體內(nèi)的降低就會(huì)使運(yùn)動(dòng)員感到疲勞。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)疲勞的發(fā)生與機(jī)體內(nèi)DA的合成和代謝應(yīng)保持盡量去達(dá)到平衡的效果[4-6]。

1.4氨

張業(yè)廷[4]研究發(fā)現(xiàn)，氨（NH3）是蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物，正常情況下，氨的產(chǎn)生和消除保持動(dòng)態(tài)平衡。氨是由肌肉在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生，通過血液運(yùn)輸?shù)竭_(dá)腦組織并改變腦組織CNS的功能。氨作為一種代謝廢物如不能及時(shí)排出體外，會(huì)導(dǎo)致大腦控制力下降，思維混亂等。運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體產(chǎn)生大量的氨，氨能夠加速糖酵解的進(jìn)程，使體內(nèi)乳酸增加，形成疲勞[4，6，10]。

1.5γ一氨基丁酸

1950年Robent[4]和Awaper[4]發(fā)現(xiàn)，?-氨基丁酸（GABA）在腦組織中的含量較高，人體在短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)CK減少，三磷酸腺苷濃度降低，二磷酸腺苷濃度升高，氧化酶活性升高，同時(shí)，?-氨基丁酸的濃度也出現(xiàn)升高；當(dāng)運(yùn)動(dòng)疲勞出現(xiàn)時(shí)，隨著體內(nèi)各種氧化酶的活性降低，?-氨基丁酸的消除速度也會(huì)降低，這種降低現(xiàn)象會(huì)對(duì)抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性[4]。1971年，雅科甫列夫[5]通過小鼠實(shí)驗(yàn)，即讓小鼠長(zhǎng)時(shí)間游泳，使其達(dá)到重度疲勞，發(fā)現(xiàn)大腦皮質(zhì)中氨基酸的含量增加，證實(shí)了，?一氨基丁酸的增加可以作為疲勞產(chǎn)生的指標(biāo)。

2　外周疲勞的生理生化機(jī)制

2.1疲勞鏈的突變理論

目前，在學(xué)術(shù)界傳播較廣的理論是災(zāi)難性的理論疲勞，它是指神經(jīng)肌肉疲勞鏈包含很多的環(huán)節(jié)，而每一環(huán)節(jié)都在鏈中發(fā)揮不同的功效，當(dāng)每一環(huán)節(jié)的作用不能正常發(fā)揮出來時(shí)，運(yùn)動(dòng)疲勞就隨之出現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)會(huì)消耗機(jī)體大量的能量物質(zhì)，肌肉損傷的出現(xiàn)可能是由能量供應(yīng)造成，同時(shí)外周疲勞也會(huì)產(chǎn)生。突變峰的發(fā)生并不是隨意的，它在固定的階段起著尤為重要的作用，在突變峰這一階段機(jī)體興奮性是降低的，因此削減了機(jī)體內(nèi)能量消耗，造成機(jī)體內(nèi)環(huán)境失衡，同時(shí)，肌肉力量也隨之減小，運(yùn)動(dòng)疲勞就這樣自然而然的在人體內(nèi)生成了[5]。

2.2肌細(xì)胞膜

肌細(xì)胞膜是細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換的地方，是肌肉細(xì)胞的代謝以及肌肉細(xì)胞間傳遞興奮和激動(dòng)的部件，其結(jié)構(gòu)的完整性和功能直接影響肌肉的功能。有研究認(rèn)為，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致血漿游離脂肪酸和兒茶酚胺的濃度升高，胰島素濃度下降，從而改變了肌細(xì)胞膜的通透性，肌細(xì)胞膜的形態(tài)和功能受各種物理和化學(xué)因素的影響。各種因素的不合理變化，導(dǎo)致了細(xì)胞膜功能的紊亂，從而導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生[11]。

2.3細(xì)胞凋亡

研究表明.細(xì)胞的死亡包括壞死和凋亡兩種形式。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可能是細(xì)胞凋亡的原因之一：一是由于血管受到的運(yùn)動(dòng)造成的局部機(jī)械牽拉力，產(chǎn)生損傷導(dǎo)致缺血；二是運(yùn)動(dòng)會(huì)造成氧自由基含量增加，誘發(fā)細(xì)胞死亡。細(xì)胞凋亡會(huì)造成一系列的變化：凋亡造成機(jī)體中細(xì)胞數(shù)目減少，隨之造成機(jī)體組織功能下降，各種病理的變化與產(chǎn)生導(dǎo)致了機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力大幅度的下降，這就是我們所說的運(yùn)動(dòng)疲勞出現(xiàn)[5]。

2.4代謝產(chǎn)物積累

眾所周知，在正常狀態(tài)下，乳酸的產(chǎn)生和代謝是平衡的，但是，由于運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽中，經(jīng)常的長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度無氧運(yùn)動(dòng)使機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生了大量的乳酸和代謝廢物，這些代謝廢物在短時(shí)間內(nèi)不能即刻排出，導(dǎo)致代謝廢物的積累。乳酸的積累使體液內(nèi)環(huán)境呈酸性，PH值下降，抑制機(jī)體代謝產(chǎn)物的排出和身體各項(xiàng)機(jī)能的正常運(yùn)行，當(dāng)PH值過低時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致肌肉無力，運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生[12]。

2.5能源物質(zhì)的消耗

三個(gè)能量供應(yīng)系統(tǒng)包括：磷酸源系統(tǒng)、無氧氧化系統(tǒng)和有氧氧化系統(tǒng)。在運(yùn)動(dòng)中，首先被消耗的是糖原，即通過無氧氧化系統(tǒng)進(jìn)行糖酵解產(chǎn)生能量為機(jī)體供能，隨著運(yùn)動(dòng)的持續(xù)，體內(nèi)糖原含量會(huì)減少，如不能及時(shí)恢復(fù)或補(bǔ)充，我們就會(huì)進(jìn)入疲勞狀態(tài)。此時(shí)若要繼續(xù)維持運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度就需要有氧氧化系統(tǒng)（脂肪）供能，一般來說脂肪可以維持供能時(shí)間在2～3個(gè)小時(shí)。有研究表明，過度使用脂肪會(huì)在一定程度上傷害人體的運(yùn)動(dòng)水平和能力。所以，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中要學(xué)會(huì)合理掌控時(shí)間，避免過度運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致疲勞。有氧氧化系統(tǒng)是供能系統(tǒng)中的“保護(hù)者”，它保障著人體機(jī)能使其能夠正常訓(xùn)練。當(dāng)能源物質(zhì)不能及時(shí)供給導(dǎo)致能源衰竭時(shí)，機(jī)體疲勞就會(huì)出現(xiàn)[12-13]。

3　結(jié)語

疲勞是機(jī)體在訓(xùn)練和比賽后出現(xiàn)的一種正?，F(xiàn)象。疲勞的產(chǎn)生是由于機(jī)體在疲勞產(chǎn)生后未達(dá)到適量的恢復(fù)而又繼續(xù)參加訓(xùn)練和比賽。因此，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)保持良好的心態(tài)，不要懼怕疲勞，而是要正視疲勞，對(duì)疲勞進(jìn)行科學(xué)的審視。在訓(xùn)練和比賽中，運(yùn)動(dòng)員和教練員找尋適合的恢復(fù)方法和手段，在訓(xùn)練和研究中不斷摸索，不斷找尋新的思路。

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員各自的差異和狀態(tài)變化及需要等制定適合的訓(xùn)練計(jì)劃，有條件的訓(xùn)練集體應(yīng)對(duì)個(gè)體運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練計(jì)劃進(jìn)行量身定制。同時(shí)，還應(yīng)注重運(yùn)動(dòng)員的興趣需要，讓運(yùn)動(dòng)員在愉悅中進(jìn)行鍛煉與學(xué)習(xí)，最終達(dá)到事半功倍的效果。所以，在未來的研究中，運(yùn)動(dòng)疲勞的各種生理生化機(jī)制及恢復(fù)將會(huì)越來越受到各專家學(xué)者的重視，各種高科技恢復(fù)手段也將被發(fā)現(xiàn)以及應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中。

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作者簡(jiǎn)介：①盧麗（1992-），女，山東體育學(xué)院在校研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

中圖分類號(hào)：G804.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-2813（2015）05（a）-0012-02